第一篇:特種廢塑料煉油技術(shù)
特種廢塑料煉油設(shè)備
一.原料來源
隨著信息時(shí)代的來臨,通信事業(yè)迅速發(fā)展,導(dǎo)致配套的所需材料----通信電纜發(fā)生深刻變革。以應(yīng)用領(lǐng)域分,有市話電纜,海底電纜及電視共用天線CATV,以電纜結(jié)構(gòu)分絕緣料和護(hù)套料護(hù)套料不僅用于電纜,也用于光纜。各國(guó)聚烯生產(chǎn)廠家竟相開發(fā)新的品種,替代產(chǎn)品多種多樣,原來的通信電纜被迫替換。這些產(chǎn)品怎么處理呢?
二.處理辦法
1.做成塑料顆粒,有些塑料不能作成顆粒如電纜的護(hù)套料等,又怎么辦呢?
2.煉油,像海底電纜煉油,但煉油的工藝比較復(fù)雜,一般需要裂解,精餾,調(diào)和成燃料油。有沒有好的辦法呢?
三.特種廢塑料煉油
1.像海底電纜用常規(guī)的裂解方法可以煉油,采用專用催化劑可以一步法制取燃料油。但對(duì)于部分電信電纜和光攬常規(guī)裂解法就不能裂解出燃料油了。
2.有人做過也許現(xiàn)在正在做,把電信電纜按常規(guī)方法進(jìn)行裂解,做出的產(chǎn)品是:很渾濁的液體,在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn):管壁很快被白色的像蠟一樣的物資粘壁堵塞,造成安全隱患,原因何在?
3其實(shí)你不知道你在煉出了一種很高級(jí)的燃料油,這種油閃點(diǎn),十六烷值都很高。能調(diào)出內(nèi)燃機(jī)用的柴油成品,你看到的只是一種混合物,這種電纜按常規(guī)生產(chǎn),但必須采用專用的特效催化劑才能生產(chǎn)。
四.效益分析
原料價(jià)格:800元/噸催化劑100元水電 50元工人工資3*40元=120元 其它損耗50元/天總計(jì):1120元
收益:原料鋼絲 800元回收燃料油1噸*50%=0.5噸*3700元/噸=1850元
每噸利潤(rùn):1850元—1120=730元
每天按生產(chǎn)4噸原料730元*4噸=2920元
月收入能達(dá)到2920*30天=8萬元
五.歡迎考擦此項(xiàng)目:我公司現(xiàn)供應(yīng)設(shè)備及技術(shù),提供催化劑配方。如你處有像這種電信電纜按常規(guī)不能煉油的原料請(qǐng)速告訴本公司,本公司在很短的時(shí)間內(nèi)會(huì)為你解決??床谎鄣睦夏鞘欠佩e(cuò)地方的黃金,前面的鈔票,后面的人總拿的比前面的少。先干的先富是個(gè)硬道理。
本公司提供各種廢塑料煉油,廢橡膠煉油,廢機(jī)油煉油,生物柴油,飼料油等煉油技術(shù)及設(shè)備,各種臟油的脫色技術(shù),除味技術(shù),穩(wěn)定劑,降凝劑,降酸劑,各種煉油高效催化劑。聯(lián)系電話:0374-7699686***
聯(lián)系人:文潔【經(jīng)理】
網(wǎng)址: http://
第二篇:特種加工技術(shù)學(xué)習(xí)心得
激光加工
特種加工技術(shù)中有很多的加工方法,我比較感興趣的就是激光加工。激光加工可以用于打孔、切割、電子器件的微調(diào)、焊接、熱處理以及激光存儲(chǔ)等各個(gè)領(lǐng)域,由于激光加工不需要加工工具,而且加工速度快,表面變形小,可以加工各種材料,已經(jīng)在生產(chǎn)實(shí)踐中愈來愈多地顯示了它的優(yōu)越性,所以很受人們的重視。
激光加工是利用光的能量,經(jīng)過透鏡聚焦,在焦點(diǎn)上達(dá)到很高的能量密度,靠光熱效應(yīng)來加工各種材料的。激光是可控的單色光,它強(qiáng)度高、能量密度大,可以在空氣介質(zhì)中高速加工各種材料,因此它的應(yīng)用越來越廣泛。激光的光發(fā)射是以受激輻射為主,因而發(fā)光物質(zhì)中基本上是有組織地、相互關(guān)聯(lián)地產(chǎn)生光發(fā)射的,發(fā)出的光波具有相同的頻率、方向、偏振態(tài)和嚴(yán)格的位相關(guān)系,正因如此,激光具有強(qiáng)度高,單色性好,相干性好和方向性好的優(yōu)點(diǎn)。
激光加工的基本設(shè)備包括激光器、激光器電源、光學(xué)系統(tǒng)及機(jī)械系統(tǒng)等四大部分。激光器是激光加工的重要設(shè)備,它把電能轉(zhuǎn)化為光能,產(chǎn)生激光束。激光器按激活介質(zhì)的種類可以分為固體激光器和氣體激光器,按工作方式可分為連續(xù)激光器和脈沖激光器。固體激光器一般采用采用光激勵(lì),能量轉(zhuǎn)化環(huán)節(jié)多,光的激勵(lì)能量大部分轉(zhuǎn)換為熱能,所以其效率低。氣體激光器一般采用電激勵(lì),因其效率高、壽命長(zhǎng)、連續(xù)輸出功率大,所以廣泛用于切割、焊接,熱處理等加工。常用于材料加工的氣體激光器有二氧化碳激光器、氬離子激光器等。
常用的激光加工工藝有激光打孔,激光切割,激光刻蝕打標(biāo)記等。
激光打孔的成形過程是材料在激光熱源照射下產(chǎn)生的一系列熱物理現(xiàn)象綜合的結(jié)果。激光打孔適合于自動(dòng)化連續(xù)打孔,其直徑可以小到0.01mm一下,深徑比可達(dá)50:1。激光幾乎可以在任何材料上打微型小孔,目前激光打孔已應(yīng)用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和柴油機(jī)的燃料噴嘴加工、化學(xué)纖維噴絲板打孔、鐘表及儀表中的寶石軸承打孔、金剛石拉絲模加工等方面。
激光切割的原理和激光打孔原理基本相同,不同的是,激光切割中工件于激光束要相對(duì)移動(dòng),在生產(chǎn)實(shí)踐中一般都是移動(dòng)工件。激光切割大都采用重復(fù)頻率較高的脈沖激光器或連續(xù)輸出的激光器,但連續(xù)輸出的激光束會(huì)因熱傳導(dǎo)而使切割效率降低,同時(shí)熱影響層也較深。因此,在精密機(jī)械加工中,一般都采用高重復(fù)頻率的脈沖激光器。激光可用于切割各種各樣的材料。它可以切割金屬也可以切割非金屬;它可以切割無機(jī)物也可以切割皮革之類的有機(jī)物;它可以切割玻璃、陶瓷和半導(dǎo)體等既硬又脆的材料也可以對(duì)細(xì)小部件作各種精密切割。
激光刻蝕打標(biāo)記的加工工藝也很受人們的青睞。小功率的激光束可用于對(duì)金屬或非金屬表面進(jìn)行刻蝕打標(biāo),加工出文字圖案或工藝美術(shù)品。例如,可在竹片上刻寫縮微的孫子兵法、毛主席詩歌等。
第三篇:技術(shù):煉油企業(yè)惡臭廢氣治理技術(shù)
技術(shù) | 煉油企業(yè)惡臭廢氣治理技術(shù)
惡臭作為一種環(huán)境公害,在世界范圍內(nèi)受到越來越多的關(guān)注。在日本,惡臭投訴僅次于噪聲,占環(huán)保投訴案件量的第二位。石油煉制是一個(gè)惡臭污染較重的行業(yè),近年來,我國(guó)煉油企業(yè)惡臭擾民案件迅速上升,有的惡臭污染甚至釀成公害事件,受到國(guó)家環(huán)保局查處。因此,開展煉油企業(yè)惡臭污染控制治理十分必要。
1、煉油廠惡臭污染物及其控制標(biāo)準(zhǔn)
惡臭是刺激人的嗅覺器官、引起不愉快或厭惡、損害人體健康的氣味。撫順石油化工研究院(簡(jiǎn)稱FRIPP)在對(duì)多家煉油企業(yè)的惡臭污染調(diào)查中,曾測(cè)定、檢出過硫化氫、甲硫醇、乙硫醇、甲硫醚、乙硫醚、二硫化碳、二甲二硫、氨、甲胺、二甲胺、三甲胺、苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、苯酚、甲酚、總硫、總烴、C1~C8。烴等物質(zhì)和項(xiàng)目,可以將這些惡臭污染物歸類為硫化物、烴類、氨、有機(jī)胺等。
