设计集反应器说明书

目第一章醋酸乙烯酯合成反应器说目第一章醋酸乙烯酯合成反应器说 1.1反应器设计目 催化剂研究进 醋酸乙烯合成动力学说 反应条件选 反应器选 反应物流参 反应器结构设 换热任务核 反应器构件计 反应器压降校 反应器设计小 2.1.11R0201工艺条件 2.1.12反应器sw6校 第一醋酸乙烯酯合成反应器1.1反应器设计第一醋酸乙烯酯合成反应器1.1反应器设计2.1VAc反应器（R0201）设2.1.1催化剂研究进SiO2,也有采用A1203SiO2,也有采用A1203SiO2A120,按一定比例配成F低，具有很好的工业应用前景。Wunder等人研究用两端圆屋顶拱起的圆柱形载140℃，8Bar,C2H4:N2:H0Ac:02=55:27:12:6条件下，催化640g/1.hr,94%。而当圆柱体两端为平面时，其空时得率542g/l.hr,选择性为93%。Matsumoto等人研究了用空心圆柱体为载体的催化相同条件下球形催化剂的床层压降为0.26kg/cm2.Hoechst公司在美国专利中披0.4ml/g,在该基质表面负载一层氧化硅，重15～50%Si层上。蜂窝状合成醋酸乙烯催化剂，载体为Si02,或者Si02与Al2O3的混合物，形状为棒状，截面呈叶轮状，叶轮中心有一圆孔，叶为半圆状，叶数目为3～7个。颗粒长度3～间的距离大于间的距离大于了一种蛋壳型乙烯氧乙酰化合成醋酸乙烯的催化剂，载体为Si02,或者是2.1Bayer进口一国产一进口三国产三进口四国产四催化剂Bayer-CT-KRV-CTV-Type-CTV-号硅胶硅胶硅胶硅胶硅胶硅胶载体形形形形形活性组蛋白蛋白蛋壳蛋壳蛋壳蛋壳2.1Bayer进口一国产一进口三国产三进口四国产四催化剂Bayer-CT-KRV-CTV-Type-CTV-号硅胶硅胶硅胶硅胶硅胶硅胶载体形形形形形活性组蛋白蛋白蛋壳蛋壳蛋壳蛋壳分PdAu晶体大A选择性2.1.2（一）氧化-还原-表面SamanosZadi，S.A.HPd系催化剂上乙烯气相合成醋酸乙烯反（二）表（二）表面吸附反应Nakamura和Yasni于Nakamura和Yasni于1970年提出：在气相反应中，醋酸乙烯是由解离吸1、乙烯在Pd上解离吸附，O2也在Pd上解离吸附；CT-Ⅱ型催化剂在常压、rCO2=1.0972E6exp［-rCO2=8.444E6exp［-进口KRV-进口KRV-Ⅲ型催化剂的宏观动力学，具体结果为2.1.3反应条件选化，我们选择催化剂体积时空速度2000h-12.1.4反应器选化，我们选择催化剂体积时空速度2000h-12.1.4反应器选3-2介质组介质组0.5Mpa循环2.1.5反应物流参3-2.1.6反应器结构设VR（m3）是决定反应器主要尺寸的基本依据，计算公式VR式中：V0——原料气流量GHSV——催化剂体积时空速度，h-===2.1.5反应物流参3-2.1.6反应器结构设VR（m3）是决定反应器主要尺寸的基本依据，计算公式VR式中：V0——原料气流量GHSV——催化剂体积时空速度，h-===项单反应器进反应器出VaporVaporCN-PRO-00MassVolumem=ρ𝑉𝑅=此选择反应列管为32.8mm剂装填高度为200mm，支撑弹簧为m=ρ𝑉𝑅=此选择反应列管为32.8mm剂装填高度为200mm，支撑弹簧为150mm。反应器长度为7450mm。