第一页，共二十九页。目录(ml)第二页，共二十九页。学习本课程的基本(jbn)要求v通过本课程的学习，具有能采用合理的方法，对过程工业的各种基本(jbn)设备进行设计，并具有能对过程基本(jbn)设备的工程设计进行综合分析、运用和研究的能力。v包括：v1、掌握塔设备、传热设备、反应设备及储罐的类型、结构、工作原理和基本设计理论；v2、掌握过程装备的工艺设计、结构设计及强度计算和校核；v3、了解过程装备的发展方向，并具有初步的相关设计能力。 第三页，共二十九页。 第一章 绪论(xln) 第四页，共二十九页。一、过程装备设计发展现状(xinzhung)简介本章(bn zhn)目录三、本教材的基本(jbn)内容二、化工过程及装置设计简介化工设备图（图）第五页，共二十九页。一、发展(fzhn)现状简介1、社会经济过程产品分类(fn li) 按照ISO/DIS9000;2000（国际标准化组织）认定过程产品分四类： 硬件产品（hardware) 软件产品（software) 流程性材料产品（processed material) 服务型产品（service)第六页，共二十九页。2、先进制造技术 硬件产品主要指 的先进制造技术 流程性材料(cilio)产品 流程性材料：指流体（气、液、粉粒体等）形态为主的材料第七页，共二十九页。3.过程工业是国民经济加工制造流程性材料(cilio)的支柱产业之一 成套过程装置： 组成过程工业的工作母机群由一系列过程机器和过程设备按一定流程方式用管道、阀门等连接的一个独立的密闭连续系统 配以必要的控制仪表和设备 使各种流程性材料经历必要的理化过程 平稳连续地制造出所需的新流程性材料产品第八页，共二十九页。4.过程(guchng)装备的基础知识（1）过程装备 是过程单元设备（塔、换热器、反应器和储罐等）和单元过程机器（压缩机、泵与分离机等）二者的统称（2）主要研究发展领域 过程原理与技术创新 成套装置流程技术创新 过程装备技术创新 过程控制技术创新第九页，共二十九页。需实现的最佳技术经济指标： 高效、节能、清洁(qngji)和安全不断推向新的技术水平，确保本产业在国际上的竞争力（3）专业培养目标 培养能够掌握流程性材料产品先进制造技术的高级专业人才 过程装备创新： 关键在装备内件技术的创新（过程原理与技术创新和成套装置工艺流程技术的创新）两者互为依托、相辅相成第十页，共二十九页。（4）与先进制造技术的区别 1）过程装备创新是流程性产品与一般硬件产品先进制造技术的重大区别 2）理论上的区别 流程性材料(cilio)先进制造技术的理论基础： 化学、固体力学、流体力学、热力学、机械学、化学工程与工艺学、电工电子学和信息技术科学等。 一般硬件产品先进制造技术的理论基础： 主要侧重于固体力学、材料与加工学、机械机构学、电工电子学和信息技术科学等第十一页，共二十九页。二、化工过程及装置(zhungzh)设计简介(一) 化学工程项目建设的基本过程 化学工程项目的建设过程就是将化学工业范畴内的某一个设想 实现为一个序列化的，能够达到(d do)预期目的的，可安全稳定生产的工业生产装置。第十二页，共二十九页。 化学工程项目建设过程分四个阶段: 可行性研究阶段 工程设计阶段 项目的施工阶段 项目的开车，考核(koh)及验收阶段 第十三页，共二十九页。在以上过程的各阶段中 化工过程及装置设计是过程的核心环节 并贯彻于项目过程的始终(shzhng) 所以说化工生产装置的技术水平高低 首先体现在其设计水平上。第十四页，共二十九页。 作为化工专业的设计人员，在化工的建设项目中主要承担化工过程及装置设计，并为其他相关专业提供设计条件和要求，其过程可分为(fn wi)两个阶段： 第十五页，共二十九页。(1)初步设计阶段(jidun) 初步设计的主要任务是对工程项目的 具体情况作出工程设计的主要技术方案，供工程主管部门进行项目审查， 并为详细设计提供设计依据。 (2)详细设计阶段 主要任务是设计和编制 项目施工， 生产及管理所需要的一切技术文件。第十六页，共二十九页。