化工单元操作基础知识ppt

压力容器分类
定义 分类 管道规格 钢号
8.1 压 力 管 道
定义
从广义上理解，所谓压力管道，应当是指所有承 受内压或外压的管道，无论其管内介质如何。但从 我国颁发《压力管道安全管理与监察规定》以后， “压力管道”便成为受监察管道的专用名词。在 《压力管道安全管理与监察规定》第二条中将压力 管道定义为：“在生产、生活中使用的可能引起燃 爆或中毒等危险性较大的特种设备”。
化工生产过程的核心。
前处理过程 又称预处理过程，在进行化学反应之前，
对原料进行各种预处理，以便为反应过程创造最适宜的工 艺条件，如适宜的物料状态、纯度以及它应具有的温度、 压强等。
后处理过程 化学反应后，对产物或中间产物需要进
行必要的后处理，以便获得合格的最终产品或中间产物。
单元操作和反应
单元操作 指具有物理变化特点的基本加工过程
压力容器
工作压力(PW)≥0.1MPa(不含液体静压力)。 内直经(非圆形截面积指最大尺寸)≥0.15M且容积V≥0.025M3 盛装介质为气体、液化气体或最高工作温度大于等于标准沸点的液体。
压力容器分类
0.1MPa≤P<1.6MPa P≥100MPa
1.6MPa≤P<10MPa 10MPa≤P<100MPa
2. 蝶阀(符号D)
蝶阀原理
蝶阀，也叫蝴蝶阀, 顾名思义, 它的关键性部件好似蝴蝶 迎风, 自由回旋 。 是用圆盘式启闭件往复回转90°左右 来开启、关闭和调节流体通道的一种阀门。
蝶阀具有轻巧的特点 , 比其他阀门要节省材料, 结构简单, 开闭迅速, 切断和节流都能用, 流体阻力小, 操作省力。蝶 阀, 可以做成很大口径。能够使用蝶阀的地方, 最好不要 使闸阀, 因为蝶阀比闸阀经济, 而且调节性好。
工艺规程 要求严密
化工生产特点
多 不同原料制造同一产品 样
同一原料制造不同产品
性
化工产品一般都有两种以 上的生产工艺化ຫໍສະໝຸດ 生产特点易 爆易燃
高温
条件
有 毒
高压
真
空
深冷
化工生产特点
用化工手段将原料加工成产品的生产过程统称为化工生产 过程。化工生产基础知识兼有“科学”与“技术”的特点，它 综合运用数学、物理、化学等基础知识，来分析和解决化工类 型生产过程中的各种问题，在化学、化工类专业人才培养中， 它承担着工程科学与工程技术的双重教育任务，所以它起到理 论学科与应用学科的搭桥作用。
化学生产过程
物理变化
只改变物质的外部状态和形状，而没有改 变物质的组成，更没有新物质产生，这种 变化称作物理变化。如物质的顔色、形态 等的变化。
化学变化
由一种物质生产新物质的变化称作化学变 化，如铁氧化后生成铁锈；炭燃烧后生成 二氧化碳等。
化学生产过程
前处理
核心处 理
后处理
化学生产过程
核心部分 化学反应过程及其设备（反应器）是整个
各种阀门的优缺点
1.闸阀 2. 蝶阀 3. 球阀 4. 截止阀 5. 旋塞阀
6. 隔膜阀 7. 安全阀 8. 疏水阀 9. 减压阀 10.止回阀
1.闸阀（符号Z）
闸阀原理
闸阀也叫闸板阀, 是一种广泛使用的阀门。它的闭合原 理是 闸板密封面与阀座密封面高度光洁、平整一致, 相互贴合, 可 阻止介质流过, 并依靠顶模、弹簧或闸板的模形, 来 增强密封 效果。它在管路中主要起切断作用，即全开或全关使用。一 般，闸阀不可作为调节流量使用。它可以适用低温低压也可 以适用于高温高压，并可根据阀门的不同材质。但闸阀一般 不用于输送泥浆等介质的管路中。
定义
压力管道，是指利用一定的压力， 用于输送气体或者液体的管状设备， 其范围规定为最高工作压力大于或 者等于0.1MPa（表压）的气体、液 化气体、蒸汽介质或者可燃、易爆、 有毒、有腐蚀性、最高工作温度高 于或者等于标准沸点的液体介质， 且公称直径大于25mm的管道。
分类
GA类 :长输管道。GA分为：GA1 与GA2 级。 GB类 :公用管道 ：GB分为：GB1 与GB2 级。 GC类 :工业管道 ：GC分为：GC1、GC2 及GC3类。其
压力容器
定义
其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa（表压） 的气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液
