情境一认识化工设备课件.ppt
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- 情境 认识 化工设备 课件
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1、情境一情境一 认识化工设备认识化工设备 知识目标:知识目标:l了解化工设备的类型及在化工生产中的应用l掌握化工设备常用钢材的性能及应用l了解压力容器相关标准规范能力目标:能力目标:l能够比较熟悉地应该有关标准规范l能够根据工艺要求对不同用途的设备合理的选材 素质目标:素质目标:l养成自学的学习习惯,严谨细致的工作作风树立工程概念第一节第一节 化工设备的应用、类型及基本要求化工设备的应用、类型及基本要求化工设备的应用化工设备的应用 典型炼油、化工生产装置所需的化工设备典型炼油、化工生产装置所需的化工设备 序号序号 生产装置名称生产装置名称 所需的主要设备所需的主要设备 1 1 常减压常减压 加热
2、炉、分馏塔、换热器加热炉、分馏塔、换热器 空气冷却器、空气冷却器、各种油泵各种油泵 2 2 催化裂化催化裂化 加热炉、反应器、沉降器、加热炉、反应器、沉降器、再生器、旋风分离器、分馏塔、再生器、旋风分离器、分馏塔、空气冷却器、离心式鼓风机、空气冷却器、离心式鼓风机、各种油泵、各类容器各种油泵、各类容器序号序号 生产装置名称生产装置名称 所需的主要设备所需的主要设备 3 3 催化重整催化重整 加热炉、分馏塔、反应器、加热炉、分馏塔、反应器、抽提塔、各种换热器、各种油泵抽提塔、各种换热器、各种油泵 4 4 溶剂脱沥青溶剂脱沥青 加热炉、抽提塔、蒸发器、加热炉、抽提塔、蒸发器、丙烷压缩机、各种油泵丙
3、烷压缩机、各种油泵 5 5 润滑油脱蜡润滑油脱蜡 加热炉、各类塔器、转鼓式真空过滤机、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、各种泵套管结晶器、离心式空气压缩机、各种泵 6 6 合成氨合成氨 加热炉、反应器、分馏塔、压缩机、加热炉、反应器、分馏塔、压缩机、换热设备、各种泵换热设备、各种泵 7 7 丁烯氧化脱氢生产丁二烯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、反应器、各种塔器、蒸发器、空气压缩机、混合器、废热锅炉、各种泵混合器、废热锅炉、各种泵 8 8 乙烯催化水合生产乙醇乙烯催化水合生产乙醇 加热炉、反应器、压缩机、加热炉、反应器、压缩机、分馏塔
4、、洗涤塔、各种泵分馏塔、洗涤塔、各种泵 化工设备的应用化工设备的应用 化工设备不仅用于化工和炼油生产中,而且在轻工、化工设备不仅用于化工和炼油生产中,而且在轻工、医药、食品、冶金、能源、交通等工业部门也有着广泛的医药、食品、冶金、能源、交通等工业部门也有着广泛的应用。应用。化工设备的特点化工设备的特点 功能原理多样化功能原理多样化 外壳多为压力容器外壳多为压力容器 化工化工机械机械电气一体化电气一体化 设备结构大型化设备结构大型化化工设备的类型化工设备的类型 加热设备加热设备 换热设备换热设备 传质设备传质设备 反应设备反应设备 塔设备塔设备 储存设备储存设备 储存压力容器储存压力容器液氨储罐
5、液氨储罐高位储罐高位储罐球形储罐球形储罐反应压力容器反应压力容器高压反应器高压反应器合成塔合成塔吸收塔吸收塔 换热压力容器换热压力容器列管式换热器列管式换热器大型集成换热器大型集成换热器蒸发器蒸发器废(余)热锅炉废(余)热锅炉分离压力容器分离压力容器双介质过滤器双介质过滤器旋膜式除氧器旋膜式除氧器案例一:案例一:重质油加氢裂化工艺进程:原料油、循重质油加氢裂化工艺进程:原料油、循环油、氢气混合质加热进入后反应器,发生化学环油、氢气混合质加热进入后反应器,发生化学反应;产物由反应器外部排出,再经换热,冷却反应;产物由反应器外部排出,再经换热,冷却后关入高压分离器由高压分离后产物经减压送入后关入高
