绪　　论

（1）化学工业与过程工业、化工机械与过程机械

化工机械是指用于化工生产的各种机械。广义的化学工业还包含炼油、石油化工、轻化工、农药、医药原料、涂料、橡胶、塑料、合成纤维以及各种精细化工行业。因此，化工机械是一个应用比较广泛的机械门类。

推而广之，在很多工业生产中，处理的物料是流动性物料，如气体、液体、粉体等。在生产过程中，要对原材料、中间产物进行输送，并进行一系列化学、物理过程，以改变物质的状态、结构、性质并得到最终产品。这种以流动性物料为主要处理对象、完成其生产过程的工业生产总称为过程工业。过程工业中各种化学、物理过程往往在密闭状态下连续进行，几乎遍及所有现代工业生产领域，而化学工业是最传统、最典型的过程工业。化肥、石油化工、生物化工、制药、农药、染料、食品、炼油、轻工、热电、核工业、公用工程、湿法冶金等生产过程大多数处理的是流动性物料，处理过程中几乎都包含改变物质的状态、结构、性质的生产过程，这些工业都属于过程工业。化学工业与过程工业关系最为密切，其内涵互相包容得最多。过程工业的任何一个生产装置都需要使用多种机器、设备和管道，如各种形式的压缩机、泵、换热设备、反应设备、塔设备、干燥设备、分离设备、储罐、炉窑、管子、管件等，以完成生产过程中的各种化学反应、热交换、不同成分的分离、各种原料（包括中间产物）的传输、气体压缩、原料和产品的储存等，这些设备也是化工设备。因此，化工机械与过程机械也是关系最为密切，其内涵互相包容得最多。

（2）化工生产与化工机械

化工生产是在一定条件下使化工原料（物料、介质）发生化学变化和物理变化，进而得到所需要的新物质（产品）的生产过程。无论其生产过程相对简单还是复杂，都需要在一定的设备或由设备组成的装置中进行，就像化学实验要在试管、烧杯等玻璃器皿中进行，或在这些器皿组成的实验装置中进行一样。例如，合成氨生产中，由天然气（或石脑油、重油）为原料经裂解等反应得到H2、CO等混合物料，氨（NH3）的合成需要高纯度的H2，经过变换反应，将CO和加入的水蒸气变为CO2和H2，再经过脱碳，将CO2分离掉，如图0-1所示。图0-2所示为脱碳工艺流程。

图0-3所示为管式炉乙烷裂解制乙烯生产流程。乙烯是重要的石油化工基础原料，主要用于生产聚乙烯、聚氯乙烯、苯乙烯、乙丙橡胶、乙醇、乙醛、环氧乙烷、乙二醇等。原料乙烷和循环乙烷经热水预热后，到裂解炉对流层，加入一定比例的稀释蒸气进一步预热，然后进入裂解炉辐射段裂解，裂解气到废热锅炉迅速冷却，再进入骤冷塔进一步冷却，其中水和重质成分冷凝成液体从塔底分出。冷却后的裂解气经离心式压缩机一、二、三段压缩，送碱洗塔除去酸性气体，再进乙炔转换塔除去乙炔，然后经压缩机四段增压后送入干燥塔除去水分，接下来到乙烯/丙烯冷冻系统，烃类物质降温冷凝，分出氢气，冷凝液先分出甲烷，再在碳二分馏塔得到乙烯产品，乙烷循环使用。碳三以上成为燃料。流程中使用的机器有离心式压缩机，设备有裂解炉、废热锅炉和各种塔。所有机器、设备之间全部用管子、管件、阀门等连接。

随着工业的发展，工业生产产生的废气、废液、废渣越来越多，严重污染人类的生存环境。“三废”治理已越来越引起人们的广泛重视，已经逐步与主产品生产占据同等的重要位置，其中很多治理过程也往往是流程性的。图0-4所示为废有机氯化物中盐酸的回收流程。整个工艺包括燃烧、急冷、吸收和除害等工序。所用的设备主要是燃烧炉、塔设备、换热设备、泵和管道阀门。

