产万吨醋酸乙烯酯项目设备设计说明书

目第一章设计概 过程设备设计要目第一章设计概 过程设备设计要 过程设备设计依 过程设备分 过程设备概 第二章塔设 概 设计要 塔类型的选 塔工艺设 设备流程确 AspenPlus对于塔的模 工艺参数的确 塔型的选 工艺尺寸计 塔径计 塔板的选 溢流部件的计 浮阀数及排列方 流体力学计算和校 塔板压 泄露验 液泛的验 操作弹 雾沫夹带的验 负荷性能 2.5Cup-Tower水力学校 塔板信息输 水力学数据输 塔板结构参塔板信息输 水力学数据输 塔板结构参 计算结 塔板性能负荷 2.6KG-Tower水力学校 工艺参数的输 塔盘结构参数的输 校核结 设计报 2.7塔的机械设 设计温度与压力的确 塔辅助装置设 塔体总高 塔的强度计 塔的设计结 SW6软件强度校 设计规 校核计算条 风载荷及地震载荷核 地脚螺栓校 耐压试验校 主要尺寸参数计算结 塔盘结构优 复合塔板的应 新型塔盘浮阀的应 塔设备条件 塔设备设计一览 第三章换热 概 设计依 换热设 换热器分 概 设计依 换热设 换热器分 换热器类型及应 选型说 换热类 换热 管间距的确 管程数的确 壳程数的确 折流板数目和间 换热器设 选型示 设计参 计算总传热系 热负 平均传热温 传热温差修 总传热系数 计算传热面 工艺尺寸计 管径选 管程数和传热管 传热管排列方 壳体内 折流 接管及接管方 换热器核 管程对流传热系 壳程对流传热系管程对流传热系 壳程对流传热系 污垢热阻和管壁热 总传热系数K的计 传热面积校 管程压降核 壳程压降核 HTRI软件校 数据输 校核报 换热器的设计结 换热器的优 防腐技 高效传热管的应 新型换热管箱结构的应 Aspen辅助设 换热器E0101的设计示 换热器E0301的设计示 换热器的强度校 筒体校核计 封头校核计 管板校核计 设备法兰复 换热器设备条件 换热器的设计一览 第四章反应 4.1概 类型与特 釜式反应 管式反应 流化床反应 固定床反应 反应器设 管式反应 流化床反应 固定床反应 反应器设 反应机 反应方程 催化剂选 催化剂的制 工艺条件的确 反应器形式选 反应器原料组 反应器尺寸计 催化剂床层体 催化剂床层高 反应器列管 床层压力 反应器结构设 设计温度及设计压力的确 反应器筒体直 筒体厚度及封头厚 裙 反应器高 接管尺寸及方 超压泄放装 反应器机械设 气体分布 管 载热流体导流 折流挡 4.6.5催化剂支撑装 反应器设计结 反应器强度校 校核计算条4.6.5催化剂支撑装 反应器设计结 反应器强度校 校核计算条 筒体校核计 封头校核计 法兰复核计 反应器设备条件 4.10反应器设计一览 第五章 选型依 选型原 各类泵的性能参 泵的特点及选用要 泵的选型示 节能屏蔽泵的应 泵的选型一览 第六章储 选型依 储罐结构形式的选 储罐的选型示 设计参 设计选 选型结 储罐选型一览 第七章压缩 7.1概 7.2选型要 压缩机分 选型示 压缩机分 选型示 压缩机选型一览 第八章工艺设备一览 8.1非标设备设计一览 塔设 换热 反应 8.2定型设备选型一览 储 其他设 第一章设计概1.1过程设备设第一章设计概1.1过程设备设1.2过程设备设1-11-设计标准与1.3过程设备1-设计标准与1.3过程设备名 标准HG/T20570-HG/T20580-HG/T20581-HG/T20582-HG/T20583-HG/T20584-HG/T20643-SH/T3030-HG20652-GB150-GB/T151-NB/T47013-GB713-GB/T3215-1.4过程设备1.4过程设备表（见第八章）第二塔设2.1塔设备是化工及石油化工生产中最重要的单元设备之一。它可使气（或汽2.1.1设计第二塔设2.1塔设备是化工及石油化工生产中最重要的单元设备之一。它可使气（或汽2.1.1设计2.1.2塔类型的选2-12-板式塔和填料塔的类板式填料2-12-板式塔和填料塔的类板式填料塔径Φ1.5m以下效率高；重塔工艺设设备流程932.2.2AspenPlus对于塔的2-胺解吸塔前后物流结2.2.3工艺参数的确AspenPlus各塔板上的水力学参数，Aspen模拟胺解吸塔（T0102）塔进出 932.2.2AspenPlus对于塔的2-胺解吸塔前后物流结2.2.3工艺参数的确AspenPlus各塔板上的水力学参数，Aspen模拟胺解吸塔（T0102）塔进出 MassFlowsTotalFlowTotalFlowTotalFlowTemperaturePressureMolarVapor010MolarLiquid101Enthalpy---2-3各塔板水力学参液相温度气相温 液相密气相密液相黏气相黏液相表面张 1234567892-3各塔板水力学参液相温度气相温 液相密气相密液相黏气相黏液相表面张 123456789002-42-4塔工艺尺寸计算物性参数2.2.4塔型的塔径计HT的选取与塔高、塔径、物性性质、分离效率、操作弹性以及2-42-4塔工艺尺寸计算物性参数2.2.4塔型的塔径计HT的选取与塔高、塔径、物性性质、分离效率、操作弹性以及2-5塔板间距和塔径HT-L sLVsV 塔 物性参1液气温度质量流率体积流率密度黏度—图2-1史密斯关联C0.065L图2-1史密斯关联C0.065L Vu(0.6~u0.6umax0.62.341.40m/DT D21.54mAT44 4uD21.54mAT44 4u 2.3.2塔板的（2）塔板，如：固舌、VO（3）液体流路长的塔，为减小液面梯度，宜选用具有导向作用的塔板，如2-6常见塔板的性能比2-7不同降液管降液弓形圆倾斜弓2-6常见塔板的性能比2-7不同降液管降液弓形圆倾斜弓塔板类 相对生产能 相对塔板效 操作弹 压力 结 成11中高1低低小低大中中低2-8液体负荷与溢流类型的关由于胺解吸塔的液相负荷为48.52m3/h，初步计算塔径为1.4m D2-8液体负荷与溢流类型的关由于胺解吸塔的液相负荷为48.52m3/h，初步计算塔径为1.4m D D取堰长lw0.7D0.71.4hwhwLhlw图2-2液体收缩系数计算塔液体流量单溢 双溢四溢45----70-----2/48.522/show0.002841.05l2/48.522/show0.002841.05lwhwhLhow0.070.039由于0.006m＜how＜0.06m，故采用平直0.72-3得Wd0.15D0.0952-3弓形降液管的宽度与面降液管宽度Wd0.15DT0.151.4h0hw0.0060.0310.006（4）验算液体在降液管内的停留时间Af0.150.455.19sF1浮阀塔板是目前在我国石油化工工业中应用最为广泛的塔板型式之一，Af0.150.455.19sF1浮阀塔板是目前在我国石油化工工业中应用最为广泛的塔板型式之一，阀片厚度2.0mm，阀片质量33g。