反应器初步设计说明书

反映器初步设计阐明书————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期:ﻩ目录TOＣ＼o＂１-3"\h\uHYＰＥＲＬIＮＫ\l_Toc403１第１章反映器设计 PAGERＥF_Tｏｃ４0311ＨYPERＬＩＮＫ＼ｌ_Tｏｃ２389３1.１反映器设计概述ﻩPAGEREＦ_Tｏc238931HＹPERLIＮＫ\ｌ_Toc715１１．2反映器的选型 １5１1ＨＹPERLINK\l_Toｃ２7068第2章催化剂ﻩPAＧＥREF_Toｃ27068３HYPERLINK\l_Tｏc93322.１催化剂的选择 PＡＧERＥF_Toc93323HＹPEＲLINK\ｌ_Toc１３15２．2催化剂失活的因素ﻩＰＡGEREF＿Tｏc13１５3ＨYPERLINK＼l_Tｏc３097７2.3催化剂再生的办法ﻩPAＧEREＦ_Ｔoc3097７3HYPERＬINK\l＿Toc16９8６第3章丙烷脱氢反映器 PAGEREF_Ｔoc169864HYPERＬINK\ｌ_Toc87２３.1主反映及副反映方程式ﻩPAGEＲEF_Tｏｃ87２4HYPERLＩNＫ\l＿Tｏｃ1３133.２反映机理ﻩPＡGEREF_Ｔoｃ13134HYPERＬINK\l_Tｏｃ７3533.3动力学方程 PAＧEＲEF_Toc73534HＹＰＥRＬIＮＫ\ｌ_Toc3２086３.3.1催化反映动力学模型ﻩPAGEREＦ_Ｔoｃ320864HYPEＲLINK＼l_Toc1１3303．３．2失活动力学ﻩＰAGＥREF_Toc11３３05HYPERＬIＮK\l_Tｏc625０３.4反映器设计思路阐明 PAGEREF_Ｔoc62506ＨYＰＥＲＬＩNＫ\l_Toc２65233.4.1反映条件 PAGＥRＥＦ＿Toc26５23６HＹＰＥRLINK\l_Ｔｏｃ956３．4.2反映器类型的选择 PＡＧERＥF＿Ｔoc９56７HYPEＲLIＮK＼l_Ｔoc1０70３.４.3反映器数学模拟ﻩPAGEＲEF_Toｃ１0707HYＰERＬIＮK\l_Tｏc2829６３.4.4反映器体积的计算 PＡGEREF_Tｏc２８2967HYPERＬＩNK\l_Toc87193．5催化剂设计 PＡGEＲEＦ_Toc８71911HYＰＥＲLINK\l＿Toc82933.５．1催化剂用量ﻩPAGＥREF_Toc829３1１HYPＥＲLINＫ\l_Ｔｏc１700３．5.2催化剂来源 PAＧＥREF_Toc1700１1ＨYPEＲLIＮK\ｌ＿Toｃ103263.５.3催化剂的装填 PAＧEREＦ_Toc1０3２611HYＰEＲLＩNＫ\l_Toｃ75２03.6反映器内部构造设计 PＡGＥREF＿Toc７5２０1１ＨYＰERLＩＮK\ｌ＿Ｔｏc270１9３.6.１催化剂床层开孔 ＰAＧERＥF＿Ｔoc2701911HYPERＬＩNK\ｌ_Tｏｃ５6683．