石油化工流体单元操作
化工单元操作过程安全
立即启动应急预案， 组织救援人员赶赴 现场
采取有效措施控制 事故扩大，防止次 生事故发生
对受伤人员进行紧 急救治，并拨打 120急救电话
配合相关部门进行 事故调查，查明原 因并采取相应措施
减少危险物质的使用和储存，采用 低危险性的工艺和原料
改进工艺流程，实现自动化控制， 减少人工操作和干预
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优化工艺参数，提高设备运行效率， 降低能耗和物耗
加强工艺管道和设备的维护保养， 定期检查和维修
制定安全管理制度和操作规程
定期进行安全检查和评估
强化员工安全培训和教育
定期检查：对化工单 元操作过程进行定期 安全检查，确保设备、 设施和工艺流程符合 安全标准。
隐患排查：及时发 现和消除潜在的安 全隐患，防止事故 发生。
风险评估：对化工单元 操作过程进行风险评估 ，确定安全风险等级， 制定相应的安全措施。
应急预案：制定针对 化工单元操作过程的 应急预案，确保在紧 急情况下能够迅速、 有效地应对。
培训内容：操作人员必须接受专门的安全培训，了解化工单元操作过程中的安全风险 和应对措施。
资质认证：操作人员需通过相关资质认证，确保具备从事化工单元操作的安全知识 和技能。
定期复训：操作人员需定期参加复训，以保持对安全知识的掌握和更新。
考核与监督：对操作人员的安全知识和技能进行定期考核，同时加强日常监督，确 保操作人员始终遵守安全规定。
化工单元操作是化工生产的核心环节，对于实现化学反应、分离和精制等过程至关重要。 正确的化工单元操作能够确保生产的安全、稳定和高效，同时也能降低能耗和减少环境污染。
流体输送与流体输送机械1(化工单元操作过程)
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流体输送管道系统
管材选择
管件与阀门
根据流体性质、工作压力、温度等参数， 选择合适的管材，如钢管、塑料管、铜管 等。
根据管道系统的需要，选择合适的管件和 阀门，如弯头、三通、截止阀、止回阀等 。
管道连接方式
管道支撑与固定
根据管材和管件的特点，选择合适的连接 方式，如焊接、法兰连接、承插连接等， 以确保管道系统的密封性和稳定性。
回收利用余热和排放气体
通过回收利用余热和排放气体，减少能源浪费和环境污染。
流体输送过程的自动化与智能化
自动化控制
采用自动化控制系统，实现流体输送过程的远程 监控和自动调节。
数据采集与分析
持
利用人工智能技术，对流体输送过程进行智能分 析、预测和优化，提高决策效率和准确性。
设计合理的管道支撑和固定结构，以防止 管道振动、变形和位移，确保管道系统的 安全性和稳定性。
流体输送过程中的安全与环保问题
流体泄漏与控制
采取有效措施防止流体输送过程中的泄漏， 如选用密封性能良好的阀门和管件、定期 检查管道密封性能等。
流体压力控制
合理设计流体压力控制系统，防止超压和 欠压现象对管道和设备造成损坏或影响生 产过程。
选择输送方式
根据流体性质、输送距离、地形条件等因素，选择适当的输送方式， 如泵送、压缩空气输送、真空吸送等。
设计输送管道系统
根据工艺流程图，设计合理的输送管道系统，包括管道的走向、连接 方式、支撑结构等，以确保流体输送的稳定性和可靠性。
确定控制方式
根据工艺要求和流体特性，选择适当的控制方式，如远程控制、自动 控制、手动控制等，以满足生产过程的自动化和安全性需求。
流体输送操作—管路的布置与安装(化工单元操作课件)
1. 压力标准
压力标准分为公称压力（PN）、试验压力（ps）和工作压力3种。
（1）公称压力又称通称压力，用PN+数值的形式表示，数值表示公称压力的大