取动能因子F0=10u9.78m/0v3.140.0392164.59 2xRA2RR2aRDTW0.65xDTWWc 2220.350.6520.652arcsin0.35a间距t20.350.6520.652arcsin0.35a间距tt166 166图2-4阀孔排列方按N=140，重新核算孔速及阀孔动能因3.140.0392u11.50m/020F0u0v11.501.045Nd01403.14塔板开孔率44流体力学计算和校塔板压则有 10.25m/s vu2 故应有hc流体力学计算和校塔板压则有 10.25m/s vu2 故应有hcoc29.81对于该物系取00.5，故hl0hL0.50.07因为由表面张力引起的压强降h值较小，一般可略去不计故hphchlh0.0330.035即hp0.068895.4989.81597.372.4.2泄露F0=5，算出相应的气相最小负荷5 4.89m/V4d 0.03921404.890.8174m3/s2故 42.4.3液泛的在此取泡沫层相对于清液层密度0.4HThw0.40.45在此取泡沫层相对于清液层密度0.4HThw0.40.450.031Hdhphdhl式中h—克服液面落差所需清液层的高度，其值较小，一般可忽略不计Hd—克服液体在溢流管内流动阻力所需的液层高度，可按下式计Lhd s0.1530.980.025lwh0Hd0.0680.0370.0350.14m2.4.4操作从雾沫夹带现象考虑气相负荷上限Vs,max，并取泛点=80％， 1.36ZLV180％ 1.360.981.24解得Vs,max从液泛角度考虑负荷上限Vs,max，0.5HThw0.50.450.031HdHd,maxhdhL即0.240.070.037而hp,maxhlh所以0.1330.035u22u根据 0,maxoc L解得17.66m/故得 所以0.1330.035u22u根据 0,maxoc L解得17.66m/故得 0.039217.661402.95m/4比较由雾沫夹带和液泛角度得出的气相负荷上限值，从安全考虑，取=2.95m/sV2.95s2.4.5雾沫夹带的验 V 1.36ZLs1泛点 AAAT2Af1.5420.151.045kg/m3和H0.45m，查图2-5，得 0.11。 CAFO0.850.112-9系统β数系 系统因素图2-5泛点负荷系1.360.094故泛点率 1.24负荷性能 1.36ZL图2-5泛点负荷系1.360.094故泛点率 1.24负荷性能 1.36ZLV180％ V1.360.98ss1.24整理得Vs39Ls191103 0.66710 0.153 hHh2/ VL1lNsss lLww即：191103 0.981 2 22/0.031VL1sss1402整理得 2即：191103 0.981 2 22/0.031VL1sss1402整理得 22sssAf0.150.450.0135m3/ 5d20.03921404.890.8174m3/由泄露计算得 44how必须大于6mm为 lw0.00078m3/图2-6胺解吸塔图2-6胺解吸塔负荷性能图2- Aspen模拟胺解吸塔负荷性能2.5Cup-Tower水力2.5Cup-Tower水力2.5.1塔板信息输2-82-82.5.2水力学数据输2-92-92.5.3塔板结构参2.5.3塔板结构参2-10溢流区尺寸及降液管尺2.5.4计算2-11塔板结构参2-12塔板工艺参2.5.5塔板2-12塔板工艺参2.5.5塔板性能负荷2-2-13负荷性能2.6KG-Tower水力2.6.1工艺参数的输2.6.1工艺参数的输2-14工艺参数输2.6.2塔盘结构参数的V-12-15塔盘工艺2-15塔盘工艺参数输2.6.3校核90%~110%之间塔的液泛值都符合要求。如下图所示分别为塔盘在操作负荷2-16操作弹2-16操作弹性100%时的输出结2-17操作弹性90%时的输出结2-18操作弹2-18操作弹性110%时的输出结2.6.4设计化，最后得到了胺解吸塔的设计报告如下图2-19：2.7塔的机械度为180℃。度为180℃。取焊接接头系数0.85，对应t100MPa2t21000.851400200设备》选取地脚螺栓数为12个，材料选用Q235-B。dFF根据Aspen数据取F920.6kgmV41.83m/h，管内流速取33suF1.0m/4求得d0.122mFF查标准圆整后选取规格1334mm1.0m/s，液相体积流量为0.0101m3/ 40.01010.113mdFF查标准经圆整后选取规格1334mm 20m/s3d0.316mF36003.14F查标准经圆整后选取规格3779mm 20m/s3d0.316mF36003.14F查标准经圆整后选取规格3779mmd0.246mF36003.14F查标准经圆整后选取规格2738mm制造时塔体的弯曲度难以达到要求，所以一般板式塔每隔6~10层塔板设置一个820塔体总高结合Aspen模拟数据得出塔板Np=20塔体总高结合Aspen模拟数据得出塔板Np=20证塔底料液不至排完。对于塔底流率较大的塔，塔底容量可取小些，取结合工艺参数取塔底料液出口体积流量V0.0101m3AT=1.54m2，取釜液停留时tHVt600.78mHB=0.8mBAT5.塔体人孔数SHHN2SHSHHHDpT H1.220220.4520.60.80.83塔的强度塔的强度头系数0.852t21000.85min不小于2mmdC210.792GB/T713取C1ndC112.790.814mm，圆整得n14mm0.85t21000.852cdC210.792ndC112.790.8边高度hc=25mm，封头厚度为14mm。