我國(guó)煉油企業(yè)要控制上述惡臭污染物,應(yīng)同時(shí)執(zhí)行《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GBl4554-93)和《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GBl6297-1996)。
2、煉油廠惡臭污染源及其綜合治理技術(shù)
煉油工業(yè)的惡臭污染源有10多種,其污染類型及治理技術(shù)有:
2.1堿渣濕式氧化脫臭
催化汽油堿渣、液態(tài)烴堿渣含有高濃度Na2S和有機(jī)硫化物(鹽),pH>12,傳統(tǒng)的處理方法是加酸調(diào)節(jié)pH到中性,進(jìn)污水處理場(chǎng)處理。在堿渣加酸調(diào)pH過程中,產(chǎn)生高濃度H2S氣體,極易造成惡臭污染和中毒事件。
2000年,F(xiàn)RIPP開發(fā)的堿渣濕式氧化處理技術(shù)通過了中石化組織的技術(shù)鑒定。這項(xiàng)技術(shù)能夠在150~200℃,0.9~3.2MPa,用空氣中的氧將堿渣中的硫化鈉和有機(jī)硫化物氧化為硫酸鈉,將部分有機(jī)物氧化為H2O和C02,脫除COD,防止堿渣中和處理時(shí)產(chǎn)生H2S惡臭氣體。目前,這項(xiàng)技術(shù)已在國(guó)內(nèi)近20家企業(yè)應(yīng)用。
2.2焦化冷焦水密閉冷卻循環(huán)使用
從焦化塔排出的冷焦水溫度可達(dá)85℃以上,含有揮發(fā)烴、重油和焦粉等,按傳統(tǒng)處理方法,冷焦水經(jīng)過隔油池、敞開式空氣涼水塔冷卻到約50℃,返回焦化塔循環(huán)使用。其中,在隔油池或敞開式空氣冷卻過程中,散發(fā)出大量的惡臭氣體,嚴(yán)重污染環(huán)境。
中石化組織華東理工大學(xué)等參與開發(fā)的冷焦水密閉處理技術(shù),能夠有效控制惡臭污染。這項(xiàng)技術(shù)的特點(diǎn)為:
(1)采用“高溫水一低溫水混合注水技術(shù)”,即把部分經(jīng)過冷卻處理的冷焦水注入高溫來水中,控制水溫在70℃以下,然后一起進(jìn)入冷焦水隔油池或儲(chǔ)罐,減少惡臭氣體散發(fā);
(2)在隔油池或儲(chǔ)罐中,采用重力分離方法除去比水重的焦粉并去除一部分吸油后密度減小的焦粉和一部分浮油;
(3)采用旋流分離器強(qiáng)化分離密度接近于水的那部分焦粉和大量的重油;(4)用密閉式空氣冷卻器取代敞開式空氣涼水塔,消除冷卻過程的惡臭污染。目前,該技術(shù)已在近30套大型延遲焦化裝置上推廣應(yīng)用。
2.3常減壓“三頂氣”壓縮進(jìn)瓦斯管網(wǎng)
中石化某分公司加工高硫原油后,其常減壓蒸餾裝置的“三頂氣”排放量大幅度增加,減頂氣不能完全進(jìn)入加熱爐作為燃料燃燒,剩余部分只能放空,對(duì)周圍環(huán)境造成嚴(yán)重惡臭污染。
2005年,該分公司采取措施,將初餾塔頂提壓至0.28MPa,盡量回收液態(tài)烴,同時(shí)確保初頂氣直接進(jìn)入系統(tǒng)瓦斯線去脫硫;將常頂氣、減頂氣用螺桿壓縮機(jī)提壓至0.20MPa進(jìn)瓦斯線去脫硫,消除了減頂氣直接排放造成的惡臭污染。
2.4污水處理場(chǎng)惡臭氣體治理
石化污水處理場(chǎng)是重要的惡臭氣體散發(fā)源,散發(fā)的惡臭污染物有硫化氫、有機(jī)硫化物、氨和揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)等,按污染物濃度高低,可以將污水場(chǎng)惡臭氣體劃分為以隔油池廢氣為代表的高濃度惡臭氣體和以曝氣池廢氣為代表的低濃度惡臭氣體。
為治理隔油池、調(diào)節(jié)池、浮選池、污油罐等散發(fā)的高濃度惡臭氣體,F(xiàn)RIPP開發(fā)了“脫硫及總烴濃度均化—催化燃燒”處理技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù),采用多功能吸附劑,將廢氣中的絕大部分硫化物吸附脫除,防止催化燃燒催化劑中毒;通過多功能吸附劑對(duì)烴類化合物的吸附/解吸,使不斷波動(dòng)的有機(jī)物濃度得到穩(wěn)定化處理;采用蜂窩狀Pt/Pd貴金屬催化劑,在反應(yīng)器入口溫度200~300℃,床層空速20000~40000h-1條件下,廢氣中的非甲烷總烴可以從2000~8000mg/m3降到l20mg/m3以下,凈化氣體無不良?xì)馕?,符合GBl4554—93和GBl6297—1996排放標(biāo)準(zhǔn)。目前,該技術(shù)已在中石化廣州分公司等6家企業(yè)推廣應(yīng)用。
為治理曝氣池等散發(fā)的低濃度惡臭氣體,F(xiàn)RIPP先后開發(fā)了適用于不同工況的洗滌—活性炭吸附法、生物濾塔法、吸附濃縮—催化燃燒法專利技術(shù)。
洗滌—活性炭吸附法,以污水場(chǎng)凈化水或堿液為吸收劑,洗滌脫除廢氣中的水(堿)溶性污染物,不溶性的烴類化合物進(jìn)入活性炭床層吸附去除。這種方法,可以將廢氣中總還原性硫化物(TRS)降到5mg/m3以下,將非甲烷總烴降到50mg/m3以下。飽和活性炭用120℃以上的高溫蒸汽再生,重復(fù)使用。
生物濾塔法,以泥炭、活性炭、空心塑料球等為生物載體,接種微生物,通過控制適宜的溫度、濕度和營(yíng)養(yǎng)成分等,使填料上形成適宜的微生物群落,在惡臭氣體通過生物填料床層時(shí),利用微生物的新陳代謝達(dá)到脫臭目的。在鎮(zhèn)海煉化污水場(chǎng)A/O池上進(jìn)行的試驗(yàn)表明,硫化氫、甲硫醇、二甲二硫的去除率90%~l00%,苯系物去除率95%以上,凈化氣體達(dá)標(biāo)排放。
在有隔油池等高濃度氣體“脫硫及總烴濃度均化—催化燃燒”處理裝置的情況下,F(xiàn)RIPP建議采用吸附濃縮—催化燃燒法處理曝氣池等低濃度氣體。即來自曝氣池等散發(fā)的低濃度惡臭氣體,首先采用污水場(chǎng)的廢水(可調(diào)PH)洗滌,脫除硫化物、氨、酚等污染物,洗滌水進(jìn)污水處理場(chǎng)處理;洗滌凈化氣再進(jìn)活性炭罐吸附脫烴,飽和活性炭用來自催化燃燒裝置的高溫凈化尾氣再生,高溫凈化尾氣攜帶再生脫附的烴類化合物進(jìn)催化燃燒裝置處理。
2.5酸性水罐和含硫油罐排放氣的安全、控制和治理
酸性水,又稱含硫含氨污水,通常夾帶一定量的油品進(jìn)入儲(chǔ)罐,從儲(chǔ)罐排出的惡臭氣體中含有硫化氫、有機(jī)硫化物、氨、烴類化合物、水蒸氣和空氣。
惡臭污染比較嚴(yán)重的含硫油罐包括半成品油罐和污油罐,這類油罐排放的氣體中主要含有硫化氫、有機(jī)硫化物、烴類化合物和空氣。
惡臭氣體中的硫化物能夠與儲(chǔ)罐內(nèi)壁上的鐵反應(yīng)生成硫化亞鐵,在空氣和烴類化合物存在下,可能發(fā)生硫化亞鐵自燃導(dǎo)致儲(chǔ)罐爆炸。
為保障酸性水罐和含硫油罐的安全使用、減少和治理惡臭氣體排放,F(xiàn)RIPP開發(fā)了如下技術(shù):
(1)采用罐內(nèi)惰性氣體保護(hù),保障酸性水罐和含硫油罐的使用安全。根據(jù)企業(yè)的實(shí)際情況,惰性氣體可以是氮?dú)?、硫磺裝置的SCOT尾氣或經(jīng)過凈化處理的煙氣。
(2)采取措施,減少惡臭氣體排放。減排措施包括:
a)脫氣罐。在酸性水進(jìn)儲(chǔ)罐之前,先進(jìn)脫氣罐,脫除在較高壓力下溶于含硫污水中的硫化氫、低碳烴,氣體排人低壓瓦斯管網(wǎng)。
