如何進行化工設備選型
『壹』 化工設備一般怎麼選型
不同的化工設備選型的是不一樣的,具體問題具體分析,一般的要求就是滿足使用工況,還有就是安全考慮。一般考慮的是以下以為問題,介質的酸鹼腐蝕,粘度,溫度。設備的壓力,流量,使用環境,使用年限等等。
『貳』 我想要一份,有關化工設備材料選擇的要求,(我要寫一篇500字的總結) (好的話,給分!)
化工設備常用材料的選擇
化工生產是很復雜的生產過程,不僅有著各種不同性質的工作介質嚴重的腐蝕性,而且溫度、壓力變化的范圍很大;不同的工作介質和不同的生產條件要求使用的材料也各不相同,如果對材料的性質掌握不全面,選擇不合理,不僅會造成很大浪費,還有可能造成生產事故,影響正常生產,因此化工設備耐蝕材料的選擇,始終是廣大用戶和設計工作者需要首先慎重考慮的問題。如何選用材料,涉及的知識范圍非常廣泛,這里僅就常用的材料,略作分析。
1、如何選擇一般化工設備常用材料
目前,國內化工設備尤其是大量的塔器、換熱器、冷凝器、分離器、槽、罐等常用設備多數都常用碳素鋼、低合金鋼和不銹鋼材料製造的,因此在選擇化工設備用材時,除必須考慮設備的操作條件、材料的加工性能、焊接性能、熱處理及設備結構等因素外,一般情況下,下列規定是經濟合理的:
(1).所需鋼板厚度小於8mm時,在碳素鋼與低合金強度鋼之間,應盡量選用碳素鋼鋼板。
(2).在以剛度或結構為主的場合,應盡量選用普通碳素鋼。在以強度為主的場合,應根據壓力、溫度、介質等使用條件的限制,依次選用Q235-AF、Q235-A、Q235-B、Q235-C、20R(20g)、16MnR等鋼板。
2、化工設備中不銹鋼材料的選用
在化工生產中,設備往往在酸、鹼、鹽以及各種活性氣體等介質中工作,其失效的原因多是腐蝕所致,所以廣泛地應用了各種類型的不銹鋼。當不銹鋼用於化工設備時,下列規定是合理的:
(1).設計計算出所需不銹鋼厚度大於12mm時,應盡量採用襯里、復合、堆焊等結構形式。但也應根據市場價格做經濟分析。
(2).不銹鋼應盡量不用作設計溫度≤500℃的耐熱用鋼。不銹鋼用於介質腐蝕性較高、防鐵離子污染或設計溫度>500℃或設計溫度<-100℃的耐熱或低溫用鋼最為適宜。
3.選用不銹鋼需注意的問題
不銹鋼具有耐高溫、耐低溫、耐多種介質腐蝕的良好特性,在化工設備中得到了廣泛應用,是耐腐蝕的首選材料。在一些腐蝕介質中,不銹鋼比碳鋼耐腐蝕優越得多,在設計中常常取腐蝕裕度為零。不銹鋼的使用壽命可以比碳鋼高幾倍甚至幾十倍,因此雖然設備一次性投資高,總體上卻可以節省大量資金。這就是不銹鋼材料在化工生產中佔有相當重要地位的原因。但是,這種優質材料選用不合理,也會造成很大浪費,應該引起高度注意。
(1).氯離子對不銹鋼設備耐蝕性的影響工作介質中氯離子的含量和工作溫度對不銹鋼應力腐蝕的影響很大。例如天津某廠水加熱器腐蝕嚴重,採用了全不銹鋼材質後,使用幾個月就出現了漏液現象。經過認真分析,發現熱水中含有氯離子和氧。不銹鋼在一定溫度下不能耐氯離子腐蝕,特別是介質中有氧存在的條件下,氧的存在能加速腐蝕。在實際生產中還發現,氯離子在一定濃度和溫度時,不銹鋼的耐蝕性還不如碳鋼;但在氯離子合量很少或含量高、溫度不高的條件下,還是遠比碳鋼好。在這一點上,溫度對耐蝕性的影響比氯離子濃度的影響更大。所以在選材時,除考慮氯離子的濃度外,特別要注意溫度的影響。提高奧氏體合金中鎳的含量,是防止氯離子引起的應力開裂的一種有效方法。含鎳42%以上的合金完全能耐氯離子引起的腐蝕開裂,如825合金、G合金、625合金。而含鎳8%~12%的合金是最容易發生應力開裂的。