小，例如，PN2.45MPa表示公称压力是2.45MPa。公称压力一般大于或等于实际工 作的最大压力，其数值通常指管内工作介质的温度在273-393K范围内的最高允许 工作压力。
有焊接连接、法兰连接、螺 纹连接、承插连接等。
本项目通过学习以下知 识点，掌握焊接连接、法兰 连接、螺纹连接、承插连接 的特点。
如何将管子、管件、阀门 及设备连接起来呢？
化工单元操作技术
三、管路的连接
知识点一 焊 接 连 接
化工单元操作技术
焊接是管路连接的主要方式， 焊接连接密封性能好，结构简单， 连接强度高，适用于各种压力和温 度的管路上，属于不可拆连接。
因此，化工管路的安装设计是化工生产中的重要组成部分。
一、管路设计包含的内容：
（1）管子、管件、阀门的选择；
（2）管路的布置设计；
（3）管路的保温设计； （4）管路支架配置。
二、管道的确定
化工单元操作技术
三、管路的连接
管路的连接包括管子与管 子的连接，管子与各种管件、 阀门的连接，设备接口处的 连接。常见的管路连接方法
六、化工管路的标准化
化工单元操作技术
1. 压力标准 （2）试验压力：为了水压强度试验或紧密性试验而规定的压力，用
ps+数值的形式表示， 比如，Ps150表示试验压力为15.0MPa。
（3）工作压力：为了保证管路正常工作而根据被输送介质的工作温度
所规定的最大压力，用p+数值表示，为了表征相应的温度，常在P的右下 角标注介质最高工作温度（℃）除以10后所得的整数。比如，p(45)1.8at 表示在450°C下，工作压力是1.8at。工作压力随着介质工作温度的提高 而降低。
《化工单元操作》课程标准_图文
《化工单元操作》课程标准课程名称：化工单元操作适用专业：应用化工、石油化工的等化工类相关专业课程类别：专业核心课修课方式：必修课程时数：256学时一、课程性质和任务（一）课程定位《化工单元操作》是承前启后、由理及工的桥梁，主要研究化工过程中各种单元操作，是一门强调工程观念、定量运算、设计、操作能力的训练，强调理论和实际相结合、提高分析问题、解决问题的能力及应用知识的综合技能课程，是高职院校化工类专业学生在具备了必要的数学、物理、物理化学、化工制图和计算技术等基础知识之后必修的专业课，目的使学生获得今后从事化工生产过程与化工生产工艺操作、管理等必备的技能。
课程内容是以化工生产企业工段长以上岗位职工所需的职业能力为依据进行设置，其功能是使学生掌握常用的化工单元操作过程和反应过程的相关原理及相应设备操作及维护技能，会进行化工单元过程方案的选择、设备的选用及部分设备的简单设计，为今后学习《化工工艺》、《反应过程与技术》、《精细化工生产技术》、《石油加工生产技术》等核心课程的学习打下坚实的基础，注重培养学生的自学能力、分析问题和解决问题的能力、人际沟通能力，为走上工作岗位打下良好的基础。
(二)课程设计思路按照“以能力为本位，以职业实践为主线，以项目课程为主体”的总体设计要求，以化工专业工程技术人员的相关工作任务和职业能力分析为依据，构建工作过程完整的课程体系。
该门课程以培养化工单元过程方案选择能力、设备选用与简单设计能力、装置的操作运行能力为基本目标，打破传统的学科完整体系，构建工作过程完整的学习过程，紧紧围绕工作任务完成的需要来选择和组织课程内容，突出工作任务与知识的联系，让学习者在职业实践活动的基础上掌握知识，增强课程内容与职业岗位能力要求的相关性，提高学习者的自学能力与就业能力。
学习项目选取的基本依据是该门课程的工作领域和工作任务，具体以常用的化工单元操作为线索进行设计，包括:化工管路、流体输送过程、碳酸钙悬浮液及非均相物系的分离、换热操作、吸收操作、精馏操作、干燥操作、其他单元操作操作简介等八个学习情境，各学习情境按照认识工艺流程-了解主要设备-明确加工物系-理解工艺指标-分析检验结果-评定考核过程等若干工作任务来训练学生化工岗位的操作技能，以工作任务为中心引出相关知识。
一化工生产及单元操作.
