石油化工装备技术

1、过程设备的基本要求有哪些？

1、安全可靠2、满足过程要求3、综合经济性好4、易于操作、维护和控制5优良的环境性能

2、压力容器的基本组成有哪几部分？

筒体、封头、密封装置、开孔与接管、支座、安全附件

3、在筒体上开孔时，应避开哪些区域？

应力集中区域、边缘应力区、焊缝处

4、按承压性质分类，可将压力容器分成哪些类别，对应的应力范围/

外压容器：当容器的内压力小于一个绝对大气压力时又称为真空容器

内压容器：低压容器（L）：0.1MPa〈=p〈1.6MPa

中压容器（M）：1.6MPa〈=p〈10.0 MPa

高压容器（H）：10MPa〈=p〈100MPa

超高压容器（U）：100MPa〈=p

5、按安全管理分类，三、二、一容器的主要情况？

1、第三类压力容器

具有下列情况之一的，为第三类压力容器：

高压容器；中压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害的介质）；中压储存容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且PV之积大于等于10 MPa。M3）；中压反应容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且PV之积大于等于0。5MPa。M3）；低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质，且PV之积大于等于0。2 MPa。M3）；高压、中压管壳式伤热锅炉；中压搪玻璃压力容器；使用强度级别较高的材料制造的压力容器；移动式压力容器；球形储罐；低温液体储存容器

2、 第二类压力容器：

具有下列容器之一的，为第二类压力容器：

中压容器；低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）；低压反应容器和低压储存容器（仅限易燃介质或毒性为中度危害介质）；低压管壳式余热锅炉；低压搪玻璃压力容器