(2).露點對不銹鋼耐蝕性的影響設備的腐蝕往往是隨著溫度的升高而加劇,但露點腐蝕的程度不僅與溫度有關,與工作介質的露點溫度關系更為密切。露點腐蝕對不銹鋼的影響也較大。如上述水加熱器,通過調整熱水進、出口溫度,避開露點溫度後,設備腐蝕情況大大改善。
4.焊接對不銹鋼耐蝕性的影響
選擇不銹鋼材料還有一個值得注意的問題,就是不銹鋼的焊接。不銹鋼本身耐腐蝕性能好,但焊接質量不能保征時,也會使整台設備報廢,造成極大浪費。例如天津某廠燒鹼生產用於蒸發器的液位罐,採用1Cr18Ni9Ti材質,厚度8mm,使用半年後漏液報廢。經檢查,設備內表面並沒有腐蝕,只是焊縫處腐蝕穿孔。這是不銹鋼在焊接過程中容易出現的貧鉻現象所致。焊接時,如果採用大焊道,冷卻速度慢就會使焊縫貧鉻,不能耐腐蝕。因為在不銹鋼中, 起耐腐蝕作用的主要元素是鉻,鉻能固溶於鐵的晶格中形成固溶體。焊接時,若冷速慢,當溫度從800~500℃的冷卻過程中在晶界上析出碳化物,形成Cr28Ce使晶界附近的鉻含量降低到低於抗腐蝕所需要的最小含量11.7%以下,從而使腐蝕集中在附近的貧鉻區,其結果使不銹鋼焊縫處發生脆性破壞。鑒於此種原因,奧氏體不銹鋼焊接應符合如下要求:
(1)單面焊焊縫宜採用手工鎢極氬弧焊打底,手工電弧焊填充、蓋面。
(2)在保證焊透及熔合良好的條件下,應選用小的工藝規范,短電弧和多層多道焊接工藝,
層間溫度不宜過高。
(3)對抗腐蝕性要求高的雙面焊縫,與工作介質接觸面的焊縫應最後施焊。
(4)對於有應力腐蝕的設備,應對焊縫作晶間腐蝕試驗。
(5)為了獲得更好的耐腐蝕性能和較好的焊接質量,可選用低碳或超低碳不銹鋼材料。超低碳高鉻鐵素體不銹鋼是近十幾年來迅速發展起來的一種新型不銹鋼,通過大量的實驗室實驗、工廠掛片,證明在NaOH濃度高達50%、溫度145℃時的耐蝕性,同價格昂貴的鎳材相當,甚至超過鎳,而材料費用只有鎳的一半。上述液位罐後來改用0Cr18Ni12Mo2Ti材質,對罐體焊接採取以上措施,對焊縫作了焊態晶間腐蝕試驗,使設備壽命大大延長。化工設備常用材料的選擇,除考慮以上諸因素外,經濟分析是十分必要的。經濟分析不僅要考慮材料費用和製造費用,還要考慮維修費用以及節電、節水等諸多方面的因素。
『叄』 化工企業如何進行設備設計
化工企業自行設計設備僅限於簡單非壓力容器設計,最好委託化工設計院。根據工藝需求進行設計
『肆』 化工設備設計需要哪些方面的知識
通常需要工程力學、化工設備機械基礎、化工原理這三門課的知識。工程力學是基礎,化工設備機械基礎是設計基礎,化工原理是設備的應用原理。
『伍』 化工中的「設備選型」和「過程放大」
化工生產的過程,一言以蔽之,就是化學實驗技術在工程中的應用。然而化工生產不是僅僅是化學問題,在化學實驗室的理想條件下,實驗的實施相對容易,可以得到比較理想的指標。實驗室的規模,可以使很多過程在間歇條件下實現。實驗室中的過程通常是在盡可能簡單的條件下進行,並盡可能排除對過程產生不利影響的因素,在所尋求的優化條件下操作,以期得到最好的結果,篩選出最好的催化劑並獲得反應物濃度、流速和反應溫度等要素之間的關系。但是在工業生產中,這些過程比實驗室中進行的同一性質的過程大數萬數十萬倍,並且大型過程多數是連續的,在小型設備中可不予考慮的不均勻性,在大型設備中顯得十分突出並且嚴重影響著生產指標。