b)建立罐區(qū)罐頂氣連通管網(wǎng)和緩沖罐。當(dāng)一個(gè)罐進(jìn)料,而另一個(gè)罐出料時(shí),這兩個(gè)罐之間通過管道和緩沖罐形成氣體“呼”與“吸”的關(guān)系,減少?gòu)U氣排放量。c)控制來料溫度,進(jìn)入儲(chǔ)罐的含硫污水或油品溫度高,物料蒸氣壓就大,揮發(fā)排放的大氣污染物就多,因此,降低來料溫度將減少?gòu)U氣排放量。一般應(yīng)在產(chǎn)生含硫污水或油品的車間將它們的溫度冷卻到45℃以下。
d)保持含硫污水在適當(dāng)?shù)膒H值,通過控制污水中的氨與硫化氫的比例或加入適量氫氧化鈉控制含硫污水的pH,可以減少硫化氫和氨的揮發(fā)量。
e)拱頂罐改為浮頂罐,拱頂罐改為浮頂罐,或罐區(qū)氣體緩沖罐為浮頂氣柜,可減少?gòu)U氣排放量。
(3)采用洗滌—冷凝—吸附工藝處理酸性水罐排放的惡臭氣體。從酸性水罐排出的惡臭氣體,首先進(jìn)入洗滌器,用氨水或氫氧化鈉溶液吸收脫除硫化氫,當(dāng)吸收液中含有氧化劑時(shí),能夠同時(shí)脫除有機(jī)硫化物;從洗滌器排出的氣體進(jìn)入氨蒸發(fā)冷凝器,冷凝脫水和部分烴類化合物,液氨來自酸性水汽提裝置的氨壓縮機(jī)系統(tǒng),蒸發(fā)產(chǎn)生的氨再返回去壓縮循環(huán);從冷凝器排出的氣體進(jìn)入活性炭床層吸附處理,凈化氣體達(dá)標(biāo)排放,飽和活性炭用6~8kg/cm2過熱水蒸汽再生,再生氣冷凝為油—水兩相,進(jìn)酸性水罐,不凝氣低壓瓦斯管網(wǎng)。
(4)含硫油罐排放氣處理。根據(jù)惡臭氣體組成,含硫油罐排放氣可選用吸附或洗滌一吸附等組合工藝。
2.6輕質(zhì)油品裝車過程的油氣減排和回收 輕質(zhì)油品、芳烴裝車過程,易散發(fā)大量油氣。液下裝車、在油罐與槽車之間安裝回氣管路可以減少油氣排放;針對(duì)不同的工況,排放的油氣可以分別采用吸附法、吸收法、冷凝法和膜法回收,相對(duì)而言,前3種技術(shù)更成熟,在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用也更多。目前,中石化組織開發(fā)的活性炭吸附法、專用溶劑吸收法都已實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用;FRIPP設(shè)計(jì)開發(fā)的三級(jí)冷凝油氣回收裝置正在進(jìn)行工業(yè)化應(yīng)用試驗(yàn),冷凝溫度分別為一級(jí)4℃,二級(jí)—25℃,三級(jí)“—60℃,油氣濃度30%~60%(V),以C3~c3組分為主,油氣回收率80%~95%。
2.7汽油氧化脫硫醇尾氣治理
汽油氧化脫硫醇尾氣惡臭污染嚴(yán)重,它含有高濃度揮發(fā)性有機(jī)物、二甲二硫等有機(jī)硫化物、氧氣和氮?dú)?,不能進(jìn)瓦斯管網(wǎng),進(jìn)焚燒爐也有回火爆炸的危險(xiǎn),因此,國(guó)內(nèi)煉油廠大多直接排放或高架排放。
為治理汽油氧化脫硫醇尾氣和液態(tài)烴氧化脫硫醇尾氣,F(xiàn)RIPP和中石化滄州分公司合作開發(fā)了“冷凝油氣回收-不凝氣蓄熱燃燒”處理技術(shù),建成尾氣處理量200m3/h的工業(yè)化試驗(yàn)裝置,工業(yè)化試驗(yàn)表明,冷凝油氣回收率可達(dá)80%—90%,每天可回收輕質(zhì)餾分油l~2t,不凝氣油氣濃度l%~3%,不凝氣與適量空氣混合一起進(jìn)入蓄熱燃燒裝置處理,凈化氣體總烴濃度50~100mg/m3,符合GBl4554—93和GBl6297—1996排放標(biāo)準(zhǔn)。
2.8克勞斯尾氣催化焚燒處理
克勞斯硫回收工藝尾氣中含有一定量的硫化氫和有機(jī)硫化物,從安全和滿足惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的角度,必須焚燒后才能排放。
尾氣焚燒有熱焚燒和催化焚燒兩種工藝。熱焚燒溫度650~850℃,燃料消耗較多,能耗高,操作條件不易控制,易發(fā)生爐膛超溫、爐體變形事故,焚燒爐壽命較短。催化焚燒溫度300~400℃,能耗和操作費(fèi)用節(jié)約近50%,是一種安全、節(jié)能的新技術(shù)。目前,國(guó)內(nèi)普遍采用熱焚燒技術(shù),國(guó)外法國(guó)石油研究院(IFP)、殼牌(Shell)和法國(guó)羅納一普朗克公司都有催化焚燒技術(shù),應(yīng)用殼牌(Shell)技術(shù)的催化焚燒裝置有30多套。
FRIPP開發(fā)的FCl—xx克勞斯硫回收尾氣催化焚燒催化劑,能夠在反應(yīng)溫度350℃、空速6000h-
1、水蒸汽3%~5%(v/v)、過氧系數(shù)1.5~2.0、硫化氫進(jìn)氣濃度約2000mg/L、羰基硫進(jìn)氣濃度約700mg/L時(shí),硫化氫轉(zhuǎn)化率>99.9%,二氧化硫生成率為70%~80%,羰基硫濃度不超過150mg/L時(shí),其轉(zhuǎn)化率高于70%。凈化氣體達(dá)標(biāo)排放。
2.9設(shè)備和管閥件泄漏檢測(cè)維修程序
Exxon公司的統(tǒng)計(jì)表明,煉油廠設(shè)備和管閥件泄露排放的揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)占其VOC排放總量的40%~60%,常見的泄露點(diǎn)包括閥、泵、法蘭、接頭等,泄漏排放的污染物中相當(dāng)一部分屬于惡臭污染物。泄露是隨機(jī)的,極少重復(fù)發(fā)生,目前國(guó)內(nèi)還是通過人工肉眼觀察來發(fā)現(xiàn)泄漏現(xiàn)象并進(jìn)行處置。
在美國(guó),已經(jīng)建立了標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)備和管閥件泄漏檢測(cè)維修程序(縮寫LDAR),它有傳統(tǒng)LDAR和SmartLDAR兩種,傳統(tǒng)LDAR采用EPA方法21(揮發(fā)性有機(jī)物泄露檢測(cè)),用手持式儀器(如有機(jī)蒸汽分析儀、有毒蒸汽分析儀、光離子檢測(cè)器等)定期檢測(cè)每個(gè)部件;現(xiàn)行慣例是每個(gè)季度巡檢一次,根據(jù)泄漏的污染物濃度、執(zhí)行的維修等級(jí)和泄漏部件,決定是否處置和采用何種處置方式。
目前,F(xiàn)RIPP和中石化金陵分公司正在參照美國(guó)標(biāo)準(zhǔn),建立我國(guó)煉油企業(yè)的LDAR,并將在金陵分公司1~2個(gè)惡臭污染嚴(yán)重的車間進(jìn)行應(yīng)用示范。
2.10停工檢修惡臭污染控制和治理
眾所周知,煉油廠停工檢修過程易發(fā)生惡臭污染事故,目前,國(guó)內(nèi)企業(yè)通過建立停工檢修惡臭污染控制制度,注意施工期天氣狀況,吹掃蒸汽進(jìn)冷凝器處理,使用專用溶劑清洗等措施來減少惡臭氣體排放。對(duì)檢修過程中,因?yàn)檎羝祾摺⒄艄藁驘峥諝獯祾叨a(chǎn)生的惡臭氣體,F(xiàn)RIPP正在開發(fā)移動(dòng)式(冷凝、吸收、吸附、催化燃燒)處理裝置,可用于不同企業(yè)、不同裝置的停工檢修過程。
3、結(jié)語
十年來,我國(guó)開發(fā)應(yīng)用的煉油企業(yè)惡臭污染綜合治理技術(shù)有:堿渣濕式氧化、焦化冷焦水密閉冷卻、常減壓“三頂氣”壓縮進(jìn)瓦斯管網(wǎng)、污水處理場(chǎng)廢氣催化燃燒、輕質(zhì)油品裝車過程油氣減排和冷凝回收、酸性水罐和含硫油罐排放氣洗滌—冷凝—吸附、汽油氧化脫硫醇尾氣冷凝回收油氣—不凝氣蓄熱燃燒等;正在研究開發(fā)的有克勞斯硫回收尾氣催化燃燒、設(shè)備和管閥件泄漏檢測(cè)維修程序(LDAR)等。
