如何进行化工设备选型
『壹』 化工设备一般怎么选型
不同的化工设备选型的是不一样的,具体问题具体分析,一般的要求就是满足使用工况,还有就是安全考虑。一般考虑的是以下以为问题,介质的酸碱腐蚀,粘度,温度。设备的压力,流量,使用环境,使用年限等等。
『贰』 我想要一份,有关化工设备材料选择的要求,(我要写一篇500字的总结) (好的话,给分!)
化工设备常用材料的选择
化工生产是很复杂的生产过程,不仅有着各种不同性质的工作介质严重的腐蚀性,而且温度、压力变化的范围很大;不同的工作介质和不同的生产条件要求使用的材料也各不相同,如果对材料的性质掌握不全面,选择不合理,不仅会造成很大浪费,还有可能造成生产事故,影响正常生产,因此化工设备耐蚀材料的选择,始终是广大用户和设计工作者需要首先慎重考虑的问题。如何选用材料,涉及的知识范围非常广泛,这里仅就常用的材料,略作分析。
1、如何选择一般化工设备常用材料
目前,国内化工设备尤其是大量的塔器、换热器、冷凝器、分离器、槽、罐等常用设备多数都常用碳素钢、低合金钢和不锈钢材料制造的,因此在选择化工设备用材时,除必须考虑设备的操作条件、材料的加工性能、焊接性能、热处理及设备结构等因素外,一般情况下,下列规定是经济合理的:
(1).所需钢板厚度小于8mm时,在碳素钢与低合金强度钢之间,应尽量选用碳素钢钢板。
(2).在以刚度或结构为主的场合,应尽量选用普通碳素钢。在以强度为主的场合,应根据压力、温度、介质等使用条件的限制,依次选用Q235-AF、Q235-A、Q235-B、Q235-C、20R(20g)、16MnR等钢板。
2、化工设备中不锈钢材料的选用
在化工生产中,设备往往在酸、碱、盐以及各种活性气体等介质中工作,其失效的原因多是腐蚀所致,所以广泛地应用了各种类型的不锈钢。当不锈钢用于化工设备时,下列规定是合理的:
(1).设计计算出所需不锈钢厚度大于12mm时,应尽量采用衬里、复合、堆焊等结构形式。但也应根据市场价格做经济分析。
(2).不锈钢应尽量不用作设计温度≤500℃的耐热用钢。不锈钢用于介质腐蚀性较高、防铁离子污染或设计温度>500℃或设计温度<-100℃的耐热或低温用钢最为适宜。
3.选用不锈钢需注意的问题
不锈钢具有耐高温、耐低温、耐多种介质腐蚀的良好特性,在化工设备中得到了广泛应用,是耐腐蚀的首选材料。在一些腐蚀介质中,不锈钢比碳钢耐腐蚀优越得多,在设计中常常取腐蚀裕度为零。不锈钢的使用寿命可以比碳钢高几倍甚至几十倍,因此虽然设备一次性投资高,总体上却可以节省大量资金。这就是不锈钢材料在化工生产中占有相当重要地位的原因。但是,这种优质材料选用不合理,也会造成很大浪费,应该引起高度注意。
(1).氯离子对不锈钢设备耐蚀性的影响工作介质中氯离子的含量和工作温度对不锈钢应力腐蚀的影响很大。例如天津某厂水加热器腐蚀严重,采用了全不锈钢材质后,使用几个月就出现了漏液现象。经过认真分析,发现热水中含有氯离子和氧。不锈钢在一定温度下不能耐氯离子腐蚀,特别是介质中有氧存在的条件下,氧的存在能加速腐蚀。在实际生产中还发现,氯离子在一定浓度和温度时,不锈钢的耐蚀性还不如碳钢;但在氯离子合量很少或含量高、温度不高的条件下,还是远比碳钢好。在这一点上,温度对耐蚀性的影响比氯离子浓度的影响更大。所以在选材时,除考虑氯离子的浓度外,特别要注意温度的影响。提高奥氏体合金中镍的含量,是防止氯离子引起的应力开裂的一种有效方法。含镍42%以上的合金完全能耐氯离子引起的腐蚀开裂,如825合金、G合金、625合金。而含镍8%~12%的合金是最容易发生应力开裂的。
