第一章 化工设备概述 目 录 第一节 化工设备的应用、类型及基本要求 一、化工设备的应用 ● 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、医药、食品、冶金、能源、交通等工业部门也有着广泛的应用。 二、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 三、化工设备的基本要求 ＊ 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。 四、化工设备的类型 ＊ 加热设备 ＊ 换热设备 ＊ 传质设备 ＊ 反应设备 ＊ 塔设备 ＊ 储存设备 第二节 化工设备常用材料 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 ＊ 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 ● 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。 ● 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 。 ● 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 见附表 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。 第三节 压力容器的类型及规范介绍 一、压力容器的类型 ● 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。 ● 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 0.1 MPa≤p＜1.6 MPa。 中压容器 1.6 MPa≤p＜10.0 MPa。 高压容器 10.0 MPa≤p＜100 MPa。 超高压容器 p≥100 MPa。 ＊ 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0.2 MPa?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0.5 MPa?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10 MPa?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540 MPa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50 m3的球形容器； 容积大于5 m3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 二、压力容器规范介绍 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，是管壳式换热器设计、制造、检验与验收、安装、试车和维护的基本依据。 ● JB4710—2000《钢制塔式容器》 JB4710—2000是压力容器方面的行业标准，是塔式容器设计、制造、检验与验收的直接依据。 ● 《压力容器安全技术监察规程》 该规范是压力容器安全管理的一个技术法规，同时也是政府对压力容器实施技术监督和管理的依据 * * 化工设备的应用、类型及基本要求 1 化工设备常用材料 2 压力容器的类型及规范介绍 3 *

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