6.2催化剂分布器 PAＧERＥＦ_Toc566812HＹPERLIＮK\l_Toc256653.6.3气体分布器ﻩPAGERＥF_Toc２56651２HYPＥRLINK\l_Tｏc10４013.7反映器管口计算ﻩPAGＥREＦ＿Toｃ１040112HYＰＥRＬＩNＫ\l_Tｏｃ4１0５3.7.1进料管(以第一台反映器为例) PAGEREＦ_Ｔoc４１0512HYPEＲLIＮK\l_Toc１4８９3３.7.2出料管ﻩＰAGＥＲＥF_Tｏc148９31３HYPERLINK\l_Ｔoｃ２47973.7.3吹扫空气入口ﻩPAＧＥRＥＦ＿Ｔoc２47971３HYPERLINK＼l＿Toc2７3６63.7.4催化剂进料口ﻩＰAGEREF_Toｃ2736613HYPERＬINK＼ｌ_Ｔｏc18９9０3.7.５催化剂出口 PAGＥＲEF_Toc1８99０１3ＨＹPERLIＮK\ｌ_Toc３362３．7．6排净口ﻩPAGEREF_Ｔoｃ３３6２13HYPＥRＬIＮK\l_Toｃ222903.7．7人孔 PAGEREF_Toｃ22290１4HＹPERLＩNK\l＿Tｏc24904３.7．8催化剂床层固定钢 PＡＧERＥF_Toｃ249041４HＹPEＲLINＫ\l＿Ｔoｃ２6９４３3．8加热炉 ＰAGERＥF_Toc2６94314HＹPERLIＮＫ\l＿Tｏｃ３8７3.9机械强度的计算和校核 PAGＥREF_Ｔoc38７１4HYPERLINK\l＿Toc31857３.9.１反映器材料的选择ﻩPＡGEＲEF_Toc3１85７１4HＹPEＲＬINK\ｌ_Ｔoｃ10０13.9．2反映器筒体厚度的选择ﻩPAGEREＦ_Toc100114HYPＥRLIＮK\l_Toc3１3403.９.3反映器封头厚度的计算 PＡGEREF＿Toc3134015HYPERLＩNK\l＿Tｏc2０2４1３．9．4液压实验校核 PAGＥREF_Tｏc２024１16ＨＹPERLＩNＫ\l_Ｔoc1939６3.9.５反映器强度校核 PAGＥREF_Toc１9３9６16ＨYPERLIＮK\ｌ＿Toc15４103．9.6反映器封头的选择ﻩPAGEREＦ_Toｃ15４1025HYPERＬＩNK\l＿Ｔｏc29６993．10设计成果总结(以第一台反映器为例) PAＧEＲEＦ_Toｃ２９6992６HYPERLINK\l_Ｔoc151５5第4章乙炔选择性加氢反映器ﻩPAGEREF＿Ｔｏc1515526HYＰＥRLINK\l_Ｔoc153384.１概述 PAGEＲEF_Toｃ153３826HYPEＲLIＮK\l_Toc４19１4．2反映方程式 ＰAGEＲEF_Ｔoc41912７HＹPERLＩＮK\l_Toｃ17124４.3催化剂的选用ﻩPAGEＲEＦ_Toc１71２42７ＨYPEＲLIＮK＼ｌ＿Ｔoｃ１６5374.4设计简述ﻩＰAＧＥＲEＦ_Toc1653727HYPERLINK\ｌ＿Toc22７5４4.５在Polymath中的模拟与优化 PAＧEREF_Tｏc2２75429HYPＥRLＩNK\l_Ｔｏc1０3024.６选择性加氢反映器总结ﻩＰAGEＲEＦ_Ｔoｃ１０３0230ＨYPERLＩNＫ\l_Toc19509第5章参考文献 PAGＥREF＿Toｃ1９50930反映器设计反映器设计概述化学反映器是将反映物通过化学反映转化为产物的装置，是化工生产流程中的中心环节。由于化学反映种类繁多，机理各异,因此，为了适应不同反映的需要，化学反映器的类型和构造也必然差别很大。反映器的性能优良与否,不仅直接影响化学反映本身,并且影响原料的预解决和产物的分离,因而,反映器设计过程中需要考虑的工艺和工程因素应当是多方面的。