隨著我國(guó)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,以及人民對(duì)生活環(huán)境質(zhì)量要求的不斷提高,我國(guó)煉油企業(yè)惡臭污染治理技術(shù)達(dá)到一個(gè)更高的水平。
第四篇:煉油工藝流程
石油化工工藝流程
-------袁剛
整合石油化工的工藝流程較為復(fù)雜,一套完整的富含高科技含量的石化裝臵可以生產(chǎn)出完整得包括石油燃料、石油溶劑與化工原料、潤(rùn)滑劑、石蠟、石油瀝青、石油焦等六個(gè)系列的產(chǎn)品。作為東營(yíng)市的地方石化企業(yè),由于受到規(guī)模、原料、資金等方面的限制,主要形成了以石油燃料的生產(chǎn)為主、其他產(chǎn)品為輔產(chǎn)品分布。以石油燃料生產(chǎn)為主的石化企業(yè)的工藝流程主要包括原油預(yù)處理、常減壓蒸餾、催化裂化、制氫、加氫、延遲焦化、氣體分離等環(huán)節(jié)。結(jié)合石化企業(yè)工藝流程圖,石化企業(yè)的主要生產(chǎn)裝備和主要產(chǎn)品情況介紹如下:
一、煉油廠的分類
目前的煉油廠大致可分為4種類型。1)燃料油型:生產(chǎn)汽油、煤油、輕重柴油和鍋爐燃料等。2)燃料潤(rùn)滑油型:除生產(chǎn)各種燃料油外,還生產(chǎn)各種潤(rùn)滑油。3)燃料化工型:以生產(chǎn)燃料油和化工產(chǎn)品為主。4)燃料潤(rùn)滑油化工型:它是綜合型煉廠,既生產(chǎn)各種燃料、化工原料或產(chǎn)品同時(shí)又生產(chǎn)潤(rùn)滑油。從目前的情況看,東營(yíng)市的幾家大型的石化企業(yè)主要是燃料油型的石油加工企業(yè),只有華星集團(tuán)具備一定規(guī)模的潤(rùn)滑油生產(chǎn)能力。
二、石油化工工藝流程圖
三、生產(chǎn)環(huán)節(jié)及其裝備情況
1、原油評(píng)價(jià)試驗(yàn)
當(dāng)加工一種原油前,先要測(cè)定原油的顏色與氣味、沸點(diǎn)與餾程、密度、粘度、凝點(diǎn)、閃點(diǎn)、燃點(diǎn)、自燃點(diǎn)、殘?zhí)俊⒑蛄康戎笜?biāo),即是原油評(píng)價(jià)試驗(yàn)。原油的評(píng)價(jià)試驗(yàn)主要是區(qū)分原油中重要的成分含量,評(píng)價(jià)原油的質(zhì)量,預(yù)測(cè)現(xiàn)有原油加工工藝對(duì)該油品的適用性。
2、原油的預(yù)處理
從油田送往煉油廠的原油往往含鹽(主要是氯化物)、帶水(溶于油或呈乳化狀態(tài)),可導(dǎo)致設(shè)備的腐蝕,在設(shè)備內(nèi)壁結(jié)垢和影響成品油的組成,需在加工前脫除。常用的辦法是加破乳劑和水,使油中的水集聚,并從油中分出,而鹽份溶于水中,再加以高壓電場(chǎng)配合,使形成的較大水滴順利除去。
3、常減壓蒸餾
常減壓蒸餾是常壓蒸餾和減壓蒸餾在習(xí)慣上的合稱,常減壓蒸餾基本屬物理過程。原料油在蒸餾塔里按蒸發(fā)能力分成沸點(diǎn)范圍不同的油品(稱為餾分),這些油有的經(jīng)調(diào)合、加添加劑后以產(chǎn)品形式出廠,相當(dāng)大的部分是后續(xù)加工裝臵的原料,因此,常減壓蒸餾又被稱為原油的一次加工。包括三個(gè)工序:原油的脫鹽、脫水 ;常壓蒸餾;減壓蒸餾。常減壓裝臵產(chǎn)品主要作為下游生產(chǎn)裝臵的原料,包括石腦油、煤油、柴油、蠟油、渣油以及輕質(zhì)餾分油等。
石腦油作為催化重整裝臵原料,常壓煤油、常壓柴油作為煤柴油加氫精制裝臵原料,減壓餾分油作為餾分油加氫精制裝臵原料,蠟油作為生產(chǎn)石蠟等潤(rùn)滑油的原料;渣油作為重油加氫裝臵原料。主要產(chǎn)品為優(yōu)質(zhì)高辛烷值汽油調(diào)和組分、航空煤油和優(yōu)質(zhì)低硫柴油。
4、催化裂化
催化裂化是在熱裂化工藝上發(fā)展起來的。是提高原油加工深度,生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)汽油、柴油最重要的工藝操作,主要是將重質(zhì)原料油轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)燃料油品。
催化裂化裝臵是普通石化企業(yè)的核心裝臵,原料范主要是原油蒸餾或其他煉油裝臵的350--540℃餾分的重質(zhì)油,包括加氫常壓渣油和加氫蠟油等。催化裂化工藝由三部分組成:原料油催化裂化、催化劑再生、產(chǎn)物分離。催化裂化所得的產(chǎn)物經(jīng)分餾后可得到液化氣、汽油、柴油和重質(zhì)餾分油。
催化汽油經(jīng)吸收穩(wěn)定脫硫之后作為汽油調(diào)和組分 ;催化柴油經(jīng)汽提、換熱后作為柴油加氫原料或柴油調(diào)和組分;重質(zhì)餾分油一部分作為循環(huán)洗滌油,另一部分作為產(chǎn)品燃料油;液化氣經(jīng)脫硫精制后作為氣體分餾裝臵原料,也可以直接作為產(chǎn)品銷售。
催化裂化過程的主要化學(xué)反應(yīng)有:
1、裂化反應(yīng)。裂化反應(yīng)是C-C鍵斷裂反應(yīng),反應(yīng)速度較快。
2、異構(gòu)化反應(yīng)。它是在分子量大小不變的情況下,烴類分子發(fā)生結(jié)構(gòu)和空間位臵的變化。
3、氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)。即某一烴分子上的氫脫下來,立即加到另一烯烴分子上,使這一烯烴得到飽和的反應(yīng)。
4、芳構(gòu)化反應(yīng)。芳構(gòu)化反應(yīng)是烷烴、烯烴環(huán)化后進(jìn)一步氫轉(zhuǎn)移反應(yīng),反應(yīng)過程不斷放出氫原子,最后生成芳烴。
5、催化重整
催化重整(簡(jiǎn)稱重整)是在催化劑和氫氣存在下,將常壓蒸餾所得的輕汽油轉(zhuǎn)化成含芳烴較高的重整汽油的過程。如果以80-180℃餾分為原料,產(chǎn)品為高辛烷值汽油;如果以60-165℃餾分為原料油,產(chǎn)品主要是苯、甲苯、二甲苯等芳烴,重整過程副產(chǎn)氫氣,可作為煉油廠加氫操作的氫源。重整的反應(yīng)條件是:反應(yīng)溫度為490-525℃,反應(yīng)壓力為1-2兆帕。重整的工藝過程可分為原料預(yù)處理和重整兩部分。催化重整在煉油中的作用主要有三方面的功能:一是能把辛烷值很低的直餾汽油變成80至90號(hào)的高辛烷值汽油。二是能生產(chǎn)大量苯、甲苯和二甲苯,這些都是生產(chǎn)合成塑料、合成纖維和合成橡膠的基本原料。三是可副產(chǎn)大量廉價(jià)氫氣。催化重整得到的汽油、苯系列產(chǎn)品等可以作為產(chǎn)品銷售,副產(chǎn)品氫氣可以作為加氫反應(yīng)的來源。
6、加氫裂化
是在高壓、氫氣存在下進(jìn)行,需要催化劑,把重質(zhì)原料轉(zhuǎn)化成汽油、煤油、柴油和潤(rùn)滑油。加氫裂化由于有氫存在,原料轉(zhuǎn)化的焦炭少,可除去有害的含硫、氮、氧的化合物,操作靈活,可按產(chǎn)品需求調(diào)整。產(chǎn)品收率較高,而且質(zhì)量好。加氫裂化的主要原料是重質(zhì)餾分油,包括催化裂化循環(huán)油和焦化餾出油等。它的產(chǎn)品主要是優(yōu)質(zhì)輕質(zhì)油品,特別是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)航空煤油和低凝點(diǎn)柴油。
7、延遲焦化
