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化工设备基础知识1. 引言化工设备是化学工业生产过程中的核心部分，它们扮演着将原料转化成产品的重要角色。
了解化工设备的基础知识对理解化学工业生产过程以及维护和管理化工设备都十分关键。
本文将介绍化工设备的基本概念、常见类型以及其工作原理和应用。
化工设备是指用于进行化学反应、混合物分离、质量传递或能量传递的设备。
它包括了各种容器、管道、反应器、分离器、换热器以及其他配套设备。
化工设备通常由耐腐蚀的材料制成，如不锈钢、玻璃钢和塑料等。
3.1 反应器反应器是进行化学反应的核心设备，可以用于合成新化合物、转化原料或达到其他化学目的。
常见的反应器类型包括：•批量反应器：适用于小规模实验室研究以及小批量生产。
•连续流动反应器：适用于大规模连续生产，具有高效性和稳定性。
•固定床反应器：反应物在固定的催化剂床上进行反应。
•搅拌式反应器：通过搅拌装置将反应物混合并提供充分的反应接触。
3.2 分离器分离器用于将混合物中的组分分离出来。
常见的分离器类型包括：•蒸馏塔：利用不同组分的沸点差异，通过蒸馏将混合物分离成纯组分。
•萃取塔：利用不同组分在溶剂中的溶解度差异，通过溶剂的流动将混合物分离。
•结晶器：通过调节温度和压力，使溶液中的某些组分结晶从而分离出来。
•过滤器：通过过滤设备将固体颗粒从流体中分离出来。
3.3 换热器换热器用于将热能从一个介质传递到另一个介质。
常见的换热器类型包括：•管壳式换热器：具有管束和外壳两部分，通过管道将热能传递给另一个介质。
•板式换热器：由一系列平行的金属板组成，通过板间流动的介质进行热量交换。
•空气冷却器：利用空气对介质进行冷却，常用于冷却剂回收或冷却过程中的热量排放。
4. 化工设备的工作原理和应用化工设备的工作原理和应用与其类型密切相关。
以下是一些常见化工设备的工作原理和应用举例。
4.1 批量反应器的工作原理和应用批量反应器是一种适用于小规模化学反应的设备。
它的工作原理是将反应物加入到反应器中，然后进行反应，最后将产物取出。
化工设备基本知识目录1. 化工设备概述 (2)1.1 化工设备的定义与分类 (2)1.2 化工设备在化工生产中的重要性 (4)1.3 化工设备的发展趋势 (4)2. 常用化工设备 (6)2.1 反应设备 (8)2.1.1 反应釜 (9)2.1.2 搅拌器 (10)2.1.3 传质设备 (12)2.2 储存设备 (12)2.2.1 液体储罐 (14)2.2.2 气体储罐 (14)2.3 过滤设备 (16)2.3.1 过滤器 (17)2.3.2 离心分离器 (19)2.4 蒸发设备 (20)2.4.1 蒸发器 (21)2.4.2 冷却器 (22)3. 化工设备材料 (23)3.1 常用材料及其特性 (25)3.2 材料选择原则 (26)3.3 材料的腐蚀与防护 (27)4. 化工设备安全与环保 (28)4.1 设备安全操作规程 (29)4.2 设备的安全防护措施 (30)4.3 化工废弃物的处理与环保 (31)5. 化工设备的维护与检修 (32)5.1 设备的日常检查与维护 (35)5.2 设备的故障诊断与排除 (36)5.3 设备的检修与保养 (37)6. 化工设备的管理与操作 (38)6.1 设备管理的重要性 (40)6.2 设备操作人员的培训与管理 (41)6.3 设备运行的监控与调整 (43)1. 化工设备概述化工设备是化工行业生产核心设施，指用于进行化工反应、分离、提纯、混合等操作的专门设备。