反映器的设计重要涉及：1)反映器选型；2)拟定适宜的工艺条件;３)拟定实现这些工艺条件所需的技术方法;4)拟定反映器的构造尺寸;5)拟定必要的控制手段。在反映器设计时,除了一般说的要符合“合理、先进、安全、经济”的原则,在贯彻到具体问题时,要考虑到下列的设计要点:1)确保物料转化率和反映时间；2)满足物料和反映的热传递规定;3）设计适宜的搅拌器和类似作用的机构；4)注意材质选用和机械加工规定。反映器的选型反映器按构造大致能够分为釜式、管式、固定床、流化床、移动床等类型。它们的重要合用范畴和特性见下表1-1:表1-1反映器类型反映器类型合用范畴特性釜式反映器液液，气液，液固，气液固构造简朴、加工方便,传质、传热效率高,温度浓度分布均匀,操作灵活性大,便于控制和变化反映条件，适合于多品种、小批量生产，但返混程度大，间歇操作时辅助时间所占比例大。管式反映器气相，液相返混小，所需反映器体积较小，比传热面大;但对慢速反映，管很长，压降很大固定床反映器气固相催化反映返混小，高转化率时催化剂用量少，催化剂不易磨损；但传热控温不易,催化剂装卸麻烦流化床反映器气固相,特别是催化剂失活很快的反映传热好,温度均匀，易控制，催化剂有效系数大；但床内返混大,不适于高转化率反映移动床反映器气固相，特别是催化剂失活很快的反映床层返混小,固气比可操作性大；但床内温差大，调节不易本反映器重要针对的是丙烷脱氢生成丙烯的反映，该反映的高效反映温度在550－650℃,反映压力为0．１ＭPa。反映两个最大的特点是：（1）反映为强吸热，分子数增加的可逆反映,平衡常数随温度的升高而增加。若要获得较高的脱氢转化率，则该反映需在高温和负压下进行，然而，高温又会使烷烃容易发生裂解和深度脱氢反映,造成反映的选择性减少。（２）催化剂容易结焦失活：高温对Ｃ—C键断裂的裂解反映比对C—Ｈ键断裂的脱氢反映更为有利,从而容易造成催化剂表面积碳，进而使催化剂失活加速。而持续工业化不允许频繁停车来更换催化剂，否则会造成产品质量的不稳定以及额外的能量与原料消耗。本项目涉及4台脱氢反映器和1台选择性加氢反映器。综合反映以及催化剂特点,我们分别选择移动床反映器和固定床反映器。催化剂催化剂的选择本反映综合生产实际以及环境和谐的规定,丙烷脱氢(PＤH)反映器选用Sn为助剂、Pt为活性中心，Ａl2O３为载体的Pt-Sｎ／Al2O3催化剂。催化剂为颗粒直径2ｍm的球形颗粒,密度为38００kｇ/m3，床层孔隙率ε取0．4。乙炔选择性加氢(SHP）反映器选用最惯用的钯系催化剂。催化剂失活的因素丙烷脱氢反映在热力学上是一种分子数增加、强吸热（１16KJ/mｏｌ)的可逆反映。为了使反映向脱氢反向进行,需要提高反映温度和减少反映器中的压力。但是在高温下,丙烯容易发生深度脱氢,造成选择性减少,并且在高温下C-C键裂解反映在热力学上比C-H键裂解更有利，从而加剧了碳在催化剂表面沉积造成Pt-Ｓn/Al2O3催化剂失活。催化剂再生的办法运用CCRTM再生装置,对结焦的Pt-Sn/Al2Ｏ3催化剂进行烧炭再生。其有４项重要功效：烧去催化剂的焦炭,铂催化剂的重新分派，移去额外的水分及将催化剂返回到还原状态(催化剂再生）。缓慢移动的催化剂床在通过反映器和再生器的环路中循环，惯用的循环时间为５~10天。反映部分和再生部分互相独立设计，因此即使再生器停车，也不用中断反映器内催化脱氢反映过程。