它是在較長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間下,使原料深度裂化,以生產(chǎn)固體石油焦炭為主要目的,同時(shí)獲得氣體和液體產(chǎn)物。延遲焦化用的原料主要是高沸點(diǎn)的渣油。延遲焦化的主要操作條件是:原料加熱后溫度約500℃,焦炭塔在稍許正壓下操作。改變?cè)虾筒僮鳁l件可以調(diào)整汽油、柴油、裂化原料油、焦炭的比例。
8、溶劑脫瀝青
溶劑脫瀝青裝臵既是生產(chǎn)重質(zhì)潤(rùn)滑油的主要裝臵,又是一個(gè)重油加工裝臵,它在煉廠中占有很重要的地位。減壓渣油經(jīng)溶劑脫瀝青裝臵后,脫除瀝青質(zhì)、膠質(zhì)和含金屬的非烴化合物。脫瀝青油既可做重質(zhì)潤(rùn)滑油原料,又可做催化裂化原料;脫油瀝青直接調(diào)和成道路瀝青或氧化成建筑瀝青,重質(zhì)潤(rùn)滑油料在脫蠟后還可生產(chǎn)地蠟。
9、重油加氫 重油加氫的主要作用是脫除渣油中硫、氮、殘?zhí)?、重金屬,為重油催化裂化裝臵提供合格的原料。原料主要為劣質(zhì)常壓渣油、減壓瓦斯油和減壓渣油混合料。該裝臵主要產(chǎn)品渣油作為重油催化裂化裝臵原料,其他產(chǎn)品中柴油經(jīng)汽提后出裝臵作為柴油調(diào)和組分,石腦油可作為商品石腦油直接出售。
10、制氫
制氫裝臵主要是采用輕烴—水蒸汽轉(zhuǎn)化及變壓吸附法制氫工藝。原料油主要由催化重整拔頭油組成。產(chǎn)品氫氣純度達(dá)到99.99%,主要供給重油加氫、煤柴油加氫、餾分油加氫、聚丙烯等裝臵,提供氫氣來源。
煤柴油加氫裝臵設(shè)計(jì)加工煤油58萬噸/年、柴油46萬噸/年,原料主要來源于常一線直餾煤油和常二、三線直餾柴油。裝臵由加氫系統(tǒng)、產(chǎn)品分餾系統(tǒng)和脫硫系統(tǒng)組成。精制后的煤(柴)油作為產(chǎn)品出裝臵。
餾分油加氫裝臵設(shè)計(jì)加工減壓蠟油或催化柴油100萬噸/年,主要由反應(yīng)部分、分餾部分、壓縮機(jī)部分和氣體脫硫部分組成。分餾塔塔頂出石腦油,側(cè)線出柴油,塔底尾油去重油催化裂化裝臵作為原料。
11、氣體加工裝臵
由氣體分餾、MTBE裝臵、烷基化三套裝臵組成。
11.1、氣體分餾裝臵主要原料為催化裂化裝臵生產(chǎn)的液化氣,其目的產(chǎn)品為精丙烯和輕碳四餾分,作為聚丙烯裝臵、MTBE裝臵和烷基化裝臵原料。該裝臵采用五塔流程。
11.2、MTBE(甲基叔丁基醚)裝臵采用膨脹床低醇烯比醚化反應(yīng)合成MTBE工藝,催化劑采用大孔徑強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂。原料來源于氣分輕碳四餾分,其產(chǎn)品為高辛烷值汽油調(diào)和組分,同時(shí)為烷基化裝臵提供輕碳四原料。
11.3、烷基化裝臵設(shè)計(jì)生產(chǎn)烷基化油10萬噸/年,采用流出物制冷硫酸法烷基化工藝。原料來源于MTBE裝臵的未反碳四,產(chǎn)品烷基化油作為汽油調(diào)和組分。該裝臵反應(yīng)系統(tǒng)由兩套反應(yīng)器及沉降器組成,原料、制冷、酸洗、堿洗及分餾系統(tǒng)均為單套。
12、丙烯裝臵
聚丙烯裝臵原料是由氣分裝臵生產(chǎn)的精丙烯。該裝臵主要由原料精制系統(tǒng)、催化劑配制系統(tǒng)、聚合反應(yīng)系統(tǒng)、丙烯閃蒸回收系統(tǒng)、聚合物汽蒸干燥系統(tǒng)、造粒系統(tǒng)和包裝系統(tǒng)組成。目前產(chǎn)成品丙烯是重要的化學(xué)工業(yè)基礎(chǔ)原料,市場(chǎng)需求量大,供不應(yīng)求,市場(chǎng)前景很好。
13、產(chǎn)品精制
前述各裝臵生產(chǎn)的油品一般還不能直接作為商品,為滿足商品要求,除需進(jìn)行調(diào)合、添加添加劑外,往往還需要進(jìn)一步精制,除去雜質(zhì),改善性能以滿足實(shí)際要求。常見的雜質(zhì)有含硫、氮、氧的化合物,以及混在油中的蠟和膠質(zhì)等成分。它們可使油品有臭味,色澤深,腐蝕機(jī)械設(shè)備,不易保存。除去雜質(zhì)常用的方法有酸堿精制、脫臭、加氫、溶劑精制、白土精制、脫蠟等。酸精制是用硫酸處理油品,可除去某些含硫化合物、含氮化合物和膠質(zhì)。堿精制是用燒堿水溶液處理油品,如汽油、柴油、潤(rùn)滑油,可除去含氧化合物和硫化物,并可除去酸精制時(shí)殘留的 硫酸。酸精制與堿精制常聯(lián)合應(yīng)用,故稱酸堿精制。脫臭是針對(duì)含硫高的 原油制成的汽、煤、柴油,因含硫醇而產(chǎn)生惡臭。硫醇含量高時(shí)會(huì)引起油品生膠質(zhì),不易保存。可采用催化劑存在下,先用堿液處理,再用空氣氧化。加氫是在催化劑存在下,于300~425℃, 1.5兆帕壓力下加氫,可除去含硫、氮、氧的化合物和金屬雜質(zhì),改進(jìn)油品的 儲(chǔ)存性能和腐蝕性、燃燒性,可用于各種油品。脫蠟主要用于精制航空煤油、柴油等。油中含蠟,在低溫下形成蠟的結(jié)晶,影響流動(dòng)性能,并易于堵塞管道。脫蠟對(duì)航空用油十分重要。脫蠟可用分子篩吸附。潤(rùn)滑油的精制常采用溶劑精制脫除不理想成分,以改善組成和顏色。有時(shí)需要脫蠟。白土精制一般放在精制工序的 最后,用白土(主要由二氧化硅和三氧化二鋁組成)吸附有害的物質(zhì)。經(jīng)過了精制階段,該系列化工產(chǎn)品就可以直接進(jìn)行銷售了。
四、產(chǎn)品知識(shí):
石油產(chǎn)品可分為: 石油燃料、石油溶劑與化工原料、潤(rùn)滑劑、石蠟、石油瀝青、石油焦等6類。
4.1、汽油
是消耗量最大的品種。汽油的沸點(diǎn)范圍(又稱餾程)為30--205°C,密度為0.70-0.78克/厘米3,商品汽油按油料在汽缸中燃燒時(shí)抗爆震燃燒性能的優(yōu)劣區(qū)分,標(biāo)記為辛烷值70、80、90或更高。標(biāo)號(hào)越大,性能越好。汽油主要用作汽車、摩托車、快艇、直升飛機(jī)、農(nóng)林用飛機(jī)的燃料。商品汽油中添加有添加劑(如抗爆劑四乙基鉛、醚化劑MTEB等)以改善使用和儲(chǔ)存性能。
4.2、柴油
沸點(diǎn)范圍有180-370℃和350-410℃兩類。對(duì)石油及其加工產(chǎn)品,習(xí)慣上對(duì)沸點(diǎn)或沸點(diǎn)范圍低的稱為輕,相反成為重。故上述前者稱為輕柴油,后者稱為重柴油。商品柴油按凝固點(diǎn)分級(jí),如
10、-20等,表示低使用溫度,柴油廣泛用于大型車輛、船艦。由于高速柴油機(jī)(汽車用)比汽油機(jī)省油,柴油需求量增長(zhǎng)速度大于汽油,一些小型汽車也改用柴油。對(duì)柴油質(zhì)量要求是燃燒性能和流動(dòng)性好。燃燒性能用十六烷值表示愈高愈好,大慶原油制成的柴油十六烷值可達(dá)68。高速柴油機(jī)用的輕柴油十六烷值為42-55,低速的在35以下。
4.3、燃料油
用作鍋爐、輪船及工業(yè)爐的燃料。商品燃料油用粘度大小區(qū)分不同牌號(hào),如渣油等。4.4、潤(rùn)滑油
潤(rùn)滑油從石油制得的潤(rùn)滑油約占總潤(rùn)滑劑產(chǎn)量的95%以上。除潤(rùn)滑性能外,還具有冷卻、密封、防腐、絕緣、清洗、傳遞能量的作用。產(chǎn)量最大的是內(nèi)燃機(jī)油(占40%),其余為齒輪油、液壓油、汽輪機(jī)油、電器絕緣油、壓縮機(jī)油,合計(jì)占40%。商品潤(rùn)滑油按粘度分級(jí),負(fù)荷大,速度低的機(jī)械用高粘度油,否則用低粘度油。煉油裝臵生產(chǎn)的是采取各種精制工藝制成的基礎(chǔ)油,再加多種添加劑,因此具有專用功能,附加產(chǎn)值高。
4.5、潤(rùn)滑脂