由塔高计算可知，塔体总高度H=14200mm，故将塔体分为两段计算，10000mm分为第一计算段，余下的4200mm取为第二计算段。值取300N/m2f1由塔高计算可知，塔体总高度H=14200mm，故将塔体分为两段计算，10000mm分为第一计算段，余下的4200mm取为第二计算段。值取300N/m2f1H≤20mDeiDeili为各计算段的计算高度，即l1K1K210.71.71300103342N/mH≤20mli为各计算段的计算高度，即l2K2K22f2q0l20.71.71.143424.22 Pll2107105000K2K22f2q0l20.71.71.143424.22 Pll21071050003900121001.01108NlMI1 212W70.15g0.1根据以上条件计算得地震影响系数最大值 2式中，i为塔的阻尼比，一阶振型阻尼比取10.02，并根据一阶振型阻比计算曲线下降段的衰减系数及阻尼调整系数20.90.0510.05121将衰减系数及阻尼调整系数21.270.1 16mgH2.4107NME1在此我们采用液压试验对塔设备进行强度校核，按要求选取压力系数316L的许用应力90MPaPP1.251.3在此我们采用液压试验对塔设备进行强度校核，按要求选取压力系数316L的许用应力90MPaPP1.251.30.9T2.8塔的设计2-10T-0102胺解吸塔项名数气相密度液相密度壁厚停留时间SW6设计规校核计算JB/T4746-GB18306-2-11胺解吸塔计算条塔设备校计算单合肥学院-风雨兼1名义厚度腐蚀裕量SW6设计规校核计算JB/T4746-GB18306-2-11胺解吸塔计算条塔设备校计算单合肥学院-风雨兼1名义厚度腐蚀裕量22长度1圆孔数N/塔板压降2-12裙座及地脚螺栓计算条裙Q235-℃2Q235-2（或宽度筒11234512345B7度2-12裙座及地脚螺栓计算条裙Q235-℃2Q235-2（或宽度筒11234512345B7度2.9.3风载荷及地震载荷2-13风载荷及地震载风载及地震载操作质m0m01m02m03m04m05ma最小质m0m010.2m02m03m04ma2.9.3风载荷及地震载荷2-13风载荷及地震载风载及地震载操作质m0m01m02m03m04m05ma最小质m0m010.2m02m03m04ma风弯矩MIIPl/2 (l /2) (l /2) nMca(I)MII(2/T)2Ym(hh)(h knMca(II)MII(2/T)2Ym(hh)(h T kk组合风弯矩 max(MII,(MII)2(MII)2 0有接上表2-nFmhF00mh(i1,2 ii kk0000011PcDi/ (mIIgFII)/D接上表2-nFmhF00mh(i1,2 ii kk0000011PcDi/ (mIIgFII)/D i 4MII/ i (mIIgFII)/D i31PTDi/ mIIg/D i 4(0.3MIIM)/ iBnMIIF(hh注:计及高振型时,B.24 k0000最大弯矩 max(MIIM,MII0.25MIIM 需横风向计算时 max(MIIM,MII0.25MIIM 2-14组合应力校组合应力校A1123(内压23(外压A223(内压123(外压A32-14组合应力校组合应力校A1123(内压23(外压A223(内压123(外压A312A42(pT9.81Hw)(Diei)/1:ij中iji=1操作工况j=1设计压力或试验压力下引起的轴向应力（拉i=2检修工况j=2重力及垂直地震力引起的轴向应力（压2:A1:轴向最大组合拉应力A2:轴向最大组合压应A3:液压试验时轴向最大组合拉应力A4:液压试验时轴向最大组合压应3:单位如下质量:kg力:N弯矩:Nmm应力2.9.4地脚螺栓校2-15地脚螺栓及地脚螺栓座校计算结基础环板抗弯断面模 (D4D4Z 基础环板面 (D22.9.4地脚螺栓校2-15地脚螺栓及地脚螺栓座校计算结基础环板抗弯断面模 (D4D4Z 基础环板面 (D2D2Ab 4基础环板计算力矩max(MC b2,MC l2 x y混凝土地基上最大压应力 M00/Z(mgF00)/b max0 中大0.3M0M)/Zmg/ 地脚螺栓受风载时最大拉应力MwMemmin M000.25M00MmgF 0 地脚螺栓需要的螺纹小径d4BAb 筋板压应力 '盖板最大应力 3F 1 4(l'd)2(l'd) 2.9.5耐压试验校2-16上封头校核计上封头校核计计算单合肥学院-风雨兼GB150.3-计算压力S31603(板材设计温度许用应力试验温度许用应力焊接接头系数2.9.5耐压试验校2-16上封头校核计上封头校核计计算单合肥学院-风雨兼GB150.3-计算压力S31603(板材设计温度许用应力试验温度许用应力焊接接头系数PT=1.25Pc[]=1.7680(或由用[输入T=pT.(KDi0.5e)K=1 D262i i h=2[]t0.5Pc2[]t[Pw]=KDi0.5e2-17下封头校核计下封头校核计算单合肥学院-风雨兼GB150.3-S31603(板材设计温度许用应力试验温度许用应力焊接接头系数PT=1.25Pc[]=1.7680(或2-17下封头校核计下封头校核计算单合肥学院-风雨兼GB150.3-S31603(板材设计温度许用应力试验温度许用应力焊接接头系数PT=1.25Pc[]=1.7680(或由用户[入T=pT.(KDi0.5e)K=1 D262i i h=2[]t0.5Pc2[]t[Pw]=KDi0.5e2-18内压圆筒校内压圆筒校计算单合肥学院-风雨兼GB150.3-S31603(板材焊接接头系数 =2[]t2-18内压圆筒校内压圆筒校计算单合肥学院-风雨兼GB150.3-S31603(板材焊接接头系数 =2[]tPcPT=1.25P[]=1.7680(或由用户输入T=pT.(Die)2e2e[]t[Pw]=(Die) 2 2.9.6主要尺寸参数计算1-主要尺寸设计及总体参数本项目涉及塔19座，其中板式塔14座，且多为浮阀塔，故应用一种导向孔够抑制鼓泡层的高度，提高传质效率的复合塔板。