因此,將實驗室中所獲得的結果在工業規模實施就成了一個完全不同的問題。要將實驗室結果過渡到化工生產,在連續不斷的過程中大規模、動態地完成指定的化學反應及其他物理過程,就必須綜合其它學科和技術,搞清楚並控制住無聊的流動、混合、反應和分離等一系列過程。如果說實驗室化學家的任務是制備催化劑,篩選出最好的催化劑,並通過實驗確定適宜的反應條件,那麼化工項目的開發,即化學實驗原理在工業生產領域的應用,則是化工生產過程工程師的任務。
第二部分:化工項目開發的方法介紹
設備選型
在化學家工作基礎上,過程工程師的任務是選擇最適宜的工業反應器型式或稱選型。選型過程包括對多種因素的綜合考慮。例如,所能達到的指標、設備投資、能耗和操作費用、設備製造和材料、環保和安全性、操作和控制以及人員素質等。
過程放大
所謂放大,是根據所選定的反應器型式,通過實驗或其他可以利用的一切手段,在最短的時間內,用最少的投資,進行設備的放大,供設備工程師選購或製造設備所用。
現代過程工業的標志之一是設備大型化,因為過程工業的效益獲得主要依靠設備的大型化,而不是依靠增加設備數來實現。化學工業屬於過程工業,隨著技術的進步,化學工業規模不斷增大。例如,單套乙烯裝置生產能力從30萬噸/年 提高到45萬噸/年,又提高到60萬噸/年乃至100萬噸/年。又如甲醇,單套裝置的能力從10萬噸/年提高到40萬噸/年,又提高到100萬噸/年乃至200萬噸/年。總之,規模是在不斷擴大的。
長期以來,就化學工業來說,小試驗撐過為什麼不能迅速產業化,就技術而論,對以化學反應為特徵的項目來說,認識放大規律和利用化工放大技術以實現規模生產時關鍵,也是我國與發達國家的重要差距。(換個位置)
為了能真正地面對國際競爭,我們必須重視過程放大,建設大型化化工裝置。
化工過程有下面兩種類型,一是傳遞過程,包括傳動、傳熱和傳質過程,屬於沒有物質組成變化的物理過程;二十化學反應過程那個,屬於有組分變化的化學過程。這些過程是在設備中實現的,所以過程放大就是設備能力的放大。
過程放大一般經歷的階段
(1) 實驗室研究階段;
(2) 小量試制階段;
(3) 按預定工藝規模進行概念設計;
(4) 中試,著重解決概念設計中遇到的問題;
(5) 編制工藝軟體包;
(6) 按要求的規模進行工程設計;
(7) 工業裝置的建設和投產。
過程放大的方法
1.全流程逐級放大
一種最為傳統的方法是通過從小型試驗、稍大規模的試驗、中間試驗、擴大中間試驗,逐級地實現大型工業生產。這種通過多個試驗層次的逐級放大過程必然是耗時費資的。在過程工業發展的早期,經驗放大幾乎成了唯一的方法。過程開發技術發展到今天,純經驗放大顯然不大可取了,但對於一些過於復雜的、人們認識甚少的過程,有時還不得不求助於
經驗放大。
2.數學模擬法放大
建立數學模型(一組數學方程)對過程進行描述,並通過不同規模的實驗以確定模型的參數,然後通過計算機模擬過程大型化後的各種行為,以確定放大的准則。這種放大從理論上是合理的,然而事實表明,單純地用數學模擬法放大的成功例子不多,其原因是:
(1)由於實際過程通常極為復雜,而人們對它們
的認識往往還不夠系統和全面,因而為數學模型的
建立帶來困難;
(2)即使對復雜的實際過程已完全了解,數學模型的建立必須作出不少簡化假定,因而為了便於描述,很可能得到了過度簡化的模型;