(2).露点对不锈钢耐蚀性的影响设备的腐蚀往往是随着温度的升高而加剧,但露点腐蚀的程度不仅与温度有关,与工作介质的露点温度关系更为密切。露点腐蚀对不锈钢的影响也较大。如上述水加热器,通过调整热水进、出口温度,避开露点温度后,设备腐蚀情况大大改善。
4.焊接对不锈钢耐蚀性的影响
选择不锈钢材料还有一个值得注意的问题,就是不锈钢的焊接。不锈钢本身耐腐蚀性能好,但焊接质量不能保征时,也会使整台设备报废,造成极大浪费。例如天津某厂烧碱生产用于蒸发器的液位罐,采用1Cr18Ni9Ti材质,厚度8mm,使用半年后漏液报废。经检查,设备内表面并没有腐蚀,只是焊缝处腐蚀穿孔。这是不锈钢在焊接过程中容易出现的贫铬现象所致。焊接时,如果采用大焊道,冷却速度慢就会使焊缝贫铬,不能耐腐蚀。因为在不锈钢中, 起耐腐蚀作用的主要元素是铬,铬能固溶于铁的晶格中形成固溶体。焊接时,若冷速慢,当温度从800~500℃的冷却过程中在晶界上析出碳化物,形成Cr28Ce使晶界附近的铬含量降低到低于抗腐蚀所需要的最小含量11.7%以下,从而使腐蚀集中在附近的贫铬区,其结果使不锈钢焊缝处发生脆性破坏。鉴于此种原因,奥氏体不锈钢焊接应符合如下要求:
(1)单面焊焊缝宜采用手工钨极氩弧焊打底,手工电弧焊填充、盖面。
(2)在保证焊透及熔合良好的条件下,应选用小的工艺规范,短电弧和多层多道焊接工艺,
层间温度不宜过高。
(3)对抗腐蚀性要求高的双面焊缝,与工作介质接触面的焊缝应最后施焊。
(4)对于有应力腐蚀的设备,应对焊缝作晶间腐蚀试验。
(5)为了获得更好的耐腐蚀性能和较好的焊接质量,可选用低碳或超低碳不锈钢材料。超低碳高铬铁素体不锈钢是近十几年来迅速发展起来的一种新型不锈钢,通过大量的实验室实验、工厂挂片,证明在NaOH浓度高达50%、温度145℃时的耐蚀性,同价格昂贵的镍材相当,甚至超过镍,而材料费用只有镍的一半。上述液位罐后来改用0Cr18Ni12Mo2Ti材质,对罐体焊接采取以上措施,对焊缝作了焊态晶间腐蚀试验,使设备寿命大大延长。化工设备常用材料的选择,除考虑以上诸因素外,经济分析是十分必要的。经济分析不仅要考虑材料费用和制造费用,还要考虑维修费用以及节电、节水等诸多方面的因素。
『叁』 化工企业如何进行设备设计
化工企业自行设计设备仅限于简单非压力容器设计,最好委托化工设计院。根据工艺需求进行设计
『肆』 化工设备设计需要哪些方面的知识
通常需要工程力学、化工设备机械基础、化工原理这三门课的知识。工程力学是基础,化工设备机械基础是设计基础,化工原理是设备的应用原理。
『伍』 化工中的“设备选型”和“过程放大”
化工生产的过程,一言以蔽之,就是化学实验技术在工程中的应用。然而化工生产不是仅仅是化学问题,在化学实验室的理想条件下,实验的实施相对容易,可以得到比较理想的指标。实验室的规模,可以使很多过程在间歇条件下实现。实验室中的过程通常是在尽可能简单的条件下进行,并尽可能排除对过程产生不利影响的因素,在所寻求的优化条件下操作,以期得到最好的结果,筛选出最好的催化剂并获得反应物浓度、流速和反应温度等要素之间的关系。但是在工业生产中,这些过程比实验室中进行的同一性质的过程大数万数十万倍,并且大型过程多数是连续的,在小型设备中可不予考虑的不均匀性,在大型设备中显得十分突出并且严重影响着生产指标。