第一章化工设备概述

化工设备第一章化工设备概述课件设计：汪柳青一、化工设备的概念化工设备是指化工生产中静止的或配有少量传动机构组成的装置，主要用于完成传热，传质和化学反应等过程，或用于储存物料。静设备：工作时其本身零部件之间没有或很少有相对运动的设备。动设备：在正常工作时其本身零部件之间具有相对运动的设备。

本课程名称“化工设备”，指静设备第一节化工设备概述二、典型炼油、化工生产装置所需的化工设备

序号生产装置名称所需的主要设备

1常减压加热炉、分馏塔、换热器空气冷却器、各种油泵2催化裂化加热炉、反应器、沉降器、再生器、旋风分离器、分馏塔、空气冷却器、离心式鼓风机、各种油泵、各类容器序号生产装置名称

所需的主要设备

3催化重整加热炉、分馏塔、反应器、抽提塔、各种换热器、各种油泵4溶剂脱沥青加热炉、抽提塔、蒸发器、丙烷压缩机、各种油泵5润滑油脱蜡加热炉、各类塔器、转鼓式真空过滤机、套管结晶器、离心式空气压缩机、各种泵6合成氨加热炉、反应器、分馏塔、压缩机、换热设备、各种泵7丁烯氧化脱氢生产丁二烯反应器、各种塔器、蒸发器、空气压缩机、混合器、废热锅炉、各种泵8乙烯催化水合生产乙醇加热炉、反应器、压缩机、分馏塔、洗涤塔、各种泵化工生产离不开化工设备，化工设备是化工生产必不可少的物质技术基础，是生产力的主要因素之一，是化工产品质量保证体系的重要组成部分。不同的化工工艺对化工设备提出了不同的要求，而设计合理、质量优良的新型高效化工设备又会促使产品质量和产量的提高及消耗的降低，甚至使原来难以实现的生产工艺成为现实，生产出许多新的产品。

三、化工设备的应用四、化工设备的特点功能原理多样化。外壳多为压力容器。化工—机械—电气一体化。设备结构大型化。

工艺性能要求

工艺性能要求通常包括：反应设备的反应速度、换热设备的传热量、塔设备的传质效率、储存设备的储存量等。

安全性能要求化工设备必须具有足够的强度和刚度，良好的韧性、耐腐蚀性和可靠的密封性。使用和经济性能要求在满足工艺要求和安全可靠运行的前提下，要尽量作到适用和经济合理。五、化工设备的基本要求六、化工设备的类型

1.加热设备加热设备是将原料加热到一定的温度，使其汽化或为其进行反应提供足够的热量。2.换热设备换热设备是将热量从高温流体传给低温流体，以达到加热、冷凝、冷却的目的，并从中回收热量、节约燃料。3.传质设备传质设备是利用物料之间某些物理性质，如沸点、密度、溶解度等的不同，将处于混合状态的物质（气态或液态）中的某些组分分离出来。

4.反应设备反应设备的作用是完成一定的化学和物理反应，其中化学反应是起主导和决定作用的，物理过程是辅助的或伴生的。5.储存设备储存设备是用来盛装生产用的原料气、液体、液化气等物料的设备。

作业：P17-181-1、1-2、1-3一、压力容器用钢的基本要求

较高的强度，良好的塑性、韧性，良好的焊接性和耐腐蚀性。二、常用钢材介绍钢材的性能是通过控制钢中的化学成分及实施不同热处理方法来获得，通过钢材的力学性能来体现，所以对压力容器用钢的出厂、交接货都有非常严格的要求。

1.

钢板

＊碳素结构钢钢板

在压力容器中可供选用的牌号有Q235-A·F、Q235-A、Q235-B、Q235-C第二节化工设备常用材料＊压力容器用碳素钢和低合金钢钢板

这类材料属于一般压力容器专用钢板，常见的有

20R、16MnR、15MnVR、15MnVNR、18MnMoNbR、13MnNiMoNbR、15CrMoR等

＊低温压力容器用低合金钢钢板

常见的有

16MnDR、15MnNiDR、09Mn2VDR、09MnNiDR、07MnNiCrMoVDR等

＊不锈钢钢板

常见的有

0Cr13、0Cr18Ni9、0Cr18Ni10Ti、0Cr17Ni12Mo2Ti、0Cr19Ni13Mo3等

2.钢管钢管在化工设备中应用也是很多的，如容器壳体上各种接管，管壳式换热器上的换热管、加热炉的炉管等。这些都要求使用无缝钢管，另外大直径的无缝钢管还可直接用来制作容器的壳体。