6、压分离器由高压分离后产物经减压送入高压分离器,由高压分离后产物压后再送入低压高压分离器,由高压分离后产物压后再送入低压分离器,最后加热后送分镏塔。分离器,最后加热后送分镏塔。指出其中的化工设备有:指出其中的化工设备有:加热炉(换热器)、反应器、高(低)压分加热炉(换热器)、反应器、高(低)压分离器、分馏塔(分离器)。引出典型的化工离器、分馏塔(分离器)。引出典型的化工设备。设备。需解决的问题:需解决的问题:认识典型设备的应用情况,了解设备基本功能和作用认识典型设备的应用情况,了解设备基本功能和作用分析问题:分析问题:1 1、主要使用的设备各有何作用,工作介质的主流程?、主要使用的设备各有何作用
7、,工作介质的主流程?2 2、各设备所属容器类别,应该如何划定,依据是什么?、各设备所属容器类别,应该如何划定,依据是什么?案例二:案例二:合成氨厂一天然气(甲烷)、氮气或富氧空气为原料,合成氨厂一天然气(甲烷)、氮气或富氧空气为原料,利用甲烷燃烧以及甲烷转化反应生成氢和一氧化碳,作为合成氨利用甲烷燃烧以及甲烷转化反应生成氢和一氧化碳,作为合成氨原料气的工艺流程:原料气的工艺流程:容器的基本要求容器的基本要求u化工容器的基本结构化工容器的基本结构 由于化工设备的适用场合不同,设备内部的结构也不由于化工设备的适用场合不同,设备内部的结构也不同,但它们都有一外壳,这一外壳称为容器,故化工设备同,但它
8、们都有一外壳,这一外壳称为容器,故化工设备又称为化工容器。又称为化工容器。化工容器的特点:经常在高温、高压场合下工作,内化工容器的特点:经常在高温、高压场合下工作,内部的介质通常易燃、易爆、有毒、有害且具有腐蚀性。部的介质通常易燃、易爆、有毒、有害且具有腐蚀性。因此对化工设备要求也比较的严格因此对化工设备要求也比较的严格属特种设备属特种设备。化工容器的结构组成化工容器的结构组成 化工容器常见的结构由:筒体、封头、支座、密化工容器常见的结构由:筒体、封头、支座、密封装置、开孔以及各种工艺接管和附件等封装置、开孔以及各种工艺接管和附件等。封头人孔支座筒体管口液位计卧式容器的结构简图卧式容器的结构简
9、图u化工生产对化工设备的基本要求化工生产对化工设备的基本要求设备为工艺服务,同时又属于特种设备,因此设备为工艺服务,同时又属于特种设备,因此工艺性要求(满足生产工艺,有一定效率工艺性要求(满足生产工艺,有一定效率)安全方面的要求:安全方面的要求:(1 1)、强度:指设备及其零部件抵抗外力破坏的能力。)、强度:指设备及其零部件抵抗外力破坏的能力。(2 2)、刚度:指设备及其零部件抵抗外力作用变形的能力。)、刚度:指设备及其零部件抵抗外力作用变形的能力。(3 3)、稳定性:指设备及其零部件在外力作用下维持原有)、稳定性:指设备及其零部件在外力作用下维持原有的能力。的能力。(4 4)、耐蚀性:指设备
10、抗腐蚀的能力。)、耐蚀性:指设备抗腐蚀的能力。(5 5)、密封性:指设备阻止介质泄漏的能力。)、密封性:指设备阻止介质泄漏的能力。经济方面要求经济方面要求 化工设备除了要满足安全可靠性之外,还需满足化工设备除了要满足安全可靠性之外,还需满足经济方面经济方面要求。要求。(1 1)、尽量降低设备成本:通过节约材料、优化加工制造)、尽量降低设备成本:通过节约材料、优化加工制造工艺等。工艺等。(2 2)、操作维修方便:考虑设备在使用过程中便于拆装、)、操作维修方便:考虑设备在使用过程中便于拆装、检修、清洗等操作。检修、清洗等操作。第二节第二节 压力容器分类及质保体系压力容器分类及质保体系知识目标:知识
