第一章化工设备常用相关材料及选择1PPT课件
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化工设备基础ppt课件
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第二节 化工容器结构与分类
一、化工容器的基本结构
3.密封装置 化工容器上需要有许多密封装置，如封头和筒体间的可拆式 连接，容器接管与外管道间的可拆连接以及人孔、手孔盖的连接 等，可以说化工容器能否正常安全地运行在很大程度上取决于密 封装置的可靠性。 4.开孔与接管 化工容器中，由于工艺要求和检修及监测的需要，常在筒体 或封头上开设各种大小的孔或安装接管，如人孔、手孔、视镜孔、 物料进出口接管，以及安装压力表、液面计、安全阀、测温仪表 等接管开孔。
（3）分离容器(代号S)主要是用于完成介质流体中不同组分分离 的容器。如分离器、过滤器、蒸发器、集油器、缓冲器、干燥塔等。
（4）储存容器(代号C，其中球罐代号B)主要是用于储存、盛装 气体、液体、液化气体等介质的容器。如液氨储罐、液化石油气储 罐等。
13
第二节 化工容器结构与分类
二、 化工容器与设备的分类
8
第二节 化工容器结构与分类
一、化工容器的基本结构
1.筒体 筒体是化工设备用以储存物料或完成传质、传热或化学反应所需
要的工作空间，是化工容器最主要的受压元件之一，其内径和容 积往往需由工艺计算确定。圆柱形筒体(即圆筒)和球形筒体是工程 中最常用的筒体结构。 2.封头
根据几何形状的不同，封头可以分为球形、椭圆形、碟形、球 冠形、锥壳和平盖等几种，其中以椭圆形封头应用最多。封头与 筒体的连接方式有可拆连接与不可拆连接(焊接)两种，可拆连接一 般采用法兰连接方式。
4.经济性能要求
在满足安全性、工艺性、使用性的前提下，应尽量减少化 工设备的基建投资和日常维护、操作费用，并使设备在使用期 内安全运行，以获得较好的经济效益。
6
第二节 化工容器结构与分类
一、化工容器的基本结构
第二节 化工容器结构与分类
一、化工容器的基本结构
3.密封装置 化工容器上需要有许多密封装置，如封头和筒体间的可拆式 连接，容器接管与外管道间的可拆连接以及人孔、手孔盖的连接 等，可以说化工容器能否正常安全地运行在很大程度上取决于密 封装置的可靠性。 4.开孔与接管 化工容器中，由于工艺要求和检修及监测的需要，常在筒体 或封头上开设各种大小的孔或安装接管，如人孔、手孔、视镜孔、 物料进出口接管，以及安装压力表、液面计、安全阀、测温仪表 等接管开孔。
（3）分离容器(代号S)主要是用于完成介质流体中不同组分分离 的容器。如分离器、过滤器、蒸发器、集油器、缓冲器、干燥塔等。
（4）储存容器(代号C，其中球罐代号B)主要是用于储存、盛装 气体、液体、液化气体等介质的容器。如液氨储罐、液化石油气储 罐等。
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第二节 化工容器结构与分类
二、 化工容器与设备的分类
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第二节 化工容器结构与分类
一、化工容器的基本结构
1.筒体 筒体是化工设备用以储存物料或完成传质、传热或化学反应所需
要的工作空间，是化工容器最主要的受压元件之一，其内径和容 积往往需由工艺计算确定。圆柱形筒体(即圆筒)和球形筒体是工程 中最常用的筒体结构。 2.封头
根据几何形状的不同，封头可以分为球形、椭圆形、碟形、球 冠形、锥壳和平盖等几种，其中以椭圆形封头应用最多。封头与 筒体的连接方式有可拆连接与不可拆连接(焊接)两种，可拆连接一 般采用法兰连接方式。
4.经济性能要求
在满足安全性、工艺性、使用性的前提下，应尽量减少化 工设备的基建投资和日常维护、操作费用，并使设备在使用期 内安全运行，以获得较好的经济效益。
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第二节 化工容器结构与分类
一、化工容器的基本结构
《化工设备常见材料》课件
包装材料、建筑材料、家电产品等。
主要合成塑料种类
聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。