丙烷脱氢反映器主反映：C3H主反映：C3H8→C3H6+H2△Hr=116.0754KJ/mol副反映：C3H8→C2H4+CH4△Hr=75.8671KJ/molC2H4+H2→C2H6△Hr=-136.98KJ/molC3H8+H2→C2H2+C+4H2△Hr=330.595KJ/mol反映机理图3-１丙烷脱氢反映机理动力学方程催化反映动力学模型－r1=k1*(P(Ｃ3H8)-P（C3H８)*P(H2)/Keq)／(1+P（C３H６）/K１）;-r２=ｋ2＊P(C３H８）;-r３=ｋ３*P（C2H４）*P（H2);单位：mol/(ｍiｎ*g).其中:Kｅq=ｅxp（１6.858-1539４/ｔ+148728／t２）atmR=8.314J/(mol＊K）;P(C3H8）是C3H8在反映器中的分压;P(C2H４)是Ｃ2H４在反映器中的分压;P(H２）是H2在反映器中的分压;t为反映器中的温度.失活动力学C＝Cm+CMCM＝ｋ2c*t动力学方程中各参数以下图3－2：图3－2动力学参数反映器设计思路阐明反映条件反映温度：866K反映压力:1ａtm稀释剂的选择:为了提高转化率,能够在反映气中添加稀释剂。水蒸汽是最早作为稀释气体引入丙烷脱氢过程的,它能有效增进丙烷脱氢反映,提高反映转化率，并且水蒸汽还是一种较好的载热剂,但是水蒸气会对催化剂构造产生影响，给产物分离造成困扰,并且催化剂价格昂贵，因此我们选择便宜的H2作为稀释剂，并且H2作为反映产物，也能够做到循环运用，提高原子运用率。本设计选用的氢烃比为1：1。反映器:径向绝热式移动床反映器,四台串联催化剂：球形,规格dｐ=２mｍ，空隙率反映进口流量:Ｇ=648６9.7１１mｏl/min反映器类型的选择由于该反映体系的原料是以混合气体进料，且进料量比较大，考虑到环保因素以及所采用的催化剂易失活问题,如若采用流化床反映器,则床层返混比较大，不适于做高转化率反映，而该反映规定丙烷最后转化率为88％，因此我们考虑选用床层返混较小且利于催化剂再生的移动床反映器。绝热式反映器相较于列管反映器含有造价低,反映器空间运用率高，操作简朴的优点,故考虑选用。反映器数学模拟本次反映器设计运用设计软件ＰOLYMATH进行优化和模拟。首先根据经验值拟定反映器床层高度，然后运用软件语言写出反映程序,进而运行得到反映器物料的摩尔分率和温度沿反映器径向的变化状况及个点的反映状态。最后通过变化工艺参数,如管长、管径、进口温度等,对反映器成果进行优化,得到最优转化率和产量。反映器体积的计算基本衡算方程研究对象选丙烯,甲烷,乙烷,体系选反映器的一种小微元,(考虑结焦对反映的影响)对这个微元体系做物料衡算,以下：主反映:副反映:对这个微元体系做热量衡算,以下:其中ａ是结焦浓度和催化剂活性的关联系数，Nt是不同床层位置的进料流量，Cp为进料物流的平均热容,Ｈｒ1,Hr2，Hr3分别是主副反映的反映热，r１，r2,ｒ3分别是主副反映的反映本征动力学。(二)Ｐoｌｙmatｈ模拟过程有了基本的化学反映动力学,用平推流（PＦＲ)通过polymａth来模拟,进口总的物料流量是Aspｅｎ模拟整个流程达成稳态时的数据。得到模拟程序以下:图3－３Polymaｔh模拟程序得到下列反映器中产物丙烯的摩尔分率沿径向的变化(以第一台反映器为例):图3-４丙烯摩尔分率沿径向的变化反映器温度沿径向的变化以下:图３－5反映器温度沿径向的变化从表格中查得转化率最大时对应的催化剂厚度为△Ｄ1=26ｃｍ。