塔板本体上安装有多个主要尺寸设计及总体参数2.9.6主要尺寸参数计算1-主要尺寸设计及总体参数本项目涉及塔19座，其中板式塔14座，且多为浮阀塔，故应用一种导向孔够抑制鼓泡层的高度，提高传质效率的复合塔板。塔板本体上安装有多个主要尺寸设计及总体参数00m0m01m02m03m04m05mamminm010.2m02m03m04mammaxm01m02m03m04mamws风载对直立容器总的横推力N地震载荷对直立容器总的横推力N2-20复合塔板示意2.10.2新型塔盘浮阀的2-21新型浮阀示意2.11塔设备条件2.11塔设备条件2-2-22胺解吸塔设备条件2.12第三换热3.13.2第三换热3.13.2换热器分3-间壁式换热器分类及3.3.2换热器类型及换热器类型如下表3-2所示：3-2管壳式换热器类型一览分 名3-间壁式换热器分类及3.3.2换热器类型及换热器类型如下表3-2所示：3-2管壳式换热器类型一览分 名 特150℃。紧凑、效率高、易清洗，使用温度不大于150℃，使用压力不大于1.5MPa换热类3-3允许压力降端的温差不应小于5℃。工艺物流的压力换热类3-3允许压力降端的温差不应小于5℃。工艺物流的压力允许压力降分相 用金属特费 管壳两物料温差大于50℃时应设膨胀节，最大使用温差不应大于1温差可大于120℃，可用于易结垢的场合。—（3）（4）（5）（3）（4）（5）3.4.2换热目前实行的管壳式换热器系列只采用φ25×2.5mm及φ19×2mm两种管径3.4.3管间距的确t=（1.25-1.5）d0，d0d0t3.4.3管间距的确t=（1.25-1.5）d0，d0d0t的对比关系见表3-4：表3-4管间距与管外径对3.4.4管程数的确管程数Np可按下式计算，即：u’为管程内流体的实际速度，m/s3.4.5壳程数的确3.4.6折流板数目和3-5折流板间换热管外径 换热器设选型示3-6设计条件公称直径管换热器设选型示3-6设计条件公称直径管折流板间—4500~—600~1500~—900~<——1400~———1700———（1）管1.17Mpa，故取设计压力为P=1.5×1.17≈1.8Mpa（2）壳力为（1）管1.17Mpa，故取设计压力为P=1.5×1.17≈1.8Mpa（2）壳力为0.6Mpa，故取设计压力为P=1.5×0.6=0.9Mpa3.5.2设计1.富胺液的定性温度：T=（93+40.8）/2=66.9℃质量流量：Ws=37770Kg/h密度ρ0＝956.96导热系数：λ0＝0.25W/（m﹒K）黏度：μ0＝5.23×10-42.贫胺液的定性温度：T=（161.7+110.5）/2=136.1℃质量流量：Ws=33103Kg/h密度：ρi=875.84导热系数：λi＝0.43W/（m﹒K）黏度：μi＝2.40×10-4操作条参管壳质量流量进口温度出口温度进口压力出口压力计算总传热热负Qrqm0CP0T037770/3600×1.80915×103计算总传热热负Qrqm0CP0T037770/3600×1.80915×103×（93+273.15-平均传热式中t1T1t2161.79368.7t2T2t1110.540.869.73.6.3传热温差修R热流体的温T1T2161.7110.5t293 t293P两流体的最初温度差T1 161.7图3-1单壳程对数平均温度差校正系数算度差校正系数Φ△t，即tmtmt69.20.9062.28总传热系数围，初步假设总传热系数K500W/m2K计算传热Q由Q=KS△tmS总传热系数围，初步假设总传热系数K500W/m2K计算传热Q由Q=KS△tmS 500管径选n4s0.7850.022diSLNL19.423.24Pl64714-92，选取换热管为96根故此换热器采用单壳程，43.7.3传热管排列方t=1.25d0，t=1.25×25=31.25≈32nc1.19N1.19614（根3.7.4壳体D1.05Ptn/1.053296/0.73933.7.4壳体D1.05Ptn/1.053296/0.73933.7.5折流折流板数目：N 16000124(个lBB3.7.6接管及接管方 437770/3600956.960.083m=83mmd13.14i100mm，按标准选取1084mm 433103/3600875.840.094m=94mmd2i100mm，按标准选取1084mm换热器核管程对流传热 Re iiidi管程流体流通截面积：A d2 0.7850.022967.541034NiiN4p/i37770/3600956.961.41m/iAidiui 201031.4151599iPrCpi换热器核管程对流传热 Re iiidi管程流体流通截面积：A d2 0.7850.022967.541034NiiN4p/i37770/3600956.961.41m/iAidiui 201031.4151599iPrCpi1.809103 Re 2882W/（m2iiidi3.8.2壳程对流传热du0.551/3 对圆缺型折流板，可采用克恩公式： pde 0 w3t2230.032 2204224de 0.023.14A0a33103/3600875.840.50m/s00Adeu00.020.50875.8402.40×10-0CP02.0401030 w0.360.4336493.30.551.141/30.952480w/m20总传热系K的计1K1RR w0.360.4336493.30.551.141/30.952480w/m20总传热系K的计1K1RR iim010.0003440.0250.00250.0250.00034412882 17.4566w/m2＞500，满足3.8.5传热面积校Q所需传热面积S 566换热器实际传热面积：Sd0LNnc3.140.02569614HSS100%38.6228.11100%S3.8.6管程压降核对于25mm2.5mm的管子壳程结垢校正程，故Ns=1，Np=4Lu221i，p i i 2 2 i对于不锈钢管，取管壁粗糙度0.1mm0.10.005 3-2λ-Re关系 956.96kg/3i6p0.10.005 3-2λ-Re关系 956.96kg/3i6p9.410312956.961.412p22.851032故pi940028501.44pa6.86104pa＜105pa3.8.7壳程压降核01 20u Ff0ncNB122zu DFS=1.15；对于三角形错列方式，管子排F=0.5 其中f00.46；折流挡板数故壳程流体的摩擦系数取个；折流挡板间距10.50.4614241875.840.5088132u=0.50m/s，则10.50.4614241875.840.5088132u=0.50m/s，则p02 p223.5645522故p0881364551.1511.756104pa＜105paHTRI软件校HTRI采用了在全球处于领导地位的工艺热传递及换热器技术，包含了换热器及燃烧式加热炉的热传递计算及其他相关的计算软件。