427450−200−200−𝑉0 𝑟𝑖2(L−ℎ−ℎ−×()=)4 N=𝑉0==t2-1通过管束中心线的管数=1.1√𝑛=91𝐷1t2-1通过管束中心线的管数=1.1√𝑛=91𝐷1=t×(𝑛𝐶−1)+r=D=𝐷1+热电偶插入深度1m𝐻𝑎=𝐻𝑏=H=1+1+7.45=h=0.25D=0.25×4500mm=B=0.5×4500mm=𝑁𝐵=折流板间距1=25001=2.1.7换热任务核A=nπdL=6875×π =𝑁𝐵=折流板间距1=25001=2.1.7换热任务核A=nπdL=6875×π = =2.26𝑃𝑟0.33𝑅𝑒0.8exp 2 1000α表2-2床层给热系数计算条件参μK1.7140.0158计算可得：α=25028.11 11++= Δ𝑡1−=Δ𝑡𝑚计算可得：α=25028.11 11++= Δ𝑡1−=Δ𝑡𝑚𝑙𝑛2==A𝐴总H=×100%=总2.1.8反应器构件计气体的出口体积流量为85240m3/h，反应器出口的流速取20m/s4×𝑑1=√𝜋𝑢=√𝜋×3600×20=的气体流速取20m/s4×𝑑1=√𝜋𝑢=√𝜋的气体流速取20m/s4×𝑑1=√𝜋𝑢=√𝜋×3600×20=图2- 管板连接结构Aspen0.85Mpa，最高温度为度一般比最高温度高15℃～30℃左右。因此反应器设计压力为0.935Mpa，设计温度为210℃，材料为Q235-B，管箱壁厚按照SW6校核给出。pcc[σ]t—材料在操作温度范围内的许用应0.935×δ=2×97.4×0.85−=0.935×δ=2×97.4×0.85−=为2mm，负偏差为0.3mmC=δ+𝐶1+𝐶2=包括1mm腐蚀裕量28mm。2000mm的封头直边高度为40mm，圆边高度为四分之一的内径，即：1ℎ𝑖=4𝐷=0.25×4500=δ𝑒=2-材质为4500mm9mm3000mm，地脚螺栓的结M36×420裙座上开2个人孔方便检查，选择公称直径为2.1.9反应器压降Lu20(1dp3pffRedpuM36×420裙座上开2个人孔方便检查，选择公称直径为2.1.9反应器压降Lu20(1dp3pffRedpu0Re(1 (12-3结果2.1.10反应器设计小表2-4反应器设反应器壳管℃℃反应器列空床气速动力粘度雷诺数压降反应器压降缺率为25%）间距反应器尺计算结缺率为25%）间距反应器尺计算结2.1.11R02012.1.11R0201工艺条件2.1.12反应sw6固定管板换热器设计计三峡大学sss设计计算条2.1.12反应sw6固定管板换热器设计计三峡大学sss设计计算条 壳程圆筒校核计前端管箱圆筒校核管板校核计内压圆筒校三峡大学sssGB150.3-C =2[]t内压圆筒校三峡大学sssGB150.3-C =2[]tPc=e=n-C1-C2=n=液压试PT1.25P[]= [的应力水平TT0.90s=T=pT.(Die)=2eT合2e[]t[Pw]=(Die)=t =et合前端管箱筒体计三峡大学sssGB150.3-C =2[前端管箱筒体计三峡大学sssGB150.3-C =2[]tPc=e=n-C1-C2=n=液压试PT1.25P[]= [的应力水平TT0.90s=T=pT.(Die)=2eT合2e[]t[Pw]=(Die)=t =et筒体名义厚度大于或等于GB151中规定的最小厚度15.00mm前端管箱封头计三峡大学sssGB150.3-C (板材液压试前端管箱封头计三峡大学sssGB150.3-C (板材液压试PT1.25Pc[]1.2286T0.90s=T=pT.(KDi0.5e)=T合K=1 D2=62i i h=2[]t0.5Pc=eh=nh-C1-C2=min=nh=满足最小厚度要压力计后端管箱筒体计三峡大学sssGB150.3-C =后端管箱筒体计三峡大学sssGB150.3-C =2[]tPc=e=n-C1-C2=n=液压试PT1.25P[]= [的应力水平TT0.90s=T=pT.(Die)=2eT合2e[]t[Pw]=(Die)=2[]t[Pw]=KDi0.5e=合后端管箱封头计三峡大学sssGB150.3-C (板材液压试后端管箱封头计三峡大学sssGB150.3-C (板材液压试PT1.25Pc[]1.2286T0.90s=T=pT.