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1、 本文由旭飞阀门贡献 doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 设备专业的设计工作 设备专业的设计工作 设计 及 与工艺专业的工作关系 工艺专业的工作关系 1 内 容 提 要 一. 石油化工装置静设备简介 1. 2. 3. 4. 5. 过程和过程设备 石油化工设备的分类 静设备分类 典型的静设备 静设备(容器,换热器)常用材料 含:金属材料的基本常识和基本概念; 金属材料的基本常识和基本概念; 压力容器常用材料简介; 压力容器常用材料简介; 常用材料简介 金属材料的腐蚀类型简介; 金属材料的腐蚀类型简介; 压力容器常用钢号中外对照简表; 压力容器常用
2、钢号中外对照简表; 奥氏体不锈钢耐腐蚀机理和特点; 奥氏体不锈钢耐腐蚀机理和特点; 耐腐蚀机理和特点 双相不锈钢的简介 6. 静设备的制造,检验与验收 二. 设备室的专业分工 容器, 三. 容器,换热器专业的设计内容 容器,换热器专业与工艺等专业之间的条件(往返) 四. 容器,换热器专业与工艺等专业之间的条件(往返)关系及深度 2 一 石油化工装置静设备简介 1. 过程和过程设备: 过程和过程设备: 过程从原料到产品,要经过一系列化学的,物理的加工处理步骤,这一系列 加工处理步骤称为过程. 过程设备过程需要由设备来完成物料的分离,传热,反应,储存,混合,干 燥等操作.这些设备称之为过程设备.
3、2,石油化工设备(或称过程设备)的分类 ,石油化工设备(或称过程设备) 设备 静设备(即容器 ,换热器) 动设备(机泵类 ,机械类) 工业炉(反应炉 ,加热炉 ,汽化炉 ,焚烧炉等) 3,静设备分类 , a),按设备类型分类 塔设备 ,换热设备 ,储存设备,搅拌设备,一般的立式容器 ,卧式容器等. b),按生产的工艺过程原理分类 反应容器 ,换热容器,分离容器,储存容器 c),按受压状态分类 常压容器(-0.02MPa 真空容器 齐鲁化肥资源优化装置:大部分是中,低压容器,只有高压氮气罐和氧气缓冲罐 是高压容器(17.8Mpa) 福建 IGCC 项目: 大部分是中, 低压容器, 只有高压氮气罐
4、是高压容器 (17.5Mpa) . 乌石化化肥改造装置:氨合成塔(25Mpa) 岳阳煤汽化装置:除高压氮气罐是高压容器外,其余均是中,低压容器 川维合成氨装置:氨合成塔(16Mpa) 川维醋酸装置,江苏丹阳醋酐装置:大部分是中,低压容器. 吉化丙烯腈装置:大部分是中,低压容器. 3 d,按工作温度分类(供参考) , 工作温度分类(供参考) 温度分类 常温容器: t 设-20200 高温容器: 碳钢 350 合金钢 420 奥氏体不锈钢 550 中温容器 低温容器 介于常温和高温之间 t 设-20 (-20-40为浅冷设备,-40以下为深冷设备) 乙烯装置:低温设备较多. 齐鲁化肥资源优化装置:
5、甲醇洗部分设备是低温容器;变换部分是高温容器. 岳阳煤汽化装置:低温甲醇洗部分设备是低温容器;变换部分是高温容器. 福建 IGCC 项目:低温甲醇洗部分设备是低温容器;变换部分是高温容器. e,按材料分类 , 碳钢容器 低合金钢容器 奥氏体不锈钢容器(含不锈钢复合钢制容器) 铝制,钛制,镍铜合金及镍基合金制容器 非金属容器(塑料 ,玻璃钢 ,石墨等) f,受容规管辖的压力容器和分类 由于压力容器涉及生命安全,危险性较大,因此为了保证压力容器的安全运行, 保证人民生命和财产的安全,我国国家质量技术监督局在 1999 年颁布了压力容 器安全技术监察规程 ,今年(2009 年)国家质量监督检验检疫总
