过程工业及装备概况

过程工业及装备概况 刘康林 一 过程工业与工艺过程概论 1 过程工业以改变物料的物理化学性能为主要目标的加工业 包括化学 化工 石油化工 炼油 制药 食品 湿法冶金等工业门类和行业 是由一系列工艺有机结合的过程来实现的 物料 主要是流程性物料 气体 液体 粉体 2 工艺过程 2 1典型工艺过程传质过程 质量传递 传质学传热过程 热量传递 传热学流动过程 动量传递 流体力学反应过程 化学作用 化学和反应动力学热力过程 能量转换 热力学机械过程 粉体动力与静力作用 粉体力学 2 2单元操作过程 单元操作过程 三传一反 流体输送搅拌沉降过滤热交换蒸发结晶吸收蒸馏萃取吸附干燥 2 3机械过程 针对粉体而言 包括 粉碎造粒掺混 分离储存输送流态化 2 4热力过程 冷冻过程热能与动力 3 过程装备3 1过程装备层次 过程装备 工艺装置 辅助设施 成套技术 软件 过程设备 过程机械 静设备动设备 机器 工艺自控 3 2过程设备组成 通用机械 完全标准化 3 3过程设备特点 1 提供被动加工条件2 容器类设备多3 非标设备多完全标准化设备 通用机械 泵 压缩机 离心机 风机 锅炉等动力设备基本标准化设备 换热器 工业炉非标设备 反应设备 传质设备等4 对安全性 可靠性要求高 3 4发展动力 化工过程装备的内涵十分宽广 其发展动力主要来自3个方面 1 新的工艺需要有新的装备与之适应 2 生产过程中的节能降耗 长周期安全运行等对装备提出的更高要求 3 高新技术对过程装备技术提升的要求 3 5压力容器 无内件 4 1高压和超高压容器 1 加氢反应器世界最大 内径6米 壁厚480毫米 单台总重1438吨 锻焊结构 每段长5米 重200吨 材料为3Cr 1Mo 1 4V钢 我国 内径5米 壁厚300毫米 单重1200吨 炼油用 煤液化加氢反应器内径已达515米 壁厚340毫米 单重2040吨 世界上最重 2 超高压容器4 2储罐乙烯球罐 我国最大1500方的乙烯球罐 CF62低温钢 壁厚44毫米 操作压力2 21MPa 温度 27 国外最大3700方 采用低温高强钢如N TUF50 LT 50 LT 62 WEL TEN80C 9Ni等 双层深冷球罐 容积高达1 2万立方米 低温液化气储罐 双层壁圆筒形 13 30万方 采用16MnR 高强钢WH610D2储油罐 国外的半地面储油罐已达34万立方米 国内可生产12万立方米储油罐 目前正在研发20万立方米大型油罐 采用焊接线能量较大的高强钢WH610D2 3 6过程设备 1 反应设备 可分为流化床 固定床 管式反应器 聚合釜 带搅拌器 炼油催化裂化气固流化床反应设备 500 700 聚丙烯气液环管反应器丙烯腈气固流化床反应器丙烯酸反应器氨合成塔大型氧氯化流化床反应器环氧乙烷反应器连续重整移动床反应器等 常减压塔 填料式 板式关键技术 塔盘 塔板等内件的开发有专门的内件厂家 2 塔器 3 换热器 管壳式换热器 关键是传热管元件技术板式换热器板翅式换热器管翅式换热器空冷器 4 低温设备 应用市场 膨胀制冷工艺 a 入口分离 计量 b 原料气压缩 c 胺工厂 d 分子筛脱水 e 液化 存储部分 混合制冷工艺 CNG船 20 7MPa直径1 2192m 长24 384m的钢管钢管的外层为玻璃纤维和树脂重量比全钢结构减轻了35 天然气水合物 聚乙烯 UHMWP 制低温容器 1 特点 优异的低温力学性能 特别是在液氮中也能保持优异的冲击强度 密度低 仅为钢的1 8 优良的耐化学药品性 一定温度和浓度范围内能耐各种腐蚀性介质 酸 碱 盐 及有机介质 萘溶剂除外 优良的耐候性能 在自然条件下使用寿命可达30年 较低的价格 2 成型方法 压制一烧结法自由烧结法高速混合压制法有机硅油脱模剂 9501 湖北枣阳市四海化工公司3 绝热方式高真空绝热Pa以