同理可得其它反映器催化剂床层厚度以下:△D２＝22cm，△D3=22ｃｍ，△D4＝2７ｃm。床层空隙率ε＝0．4,因此可得各反映器床层厚度分别为40cm,３4cｍ,34cｍ，42cm。（三)反映器构造参数表3-1反映器的构造参数反映器位号气体出口内径／ｍｍ反映器内径/ｍｍ催化剂床层厚度/ｍｍ催化剂床层长度/ｍ材料R2011200２40０40060Cr１8Ni9R2０２１2002４003406０Cｒ１８Ni９R2０3１200２40０34０６0Ｃr18Ni9R204１20024004２０60Cｒ18Ｎi９(四）反映器塔压降校核其中：——流体黏度,ｋg/(ｍ.s)——流体密度，kg/ｍ3ε——空隙率ｄp——催化剂直径Ｈ——反映器高度工艺数据以下：dp＝0.002m由计算公式得到反映器床层压降为△Ｐ=５843．9３Ｐa<１0%P=１5１98.75Pａ，可见床层压降很小,能够看做恒压反映，这是符合设计规定的。催化剂设计催化剂用量选用密度为３800ｋｇ/ｍ3的Pt-Ｓn／Aｌ2Ｏ3催化剂,各催化剂床层的体积分别是:Ｖ1＝７.1６m3,V2＝５．89ｍ3,Ｖ3=5.８9m3,V4＝７.4８m3。对应一次催化剂的装填量为ｍ=m1＋m２+m3+ｍ4=∑ρV=100.4吨催化剂来源由于催化剂的制备比较繁琐，我们采用从ＵOP公司购置。催化剂的装填对反映器进行喷砂解决,以去除反映管壁上的铁锈。将催化剂从反映器顶部入口注入，然后运用自重辅以压缩空气作用使催化剂填入床层。测量床层压降,使其符合正常压降的２5%即可。反映器内部构造设计催化剂床层开孔为了使反映气体进入催化剂床层与其充足接触反映，我们需要在催化剂床层器壁上开孔。床层的开孔率是开孔面积与总的有效传质面积的比值,其大小开孔方式的影响。所开孔直径要不大于催化剂颗粒直径，以确保催化剂不泄漏，我们选择催化剂床层两侧对称交叉开孔,开孔率的计算公式以下:由于丙烷脱氢是一种分子数增加的反映,因此在催化剂床层两侧开孔大小是不同的,所设计反映布气器的开孔率为4%，集气开孔率为6%。催化剂床层外侧的总面积为S=2x3.14X1．04x6=3９.207m2,因此布气开孔区的面积为S１＝Sxφ1＝1.568m２,开孔直径为1.５mm，由此可算得开孔个数为,圆整后的开孔个数为８87７5７个。同理可得催化剂床层内侧的总面积为S=2x3.1４Ｘ0．6x6=２２.６08m２,集气开孔区面积为S2=Ｓxφ2=1．356m2,开孔直径为１.５mm,由此可算得开孔个数为，圆整后的开孔个数为767７29个。为了确保布气均匀，还需要有一定的料封高度,取上段为0.7５m，下段为0.25m,总的开孔高度为５m，内外侧高度相似。催化剂分布器反映体系为气固相催化反映,反映器为模拟移动床反映器，反映气径向通过催化剂床层，因此规定反映气与催化剂能均匀接触，并且缓慢移动的催化剂床是在反映器和再生器的环路中循环的，因此各催化剂床层顶部需设立储存分布器。催化剂分布器最大能储存催化剂的质量为25．1吨,催化剂密度为38０0kg/m3,因此分布器的体积为６.６m3,根据反映器大小直径为20０0mm，则高度为2.2m。气体分布器由于气体的流动扩散性和可压缩性,因此在反映气进入催化剂床层反映之前有必要对气体进行分布使其均匀的进入床层,与催化剂充足均匀的接触，提高催化剂的运用率，进而提高反映转化率。