合成塑料的特点
具有优良的绝缘性、耐腐蚀性和加工 性能，可根据需要定制各种形状和用 途的产品。
05
无机非金属材料
水泥
水泥是一种重要的建筑材料，主要用于混凝土的制备。
水泥的凝固时间可以通过添加不同比例的缓凝剂进行调 节。
水泥的强度等级分为325、425、525和625四个等级， 数字越大，强度越高。
水泥的储存应避免潮湿环境，以免结块和硬化。
耐火材料
01
02
03
04
耐火材料是指在高温下不易熔 化或变形的材料，用于制造炉
具、高温管道等。
耐火材料的种类繁多，包括硅 质、粘土质、高铝质、刚玉质
等。
耐火材料的性能取决于其化学 成分和显微结构，如气孔率、 体积密度、常温耐压强度等。
耐火材料在使用过程中应定期 进行维护和检查，以确保其性
复合材料
由两种或两种以上材料组 成，具有各组成材料的优 点。
化工设备材料的特点
高耐腐蚀性
能够承受各种化学介质的腐蚀，保证设备的 长期稳定运行。
良好的加工性能
能够根据需要进行加工和制造，满足设备的 各种形状和尺寸要求。
高强度和刚度
能够承受各种外力和压力，保证设备的机械 性能。
良好的热稳定性和耐热性
能够在高温或低温环境下保持材料的性能和 稳定性。
塑料的种类
常见的塑料有聚乙烯、聚丙烯 、聚氯乙烯、聚四氟乙烯等， 每种塑料都有其特定的性能和 用途。
塑料的选用原则
选择塑料时，应考虑其耐腐蚀 性、机械强度、加工性能和成
本等因素。
橡胶
01
02
主要合成塑料种类
聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。
合成塑料的特点
具有优良的绝缘性、耐腐蚀性和加工 性能，可根据需要定制各种形状和用 途的产品。
05
无机非金属材料
水泥
水泥是一种重要的建筑材料，主要用于混凝土的制备。
水泥的凝固时间可以通过添加不同比例的缓凝剂进行调 节。
水泥的强度等级分为325、425、525和625四个等级， 数字越大，强度越高。
水泥的储存应避免潮湿环境，以免结块和硬化。
耐火材料
01
02
03
04
耐火材料是指在高温下不易熔 化或变形的材料，用于制造炉
具、高温管道等。
耐火材料的种类繁多，包括硅 质、粘土质、高铝质、刚玉质
等。
耐火材料的性能取决于其化学 成分和显微结构，如气孔率、 体积密度、常温耐压强度等。
耐火材料在使用过程中应定期 进行维护和检查，以确保其性
复合材料
由两种或两种以上材料组 成，具有各组成材料的优 点。
化工设备材料的特点
高耐腐蚀性
能够承受各种化学介质的腐蚀，保证设备的 长期稳定运行。
良好的加工性能
能够根据需要进行加工和制造，满足设备的 各种形状和尺寸要求。
高强度和刚度
能够承受各种外力和压力，保证设备的机械 性能。
良好的热稳定性和耐热性
能够在高温或低温环境下保持材料的性能和 稳定性。
塑料的种类
常见的塑料有聚乙烯、聚丙烯 、聚氯乙烯、聚四氟乙烯等， 每种塑料都有其特定的性能和 用途。
塑料的选用原则
选择塑料时，应考虑其耐腐蚀 性、机械强度、加工性能和成
本等因素。
橡胶
01
02
化工设备材料及其选择概述(共76张PPT)
二、材料的机械性能
应力σ 应力定义为“单位面积上所承受的力”。
抗拉强度 蠕变强度 持久强度 疲劳强度
强度： 屈服点
机械 性能
塑性： 延伸率
硬度： 布氏硬度 韧性
冲击韧性
断面收缩率 洛氏硬度
冷弯性能
维氏硬度
按照载荷（Load）作用的形式不同，应力又可以分 为拉伸压缩应力、弯曲应力和扭转应力。
1. 强度
第1章 化工设备材料及其选择
一、化工设备概述 二、材料的机械性能 三、材料的物理化学性能 四、金属材料的分类与牌号 五、碳钢与铸铁 六、特种钢、有色金属与非金属 七、化工设备防腐及防腐措施 八、化工设备选材的原则
一、化工设备概述
1. 设备的分类 按压力分类:
外压容器
容器 内压容器
低压容器(L) 0.1≤ P<1.6MPa
屈强比越大，屈服点与抗拉强度愈接近，塑性储备越小，这时 有可能发生脆性断裂；这类材料如木棒； 屈强比越小，屈服点愈小于抗拉强度，这时塑性储备愈大，但 材料的强度往往得不到充分的发挥；这类材料如竹条。
b
：反映了材料塑性贮备的一个指标
因此，在工程上希望所选用的材料具有合适的屈强比。
1.3 蠕变强度
的条件下，能支持的时间越久，则该材料抵抗断裂的能力也越大。
