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5
7 概 述（续）
（2）换热设备 ——用来完成介质的热量交换。如热交换器、加热 器、冷却器、蒸发器、废热锅炉等。
管壳式换热器
6
7 概 述（续）
（3）分离设备 ——完成介质的流体压力平衡和气体净化分离等。 如分离器、过滤器、缓冲器、洗涤器、吸收塔、干 燥塔等。
吸收塔
7
7 概 述（续）
（4）储运设备 ——盛装生活和生产用的原料气体、液体、液化气等。 如各种储罐、储槽、高位槽、计量槽、槽车等。
三类 容器
23
7 概 述（续）
7.2 容器机械设计的基本要求 容器的总体尺寸（例如反应釜釜体容积的大小，
釜体长度与直径的比例，传热方式及传热面积的大 小；又如蒸馏塔的直径与高度，接口管的数目，方 位及尺寸等），一般是根据工艺生产要求，通过化 工工艺计算和生产经验决定的。这些尺寸通常称为 设备的工艺尺寸。
11
7 概 述（续）
接管 液面计
人孔
封头
图 赤道正切柱式支承单层壳球罐
1-球壳；2-液位计导管；3-避雷针；
4-安全泄放阀；5-操作平台；6-盘梯；
筒身
支座
7-喷淋水管；8-支柱；9-拉12 杆
7 概 述（续）
（2）按容器的厚度分类 ——薄壁容器和厚壁容器
薄壁圆柱壳或薄壁圆筒
外直径与内直径的比值 (Do/Di)max≤1.1-1.2
第二篇 化工设备设计基础 7 概述
1
7 概述
2
7 概 述（续）
3
7 概 述（续）
7.1 容器的结构与分类
4
7 概 述（续）
1、容器的结构 ——反应设备、换热设备、分离设备和储运设备 （1）反应设备 ——用来完成介质物理、化学反应。 如反应器、发生器、反应釜、 聚合釜、分解塔、合成塔、 交换炉等。
a．高压容器；
b．中压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）； c．中压储存容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质， 且pV乘积大于等于10MPa·m3）；
d. 中压反应容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质， 且pV乘积大于等于0.5MPa·m3）；
18
7 概 述（续）
e．低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质， 且pV乘积大于等于0.2MPa·m3）； f．高压、中压管壳式余热锅炉； g．中压搪玻璃压力容器； h．使用强度级别较高的材料制造的压力容器；
球罐
8
7 概 述（续）
容 器——设备外部壳体的总称，凡含有压力介质的 封闭容器都被称做压力容器。
1-法兰 2-支座 3-封头拼接焊缝 4-封头 5-环焊缝 6-补强圈 7-人孔 8-纵焊缝 9-筒体 10-压力表 11-安全阀 12-液面计9
7 概 述（续）
10
7 概 述（续）
2、容器的分类
（1）按容器形状分类 方形和矩形容器——平板焊成，制造简单，承压能力 差，只用作常压或低压小型贮槽。 球形容器——由数块弓形板拼焊而成，承压能力好， 但由于安装内件不便和制造稍难，一般多用作储罐。 圆筒形容器——由圆柱形筒体和各种回转形成形封头 （半球形、椭球形、蝶形、圆锥形等）或平板形封头 所组成。作为容器主体的圆柱形筒体，制造容易，安 装内件方便，而且承压能力较好，应用最广。
15
7 概 述（续）
（5）按支承形式分类 ——卧式容器和立式容器。 （6）按结构材料分类 ——有金属制的和非金属制的两类。 金属——应用最多的是低碳钢和低合金钢。 非金属材料——既可作容器衬里，又可作独立构件。 常用的有硬聚乙烯、玻璃钢、不锈钢石墨、化工搪瓷、 化工陶瓷、砖、板、花岗岩、橡胶衬里等。
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压力容器类别简7易判概断表述（续）
介质性质 非易燃 易燃、中度毒性 PV值 MPa·m3 无/轻毒 ≥0.5 ≥10
低压 (MPa) 0.1≤p <1.6
换热 分离 储存 反应
一类 容器
中压 (MPa) 1.6≤p <10
换热 分离 储存 反应
二类容器
高压(MPa) 10≤p<100
高度、极度毒性 ≥0.2
（指相应标准中抗拉强度规定值下限≥540MPa）
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7 概 述（续）
i．移动式压力容器
铁路罐车（介质为液化气体、低温液体） 罐式汽车[液化气体运输（半挂）车、低温液体运 输（半挂）车、永久气体运输（半挂）车] 罐式集装箱（介质为液化气体、低温液体等）
j．球形储罐（容积大于等于50m3） k. 低温液体储存容器（容积大于5m3）
20
7 概 述（续）
② 第二类压力容器 具有下列情况之一的，为第二类压力容器:
a．中压容器； b．低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）； c．低压反应容器和低压储存容器
（仅限易燃介质或毒性程度为中度危害介质）； d．低压管壳式余热锅炉；
e．低压搪玻璃压力容器。
21
7 概 述（续）
③ 第一类压力容器 除上述规定以外的低压容器为第一类压力容器。
24
7 概 述（续）
当设备的工艺尺寸初步确定之后，可进行结构、 强度设计，设计时应满足：
