反應(yīng)器初步設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(編輯修改稿)
2025-08-30 01:35 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 進(jìn)行噴砂處理，以清除反應(yīng)管壁上的鐵銹。將催化劑從反應(yīng)器頂部入口注入，然后利用自重輔以壓縮空氣作用使催化劑填入床層。測(cè)量床層壓降，使其符合正常壓降的25%即可。 反應(yīng)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 催化劑床層開(kāi)孔為了使反應(yīng)氣體進(jìn)入催化劑床層與其充分接觸反應(yīng)，我們需要在催化劑床層器壁上開(kāi)孔。床層的開(kāi)孔率是開(kāi)孔面積與總的有效傳質(zhì)面積的比值，其大小開(kāi)孔方式的影響。所開(kāi)孔直徑要小于催化劑顆粒直徑，以保證催化劑不泄漏，我們選擇催化劑床層兩側(cè)對(duì)稱交叉開(kāi)孔，開(kāi)孔率的計(jì)算公式如下：因?yàn)楸槊摎涫且粋€(gè)分子數(shù)增加的反應(yīng)，所以在催化劑床層兩側(cè)開(kāi)孔大小是不一樣的，所設(shè)計(jì)反應(yīng)布?xì)馄鞯拈_(kāi)孔率為4%，集氣開(kāi)孔率為6%。催化劑床層外側(cè)的總面積為S==,所以布?xì)忾_(kāi)孔區(qū)的面積為S1=Sxφ1=，由此可算得開(kāi)孔個(gè)數(shù)為，圓整后的開(kāi)孔個(gè)數(shù)為887757個(gè)。同理可得催化劑床層內(nèi)側(cè)的總面積為S==，集氣開(kāi)孔區(qū)面積為S2=Sxφ2=，由此可算得開(kāi)孔個(gè)數(shù)為，圓整后的開(kāi)孔個(gè)數(shù)為767729個(gè)。 為了保證布?xì)饩鶆?，還需要有一定的料封高度，，總的開(kāi)孔高度為5m，內(nèi)外側(cè)高度相同。 催化劑分布器反應(yīng)體系為氣固相催化反應(yīng)，反應(yīng)器為模擬移動(dòng)床反應(yīng)器，反應(yīng)氣徑向通過(guò)催化劑床層，因此要求反應(yīng)氣與催化劑能均勻接觸，并且緩慢移動(dòng)的催化劑床是在反應(yīng)器和再生器的環(huán)路中循環(huán)的，所以各催化劑床層頂部需設(shè)置儲(chǔ)存分布器。 ，催化劑密度為3800kg/m3, m3,根據(jù)反應(yīng)器大小直徑為2000mm， m。 氣體分布器由于氣體的流動(dòng)擴(kuò)散性和可壓縮性，所以在反應(yīng)氣進(jìn)入催化劑床層反應(yīng)之前有必要對(duì)氣體進(jìn)行分布使其均勻的進(jìn)入床層，與催化劑充分均勻的接觸，提高催化劑的利用率，進(jìn)而提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率。 反應(yīng)器管口計(jì)算 進(jìn)料管(以第一臺(tái)反應(yīng)器為例)反應(yīng)器混合氣進(jìn)料流量G==混合氣在管內(nèi)的流速取30m/s進(jìn)料管選擇接管尺寸： Φ82010 出料管反應(yīng)器混合氣出料流量出料管連接管尺寸： φ82010 吹掃空氣入口 根據(jù)工藝需要選擇接管尺寸： φ63010 催化劑進(jìn)料口 根據(jù)工藝需要選擇接管尺寸：φ25 催化劑出口根據(jù)工藝需要選擇接管尺寸：φ25 排凈口根據(jù)工藝需要選擇接管尺寸：φ45 人孔根據(jù)工藝需要選擇接管尺寸： φ500 催化劑床層固定鋼根據(jù)工藝需要，我們選用六個(gè)規(guī)格為45*6mm，起到固定的作用。 加熱爐丙烷脫氫是分子數(shù)增加的強(qiáng)吸熱反應(yīng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的反應(yīng)后，反應(yīng)器出口的溫度會(huì)降到反應(yīng)活性溫度一下，為了保證反應(yīng)正常進(jìn)行，我們選擇對(duì)反應(yīng)器進(jìn)行級(jí)間加熱，加熱方式是加熱爐，所用燃料是從泉港石化工業(yè)園區(qū)的新奧燃?xì)夤举?gòu)買(mǎi)的天然氣。 機(jī)械強(qiáng)度的計(jì)算和校核 反應(yīng)器材料的選擇鑒于本設(shè)計(jì)的反應(yīng)溫度為593℃，所以在選材上我們選耐熱耐蝕等性能都比較好的合金鋼：0Cr18Ni9。 反應(yīng)器筒體厚度的選擇設(shè)計(jì)溫度：T=593℃設(shè)計(jì)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(jì)溫度下的許用應(yīng)力[σ]t=焊接接頭系數(shù)φ=1可得計(jì)算厚度為： 不銹鋼的最小厚度是2mm。名義厚度： dn=d+C1+C2=2++4=查閱筒體標(biāo)準(zhǔn)，最終將名義厚度圓整為7mm。筒體的有效厚度： de=tnC1C2=。 反應(yīng)器封頭厚度的計(jì)算本工段工藝采用絕熱式徑向移動(dòng)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。型號(hào)是EHA型。封頭需要與反應(yīng)物質(zhì)直接接觸，根據(jù)物性及腐蝕數(shù)據(jù)，材料選擇與筒體材料相同的0Cr18Ni9，腐蝕余量為4mm， 理論計(jì)算厚度 ： 不銹鋼的最小厚度是2mm。名義厚度： 查閱封頭標(biāo)準(zhǔn)，最終將名義厚度圓整為7mm。即。有效厚度：同理可得下封頭的厚度數(shù)據(jù)： 理論計(jì)算厚度 ： 不銹鋼的最小厚度是2mm。名義厚度： 查閱封頭標(biāo)準(zhǔn)，最終將名義厚度圓整為7mm。即有效厚度： 液壓試驗(yàn)校核液壓試驗(yàn)的壓力： 液壓試驗(yàn)容器應(yīng)力： 查表得，σs=205MPa,=,因?yàn)棣襱,所以可以進(jìn)行液壓試驗(yàn)。最大允許工作壓力： 因?yàn)閇P]Pc=,所以反應(yīng)器的壓力符合設(shè)計(jì)要求。反應(yīng)器的最大工作應(yīng)力：σt=Pcx(Di+de)/2deφ=，σt[σ]，所以反應(yīng)器所受應(yīng)力符合設(shè)計(jì)要求。 反應(yīng)器強(qiáng)度校核對(duì)催化劑床層段進(jìn)行SW6強(qiáng)度校核見(jiàn)下表：表32 SW6第一次校核結(jié)果圓筒計(jì)算計(jì)算單位河北工業(yè)大學(xué)烷轉(zhuǎn)工藝計(jì)算所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)GB 計(jì)算條件筒體簡(jiǎn)圖計(jì)算壓力 PcMPa設(shè)計(jì)溫度 t593176。 C內(nèi)徑 Dimm材料S30408（板材 )試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力 [s]137MPa設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力 [s]tMPa試驗(yàn)溫度下屈服點(diǎn) 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(jì)算計(jì)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(yàn)時(shí)應(yīng)力校核壓力試驗(yàn)類型液壓試驗(yàn)試驗(yàn)壓力
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