kgf m
)2
= 9.81×104 N / m2
100cm
1kcal / kg ⋅ oC = ?kJ / kg ⋅ K
kcal 4.187kJ
1kcal / kg ⋅ oC =1
kcal 4.187kJ / kg ⋅ K
kg ⋅ K
经验公式单位换算：
绪论
一．化工生产及单元操作 化工生产——是对各种原料进行化工处理，以获得有用产 品的工业生产过程
石化：
⎧ 蒸馏 → 汽油、煤油、柴油、重油 原油⎨
⎩ 裂解重整 → 乙烯 → 反应 → 聚合 → （塑
料、尼龙、合成纤维） 造纸：
麦草 → 备料 → 蒸煮 → 洗涤 → 筛选 → 漂白 → 打浆 → 施胶 → 加填 → 抄纸 → 干燥 → 成品
工厂全貌 工厂设备1Fra bibliotek工厂设备2
肥料：
皮革： 酿酒：
O2 空气液化
N2
⎧ H2 水煤气 ⎨ (C + H 2O) ⎩ CO
NH3
CO2
碳酸铵 ( NH4 )2 CO3
印染、制盐、制糖、制碱、造纸 —— 蒸发
炼油： 酿酒、炼油、煤化工 —— 蒸馏
单元操作：在化工生产中，具有共同物理操作原理和 设备的过程
动量传递（流体输送设备、搅拌、过滤、沉降） 热量传递（加热、冷却、蒸发） 物质传递（气体吸收、液体蒸馏、萃取、干燥）
二. 本课程研究的内容及与专业课、其它课程的关系 研究内容：研究化工单元操作的基本原理、典型
设备的构造、工艺尺寸计算和选型
三. 单位制和单位换算
⎧ 国际单位制（SI）⎨
基本量：长度 质量 时间 温度
工程 单位制
基本量：长度 质量 时间 温度
化工单元操作
03
传热与传质
传热原理及设备
01
02
03
传热方式
导热、对流和辐射三种基 本方式。
传热设备
换热器、冷却器、加热器 等。
传热过程强化
采用高效传热设备、优化 设备结构、提高传热系数 等。
传质原理及设备
传质方式
分子扩散和对流扩散两种 基本方式。
传质设备
填料塔、板式塔、膜分离 器等。
传质过程强化
优化设备结构、提高传质 系数、采用高效传质设备 等。
压缩机类型
根据工作原理和结构特点，压缩机可分为容积型和速度型两大类。容积型压缩机包括往复 式、回转式等；速度型压缩机包括轴流式、离心式等。
容积型压缩机工作原理
通过改变工作腔的容积来压缩气体，使气体压力升高。如往复式压缩机通过活塞在气缸内 往复运动来改变工作腔容积；回转式压缩机通过转子在气缸内旋转来改变工作腔容积。
速度型压缩机工作原理
通过高速旋转的叶轮对气体做功，使气体获得动能和静压能，从而实现气体的压缩。如轴 流式压缩机通过高速旋转的叶轮对气体进行轴向压缩；离心式压缩机通过高速旋转的叶轮 对气体进行径向压缩。
真空泵的类型与工作原理
真空泵类型
根据工作原理和结构特点，真空泵可分为容积型和速度型两大类。容积型真空泵包括往复式、回转式等；速度型真空 泵包括喷射式、水环式等。
严格遵守化工单元操作规程，可以保障生 产安全，防止事故发生，保护人员和环境 安全。
化工单元操作的历史与发展
历史
化工单元操作起源于古代化学工艺，随着化学工业的发展而不断完善。从最初的手工操作到后来的机械化、自动 化操作，化工单元操作经历了漫长的历史发展过程。
发展
随着科技的不断进步，化工单元操作也在不断发展和创新。新的分离技术、节能技术、环保技术等不断应用于化 工单元操作中，使得化工生产更加高效、安全和环保。同时，计算机模拟和优化技术的应用也为化工单元操作的 优化提供了有力支持。
化工单元操作的种类及应用
化工单元操作的种类及应用化工单元操作是指将原料经过一系列工艺操作，转化成产物的过程。
它是化工生产中的重要环节，涵盖了各种不同的操作类型。
下面将介绍几种常见的化工单元操作及其应用。
1. 反应操作：反应操作是化工流程中最关键的环节之一。
它指的是将原料在特定条件下与催化剂或其他反应物相互作用，从而获得所需的化合物。
反应操作广泛应用于化学合成、有机合成、催化反应等领域。
例如，合成酯的反应，用于制备涂料、香精等；合成氨的反应，用于制备肥料和化学品。
2. 分离操作：分离操作包括物质分离、组分分离和相分离等。
它是将精细分散的原料中的有用组分或产品与其他组分分离开来的过程。
分离操作是化工生产中最常见的操作之一，其应用广泛，包括蒸馏、萃取、结晶、吸附等。
例如，酒精的蒸馏分离和提纯，用于酒类酿造；石油炼制中的分馏、萃取和吸附操作，用于得到不同油品和化学品。
3. 干燥操作：干燥操作是将湿润原料中的水或其他溶剂迅速或逐渐地蒸发除去，使其达到一定的干度要求的过程。
干燥可以通过自然干燥或加热干燥实现。
干燥操作广泛应用于化工生产中，如制药、食品、化妆品和冶金等领域。
例如，在制药行业中，药品的干燥操作是确保药品质量和稳定性的重要步骤。