1.5 疲劳强度 1
很多构件经常受到大小及方向变化的交变载荷，这种交变载荷使 金属材料在应力还远低于屈服点时就发生断裂，这种现象称为 “疲劳”。金属在无数次交变载荷作用下，而不致引起断裂的最 大应力，称为“疲劳极限”； 实际上不可能进行无数次试验，一般以106~108次 循环试验作为疲 劳强度； 影响金属疲劳强度的因素主要有：合金成分、表面状态、组织结
《化工设备》课件
传热设备的应用
传热设备广泛应用于化工、石 油、制药等领域，是实现工艺 流程中热量传递和平衡的关键
设备。
反应设备
反应设备概述
反应设备是化工生产中用于实现化学 反应的重要设备，主要包括反应釜、 固定床反应器等。
反应设备的分类
根据反应类型和工艺要求的不同，反 应设备可分为釜式反应器、管式反应 器、塔式反应器等类型。
02 化工设备的材料
CHAPTER
化工设备的材料分类
01
02
03
金属材料
如钢铁、铜、铝等，具有 高强度、耐腐蚀性等特点 ，广泛应用于化工设备制 造。
非金属材料
如玻璃、陶瓷、塑料等， 具有耐高温、化学稳定性 好等优点，适用于特定化 工设备。
复合材料
由两种或多种材料组成， 具有各组成材料的优点， 如高强度、耐腐蚀等，广 泛应用于化工设备制造。
备和管道。
陶瓷
具有高硬度、高耐磨性和耐腐蚀 性，适用于高温和腐蚀性环境。
塑料
质轻、耐腐蚀、绝缘性好，常用 于制造管道、阀门等化工设备。
化工设备材料的安全性要求
材料应无毒无害，不含有对健康有害 的物质。
材料应具有足够的强度和刚度，能够 承受工作载荷和压力，保证设备的安 全运行。
材料应具有良好的稳定性和耐久性， 能够承受各种环境条件下的使用。
04 化工设备的结构与特点
CHAPTER
化工设备的结构类型与特点
反应器 分离器 换热器 储罐
用于化学反应的设备，具有耐高温、高压、耐腐蚀等特点，分 为釜式、管式、塔式等多种类型。
用于将反应产物与其他物质分离的设备，如蒸馏塔、萃取塔等 ，要求具有高效、稳定、耐磨损等特点。
用于加热或冷却反应物质的设备，要求材料导热性能好、耐高 温、高压。
传热设备广泛应用于化工、石 油、制药等领域，是实现工艺 流程中热量传递和平衡的关键
设备。
反应设备
反应设备概述
反应设备是化工生产中用于实现化学 反应的重要设备，主要包括反应釜、 固定床反应器等。
反应设备的分类
根据反应类型和工艺要求的不同，反 应设备可分为釜式反应器、管式反应 器、塔式反应器等类型。
02 化工设备的材料
CHAPTER
化工设备的材料分类
01
02
03
金属材料
如钢铁、铜、铝等，具有 高强度、耐腐蚀性等特点 ，广泛应用于化工设备制 造。
非金属材料
如玻璃、陶瓷、塑料等， 具有耐高温、化学稳定性 好等优点，适用于特定化 工设备。
复合材料
由两种或多种材料组成， 具有各组成材料的优点， 如高强度、耐腐蚀等，广 泛应用于化工设备制造。
备和管道。
陶瓷
具有高硬度、高耐磨性和耐腐蚀 性，适用于高温和腐蚀性环境。
塑料
质轻、耐腐蚀、绝缘性好，常用 于制造管道、阀门等化工设备。
化工设备材料的安全性要求
材料应无毒无害，不含有对健康有害 的物质。
材料应具有足够的强度和刚度，能够 承受工作载荷和压力，保证设备的安 全运行。
材料应具有良好的稳定性和耐久性， 能够承受各种环境条件下的使用。
04 化工设备的结构与特点
CHAPTER
化工设备的结构类型与特点
反应器 分离器 换热器 储罐
用于化学反应的设备，具有耐高温、高压、耐腐蚀等特点，分 为釜式、管式、塔式等多种类型。
用于将反应产物与其他物质分离的设备，如蒸馏塔、萃取塔等 ，要求具有高效、稳定、耐磨损等特点。
用于加热或冷却反应物质的设备，要求材料导热性能好、耐高 温、高压。
化工设备常用材料PPT课件
第28页/共46页
• （6）时效
• 操作方法：将钢件加热到80~200度，保温5~20小 时或更长时间，然后随炉取出在空气中冷却。
• 目的：1. 稳定钢件淬火后的组织，减小存放或使用期 间的变形；2.减轻淬火以及磨削加工后的内应力，稳 定形状和尺寸。
• 应用要点：1. 适用于经淬火后的各钢种；2.常用于要 求形状不再发生变化的紧密工件，如紧密丝杠、测量 工具、床身机箱等。