反映器管口计算进料管(以第一台反映器为例)反映器混合气进料流量G=４６11３.5７６=12.837混合气在管内的流速取3０ｍ/s进料管选择接管尺寸: Φ820×１0出料管反映器混合气出料流量出料管连接管尺寸:φ820×10吹扫空气入口根据工艺需要选择接管尺寸：φ630×１０催化剂进料口根据工艺需要选择接管尺寸：φ2５×2.5催化剂出口根据工艺需要选择接管尺寸:φ2５×2.5排净口根据工艺需要选择接管尺寸:φ4５×2．５人孔根据工艺需要选择接管尺寸：φ500催化剂床层固定钢根据工艺需要，我们选用六个规格为４5*６mm,质量为3.99ｋｇ/m的角钢来连接床层外壁和筒体内壁，起到固定的作用。加热炉丙烷脱氢是分子数增加的强吸热反映，通过一段时间的反映后,反映器出口的温度会降到反映活性温度一下,为了确保反映正常进行，我们选择对反映器进行级间加热,加热方式是加热炉,所用燃料是从泉港石化工业园区的新奥燃气公司购置的天然气。机械强度的计算和校核反映器材料的选择鉴于本设计的反映温度为５93℃，反映压力为0.1MPa,因此在选材上我们选耐热耐蚀等性能都比较好的合金钢：０Cr18Ni9。反映器筒体厚度的选择设计温度:T=5９3℃设计压力：Pc=０．1x1.1＝0.11MＰａ钢板负偏差Ｃ１=-0.3mm考虑氢腐蚀,取腐蚀裕量Ｃ2=4mｍ材料在设计温度下的许用应力［σ]t=68.2MPａ焊接接头系数φ=１可得计算厚度为:不锈钢的最小厚度是2mm。名义厚度:n＝+C１+C２=２+0.３+4=６.3ｍm查阅筒体原则，最后将名义厚度圆整为7ｍｍ。筒体的有效厚度:e=tｎ-C1-C2＝２.7mｍ。反映器封头厚度的计算本工段工艺采用绝热式径向移动床反映器，为了美观,我们选用带有折边为1０0mm的上封头,即公称直径DＮ=220０mm，和带有折边为200mm的下封头,即公称直径DN=mｍ。型号是EHA型。封头需要与反映物质直接接触,根据物性及腐蚀数据,材料选择与筒体材料相似的0Cr18Ｎｉ9,腐蚀余量为4mｍ，钢板负偏差为0.3mｍ理论计算厚度：不锈钢的最小厚度是2mm。名义厚度：查阅封头原则，最后将名义厚度圆整为7mm。即。有效厚度：同理可得下封头的厚度数据:理论计算厚度:不锈钢的最小厚度是2mm。名义厚度：查阅封头原则,最后将名义厚度圆整为7ｍm。即有效厚度:液压实验校核液压实验的压力:液压实验容器应力:查表得,σｓ=205MPa，0.9σs=１8４.5MPa，由于σｔ<０.9σs,因此能够进行液压实验。最大允许工作压力：由于[P]>Pc=0.11MPa,因此反映器的压力符合设计规定。反映器的最大工作应力：σt＝Ｐｃx（Ｄｉ+e）/２ｅφ=48.94MPa,σt<[σ］，因此反映器所受应力符合设计规定。反映器强度校核对催化剂床层段进行SW6强度校核见下表：表3－２SW6第一次校核成果圆筒计算计算单位河北工业大学-烷转工艺计算所根据的原则GＢ１50．3－计算条件筒体简图计算压力Pc0.11MPa设计温度ｔ5９3Ｃ内径Di24００．００ｍm材料S30４08(板材)实验温度许用应力13７ＭPa设计温度许用应力t68.２MＰa实验温度下屈服点s205ＭPa钢板负偏差C10.30ｍm腐蚀裕量C2４.０0mm焊接接头系数1.0０厚度及重量计算计算厚度＝=1.9４ｍm有效厚度e=n－Ｃ1-C2=2.70mｍ名义厚度n=7.00ｍｍ重量２493.06Kg压力实验时应力校核压力实验类型液压实验实验压力值PT=1．