(3)實驗測定的模型參數的可靠性往往受實驗手段的限制和實驗過程中噪音的干擾,因此模型參數存在或多或少的不確定性。
由於數學模擬法放大隻能適用於人們對過程的認識已相當透徹,參數的測定相當可靠的場合。隨著人們認識水平、測試手段和計算機應用水平的提高,數學模型與計算機相結合,建立全流程的數學模型進行放大,不乏有成功的例子,如低壓法甲醇就是一例。誠然,利用數學模型仍需做一些輔助實驗作為補充和驗證,但採用數學模擬放大是過程放大最省時省錢的有效方法。
過程放大應注意的問題
1. 必須保證設備放大後經濟上的合理性和各項指標的先進性及系統調優
設備放大以後還必須保證經濟上的合理性和各項指標的先進性。往往放大之後,有一些指標趨於合理,如能耗一般可以降低。但另一些指標,由於在大型化以後,如反應產物的收率往往有所降低,溫度等操作條件不易控制,這就是通常所說的「放大效應」。放大效應被認為是一種弊端。我們的一個重要任務就是盡可能使這些指標在過程放大後仍然保持一個較高水平。另一個現實是,一個實際過程,通常不能處在最優的操作狀態下。這是因為過程的復雜性和人們的認識能力限制所決定的,何況過程的一些參數會隨時間變化。
上述僅就單個設備而言,因為過程是由多套設備組成完整的流程,即是一個系統。從這個意義上講,過程放大應該是系統放大,系統中單個設備的放大並不等於系統放大,因此必須要系統優化。所以,完整的過程放大應包括設備放大與系統調優。
2. 中試規模的確定
為什麼要進行中試?需要驗證小試規律,但更重要的是解決大生產裝置可能遇到的問題,那麼大生產裝置可能會遇到什麼問題?對於一個新產品,尚未工業化是無法回答的,為了盡可能預知可能遇到的問題,就是先搞一個概念設計,概念設計的規模應是預想的工業裝置規模,在進行概念設計的過程中,可以套用現有的過程經驗和消化公開發表的文獻資料,但在假想的工業規模設計過程中,仍會碰到許多問題(如數據、材質、控制方法、反應終點控制、物料平衡等),這些問題妨礙概念設計進一步深入進行,恰恰就是這些問題要在中試中解決。為了解決或搞清這些問題,可能要求中試必須達到一定的規模,這就是中試規模確定的依據和中試設計應達到解決這些問題的途徑。
3. 要把工程試驗數據的獲得作為中試的目標之一
許多開發項目不重視基礎數據的開發,將會影響工業裝置的運行,一個實際例子是某裝置建成後,反應釜中物料不進行反應,而反應條件、原材料均符合實驗室要求,影響工期達半年。經多次試驗比較才查明,攪拌器使用了銅軸瓦,銅離子會阻止反應進行,但這一點,在小試時並未作為相關數據提出,以致設計時沒有注意到這一點而影響生產。又如結晶的條件,影響晶粒大小的條件因素是什麼,如果能做好相關數據對放大是大有益處的。又如多元組分的氣液平衡數據,往往查不到,必須要對反應的全組分進行測定才能獲得。又如反應終點的測定和控制等等,這些均是小試不可能做的,而中試是必須要做的。
4. 材質試驗
材質的耐腐蝕試驗是中試的主要任務,關於這一點,相信大部分可在耐腐蝕手冊及供應商獲得足夠信息。除此之外,還應特別注意少量離子的存在,對腐蝕的作用,如金屬離子的影響、鹵素的影響、熱應力、腐蝕應力等,應測定或做掛片試驗,特別要注意「實際」介質,而不是純介質。如醋酸介質的腐蝕性在有關的手冊上也能查到,但醋酸中含有微量的鹵素,到底有多大的腐蝕性,沒有現成的資料,必須對實際介質進行研究。
5. 注意關鍵設備的選型
