第4章    化工容器绘制  ? 本章导引  ? 化工容器的设计基础  ? 化工容器绘制  本章导引          本章介绍的是一种较为狭义的化工容器，该容器主要是作为原料、中间产物、产品的储存的容器，如大型炼油厂的原油储罐、油制气厂的球形储气罐等，一般无化学反应。 化工容器的设计基础  化工容器的分类          化工容器的分类方法很多，目前没有形成统一的硬性规定，通常可按容器的作用原理、形状、容器厚度、承压性质、工作温度、放置形式、制造材料及容器的技术管理规范等进行分类。         ⑴ 按容器的作用原理分类         按容器的作用原理可分为换热容器、反应容器、分离容器、储存容器等。         ⑵ 按容器形状分类         按容器形状分主要有球形容器、圆筒形容器、方形和矩形容器。         ① 球形容器由数块弓形板拼焊而成，承压能力好，但由于安装内件不便和制造较难，一般多用作储罐，如大型的储气罐。         ② 圆筒形容器由圆柱形筒体和封头（椭球形、半球形、碟形、圆锥形、平板形）所组成。圆柱形筒体作为容器主体，其制造容易，安装内件方便，而且承压能力较好，是化工企业中应用最广的一类容器。         ③ 方形和矩形容器由平板焊成，其制造过程简单，技术要求低，但承压能力差，一般只用作常压或低压小型储槽。            ⑶ 按容器厚度分类         压力容器按厚度可以分为薄壁容器和厚壁容器。通常，厚度与其最大截面圆内径的比值K（                ）≤0.1的容器称为薄壁容器，K 0.1的称为厚壁容器。 化工容器的分类         ⑷按容器承压性质和能力分类         按承压性质可将容器分为常压容器与受压容器两类。受压容器又可以分为内压容器和外压容器两类。当容器内部介质压力大于外部压力时，称为内压容器；当容器内部压力小于外部压力时，称为外压容器，其中，内部压力小于一个绝对大气压（0.1MPa）的外压容器，又叫真空容器。         内压容器按其所能承受的工作压力，又可分为低压、中压、高压和超高压容器等4类，其受压情况如下：             低压：0.1MPa≤p＜1.6MPa        中压：1.6MPa≤p＜10.0MPa               高压：10.0MPa≤p＜100MPa     超高压：100MPa≤p?         ⑸按容器的壁温分类         可分为低温容器、常温容器、中温容器和高温容器。         ①低温容器  指壁温低于-20℃条件下工作的容器。其中在-40～-20℃条件下工作的容器为浅冷容器；在低于-40℃条件下工作的容器为深冷容器。           ②常温容器  指壁温在-20～200℃条件下工作的容器。         ③中温容器  指壁温在常温和高温之间的容器。         ④高温容器  指壁温达到材料蠕变温度下工作的容器。对碳素钢或低合金钢容器，温度超过420℃，其他合金钢超过450℃，奥氏体不绣钢超过500℃，均属高温容器。 化工容器的分类         ⑹按容器的放置形式分类         容器按放置形式可分为卧式容器和立式容器。          ⑺按制造材料分类         按制造材料来分，容器可分为金属制容器和非金属制容器两类。         金属制容器中，目前应用最多的是低碳钢和普通低合金钢制的容器。在腐蚀严重或产品纯度要求高的场合，可使用不锈钢、不锈复合钢板或铝、银、钛等制的容器。在深冷操作中，可用铜或铜合金。而承压不大的塔节或容器可用铸铁。         非金属材料常用的有硬聚乙烯、玻璃钢不透性石墨、化工搪瓷、化工陶瓷、砖、板、花岗岩、橡胶衬里等，它们既可用作容器的衬里，又可作独立的构件。  化工容器的分类 化工容器的分类         ③下列情况之一的，为第三类压力容器：                   a.高压容器；         b.中压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）；         c.中压存储容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质,且pV≥10MPa·m）；         d.中压反应容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质,且pV≥0.5MPa·m）；         e.低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质，且pV≥0.2MPa·m）；         f.高压、中压管壳式余热锅炉；         g.中压搪玻璃压力容器，使用强度级别较高（指相应标准中抗拉强度规定值下限≥ 540MPa）的材料制造的压力容器；         h. 移动式压力容器，包括铁路罐车（介质为液化气体、低温液体）、罐式汽车[液化气体运输（半挂）车、低温液体运输（半挂）车、永久气体运输（半挂）车]和罐式集装箱（介质为液化气体、体温液体）等；         i. 球形储罐（容积≥          ）；         j. 低温液体储存容器（容积         ）。  化工容器关键尺寸的计算  工艺尺寸的计算         工艺尺寸主要是指为了满足工艺的需要，容器应该具有的一些基本尺寸。如容器的长度、直径（指内径）、封头的类型及其尺寸，接管的大小、人孔的大小等工艺需求的尺寸。         ⑴容器的体积尺寸         一般在设计容器前，就已经知道该容器能够装下的物料的体积（如果已知的是质量，也可通过密度换算得到体积）V工艺，由此体积，再结合具体的容器结构就可以算出具体的尺寸。对于用于物料停留的中间储罐的容积V工艺，可按下式计算：                                                                             式中  G——物料流量，m3/s；          τ——物料在容器中的停留时间，s。          液体在容器内的停留时间可以用公式计算，也可以用实际测定得到的数据，表4-1 提供了一般情况下容器内液体平均停留时间的参考值。   化工容器关键尺寸的计算 化工容器关键尺寸的计算         ①球形容器的直径  球形容器虽然制造并不容易，单计算其大小是简单的一种，考虑到容器不能全部充满整个球形空间（气体除外），一般有一个充装系数    ，充装系数一般取0.85~0.95，则有下式：                                                                                （4-2）  则球形容器的直径Di可由下式得到：                                                                      （4-3） 化工容器关键尺寸的计算                                                                         ②上下均采用平板封头的圆柱形容器  假设容器的长径比为β，一般尽可能按经济原则考虑长径比，可按经验数据选择，常用的数据为2~4，则                                                      
第4章化工容器绘制.ppt