俗稱黃油,是潤(rùn)滑劑加稠化劑制成的固體或半流體,用于不宜使用潤(rùn)滑油的軸承、齒輪部位。4.6、石蠟油
包括石蠟(占總消耗量的10%)、地蠟、石油脂等。石蠟主要做包裝材料、化妝品原料及蠟制品,也可做為化工原料產(chǎn)脂肪酸(肥皂原料)。
4.7、石油瀝青
主要供道路、建筑用。4.8、石油焦
用于冶金(鋼、鋁)、化工(電石)行業(yè)做電極。
4.9、煉廠氣
可直接做燃料或加壓液化分出液化石油氣,可做原料或化工原料。煉油廠提供的化工原料品種很多,是有機(jī)化工產(chǎn)品的原料基地,各種油、煉廠氣都可按不同生產(chǎn)目的、生產(chǎn)工藝選用。常壓下的氣態(tài)原料主要制乙烯、丙烯、合成氨、氫氣、乙炔、碳黑。液態(tài)原料(液化石油氣、輕汽油、輕柴油、重柴油)經(jīng)裂解可制成發(fā)展石油化工所需的絕大部分基礎(chǔ)原料(乙炔除外),是發(fā)展石油化工的基礎(chǔ)。
4.10其他產(chǎn)品:煉油廠還是苯、甲苯、二甲苯等重要芳烴的提供者。另外,汽油、航空煤油、柴油中或多或少加有添加劑以改進(jìn)使用、儲(chǔ)存性能。各個(gè)煉油裝臵生產(chǎn)的產(chǎn)物都需按商品標(biāo)準(zhǔn)加入添加劑和不同裝臵的油進(jìn)行調(diào)和方能作為商品使用。石油添加劑用量少,功效大,屬化學(xué)合成的精細(xì)化工產(chǎn)品,是發(fā)展高檔產(chǎn)品所必需的,應(yīng)大力發(fā)展。如目前生產(chǎn)的MTEB產(chǎn)品是提高汽油辛烷值的重要的添加劑。
第五篇:特種加工技術(shù)論文
特種加工技術(shù)概論
摘要:特種加工技術(shù)是直接借助電能、熱能等各種能量進(jìn)行材料加工的重要工藝方法。本文簡(jiǎn)介了電火花加工,電化學(xué)加工,超聲波加工等各種不同的特種加工技術(shù),并介紹了特種加工技術(shù)的特點(diǎn)及未來發(fā)展方向趨勢(shì)。
關(guān)鍵詞:特種加工 電火花加工 電化學(xué)加工 離子束加工 超聲波加工 快速成形
一.前言:
近年來,計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、國(guó)防軍工和航空航天技術(shù)發(fā)展迅速,與此同時(shí),高度、高韌性、高強(qiáng)度和高脆性等難切削材料的應(yīng)用日益廣泛,制造精密細(xì)小、形狀復(fù)雜和結(jié)構(gòu)特殊工件的求也在日益增加。社會(huì)需求與技術(shù)進(jìn)步的結(jié)合促使特種加工技術(shù)不斷進(jìn)步和快速發(fā)展。所謂特種加工,是一種利用化學(xué)能、電能、聲能、機(jī)械能以及光能和熱能對(duì)金屬或非金屬材料進(jìn)行加工的方法。其工作原理不同于傳統(tǒng)的機(jī)械切削方法,即加工過程中工件與所用工具之間沒有明顯的切削力,工具材料的硬度也可低于工件材料的硬度。特種加工技術(shù)在國(guó)內(nèi)外各行各業(yè)的應(yīng)用中取得了巨大成效,它們有著各自的特點(diǎn),特殊材料或特殊結(jié)構(gòu)工件的加工工藝性發(fā)生了根本變化,解決了傳統(tǒng)加工方法所遇到的各種問題,已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域中不可缺少的重要加工手段和關(guān)鍵制造技術(shù)。
二.特種加工的特點(diǎn)
特種加工與一般機(jī)械切削加工相比,有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),在某種場(chǎng)合上,它是一般機(jī)械切削加工的補(bǔ)充,擴(kuò)大了機(jī)械加工的領(lǐng)域。它具有以下較為突出的特點(diǎn)
(1)不用機(jī)械能,與加工對(duì)象的機(jī)械性能無關(guān),有些加工方法,如激光加工、電火花加工、等離子弧加工、電化學(xué)加工等,是利用熱能、化學(xué)能、電化學(xué)能等,這些加工方法與工件的硬度強(qiáng)度等機(jī)械性能無關(guān),故可加工各種硬、軟、脆、熱敏、耐腐蝕、高熔點(diǎn)、高強(qiáng)度、特殊性能的金屬和非金屬材料。
(2)非接觸加工,不一定需要工具,有的雖使用工具,但與工件不接觸,因此,工件不承受大的作用力,工具硬度可低于工件硬度,故使剛性極低元件及彈性元件得以加工。
(3)微細(xì)加工,工件表面質(zhì)量高,有些特種加工,如超聲、電化學(xué)、水噴射、磨料流等,加工余量都是微細(xì)進(jìn)行,故不僅可加工尺寸微小的孔或狹縫,還能獲得高精度、極低粗糙度的加工表面。
(4)不存在加工中的機(jī)械應(yīng)變或大面積的熱應(yīng)變,可獲得較低的表面粗糙度,其熱應(yīng)力、殘余應(yīng)力、冷作硬化等均比較小,尺寸穩(wěn)定性好。
(5)兩種或兩種以上的不同類型的能量可相互組合形成新的復(fù)合加工,其綜合加工效果明顯,且便于推廣使用。
(6)特種加工對(duì)簡(jiǎn)化加工工藝、變革新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)及零件結(jié)構(gòu)工藝性等產(chǎn)生積極的影響。
三.特種加工的分類
與其它先進(jìn)制造技術(shù)一樣,特種加工正在研究、開發(fā)推廣和應(yīng)用之中,具有很好的發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用前景。依據(jù)加工能量的來源及作用形式列舉各種常用的特種加工方法。特種加工按照所利用的能量形式來分類,具體如下:(1)電、熱能 電火花加工、電子束加工、等離子加工。(2)電、機(jī)械能 離子束加工。
(3)電、化學(xué)能 電解加工、電解拋光。
(4)電、化學(xué)能、機(jī)械能 電解磨削、陽極機(jī)械磨削。(5)光、熱能 激光加工。
(6)化學(xué)能 化學(xué)加工、化學(xué)拋光。(7)聲、機(jī)械能 超聲加工。
(8)機(jī)械能 磨料噴射加工、磨料流加工、液體噴射加工。
目前,生產(chǎn)實(shí)用中應(yīng)用最廣的是電火花加工、電化學(xué)加工、離子束加工、超聲加工、磨料水射流切割技術(shù)和液中放電成形加工。1.電火花加工
電火花加工的原理是基于工具和工件之間脈沖性火花放電時(shí)的電腐蝕現(xiàn)象來蝕除多余的金屬,以達(dá)到對(duì)零件的尺寸形狀及表面質(zhì)量預(yù)定的加工要求。按
工具電極和工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方式和用途的不同,電火花加工工藝大致可分為電火花成形加工、電火花線切割、電火花磨削和鏜磨、電火花同步共軛回轉(zhuǎn)加工、電火花高速小孔加工、電火花放電沉積與刻字六大類。
1.1 電火花放電沉積的基本原理與特點(diǎn)
電火花放電沉積的原理是利用脈沖電路的充放電原理,采用導(dǎo)電材料(硬質(zhì)合金、石墨、合金鋼、鋁和銅等)作為工具電極(陽極),在空氣或特殊的氣體中使之與被強(qiáng)化的金屬工件(陰極)之間產(chǎn)生火花放電。當(dāng)工具電極與工件達(dá)到某個(gè)距離電場(chǎng)強(qiáng)度足以使介質(zhì)電離擊穿時(shí)兩者之間就產(chǎn)生火花放電,使電極端部與工件表面微區(qū)發(fā)生熔化甚至氣化,熔融金屬在熱作用,電磁力和機(jī)械力的作用下沉積在工件表面。電極與工件的放電間隙頻繁發(fā)生變化,電極與工件間不斷發(fā)生火花放電,從而實(shí)現(xiàn)放電沉積。1.2 極性效應(yīng)