在此采HTRI6.0对E0101换热器计算结果进行了核算。数据Aspen所给流体参数，结合换3-换热器校核数据输Aspen3-4、3-53-4热流体物性数3-4热流体物性数3-5冷流体物性数3.9.2校核3-6校核报错信3-7换热器校核3-7换热器校核输出报3-8换热器示意3-9换热器布3-9换热器布管3-10换热器装配3.103-73-贫富胺液换热器（E0101）的设计结3.11换热器的优项参管壳质量流量进口温度出口温度进口压力出口压力定性温度密度/黏度3.103-73-贫富胺液换热器（E0101）的设计结3.11换热器的优项参管壳质量流量进口温度出口温度进口压力出口压力定性温度密度/黏度导热系数/W﹒(m﹒K)-流速62.289.91×10517.46901壳程内径4管径尺寸管心距管长管子数目/传热面积3.11.1防腐热器本身选用耐蚀材3.11.1防腐热器本身选用耐蚀材质；六是热喷涂（HVFO）膜901喷涂处理，TH-901涂层是金属镀层，其传热系数与钢铁相近，不会降低传3.11.2高效传热管的3-11波纹管结构示意3-11波纹管结构示意2β=25°，H=1mmL=12.20mm3-12高效螺纹管结构3-13高效螺纹管表面网3.11.33-13高效螺纹管表面网3.11.3TT型凸TTT型凹槽内，所述抱箍可拆卸的23可以进行轴向的自由膨胀或者收缩的浮。4-9新型管箱示意3.124-9新型管箱示意3.12Aspen辅助3.12.1换热E0101的设计示ExchangerDesign&RatingAspenEDRAspenPlus0.000334（m2K）/W，塔釜液体取污垢热阻为0.0002（m2K）/W。在3-3-143-3-14E0101换热器设计结果-3-15E0101换热器设3-15E0101换热器设计结果-3-16E0101换热器设计结果-可得，管程壳程流体Re6000，为湍流态；3-14可知计算压降远远小于实际压降3-14可知计算压降远远小于实际压降3-17E0101换热器安装3-18E0101换热器布管3.12.2换热E03013.12.2换热E0301的设计示AspenEDRAspenPlusData补充输入允许压力降和溶液污垢热阻的经验值。3-19E0301换热器设计结果-3-20E0301换热器设计结果-，根据图3-193-20E0301换热器设计结果-，根据图3-193-19可知计算压降远远小于实际压降3.13AspenExchangerDesign&Rating中以及工艺计算所3-8固定管板式换热器校核内固定管板换热器设计计算单合肥学院-风雨兼设计温度设计温度3.13.1筒体校核计3-9前端管箱筒前端管箱筒体计计算单合肥学院-风雨兼GB150.3-Q345R(板材试验温度许用应力3.13.1筒体校核计3-9前端管箱筒前端管箱筒体计计算单合肥学院-风雨兼GB150.3-Q345R(板材试验温度许用应力设计温度许用应力试验温度下屈服点焊接接头系数 =2[]tPcPT=1.25P[]=2.2500(或由用户[3-10后端管箱筒后端管箱筒体计计算单合肥学院-风雨兼GB150.3-Q345R(板材试验温度许用应力设计温度许用应力试验温度下屈服点焊接接头系数 =2[]t3-10后端管箱筒后端管箱筒体计计算单合肥学院-风雨兼GB150.3-Q345R(板材试验温度许用应力设计温度许用应力试验温度下屈服点焊接接头系数 =2[]tPcPT=1.25P[]=2.2500(或由用户输入[-入T=pT.(Die)2e2e[]t[Pw]=(Die) 2 3-11壳程圆筒计壳程圆筒计计算单合肥学院-风雨兼GB150.3-Q345R(板材试验温度许用应力设计温度许用应力试验温度下屈服点焊接接头系数 =2[]tP3-11壳程圆筒计壳程圆筒计计算单合肥学院-风雨兼GB150.3-Q345R(板材试验温度许用应力设计温度许用应力试验温度下屈服点焊接接头系数 =2[]tPcPT=1.25P[]=1.2250(或由用户输入[T=pT.(Die)2eT=pT.(Die)2e2e[]t[Pw]=(Die) 2 3.13.2封头校核计3-12前端管箱封前端管箱封头计计算单合肥学院-风雨兼GB150.3-Q345R(板材设计温度许用应力试验温度许用应力焊接接头系数PT=1.25Pc3.13.2封头校核计3-12前端管箱封前端管箱封头计计算单合肥学院-风雨兼GB150.3-Q345R(板材设计温度许用应力试验温度许用应力焊接接头系数PT=1.25Pc[]=2.2500(或由用户[入T=pT.(KDi0.5e)K=1 D262i i h=2[]t0.5Pc2e[]t[Pw]=(Die) 2 3-13后管箱封头计后端管箱封头计计算单合肥学院-风雨兼GB150.3-Q345R(板材设计温度许用应力试验温度许用应力焊接接头系数[3-13后管箱封头计后端管箱封头计计算单合肥学院-风雨兼GB150.3-Q345R(板材设计温度许用应力试验温度许用应力焊接接头系数[T=pT.