11、目标:l熟悉压力容器的分类方法l掌握常见的压力容器规范 l了解压力容器的质量保证体系 能力目标:能力目标:l能够正确区分常见的压力容器,指出其所属类别l能够根据工程的需要,熟练查阅相关国家标准方法能力:方法能力:l养成自学的学习习惯,严谨细致的工作作风树立工程概念 化工容器的结构组成化工容器的结构组成 化工容器常见的结构由:筒体、封头、支座、密封装置、开化工容器常见的结构由:筒体、封头、支座、密封装置、开孔以及各种工艺接管和附件等孔以及各种工艺接管和附件等。封头人孔支座筒体管口液位计卧式容器的结构简图卧式容器的结构简图思考:什么思考:什么是压力容器是压力容器 是指是指压力和容积压力和容积达到一
12、定的数值,容器所处的工作温度使达到一定的数值,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压力容器安全技术监察规程察规程的规定,同时具备下列条件的容器称为压力容器的规定,同时具备下列条件的容器称为压力容器。工作压力大于等于工作压力大于等于0.1MPa0.1MPa(不含液柱静压力);(不含液柱静压力);直径(非圆形截面指断面最大尺寸)大于等于直径(非圆形截面指断面最大尺寸)大于等于0.15m0.15m,且,且容积大于等于容积大于等于0.025m0.025m3 3;介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸介质为气体、液化气体或最
13、高工作温度高于等于标准沸点的液体点的液体。压力容器的定义压力容器的定义 不同类型的化工容器虽然服务对象不同、操作条件各异、不同类型的化工容器虽然服务对象不同、操作条件各异、结构形式多样,但大多是能承受一定压力且容积达到一定数值结构形式多样,但大多是能承受一定压力且容积达到一定数值的密闭容器,的密闭容器,本课程着重介绍中国本课程着重介绍中国固定式压力容器安全技术固定式压力容器安全技术监察规程监察规程中的分类方法中的分类方法。更进一步:更进一步:在技术管理在技术管理和监督监察上区别对待,和监督监察上区别对待,便于监督和管理。便于监督和管理。压力容器的定义压力容器的定义为了了解各种压力容器的结构特点
14、、适用场合以及设计、制造、为了了解各种压力容器的结构特点、适用场合以及设计、制造、管理等方面的要求,需对压力容器进行分类管理等方面的要求,需对压力容器进行分类。思考:为何要对压力容器进行分类思考:为何要对压力容器进行分类压力容器的分类压力容器的分类1.按压力等级分类按压力等级分类 内压:内压:低压容器(低压容器(L)0.1MPa P1.6MPa 中压容器(中压容器(M)1.6MPa P10.0MPa 高压容器(高压容器(H)10.0MPa P100MPa 超高压容器(超高压容器(U)P100MPa 外压:外压:容器外部压力大于内部压力时容器外部压力大于内部压力时 容器的内压力容器的内压力420
15、;合金钢合金钢450;奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢550 3、中温容器、中温容器 指壁温在常温和高温之间的容器;指壁温在常温和高温之间的容器;4、低温容器、低温容器 指壁温低于一指壁温低于一20条件下工作的容器。条件下工作的容器。其中其中-20-40(浅冷容器浅冷容器)低于低于-40者为者为(深冷容器深冷容器)3.按容器壁温按容器壁温 1 1、薄壁容器、薄壁容器 2 2、厚壁容器、厚壁容器 /Di 0.1(K=D0/Di 1.2)/Di 0.1(K=D0/Di 1.2)4.按容器壁厚按容器壁厚 5.按安全综合分类按安全综合分类压力容器安全技术监察规程压力容器安全技术监察规程,综合考虑了,综合考虑了
