简单压力容器图纸 压力容器分类

简单压力容器图纸压力容器分类

压力容器分类

介质危害性：指介质的毒性、易燃性、腐蚀性、氧化性等，其中影响压

力容器分类的主要是毒性和易燃性。

1、毒性：是指某种化学毒物引起机体损伤的能力。

极度危害：最高容许浓度<mg/m3;

高度危害：最高容许浓度~<mg/m3;

中度危害：最高容许浓度~<10mg/m3;

轻度危害：最高容许浓度

210mg/m3o

派介质毒性程度愈高，压力容器爆炸或泄漏所造成的危害愈严重，对材料选用、制

造、检验和管理的要求愈高。

Q235-B不能使用

钢板应逐张超声检测

介质危害性100%射线或超声检测

气密性试验

法兰带颈且PN2

2、易燃介质：爆炸下限＜10%,或爆炸下限和上限之差220%的介质如

甲烷、乙烷、乙烯、氨气、丙烷、丁烷等。

压力容器盛装的易燃介质主要指易燃气体和液化气体。

※易燃介质对压力容器的选材、设计、制造和管理等提出了较高的要

求，易燃介质容器均采用全焊透结构

压力容器分类

世界各国规范对压力容器分类的方法各不相同，本节着重介绍我国《压力容器安全技

术监察规程》中的分类方法

分类：①按压力等级

③按安装方式

1、按承压方式分类：

外压容器：当容器的内压力小于一个绝对大气压时又称为

真空容器

内压容器：

低压容器MPa«p<MPa

中压容器MPasp<MPa

高压容器10MPa<p<100MPa

超高压容器p>100MPa

2、按生产过程中的作用分类：

反应压力容器

换热压力容器

分离压力容器

储存压力容器

3、按安装方式分类：

固定式压力容器

移动式压力容器

4、按安全技术管理分类

②按容器在生产中的作用④按安全技术管理

分类原则：根据容器压力与容积乘积大小、介质危害程度以及容器的作用将压力容器

分类。

第一类压力容器

三类容

第二类压力容器

第三类压力容器

第三类压力容器：

具有下列情况之一的，为第三类压力容器:

a、高压容器；

b、中压容器；

c、中压储存容器；

d、中压反应容器；

e、低压容器;