压力容器，是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭 体、容积大于或者等于30L且内直径(非圆形截面指截面内边界 设备。 最大几何尺寸)大于或者等于150mm的固定式容器和移动式容 器；盛装公称工作压力大于或者等于0.2MPa（表压），且压力 与容积的乘积大于或者等于1.0MPa·L的气体、液化气体和标 准沸点等于或者低于60℃液体的气瓶；氧舱。
工艺指标是指：投料比、反应时间、温度、压力、 流量、液位、升降温速率；中间产品及成分；以及 设备运行指标（如：温度、压力、液位、电流等）。
第二章 单位制和单位换算
2.1 单位制 2.2 生产常用单位 国际单位制是1960年10月第十一界国际计量大会通 过的一种优越性较大的新单位制，其代号为SI。
化工单位制
化工单位制
基本量名称
长度 时间
质量
压力 温度 流量
基本量单位
米 秒 分钟 小时 克 千克 吨 帕斯卡 摄氏度 立方米每秒
基本单位符号
m s min h g kg t Pa ℃ m3/s
备注
1m=100cm=1000mm
50g=1两 1kg=2市斤 0.1Mpa=1kg/cm2
第三章 压力设备
3.1 压力容器定义 3.2 压力容器分类
3. 球阀（符号Q）
球阀原理
是由旋塞阀演变而来，它的启闭件是一个球体，利 用球体绕阀杆的轴线旋转90°实现开启和关闭的目 的。球阀在管道上主要用于切断、分配和改变介质 流动方向，设计成V形开口的球阀还具有良好的流量 调节功能。
球阀优点
优点：①具有最低的流阻；②不会被卡住（在无润 滑剂时），能可靠地应用于腐蚀性介质和低沸点液 体中；③在较大的压力和温度范围内，能实现完全 密封；④可实现快速启闭，且操作无冲击。⑤球形 关闭件能在边界位置上自动定位；⑥工作介质密封 可靠；⑦在全开和全闭时，球体和阀座的密封面与 介质隔离，介质不会引起密封面的侵蚀；⑧结构紧 凑、重量轻，是用于低温介质系统的最合理的阀门 结构；⑨阀体对称，尤其是焊接阀体结构，能很好 地承受来自管道的应力；⑩关闭件能承受关闭时的 高压差。⑾全焊接阀体的球阀，可以直埋于地下， 使阀门内件不受浸蚀，使用寿命长，是石油、天然 气管线最理想的阀门。
化工基础知识培训
A 化工生产概述
目
录
B 单位制和单位换算
C 压力容器基本知识
第一章 化工生产概述
1.1 化工生产的特点 1.2 化工生产过程 1.3 单元操作和单元反应 1.4 两个重要的基本定律 1.5 化工生产基础知识的主要内容
化工生产特点
化工生产特点
复杂 性 工艺流程 复杂
严密 性 反应条件 要求严格
⑤安全阀类。
阀门分类2
2. 依驱动形式来分： ①手动阀； ②动力驱动阀（如电动阀、气动阀）； ③自动类（此类不手须外力驱动，而利用介质本身的 能量来使阀门动作，如止回阀、安全阀、自力式减 压阀和疏水阀等）。
阀门分类3
3. 依公称压力分类可分为： ①真空阀门（工作压力低于标准大气压）； ②低压阀门（公称压力小于或等于1.6Mp） ③中压阀门（公称压力为2.5MPA、4.0MPA、6.4MPA）； ④高压阀门（公称压力10MPA-80MPA）； ⑤超高压阀门（大于100MPA）。
中GC1 级安全等级最高；GC3 级安全等级最低。
管道规格—压力
管道压 力等级
低压（代号L） 中压（代号M） 高压（代号H） 超高压（代号U）
0.1MPa≤P<1.6MPa
1.6MPa≤P＜10MPa
10MPa≤P＜100MPa
P≥100MPa
管道规格—压力
管道规格—公称直径
表8-1 管径及相应的管螺纹
某单元操作作用于不同的化工生产过程，其遵循的原理 是相同的，进行该操作的设备也是相似的、通用的。
单元操作和反应
单元操作类型
流体流动过程的单元操作遵循流体动力学规律进行的操作过程， 如液体输送、气体输送、气体压缩、过滤、沉降等。 热量传递过程的单元操作 遵循热量传递规律进行的操作过程，也 叫传热过程，如传热、蒸发等。 质量传递过程的单元操作 物质从一个相转移到另一个相的操作过 程，也叫传质过程，如蒸馏、吸收、萃取等。 热力过程的单元操作 遵循热力学原理进行的单元操作，如冷冻等。 机械过程的单元操作 依靠机械加工或机械输送进行的单元操作， 如粉碎、固体输送等。
单元操作和反应
1.4 两个重要的基本定律