16、设设计压力、几何容积、材料强度、应用场合和介质计压力、几何容积、材料强度、应用场合和介质危害程度危害程度等影响因素。等影响因素。对容器的设计、制造、检验、使用和管理要求愈对容器的设计、制造、检验、使用和管理要求愈高。高。图图A1 A1 压力容器分类图压力容器分类图第一组介质第一组介质容规容规宣贯宣贯第第9 9章章 附件附件A A容规容规宣贯宣贯附件附件A A 图图A2 A2 压力容器分类图压力容器分类图第二组介质第二组介质容规容规宣贯宣贯第第9 9章章 附件附件A A附件附件A A压力容器类别及压力等级、品种的划分压力容器类别及压力等级、品种的划分 A1 A1 压力容器类别划分压力容器类别划分
17、 A1.1 A1.1 介质分组介质分组 压力容器的介质分为以下两组,包括气体、液化气体以及最高工作温度高于或者压力容器的介质分为以下两组,包括气体、液化气体以及最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体:等于标准沸点的液体:(1)(1)第一组介质,毒性程度为极度危害、高度危害的化学介质,易爆介质,液化气第一组介质,毒性程度为极度危害、高度危害的化学介质,易爆介质,液化气体。体。(2)(2)第二组介质,除第一组以外的介质。第二组介质,除第一组以外的介质。释义:压力容器涉及的易燃介质包括易燃气体和易燃液体。目前尚没有严格的易燃释义:压力容器涉及的易燃介质包括易燃气体和易燃液体。目前尚没有严格的易燃气体
18、定义。国内有关标准规范(如气体定义。国内有关标准规范(如GB 504485GB 504485职业性接触毒物危害程度分级职业性接触毒物危害程度分级、HG20660-2000 HG20660-2000 压力容器化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类压力容器化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类等)中,易燃液体等)中,易燃液体的定义差别也较大,难以统一。的定义差别也较大,难以统一。9999版容规易燃介质的定义:气体或者液体的蒸汽、薄版容规易燃介质的定义:气体或者液体的蒸汽、薄雾与空气混合形成的爆炸混合物,且其爆炸下限小于雾与空气混合形成的爆炸混合物,且其爆炸下限小于10%10%,或者爆炸上限和爆炸下限的,或
19、者爆炸上限和爆炸下限的差值大于或者等于差值大于或者等于20%20%的介质。其实质是易爆介质的定义。鉴于上述情况,本次修订的介质。其实质是易爆介质的定义。鉴于上述情况,本次修订将将易燃介质更名为易爆介质,相当于易燃介质更名为易爆介质,相当于HG20660HG20660标准中的标准中的“爆炸危险介质爆炸危险介质”。液化气体常温液化气体常温下为气体,通过加压、降温液化下为气体,通过加压、降温液化,即使是非危险介质(如空气、氧气、氮气、,即使是非危险介质(如空气、氧气、氮气、CO2CO2等),等),一经液化存储,其容积率极大,一经液化存储,其容积率极大,一旦泄漏,会突然改变周围大气状态,造成大面积窒息
20、,一旦泄漏,会突然改变周围大气状态,造成大面积窒息,也是十分危险的,故将液化气划为第一组介质也是十分危险的,故将液化气划为第一组介质。容规容规宣贯宣贯第第9 9章章 附件附件A A A1.2 A1.2 介质危害性介质危害性 介质危害性指压力容器在生产过程中因事故致使介质与人体大量接触,发介质危害性指压力容器在生产过程中因事故致使介质与人体大量接触,发生爆炸或者因经常泄漏引起职业性慢性危害的严重程度,用介质毒性程度和爆生爆炸或者因经常泄漏引起职业性慢性危害的严重程度,用介质毒性程度和爆炸危害程度表示。炸危害程度表示。A1.2.1 A1.2.1 毒性程度毒性程度 综合考虑急性毒性、最高容许浓度和职