内压容器
中压ห้องสมุดไป่ตู้M)容器 1.6 MPa≤p＜10.0 MPa 高压(H)容器 10 MPa≤p＜100 MPa
按照设计压力P 超高压(U)容器 p≥100MPa
14
7 概 述（续）
（4）按壁温分类 常温容器——壁温在 -20~200℃条件下工作的容器。 高温容器——指壁温达到材料蠕变温度的容器，对碳 素钢、低合金钢 T＞420℃，其他合金钢T＞450℃， 奥氏体不锈钢T＞550℃，均属高温容器。 中温容器——在常温和高温之间。 低温容器——壁温低于-20℃，其中 -20~-40℃ 为浅冷 容器，<-40℃为深冷容器。
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7 概 述（续）
（7）按安全技术管理分类
《压力容器安全技术监察规程》将容器分为三类：
（1）压力（ P ）
分类依据
（2）压力与容积的乘积（PV） （3）介质危害程度
（4）容器的作用
三类容器
第一类压力容器 第二类压力容器 第三类压力容器
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7 概 述（续）
① 第三类压力容器 具有下列情况之一的，为第三类压力容器:
厚壁圆柱壳或厚壁圆筒
外直径与内直径的比值 (Do/Di)max＞ 1.1-1.2
（D0——容器外径，Di——容器内径，δ——容器厚度）
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7 概 述（续）
（3）按承压性质和能力分类
承压 方式
外压容器 [当容器的内压力小于一个绝对大气
压（约0.1MPa）时又称为真空容器]
低压(L)容器 0.1 MPa≤p＜1.6 MPa
7 概 述（续）
（2）换热设备 ——用来完成介质的热量交换。如热交换器、加热 器、冷却器、蒸发器、废热锅炉等。
管壳式换热器
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7 概 述（续）
（3）分离设备 ——完成介质的流体压力平衡和气体净化分离等。 如分离器、过滤器、缓冲器、洗涤器、吸收塔、干 燥塔等。
吸收塔
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7 概 述（续）
（4）储运设备 ——盛装生活和生产用的原料气体、液体、液化气等。 如各种储罐、储槽、高位槽、计量槽、槽车等。
三类 容器
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7 概 述（续）
7.2 容器机械设计的基本要求 容器的总体尺寸（例如反应釜釜体容积的大小，
釜体长度与直径的比例，传热方式及传热面积的大 小；又如蒸馏塔的直径与高度，接口管的数目，方 位及尺寸等），一般是根据工艺生产要求，通过化 工工艺计算和生产经验决定的。这些尺寸通常称为 设备的工艺尺寸。
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7 概 述（续）
接管 液面计
人孔
封头
图 赤道正切柱式支承单层壳球罐
1-球壳；2-液位计导管；3-避雷针；
4-安全泄放阀；5-操作平台；6-盘梯；
筒身
支座
7-喷淋水管；8-支柱；9-拉12 杆
7 概 述（续）
（2）按容器的厚度分类 ——薄壁容器和厚壁容器
薄壁圆柱壳或薄壁圆筒
外直径与内直径的比值 (Do/Di)max≤1.1-1.2
第二篇 化工设备设计基础 7 概述
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7 概述
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7 概 述（续）
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7 概 述（续）
7.1 容器的结构与分类
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7 概 述（续）
1、容器的结构 ——反应设备、换热设备、分离设备和储运设备 （1）反应设备 ——用来完成介质物理、化学反应。 如反应器、发生器、反应釜、 聚合釜、分解塔、合成塔、 交换炉等。
a．高压容器；
b．中压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）； c．中压储存容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质， 且pV乘积大于等于10MPa·m3）；
d. 中压反应容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质， 且pV乘积大于等于0.5MPa·m3）；
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7 概 述（续）
e．低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质， 且pV乘积大于等于0.2MPa·m3）； f．高压、中压管壳式余热锅炉； g．中压搪玻璃压力容器； h．使用强度级别较高的材料制造的压力容器；
