化工工艺设计课程培训教材(82页)-石油化工(编辑修改稿)

化工工艺设计课程培训教材(82页)-石油化工(编辑修改稿)内容摘要：

40℃。 （即热流体的出口温度与冷流体入口温度之差）至少大于 15℃。 ()。 ()/W ，取水费用大。 (小于 0℃)。 化工用泵 ● 泵是化工生产中最常用的设备，它所输送的液体种类繁多，有强腐蚀性的、易燃易爆、有毒、高温、高压、低温、粘度大小、易挥发、带有固体颗粒等。 同时，对化工用泵又要求它能长周期运行、安全可靠、密封性能好等要求，有些场合还要求绝对不能泄漏。 所以对于不同物料、不同要求必须选用不同类型的泵来适应化工生产的需要。 有关主要化工用泵的性能特点及使用条件详见表（ P553）。 ● 在选泵中工艺参数是泵选型的最重要依据，应根据工艺流程和操作变化范围慎重确定。 （ 1）流量：是指工艺装置生产中，要求泵输送介质的量，应给出正常、最小和最大流量，即要求泵能适应流量变化的要求。 一般在泵数据表上往往只给出正常和额定流量。 选泵是要求额定流量不小于装置的最大流量，或取正常流量的 ～。 （ 2）扬程：指工艺装置所需的扬程值，也称计算扬程。 计算扬程应考虑最低吸入液面和最高送液高度，且留有裕量，一般要求泵的额定扬程为装置所需扬程的 ～。 （ 3）进口压力和出口压力：是指泵进出接管法兰处的压力，进出口压力的大小影响到壳体的耐压和轴封要求。 （ 4）温度：指泵的进口介质温度，一般应给出工艺过程中泵进口介质的正常、最低和最高温度。 （ 5）装置汽蚀余量： NPSHa：要求所选泵的NPSHrNPSHa （ 6）物性参数：介质在进口条件下的密度、粘度等 （ 7）操作状态：分为连续和间歇操作两种 气体输送机械 ●气体输送机械按作用原理可分容积式和透平式两种，按机械达到的压力可分为通风机、鼓风机和压缩机。 通风机和鼓风机主要用于输送气体，压缩机则用于提高气体压力。 ●排气压力小于 ()的称为通风机； ●排气压力小于 (2Kg/cm2)且大于 ()的称为鼓风机； ●排气压力大于 (2Kg/cm2)的称为压缩机。 ● 同样在气体输送机械选型中，工艺参数是最重要的依据，应根据工艺流程和操作变化范围慎重确定。 （ 1）气体组成：一般应按湿基提供。 若气体组成有变化，宜按平均分子较大的组成提出(若不同组成的气量相同时）； （ 2）入口温度：应提出正常、最高和最低； （ 3）入口压力：应提出正常、最小和最大； （ 4）入口流量：应提出正常、最小和最大； （ 5）出口压力； （ 6）驱动机型式：主要是由电机驱动还是蒸气透平驱动，若是蒸汽透平驱动则还需提出蒸汽参数及背压凝汽等要求； （ 7）流量控制方式： ● 活塞式（容积式）压缩机一般均采用旁路和余隙调节，其余隙调节一般只能调节 10%流量。 ● 透平式通风机、鼓风机一般以采用进口或出口调节居多，有的风机输送气量大，调节要求较高，同时该风机所处位置较重要，也有采用改变转速的方法。 ● 透平式压缩机一般采用改变转速居多，并辅以旁路调节，一般用作防喘振控制。 若是输送空气的，可采用出口放空简单的控制方式。 容器（储罐） 储罐按用途大致可分两大类，一类是用于储存，一般指原料储存、中间产品或成品储存，原料及成品储存一般与工厂对外运输有很大关系，中间产品储存与该中间产品的前后装置生产情况有很大关系，例如要考虑前后装置生产周期、正常开停车及事故停车情况决定储存量的多少。 这一类一般单独设置罐区。 