（二）单元过程及设备设计1、单元过程及设备设计的基本原则 (1) 技术(jsh)的先进性和可靠性 (2) 过程的经济性 (3) 过程的安全性 (4) 清洁生产 (5) 过程的可操作性和可控制性第十七页，共二十九页。2、过程装备设计的基本过程： (1) 过程的方案设计 (2) 工艺流程设计 (3) 单元过程模拟计算 (4) 过程装备的工艺(gngy)设计 (5) 绘制单元过程流程图 (6) 工艺设计的技术文件 (7) 详细设计 第十八页，共二十九页。本课程仅就特别常用和典型的过程和设备设计进行介绍,大致内容如下:换热设备应用、分类、特点及选型塔设备应用、选型填料塔、 板式塔、塔的附件、强度(qingd)设计等反应设备分类、常见反应器的特点、机械搅拌反应器的结构、容器、搅拌器及其设计、密封、传动装置等、机械搅拌设备的技术进展储存设备分类与选型要点 三、本课程的基本(jbn)内容第十九页，共二十九页。 1、具体内容如下: 列管式换热器工艺设计 精馏过程的工艺设计 列管式换热器机械设计 吸收过程的工艺设计 萃取过程的工艺设计 干燥过程的设计 塔设备机械设计 反应(fnyng)设备设计简介 储存设备简介第二十页，共二十九页。2 2、过程装备的应用实例、过程装备的应用实例 加氢反应器现代石油炼制工艺中最重要的转化过程之一 液态氢储存容器 超高压食品(shpn)杀菌釜 核反应堆 超临界流体萃取装置新型分离技术 其它产品如军工产品等（动画）第二十一页，共二十九页。3 3、过程装备的特点、过程装备的特点 功能原理多种多样 机电一体化 外壳多为压力容器 常在苛刻环境下工作（高温、高压、低温、低压(dy)、高真空、强腐蚀等） 设计寿命较长 可能承受动载荷（风载、地震载荷、冲击载荷等） 易发生意外事故，发生时易造成人员伤亡、企业停产、财产损失和环境 污染（动画）第二十二页，共二十九页。4 4、基本要求、基本要求 安全可靠材料强度高、韧性好；材料与介质(jizh)相容；具有足够的结构刚度与抗失稳能力；密封性能好 满足过程要求功能要求、寿命要求 综合经济性好生产效率高、消耗低；结构合理、制造简单；易于运输和安装 易操作、维护和控制操作简单、 可维护性和可修理性好、便于控制 优良的环境性能针对具体情况具体分析。 满足主要要求，兼顾次要要求。第二十三页，共二十九页。四、课程设计的基本(jbn)内容 （1）设计的基本(jbn)步骤 必须综合平衡产品、成本和环境三方面的设计要求 常用决策过程： 需求分析和目标界定 总体结构设计 零部件结构设计 参数设计第二十四页，共二十九页。第二十五页，共二十九页。（2 2）影响参数）影响参数(cnsh)(cnsh)设计的主要因素设计的主要因素 设计准则先确定最可能的失效方式，选择合适的失效判据，将应力或其它有关参量限制在许用范围内最新的应力限制准则 材料 规范标准 更新换代的三个途径改变工作原理、改进制造工艺、结构和材料以提高综合技术性能、加强辅助功能是其更适应使用者要求第二十六页，共二十九页。（3 3）设计思想与设计方法）设计思想与设计方法 从实际出发调查研究 综合运用多学科知识 跟踪学科前沿发展:特别是新材料、先进制造技术、新设计方法和控制技术 在设计、制造、安装、调试和使用工作(gngzu)中及时发现问题、反复修改以取得最佳效果第二十七页，共二十九页。（4）学习本课程内容的基本要求 根据要求分别介绍换热设备、塔设备、反应设备和储存设备等典型过程设备 突出功能要求 结构(jigu)特点 与设计选用的联系等第二十八页，共二十九页。内容(nirng)总结过程装备设计 (shj)。3、了解过程装备的发展方向，并具有初步的相关设计 (shj)能力。关键在装备内件技术的创新（过程原理与技术创 新和成套装置工艺流程技术的创新）两者互为依托、相辅相成。1）过程装备创 新是流程性产品与一般硬件产品先进制造技术的重大区别。化学工程项目的建设过程就是将化学工业范畴内的某一个设想。化工过程及装置设计 (shj)是过程的核心环节 。初步设计(shj)的主要任务是对工程项目的。满足主要要求，兼顾次要要求。与设计 (shj)选用的联系等第二十九页，共二十九页。