• 16MnDR：可用于-40℃的钢种；液氨储罐等设备 • 15MnNiDR：提高了低温韧性；-40℃级低温球形容器 • 09MnNiDR：-70℃级低温压力容器用钢；用于制造液丙烯（-47.7℃）、液硫化氢（-
61℃ ）等设备
• 15CrMoR
• 低合金珠光体热强钢 • 中温抗氢钢板 • 用于制造壁温不超过560℃的压力容器
钢、钛等耐腐蚀材料，其厚度一般为基层厚度的1/10~1/3。 • 复合板应用特点： • 用复合板制造耐腐蚀压力容器，可大量节省昂贵的耐腐蚀材料，从
而降低压力容器的制造成本。 • 复合板的焊接比一般钢板复杂，焊接接头往往是耐腐蚀的薄弱环节，
因此壁厚较薄、直径小的压力容器最好不用复合板。
第11页/共46页
第26页/共46页
• （4）回火
• 操作方法：将淬火后的钢件重新加热到Ac1以下某一温度，经保温后， 于空气或油、热水、水中冷却。
• 目的：1.降低或消除淬火后的内应力，减少工件的变形和开裂；2.调整 硬度，提高塑性和韧性，获得工作所要求的力学性能；3.稳定工件尺寸。
• 应用要点：1.保持钢在淬火后的高硬度和耐磨性时用低温回火；在保持 一定韧度的条件下提高钢的弹性和屈服强度时用中温回火；以保持高的 冲击韧度和塑性为主，又有足够的强度时用高温回火；2.一般钢尽量避 免在230~280度、不锈钢在400~450度之间回火，因为这时会产生一 次回火脆性。
• （6）时效
• 操作方法：将钢件加热到80~200度，保温5~20小 时或更长时间，然后随炉取出在空气中冷却。
• 目的：1. 稳定钢件淬火后的组织，减小存放或使用期 间的变形；2.减轻淬火以及磨削加工后的内应力，稳 定形状和尺寸。
• 应用要点：1. 适用于经淬火后的各钢种；2.常用于要 求形状不再发生变化的紧密工件，如紧密丝杠、测量 工具、床身机箱等。
• 16MnDR：可用于-40℃的钢种；液氨储罐等设备 • 15MnNiDR：提高了低温韧性；-40℃级低温球形容器 • 09MnNiDR：-70℃级低温压力容器用钢；用于制造液丙烯（-47.7℃）、液硫化氢（-
61℃ ）等设备
• 15CrMoR
• 低合金珠光体热强钢 • 中温抗氢钢板 • 用于制造壁温不超过560℃的压力容器
钢、钛等耐腐蚀材料，其厚度一般为基层厚度的1/10~1/3。 • 复合板应用特点： • 用复合板制造耐腐蚀压力容器，可大量节省昂贵的耐腐蚀材料，从
而降低压力容器的制造成本。 • 复合板的焊接比一般钢板复杂，焊接接头往往是耐腐蚀的薄弱环节，
因此壁厚较薄、直径小的压力容器最好不用复合板。
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第26页/共46页
• （4）回火
• 操作方法：将淬火后的钢件重新加热到Ac1以下某一温度，经保温后， 于空气或油、热水、水中冷却。
• 目的：1.降低或消除淬火后的内应力，减少工件的变形和开裂；2.调整 硬度，提高塑性和韧性，获得工作所要求的力学性能；3.稳定工件尺寸。
• 应用要点：1.保持钢在淬火后的高硬度和耐磨性时用低温回火；在保持 一定韧度的条件下提高钢的弹性和屈服强度时用中温回火；以保持高的 冲击韧度和塑性为主，又有足够的强度时用高温回火；2.一般钢尽量避 免在230~280度、不锈钢在400~450度之间回火，因为这时会产生一 次回火脆性。
化工设备基础知识(PPT39页).ppt
化工设备基础
主讲 王松竹
二〇〇九年九月
化工设备基础——基础知识
化工设备基础——基础知识
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
化工设备基础——基础知识
任务一 课程知识构架及学习目标
化工设备基础——基础知识
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
压容器。反之，则为外压容器。 ➢ 真空容器是指内部压力小于一个绝对大气
压(0.1MPa)的外压容器。
化工设备基础——基础知识
➢内压容器按其设计压力，可划分为低压、中
压、高压和超高压四个压力等级。高压容器的设 计计算方法、材料选择、制造技术及检验要求与 中、低压容器不同。本书只讨论中、低压容器的 设计。
化工设备基础——基础知识
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
.