3、第一类压力容器：除上诉以外的低压容器都为第一类压力容器

6、各种形状的钢材主要用在什么地方？

钢材的主要形状主要是：板、管材、锻件

主要用途：

钢板：壳体、封头、板状构件等

钢管：接管、换热管等

锻件：高压容器的平淡盖、端部法兰与接管法兰等

7、什么叫应变硬化，怎么消除？

应变硬化：在常温下把材料拉伸到塑性变形，然后卸载，当再次加载时，将使材料的比例极限提高，而塑性减低。

消除：退火

8、焊接接头由哪几部分组成，其中最薄弱的环节是哪部分？

焊接接头组成：焊缝、熔合区、热影响区

最最薄弱的环节：熔合区

9、通常，温度升高时，钢材的强度、塑性、韧性怎么变，低温下又怎么变？

温度升高：强度、硬变下降，塑性、韧性升高

温度降低：强度升高，韧性降低

10、高温长期静载下，钢材的力学性能会出现什么现象，会有什么危害？

出现的现象：蠕变现象

蠕变现象：在高温和恒定载荷的作用下，金属材料会产生随时间而发展的塑性变形

危害：蠕变的结果是使压力容器材料产生蠕变脆化、应力松弛、蠕变变形和蠕变断裂。

11、高温长期工作的钢材性能劣化主要有哪些方面？

蠕变脆化、珠光体球化、石墨化、回火脆化、氢腐蚀和氢脆

12、压力容器用钢的基本要求是什么？

基本要求：较高的强度；良好塑性、韧性、制造性能和与介质相容性

改善钢材性能的途径：化学成分的设计；组织结构的改变；零件表面改性

13、随着含碳量的上升，钢的强度、塑性、可焊性等怎么变，钢中的主要危害元素是什么？

含碳量的上升：钢的强度增加，塑性、可焊性下降

钢中主要危害元素：硫和磷

硫：能促进非金属夹杂物的形成，使塑性和韧性降低。

磷：能提高钢的强度，但会增加钢的脆性，特别是低温脆性。

14、压力容器设计中，常见强度、塑性、韧性判据？

强度判据：抗拉强度；服强点；持久极限；蠕变极限、疲劳极限

塑性判据：断后伸长率；断面收缩率

韧性判据：冲击吸收功AKV；脆转变温度；断裂韧性

15、按球壳的给合方式球罐罐体有哪几种组合方式？

按其组合方式分：纯桔瓣式罐体；足球瓣式罐体；混合式罐体

16、按传热方式，换热器可分为哪些类型？

混合式：利用冷热流体直接接触与混合作用进行换热

蓄热式：让两种温度不同的流体先后通过同一种固体填料

间壁式：冷、热流体通过壁面进行传热。

中间载热体式：载热体在高温流体换热器和低温换热器间循环。

17、管壳式换热器的主体结构由哪几部分组成？

主体结构：壳体、封头、管板、管束、管板

附件：分程隔板（提高管程流体传热效果）；流板（使壳程流体速度上升从而提高传热效果且支承管束）；拉杆、定距管（固定折流板和支承板）；支座；膨胀节；接管；检查孔

18、管壳式换热器按温度补尝方式的基本类型有哪几种，各种的优点和缺点是什么？

具有温度补尝装置：带膨胀节的固定管板式；使受热部分自由收缩（浮头式、U形管式、填料函式）

浮头式：优点：管壳间不产生屈服极限，可自由抽出，便于清洗管内外及拆修，相对填料函式能在较高的工作压力和浓度下工作；

缺点：结构复杂，金属消耗量大，造价高，在浮处发生内漏无法检查。

U形管式：优点：不产生强度极限，结构简单，造价低，管束可自由抽出（至使管外清洗方便）。

缺点：管束对管板无支撑作用，所需管板厚，管内清洗不便，常振动，管板布管少，管板利用率低，管外流体常短路，内层损坏不易更换，堵管后管子报废率高。

填料函式：优点：管束自由伸缩→管壳间不产生强度极限，较浮头式结构简单，加式制造方便，检修容易，填料处泄漏能及时发现。

缺点：壳程有外泄可能，故壳程P↓，使用温度受填料性能→T不可太高，不易处理易挥发、易燃、易爆、有毒及贵重介质。

19、折流板的作用和结构形式？

作用：1、壳程流体流速，增加湍动程度；使壳程流体垂直冲涮管束，高壳程传热系数；2、减少支结垢3、支承管束

结构形式：拱形、圆盘-圆环形、堰形折流板

20、什么是余热锅炉，其基本作用和特点是什么？

余热锅炉：利用工业生产中的余热来生产蒸气的一种热设备，又称为废热锅炉。

作用：满足工艺生产的需要；提高热能总利用率，一次能源消耗。3、消除环境污染，减少公害。

基本特点；1、热源广泛，介质多种多样子2、结构形式多种多样本3、有些余热锅炉的主体设备与辅助设备分散安装在工艺流程中的不同部位，互相之间的联系要求很高。4、操作不稳定，受到余热源热负荷波动的影响。5、对水侧、气侧均处于高温、高压条件的余热锅炉，其结构有很高难度的要求。

21、传热的强化途径有哪些？

1、增大平均传热温差；采用逆流传热2、扩大传热面积：A、采用小直径换热管；B采用扩展表面管3、提高传热系数：A主动强化；B、被动强化

22对塔设备的基本要求有哪些？

答1、满足工艺要求2、生产能力大，即气液处理量大→体积↓，紧凑3、压力降小，即流体阻；力小→能耗降低操作费用降低4、操作稳定、操作弹性大5、效率高，即气液

两相充分接触，相际间传热面积大6、结构简单、可靠、省材、制造、安装方便，设备成本低7、耐腐蚀，不易堵塞8操作维修方便

23、按内件结构塔设备可分为哪两种，每种的关键部件是什么，其气液传质界面由什么提供？

按内件结构塔设备分为：板式塔和填料填

板式塔：塔盘是气液接触和传质的基本结构

填料塔：填料是气液接触和传质的基本结构

24、什么情况下优先选用填料塔，什么情况下优先选用板式塔？

填料塔：1、在分离程度要求较高的情况下，因某些新型填料具有很高的传质效率，故可采用新型填料以降低塔的高度2、对于热敏性物料的蒸馏分离，因新型填料的持液量较小，压降小，故可优先选择真空操作下和填料塔3、具有腐蚀性的物料，可选用填料塔。因为填料可采用非金属材料，如塑料等4、容易发泡的物料，宜选用填料塔

板式塔：1、塔内液体滞液量较大，操作负荷变化范围宽，对进料浓度变化要求不敏感，操作易于稳定2、液相负荷较小3含固体颗粒，容易结垢，有结晶的物料，因为板式塔选用液流通道较大的塔板，堵塞的危险较小4、在操作过程中伴随着有放热或加热的物料，需要在塔内设置内部换热组件，如加热盘道，需要多个过料口或多个侧线出料口。这是因为一方面板式塔的结构上容易实现，此外，塔板上有较多的滞液以便与加热或冷却进行有效地传热。5、在较高压力下操作的蒸馏塔仍多采用板式塔。