f、高压、中压管壳式余热锅炉；

g、中压搪玻璃压力容器；

h、使材料制造的压力容器；

i、移动式压力容器

包括：铁路罐车

罐式汽车［液化气体运输车、低温液体运输

车、永久气体运输车］和罐式集装箱

j、球形储罐

k、低温液体储存容器

第二类压力容器：具有下列情况之一的，为第二类压力容器。a、中压容器；

b、低压容器；

c、低压反应容器和低压储存容器

/

d、低压管壳式余热锅炉；

e、低压搪玻璃压力容器。

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。

由于各国的经济政策、技术政策、工业基础和管理体系的差异，压力容器的分类方法

也互不相同。采用国际标准或国外先进标准设计压力容器时，应采用相应的分类方法。

刖言

氢气是一种重要的工业用品，它广泛用于石油、化工、建材、冶金、电子、医药、电

力、轻工、气象、交通等工业部门和服务部门，由于使用要求的不同，这些部门对氢气的

纯度、对所含杂质的种类和含量也有着不同的要求。近年来随着中国改革开放的进程，随

着大量高精产品的投产，对高纯氢气的需求量正在逐渐扩大。

煌类水蒸气转化制氢气是目前世界上应用最普遍的制氢方法，是由巴登苯胺公司发明

并加以利用，英国ICI公司首先实现工业化。这种制氢方法工作压力为，原料适用范围为天

然气至干点小于。C的石脑油。近年来，由于转化制氢炉型的不断改进。转化气提纯工艺的

不断更新，烧类水蒸气转化制氢工艺成为目前生产氢气最经济可靠的途径。

甲醇蒸气转化制氢技术表现出很好的技术经济指标，受到许多国家的重视。它具有以

下的特点：

1、与大规模天然气、轻油蒸气转化制氢或水煤气制氢比较，投资省，能耗低。

2、与电解水制氢相比，单位氢气成本较低。

3、所用原料甲醇易得，运输储存方便。而且由于所用的原料甲醇纯度高，不需要在

净化处理，反应条件温和，流程简单，故易于操作。

4、可以做成组装式或可移动式的装置，操作方便，搬运灵活。

摘要

本次课程设计是设计生产能力为700m3/h甲醇制氢生产装置。

在设计中要经过工艺设计计算，典型设备的工艺计算和结构设计，管道设计，单参数

单回路的自动控制设计，机器选型和技术经济评价等各个环节的基本训练。

在设计过程中综合应用所学的多种专业知识和专业基础知识，同时获得一次工程设计

时间的实际训练。课程设计的知识领域包括化工原理、过程装备设计、过程机械、过程装

备控制技术及应用、过程装备成套技术等课程。本课程设计是以甲醇制氢装置为模拟设计

对象，进行过程装备成套技术的全面训练。

设计包括以下内容和步骤：

1、工艺计算。

2、生产装置工艺设计。

3、设备设计。分组进行。

4、机器选型。

5、设备不知设计。

6、管道布置设计。

7、绘制管道空视图。

8、设计一个单参数、单回路的自动控制方案。

9、对该装置进行技术经济评价。

10、整理设计计算说明书。

设计任务书

一、题目：生产能力为700m3/h甲醇制氢生产装置

二、设计参数：生产能为700m3/h

三、计算内容：

1、工艺计算：物料衡算和能量衡算。

2、机器选型计算。

3、设备布置设计计算。

4、管道布置设计计算。

5、技术经济评价计算。

四、图纸清单：

1、甲醇制氢装置物流图

2、换热器设备图

3、管板零件图

4、管道仪表流程图

5、设备布置图

6、管道布置图

7、管道空视图

8、管道空视图

第一章工艺设计

甲醇制氢物料衡算、

依据

甲醇蒸气转化反应方程式：

CH30H-CC)2T+H2

CH30HF分解为CO,转化率99%,CO变换转化率99*，反应温度280℃,反应压力为

1、5MPa,醇水投料比1:。

投料量计算

代如转化率数据

CH3OH-CO2t+H2t+COT

合并得到

CH3OH+H20T奂热设备