它们广泛应用于各种化工生产领域，包括石油化工、肥料、农药、医药、电子化学品等。
化工设备种类繁多，主要包括反应器、分离器、输送设备、加热、冷却设备等。
每个设备都具有独特的结构设计和工作原理，旨在满足特定化工生产工艺的需求。
化工设备的安全性、可靠性、节能效率、环境友好性等方面都对其应用品质至关重要。
随着化工工艺不断发展，对化工设备性能的要求也越来越高，例如更高的工作压力、更低的能量消耗、更强的抗腐蚀性能等。
炼油化工设备基础知识第一章液体输送设备第一节概述在石油和化工生产装置中，流体输送是必不可少的单元操作。
做功以完成输送任务的机械或设备称为“流体输送设备”。
流体输送设备是石油、化工和其它领域最常用的机械设备。
生产上对流体输送的要求差别很大，输送的流体流量和扬程各不相同；流体种类繁多、性质千差万别；温度、压力等操作条件也有较大的差别。
为了适应生产上各种不同的要求，所以输送设备的型式种类是多种多样的，规格更是十分广泛，常见的如泵、风机、压缩机等。
泵通常是指为液体提供能量的流体输送设备。
泵的种类很多，其中离心泵具有性能范围广泛、流量均匀、结构简单、运转可靠和维修方便等诸多优点，因此离心泵是工业生产中应用最为广泛的一种液体输送设备。
除了在高压小流量或计量时常用往复式泵，液体含气时常用旋涡泵和容积式泵，高粘度介质常用转子泵外，其余场合，绝大多数使用离心泵。
据统计，在石油、化工生产装置中，离心泵的使用量占泵总量的70%〜80%。
第二节泵的分类及特点离心泵的类型很多：按叶轮数目可分为单级泵（只有一个叶轮）和多级泵（有两个以上的叶轮，级数越多，扬程越高）；按叶轮进液方式可分为单吸式（液体从一侧进入叶轮）和双吸式（液体从叶轮两侧吸入，吸入性能较好，多见于大流量的离心泵）；按泵壳剖分形式可分为水平剖分泵和垂直于泵轴剖分泵；按泵壳的结构还可分为蜗壳式泵（具有像蜗牛壳形状的泵壳）和透平式泵（在叶轮外围安装有几个固定叶片的泵，用于多级泵）。
此外，按泵扬程的大小分为低压泵（扬程小于20米水柱）、中压泵（20〜160米水柱）和高压泵（高于160米水柱）；按泵转速的高低分为普通离心泵和高速离心泵；桉输送介质不同又分为水泵、轻烃泵、油泵以及耐腐蚀泵等；按用途可以分为进料泵、循环泵、回流泵、塔底泵或重沸器泵、产品泵等;按密封形式分为屏蔽泵、磁力泵和外加密封泵等。
2.1离心泵的分类按离心泵的结构分类，见表1.2.1图1.2.1单级单吸卧式泵图1.2.2双吸泵1－泵盖；2－泵壳；3－叶轮；4－轴；5－密封环6－轴套；7－密封组件；8－轴承图1.2.3多级泵1－吸入段；2－中段；3－平衡盘；4－轴；5－轴承；6－首级叶轮；7－密封环；8－末级叶轮；8－密封组件图1.2.4液下泵按离心泵的工作介质分类，见表1.2.2。
常用化工设备种类及简介一、动设备动设备定义、种类（1）石油化工动设备定义石油化工动设备是指在石油化工生产装置中具有转动机构的工艺设备。
（2）石油化工动设备种类石油化工动设备种类可按其完成化工单元操作的功能进行分类，一般可分成流体输送机械类、非均相分离机械类、搅拌与混合机械类、冷冻机械类、结晶与干燥设备等。
动设备（容积泵、离心泵、往复式压缩机、离心式压缩机等）的结构及工作原理（1）容积泵的结构及工作原理容积泵又称“正位移泵”。
通过若干封闭的充满液体的空间（如缸体），周期性地将能量施加于液体，使液体压力直接增加到所需值的泵，包括往复泵、转子泵等。