因此,将实验室中所获得的结果在工业规模实施就成了一个完全不同的问题。要将实验室结果过渡到化工生产,在连续不断的过程中大规模、动态地完成指定的化学反应及其他物理过程,就必须综合其它学科和技术,搞清楚并控制住无聊的流动、混合、反应和分离等一系列过程。如果说实验室化学家的任务是制备催化剂,筛选出最好的催化剂,并通过实验确定适宜的反应条件,那么化工项目的开发,即化学实验原理在工业生产领域的应用,则是化工生产过程工程师的任务。
第二部分:化工项目开发的方法介绍
设备选型
在化学家工作基础上,过程工程师的任务是选择最适宜的工业反应器型式或称选型。选型过程包括对多种因素的综合考虑。例如,所能达到的指标、设备投资、能耗和操作费用、设备制造和材料、环保和安全性、操作和控制以及人员素质等。
过程放大
所谓放大,是根据所选定的反应器型式,通过实验或其他可以利用的一切手段,在最短的时间内,用最少的投资,进行设备的放大,供设备工程师选购或制造设备所用。
现代过程工业的标志之一是设备大型化,因为过程工业的效益获得主要依靠设备的大型化,而不是依靠增加设备数来实现。化学工业属于过程工业,随着技术的进步,化学工业规模不断增大。例如,单套乙烯装置生产能力从30万吨/年 提高到45万吨/年,又提高到60万吨/年乃至100万吨/年。又如甲醇,单套装置的能力从10万吨/年提高到40万吨/年,又提高到100万吨/年乃至200万吨/年。总之,规模是在不断扩大的。
长期以来,就化学工业来说,小试验撑过为什么不能迅速产业化,就技术而论,对以化学反应为特征的项目来说,认识放大规律和利用化工放大技术以实现规模生产时关键,也是我国与发达国家的重要差距。(换个位置)
为了能真正地面对国际竞争,我们必须重视过程放大,建设大型化化工装置。
化工过程有下面两种类型,一是传递过程,包括传动、传热和传质过程,属于没有物质组成变化的物理过程;二十化学反应过程那个,属于有组分变化的化学过程。这些过程是在设备中实现的,所以过程放大就是设备能力的放大。
过程放大一般经历的阶段
(1) 实验室研究阶段;
(2) 小量试制阶段;
(3) 按预定工艺规模进行概念设计;
(4) 中试,着重解决概念设计中遇到的问题;
(5) 编制工艺软件包;
(6) 按要求的规模进行工程设计;
(7) 工业装置的建设和投产。
过程放大的方法
1.全流程逐级放大
一种最为传统的方法是通过从小型试验、稍大规模的试验、中间试验、扩大中间试验,逐级地实现大型工业生产。这种通过多个试验层次的逐级放大过程必然是耗时费资的。在过程工业发展的早期,经验放大几乎成了唯一的方法。过程开发技术发展到今天,纯经验放大显然不大可取了,但对于一些过于复杂的、人们认识甚少的过程,有时还不得不求助于
经验放大。
2.数学模拟法放大
建立数学模型(一组数学方程)对过程进行描述,并通过不同规模的实验以确定模型的参数,然后通过计算机模拟过程大型化后的各种行为,以确定放大的准则。这种放大从理论上是合理的,然而事实表明,单纯地用数学模拟法放大的成功例子不多,其原因是:
(1)由于实际过程通常极为复杂,而人们对它们
的认识往往还不够系统和全面,因而为数学模型的
建立带来困难;
(2)即使对复杂的实际过程已完全了解,数学模型的建立必须作出不少简化假定,因而为了便于描述,很可能得到了过度简化的模型;