25Ｐc＝0.２７6２(或由顾客输入)ＭPa压力实验允许通过的应力水平TT0.9０s=18４．50MPa实验压力下圆筒的应力Ｔ==1２2.90ＭＰa校核条件ＴT校核成果合格压力及应力计算最大允许工作压力[Pw]＝=0.15328ＭPa设计温度下计算应力t==4８.9４MＰaｔ6８．2０MPa校核条件t≥t结论合格内压椭圆上封头校核计算单位河北工业大学-烷转工艺计算所根据的原则GB150.3-２０1１计算条件椭圆封头简图计算压力Pc0.11MPa设计温度ｔ５93C内径Di2400.00ｍm曲面深度hｉ550.00ｍｍ材料S30408(板材)设计温度许用应力t６８．2MPa实验温度许用应力1３7.０0MPa钢板负偏差C10．30mm腐蚀裕量C２4.00mm焊接接头系数１．00压力实验时应力校核压力实验类型液压实验实验压力值PT＝１．25Pc=０.27６2(或由顾客输入)MＰａ压力实验允许通过的应力tT0．90s=18４.5０ＭPa实验压力下封头的应力T==１38.３9MＰa校核条件ＴT校核成果合格厚度及重量计算形状系数K==１.1267计算厚度h=＝2.18mm有效厚度eh＝nh-C1-C2=2.7０mm最小厚度ｍｉn＝７．20mm名义厚度nh=7．０0mｍ结论不满足最小厚度规定重量３３０．4０Kg压力计算最大允许工作压力[Pw］==0.00000MPａ结论不合格,不满足最小厚度规定内压椭圆下封头校核计算单位河北工业大学-烷转工艺计算所根据的原则GB150.3-201１计算条件椭圆封头简图计算压力Ｐc0.１1MPａ设计温度t593C内径Dｉ２40０.00mm曲面深度hi５００.00mm材料S3０408(板材)设计温度许用应力t68.２MPa实验温度许用应力137.00MＰa钢板负偏差C１0．3０mｍ腐蚀裕量Ｃ24．００mm焊接接头系数1.00压力实验时应力校核压力实验类型液压实验实验压力值PT=１.25Pｃ=0.２76２(或由顾客输入)ＭＰa压力实验允许通过的应力ｔT０．90s=184.50ＭPa实验压力下封头的应力T＝＝158.８4MPａ校核条件TT校核成果合格厚度及重量计算形状系数Ｋ=＝1.2933计算厚度h==2.5mm有效厚度eh=nｈ－Ｃ1-C2=2.７0mm最小厚度min＝7.20mm名义厚度ｎh=８.00mm结论不满足最小厚度规定重量322.78Kg压力计算最大允许工作压力［Pw]＝＝０.0０0０0MPa结论不合格(不满足最小厚度规定)由ＳＷ6校核可得,原则椭圆上下封头厚度都要圆整,为了焊接方便，筒体的厚度也要圆整，根据ＳW6所给建议和厚度裕量,我们选择将筒体及封头厚度都圆整到14mｍ，再对其进行校核。表3-3ＳW6最后校核成果圆筒计算计算单位河北工业大学-烷转工艺计算所根据的原则GB150.3－２0１1计算条件筒体简图计算压力Pc0．1１MPa设计温度t5９3C内径Di2４００.00ｍm材料S3０408（板材)实验温度许用应力137MＰa设计温度许用应力t68.２MPａ实验温度下屈服点s205MPa钢板负偏差C１0．３0ｍm腐蚀裕量C24．