一一般的泵、風機、壓縮機的放大不應存在大的問題,精餾、分離的放大,目前也可解決。但反應器是中試要解決的重點,反應器採用何種型式為好,對傳熱、反應溫度控制、催化劑壽命、中毒、再生,通過中試要搞清,為放大設計提供依據。另外特殊的如乾燥型式,特別是漿料,應由試驗選定設備。又如過濾,看似簡單而實際不同物料的過濾機型式選擇,濾布選擇,也應由試驗確定,避免工程返工。
6.對原材料中間產品及成品的研究
一般實驗室階段只用試劑級產品作原料,中試盡可能採用工業級產品作原料,其少量雜質對產品質量有無作用,是什麼影響,採用什麼方法進行預處理,這些問題要在中試中搞清楚。有些可能要脫水,有些可能要預蒸餾。小試數量少,有些雜質不一定分離出,中試數量多了,盡可能作全分析,把中間體、成品、殘渣的組成、成分搞清楚,有利於做物料平衡及對全過程作通盤分析。
7.安全、生產、環保
應收集全部原料中間體及成品的MSDS,對其物料化學特性、毒性全面了解,並採取相應的防護及消防,安全措施。
對排出物、廢渣、廢液、廢水的成分及處理方式作認真研究,以指導工程設計進行。
8. 注意放大過程中,研究人員與工程設計人員的密切配合
因為研究人員主要是在機理上理論上研究較多,工程設計人員會更多考慮工藝布置系統放大等問題。發揮各自特長,有利於工作順利進行。
總結:
總之,化工過程的放大是新產品開發過程中的必由之路,是科研轉化為生產力的畢竟途徑。這個環節處理好了,就能加速實現新產品的工業化。過程放大過程中,不能停留在拿出產品,打通流程;也不僅追求設備和單元過程的優化,而是最終追求全系統的優化。
實驗室階段的小試是探索性的,著重研究機理、可行性、物性數據、查(測定)找出工藝路線。這是以研究人員為主,工程人員參加,在小試的基礎上,進行目標規模的概念設計,從中找出中試(放大)需要解決的問題,用於指導中試裝置的設計。概念設計可由研究人員完成,也可由工程人員完成,當然兩者結合共同進行更好。中試裝置規模和流程的確定,應能滿足概念設計的需要,期間必須做到工程人員和研究人員的密切配合。中試應該是全流程的,否則達不到要求。由於可以借鑒現成有效單元過程和進行計算機模擬,並不機械地要求全流程,避免低水平的重復,集中精力解決難題。在中試完成的基礎上完成軟體包的編制、基礎設計,然後進行工程設計。當然在上述每一階段均要做技術經濟分析,以判斷項目的前景,可行性。
『陸』 如何工作好化工設備
化工設備其實不復雜,設備原理基本都是相通的。只要努力,接觸點就必須弄版明白點,持之以恆,隨著日積權月累,就會提升的很高層次。
崗位操作人員及維修人員對所使用的化工設備要做到「應知」、「應會」和「四懂」(即懂結構、懂原理、懂性能、懂用途),「三會」(即會操作和使用、會維護保養、會排除故障)。
『柒』 化工設備選型有什麼好的書
主要是你要選擇什麼設備,一般常見的設備通過<化工設備設計全書>就可以找到,是分冊的,可以根據你需要的設備進行查詢。
『捌』 化工設備選型和工藝設計的原則是什麼
⑴設備選型的原則:
①生產上適用―所選購的設備應與本企業擴大生產規模或開發新內產品等需求相適應。容
②技術上先進―在滿足生產需要的前提下,要求其性能指標保持先進水平,以利提高產品質量和延長其技術壽命。
③經濟上合理―一即要求設備價格合理,在使用過程中能耗、維護費用低,並且回收期較短。
⑵工藝設計的原則:
①安全可靠、經濟合理、技術先進;
②合理的選擇工藝流程和設計指標;
③為生產挖潛和發展留有餘地;