化工设备基础——基础知识
❖ 按工作温度分－－
❖ 低温容器
－２０ ℃
主讲 王松竹
二〇〇九年九月
化工设备基础——基础知识
化工设备基础——基础知识
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
化工设备基础——基础知识
任务一 课程知识构架及学习目标
化工设备基础——基础知识
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
压容器。反之，则为外压容器。 ➢ 真空容器是指内部压力小于一个绝对大气
压(0.1MPa)的外压容器。
化工设备基础——基础知识
➢内压容器按其设计压力，可划分为低压、中
压、高压和超高压四个压力等级。高压容器的设 计计算方法、材料选择、制造技术及检验要求与 中、低压容器不同。本书只讨论中、低压容器的 设计。
化工设备基础——基础知识
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
.
化工设备基础——基础知识
❖ 按工作温度分－－
❖ 低温容器
－２０ ℃
第一章_化工设备常用材料及其选择
化工设备机械基础
2020/7/19
化工生产和化工机械
化工生产是以流体（气体、液体、粉体） 为原料，以化学处理和物理处理为手段，以获 得设计规定的产品为目的的工业生产。
化工生产过程的决定因素：化学工艺过程
化工机械装备
化工机械通常分为：化工设备（静设备）
2020/7/19
化工机器（动设备）
化工设备：
e P
b
a
相同，如何理解弹性模量？
o
(1)式称为虎克定律，该定律也可用于受压杆件，但符号为负
2020/7/19
1.2 材料的性能
横向线应变：
' d1 d d
dd
d
ε' 为横向线应变
研究表明在弹性阶段杆件的横向
应变ε'和轴向应变ε之比的绝对
值是一个常数
d1
拉伸
'
2020/7/19
，称为横向变形系数或者泊桑比
2020/7/19
第1章 化工设备材料及其选择
本章重点：材料的力学性能及化工设备材料 的选择
本章难点：材料的性能 计划学时： 8学时
2020/7/19
1.1 概 述
1.1.1 化工设备选材的重要性和复杂性
1、操作条件的限制 压力：从高真空到几千大气压,故有强度要求 温度：-250℃～2000℃，材料受冷、热 介质：酸碱（腐蚀）、易燃、易爆、毒性以及核反 应堆中子照射（变脆)
1.2 材料的性能
（2）屈服阶段（bc段）
பைடு நூலகம்
在此阶段，曲线上升
坡度变缓，在C点附近， 应力几乎不变的情况
下，试件的应变量在 增加，此时我们认为
b c s
材料对外力“屈服”
2020/7/19
化工生产和化工机械
化工生产是以流体（气体、液体、粉体） 为原料，以化学处理和物理处理为手段，以获 得设计规定的产品为目的的工业生产。
化工生产过程的决定因素：化学工艺过程
化工机械装备
化工机械通常分为：化工设备（静设备）
2020/7/19
化工机器（动设备）
化工设备：
e P
b
a
相同，如何理解弹性模量？
o
(1)式称为虎克定律，该定律也可用于受压杆件，但符号为负
2020/7/19
1.2 材料的性能
横向线应变：
' d1 d d
dd
d
ε' 为横向线应变
研究表明在弹性阶段杆件的横向
应变ε'和轴向应变ε之比的绝对
值是一个常数
d1
拉伸
'
2020/7/19
，称为横向变形系数或者泊桑比
2020/7/19
第1章 化工设备材料及其选择
本章重点：材料的力学性能及化工设备材料 的选择
本章难点：材料的性能 计划学时： 8学时
2020/7/19
1.1 概 述
1.1.1 化工设备选材的重要性和复杂性
1、操作条件的限制 压力：从高真空到几千大气压,故有强度要求 温度：-250℃～2000℃，材料受冷、热 介质：酸碱（腐蚀）、易燃、易爆、毒性以及核反 应堆中子照射（变脆)
1.2 材料的性能
（2）屈服阶段（bc段）
பைடு நூலகம்
在此阶段，曲线上升
坡度变缓，在C点附近， 应力几乎不变的情况
下，试件的应变量在 增加，此时我们认为
b c s
材料对外力“屈服”
化工生产技术PPt课件01第一章
载体作为催化剂的支架，是催化剂组成中含量最 多的一种成分；
载体是具有高比表面积的固体物质（多孔物质）； 如硅酸盐类硅藻土、蒙脱石、沸石等天然无机氧 化物；硅胶、活性炭、人造沸石、分子筛等人工 合成的多孔物质，
天津石油职业技术学院
催化剂
载体的主要功能：
提高催化剂的机械强度和热传导性； 减少催化剂的收缩，防止活性组分烧结，从而提
二、化工产品
原料经过化学变化和一系列加工过程所得到的目的 产物。
化工产品中一般都含有原料中的部分原子 一种物质有时是原料，有时又是产品，要根据实际生产 过程的需要具体确定。
天津石油职业技术学院
化工生产过程知识目标
第二节 化工生产原料准备过程
1 中间产品