1）往复泵往复泵是活塞泵、柱塞泵和隔膜泵的总称，它是容积式泵中应用比较广泛的一种。
按驱动方式，往复泵可分为机动泵（电动机驱动）、直动泵（蒸汽、气体或液体驱动）和手动泵三大类。
往复泵是通过活塞的往复运动直接以压力能的形式向液体提供能量的液体输送机械。
①活塞泵活塞泵的主要部件是泵缸、活塞、活塞杆、单向开启的吸入阀和排出阀。
泵缸内活塞与阀门间的空间为工作室。
②计量泵计量泵又称比例泵，其装置特点是通过改变柱塞的冲程大小来调节流量，当要求精确输送流量恒定的液体时，可以方便而准确地借助调节偏心轮的偏心距离，改变柱塞的冲程来实现。
有时，还可通过一台电机带动几台计量泵的方法将几种液体按比例输送或混合。
③隔膜泵当输送腐蚀性液体或悬浮液时，可采用隔膜泵。
隔膜泵实际上就是柱塞泵。
隔膜式计量泵可用来定量输送剧毒、易燃、易爆和腐蚀性液体。
2）转子泵转子泵又称回转泵，属正位移泵，它们的工作原理是依靠泵内一个或多个转子的旋转来吸液和排液的。
石油化工中较为常用的有齿轮泵和螺杆泵。
①齿轮泵目前石油化工中常用的外啮合齿轮泵的结构泵壳内有两个齿轮，其中一个为主动轮，它由电机带动旋转；另一个为从动轮，它是靠与主动轮的相啮合而转动。
两齿轮将泵壳内分成互不相通的吸入室和排出室。
当齿轮旋转时，吸入室内两轮的齿互相拨开，形成低压而将液体吸入；然后液体分两路封闭于齿穴和壳体之间随齿轮向排出室旋转，在排出室两齿轮的齿互相合拢，形成高压而将液体排出。
化工设备基础培训1. 引言化工设备是化工工业生产中必不可少的重要组成部分。
它包括各种化工设备，如反应釜、蒸馏塔、干燥机等。
为了保证安全生产和提高生产效率，对化工设备的基本知识和操作技能进行培训是非常必要的。
本文将介绍化工设备的基础知识和操作技能，以帮助读者更好地理解和掌握化工设备。
2. 化工设备的分类化工设备可以根据其功能、结构和作用等多个方面进行分类。
以下是常见的化工设备分类：2.1 反应设备反应设备用于进行化工反应，并可以通过控制反应条件来实现所需的反应过程。
常见的反应设备有反应釜、反应塔等。
2.2 分离设备分离设备用于将混合物中的不同组分分离出来，常见的分离设备有蒸馏塔、萃取塔、吸收塔等。
2.3 传质设备传质设备用于在化工过程中进行物质的传递和分离，常见的传质设备有吸附塔、析出塔、干燥机等。
2.4 热交换设备热交换设备用于在化工过程中进行热能的传递和调节，常见的热交换设备有换热器、冷凝器等。
3. 化工设备的基本原理化工设备的设计和操作都基于一些基本原理，下面介绍几个常用的基本原理：3.1 流体力学在化工设备中，流体力学是一个重要的原理。
它用于描述流体的运动和变形，以及各种力学参数的计算。
对于化工设备的设计和操作，了解流体力学原理是非常重要的。
3.2 质量平衡和能量平衡质量平衡和能量平衡是化工设备设计和操作中必须考虑的重要因素。
质量平衡用于描述物质的输入和输出，能量平衡用于描述能量的输入和输出。
通过进行质量平衡和能量平衡的计算，可以帮助我们更好地理解和优化化工过程。
3.3 传质和传热传质和传热是化工设备中常见的过程。
传质是指物质在不同相之间的传递，如气体和液体之间的传递；传热是指热量在物体之间的传递，如热能从高温物体传递到低温物体。
了解传质和传热的原理，可以帮助我们更好地设计和操作化工设备。
4. 化工设备的操作技巧除了理解化工设备的基本原理外，掌握一些操作技巧也是非常重要的。
下面介绍几个常用的操作技巧：4.1 安全操作在进行化工设备操作时，安全是第一位的。