6、局即将颁布新的 TSG R0004固定式压力容器安全技术监察规程 .(以上简称容规) a) 固定式压力容器安全技术监察规程适用于同时具备下列压力容器: 工作压力大于或等于 0.1MPa(表压) 1 ; 2 工作压力与容积的乘积大于或等于 2.5MPaL; 3 盛装戒指为气体, 液化气体或者最高工作温度高于或等于标准沸点的液体. b) 压力容器的分类 对于受容规管辖的压力容器,根据介质特性(毒性程度,易燃介质; , 液化气体等) ,设计压力和容积分为三个类别. 注:1,介质毒性程度和易燃介质的划分按国家标准 GB5044-1985职业性接触毒物危害 程度分级 HG20660 , 压力容器化学介质
7、毒性危害和爆炸危险程度分类 的规定. 2,这里应注意并不是所有的压力容器都在压力容器安全技术监察规程的管辖范 围内. 4 4. 典型的静设备简介 典型的静设备简介 a). 塔设备(或称塔式容器) a). 塔设备(或称塔式容器) 塔设备是石油化工装置中重要的单元操作设备.通过气液接触达到传质 ,传 热目的,如精馏萃取,吸收 ,解吸等.但并不是所有塔设备的作用仅是物理过程, 也有化学反应过程,如加氢反应器,变化炉等 .塔设备无论投资费用还是所消耗 的钢材在整个静设备中所中占比例相当高. (投资占 25%左右, 催化裂化重量占 49% 左右) 1). 塔器的一般构造 塔器是由塔体(封头 ,筒体 ,塔
8、内件 ,接管 ,人手孔)和裙座以及外 部附件(梯子 ,平台 ,吊柱)等组成. 5 6 7 2). 塔设备的分类 按操作压力分常压塔,加压塔 ,减压塔 按单元操作分精馏塔 ,反应塔 ,解吸塔 ,萃取塔 ,干燥塔等 按内件结构分填料塔 ,板式塔 3). 板式塔的结构 板式塔分类 浮阀塔 泡罩塔 筛板塔 高效塔盘(舌形塔盘 ,条形网状塔盘等) . 4) . 填料塔的结构 填料床层(填料 ,支撑格栅板 ,支承梁) 填料:散装填料(陶瓷 ,金属 ,塑料) 规整填料(金属波纹板网,塑料) 喷淋装置 ,再分布器等. 8 b). b). 换热器 换热器是不同温度物料之间进行热量传递的设备,其主要作用是维持或改
9、变物料 的工作温度和相态,满足工艺操作要求,提高过程能量利用效率进行余热回收等. 换热器在炼油,化工装置中占总设备量和设备投资的 40%左右. 在换热器设备中,管壳式换热器又是应用最为广泛,使用量最大的换热器型式. 管壳式换热器 1). 固定管板式换热器( 1). 固定管板式换热器(AEM 型) 结构组成:管程管箱(壳体,封头,分程隔板,法兰,接管等) ,换热管. 壳程壳体,管板,折流板,防冲板,接管,支座等. 特点:1. 结构简单,制造成本较低; 2. 排管数比浮头式,U 形管式要多; 3.不能抽管束(抽芯) ,无法进行机械清洗,只可清洗换热管内; 4. 不适用大温差的场合; 5. 因不能单
10、独更换管束,所以维修成本高. 2). 浮头式换热器( 2). 浮头式换热器(AES 型) 9 结构组成:管箱 壳体,封头,分程隔板,法兰,接管等. 管束 固定管板,换热管,折流板,浮动管板,浮头盖和勾圈法兰. 壳程 壳体,法兰,接管,防冲板,外头盖,支座等. 特点:1. 可抽式管束,当换热管为正方形或转角正方形排列时,管束可抽出进 行机械清洗,适用于易结焦及堵塞的工况; 2. 浮头型式可自由浮动,无须考虑温差应力,可用于大温差的场合; 3. 浮头结构复杂,影响排管数,浮头密封面发生泄漏时,很难采取措施; 4. 压力试验时的试压胎具复杂. 3). 形管式换热器( 3). U 形管式换热器(AIU
