化工设备基础知识PPT

技术经济要求
1. 单位生产能力 2. 消耗系数 3. 设备价格 4. 管理成本 5. 产品总成本
足够的刚度和抗失稳的能力：刚度是指设备在外力作用下，抵抗
变形保持原有形状的能力
良好的抗腐蚀性：材料被酸、碱、盐腐蚀后，不仅会导致 壁厚减薄，最终会破坏
可靠的密封性：密封性是指化工设备防止介质泄漏的能力，介质泄
漏，可能造成环境污染，还可能引起中毒、燃烧、爆炸
使用性能要求
结构合理、制造简单：结构要简单，设计要合理，材料利用率
高，制造方法要有利于实现机械化、自动化、成批生产
运输安装方便：对于大型设备要考虑运行的可行性，运载工具的
能力、空间大小、码头深度、桥梁和路面的承载能力、吊装设备 的吨位。大型、特殊要求设备要考虑现场组装的条件和方法
操作、控制、维护简便：操作程序和方法要尽量简单，能设有
防止误操作的报警装置。设备上要有测量、报警和调节装置。操 作过程出现超温、超压等时，能报警，并可对操作状态自动调节 。
二、要求
1、实验、平时作业不能缺，否则没成绩。 2、课堂纪律 不能旷课 否则没成绩 3、良好学风 4、学习方法 课前预习，课后复习 完成一定数量的
习题 学会知识的综合应用
任务二 化工生产与化工机械设备的关系
化工生产过程不仅取决于化学工艺过程，而且与化工机 械装备密切相关。
介质的化学反应，由反应器提供符合反应条件要求的空间 质量传递通常在塔设备中完成 热量传递在换热器中进行 能量转换由泵、压缩机等装置承担
任务三 化工生产对化工设备的基本要求
化工生产的特点
生产的连续性强
➢处理物料大多是气体、液体和粉体，处理过程如传质、传热、化学反 应可连续进行，为了提高生产效率，节约成本，化工生产过程一般采 用连续的工艺流程。在连续性的过程中，每一生产环节都非常重要， 若出现事故，将破坏连续性生产
生产条件苛刻
➢介质腐蚀性强：有很多介质具有腐蚀性。例如，酸、碱、盐一类的介 质，对金属或非金属物件的腐蚀，使机器与设备的使用寿命大为降低。 腐蚀生成物的沉积，可能堵塞机器与设备的通道，破坏正常的工艺条 件，影响生产的正常进行
化工设备基础
主讲 王松竹
二〇〇九年九月
新内容简介 模块一 化工设备基础知识
任务一 课程知识构架及学习目标 任务二 化工生产与化工设备的关系
任务三 化工生产对化工设备的基本要求 任务四 化工容器的结构与分类
任务一 课程知识构架及学习目标
一、知识构架
理论知识
1. 化工设备基本知识 2. 化工设备力学基础 3. 机械传动与联接(自学) 4. 压力容器 5. 塔设备 6. 换热器 7. 搅拌反应釜 8. 化工管路
化工设备的特点
功能原理的多样化 须进行单独的设计 外部壳体多是压力容器 化—机—电技术紧密结合 设备结构大型化 吨量大 尺寸大 温度高 目前国内：合成氨年产量达30多万吨 尿素高达60多
万吨 国外：合成氨年产量达60多万吨 尿素高达100多万吨
合成氨塔的直径达3000mm 12.5万m3 储油罐高达20m
➢温度和压力变化大：温度和压力变化大，温度从深冷到高温，压 力从真空到数百兆帕。使得有的设备要承受高温或高压，有的设备 要承受低温或低压。温度和压力的不同，影响到设备的工作条件和 材料选择
➢介质大多易燃易爆有毒性：如氨气、氢气、苯蒸气等均属此类。 还有不少介质有较强的毒副作用，如二氧化硫、二氧化氮、硫化氢、 一氧化碳等。这些易燃、易爆、有毒性的介质一旦泄漏，不仅会造 成环境的污染，而且还可能造成人员伤亡和重大事故的发生
➢生产原理的多样性：生产过程按作用原理可分为质量传递、热量 传递、能量传递和化学反应等若干类型。同一类型中功能原理也多 种多样，如传热设备的传热过程，按传热机理又可分为热传导、对 流和辐射。故化工设备的用途、操作条件、结构形式也千差万别
➢生产的技术含量高：既包含了先进的生产工艺，又需要先进的生 产设备，还离不开先进的控制与检测手段。并呈现出学科综合，专 业复合，化、机、电一体化的发展势态
化工工艺发展不断要求新装备
① 千万吨级大炼油厂
大型塔器——国外最大常压塔Φ9m，减压塔Φ16m。 大型换热器——国外最大15000m2，国内只有4000m2，
②百万吨级大乙烯
大型离心压气机——单机45,000KW，要求高可靠性，高 寿命。 大型低温球罐(-30℃，1.72MPa)——国外最大3700m3双29 层结构，低温钢。
化工生产对化工设备的基本要求 ➢安全性要求 ➢工艺性要求 ➢使用性能要求 ➢经济性能要求
安全性能要求
足够的强度：材料强度是指载荷作用下材料抵抗永久变形和断裂的
能力。屈服点和抗拉强度是钢材常用的强度判据。
良好的韧性 ：韧性是指材料断裂前吸收变形能量的能力。由于原材
料制造（特别是焊接）和使用（如疲劳、应力腐蚀）等方面的原因 ，化工设备的构件常带有各种各样的缺陷，如裂纹、气孔、夹渣等 。如果材料韧性差，可就能因其本身的缺陷或在波动载荷作用下发 生脆性破断。
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Ag
CH3OH(气)+(1/2)O2(气)─→HCHO(气)+H2O(气)
973K
甲醇生产
二氧化碳
转 水蒸汽 化
炉
冷 却 塔
压缩机
合 成
分
反馏
应塔
天然气
器
反
传
压
应
热
缩
反分 应离
冷 凝 塔
甲
传醇
热
CO+2H2=CH3OH CO2+3H2=CH3OH+H2O
实验内容
１、碳钢热处理实验 ２、拉伸——压缩实验 ３、水压试验 4、外压容器失稳实验
二、学习目标
1、了解材料、工程结构、力学和机械传动与联接方面的基 本知识
２、掌握常用化工设备的结构、性能特点、应用 3、初步掌握化工设备结构和设计的基本知识。
➢ 课程安排与要求
一、课程安排 68学时
1、实验： 3~4次 2、平时作业 3、课堂提问 4、实验报告
化工机械技术的进步能促进新工艺的诞生和实施 大型压缩机和超高压容器的研制成功，使人造金刚石的 构想成为现实 化工工艺发展不断要求新装备
化工过程：
对原料进行化学和物理加工， 有利产品的过程。
以获得
A＋B＋P,T,CC D Q
设备：完成某种单元过程的装置。
甲醛生产
二甲醚
压缩机
反
空气
压缩机
应 器