4. 传质操作：传质操作是指物质从一个相中向另一个相中转移的过程。
传质操作包括传质反应和传质分离。
传质操作应用广泛，如气体吸收、液体萃取和膜分离等。
例如，在制糖工业中，采用碱法从植物纤维中萃取出糖分。
5. 流体操作：流体操作是指通过改变物料的流动状态以实现特定的目的。
流体操作包括输送、搅拌、混合和分散等。
在化工生产中，常见的流体操作包括泵送、搅拌槽、管道输送和砂浆制备等。
例如，在某些化学反应过程中需要将反应物输送至反应釜中的过程就是流体操作。
总之，化工单元操作是化工生产中的关键环节，涵盖了反应、分离、干燥、传质和流体等不同类型的操作。
这些操作在化工生产中扮演着至关重要的角色，广泛应用于不同行业，包括制药、化妆品、食品、石油和化学品等领域。
化工单元操作的基础知识
沉降的分类及操作
力场
沉降类型
物料组成
重力场
重力 沉降
自由沉降，比如静
止分层
气—固、液—固、
干扰沉降
气—液、液—液
离心 力场
化工单元操作 的基础知识
什么是化工单元操作？
化工单元操作是指由各种化学生产过程中以物理为 主的处理方法概括为具有共同物理变化特点的基本操作。
化工产品的基本过程，都是由若干物理加工过程 （即单元操作）和化学反应过程（即化学反应）组合而 成。
化工单元操作分类
流体流动过程，包括流体输送、沉降、过滤等。 传热过程，包括加热、冷却、冷凝、制冷等。 传质过程，即物质的传递，包括吸收、蒸馏、萃取、
吸附、干燥等。 传力过程，即温度和压力变化的过程，包括液化、冷
冻等。 机械过程，包括固体输送、粉碎、筛分等。
一、流体流动过程
流体输送：流体以一定流量沿着管道（或明渠）由一处送到另 一处。
沉降：由于分散相和分散介质的密度不同，分散相粒子在力场 (重力场或离心力场)作用下发生的定向运动。沉降的结果使分 散体系发生相分离。
不同流速的流体之间存在着阻碍其相对运动的 摩擦阻力，称为内摩擦力。流体的粘度就是这种内 摩擦力的表示与度量。粘性越大，流动性越差。
流体输送的一些相关知识
二. 流量与流速
流量：单位时间内流过管道某一截面的流体量。
①体积流量：Q，m3/s； ②质量流量：G，kg/s ；G=ρQ
通转用 涡 浮子型 街 子电 磁流流流量量量计计计
流体输送的一些机械
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学习领域 石油化工流体输送单元操作
克拉玛依职业技术学院
学习情境一 学习情境一 化工管路的拆装
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工作任务： 工作任务： （1）化工管路的基本构成； （2）管路的布置与安装 （3）管路的基本拆装技术 （4）化工管路的故障诊断
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组
汇报预习内
1.管件和阀门的结构； 1.管件和阀门的结构； 管件和阀门的结构 2.化工管路的组成 化工管路的组成； 2.化工管路的组成； 3.管路布置得原则。 3.管路布置得原则。 管路布置得原则
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管路是由管子、管件和阀门等按一定的排列方式构成， 也包括一些附属于管路的管架、管卡、管撑等辅件。 （一）化工管材
种类及名称 钢管 金属管 有色金属管 铸铁管 铜管与黄铜管 铅管 铝管 非金属管 陶瓷管、水泥管、玻璃管塑料管和橡胶管等 有缝钢管 无缝钢管
克拉玛依职业技术学院 （二）管件 管件是用来连接管子以达到延长管路、改变管路方向或 直径、分支、合流或封闭管路的附件的总称。 •用以改变流向：90º弯头、45º弯头、180º回弯头等； •用以堵截管路：管帽、丝堵(堵头)、盲板等； •用以连接支管：三通、四通，有时三通也用来改变流向， 多余的一个通道接头用管帽或盲板封上，在需要时打开再 连接一条分支管； •用以改变管径：异径管、内外螺纹接头(补芯)等； •用以延长管路：管箍(束节)、螺纹短节、活接头、法兰等。 法兰多用于焊接连接管路，而活接头多用于螺纹连接管路。
1.5－3.0 1.5－3.0 >3.0 20－40 10－20 2.5－3.0 0.5 <10
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2、管
连
管路的连接包括管子与管子之间，管子与管 件、阀门及设备接口等处的连接。常见的连接 方法有承插式连接、螺纹连接，法兰连接及焊 接。
螺纹连接件实物
