化工容器设计第一讲(定稿)

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1、化工容器设计主讲马廷霞机电工程学院过程装备教研室1化工容器设计马廷霞本课程是“过程装备与控制工程”专业必修课之一。主要介绍化工容器的基本设计方法。通过学习，使学生利用已有的技术基础知识，全面的分析和解决化工容器所涉及的问题，掌握化工容器的设计方法，把握化工容器设计技术的新进展。课程性质、目的与任务2化工容器设计马廷霞课程要求掌握中低压容器的规则设计、压力容器的整体体设计、外压容器设计的基本原理及方法，了解化工容器设计技术的新进展。3化工容器设计马廷霞第一章化工容器设计概论第一节概论第二节压力容器的质量保证第三节压力容器规范介绍4化工容器设计马廷霞概论石油化工压力容器的应

2、用石油化工过程是用物理和化学方法将物料转变成所需产品的过程，为了实现这些工艺过程，需要各种类型的石油化工设备。换热设备主要用于介质的热量交换，如：热交换器、冷凝器、重沸器、蒸发器、管壳式余热锅炉等。反应设备主要用于介质的化学反应的设备，如：反应器、合成塔、聚合釜和变换炉等。分离设备主要用于对混合物料记性分离的设备，如：分馏塔、汽提塔、吸收塔、稳定塔、干燥器和分离器等。储存设备盛装物料的容器，主要有：卧式圆筒容器和球形储罐等。5化工容器设计马廷霞概论石油化工压力容器的分类按受压状态内压容器（内压>外压）外压容器（外压>内压）按设计压力的大小低压容器（0.1~1.6MPa）

3、中压容器高压容器超高压容器（1.6~10MPa）（10~100MPa）≥100MPa6化工容器设计马廷霞概论石油化工压力容器的分类按壁厚薄壁容器厚壁容器按几何形状敞式容器平底式圆筒形槽立式圆筒形或卧式容器球形或类球形容器7化工容器设计马廷霞概论石油化工压力容器的分类按容器工作温度低温容器常温容器按用途反应容器换热容器分离容器储运容器中温容器高温容器≤-20℃-20~200℃200~450℃≥450℃8化工容器设计马廷霞概论石油化工压力容器的分类按《容规》：（1）第一类压力容器：2、3条规定者除外的低压容器。（2）第二类压力容器：A、3条规定者除外的中压容器B、易燃介质或

4、毒性程度为中度危害介质的低压反应容器和储存容器C、毒性程度为极高和高度危害介质的低压容器D、低压管壳式余热锅炉E、塘玻璃压力容器9化工容器设计马廷霞概论石油化工压力容器的分类按《容规》：（3）第三类压力容器：A、毒性程度为极高和高度危害介质的中压容器和P*V大于0.2MPa·m3的中压容器。B、易燃或毒性程度为中度危害介质且P*V大于10MPa·m3中压储存容器。C、高压、中压管壳式余热锅炉。D、高压容器。10化工容器设计马廷霞概论注1：毒性介质危害程度参照GB-5044《职业性接触毒物危害程度》规定分为四级，其最高容许浓度分别为：极度危害（Ⅰ级）：<0.1高度危害（Ⅱ

5、级）：0.1~1.0中度危害（Ⅲ级）：1.0~10轻度危害（Ⅳ级）：>1011化工容器设计马廷霞概论Ⅰ级和Ⅱ级毒物：如氢氰酸、光气、氟化氢、碳酰氟、氯等。Ⅲ级毒物：如二氧化硫、氨、一氧化碳、氯乙烯、甲醇、氧化乙烯、硫化乙烯、二氧化硫、乙炔、硫化氢等。Ⅳ级毒物：如氰氧化钠、四氟乙烯、丙酮等。注2：易燃介质是指与空气混合的爆炸下限是10%或爆炸上、下限之差≥20%的气体。12化工容器设计马廷霞概论化工容器设计的内容化工容器设计就是根据给定的工艺尺寸和工作条件，并考虑到制造和安装检修要求，对压力容器的各个元件正确的选择材料，全面的进行载荷分析和应力变形分析，选择合理的结构型式

6、，确定合适的强度尺寸，并给出有关制造和检验的技术条件。13化工容器设计马廷霞概论化工容器设计的基本要求1、安全性：安全运行2、经济性：材料的节约、经济的制造过程、经济的安装维修、容器的长期安全运行。3、适用性：在规定的条件下完成规定功能的能力。4、可靠性5、耐久性14化工容器设计马廷霞概论常见的化工容器失效形式1、强度失效和发生过量的弹塑性变形2、在压应力作用下容器的稳定失效3、高温下的蠕变破坏4、低温或有缺陷时的脆性断裂5、交变载荷作用下的低循环高应变疲劳破坏6、腐蚀破坏7、密封失效15化工容器设计马廷霞概论压力容器的构造圆筒锥球封头：凸形封头和平封头非圆形截面受压部

7、件非受压部件壳体法兰与紧固件、密封元件、接管、孔、补强圈、加强圈、起压装置裙座鞍座耳式支座支腿、地腿螺栓16化工容器设计马廷霞压力容器的质量保证质量保证的概念为了使容器在整个服役过程中能安全运行而采用的有计划的、系统的措施，统称为“质量保证”，它是一种系统工程。（注：质量保证和质量监督是两个不同的概念，后者只是达到质量保证的具体手段。）17化工容器设计马廷霞压力容器的质量保证质量保证的内容（一）设计1、规格书：载荷条件（静载或交变载荷）、工作温度（恒温或变温）、工作介质（腐蚀性、有毒、易燃易爆）、正常工况和非正常工况。2、计算书：选设计规