11、 型) 结构组成:管箱 壳体,封头,分程隔板,法兰,接管等. 管束 固定管板,换热管,折流板. 壳程 壳体,封头,法兰,接管,防冲板,支座等. U 形管式换热器在换热器中是唯一适用于高温, 高压和高温差的换热器, 特点如下: 1. U 形换热管的管束可以自由浮动, 无须考虑温差应力, 可用于大温差场合; 2.只有一块管板,法兰数量少,故结构简单,泄漏点少; 3. 可以抽清芯清洗; 4. 由于 U 形管的最小弯曲半径的限制,分程间距宽排管略少; 5. 当管内流速太高时,将会对 U 形弯管段产生严重的冲蚀,影响寿命. 6. 由于换热管是 U 形的,管内清洗困难,故管内介质宜是清洁且不易结垢的 物料
12、. 10 c). 一般立式,卧式容器 c). 一般立式, 1) 立式容器(支腿式) 立式容器(支腿式) 11 2).卧式容器 . 12 高压, d) 高压,高温容器 1). 氨合成塔 13 2) 高压换热器 3) 变换炉 14 e). e). 储存容器 1) 球形储罐 特 点: 球罐与圆筒形容器相比具有以下特点: 球罐与圆筒形容器相比具有以下特点: 圆筒形容器相比具有以下特点 1) 球罐的表面积最小,即在相同容积下球罐所需钢材面积最小. ) 球罐的表面积最小,即在相同容积下球罐所需钢材面积最小. 2) 在相同压力和直径下球壳的薄膜应力仅为相同厚度的圆筒体容器的环向应力的一半,因 ) 在相同压力
13、和直径下球壳的薄膜应力仅为相同厚度的圆筒体容器的环向应力的一半, 此球罐的承载能力比圆筒形容器大一倍. 此球罐的承载能力比圆筒形容器大一倍. 承载能力比圆筒形容器大一倍 . 3) 由于容积大,需制造厂予压成形球壳板,在现场组焊,安装难度大. ) 由于容积大,需制造厂予压成形球壳板,在现场组焊,安装难度大. 用 途: 用于储存液化石油气,液化天然气,液氧,液氨,氮气,氢气,丙烯,乙烯,城市煤气等. 用于储存液化石油气,液化天然气,液氧,液氨,氮气,氢气,丙烯,乙烯,城市煤气等. GB/T17261 钢制球形储罐型式与基本参数 钢制球形储罐型式与基本参数 公称容积 m3 球壳直径 mm 公称容积
14、m 3 球壳直径 mm 200 7100 3000 18000 400 9200 4000 19700 650 10700 5000 21200 15 1000 12300 6000 22600 1500 14200 8000 24800 2000 15700 10000 26800 2) 大型储罐 (1). 分类,用途和特点: 固定顶(锥顶,拱顶)储罐 储存油品,液体化学品等. 浮顶(外浮顶罐)储罐 储存原油,汽油,溶剂油和需控制蒸发损耗及大 气污染,或有着火灾危险的液体化学品. 内浮顶储罐 与浮顶储罐比较有如下特点: 1 具有很好的隔热效果(固定顶盖,固定顶与内浮盘之间的气相层)和 密封效果,可进一步降低蒸发损耗. 2 由于有固定顶,可有效防止风沙,雨雪,灰尘污染储液. 便,易于施工和维修. 3 内浮盘无雨雪载荷,无中央排水管,旋转浮梯等附件,结构简单,轻 因此,特别适用于储存高级汽油,飞机燃料(如航空煤油等)及有毒易 污染的液体化学品. 16 (2). 基本系列参数 1 固定顶储罐基本系列参数 公称容积 m3 100 5200 5200 1000 11500 10650 200 6550 6550 1500 13500 11500 300 7500 7500 2000 15780 11370 400 8250 8250 3000 18900 11760 500