(3)实验测定的模型参数的可靠性往往受实验手段的限制和实验过程中噪音的干扰,因此模型参数存在或多或少的不确定性。
由于数学模拟法放大只能适用于人们对过程的认识已相当透彻,参数的测定相当可靠的场合。随着人们认识水平、测试手段和计算机应用水平的提高,数学模型与计算机相结合,建立全流程的数学模型进行放大,不乏有成功的例子,如低压法甲醇就是一例。诚然,利用数学模型仍需做一些辅助实验作为补充和验证,但采用数学模拟放大是过程放大最省时省钱的有效方法。
过程放大应注意的问题
1. 必须保证设备放大后经济上的合理性和各项指标的先进性及系统调优
设备放大以后还必须保证经济上的合理性和各项指标的先进性。往往放大之后,有一些指标趋于合理,如能耗一般可以降低。但另一些指标,由于在大型化以后,如反应产物的收率往往有所降低,温度等操作条件不易控制,这就是通常所说的“放大效应”。放大效应被认为是一种弊端。我们的一个重要任务就是尽可能使这些指标在过程放大后仍然保持一个较高水平。另一个现实是,一个实际过程,通常不能处在最优的操作状态下。这是因为过程的复杂性和人们的认识能力限制所决定的,何况过程的一些参数会随时间变化。
上述仅就单个设备而言,因为过程是由多套设备组成完整的流程,即是一个系统。从这个意义上讲,过程放大应该是系统放大,系统中单个设备的放大并不等于系统放大,因此必须要系统优化。所以,完整的过程放大应包括设备放大与系统调优。
2. 中试规模的确定
为什么要进行中试?需要验证小试规律,但更重要的是解决大生产装置可能遇到的问题,那么大生产装置可能会遇到什么问题?对于一个新产品,尚未工业化是无法回答的,为了尽可能预知可能遇到的问题,就是先搞一个概念设计,概念设计的规模应是预想的工业装置规模,在进行概念设计的过程中,可以套用现有的过程经验和消化公开发表的文献资料,但在假想的工业规模设计过程中,仍会碰到许多问题(如数据、材质、控制方法、反应终点控制、物料平衡等),这些问题妨碍概念设计进一步深入进行,恰恰就是这些问题要在中试中解决。为了解决或搞清这些问题,可能要求中试必须达到一定的规模,这就是中试规模确定的依据和中试设计应达到解决这些问题的途径。
3. 要把工程试验数据的获得作为中试的目标之一
许多开发项目不重视基础数据的开发,将会影响工业装置的运行,一个实际例子是某装置建成后,反应釜中物料不进行反应,而反应条件、原材料均符合实验室要求,影响工期达半年。经多次试验比较才查明,搅拌器使用了铜轴瓦,铜离子会阻止反应进行,但这一点,在小试时并未作为相关数据提出,以致设计时没有注意到这一点而影响生产。又如结晶的条件,影响晶粒大小的条件因素是什么,如果能做好相关数据对放大是大有益处的。又如多元组分的气液平衡数据,往往查不到,必须要对反应的全组分进行测定才能获得。又如反应终点的测定和控制等等,这些均是小试不可能做的,而中试是必须要做的。
4. 材质试验
材质的耐腐蚀试验是中试的主要任务,关于这一点,相信大部分可在耐腐蚀手册及供应商获得足够信息。除此之外,还应特别注意少量离子的存在,对腐蚀的作用,如金属离子的影响、卤素的影响、热应力、腐蚀应力等,应测定或做挂片试验,特别要注意“实际”介质,而不是纯介质。如醋酸介质的腐蚀性在有关的手册上也能查到,但醋酸中含有微量的卤素,到底有多大的腐蚀性,没有现成的资料,必须对实际介质进行研究。
5. 注意关键设备的选型
