成套01章2010-9-27

1《过程装备成套技术》课程简介23（一）生产实习回忆一、问题的提出短纤装置或其它装置为例设备机器管道控制联接起来，最后形成成套装置。4(二)专业改革——从“化机”到“过控”化工机械过程装备与控制工程专业课《化工容器设计》《化工机器》《过程设备设计》《过程流体机械》《过程装备成套技术》侧重点单个容器、机器的设计，科研与设计能力较强在单个容器、机器的设计的基础上，与化工厂、机械厂的生产实际相结合，工程训练加强。毕业分配高校、设计院或大中型企业以企业为主专业比较5工作需要:多数毕业生分配到过程工业企业，所从事的工作主要是成套装置的管理工作、工程建设工作。增强综合管理能力:仅仅强调单个容器、机器的设计，显然是不能适应目前市场经济的要求，学生还需要广泛的工程实践知识，才可能在企业中对整个装置的技术进行管理。增强适应能力:成套装置这门课程，正好弥补了以前学生知识的不足。课程从过程工业的产品开发到装置投产全过程各个阶段所涉及的主要技术问题的基本知识都作了介绍，使学过本课程的学生，到企业后适应能力会更强。（三）开设本门课目的6二、课程内容第一章概论第二章工艺开发与工艺设计概述——工艺专业第三章经济分析与评价——财务专业第四章工艺流程设计及设备布置设计——工艺、设备专业第五章过程装置的设计与选型——设备专业第六章管道设计——管道专业第七章过程控制工程设计——仪表专业第八章绝热设计——暖通专业第九章防腐工程——防腐专业第十章过程装备安装——设备专业为主第十一章试车——各专业7（一）综合性与实践性强三、课程的特点从工艺、设备、电气、仪表、财务、土建、管路、暖通、防腐，直到安装试车，覆盖了在工厂作为高层技术管理人员必须掌握的基本知识，横跨学科大，知识面广，是对今后作高级工程技术管理人员的基本训练。8（二）涉及的专业课多涉及过控专业的《过程设备设计》、《过程流体机械》、《过程装备控制技术及应用》、《流体动密封》等专业课程；涉及工科中的其它各专业，如管道专业的专业课程、工艺、电气、仪表、暧通、防腐等专业的专业课程，还涉及到财务方面的课程，几乎每一章展开，就是一个专业。9（三）涉及的工程建设中的标准、规范多比如：仅就第十、十一章来讲，就涉及到HGJ209-83，HGJ203-83，HGJ207-83，HGJ235-82，GB50237-97等设备、机器、管路安装与验收规范。10四、学习中注意的几个问题理论与实践相结合多看参考书与上网树立“工程观念”，全局考虑五、成绩评定总成绩=平时成绩×30%+考试卷面成绩×70%1、平时成绩以100分计算，由以下内容构成：出勤情况×20%+实验情况×20%+作业情况×60%。2、期末考试成绩：满分为100分。11教学重点：过程工业的概念过程工业的特点过程装备成套技术的概念教学难点：过程工业装备成套技术的工程应用状况典型过程工业生产过程的具体细节第一章概述12（一）产品的分类一、过程工业与过程装备成套技术硬件产品流程性材料产品软件产品服务产品产品（如：发动机机械零件）通常，硬件和流程性材料是有形产品，而软件或服务是无形产品。（如：运输）（如：润滑油）（如：计算机程序）13(二)过程工业1、定义加工制造流程性产品的工业称为过程工业2、特点（1）处理对象：流程性物料。很多生产过程处理的物料为流程性物料，如气体、液体、粉体等（2）有过程性从原材料到最后产品的生产过程中要进行一系列的化学、物理过程，以改变物质的状态、结构、性质14（3）传输性生产过程中，原料和中间反应产物往往需要传输。