在電火花放電加工過程中,無論是正極還是負(fù)極,都會(huì)受到不同程度的電蝕。這種單純由于正、負(fù)極性不同而彼此電蝕量不一樣的現(xiàn)象叫做極性效應(yīng)。因此,當(dāng)采用窄脈沖、精加工時(shí)應(yīng)選用正極性加工;當(dāng)采用長(zhǎng)脈沖、粗加工時(shí),應(yīng)采用負(fù)極性加工,此時(shí)可得到較高的蝕除速度和較低的電極損耗。從提高加工生產(chǎn)率和減小工具損耗的角度來看,極性效應(yīng)愈顯著愈好,故在電火花加工中必須充分利用。當(dāng)用交變的脈沖電流加工時(shí),單個(gè)脈沖的極性效應(yīng)便相互抵消,增加了工具的損耗,因此,電火花加工一般采用單向脈沖電源。1.3 電火花加工中電極損耗分析與解決措施
電火花在整個(gè)加工過程中要受到各種干擾因素的影響, 這些干擾因素直接或間接地影響著加工質(zhì)量。在電火花加工過程中電極損耗分為絕對(duì)損耗和相對(duì)損耗。造成電極損耗的原因有:小面積精加工,加工件結(jié)構(gòu)尺寸偏小,加工時(shí)間過長(zhǎng),電極裝夾不當(dāng)?shù)纫蛩?。因此為了減少電極的損耗一般有以下方法:(1)有效排除電蝕物(2)電極材料和加工參數(shù)的合理選用(3)提高加工技能和安全操作意念等等。電火花加工電極損耗和變形是一個(gè)復(fù)雜的過程。為了降低電極損耗程度, 減少變形, 除了充分利用放電過程的極性效應(yīng)和吸附效應(yīng)外, 同時(shí)也要選用適宜的電極材料, 并且在實(shí)際的加工過程中要根據(jù)具體的加工對(duì)象實(shí)施一定的加工技巧和選擇合適的加工參數(shù)。
1.4 電火花加工的發(fā)展趨勢(shì)
電火花線切割加工技術(shù)在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間里間都是采用精規(guī)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行一次切割成型,其切割速度與加工表面質(zhì)量之間存在著一定的矛盾。中國(guó)特有的高速走絲電火花線切割機(jī)長(zhǎng)期存在的加工質(zhì)量問題, 可以采用多次切割工藝來解決。現(xiàn)目前中速走絲電火花線切割機(jī)是一種價(jià)格較低, 加工精度、粗糙度、加工效率介于高速走絲與慢走絲的一種機(jī)床,具有很好的發(fā)展前景。2.電化學(xué)加工
電化學(xué)加工是利用電化學(xué)反應(yīng)(或稱電化學(xué)腐蝕)對(duì)金屬材料進(jìn)行加工的
方法。與機(jī)械加工相比,電化學(xué)加工不受材料硬度、韌性的限制,已廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)中。常用的電化學(xué)加工有電解加工、電磨削、電化學(xué)拋光、電鍍、電刻蝕和電解冶煉等。近期,電化學(xué)加工工藝技術(shù)研究涉及的方向主要集中在超純水電解加工、微細(xì)加工、加工間隙的檢測(cè)與控制、數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)等重點(diǎn)領(lǐng)域。
2.1 電解加工的優(yōu)缺點(diǎn)
(1)加工范圍廣不受金屬材料本身力學(xué)性能的限制(2)電解加工的生產(chǎn)效率高(3)可以達(dá)到較好的表面粗糙度(4)加工過程中陰極工具在理論上不會(huì)損耗(5)加工過程中沒有切削力可以不會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力和變形。但是任何一種加工方式都有它的弊端,在電化學(xué)加工過程中也有缺點(diǎn)和其局限性:(1)不易達(dá)到較高的加工精度和加工穩(wěn)定性(2)電極工具的設(shè)計(jì)和修正比較麻煩(3)電極加工的附屬設(shè)備較多。(4)電解產(chǎn)物需要進(jìn)行妥善的處理,否則將污染環(huán)境。
2.2 未來展望
近階段,電解加工的研究重點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域主要會(huì)集中在以下幾個(gè)方向:(1)電化學(xué)微精加工的深入研究電化學(xué)加工技術(shù)具有加工機(jī)理的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)以及在微精甚至在納米加工領(lǐng)域進(jìn)一步研究探索的空間,但還必須在自身工藝規(guī)律認(rèn)識(shí)和完善的基礎(chǔ)上不斷創(chuàng)新。具體應(yīng)關(guān)注: ①進(jìn)一步完善硬件系統(tǒng),如微進(jìn)給系統(tǒng)及微控工作臺(tái)的性能及可靠性的提升;加工過程自動(dòng)檢測(cè)與適應(yīng)控制研發(fā)的深化;②微精加工機(jī)理的研究,尤其是中、高頻率脈沖電流條件下,微精加工電化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)等方面的深入研究。(2)脈沖電源的深化研發(fā)微秒級(jí)脈沖電源的工程化完善以及在工業(yè)領(lǐng)域的大力推廣應(yīng)用。納秒級(jí)脈沖電源、群脈沖電源、逆變式脈沖電源的性能完善。(3)理論成果向?qū)嶋H應(yīng)用的轉(zhuǎn)化。諸如加工間隙的檢測(cè)與控制、陰極數(shù)字化設(shè)計(jì)、電解加工過程的模擬與仿真等均是電化學(xué)加工的關(guān)鍵技術(shù),不能僅僅在各種基金支持下獲得理論成果即束之高閣,而應(yīng)盡快由實(shí)驗(yàn)室向工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)移。
3.離子束加工
聚焦離子束技術(shù)是一種集形貌觀測(cè)、定位制樣、成分分析、薄膜淀積和無掩膜刻蝕各過程于一身的新型微納加工技術(shù)。離子束納米加工,具有傳統(tǒng)加工方法無可比擬的優(yōu)勢(shì)而逐漸成為新一代精加工方法,在微納米加工、操縱以及器件的研制等方面具有重要應(yīng)用。納米測(cè)量學(xué)在納米科技中起著信息采集和分析的不可替代的重要作用,納米加工是納米尺度制造業(yè)的核心,發(fā)展納米測(cè)量學(xué)和納米加工的一個(gè)重要方法就是電子束與離子束技術(shù)。4.超聲波加工
超聲加工是利用超聲頻作小振幅振動(dòng)的工具,并通過它與工件之間游離于液體中的磨料對(duì)被加工表面的捶擊作用,使工件材料表面逐步破碎的特種加工。超聲加工常用于穿孔、切割、焊接、套料和拋光。其加工原理是超聲波發(fā)生器將工頻交流電能轉(zhuǎn)變?yōu)橛幸欢üβ瘦敵龅某曨l電振蕩,換能器將超聲
頻電振蕩轉(zhuǎn)變?yōu)槌暀C(jī)械振動(dòng),通過振幅擴(kuò)大棒(變幅桿)使固定在變幅桿端部的工具振產(chǎn)生超聲波振動(dòng),迫使磨料懸浮液高速地不斷撞擊、拋磨被加工表面使工件成型。超聲加工的主要特點(diǎn):不受材料是否導(dǎo)電的限制;工具對(duì)工件的宏觀作用力小、熱影響小,因而可加工薄壁、窄縫和薄片工件;被加工材料的脆性越大越容易加工,材料越硬或強(qiáng)度、韌性越大則越難加工;由于工件材料的碎除主要靠磨料的作用,磨料的硬度應(yīng)比被加工材料的硬度高,而工具的硬度可以低于工件材料;可以與其他多種加工方法結(jié)合應(yīng)用,如超聲振動(dòng)切削、超聲電火花加工和超聲電解加工等。4.1 高效超聲波光整技術(shù)原理