(KDi0.5e)K=1 D262i i h=2[]t0.5Pc2[]t[Pw]=KDi0.5e3.13.3管板校核计3-管板校核局3.13.4设备法兰复计算许用计算许用 D管板径向应力 i ra3.13.3管板校核计3-管板校核局3.13.4设备法兰复计算许用计算许用 D管板径向应力 i rar3rP~'D2 k 'ari1 (2 -r-3rPa~ p-r-1.5r换热管轴向应力1 G2 P Q a t3tA[P(1)P (QG2)-c-3ct3[q]2管板名义厚度2[]t[Pw]=KDi0.5e3-15管箱法兰计管箱法兰计计算单合肥学院-风雨兼法兰输入厚度[材料名称[个垫片b4m3-15管箱法兰计管箱法兰计计算单合肥学院-风雨兼法兰输入厚度[材料名称[个垫片b4m5DDGDb(dbNNAb=nd24N活套LD0.5(DbDiF'0.785(Dd)2pF NL'0.25(Dd2b"D) F'6.28D'mp NL'0.5(d2b") FLF'L'F'FD P TT RNLD(Dbdb)db DbL n2011表7-3)Lmax3dB2f3-16筒体法兰计筒体法兰计计算单合肥学院-风雨兼法兰输入厚度[[个垫片b'40m53-16筒体法兰计筒体法兰计计算单合肥学院-风雨兼法兰输入厚度[[个垫片b'40m5DD'D(d NNAb=nd24N活套LD0.5(DbDiF'0.785(Dd)2pF NL'0.25(Dd2b"D) F'6.28D'mp NL'0.5(d2b") FLF'L'F'FDD PP TT=925988.8 RNLD(Dbdb)db DbL nLmin70.0(GB150.3-20117- 6[](Dnd3.14E0101设备条件图为手工计算结合软件校核结果绘制得出的设计条件图，如图3-21，因页面限制3.14E0101设备条件图为手工计算结合软件校核结果绘制得出的设计条件图，如图3-21，因页面限制，该条件图仅为大概情况，具体请查看AUTOCADE01013-21贫富胺液换热器设备条件换热器的设计一览Lmax3dB2f 621.5[](Dnd第四反应4.14.2类型与特第四反应4.14.2类型与特4-1部分反应器4.2.1釜式反应型适用的反优缺4.2.2管式反应4.2.34.2.2管式反应4.2.3流化床反应4.2.4固定床反应4.2.4固定床反应反应器设反应机CH3COOH+Pd→Pd-Pd-CH3COOH+Pd-O→Pd-OCOCH3+Pd-①②③④Pd-CH3COOH+CH2=CH-Pd→Pd-Pd-⑤⑥（3）（4）由于Pd-CH3COOH+CH2=CH-Pd→Pd-Pd-⑤⑥（3）（4）由于反应①、④所生成⑦4.3.2反应方⑧CHCHCHCOOH1CHCOOCHCHH22323 2主要副CH2CH23O22CO2CH3COOCHCH2H2OCH3COOHCH3COOH2CH2CH23O24.3.3催化剂发，适当提高催化剂活性组分的含量，保持合适的钯金原子比，制成活性组分蛋壳型分布的环柱形CTV-Ⅴ型醋酸乙烯酯催化剂。其性能较CTV-Ⅳ型催化剂PdPd相同，故将Au和Pd互熔成合金，使Pd表4-2CTV-Ⅴ型催化剂组成及4.3.4催化剂的制表4-2CTV-Ⅴ型催化剂组成及4.3.4催化剂的制成细粉通过去油；加成形剂、胶粘剂、造孔剂采用连续挤出法经陈化胶凝热处4-1环柱形载体成型过4.3.5工艺条件的确乙酸乙烯酯合成过程存在着一个最适宜的操作温度范围，温度范围约在~180摄氏度范围内，这里选取反应温度为180项成Pd-Au平均粒径（外径×内径×高度4.3.6反应器形式选4.3.7反应器原料组4-反应前后物流结果ER=ηr= v式中，R—表观反应速率；rv一本征反应速率，kmo1／(sm3)；η一相内效进出4-反应前后物流结果ER=ηr= v式中，R—表观反应速率；rv一本征反应速率，kmo1／(sm3)；η一相内效进出11Mole——MassVolume88MolarMassEnthalpy--因子，无因次，取η=0.8；Ca—氧气的浓度：kmol/m3；A—频率因子活化能，15kJ／kmoI因子，无因次，取η=0.8；Ca—氧气的浓度：kmol/m3；A—频率因子活化能，15kJ／kmoI；R—气体常数，8.314kJ／(kmolm3)T—绝对温度得到V0Ca0=V0Ca0(1dx)+整理得V0Ca0dx根据平推流可得VRV0ln1/1x/ηAexpE/RT 16.3ln1/1 45.08m2VR0.82.56exp8.31445345.082故床层体积4.4.2催化剂床层高FAFAdFARA1BdVRRA1BRAkfCAs床层高度l7.45m，经圆整取床层高度为7.5m4.4.3反应器列管根据工艺要求，取管子尺寸为382.5mm，故换热管内径dt0.33mN0.7850.0332dt44.4.4床层压u21Pf0d sN0.7850.0332dt44.4.4床层压u21Pf0d s体积流量计算的的流速，m/s；fM为修正摩擦系数dsfu01dsG而 1501.75；1 1MMMfffKg/ms；GKg/ms2选用的CTV-Ⅴ型催化剂是环柱形催化剂，其尺寸为6×2×5mm（外径EV /SVP 式中，VP和SPndt/nd/d0.010d/d 22 ti综合上式，n=1.91，求得VP1.4110-7m3SP1.51041.26107m3，Scyl1.76104而E1.411.7661.31.917.09103md6VEn/s13.57kg/m2由进出口物流信息求得G dsG61.31.917.09103md6VEn/s13.57kg/m2由进出口物流信息求得G dsG 0.00713.571M 1 1f1.75则 MM 6.71.5210.52 PL550825f0d s（1）（2）该反应器工作温度为8bar，在反应器上安装安全阀，设计压力P1.10.8（1.05~1.1）Pw（工作压力），取设计压力为4.5.2管心距t1.25d01.253847.5mmns1.113000126Ditns13d04812613384.5.3筒体厚度及封头材料选用Q345R，反应管填充催化剂，部分介质有腐蚀性，故反应管选用200℃下t183MPa，焊接方式材料选用Q345R，反应管填充催化剂，部分介质有腐蚀性，故反应管选用200℃下t183MPa，焊接方式选用双面焊对接接头，焊接系数为1.0。