那么，从原材料怎样得到中间产品，又怎样得到最终产品，即采用什么样的工艺路途的问题，是我们以后要讲的工艺设计；用什么实物传输呢？管道。今后我们以要讲管道的问题。（4）密闭性过程工业中进行的各种化学、物理过程往往在密闭状态下进行。比如氨的合成，氮、氢气体在合成塔中合成氨是密闭的。15（5）连续性生产要求连续运行，除了大检修设备外，以及事故停车外，都要连续生产。四班三倒三班二倒对倒16（6）广泛性化学工业是最传统、典型的过程工业，化肥、石油化工、生物化工、制药、农药、染料、食品、炼油、轻工、热电、核工业、公用工程、湿法冶金、环保等生产过程大都处理流程性物料，处理过程中几乎都包含改变物质的状态、结构、性质的生产过程。在这些过程中都需要使用多种机器、设备、管道，如各种型式的压缩机、泵、换热设备、反应设备、塔设备、干燥设备、分离设备、储罐、炉窑、管子、管件等，以完成生产过程中的各种化学反应、热交换、不同成分的分离、各种原料（包括中间产物）的传输、气体压缩、原料和产品的储存等。举例：介绍工厂技术组，说明工艺与设备是主专业173、完整的过程工业的生产系统在过程工业中过程装备是装置的主体，但只有这些机器、设备还不能完成生产的全过程，它们之间还要用各种管道连接起来才能形成一个完整的系统，为保证各种机器、设备正常运行，在关键部位还要设置各种参数显示和控制装置，如压力表、温度计、流量计、液位计或相应的自动检测、控制装置等.如当压缩机排气压力超标时自动打开安全阀，锅炉、锅筒液位过高、过低自动报警等，具有自控功能，自动调整有关工艺参数。这样，构成一个完整的过程工业的生产系统，并保持生产正常进行。18（一）成套装置二、过程装备成套技术为了获得新的产品，就要进行工艺设计、设备设计或选型，管道、仪表、电气等设计，最后要安装、试车，使一套装置达到预定的技术要求和技术指标后才能投入正常运行。完成所有这些工作所涉及的各项技术就构成了“过程装备成套技术”（二）过程装备成套技术成套装置是组成过程工业的基础，它通常是一系列的过程机器和过程设备，按一定的流程方式用管道、阀门等连接起来的一个独立的密闭连续系统，再配以必要的控制仪表和设备，即能平稳连续地把以流体为主的各种流程性材料，让其在装置内部经历必要的物理化学过程，创造出人们需要的新的流程性材料产品。19（一）合成氨工程实例20生产原理N2,H2NH332223NHHN原料产品流程说明主要设备主要机器连接控制成套装置合成塔、冷凝塔、水冷凝器、氨蒸发器、氨分离器、过滤器循环压缩机管子、阀门、弯头、三通等21（二）制碱提问：①原料、产品、生产原理？②主工艺流程？clNHNaHCOCONHOHNacl43232OHCOCONaNaHCO22323不断结晶析出使溶液中会加入clNHclNHNacl443NaHCO22（二）制碱提问：①原料、产品、生产原理？②主工艺流程？clNHNaHCOCONHOHNacl43232OHCOCONaNaHCO22323不断结晶析出溶液中会使加入clNHclNHNacl4423（二）制碱clNHNaHCOCONHOHNacl43232OHCOCONaNaHCO22323不断结晶析出溶液中会使加入clNHclNHNacl443NaHCO24（三）管式炉乙烷裂解制乙烯生产流程图图1.3是管式炉乙烷裂解制乙烯生产流程。乙烯是重要的石油化工基础原料，主要用于生产聚乙烯、聚氯乙烯、苯乙烯、乙丙橡胶、乙醇、乙醛、环氧乙烷、乙二醇等。原料乙烷和循环乙烷经热水预热后，到裂解炉对流层，加入一定比例的稀释蒸气进一步预热，然后进入裂解炉辐射段裂解，裂解气到余热锅炉迅速冷却，再进入聚冷塔进一步冷却，其中水和重质成分冷凝成液体从塔底分出。