化工生产技术基础培训教材(排版后的)

合成车间化工生产技术基础培训教材编制:审核:批准:目录第一章化工生产基本概念.......................................................................................1第二章流体流动常识...............................................................................................3第一节流体的密度...........................................................................................................3第二节流体的静压强.......................................................................................................4第三节流体的流量与流速...............................................................................................5第四节流体基本方程式...................................................................................................6第五节流体在管路内的流动阻力...................................................................................8第三章化工用泵.......................................................................................................9第一节泵的分类...............................................................................................................9第二节离心泵...................................................................................................................9第三节其它类型的泵.....................................................................................................17第四章化工管路.....................................................................................................23第一节阀门.....................................................................................................................23第二节管件基本知识.....................................................................................................32第五章传热及传热设备.........................................................................................35第一节传热的基本原理.................................................................................................35第二节传热设备介绍.....................................................................................................36第三节换热器运行、维护和保养.................................................................................40第六章蒸馏、吸收及其塔类设备.........................................................................42第一节常用概念.............................................................................................................42第二节塔类设备介绍.....................................................................................................47第五章化工工艺识图基础....................................................................................61第一节识图基础常识...................................................................................................61第二节化工工艺图识别.................................................................................................62化工生产技术基础培训教材1第一章化工生产基本概念一、化工生产单元操作对原料进行化工加工从而获得有用产品的过程称为化工生产过程。如下图所示：生产过程的前、后处理的物理操作过程称为化工单元操作，简称单元操作。单元操作特点如下：1、物理过程；2、同一单元操作在不同的化工生产中遵循相同的过程规律，但在操作条件及设备类型（或结构）方面会有很大差别；3、对同样的工程目的，可采用不同的单元操作来实现。二、物料衡算根据物质守恒定律，在一个稳定的化工生产过程中向系统或设备所投入的物料量必等于所得产品量及过程损失量之和，即：W原=W产+W损式中W原—投入物料量W产—所得的产品量；W损—损失物料量。按照这一规律对总物料或其中某一组分进行的计算，称为物料衡算。通过物料衡算可以了解化工生产的原料量、产量、损耗量、确定设备的生产能力及其主要尺寸；判定物料生产过程进行的好坏和经济效益的评价等等。三、热量衡算根据能量守恒定律，对于一个稳定的化工生产过程，向系统和设备内输入的热量应等于输出的热量加上损失的热量即：Q入=Q出+Q损各种前处理原料化学加工各种后处理产品除去杂质，达到必要的纯度、温度和压力物理变化过程反应生成新的物质化学或生物化学变化过程精制、分离、干燥等物理变化过程中间产品各种前处理原料化学加工各种后处理产品除去杂质，达到必要的纯度、温度和压力物理变化过程反应生成新的物质化学或生物化学变化过程精制、分离、干燥等物理变化过程中间产品化工生产技术基础培训教材2式中Q入—投入的热量；Q出—输出的热量；Q损—损失的热量。按照这一规律对系统或设备热量进行的计算，称为热量衡算。通过热量衡算，可以检查热量消耗的程度，确定经济合理的热量消耗方案、热能综合利用途径和选择最适宜的生产资料等。四、过程的平衡关系在化工生产中，固体的溶解、气体的吸收、溶液的蒸馏等操作过程都是在一定条件下由不平衡向平衡状态转化，以达到过程进行的最大限度。过程的平衡是在一定条件下建立的，当条件发生变化，则平衡就被破坏。直到在新的条件下建立新的平衡关系为止。五、过程的速率过程的速率是指单位时间里过程进行的变化量。它与过程的推动力成正比，与过程的阻力成反比。例如：液体的推动力是位差，传热过程中的推动力是温度差，吸收过程的推动力是浓度差或分压差。提高过程的推动力是提高过程速率的基本方法。六、单位制度1、绝对单位制和重力单位制（工程单位）绝对单位制以长度、质量、时间为基本量；重力单位制以长度、时间和力为基本量。两者的主要区别在于绝对单位制以质量为基本量，其单位为基本单位，力（或重量）的单位为导出单位；重力单位制以力（或重量）为基本量，其单位为基本单位，质量的单位为导出单位。力和质量的关系用牛顿第二运动定律相关联，即F=ma式中F—作用于物体上的力；m—物体的质量；a—物体在作用力方向上的加速度。上述两种单位制度中又有米制单位与英制单位之分。两种单位制度中米制与英制的基本单位列于下表。两种单位制度中的米制与英制的基本单位基本物理量单位制度长度（L）时间（T）力或重力（F）质量（M）化工生产技术基础培训教材3绝对单位制度cgs制cmsg--mks制mskg--英制ftslb--重力单位制度（工程单位制）米制ms--kgf英制fts--lb(f)2、国际单位制度（SI制）1960年10月第十一届国际计量大会通过了一种优越性较大的新单位制度，称为国际单位制度，其代号为SI，它是mks制的引伸。由于SI制的统用性和一贯性的优点，在国际上迅速得到推广。SI中任何一物理量只有一个单位，但重力单位制就有所不同，例如在重力单位制中，热量单位为kcal（千卡）。功的单位为kgf·m，而热量和功是本质相同的物理量，计算时必须采用“热当量：（即1kcal=427kgf·m）来换算使之统一，但在SI中热量与功都采用同一单位，即J（焦耳）。SI基本单位为7种，化工常用5种分别是：长度：米（m）质量：千克（Kg）时间：秒（s）温度：开尔文（K）物质量：摩尔（mol）七、单位换算常用物理量的单位换算关系如下:1、重力加速度：g=9.81m/s2(SI制)=981cm/s2(cgs制)2、质量：1kg=0.001t(吨)=2.20462ib(磅)2、长度：1in(英寸)=0.0254m(米)=0.073333ft(英尺)=0.02778yd(码)3、力：1N(牛顿)=1kg·m/s2=0.102kgf(千克力)4、压强：1Pa(帕)=1N/m2=1×10-5bar=1.02×10-5kgf/cm2=0.99×10-5atm=0.102mmH2O=0.0075mmHg5、功、能和热：1J=1N·m=2.778×10-7kw·h=0.102kgf·m=2.39×10-4kcal6、功率：1W(瓦特)=1J/s=0.10197kgf·m/s=0.2389×10-3kcal/s7、温度：K（开尔文）=273.3°+℃第二章流体流动常识第一节流体的密度1、定义：单位体积流体所具有的质量称为流体的密度，化工生产技术基础培训教材4其表达式为：2、某状态下理想气体的密度：M—气体的分子量R—气体常数，其值为8.315J/（mol·K）如为混合气体则M为混合气体的平均分子量MmMi---气体混合物中各组分的分子量yi---气体混合物中各组分的摩尔分率对于一定质量的理想气体。其体积、压强和温度之间的变化关系为：'''TVpTpVp—气体的绝对压强，Pa；T—气体的绝对温度，K；V—气体的体积，m3；第二节流体的静压强1、定义：在静止的流体内，单位面积上所受的压力，称为静压强，简称压强，定态流动的流体在管路中同一位置的压强也可视为静压强，其表达式为：p=ΔP/Δ