化工生产过程中作为下一个工序原料的目的产物 中间产品一般不能直接应用，需经过进一步加工才能 变成可直接利用的产品。化工企业所生产的产品，大多属 于中间产品。
（1）中毒及碳沉积
催化剂中毒的一种形式是毒物将催化剂活性物质转变成钝 性的表面化合物，使其活性迅速下降。另一种情况是一些 重金属（Ni、Cu、V、Fe等）化合物沉积在催化剂上，使 选择性下降。有时某些毒物阻塞了孔隙，使反应物不能到 达催化剂的活性表面。 碳沉积指的是一些有机反应物在进行主反应的同时，因深 度裂解而生成碳或由于聚合反应生成聚合物、焦油等物质 覆盖了催化剂表面，使催化剂失去活性。
用催化剂； 催化剂的应用，提高了原料的利用率、扩大
了原料来源和用途； 催化剂在环保、能源开发等方面也具有突出
的作用； 催化剂作用研究已成为现代化学研究领域的
一个重要分支。
天津石油职业技术学院
催化剂
催化剂的作用：
①加快化学反应速度，提高生产能力；②对于复 杂反应，可有选择地加快主反应的速度，抑制副 反应，提高目的产物的收率；③改善操作条件、 降低对设备的要求，改进生产条件；④开发新的 反应过程，扩大原料的利用途径，简化生产工艺 路线，从而提高设备的生产能力和降低产品成本； ⑤消除污染，保护环境。
载体是具有高比表面积的固体物质（多孔物质）； 如硅酸盐类硅藻土、蒙脱石、沸石等天然无机氧 化物；硅胶、活性炭、人造沸石、分子筛等人工 合成的多孔物质，
天津石油职业技术学院
催化剂
载体的主要功能：
提高催化剂的机械强度和热传导性； 减少催化剂的收缩，防止活性组分烧结，从而提
二、化工产品
原料经过化学变化和一系列加工过程所得到的目的 产物。
化工产品中一般都含有原料中的部分原子 一种物质有时是原料，有时又是产品，要根据实际生产 过程的需要具体确定。
天津石油职业技术学院
化工生产过程知识目标
第二节 化工生产原料准备过程
1 中间产品
化工生产过程中作为下一个工序原料的目的产物 中间产品一般不能直接应用，需经过进一步加工才能 变成可直接利用的产品。化工企业所生产的产品，大多属 于中间产品。
（1）中毒及碳沉积
催化剂中毒的一种形式是毒物将催化剂活性物质转变成钝 性的表面化合物，使其活性迅速下降。另一种情况是一些 重金属（Ni、Cu、V、Fe等）化合物沉积在催化剂上，使 选择性下降。有时某些毒物阻塞了孔隙，使反应物不能到 达催化剂的活性表面。 碳沉积指的是一些有机反应物在进行主反应的同时，因深 度裂解而生成碳或由于聚合反应生成聚合物、焦油等物质 覆盖了催化剂表面，使催化剂失去活性。
用催化剂； 催化剂的应用，提高了原料的利用率、扩大
了原料来源和用途； 催化剂在环保、能源开发等方面也具有突出
的作用； 催化剂作用研究已成为现代化学研究领域的
一个重要分支。
天津石油职业技术学院
催化剂
催化剂的作用：
①加快化学反应速度，提高生产能力；②对于复 杂反应，可有选择地加快主反应的速度，抑制副 反应，提高目的产物的收率；③改善操作条件、 降低对设备的要求，改进生产条件；④开发新的 反应过程，扩大原料的利用途径，简化生产工艺 路线，从而提高设备的生产能力和降低产品成本； ⑤消除污染，保护环境。
第一章 化工设备常用材料及其选择(1)PPT课件
低碳钢单向拉伸实验结果如图所示
ε=Δl / l0 σ=P / Fo
2020/8/10
应力-应变关系曲线
17
1.2 材料的性能
金属材料的变形和破坏过程： （1）弹性变形阶段 （2）弹－塑性变形阶段 （3）断裂 断裂的两种形式：
脆性断裂：断裂之前没有明显塑性变形阶段的。 （更危险）
韧性断裂：经过大量塑性变形之后才发生断裂的。
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7
本课程主要内容： 1、化工设备材料及其选择（第1章） 2、化工容器的设计（第2-6章）
1）内压薄壁圆筒与封头的应力分析及强度设计； 2）外压圆筒与封头的强度设计； 3）容器的零部件（法兰 开孔补强 ）。 3、典型化工设备的机械设计（第7-8章） 1）换热器； 2）塔设备；
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1.2 材料的性能
（4）颈缩阶段（df段）
当载荷加到上述最大值
后，我们会发现在试件
的某个部位直接突然变
或缓慢增加时，仍继续发生明显的塑性变形，
这种现象，习惯上称为“屈服”。
❖ 屈服点（σs）
❖
发生屈服现象时的应力．即开始出现塑性
变形时的应力，称为“屈服点”，用σs (MPa)
表示。它即代表材料抵抗产生塑性变形的能力。
❖ 注：应力不是力，是压强。
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23
1.2 材料的性能
s
Ps F0
载荷不再增加，甚至有所降低时， 试件还在继续伸长的最小载荷， N
化工机械装备
化工机械通常分为：化工设备（静设备）
2020/8/10
化工机器（动设备）
3