冷却后裂解气经离心式压缩机压缩（三段压缩）送碱洗塔除去酸性气体。再进乙炔转换塔除去乙炔，再经压缩机四段增压后到干燥塔除去水分，接着到乙烯/丙烯冷却系统，烃类物质降温冷凝，分出氢气。冷凝液先分出甲烷，再在碳二分馏塔得乙烯产品，乙烯循环使用。碳三以上成为燃料。流程中机器有离心式压缩机，设备有裂解炉、余热锅炉和各种塔。所有机器、设备之间全部用管子、管件、阀门等连接。25（四）氨苄青霉素的生产制药工业所用生产装置其实也是以一些机器、设备为主体，配以管道、管件和一些固体输送机械构成一个完整的生产装置，如图1.4氨苄青霉素的生产，其流程见图1.4。缩合锅、脱色锅、成盐结晶锅都是带搅拌的反应釜，离心机、筛粉机都是机器。分离器、压滤器、干燥箱则是完成某种特定要求的设备。26（五）分散红3B生产流程图图1.5是颜料分散红3B的生产流程，主要生产工序为溴化、水解、缩合和后处理，主要设备是搅拌反应釜、喷雾干燥和干燥箱、吸收塔、拼混机，压滤机等。27（六）废有机氯化物中盐酸的回收废有机氯化物中盐酸回收工艺流程包括燃烧、急冷、吸收和除害等工序。所用的设备归结起来就是燃烧炉、塔设备、换热设备和泵。这些设备也是用管子、管件等连接起来。28总结1）过程工业所有的生产过程都以各种机器和设备为基础，伴以不同的输送手段，同时，大多为连续生产。不同产品使用的机器和设备各不相同，根据它们的作用大致可以分为：反应设备：搅拌反应釜、聚合反应釜、氨合成塔、管式反应器等；塔设备：吸收塔，气化塔，脱甲烷塔，碳化塔等；换热设备：热交换器、冷凝器、蒸发器、空气预热器等；贮存设备：贮罐、球罐等；工业炉：燃烧炉、工业锅炉；机器：离心机、压缩机、过滤机、泵。2）各种机器、设备之间都用管道连接。3）现代大型装置都使用自控系统。29（一）任务三、过程装备成套技术的主要任务和基本要求这是一门综合性、实践性较强,涉及知识面很宽的课程。希望通过本课程的学习，使学生获得过程工业生产装置建设有关的广泛、全面的基础知识。（二）要求本课程的任务是补充从产品开发、可行性研究、工艺设计、专用设备设计、定型机器设备选型、生产参数自动控制到装置安装、调试、投产全过程所需知识中其它专业课程没有涉及到的知识，以拓宽知识面、开拓思路。为本专业的学生就业后有能力承担过程工业生产的不同环节的技术工作进行知识储备。30课外阅读材料之一31322．4关于过程和产品的术语2．4．1过程process使用资源将输入转化为输出的活动的系统（2.2.1）。注：1、一个过程的输入通常是其他过程的输出。2、组织（2.3.1）为了增值通常对过程进行策划并使其在受控条件下完成。3、对形成的产品（2.4.2）是否合格(2.6.1)不易或不能经济进行验证的过程,通常称之为“特殊过程”。2．4．2产品product过程（2.4.1）的结果。注：公认的产品类别有四种：——硬件（如：发动机机械零件）；——软件（如：计算机程序）；——服务（如：运输）；——流程性材料（如：润滑油）。通常，硬件和流程性材料是有形产品，而软件或服务是无形产品。多数产品含有不同的产品类型成份，这种产品是称为硬件、流程性材料、软件（2.4.2）还是服务(2.4.3),取决于其主导成份。实例：外供产品（2.4.5）“汽车”是由硬件(如：轮胎)、流程性材料（如燃料、冷却液）、软件（如：发动机控制软件、驾驶员手册）和服务（如：付款方式或担保）所组成。ISO/DIS9000质量管理体系——基本原理和术语课外阅读材料之二