设计任务

根据给定的工艺设计条件，此设计为无相变热、冷流体间换热的管壳式换热器设计任

务。

总体设计

①确定结构形式。由于介质换热温差不大，在工艺和结构上均无特殊要求，因此选用

固定管板式换热器。

②合理安排流程。安排水和甲醇的混合液体走管程，混合气体走壳程。

热工计算①原始数据计算内容或项目管程流体名称

壳程流体名称

管程进、出口的温度壳程进、出口的温度管程、壳程的工作压力管程的质量流量

②物料与热量恒算计算内容或项目换热器效率负荷

壳程的质量流量③有效平均温差计算内容或项目

6

4

符号Ti;TOti;tOpt;psWt

单位℃℃MPakg/s计算公式或来源结果备注甲醇和水混合

液

混合气体已计算25;175已计算280;已计算；已计算0、1730

符号

nQws单位Wkg/s计算公式或来源取用结果0、98*1050、1730备注

符号单位计算公式或来源

结果备注

逆流对数平均温度流程型式参数参数

温度校正系数有效平均温差Atlog℃RP0AtM

℃

初步确定1-2型管壳式换热器

查图4-2

△tM=(PAtlogl壳程-2管程0、375

④初算传热面积计算内容或项目初选总传热系数初算传热面积⑤换热器结构设计

符号单位计算公式或来源结果

KOW/参考表4-1240

A0m2

2、815备注

计算内容或项目符号管换热管材料程换热管内径、外径di;d换热管管长L结换

热管根数n管程数Ni构管程进出口接管djt*Sjt尺寸设计

管壳程数

程换热管排列形式结

构换热管中心距设分程隔板槽两侧计中心距

管束中心排管数壳体内径

换热器长径比实排热管根数折流板形式折流板外直径折流板缺口弦离折流板间距

折流板数

壳程进出口接管尺寸

⑥结构设计与强度设计

NsSSnncDiL/DinDbhBNbdjs*Sjs

单位mmm计算公式或来源选用碳钢无缝钢管

选用9m标准管长折半

根据管内流体流速范围选定

按接管内流体流速

mmmmm

1

分程隔板槽两侧正方形排列，其余正正三角形排三角形排列列5=或按标准按标准

0、004

L/Di作图选定

按GB151-1999取取

合理选取

7

0、171

8、77136

弹弓形折流板

16

合理选取

1）换热流程设计：采用壳程为单程、管程为双程的结构型式、

2）换热管及其排列方式:采用的无缝钢管，材料为20号钢。热管排列方式为三角形排

列。如图所示，共排列36根。

3）折流板：采用通用的单弓形折流板，材料为Q235-B钢，板厚6mm，板数16块。

4）拉杆：采用Q235-B,mm,共6根。

5）筒体：材料采用16MnR钢，采用钢管，取Dn=219mm6）封头：采用标准椭圆形

封头，材料采用16MnR钢。

取Dn=219mm采用标准封头，长径是短径的2倍，即取55筒体厚度，=

考虑到内部压力较大,有腐蚀性等因素,取6=4mm封头h2=25mmhl=55mm

7）法兰：甲型。垫片种类。非金属轻垫片,石棉橡胶板法兰材料：板材16MnR螺

栓材料：35螺母材料：Q235-B筒体法兰

选用甲型平焊法兰JB4701-92,密封面选用平密封面JB4701-92法兰PD219-16M

DN=300D=430,Dl=390,D2=355,D3=345,D4=345,8=342,螺柱：M20,16个管

程和壳程进出口接管法兰选用带颈平焊钢制管法兰尺寸分别为：

管程：D=140,K=100,L=18,n=4,Th=M16,C=18,Bl=39,N=60,R=5,H=30,质量=

壳程：D=185,K=145,L=18,n=4,Th=M16,C=2-,Bl=78,N=104,R=6,H=32,质量=

8）管板：采用固定式管板，其厚度可以按照GB151《管壳式换热器》标准进行设计,

取40mm。

9）支座:

型式：重型

安装形式，固定式，代号F材料：Q235-

A、F

结构特征，包角,弯制，单筋，不带垫板标记：JB/T4712-92鞍座BV219-F

第三章机器选型

计量泵的选择

往复泵是容积式泵。在高压力小流量，输送粘度大的液体，要求精确计量即要求流量

随压力变化小的情况下宜选用各种类型式的往复泵。要求精确计量时，应用计量泵。

往复泵的流量可采用各种调节机构达到精确计量，即计量泵。计量泵用于生产中需要

精确计量，所输送介质的场合：如注缓蚀剂,输送酸，碱等。流量可在0-100%范围内调

节，但一般应在30%-100%范围内使用,计量泵有柱塞式和隔膜式，柱塞式计量流量的

精度高玉隔膜式。J型计量泵适用于输送各种不含固体颗粒的腐蚀性和非腐蚀性介质。

甲醇制氢工艺需要精确的投料比，故应选用计量泵。现工艺设计要求甲醇的投料量为

/h,水为kg/h,现按工艺要求分别选择一台甲醇计量泵，一台纯水计量泵，一台原料计量

泵。

已知条件：

1、甲醇正常投料量为kg/h,温度为25℃,密度为/h,操作情况为泵从甲醇储槽中吸入

甲醇，送入与原料液储槽，与水混合。

2、水的正常投料量为/h,温度为25℃,密度为/h操作情况为泵从纯水储槽中吸入

水，送入原料液储槽，与甲醇混合。

3、原料液储槽出来的量为甲醇/h,水/h,温度为25℃,操作情况为泵从原料液储槽中

吸入原料液，送入换热器。

甲醇计量泵选型

工艺所需正常的体积流量为：/=/h泵的流量Q=*=/h

工艺估算所需扬程30M,泵的扬程H=*30=33M。

折合成计量泵的压力P=pHg=33*807*/106=

泵的选型，查文献一，JZ-500/型计量泵的流量为500L/h,压力为，转速为102r/min,

进出口管径为15mm，电机功率为，满足需要。

纯水计量泵的选型

工艺所需正常的体积流量为：/=/h

泵的流量Q=*=/h、

工艺估算所需扬程30M,泵的扬程：H=*30=33M折合成泵的压力：

P=Hpg=33*997*/106=

泵的选型：查文献一，JZ-400/型计量泵的流量为400L/h,压力为，转速为126r/min,

进出口管径为15mm，电机功率为，满足要求。

原料计量泵的选型

原料液密度：p=807*l/+997*/=921kg/m3

工艺所需正常的体积流量为：/=/=/h泵的流量Q=*=/h

工艺估算所需的扬程80M,泵的扬程H=*80=88M折合成泵的压力

P=pHg=88*921*/106=

泵的选型查文献一，JD-1000/型计量泵的流量为1000L/h,压力为，转速为115r/min,

电机功率为，满足要求。

离心泵的选型吸收剂循环泵

已知条件：碳酸丙烯酯吸收剂的用量为/h,温度为40。。密度为1100kg/m3,由吸收塔

出口出来经泵送到吸收塔，选择离心泵作为吸收剂的输送泵。

工艺所需正常的体积流量为:/h。

泵的流量Q=*=/h工艺估算所需的扬程30M泵的扬程H=*30=33M

泵的选型：查文献一，选用B型单级离心泵，BJ25-40型离心泵，流量为25m3/h,

扬程为40m,转速为2950r/min,电机功率，满足要求。

冷却水泵。

已知条件：冷凝水为循环水，采用中温型冷水塔，温差△T=1(TC,用水量*104kg/h,温

度为常温25℃,密度为997kg/m3,在冷凝器中进行换热，采用B型单级离心泵。

工艺上所需正常体积流量为*104/997=32m3/h

泵的流量：Q=*32=/h工艺估算所需的扬程30M泵的扬程H=*30=33M

泵的选型：查文献一，选用B型单级离心泵BJ50-40型离心泵，流量50m/h，扬程

42m,转速2950r/min,电机功率10KW,满足要求。

第四章设备布置图设计设备布置方案

本次设备布置方案，采用设备在室外布置，具体设备布置方案和尺寸清参加设备布置

图，比例为1:100。

主要设备的尺寸代号VOV0102V0103TOT0102T0103ROEOE0102E0103

计量泵甲醇计量泵纯水计量泵原料液计量泵

往复泵

吸收剂循环泵冷却水循环泵

第五章管道布置设计

3

名称甲醇储罐纯水储罐原料液储罐气化塔吸收塔解析塔转化器预热器过热器冷

凝器高度mml20012001800660066006600

5505357435743574直径mm200020002000

80020002000500219219219

代号流量L/h压力MPa转速r/minJZ-500/500102JZ-400/400126JD-

1000/1000115电机功率KW

代号流量L/h压力MPa转速r/min电机功率BJ25-4025402950BJ50-

405042295010

5、1管子选型脱盐水管径确定

脱盐水流量为/h,密度为997kg/m3,流速取2m/s由V=/4*du得d===

根据标准选用无缝钢管，壁厚取为走甲醇管的管径确定

甲醇流量为/h,密度为807kg/m3,流速取为2m/s则d===

根据标准选用DN15无缝钢管，壁厚取原料输送管

原料液用量为/h,密度为921kg/m3,流速取为2m/s则d==

根据标准选用DN15无缝钢管，壁厚度为进入吸收塔混合气体所需管径尺寸确定

混合气体质量为/h,密度/m3,流速35m/s则d==

根据标准选用DN100无缝钢管，壁厚度为4mm吸收液管子尺寸

吸收液量为/h,密度为110kg/m3,流速/s则d==

根据标准选用DN20无缝钢管，壁厚度为3mm冷却水管子尺寸

冷却水为*104kg/h,密度为997kg/m3,流速2m/s贝Ud==75mm

2

根据标准选DN8-无缝钢管，壁厚为3mm主要管道工艺参数汇总一览表序号

12345管道编号管内介质设计压力MPa设计温度。C管子规格材料DN0-20L1B脱盐水

5020DN0102-20L1B脱盐水5020PL0-15L1B甲醇5020PL0102-15L1B甲醇5020

PL0103-15L1B原料液50206PL0104-15L1B原料液

1、6507PL0105-15L1B原米斗液1758PG0-100N1B