化工设备：
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4
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5
ε=Δl / l0 σ=P / Fo
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应力-应变关系曲线
17
1.2 材料的性能
金属材料的变形和破坏过程： （1）弹性变形阶段 （2）弹－塑性变形阶段 （3）断裂 断裂的两种形式：
脆性断裂：断裂之前没有明显塑性变形阶段的。 （更危险）
韧性断裂：经过大量塑性变形之后才发生断裂的。
2020/8/10
7
本课程主要内容： 1、化工设备材料及其选择（第1章） 2、化工容器的设计（第2-6章）
1）内压薄壁圆筒与封头的应力分析及强度设计； 2）外压圆筒与封头的强度设计； 3）容器的零部件（法兰 开孔补强 ）。 3、典型化工设备的机械设计（第7-8章） 1）换热器； 2）塔设备；
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1.2 材料的性能
（4）颈缩阶段（df段）
当载荷加到上述最大值
后，我们会发现在试件
的某个部位直接突然变
或缓慢增加时，仍继续发生明显的塑性变形，
这种现象，习惯上称为“屈服”。
❖ 屈服点（σs）
❖
发生屈服现象时的应力．即开始出现塑性
变形时的应力，称为“屈服点”，用σs (MPa)
表示。它即代表材料抵抗产生塑性变形的能力。
❖ 注：应力不是力，是压强。
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23
1.2 材料的性能
s
Ps F0
载荷不再增加，甚至有所降低时， 试件还在继续伸长的最小载荷， N
化工机械装备
化工机械通常分为：化工设备（静设备）
2020/8/10
化工机器（动设备）
3
化工设备：
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4
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2020/11/7
1.2 材料的性能
（3）强化阶段(cd段) 材料过了屈服点后，曲线又开始 上升，曲线陡度变得十分平缓，这
说明材料又具备较弱的抵抗形变
的能力，称强化阶段 特点：（1）大比例的塑性变 形，少量的弹性变形；
（2）所加拉力达到最大值
d
b
c
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1.2 材料的性能
（4）颈缩阶段（df段）
当载荷加到上述最大值
后，我们会发现在试件
的某个部位直接突然变
细，出现所谓的“颈缩”
现象。
d
f
f点为断裂点
2020/11/7
1.2 材料的性能
将从材料开始出现颈缩时的最高名义压力表示为
P b ，其反应的是材料抵抗断裂能力的大小
抗拉强度（ σb ） 金属材料在拉伸条件下，从开始加载到发生断
e P
b
a
相同，如何理解弹性模量？
o
(1)式称为虎克定律，该定律也可用于受压杆件，但符号为负
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1.2 材料的性能
横向线应变：
' d1 d d
dd
d
ε' 为横向线应变
研究表明在弹性阶段杆件的横向
应变ε'和轴向应变ε之比的绝对
值是一个常数
d1
拉伸
'
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，称为横向变形系数或者泊桑比
2020/11/7
第1章 化工设备材料及其选择
本章重点：材料的力学性能及化工设备材料 的选择
本章难点：材料的性能 计划学时： 8学时
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1.1 概 述
1.1.1 化工设备选材的重要性和复杂性
1、操作条件的限制 压力：从高真空到几千大气压,故有强度要求 温度：-250℃～2000℃，材料受冷、热 介质：酸碱（腐蚀）、易燃、易爆、毒性以及核反 应堆中子照射（变脆)
1.2 材料的性能
1、 低碳钢在外力作用下
的变形和破坏过程
d
b
f
e P
b a c s
o
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比例极限σp 弹性极限σe 屈服强度σs 强度极限σb
……
1.2 材料的性能
（1）弹性变形阶段与虎克定律（Ob段） 在弹性阶段内，应力与应变成直线关系
tan E
E ……(1)
E为弹性模量，其单位和应力
化工设备机械基础
2020/11/7
化工生产和化工机械
化工生产是以流体（气体、液体、粉体） 为原料，以化学处理和物理处理为手段，以获 得设计规定的产品为目的的工业生产。