一一般的泵、风机、压缩机的放大不应存在大的问题,精馏、分离的放大,目前也可解决。但反应器是中试要解决的重点,反应器采用何种型式为好,对传热、反应温度控制、催化剂寿命、中毒、再生,通过中试要搞清,为放大设计提供依据。另外特殊的如干燥型式,特别是浆料,应由试验选定设备。又如过滤,看似简单而实际不同物料的过滤机型式选择,滤布选择,也应由试验确定,避免工程返工。
6.对原材料中间产品及成品的研究
一般实验室阶段只用试剂级产品作原料,中试尽可能采用工业级产品作原料,其少量杂质对产品质量有无作用,是什么影响,采用什么方法进行预处理,这些问题要在中试中搞清楚。有些可能要脱水,有些可能要预蒸馏。小试数量少,有些杂质不一定分离出,中试数量多了,尽可能作全分析,把中间体、成品、残渣的组成、成分搞清楚,有利于做物料平衡及对全过程作通盘分析。
7.安全、生产、环保
应收集全部原料中间体及成品的MSDS,对其物料化学特性、毒性全面了解,并采取相应的防护及消防,安全措施。
对排出物、废渣、废液、废水的成分及处理方式作认真研究,以指导工程设计进行。
8. 注意放大过程中,研究人员与工程设计人员的密切配合
因为研究人员主要是在机理上理论上研究较多,工程设计人员会更多考虑工艺布置系统放大等问题。发挥各自特长,有利于工作顺利进行。
总结:
总之,化工过程的放大是新产品开发过程中的必由之路,是科研转化为生产力的毕竟途径。这个环节处理好了,就能加速实现新产品的工业化。过程放大过程中,不能停留在拿出产品,打通流程;也不仅追求设备和单元过程的优化,而是最终追求全系统的优化。
实验室阶段的小试是探索性的,着重研究机理、可行性、物性数据、查(测定)找出工艺路线。这是以研究人员为主,工程人员参加,在小试的基础上,进行目标规模的概念设计,从中找出中试(放大)需要解决的问题,用于指导中试装置的设计。概念设计可由研究人员完成,也可由工程人员完成,当然两者结合共同进行更好。中试装置规模和流程的确定,应能满足概念设计的需要,期间必须做到工程人员和研究人员的密切配合。中试应该是全流程的,否则达不到要求。由于可以借鉴现成有效单元过程和进行计算机模拟,并不机械地要求全流程,避免低水平的重复,集中精力解决难题。在中试完成的基础上完成软件包的编制、基础设计,然后进行工程设计。当然在上述每一阶段均要做技术经济分析,以判断项目的前景,可行性。
『陆』 如何工作好化工设备
化工设备其实不复杂,设备原理基本都是相通的。只要努力,接触点就必须弄版明白点,持之以恒,随着日积权月累,就会提升的很高层次。
岗位操作人员及维修人员对所使用的化工设备要做到“应知”、“应会”和“四懂”(即懂结构、懂原理、懂性能、懂用途),“三会”(即会操作和使用、会维护保养、会排除故障)。
『柒』 化工设备选型有什么好的书
主要是你要选择什么设备,一般常见的设备通过<化工设备设计全书>就可以找到,是分册的,可以根据你需要的设备进行查询。
『捌』 化工设备选型和工艺设计的原则是什么
⑴设备选型的原则:
①生产上适用―所选购的设备应与本企业扩大生产规模或开发新内产品等需求相适应。容
②技术上先进―在满足生产需要的前提下,要求其性能指标保持先进水平,以利提高产品质量和延长其技术寿命。
③经济上合理―一即要求设备价格合理,在使用过程中能耗、维护费用低,并且回收期较短。
⑵工艺设计的原则:
①安全可靠、经济合理、技术先进;
②合理的选择工艺流程和设计指标;
③为生产挖潜和发展留有余地;
