反應(yīng)器初步設(shè)計說明書-免費閱讀
【正文】 反應(yīng)體積=停留時間體積流率，物流的體積流率 V=1655m3/h，由此可得：反應(yīng)體積=1655=該體積為催化劑的體積，由此可得反應(yīng)器的體積Vo=()=66m3。乙炔聚合時會放熱，溫度越高，聚合速度越快，熱量的積聚會進(jìn)一步加速聚合，同時發(fā)生聚合物分解，最終引起爆炸。 C內(nèi)徑 Dimm曲面深度 himm材料S30408 (板材)設(shè)計溫度許用應(yīng)力 [s]tMPa試驗溫度許用應(yīng)力 [s]MPa鋼板負(fù)偏差 C1mm腐蝕裕量 C2mm焊接接頭系數(shù) f壓力試驗時應(yīng)力校核壓力試驗類型液壓試驗試驗壓力值PT = = (或由用戶輸入)MPa壓力試驗允許通過的應(yīng)力[s]t[s]T163。 [s]T校核結(jié)果合格厚度及重量計算形狀系數(shù)K = = 計算厚度dh = = mm有效厚度deh =dnh C1 C2= mm最小厚度dmin = mm名義厚度dnh = mm結(jié)論不滿足最小厚度要求重量Kg壓 力 計 算最大允許工作壓力[Pw]= = MPa結(jié)論不合格，不滿足最小厚度要求內(nèi)壓橢圓下封頭校核計算單位河北工業(yè)大學(xué)烷轉(zhuǎn)工藝計算所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)GB 計算條件橢圓封頭簡圖計算壓力 PcMPa設(shè)計溫度 t593176。最大允許工作壓力： 因為[P]Pc=,所以反應(yīng)器的壓力符合設(shè)計要求。 反應(yīng)器封頭厚度的計算本工段工藝采用絕熱式徑向移動床反應(yīng)器，為了美觀，我們選用帶有折邊為100mm的上封頭，即公稱直徑DN=2200mm，和帶有折邊為200mm的下封頭，即公稱直徑DN=2000mm。 ，催化劑密度為3800kg/m3, m3,根據(jù)反應(yīng)器大小直徑為2000mm， m。測量床層壓降，使其符合正常壓降的25%即可。得到模擬程序如下：圖33 Polymath模擬程序 得到以下反應(yīng)器中產(chǎn)物丙烯的摩爾分率沿徑向的變化(以第一臺反應(yīng)器為例)：圖34 丙烯摩爾分率沿徑向的變化 反應(yīng)器溫度沿徑向的變化如下： 圖35 反應(yīng)器溫度沿徑向的變化從表格中查得轉(zhuǎn)化率最大時對應(yīng)的催化劑厚度為△D1=26cm。本設(shè)計選用的氫烴比為1:1。r2=k2*P(C3H8)。 催化劑失活的原因丙烷脫氫反應(yīng)在熱力學(xué)上是一個分子數(shù)增加、強吸熱（116KJ/mol）的可逆反應(yīng)。若要獲得較高的脫氫轉(zhuǎn)化率，則該反應(yīng)需在高溫和負(fù)壓下進(jìn)行，然而，高溫又會使烷烴容易發(fā)生裂解和深度脫氫反應(yīng)，導(dǎo)致反應(yīng)的選擇性降低。由于化學(xué)反應(yīng)種類繁多，機理各異，因此，為了適應(yīng)不同反應(yīng)的需要，化學(xué)反應(yīng)器的類型和結(jié)構(gòu)也必然差異很大。它們的主要適用范圍和特性見下表11： 表11 反應(yīng)器類型反應(yīng)器類型適用范圍 特性釜式反應(yīng)器 液液，氣液，液固，氣液固結(jié)構(gòu)簡單、加工方便,傳質(zhì)、傳熱效率高,溫度濃度分布均勻,操作靈活性大,便于控制和改變反應(yīng)條件,適合于多品種、小批量生產(chǎn)，但返混程度大，間歇操作時輔助時間所占比例大。第 2 章 催化劑 催化劑的選擇本反應(yīng)綜合生產(chǎn)實際以及環(huán)境友好的要求，丙烷脫氫(PDH)反應(yīng)器選用Sn為助劑、Pt為活性中心，Al2O3為載體的PtSn/Al2O3催化劑。緩慢移動的催化劑床在通過反應(yīng)器和再生器的環(huán)路中循環(huán)，常用的循環(huán)時間為5~10天。 P(H2)是H2在反應(yīng)器中的分壓。最后通過改變工藝參數(shù)，如管長、管徑、進(jìn)口溫度等，對反應(yīng)器結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化，得到最優(yōu)轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)量。 對應(yīng)一次催化劑的裝填量為m=m1+m2+m3+m4=∑ρV= 催化劑來源由于催化劑的制備比較繁瑣，我們采取從UOP公司購買。同理可得催化劑床層內(nèi)側(cè)的總面積為S==，集氣開孔區(qū)面積為S2=Sxφ2=，由此可算得開孔個數(shù)為，圓整后的開孔個數(shù)為767729個。 反應(yīng)器筒體厚度的選擇設(shè)計溫度：T=593℃設(shè)計壓力：Pc==鋼板負(fù)偏差C1=考慮氫腐蝕，取腐蝕裕量C2=4mm材料在設(shè)計溫度下的許用應(yīng)力[σ]t=焊接接頭系數(shù)φ=1可得計算厚度為： 不銹鋼的最小厚度是2mm。有效厚度：同理可得下封頭的厚度數(shù)據(jù)： 理論計算厚度 ： 不銹鋼的最小厚度是2mm。 [s]T校核結(jié)果合格壓力及應(yīng)力計算最大允許工作壓力[Pw]= = MPa設(shè)計溫度下計算應(yīng)力st = =MPa[s]tfMPa校核條件[s]tf ≥st結(jié)論合格內(nèi)壓橢圓上封頭校核計算單位河北工業(yè)大學(xué)烷轉(zhuǎn)工藝計算所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)GB 計算條件橢圓封頭簡圖計算壓力 PcMPa設(shè)計溫度 t593176。 C內(nèi)徑 Dimm材料S30408（板材 )試驗溫度許用應(yīng)力 [s]137MPa設(shè)計溫度許用應(yīng)力 [s]tMPa試驗溫度下屈服點 ss205MPa鋼板負(fù)偏差 C1mm腐蝕裕量 C2mm焊接接頭系數(shù) f厚度及重量計算計算厚度d = = mm有效厚度de =dn C1 C2= mm名義厚度dn = mm重量Kg壓力試驗時應(yīng)力校核壓力試驗類型液壓試驗試驗壓力值PT = = (或由用戶輸入)MPa壓力試驗允許通過的
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