另一类是用于装置内工艺流程中需要的储罐，通常有回流罐（停留时间取 5～ 10分钟），受槽和缓冲罐（通常取 20分钟），气液分离罐（通常取 2～ 3分钟），液液分离罐等，一般储罐的容积用下列方式计算： ● 容积 =物料流量 *停留时间（储存周期） /装料系数 ●装料系数的取值：易挥发液体物料为 ～ ；不易挥发液体物料为 ～。 ●计算出容积后，根据需要选用不同型式的储罐。 从外形来分有球罐、立式储罐和卧式储罐等，一般储存量大的可采用球罐，但受压力的制约。 ●目前国内已有立式、卧式储罐和球罐的系列标准，可供我们选择。 蒸发器 蒸发器的型式和结构互有差异，但总的来说 它是由加热器与蒸发室（气液分离室）两个基 本部分组成。 应用最广泛的是管壳式加热元件 的蒸发器。 蒸发设备的选型是蒸发装置设计首先要考虑 的问题，在选型时应优先考虑采用传热系数高 的型式，但料液的物理、化学性质常常限制它 们的使用，因此在选用时，需要考虑的因素有 以下几个方面： （ 1） 料液性质：包括料液组成、粘度变化范 围、热稳定性、发泡性、腐蚀性、是否易结垢、 结晶、是否有固体悬浮物等。 （ 2）生产要求：包括处理量、蒸发量、料液 进出口浓度、温度、安装场地的大小和厂房高 矮、设备投资限额、要求连续还是间歇生产等。 （ 3）公用工程条件：包括可以利用的热源情 况、供电情况以及能利用的冷却水的水量、水 质和温度等。 各种型式的蒸发器选型参考见表 ~6（ P 555)。 蒸发器的设计要考虑传热、气液分离和能量合理利 用三个主要方面。 （ 1）传热方面应考虑在最小传热表面积下传递给溶液 尽可能多的热量，传热的热阻主要来自溶液在壁面析盐 结垢的阻力，这是选择蒸发器型式、决定其尺寸与造价 的主要因素。 （ 2）气液分离方面应考虑在达到所需要求的前提下， 设备结构尽量简单。 （ 3）能量的合理利用应注意到蒸发所需的热量，包括 料液预热、分离液态溶刮与固态溶质所需的热量（溶解 热的反效应）溶剂气化所需的热量。 通常溶剂气化所需 的热量为最高。 而溶解热反效应热因很小可忽略不计。 干燥器 由于被干燥的物料种类繁多，性质不同，要 求各异，故不可能有万能的干燥器，只能选择 最佳的干燥方法和干燥器型式、干燥器选择首 先要确定或测定被干燥物料的特性，进行干燥 试验，确定干燥动力学和传迸特性，以证明所 选的是否适用，然后确定干燥设备的工艺尺寸， 进行成本核算，最后确定干燥器的型式。 若几 种干燥器同时适用时，要同时进行干燥试验， 核算成本及方案比较，最后选择其中最佳者。 设备材质的选择 ●由于化工生产的原料、产品及其工艺路线的多样化，而使化工设备所需的材质也多样化，为满足工艺生产的需要。 工艺专业应根据介质的腐蚀性质、材质机械性能及使用要求、设备的工作温度、工作压力并结合已有工厂实际生产使用的情况加以选择，提出我们的要求。 压力容器的设计分类及工艺设备的特殊制造要求 压力容器的设计分类 见表 （ P557) 工艺设备的特殊制造要求 ● 工艺应根据工艺生产中对某些设备有特殊制造要求的提出我们的要求。 ● PFD是工程项目设计的一个指导性文件，是化工工艺设计的一个主要设计文件，它是各有关专业开展工作的依据之一。 ● PFD是从工艺方案（即经过工艺流程优化和工艺设备选择）过渡到化工工艺流程设计的重要工序之一。 在 PFD的设计过程中要完成的主要工作： （ 1）工艺流程设计 （ 2）操作参数的确定 （ 3）全系统的物料、热量衡算 工艺流程图（ PFD)。