④合理考虑机械化、自动化装备水平;
⑤注意环境保护,减少污染;
⑥要考虑其它专业设计的要求,并为其设计提供可靠依据。
『玖』 用三种方式介绍一下什么是化工设备
化工设备(英文名称Chemical Equipment)是化工机械(chemicanl machinery)的一部分,化工机械包括两部分,其一是化工机器,主要是指诸如流体输送的风机、压缩机、各种泵等设备,其主要部件是运动的机械,一般称为化工机器。其二是化工设备主要是指部件是静止的机械,诸如塔器等分离设备,容器、反应器设备等,有时也称为非标准设备。化工机械与其他机械的划分不是很严格的,例如一些用于化工过程的机泵,也是其他工业部门采用的通用设备。同样在化工过程中化工机器和化工设备间也没有严格的区分。例如一些反应器也常常装有运动的机器。
包括化工设备在内的所有化工机械都是化学工厂中实现化工生产所采用的工具。化工产品生产过程的正常运转,产品质量和产量的控制和保证,离不开各种化工设备的适应和正常运转。化工设备的选配必需通过对整个化工生产过程的祥细计算、设计、加工、制造和选配,要适应化工生产所需要。
化工设备的特点
整套化工生产装置是由化工设备、化工机器以及其他诸如化工仪表、化工管路与阀门等组成,为保证整套装置的安全稳定可靠生产,要求化工设备要具有以下性能:
(1)要具有与生产装置的原料、产品、中间产品等所处理物料性能、数量、工艺特点、生产规模等相适应;
(2)一套生产装置,无论连续和间歇生产,都是由多种多台设备组成,因此要求化工设备彼此及与其他设备之间,设备和管道、阀门、仪器、仪表、电器电路等之间要有可靠的协同性和适配性;
(3)要求化工设备对正常的温度、压力、流量、物料腐蚀性能等操作条件,在结构材质和强度要有足够的密封性能和机械强度。对可能出现的不正常,甚至可能出现的极端条件要有足够的经受和防范、应急和处置能力;
(4)无论是连续或间歇化工生产装置都需要长期进行操作使用。因此要考虑化工设备磨损、腐蚀等因素,要保证有足够长的正常使用寿命;
(5)在满足上述条件的同时要优化化工设备的材质、选型、制造费用,效率和能耗,尽量达到最低;
(6)大部分各种结构和性能的化工设备也同样适用于诸如炼油、轻工、食品等工业部门使用,因此具有通用性。
化工设备的分类
化工设备种类繁多,分类方法具有多种方式方法,例如按结构材质分,可分为碳钢设备、不锈钢设备、非金属设备---。按承受压力可分为高压设备、中压设备和真空设备、常压设备等。现按使用功能粗分如下(见图—5):
(1)化工容器类:有槽、罐、釜等;
(2)分离塔器类:有填料塔、浮阀塔、泡罩塔、转盘塔等
(3)反应器:有管式反应器、流态化反应器、搅拌釜反应器等
(4)换热器:有列管式、板式换热器、蛇管换热器等
(5)加热炉:有电加热炉、管式裂解炉、废热锅炉等;
(6)结晶设备:溶液结晶器、熔融结晶器等
(7)其他各种专用化工设备等。
化工设备的生产制造必须符合以下要求
(1)与工艺等设计一起进行严格的计算和设计;
(2)必须由具有资制的厂家生产制造;
(3)要有正常操作、使用、维护、保养规范;
(4)要有正常的按规范要求进行验收、检查、检验、维护、维修、保养措施。
『拾』 化工泵如何选型
按照使用场地实际情况选择泵安装方式,立式占用空间小点!根据介质的类型,温度,粘度,PH值,选择泵的材质!根据工况选择泵流量扬程!要根据成本使用寿命等综合考虑!