2t21831.0dC215.272GB/T713取C1ndC117.270.318mm，圆整得n0.9t218312cdC215.272ndC117.270.34.5.4焊接，裙座筒体公称直径为6200mm，筒体厚度为18mm，裙座高度取2m人孔公称直径选择500mm，设置保温圈以免引起不均匀热膨胀。反应器保温延素，在裙座的内外侧均敷设防火层—石棉水泥层（容积密度为1900kg/m3）。反应器高反应器高度：H人孔公称直径选择500mm，设置保温圈以免引起不均匀热膨胀。反应器保温延素，在裙座的内外侧均敷设防火层—石棉水泥层（容积密度为1900kg/m3）。反应器高反应器高度：H111.58213.5m对于原料气来说，取流速15m/s，原料气进口体积流率为16.3m3/sD取流速15m/s，出口体积流率为16.9m3/sDD473mm，经圆整按照标准取进口管尺寸530D4.5.7超压泄放装公称直径为40mm。公称直径为40mm。1.5MPa气体分布4-2侧缝式锥帽upg取1.5~2.5upg取1.5~2.5，对于侧缝式锥帽分布板取2g-气体密度，kg/m3。取分布板的开孔率26.722525计算其压降为g2性压降为ps10%p0.1508255083得ps＞pg4.6.2依据相关标准，设定管板厚度，最后经SW6-20114.6.3载热流体导流4.6.3载热流体导流4-3反应器结构4.6.4折流4-3反应器结构4.6.4折流穿孔，与反应管间隙优选为2mm。已知反应管直径38，故圆形穿孔直径为3822已知反应管直径38，故圆形穿孔直径为3822444-环形折流0.7即S0.7d221.12m221m4/倒圆锥形折流板厚度为htan50.4525452.5mm4-5圆锥形折流4.6.5催化剂支撑装4-64-5圆锥形折流4.6.5催化剂支撑装4-6催化剂支撑结构4.7反应器设计4-4反应器设计条件参 11质量流率4-5反应器设计结果项 设计结设计温度设计压力列管尺寸反应管长度反应管数目/直径高度筒体厚度封头厚度体积流率操作温度操作压力88密度4-5反应器设计结果项 设计结设计温度设计压力列管尺寸反应管长度反应管数目/直径高度筒体厚度封头厚度体积流率操作温度操作压力88密度停留时间催化剂粒径流率4.8反应器强度4.8.1校核计算条4-6反应器计算条立式容器校计算单合肥学院-风雨兼名义厚度t22焊接接头系数11名义厚度4.8反应器强度4.8.1校核计算条4-6反应器计算条立式容器校计算单合肥学院-风雨兼名义厚度t22焊接接头系数11名义厚度设计温度下的许用应力222焊接接头系数111床层体积流动阻力压力降4.8.2筒体校核计4-筒体内压计4-8内筒体外压计内筒体外压计计算单合肥学院-风雨兼内筒体内压计计算单合肥学院-风雨兼GB150.3-Q345R(板材试验温度许用应力试验温度下屈服点4.8.2筒体校核计4-筒体内压计4-8内筒体外压计内筒体外压计计算单合肥学院-风雨兼内筒体内压计计算单合肥学院-风雨兼GB150.3-Q345R(板材试验温度许用应力试验温度下屈服点焊接接头系数 =2[]tPcPT=1.10P[]=1.1300(或由用户输入[T=pT.(Die)2e2e[]t[Pw]=(Die) 2 4.8.3封头校核计4-9上封头内压计内筒上封头计算单合肥学院-风雨兼GB150.3-GB150.3--Q345R(板材试验温度许用应力设计温度许用应力试验温度下屈服点焊接接头系数4.8.3封头校核计4-9上封头内压计内筒上封头计算单合肥学院-风雨兼GB150.3-GB150.3--Q345R(板材试验温度许用应力设计温度许用应力试验温度下屈服点焊接接头系数T=pT.(Die)2eAB Do/4-10下封头内压计内筒下封头计算单合肥学院-风雨兼GB150.3-Q345R(板材设计温度许用应力试验温度许用应力焊接接头系数4-10下封头内压计内筒下封头计算单合肥学院-风雨兼GB150.3-Q345R(板材设计温度许用应力试验温度许用应力焊接接头系数[压力试验允许通过的应力T=pT.(KDi0.5e)K=1 D262i i h=2[]t0.5Pc2[]t[Pw]=KDi0.5e4.8.4法兰复核计4-11宽面法计算单合肥学院-风雨兼法法兰输入厚度Q345R(板材设计温度许用应力试验温度许用应力焊接接头系数4.8.4法兰复核计4-11宽面法计算单合肥学院-风雨兼法法兰输入厚度Q345R(板材设计温度许用应力试验温度许用应力焊接接头系数[压力试验允许通过的应力T=pT.(KDi0.5e)K=1 D262i i h=2[]t0.5Pc2[]t[Pw]=KDi0.5e4.9反应器设备R0301设备条件图为手工计算结合软件校核结果绘制得出的设计条兰[个垫片b'40m5DD'D(d4.9反应器设备R0301设备条件图为手工计算结合软件校核结果绘制得出的设计条兰[个垫片b'40m5DD'D(d 载荷WaN载荷WpNAb=nd24N活套LD0.5(DbDiF'0.785(Dd)2pF NL'0.25(Dd2b"D) F'6.28D'mp NL'0.5(d2b") FLF'L'F'FDD PP TT=25373914.0 RNLD(Dbdb)db DbL nLmin116.0(GB150.3-20117-Lmax3dB2f 6M 63.4 []t(Dnd R0301图4-7R0301图4-7醋酸乙烯酯合成反应器设备4.10第五泵5.1GB/T7021-5.2第五泵5.1GB/T7021-5.2为装置所需扬程的1.05～1.1倍。3.进口压5.3各类泵的性5-表5-1典型泵的性能5.4泵的特点及选用要表5-2本工艺用泵特点和选用要5.3各类泵的性5-表5-1典型泵的性能5.4泵的特点及选用要表5-2本工艺用泵特点和选用要泵名特选用要项目离心容积式流体作用离心泵（IS、AY5.5泵的选型40.2m3/h，扬程为10m。5.5泵的选型40.2m3/h，扬程为10m。给料泵的入口温度也可大于100℃泵的备用率为50~100%靠，泵的备用率为100%；泵备用率100%0.05～0.15MPa5-1泵的技术参数5-泵的外形5-泵的外形及安装尺5-3泵的实物5.6节能屏蔽泵5.6节能屏蔽泵110%~150%4-新型4-新型节能屏蔽泵结构示意5.7泵的选型一第六6.1《立式椭圆封头储罐系列（悬挂式）第六6.1《立式椭圆封头储罐系列（悬挂式）HG3153-6.2储罐结构形式的选一台或二台球罐；如总容量大于500m3时，建议选用球罐或球罐群。