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3、管路的布置与安装原则 工业上的管路布置既要考虑到工艺要求，又要 考虑到经济要求，还要考虑到操作方便与安全， 在可能的情况下还要尽可能美观。 在布置管路时，应参阅有关资料，制订方案， 确保管路的布置科学、经济、合理、安全。
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4、管
1.看图纸 2.看设备 录
备
图
3． 管图(轴测图) 4． 设备 细
•算出管径后，还需根据管子规格选用标准管径。选用 标准管径后，再核算流体在管内的实际流速。
克拉玛依职业技术学院 某些流体在管道中的常用流速范围
流体的类别及情况
流速范围 / m/s
水及低粘度液体（0.1－1.0MPa） 工业供水（0.8 MPa以下） 锅炉供水（0.8 MPa以下） 饱和蒸汽 一般气体（常压） 离心泵排出管（水一类液体） 液体自流速度（冷凝水等） 真空操作下气体流速
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5、管路安装验收
1.与设计图纸进行核对，检查安装是否符合工艺设计要 求。如管路的布置、坡度、管材规格及质量是否符合 设计规定。管路安装高度是否正确。 2.管路安装是否横平、竖直，其偏差是否超出有关规定 ，安装是否规范。 3.管路系统内的所有器具和各类支架是否牢固，是否安 全。 4.管路中的控制阀件、仪表等操作是否灵活、准确。 5.管路的流通能力是否正常、畅通，在规定的试运行期 限内效果是否良好。 6.管路所有接口的严密性是否符合要求。 7.管路系统的防腐、保温质量是否符合设计要求。
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180º回弯管
三通
四通
异径管
90º弯头
法兰卡Biblioteka 活接头管帽45º弯头
克拉玛依职业技术学院 （三）阀门 阀门是用来启闭和调节流量及控制安全的部件。通过 阀门可以调节流量、系统压力、及流动方向，从而确保 工艺条件的实现与安全生产。
闸阀
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：主要部件为一闸板，通过闸板的升降以启闭管路。 这种阀门全开时流体阻力小，全闭时较严密。 途：多用于大直径管路上作启闭阀，在小直径管路中也有 用作调节阀的。不宜用于含有固体颗粒或物料易于沉积的 流体，以免引起密封面的磨损和影响闸板的闭合。
克拉玛依职业技术学院 隔膜阀
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三、管子的选用与管路安装
1、管子的选用
管道的内径计算式为
4q v d= πu 式中 d——管道的内径，m； u——适宜流速，m/s，通过经济衡算，选择合理的流速。
克拉玛依职业技术学院 阀
特点：主要部件为阀盘与阀座，流体自下而上通过阀座，其构 造比较复杂，流体阻力较大，但密闭性与调节性能较好。 用途：不宜用于粘度大且含有易沉淀颗粒的介质。
克拉玛依职业技术学院 阀
特点：止回阀是一种根据阀前、后的压力差自动启闭的阀门 ，其作用是使介质只作一定方向的流动，它分为升降式和 旋启式两种。升降式止回阀密封性较好，但流动阻力大， 旋启式止回阀用摇板来启闭。安装时应注意介质的流向与 安装方向。 用途：止回阀一般适用于清洁介质。
小组其它成员可 以补充
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一、管路的分类
简单 管路 复杂 管路 类 型 单一管路 串联管路 分支管路 并联管路 结 构 单一管路是指直径不变、无分支的管路 虽无分支但管径多变的管路 流体由总管分流到几个分支，各分支出口不同 并联管路中，分支最终又汇合到总管
二、管路的基本构成
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管路拆装训练
克拉玛依职业技术学院
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克拉玛依职业技术学院 球阀
特点：阀芯呈球状，中间为一与管内径相近的连通孔，结构 比闸阀和截止阀简单，启闭迅速，操作方便，体积小，重 量轻，零部件少，流体阻力也小。 用途：适用于低温高压及粘度大的介质，但不宜用于调节流 量。
克拉玛依职业技术学院 阀
特点：其主要部分为一可转动的圆锥形旋塞，中间有孔，当 旋塞旋转至90º时，流动通道即全部封闭。需要较大的转动 力矩。 用途：温度变化大时容易卡死，不能用于高压。