(KDi0.5e)=T合K=1 D2=62i i h=2[]t0.5Pc=eh=nh-C1-C2=t =et筒体名义厚度大于或等于GB151中规定的最小厚度19.00mm开孔补强计三峡大学sss接管 N1, ℃圆形筒板3插入式接管13min=开孔补强计三峡大学sss接管 N1, ℃圆形筒板3插入式接管13min=nh=满足最小厚度要压力计2[]t[Pw]=KDi0.5e=合开孔补强计三峡大学sss接管 N2, ℃圆形筒板3插入式接管13 补强圈强度削弱系数0接管材料强度削弱系数开孔补强计三峡大学sss接管 N2, ℃圆形筒板3插入式接管13 补强圈强度削弱系数0接管材料强度削弱系数72A1+A2+A3 mm，大于A，不需另加补强A-合不带法兰固定式管板计算三峡大学sss设计计算条 平均金属温度装配温度t设计温不带法兰固定式管板计算三峡大学sss设计计算条 平均金属温度装配温度t设计温度下许用应力平均金属温度下弹性模量5平均金属温度下热膨胀系数mm/mm壳程圆筒内径壳程圆筒名义厚度壳程圆筒有效厚度 补强圈强度削弱系数0接管材料强度削弱系数72A1+A2+A3 mm，大于A，不需另加补强A-合2壳程圆筒金属横截面积As=sDI+n设计温度管箱圆筒名义厚度管箱圆筒有效厚度2壳程圆筒金属横截面积As=sDI+n设计温度管箱圆筒名义厚度管箱圆筒有效厚度换热管ts设计温度下管子材料弹性模量Et平均金属温度下管子材料弹性模量E平均金属温度下管子材料热膨胀系数1.719e-管子壁厚一根管子金属横截面积at(dt管束模数KtEtna/管子回转半径i0.25d2d2t管子受压失稳当量长度系数Cr= 2Et/ 比值lcr管子稳定许用压应力(管束模数KtEtna/管子回转半径i0.25d2d2t管子受压失稳当量长度系数Cr= 2Et/ 比值lcr管子稳定许用压应力(Clcr []=2 cr2(l (Clcr)[]=t i 21 s cr 2Cr管板设计温度t设计温度下许用应力r设计温度下弹性模量Ep管板腐蚀裕量6管板输入厚度管板计算厚度管板强度削弱系数 K21.318 Ena/EtL K 胀接，开4管箱法兰厚度f0比值h比值"/ 0<<GB151-199925)<<GB151-1999261.149e-旋转刚度K"1Eh 壳体法兰厚度f00管板延长部比值"/ 0<<GB151-199925)<<GB151-1999261.149e-旋转刚度K"1Eh 壳体法兰厚度f00管板延长部bfDfDi0比值s/比值'/ 0 9.747e-312E'b2'旋转刚度K' fffE' 12DibfDi cK"0)KK' Kf4t2.479e-膨胀节总体轴向刚度~系数~KK~KtKf查<<GB151-199929)换热管束与不带膨胀节壳体刚度之±QEtEsQEtna(EsAsKex EAKss管板第二弯矩系数m2,按K,Q(或Qex)查<<GB151-199928(aAA0.25ndl(三角形布管)At0.866nSAA0.25ndl(三角形布管)At0.866nS2(正方形布AtnS2管板布管区当量直径Dt 4At/系数Al系数na系数0.40.6(1 系数(带膨胀节时Qex代替 0.4(1)0.6(1 管板布管区当量直径与壳体内径之比tDt/管板周边不布管区无量纲宽度k=K(1t=t(tt-t0)-s(ts-t0当量压力组合Pc有效压力组合PasPs=t(tt-t0)-s(ts-t0当量压力组合Pc有效压力组合PasPs边界效应压力组合系数 PbMb3.37e- 管板边缘力矩系数MM3.37e-~管板边缘剪力系数系数G1e仅用于m0G1e3m系数当m0Km31(a)实线当m0时,按K和m31(b)系数m>0,G1=max(G1e,G1i)m<0,G= 带膨胀节Q~r=1(14Q2.867e- 3m(1= 4K(QG23.319e- =11 4Q6.777e-6.096e- DrrPai1.5r3tP~'D2 k 'ari (2 1.5rP~'D2 k 'ari (2