守恒原则
1、物质守恒定律：化学反应过程中，只是由一些物质 变化成为另一些物质，但在变化前后物质的量是相等 的。
W原＝W产+W损
2、能量守恒定律：能量转化过程中，能量只能相互转 化，而不能自生自灭，只能从一种形式转化成另一种 形式。
Q入＝Q出+Q损
工艺控制
1.4 两个重要的基本定律
化工基础知识通常包括“化工原理”、“化学反应工程” 及“化工工艺学”三大部分内容，习惯上称为“三传一反一 工”。
化学生产过程
任何化工生产过程都可以分解和归纳为两类过程， 即化学反应过程和物理处理过程，这也就是核心部分 和辅助部分两大部分。
化学反应过程的结果是物质发生变化，物理处理 过程的结果是物质发生物理变化。
阀门分类4
4. 按温度等级分类可分为： ①超低温阀门（工作温度低于—80℃）； ②低温阀门（工作温度介于—40℃~—80℃）； ③常温阀门（工作温度高于—40℃，而低于或等于120℃）； ④中温阀门（工作温度高于120℃，而低于450℃）；⑤高温阀 门（工作温度高于450℃）
阀门分类5
5. 通常分类法是按照既考虑工作原理和作用，又考 虑阀门结构，此为国内通常分类法，可分为：闸阀； 蝶阀；截止阀；止回阀；旋塞阀；球阀；夹管阀； 隔膜阀；柱塞阀等。
基本单位 任何单位制的建立，都是首先选择几个独立的
物理量，如长度、时间、质量等，并以使用方便为原则规定出 它们的单位，这些物理量称为基本物理量，简称基本量，其单 位称为基本单位。
导出单位 其它的物理量，如速度、加速度等的单位则根
据有关的物理定义或定律，由有关的基本单位推导而出，这些 物理量称为导出量，对应的单位称为导出单位。
阀门分类 1～5
1. 依照阀门的用途和作用来分 ：
①切断阀类（其作用是接通和截断管路内的介质，如球 阀、闸阀、截止阀、蝶阀和隔膜阀）；
②调节阀类（其作用是用来调节介质的流量、压力的参 数，如调节阀、节流阀和减压阀等）；
③止回阀类（其作用是防止管路中介质倒流，如止回阀和 底阀）；
④分流阀类（其作用是用来分配、分离或混合管路中的介 质，如分配阀、疏水阀等）；
闸阀优、缺点
优点：①流体阻力小；②启、闭所需力矩较小；③可以使用 在介质向两方向流动的环网管路上，也就是说介质的流向不 受限制；④全开时，密封面受工作介质的冲蚀比截止阀小； ⑤形体结构比较简单，制造工艺性较好；⑥结构长度比较短。
缺点：①外形尺寸和开启高度较大，所需安装的空间亦较大； ②在启闭过程中，密封面相对摩擦，摩损较大，甚至要在高 温时容易引起擦伤现象；③一般闸阀都有两个密封面，给给 加工、研磨和维修增加了一些困难；④启闭时间长。
钢号表示方法的分类说明
1．碳素结构钢 2．优质碳素结构钢 3．碳素工具钢 4．易切削钢 5．合金结构钢 6．低合金高强度钢 7．弹簧钢
8．滚动轴承钢 9．合金工具钢和高速
工具钢
10．不锈钢和耐热钢 11．焊条钢 12．电工用硅钢 13．电工用纯铁
3.2 阀门
阀门是介质流通或压力系统中的一种设施，它用来调节介 质的流量或压力。其功能包括切断或接通介质，控制流量， 改变流量，改变介质流向，防止介质回流，控制压力或泄放 压力。 一、阀门的分类 二、各种阀门的优缺点
蝶阀优、缺点
优点：①结构简单，体积小，重量轻，耗材省，别 用于大口径阀门中；②启闭迅速，流阻小；③可用 于带悬浮固体颗粒的介质，依据密封面的强度也可 用于粉状和颗粒状介质。可适用于通风除尘管路的 双向启闭及调节，广泛用于冶金、轻工、电力、石 油化工系统的煤气管道及水道等。
缺点：①流量调节范围不大，当开启达30%时，流量 就将进95%以上。②由于蝶阀的结构和密封材料的限 制，不宜用于高温、高压的管路系统中。一般工作 温度在300℃以下，PN40以下。③密封性能相对于 球阀、截止阀较差，故用于密封要求不是很高的地 方。
（也叫物理过程）；
单元反应 具有化学变化特点的基本加工过程（也
叫单元过程或化学过程）。
任何一个化工生产过程都是由若干个单元操作经过合理 地组合，再与化学反应串联而成。
单元操作和反应
单元操作的特点
单元操作都是纯物理性操作，这些操作只改变物料的状 态或物理性质，并不改变物料的化学性质；
单元操作都是化工生产过程中共有的操作。单元操作 广泛的应用于石油、化工、轻工、冶金、动力及原子能 等多种行业中。