3.锻件

压力容器的某些零部件，如锻焊结构的容器的筒节、压力容器法兰、换热器的管板、锻制平封头、锻制紧缩口等，都要求用锻件来制造。常用锻件的毛坯用筒形、环形、饼形、碗形、长颈法兰专用锻件、条形等。4.螺栓、螺母常用材料

＊螺栓、螺母用材料的要求

材料机械强度要高，材料要具有良好的塑性、韧性以及良好的机械加工性能；对高温和高强度螺栓用钢，还必须具有良好的抗松弛性、良好的耐热性以及较低的缺口敏感性；同时，螺栓与螺母需要配套使用，通常螺栓用材料的强度和硬度应略高于螺母用材料。

＊螺栓、螺母常用材料见教材P10表1-6

三、压力容器用钢的选用原则设备的使用和操作条件材料的力学性能材料的焊接和冷热加工性能设备的使用功能和制造工艺国家或行业的相关标准材料的来源与价格一、压力容器的定义●是指压力和容积达到一定的数值，容器所处的工作温度使其内部介质呈气态的密闭容器。按中国《压力容器安全技术监察规程》的规定，同时具备下列条件的容器称为压力容器。＊工作压力大于等于0.1MPa（不含液柱静压力）；＊直径（非圆形截面指断面最大尺寸）大于等于0.15m，且容积大于等于0.025m3；＊介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点的液体。第三节压力容器的类型二、压力容器的分类

＊按工艺用途分类

反应容器换热容器分离（传质）容器储存容器

＊按承压方式分类

内压容器、外压容器

＊按设计压力高低分类

低压容器0.1MPa≤p＜1.6MPa。中压容器1.6MPa≤p＜10.0MPa。高压容器10.0MPa≤p＜100MPa。超高压容器p≥100MPa。＊按容器的工作温度分类

低温容器设计温度≤-20℃。常温容器设计温度＞-20～200℃。中温容器设计温度＞-200～450℃。高温容器设计温度＞-450℃

＊按安全技术监察规程的要求分类

第一类压力容器所有的低压容器（已划分为第二类和第三类者除外）都是第一类压力容器。第二类压力容器

具有下列情况之一的为第二类压力容器。中压容器（已划分为第三类者除外）。易燃介质或毒性程度为中度危害介质的低压反应容器和储存容器。毒性程度为极度和高度危害介质的低压容器。低压管壳式余热锅炉。低压搪玻璃压力容器。

第三类压力容器

具有下列情况之一的为第三类压力容器。高压容器。毒性程度为极度和高度危害介质的中压容器。毒性程度为极度和高度危害介质，且设计压力和容积的乘积大于等于0.2MPa•m3的低压容器。易燃或毒性程度为中度危害介质，且设计压力和容积的乘积大于等于0.5MPa•m3的中压反应容器。易燃或毒性程度为中度危害介质，且设计压力和容积的乘积大于等于10MPa•m3的中压储存容器。高压、中压管壳式余热锅炉。中压搪玻璃压力容器。用标准抗拉强度大于540MPa的高强度钢制造的压力容器。移动式压力容器。包括介质为液化气体和低温液体的铁路罐车，液化气体运输（半挂）罐式汽车、低温液体运输（半挂）罐式汽车、永久气体运输（半挂）罐式汽车，介质为液化气体和低温液体的罐式集装箱。容积大于等于50m3的球形容器；容积大于5m3的低温液体储存容器。＊其他分类方法

按照容器的相对壁厚分

薄壁容器、厚壁容器，按照容器安装时的相对位置分

立式容器、卧式容器按照容器的几何形状分

圆筒形容器、球形容器、锥形容器

椭圆形容器、矩形容器中国主要的压力容器标准和管理规范

●

GB150—1998《钢制压力容器》

GB150—1998是中国压力容器方面一部最重要的国家标准，该标准规定了钢制压力容器在设计、制造、检验与验收方面的要求。

●GB151—1999《管壳式换热器》

GB151—1999是管壳式换热器的国家标准，