第五章设备基础5.1化工设备图5.1.1 概述在石油化工业的生产中，使用如容器、反应罐、热交换器及塔器等各种设备，以进行如加热、冷却、吸收、蒸馏等各种化工单元操作，这些设备通常称为化工设备。
化工设备的设计、制造以及安装、检修和使用，均需通过图样来进行。
因此，石化工业的技术人员必须具有绘制及阅读化工设备图样的能力。
完整成套的化工设备施工图样，通常包括化工设备的装配图、部件图、零件图等。
本章所述的化工设备图是化工设备装配图的简称。
化工设备图用来表示一台设备的结构形状、技术特性、各零部件间的装配联接关系，以及必要的尺寸等。
与机械装配图一样有一组图形、必要的尺寸、零部件序号、技术要求、明细表及标题栏等内容，另外还有两项内容：1)接管口序号和管口表。
设备上所有的接管口均用英文字母顺序编号，并用管口表列出各管口的有关数据及用途等内容。
2)设备技术特性表。
用表格形式列出设备的设计压力、设计温度、物料名称、设备容积等设计参数，用以表达设备的主要工艺特性。
5.1.2 化工设备的视图化工设备的视图表达方法要适应化工设备的结构特点，因此在叙述表达方法前，首先必须了解化工设备的基本结构及特点。
5.1.2.1化工设备的结构特点不同种类的化工设备其构造不同，选用的零部件也不完全一致，但不同设备的结构却有若干共同的特点。
现以图5—1所示的容器为例说明如下：1) 设备主壳体以回转体为主，且尤以圆柱体居多，如图1中所示的6号筒体。
2) 设备主体上有较多的开孔和接管口，为联接管道和装配各种零部件。
如图1中所示，容器顶盖的2号人孔和5号接管口，筒体上则有l号液面计的4个接管口。
3) 设备中的零部件大量采用焊接结构。
如图1中简体由钢板弯卷后焊接成形，筒体与封头、接管口、支座、人孔等的连接也都采用焊接结构。
4) 常采用较多的通用化标准化零部件。
如图1中的8号封头、4号法兰、是标准化的零部件。
常用的化工零部件的结构尺寸可在相应的手册中查到。
5) 化工设备的结构尺寸相差悬殊。
特别是总体尺寸与设5-1备壳体的壁厚尺寸，或某些细部结构的尺寸相差悬殊。
5.1.2.2化工设备的习惯表达法由于化工设备的结构特点，因此相应地采用了一些习惯的表达方法，现介绍如下。
1)多次旋转表达法化工设备上开孔和接管口较多，为在主视图上清楚的表达它们的结构形状和轴向位置，常采用多次旋转的表达方法。
即假想将设备上处于不同周向方位的结构，分别旋转到与投影面平行的位置，然后画出其视图或剖视图。
如图1—2中所示，人孔6是假想按逆时针方向旋转450之后在主视图上画出的；而液面计a 是假想按顺时针方向旋转450后在主视图上画出来的。
需要注意的是：多接管口旋转方向的选择，应避免各零部件的投影在主视图上造成重叠现象。
对于采用多次旋转后在主视图上未能表达的结构，如图2中接管d，无论顺时针或逆时针旋转到与正投影面平行时，都将与人孔6或接管口c 的结构相重叠，因此，只能用其他的局部剖视图来表示，如图中A—A旋转的局部剖视。
另外，在基本视图上采用多次旋转的表达方法时，表示剖切位置的剖切符号及剖视图的名称都可不予标注，如图5-2中的主视图所示。
2)管口方位的表达方法设备管口的轴向位置可用多次旋转的表达方法在主视图上画出，而设备管口的周向方位，则必须用俯视图或管口方位图予以正确表达。
如图5-3所示，管口方位图用粗实单线示意画出设备管口，以及用点划线画出管口中心线，并标注管口符号及注出设备中心线及管口的方位角度。
3)细部结构的表达方法由于化工设备各部分尺寸大小相差悬殊，故选用全图的作图比例时，很难兼顾把某些局部结构表达清晰，为此，常采用局部放大图——俗称节点图。