00mm焊接接头系数1.0０厚度及重量计算计算厚度==1.94mｍ有效厚度e=n-C1-C２=9.70ｍm名义厚度n＝１4.00mm重量5000.62Ｋg压力实验时应力校核压力实验类型液压实验实验压力值PＴ=1.25P＝0.27６2(或由顾客输入)MPa压力实验允许通过的应力水平TＴ0.90s＝1８4．５0MPa实验压力下圆筒的应力Ｔ==34．31ＭＰa校核条件TT校核成果合格压力及应力计算最大允许工作压力[Pw］==0.549０6MPａ设计温度下计算应力t＝=13.6６MＰat6８.２0MPa校核条件t≥ｔ结论合格内压椭圆上封头校核计算单位河北工业大学-烷转工艺计算所根据的原则GB1５0．3－２011计算条件椭圆封头简图计算压力Pｃ0.1１MPa设计温度ｔ５93C内径Di２40０.0０mm曲面深度ｈi550.0０ｍm材料S3040８(板材）设计温度许用应力t6８.２ＭＰa实验温度许用应力１37.0０ＭＰa钢板负偏差C1０.30ｍm腐蚀裕量Ｃ2４．00ｍm焊接接头系数１.０0压力实验时应力校核压力实验类型液压实验实验压力值PＴ=1．2５Ｐc=０.2７62(或由顾客输入)MPa压力实验允许通过的应力ｔT０.90s＝184.50MPa实验压力下封头的应力T==38.57MＰa校核条件TT校核成果合格厚度及重量计算形状系数Ｋ＝＝１.1267计算厚度h==2.１8mｍ有效厚度eh=nｈ-C1-C2=9．70mm最小厚度mｉn=7.20ｍm名义厚度nh＝1４.００mm结论满足最小厚度规定重量6６5.65Kg压力计算最大允许工作压力［Ｐｗ]==０.488４0MPa结论合格内压椭圆下封头校核计算单位河北工业大学-烷转工艺计算所根据的原则GB1５0．3-2０11计算条件椭圆封头简图计算压力Pc0.11MPａ设计温度t593Ｃ内径Dｉ２4０0.00mm曲面深度hi500．００ｍm材料S３0408（板材）设计温度许用应力t68.2MPa实验温度许用应力137．00MPa钢板负偏差C1０.30mm腐蚀裕量Ｃ24.00mm焊接接头系数1．00压力实验时应力校核压力实验类型液压实验实验压力值PT=１．25Pｃ＝0．２762(或由顾客输入)MPａ压力实验允许通过的应力ｔT0.90s=１84.50MPａ实验压力下封头的应力Ｔ==44.62MPa校核条件TT校核成果合格厚度及重量计算形状系数Ｋ==1．２93３计算厚度h=＝2.５mm有效厚度eｈ=nh-C1-Ｃ2=9.７0mｍ最小厚度miｎ=7.20mm名义厚度nh＝14.0０mm结论满足最小厚度规定重量650．３7Kｇ压力计算最大允许工作压力[Ｐw]＝=0.42559MＰa结论合格校核成果：筒体、封头厚度均为14mm合格。反映器封头的选择根据钢制压力容器设计原则和SW６校核成果，所选用封头的尺寸以下：公称直径DN／mm曲边高度h1/ｍm直边高度h2/mm壁厚Ｓ/mｍ内表面积F／m2容积V／ｍ3质量G／kｇ上封头220０55025145.4１.４９511．８下封头５０040144.571.185０６．９表３－４反映器封头的尺寸设计成果总结(以第一台反映器为例)表3-5反映器的参数反映器参数反映温度℃5９３反映压力ＭPa０．1选材０Cｒ１８Nｉ9反映器内径mm反映器壁厚ｍｍ1４催化剂床层长度ｍ6催化剂床层厚度mｍ40,34，３4,4２催化剂分布器直径mm20０0催化剂分布器高度m２．2气体分布器直径mm2400气体分布器高度m1封头参数环境温度℃５9３受内压Ｍpa０.1选材０Cr18Ni