25、常见散装填料和规整填料有哪些，规整填料有什么优势和缺陷？

散装填料：环形、鞍形、环鞍形。

规整填料：丝网波纹填料、板波纹填料

规整填料优势：填料在塔内按均匀的几何图形规则、整齐的地堆砌，人为地规定了填料层中气液的流路，改善了沟流和壁流的现象，大大降低了压降，提高了传热、传质效果。

规整填料的缺陷：产生放大效应（放大效应：当塔径增大时，引起分布不均匀，接触不良，造成效率下降。）

26、对填料的基本要求有哪些？

1、传质效率高2、生产能力大，气体压力降小3、不易引起偏流和沟流4、经久耐用5、取材容易，价格便宜

27、液体分布器，液体再分布器的作用是什么？

液体分布器的作用：液相加料及回流液均匀分布到填料的表面上，形成液体的初始分布。

液体再分布器的作用：1、消除“壁流”，避免“干锥”2、消除气、液的径向浓度差

28、泡罩、筛板、浮阀、舌形塔板的主要优点和缺点？

泡罩塔： 优点：操作温度下，升气管使泡罩塔板在低速下也不致产生严重的漏液现象、操作弹性大

缺点：结构复杂、造价高、阻力大，且气、液通过的量和板效率比其他类型板式塔低

筛板塔： 优点：生产能力大，塔板效率高，塔板压降低，结构简单成本低

缺点：操作弹性不大

浮阀塔： 优点：结构简单、板效率高、生产能力大、操作弹性大，综合性能较优异

缺点：处理易结焦、高粘度的物料时，阀片易与塔板粘结；在操作过程中有时会发生阀片脱落或卡死等现象，使塔板效率和操作弹性下降。

舌形塔板：优点：气流由舌片喷出并带动液体沿同方向流动，气液并流避免了返混现象和液面落差，塔板上液层较低，塔板压降较小。气流方向近于水平，相同的液气比下舌形塔板的液味夹带数较小，故可达到较高的生产能力。

缺点：张角固定，在气量较小时，经舌孔喷射的气速低，塔板漏液严重、操作弹性小。

29、除沫器的作用？

作用：减少雾沫夹带，确保气体纯度

30、化学反应器按操作方式、流动状态、传热情况结构形式分类分别有哪几种情况？

操作方式：间歇操作、连续操作、半连续操作

流动状态：活塞流型、全混流型

传热情况：绝热式、等温式、非等温非绝热式

结构特征：搅拌釜式、管式、固定床、流化床、移动床、塔式、滴流

31、机械搅拌反应器的基本结构有哪些，夹套有哪几种形式？

搅拌反应器基本结构两部分：搅拌反应器：{其包括：筒体、换热元件（夹套、风盘管）、风构件} 搅拌机：{其包括：搅拌器、搅拌轴、密封装置、传动装置}

夹套的形式：整体夹套、型钢夹套、半圆管夹套、蜂窝夹套

32、搅拌器的三种基本流型是什么，对混合起主要作用于的是什么流型？对剪切起主要作用的是什么流型？哪种流型应加以？

三种基本流型：径向流：流体流动方向垂直于搅拌轴，沿径向流动

轴向流：流体流动方向平行于搅拌轴

切向流：无挡板的容器内，流体绕轴作旋转运动。 这个区域内流体没有相对运动，所以混合效果差

对混合起主要作用的流型：轴向流

对剪切起主要作用的流型：径向流

加以的流型：切向流

33、搅拌器对流体产生的作用有哪两种，剪切型叶轮和循环型叶轮的能量主要

用于对流体的什么作用？

搅拌器对流体产生的作用：剪切作用和循环作用

剪切作用：与液-液搅拌体系中液滴的细化、固-液搅拌体系中固体粒子的破碎以及气液搅拌体系中气泡的细微化有关。

循环作用：与混合时间、传热、固体的悬浮等相关。

剪切型叶轮：输入液体的能量主要用于对流体的剪切作用；如径向涡轮式、锯齿圆盘式等

循环型叶轮：输入流体的能量主要用于对流体的循环作用，如框式、桨式、推进式等

34、常见高粘度流体搅拌器有哪些？

高粘度搅拌器：锚式、框式、锯齿圆盘式、螺旋桨式、螺带式（单螺带式、双螺带式）、螺旋——螺带式等。

35、生物反应器原特点及对搅拌的要求？

生物反应器的特点：1、都是在多相体系中进行的。2、大多数生物颗粒对剪切力非常敏感3、大多数微生物发酵需要氧气

生物反应对搅拌过程要求：打碎空气气泡，使气泡细化以增加气液接触界面，提高气液面的传质速率2、发酵液要有较大的流动循环量，使液体中的固形物保持悬浮状态。

结论：——搅拌器即要有较强的剪切力，又要有较大的流体循环特性。往往采用径向流与轴向流相结合的多层搅拌器的组合式搅拌系统。

36、挡板、导流筒的作用是什么？

挡板的作用：1、将切向流变为轴向流和径向流2、使被搅动的液体的湍流程度增加，从而改善搅拌效果。

导流筒的作用：1、导流，可以为流体限定一个流动路线，防止短路。2、使筒内液体搅拌程度增加从而使混合效率提高。3、迫使流体高速流过加热面，利于传热。