球罐
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7 概 述（续）
容 器——设备外部壳体的总称，凡含有压力介质的 封闭容器都被称做压力容器。
1-法兰 2-支座 3-封头拼接焊缝 4-封头 5-环焊缝 6-补强圈 7-人孔 8-纵焊缝 9-筒体 10-压力表 11-安全阀 12-液面计9
7 概 述（续）
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7 概 述（续）
2、容器的分类
（1）按容器形状分类 方形和矩形容器——平板焊成，制造简单，承压能力 差，只用作常压或低压小型贮槽。 球形容器——由数块弓形板拼焊而成，承压能力好， 但由于安装内件不便和制造稍难，一般多用作储罐。 圆筒形容器——由圆柱形筒体和各种回转形成形封头 （半球形、椭球形、蝶形、圆锥形等）或平板形封头 所组成。作为容器主体的圆柱形筒体，制造容易，安 装内件方便，而且承压能力较好，应用最广。
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7 概 述（续）
（5）按支承形式分类 ——卧式容器和立式容器。 （6）按结构材料分类 ——有金属制的和非金属制的两类。 金属——应用最多的是低碳钢和低合金钢。 非金属材料——既可作容器衬里，又可作独立构件。 常用的有硬聚乙烯、玻璃钢、不锈钢石墨、化工搪瓷、 化工陶瓷、砖、板、花岗岩、橡胶衬里等。
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压力容器类别简7易判概断表述（续）
介质性质 非易燃 易燃、中度毒性 PV值 MPa·m3 无/轻毒 ≥0.5 ≥10
低压 (MPa) 0.1≤p <1.6
换热 分离 储存 反应
一类 容器
中压 (MPa) 1.6≤p <10
换热 分离 储存 反应
二类容器
高压(MPa) 10≤p<100
高度、极度毒性 ≥0.2
（指相应标准中抗拉强度规定值下限≥540MPa）
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7 概 述（续）
i．移动式压力容器
铁路罐车（介质为液化气体、低温液体） 罐式汽车[液化气体运输（半挂）车、低温液体运 输（半挂）车、永久气体运输（半挂）车] 罐式集装箱（介质为液化气体、低温液体等）
j．球形储罐（容积大于等于50m3） k. 低温液体储存容器（容积大于5m3）
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7 概 述（续）
② 第二类压力容器 具有下列情况之一的，为第二类压力容器:
a．中压容器； b．低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）； c．低压反应容器和低压储存容器
（仅限易燃介质或毒性程度为中度危害介质）； d．低压管壳式余热锅炉；
e．低压搪玻璃压力容器。
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7 概 述（续）
③ 第一类压力容器 除上述规定以外的低压容器为第一类压力容器。
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7 概 述（续）
当设备的工艺尺寸初步确定之后，可进行结构、 强度设计，设计时应满足：
内压容器
中压ห้องสมุดไป่ตู้M)容器 1.6 MPa≤p＜10.0 MPa 高压(H)容器 10 MPa≤p＜100 MPa
按照设计压力P 超高压(U)容器 p≥100MPa
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7 概 述（续）
（4）按壁温分类 常温容器——壁温在 -20~200℃条件下工作的容器。 高温容器——指壁温达到材料蠕变温度的容器，对碳 素钢、低合金钢 T＞420℃，其他合金钢T＞450℃， 奥氏体不锈钢T＞550℃，均属高温容器。 中温容器——在常温和高温之间。 低温容器——壁温低于-20℃，其中 -20~-40℃ 为浅冷 容器，<-40℃为深冷容器。
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7 概 述（续）
（7）按安全技术管理分类
《压力容器安全技术监察规程》将容器分为三类：
（1）压力（ P ）
分类依据
（2）压力与容积的乘积（PV） （3）介质危害程度
（4）容器的作用
三类容器
第一类压力容器 第二类压力容器 第三类压力容器
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7 概 述（续）
① 第三类压力容器 具有下列情况之一的，为第三类压力容器:
厚壁圆柱壳或厚壁圆筒
外直径与内直径的比值 (Do/Di)max＞ 1.1-1.2
（D0——容器外径，Di——容器内径，δ——容器厚度）
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7 概 述（续）
（3）按承压性质和能力分类
承压 方式
外压容器 [当容器的内压力小于一个绝对大气
压（约0.1MPa）时又称为真空容器]
低压(L)容器 0.1 MPa≤p＜1.6 MPa