化工机械是各种化工生产中使用的各种机械设备的统称。可见，化工生产离不开化工机械，化工机械是为化工生产服务的。现代化工生产追求安全、稳定、长周期、满负荷运行，并优化生产组合和产品结构，这就需要化工工艺和化工机械之间很好地配合，当然还有仪表控制在内。历史经验证明，新的化工工艺过程需要有性能优良的化工机械与之配合；反之，化工机械领域新的突破，能够促使化工生产跨上新台阶，出现新飞跃。为了密切配合，确保化工生产的“安、稳、长、满、优”，工艺人员必须具有一定的化工机械方面的知识和能力。

（3）化工机械与化工设备

在化工机械中，有一类机械依靠自身的运转进行工作，称为运转设备或转动设备（俗称动设备）；另一类机械工作时不运动，依靠特定的机械结构等条件，让物料通过机械内部自动完成工作任务，称为静止设备（俗称静设备）。为了便于化工机械的分类管理和学生的学习，通常将化工机械分为化工设备（即静设备）和化工机器（即动设备）两大部分。在化工厂里，往往在需要分清是静止的设备还是转动的设备时分别称为“设备”和“机器”，在不需要区分时统称“化工设备”，也就是说非机械人员往往将“化工设备”的概念扩展为整个化工机械。因此，要注意区分“设备”在特定情况下的特定含义。

按照不同的工艺作用，化工机械分类如下：

本课程所说的化工设备概念是指广义的化工设备，化工机器一般称为运转设备。本课程的内容以静止设备为主。图0-5所示为几种典型化工设备的直观图。

（4）化工生产操作和化工设备维护

化工操作工包括化学反应工、分离工、聚合工、化工司机工、化工司泵工等，其等级工技术标准中，直接与化工设备有关的要求见表0-1。

对于机、泵岗位的操作工（指压缩机、泵等运转设备），还应具有相应的零配件、轴承、润滑等知识。通过仔细分析表0-1，等级工标准中与设备有关的约占到50%，而且中、高级工标准中对设备方面的要求更高，表中没有列出的其他条目大多数与化工设备间接有关。这就表明：化工工艺和化工设备是紧密相连的，化工生产操作的好坏是和化工设备状态的好坏密切相关的。因而，在化工生产操作中做好设备的维护管理确实非常重要，否则难保不出事故。

在化工生产厂，设备经检修、检验合格后交付使用，其使用过程包括以下几点。

①启动（开车）：开车前准备，严格执行开车程序。

②正常运行维护。

③异常情况处理：对某种异常的现象分析原因并进行处理。

④停车：正常停车；紧急停车（包括紧急全面停车和紧急局部停车）；停车后保护。

另外，要特别注意特殊设备的启动、开车安全守则和注意事项以及冷天（冬季）的防冻要求等。

在使用过程中，操作和维护始终是连在一起密不可分的。所以，要生产，要操作，就要了解设备、懂得设备；要操作得好，就要维护好设备。“安、稳、长、满、优”是现代化工企业追求的生产运行目标，实现这一目标的基础在于坚持优良的工艺操作和良好的设备维护。因此，学好本门课程是非常重要的。

（5）学习化工设备机械基础课程的目标与注意事项

①化工生产离不开化工机械，化工厂的工艺人员必须具有一定的化工机械方面的知识和能力，以便更好地开展工作和与机械工作人员协调合作。

②以化工厂中工艺人员常见的化工机械方面的问题为主要讨论对象（化工制图等已学内容除外），不按机械专业理论体系来安排学习内容。

③课程学习中，尽可能结合化工工艺实际，结合已具有的工业和机械知识，结合实习、参观与实物、模型，注意实际效果，注意实际能力的提高。

④可灵活安排学习内容，不追求理论的系统完整，注意实验后的讨论，以扩展知识结构。

⑤实操训练篇的内容是在对化工生产和化工设备具有一定认识基础上进一步学习和增强实践技能阶段的学习材料，可以在后续的实践环节（包括技能竞赛）中学习，或在与就业有关的实习实训等实践性过程中学习。