设备的焊接接头及法兰联接面等尤为常用。
在必要时，局部放大图可采用几个视图来表达同一个放大部分的结构。
如在图5-4中所示，设备底座的支承圈放大以后，用两个视图来表示该部分的细部结构。
另外，局部放大图可按放大部分结构的表达需要，灵活采用视图、剖视、剖面等表达方法，如图5-4中所示。
应注意必须对放大部位和放大图，标注出名称和放大比例。
图5-3管口方位图图5-4细部结构的表达方法4)断开和分段表示法当设备过高或者过长，而又有相同结构或重复的部分时，为节省图幅，可采用断开并缩短的画法。
图5-5a中填料塔的断开部分为规格及排列都相同的填料，图5-5b中浮阀塔的断开部分为重复的塔盘结构。
如果不能用断开画法而图幅又不够时，而可采用分段表示的方法画出，如图5-6所示的填料塔是分两段画出的。
图5-5设备断开表示法图5-6设备分段表示法5)设备整体的示意表达法为了表达设备的完整形状及有关结构的相对位置和尺寸，可采用设备整体的示意画法。
即按比例用粗实单线画出设备外形，必要的设备内件也可同时示意画出，如塔板等，并标出设备总高、接管口、人(手)孔的位置等尺寸，其与图5-2的表达相似。
这种表达方法常见于大型塔设备的装配图中。
5.1.2.3化工设备的简化画法化工设备图中，除可以采用机械制图国家标准制订的简化和规定画法外，还根据化工设备设计和生产的需要，补充了若干简化画法。
1)标准零部件的简化画法在装配图中，仅按比例画出表示这些零部件特征的外形轮廓即可，如减速机，搅拌桨叶等。
如图5-7中所示的人(手)孔、电动机等零部件均可用简化画法。
又如装配图中的玻璃管液面计，其两个投影均可简化，如图5-8a所示。
液面计有两组或两组以上时，则可按图5-8b的画法，图中符号“+”用粗实线画出。
2)管法兰的简化画法在化工设备中，法兰密封面常有平面、凹凸、榫槽等型式。
但不论是什么型式的法兰密封面，在装配图中均可简化画成如图5-9中所示的画法。
a)、电动机 b)、人孔图5-7标准零部件简化画法a)平焊法兰b)对焊法兰图5-8液面计的简化画法图5-9管法兰简化画法2)重复结构的简化画法(1)螺孔和螺栓联接螺栓孔可用中心线表示而省略圆孔的投影，如图5-10a 所示；螺栓联接也可简化成如图5-l0b所示。
当螺孔或螺栓联接分布均匀时，可用中心符号只画出几个位置即可。
(2)规则排列的管子设备中密集的管子按一定规律排列时，在装配图中可只画出其中的一根或几根管子，其余的管子用中心线表示。
如图5-11所示热交换器中的管子就是按此画法画出的。
(3)按规则排列的孔热交换器中的管板、折流板，或塔器中的塔板上按规则排列的孔，其简化画法如图5-12所示。
图5-12a中细实线为孔的范围及圆心的连接线，符号(+)表示管板上定距杆(拉杆)螺孔的位置。
图5-12b中只用细实线画出钻孔范围线不画孔连心线，但加画局部放大图，并标注有关尺寸以表示出孔的大小、间距和排列方式。
图5-10 螺孔和螺栓连接图5-ll 按规则排列管子图5-12 多孔板上的孔(4)塔盘及其填充物塔设备中的塔盘，若已由零部件图及其他方法表达其结构形状时，在装配图中可简化用粗实单线表示，如图5-13所示。
a）筛振塔盘b）浮阀塔盘图5-13塔盘的简化画法图图 5-14填充物的简化画法当设备中装有同一规格、材料和同一堆放方法的填充物，如瓷环、卵石等，在装配图的剖视图中，允许用细线“x”符号表示，并注以尺寸和说明，如图5-14所示。