21、业性慢性危害等因素,极度危害最综合考虑急性毒性、最高容许浓度和职业性慢性危害等因素,极度危害最高容许浓度小于高容许浓度小于0.1mg/m30.1mg/m3;高度危害最高容许浓度;高度危害最高容许浓度0.10.11.0 mg/m31.0 mg/m3;中度危中度危害最高容许浓度害最高容许浓度1.01.010.0 mg/m310.0 mg/m3;轻度危害最高容许浓度大于或者等于;轻度危害最高容许浓度大于或者等于10.0 10.0 mg/m3mg/m3。A1.2.2 A1.2.2 易爆介质易爆介质 指气体或者液体的蒸汽、薄雾与空气混合形成的爆炸混合物,并且其爆炸指气体或者液体的蒸汽、薄雾与空气混合形成
22、的爆炸混合物,并且其爆炸下限小于下限小于10%10%,或者爆炸上限和爆炸下限的差值大于或者等于,或者爆炸上限和爆炸下限的差值大于或者等于20%20%的介质。的介质。A1.2.3 A1.2.3 介质毒性危害程度和爆炸危险程度的确定介质毒性危害程度和爆炸危险程度的确定 按照按照HG 206602000HG 206602000压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类确定。确定。HG 20660HG 20660没有规定的,由压力容器设计单位参照没有规定的,由压力容器设计单位参照GB 504485GB 504485职业性职业性接触毒物危害程度分级接触毒物危
23、害程度分级的原则,决定介质组别。的原则,决定介质组别。A1.3 A1.3 压力容器类别划分方法压力容器类别划分方法 A1.3.1 A1.3.1 基本划分基本划分 压力容器类别的划分应当根据介质特性,按照以下要求选择类别划分图,压力容器类别的划分应当根据介质特性,按照以下要求选择类别划分图,再根据设计压力再根据设计压力p p(单位(单位MPaMPa)和容积)和容积V V(单位(单位L L),标出坐标点,确定压力容器),标出坐标点,确定压力容器类别:类别:(1)(1)第一组介质,压力容器类别的划分见图第一组介质,压力容器类别的划分见图A-1A-1;(2)(2)第二组介质,压力容器类别的划分见图第二
24、组介质,压力容器类别的划分见图A-2A-2。A1.3.2 A1.3.2 多腔压力容器类别划分多腔压力容器类别划分 多腔压力容器(如换热器的管程和壳程、夹套容器等)按照类别高的压力多腔压力容器(如换热器的管程和壳程、夹套容器等)按照类别高的压力腔作为该容器的类别并且按照该类别进行使用管理。但是应当按照每个压力腔腔作为该容器的类别并且按照该类别进行使用管理。但是应当按照每个压力腔各自的类别分别提出设计、制造技术要求。对各压力腔进行类别划定时,设计各自的类别分别提出设计、制造技术要求。对各压力腔进行类别划定时,设计压力取本压力腔的设计压力,容积取本压力腔的几何容积。压力取本压力腔的设计压力,容积取本
25、压力腔的几何容积。A1.3.3 A1.3.3 同腔多种介质压力容器类别划分同腔多种介质压力容器类别划分 一个压力腔内有多种介质时,按照组别高的介质划分类别。一个压力腔内有多种介质时,按照组别高的介质划分类别。A1.3.4 A1.3.4 介质含量极小的压力容器类别划分介质含量极小的压力容器类别划分 当某一危害性物质在介质中含量极小时,应当按照其危害程度及其含量综当某一危害性物质在介质中含量极小时,应当按照其危害程度及其含量综合考虑,由压力容器设计单位决定介质组别。合考虑,由压力容器设计单位决定介质组别。A1.3.5 A1.3.5 特殊情况的类别划分特殊情况的类别划分 (1)(1)坐标点位于图坐标
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