6.3储罐的选型6.3.1设计6-16.3.2设计6-26.3储罐的选型6.3.1设计6-16.3.2设计6-26.3.3选型设计分水罐在储罐中的停留时间为T=1h，流量Qv=8.704m3·h-1介质类 储存方B和乙A类 数类数1N2、6.46.4储罐选型一第七压缩7.10.2MPa0.02MPa第七压缩7.10.2MPa0.02MPa7.3压缩机分7.47.4压力为7.5压缩机选型第八章工艺设非标设备设计一览塔设设计压材塔内11HFUU-P&ID-01-21HFUU-P&ID-01-33HFUU-P&ID-01-41HFUU-P&ID-01-51HFUU-P&ID-02-681HFUU-P&ID-02-71HFUU-P&ID-02-81HFUU-P&ID-03-91HFUU-P&ID-03-881HFUU-P&ID-03-1HFUU-P&ID-03-1HFUU-P&ID-04-81HFUU-P&ID-04-第八章工艺设非标设备设计一览塔设设计压材塔内11HFUU-P&ID-01-21HFUU-P&ID-01-33HFUU-P&ID-01-41HFUU-P&ID-01-51HFUU-P&ID-02-681HFUU-P&ID-02-71HFUU-P&ID-02-81HFUU-P&ID-03-91HFUU-P&ID-03-881HFUU-P&ID-03-1HFUU-P&ID-03-1HFUU-P&ID-04-81HFUU-P&ID-04-1HFUU-P&ID-04-1HFUU-P&ID-04-1HFUU-P&ID-04-1HFUU-P&ID-04-8.1.2换热序位设备名 规格型安装形 公称直径 管长材传热面积数图壳管1BEM400-1.8/0.9-38.62-6/25-41HFUU-P&ID-01-2BEM600-0.8/0.6-49.2-2.0/19-11HFUU-P&ID-01-3BEM400-0.9/0.45-12.4-1.5/19-41HFUU-P&ID-01-4BEM800-1.5/1.04-21-2.0/19-11HFUU-P&ID-01-5BEM600-1.5/0.8-152-6.0/19-11HFUU-P&ID-01-6BEM273-1.5/0.5-9.8-3.0/19-11HFUU-P&ID-01-7BEM273-1.51/1-5.5-1.5/19-11HFUU-P&ID-01-8BEM400-0.2/0.1-27-2.0/19-11HFUU-P&ID-02-9BEM600-0.2/0.1-72.6-3.0/19-11HFUU-P&ID-02-BEM500-3.2/2.5-77-3.0/19-11HFUU-P&ID-02-BEM450-3.0/2.5-20.2-1.5/19-11HFUU-P&ID-02-BEM159-3.2/1.8-1.3-1500/19-1/41HFUU-P&ID-02-BEM273-4.5/3-14.8-4.5/19-11HFUU-P&ID-02-BEM700-4.2/3-20.6-6.0/19-1/21HFUU-P&ID-02-BEM600-4.06/1.01-72.6-3.0/19-11HFUU-P&ID-02-BEM700-4.1/1-211-3.0/19-1/21HFUU-P&ID-02-BEM600-1/0.6-49.4-2.0/19-11HFUU-P&ID-03-BEM500-1/0.2-47.36-2.0/19-11HFUU-P&ID-03-BEM600-1/0.6-75-3.0/19-18.1.2换热序位设备名 规格型安装形 公称直径 管长材传热面积数图壳管1BEM400-1.8/0.9-38.62-6/25-41HFUU-P&ID-01-2BEM600-0.8/0.6-49.2-2.0/19-11HFUU-P&ID-01-3BEM400-0.9/0.45-12.4-1.5/19-41HFUU-P&ID-01-4BEM800-1.5/1.04-21-2.0/19-11HFUU-P&ID-01-5BEM600-1.5/0.8-152-6.0/19-11HFUU-P&ID-01-6BEM273-1.5/0.5-9.8-3.0/19-11HFUU-P&ID-01-7BEM273-1.51/1-5.5-1.5/19-11HFUU-P&ID-01-8BEM400-0.2/0.1-27-2.0/19-11HFUU-P&ID-02-9BEM600-0.2/0.1-72.6-3.0/19-11HFUU-P&ID-02-BEM500-3.2/2.5-77-3.0/19-11HFUU-P&ID-02-BEM450-3.0/2.5-20.2-1.5/19-11HFUU-P&ID-02-BEM159-3.2/1.8-1.3-1500/19-1/41HFUU-P&ID-02-BEM273-4.5/3-14.8-4.5/19-11HFUU-P&ID-02-BEM700-4.2/3-20.6-6.0/19-1/21HFUU-P&ID-02-BEM600-4.06/1.01-72.6-3.0/19-11HFUU-P&ID-02-BEM700-4.1/1-211-3.0/19-1/21HFUU-P&ID-02-BEM600-1/0.6-49.4-2.0/19-11HFUU-P&ID-03-BEM500-1/0.2-47.36-2.0/19-11HFUU-P&ID-03-BEM600-1/0.6-75-3.0/19-11HFUU-P&ID-03-BEM400-1/0.7-20-2.0/19-11HFUU-P&ID-03-BEM600-1.1/0.8-49.2-2.0/19-41HFUU-P&ID-03-BEM600-1.1/0.8-49.4-2.0/19-11HFUU-P&ID-03-BEM400-1.2/1-14.8-1.5/19-11HFUU-P&ID-03-BEM500-0.8/0.5-77.3-3.0/19-11HFUU-P&ID-03-CO2吸收塔进料加热BEM600-1/0.9-48.8-2.0/19-11HFUU-P&ID-03-BE