④合理考慮機械化、自動化裝備水平;
⑤注意環境保護,減少污染;
⑥要考慮其它專業設計的要求,並為其設計提供可靠依據。
『玖』 用三種方式介紹一下什麼是化工設備
化工設備(英文名稱Chemical Equipment)是化工機械(chemicanl machinery)的一部分,化工機械包括兩部分,其一是化工機器,主要是指諸如流體輸送的風機、壓縮機、各種泵等設備,其主要部件是運動的機械,一般稱為化工機器。其二是化工設備主要是指部件是靜止的機械,諸如塔器等分離設備,容器、反應器設備等,有時也稱為非標准設備。化工機械與其他機械的劃分不是很嚴格的,例如一些用於化工過程的機泵,也是其他工業部門採用的通用設備。同樣在化工過程中化工機器和化工設備間也沒有嚴格的區分。例如一些反應器也常常裝有運動的機器。
包括化工設備在內的所有化工機械都是化學工廠中實現化工生產所採用的工具。化工產品生產過程的正常運轉,產品質量和產量的控制和保證,離不開各種化工設備的適應和正常運轉。化工設備的選配必需通過對整個化工生產過程的祥細計算、設計、加工、製造和選配,要適應化工生產所需要。
化工設備的特點
整套化工生產裝置是由化工設備、化工機器以及其他諸如化工儀表、化工管路與閥門等組成,為保證整套裝置的安全穩定可靠生產,要求化工設備要具有以下性能:
(1)要具有與生產裝置的原料、產品、中間產品等所處理物料性能、數量、工藝特點、生產規模等相適應;
(2)一套生產裝置,無論連續和間歇生產,都是由多種多台設備組成,因此要求化工設備彼此及與其他設備之間,設備和管道、閥門、儀器、儀表、電器電路等之間要有可靠的協同性和適配性;
(3)要求化工設備對正常的溫度、壓力、流量、物料腐蝕性能等操作條件,在結構材質和強度要有足夠的密封性能和機械強度。對可能出現的不正常,甚至可能出現的極端條件要有足夠的經受和防範、應急和處置能力;
(4)無論是連續或間歇化工生產裝置都需要長期進行操作使用。因此要考慮化工設備磨損、腐蝕等因素,要保證有足夠長的正常使用壽命;
(5)在滿足上述條件的同時要優化化工設備的材質、選型、製造費用,效率和能耗,盡量達到最低;
(6)大部分各種結構和性能的化工設備也同樣適用於諸如煉油、輕工、食品等工業部門使用,因此具有通用性。
化工設備的分類
化工設備種類繁多,分類方法具有多種方式方法,例如按結構材質分,可分為碳鋼設備、不銹鋼設備、非金屬設備---。按承受壓力可分為高壓設備、中壓設備和真空設備、常壓設備等。現按使用功能粗分如下(見圖—5):
(1)化工容器類:有槽、罐、釜等;
(2)分離塔器類:有填料塔、浮閥塔、泡罩塔、轉盤塔等
(3)反應器:有管式反應器、流態化反應器、攪拌釜反應器等
(4)換熱器:有列管式、板式換熱器、蛇管換熱器等
(5)加熱爐:有電加熱爐、管式裂解爐、廢熱鍋爐等;
(6)結晶設備:溶液結晶器、熔融結晶器等
(7)其他各種專用化工設備等。
化工設備的生產製造必須符合以下要求
(1)與工藝等設計一起進行嚴格的計算和設計;
(2)必須由具有資制的廠家生產製造;
(3)要有正常操作、使用、維護、保養規范;
(4)要有正常的按規范要求進行驗收、檢查、檢驗、維護、維修、保養措施。
『拾』 化工泵如何選型
按照使用場地實際情況選擇泵安裝方式,立式佔用空間小點!根據介質的類型,溫度,粘度,PH值,選擇泵的材質!根據工況選擇泵流量揚程!要根據成本使用壽命等綜合考慮!