若填充物的规格不同或规格相同但堆放方法不同时，必须分层表示，如图5-14中下部二层所示。
5.1.3 化工设备的尺寸化工设备图上应标注的尺寸同机械装配图一样，有外形尺寸、规格尺寸、装配尺寸、安装尺寸和其他重要尺寸等。
为了使所标注的尺寸比较合理，在化工设备图中标注尺寸时，应注意下列几点：5.1.3.1尺寸基准的选择在化工设备图中常选用如下尺寸基准：1) 设备简体和封头的轴线或对称中心线。
2) 设备筒体和封头焊接时所用的环焊缝。
3) 化工容器中接管法兰的密封面。
4) 设备安装时所使用的支座底面。
如上述的四条尺寸基准，在图15中指明了卧式容器和立式设备的尺寸基准。
图5-15化工设备常用的尺寸基准5.1.3.2常见结构的尺寸注法1)筒体注出内径、壁厚和长度，如图5-11中管箱的‘≯700’、‘6’及‘556’。
2)封头如椭圆形封头应注出其内径、壁厚和高度，因在设备中封头内径与筒体内径的尺寸通常相同，故一般只注壁厚及高度。
3)接管设备中常用的接管有无缝钢管或卷焊钢管。
无缝钢管一般标注外径×壁厚，如图5-16中的4号接管注出‘声133 x 4’；若为卷焊钢管则注内径和壁厚。
接管还须注出它的伸出长度，该长度一般是指接管法兰密封面至接管轴线与相接封头或简体外表面的交点间的距离，如图5-16中所示的尺寸150等。
当设备上所有接管的长度都相等时，可在技术要求下方注写“所有接管伸出长度为××毫米”的统一说明。
若设备中大部分接管的伸出长度相等时，可统一写“除已注明外，其余接管的伸出长度为××毫米”的说明。
5.1.3.3其他1) 为了保证重要尺寸的加工与安装精确度。
一般不允许将尺寸标注成封闭的尺寸链。
但是，参考尺寸与外形尺寸则例外，通常将这些尺寸数字加上括号“( )”以示参考。
2) 有局部放大图的结构，其尺寸一般标注在相应的局部放大图上。
如图5-16中所示，局部结构I处的放大图中所注的相关尺寸。
图5-16 管箱图5.1.4 设备图的表格与技术要求5.1.4.1标题栏与明细表化工设备图中的标题栏与明细表在内容和格式上尚未统一，本书中沿用机械装配图中的格式。
1) 标题栏中图名一般分三项填写，第一项为设备名称，第二项为设备主要规格，第三项为图样名称，如表5—1中框格内所示。
表5一l圈样名称格式卧式贮罐pg=0.6MPa Vg=1m3装配图2) 明细表中零部件编号的原则和方法，除与机械装配图中已介绍过的相同方法，另外还应注意如下几点：(1) 对于直接组成设备的部件、直属零件和外购件，不论有无图样均需编独立的序号，以1、2、3、…顺序表示。
(2) 部件图上有关零件的序号则由两部分组成，例如序号‘1～4’，其中‘l’为部件在设备图中的顺序号，而‘4’为零件在该部件中的顺序号。
(3)序号一般从主视图左下方开始，以顺时针顺序、整齐地编排。
序号若有遗漏或需增添时，则应在外圈编排补足。
5.1.4.2设备管口表化工设备上的管口数量较多，为了清晰地表达各管口的位置、规格、尺寸、用途等，应编写管口符号，并将有关资料列入管口表。
1)管口符号管口符号编写有如下原则及方法：(1) 管口符号一律用英文小写字母o、6、c等，注写在有关视图中管口的投影旁。
(2) 管口符号从主视图左下方开始，顺时针依次编写，如在图5—17中所示。
(3) 规格、用途、联接面型式完全相同的管口，应编同一个管口符号，但必须在管口符号的右下角加注阿拉伯数字的注脚以示区别，如图5—17中的管口符号g1、g2等。
2)管口表用以说明各管口规格、用途等内容的表格，常画于技术特性表下方。