高效超聲波光整技術(shù)是利用超聲波振動(dòng)冷壓加工原理。它是將一臺(tái)高效超聲波表面光整設(shè)備裝于車床刀架上,利用工件的回轉(zhuǎn),磨頭對(duì)零件表面作高頻率短促的往復(fù)振動(dòng)沖擊運(yùn)動(dòng),以一定的沖擊力敲擊被加工表面的加工方法。其冷壓加工是充分利用金屬的塑性,使零件的表面層金屬在外力作用下產(chǎn)生細(xì)微塑性殘余變形,從而達(dá)到改變其表面性能,形狀和尺寸的目的。5.快速成形
快速成形技術(shù)的基本原理是基于“離散—堆積”的成形方法, 借助三維CAD 軟件, 或用實(shí)體反求方法采集得到有關(guān)原型或零件的幾何形狀、結(jié)構(gòu)和材料的組合信息, 從而獲得目標(biāo)原型的概念并以此建立數(shù)字化描述CAD 模型, 之后經(jīng)過一定的轉(zhuǎn)換或修改, 將三維虛擬實(shí)體表面轉(zhuǎn)換為用一系列三角面片逼近的表面, 生成面片文件, 再按虛擬三維實(shí)體某一方向?qū)AD 模型離散化, 分解成具有一定厚度的層片文件, 由三維輪廓轉(zhuǎn)換為近似的二維輪廓, 然后根據(jù)不同的快速成形工藝對(duì)文件進(jìn)行處理, 對(duì)層片文件進(jìn)行檢驗(yàn)或修正并生成正確的數(shù)控加工代碼, 通過專用的CAM 系統(tǒng)控制材料有規(guī)律地、精確地疊加起來(堆積)而成一個(gè)三維實(shí)體制件,快速成形技術(shù)的成形方法多達(dá)十余種,目前應(yīng)用較多的有立體光固化法,選擇性激光燒結(jié)、分層實(shí)體制造、熔積成形等。這些工藝方法都是在材料疊加成形的原理基礎(chǔ)上,結(jié)合材料的物理化學(xué)特性和先進(jìn)的工藝方法而形成的,它與其他學(xué)科的發(fā)展密切相關(guān)。5.1 快速成形技術(shù)特點(diǎn):(1)制造快速(2)技術(shù)高度密集(3)自由成形制造(4)制造過程高柔度性(5)可選材料的廣泛性(6)廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域(7)突出的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益 5.2 快速成形制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
最近隨著新材料技術(shù)、新工藝及信息網(wǎng)絡(luò)化等方面的進(jìn)步,許多新快速成型制造技術(shù)不斷涌現(xiàn)并應(yīng)用在各領(lǐng)域,主要出現(xiàn)在快速模具,納米制造、仿生制造和集成制造等領(lǐng)域。6.磨料水射流切割技術(shù)
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,各行各業(yè)對(duì)切割技術(shù)的需求越來越大,對(duì)切割質(zhì)量的要求也越來越高。水射流都已成為新型的切割加工方法之一。水射流切割分為純水射流切割和磨料水射流切割兩種。純水射流切割是以純水作為能量載
體, 其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,噴嘴磨損慢, 但切割能力差。磨料水射流切割以水和磨料的混合液作為能量載體, 切割能力強(qiáng),能切割幾乎所有的材料,其卓越的應(yīng)用效果越來越被人們
7.液中放電成形加工
液中放電成形加工:它是利用液電效應(yīng)對(duì)金屬進(jìn)行沖壓成形的工藝方法。當(dāng)高壓脈沖放電在液體中發(fā)生時(shí),液體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的爆炸,其沖擊壓力可達(dá)102~104M Pa,這就是所謂的液電效應(yīng),也叫電水錘效應(yīng)。該法具有成形速度高,可用于高強(qiáng)高硬的金屬材料;工件回彈小,加工精度高;能同時(shí)完成拉伸、沖孔、剪切、壓印、翻邊等多種工序等優(yōu)點(diǎn)。該法適合形狀復(fù)雜及高強(qiáng)高硬金屬工件的沖壓成形。液電沖壓成形法在國(guó)外的機(jī)械加工行業(yè)中已有應(yīng)用,并已有這種成形設(shè)備的系列產(chǎn)品面世。四.特種加工的發(fā)展趨勢(shì)
為進(jìn)一步提高特種加工技術(shù)水平及擴(kuò)大其應(yīng)用范圍, 當(dāng)前特種加工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要包括以下幾點(diǎn):1)采用自動(dòng)化技術(shù)。充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)特種加工設(shè)備的控制系統(tǒng)、電源系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化,使加工設(shè)備向自動(dòng)化、柔性化方向發(fā)展, 這是當(dāng)前特種加工技術(shù)的主要發(fā)展方向。2)趨向精密化研究。高新技術(shù)的發(fā)展促使高新技術(shù)產(chǎn)品向超精密化與小型化方向發(fā)展, 對(duì)產(chǎn)品零件的精度與表面粗糙度提出更嚴(yán)格的要求。為適應(yīng)這一發(fā)展趨勢(shì), 特種加工的精密化研究已引起人們的高度重視, 3)開發(fā)新工藝方法及復(fù)合工藝。為適應(yīng)產(chǎn)品的高技術(shù)性能要求與新型材料的加工要求, 需要不斷開發(fā)新工藝方法, 包括微細(xì)加工和復(fù)合加工, 尤其是質(zhì)量高、效率高、經(jīng)濟(jì)型的復(fù)合加工, 如工程陶瓷、復(fù)合材料以及聚晶金剛石等。五.結(jié)束語
特種加工技術(shù)涵蓋了機(jī)械、材料等技術(shù),是一門綜合的科學(xué)加工技術(shù)其發(fā)展異常迅速。加工尺度的微細(xì)化,加工方法的復(fù)合化和加工過程的自動(dòng)化,已成為特種加工技術(shù)研究發(fā)展的熱點(diǎn)。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展, 特種加工必將不斷完善和迅速發(fā)展, 特種加工必將成為推動(dòng)科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代制造工業(yè)發(fā)展的中堅(jiān)力量。參考文獻(xiàn): [ 1 ] 孔慶華.特種加工[M ].上海:同濟(jì)大學(xué)出版社, 2003.[ 2 ] 趙萬生.特種加工技術(shù)[M ].北京:高等教育出版社, 2001.[ 3 ] 曹鳳國(guó).超聲加工技術(shù)[ M].北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2005 [ 4 ] 張遼遠(yuǎn).現(xiàn)代加工技術(shù)[ M].北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2002 [ 5 ] 陳曉華.快速成形技術(shù)[ J ].電氣制造, 2006(3).[ 6 ] 華林, 王華昌.激光切割和水切割技術(shù)[J ].機(jī)械制造, 1996(2).[ 7 ] 薛勝雄, 黃汪平.我國(guó)高壓水射流設(shè)備的發(fā)展動(dòng)向[J ].流體機(jī)械, 1999(1).