化工生产过程的决定因素：化学工艺过程
化工机械装备
化工机械通常分为：化工设备（静设备）
2020/11/7
化工机器（动设备）
化工设备：
1）内压薄壁圆筒与封头的应力分析及强度设计； 2）外压圆筒与封头的强度设计； 3）容器的零部件（法兰 开孔补强 ）。 3、典型化工设备的机械设计（第7-8章） 1）换热器； 2）塔设备；
2020/11/7
❖ 要求： ❖ 了解材料的各种性能，影响材料性能的因
素，化工设备常用材料，学会根据工艺条件 选用化工设备材料； ❖ 掌握薄壁容器筒体与各种封头的强度、稳 定设计原则，掌握中、低压容器的强度、稳 定设计方法； ❖ 掌握容器零部件的设计计算和选用标准； ❖ 掌握列管式换热器、塔设备结构设计与机 械设计方法。
❖ 屈服点（σs）
❖
发生屈服现象时的应力．即开始出现塑性
变形时的应力，称为“屈服点”，用σs (MPa)
表示。它即代表材料抵抗产生塑性变形的能力。
❖ 注：应力不是力，是压强。
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1.2 材料的性能
s
Ps F0
载荷不再增加，甚至有所降低时， 试件还在继续伸长的最小载荷， N
试件的原始横截面积， m2
拉伸试验
试样按标准制备，然后将试件装在材料试验机上， 启动加力机构，缓慢增加拉力P直至断裂为止。
在加力过程中随时记录载荷P和相应的变形量Δl 的 数值。同时还要注意观察试件变形和破坏的现象。
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l0=10d0
1.2 材料的性能
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1.2 材料的性能
低碳钢单向拉伸实验结果如图所示
选材要抓住主要矛盾，遵循适用、安全和经济的 原则。
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1.2 材料的性能
❖ 材料的性能：力学性能、物理性能、化学性能、 工艺性能
❖ 物理性能：密度、熔点、线膨胀系数、电阻率、 弹性模数、泊桑比等；
❖ 化学性能：耐腐蚀性、抗氧化性
❖ 工艺性能：
❖
指在保证加工质量的前提下加工过程的难
易程度。主要有：铸造性能、锻造性能、焊接
2、制造条件的限制 设备在制造过程中，要经过各种冷、热加工使
它成型，例如下料、卷板、焊接、热处理等，要 求材料的加工性能要好。
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1.1 概 述
1.1.2 选用材料的一般要求
（1）材料品种应符合我国资源和供应情况； （2）材质可靠，能保证使用寿命； （3）足够的强度，良好的塑性和韧性，对腐蚀性介 质能耐腐蚀； （4）便于制造加工，焊接性能良好； （5）成本低，经济上合算。
性能、切削加工性能、热处理性能。
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1.2 材料的性能
1.2.1、力学性能
材料的力学性能：材料抵抗外力而不产生超过允许的 变形或不被破坏的能力。 主要特征指标：强度、塑性、弹性、韧性、硬度等 一、强度
强度是固体材料在外力作用下抵抗产生塑性变形 和断裂的特性。
2020/11/7
1.2 材料的性能
1.2 材料的性能
（2）屈服阶段（bc段）
在此阶段，曲线上升
坡度变缓，在C点附近， 应力几乎不变的情况
下，试件的应变量在 增加，此时我们认为
b c s
材料对外力“屈服”
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o
1.2 材料的性能
❖ 屈服
❖
金属材料承受载荷作用，当载荷不再增加
或缓慢增加时，仍继续发生明显的塑性变形，
这种现象，习惯上称为“屈服”。
ε=Δl / l0 σ=P / Fo
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应力-应变关系曲线
1.2 材料的性能
金属材料的变形和破坏过程： （1）弹性变形阶段 （2）弹－塑性变形阶段 （3）断裂
断裂的两种形式： 脆性断裂：断裂之前没有明显塑性变形阶段的。
（更危险） 韧性断裂：经过大量塑性变形之后才发生断裂的。
2020/11/7
2020/11/7
2020/11/7
2020/11/7
化工生产自身的特点： 1、生产的连续性强 2、生产的条件苛刻
介质的腐蚀性强 ；温度和压力变化大 介质大多易燃易爆有毒性 生产原理的多样性
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本课程主要内容： 1、化工设备材料及其选择（第1章） 2、化工容器的设计（第2-6章）