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反應器初步設計說明書-資料下載頁

2026-07-25 01:35本頁面

　　

【正文】 2= mm最小厚度dmin = mm名義厚度dnh = mm結論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結論合格內壓橢圓下封頭校核計算單位河北工業大學烷轉工藝計算所依據的標準GB 計算條件橢圓封頭簡圖計算壓力 PcMPa設計溫度 t593176。 C內徑 Dimm曲面深度 himm材料S30408 (板材)設計溫度許用應力 [s]tMPa試驗溫度許用應力 [s]MPa鋼板負偏差 C1mm腐蝕裕量 C2mm焊接接頭系數 f壓力試驗時應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力[s]t[s]T163。 ss = MPa試驗壓力下封頭的應力sT = = MPa校核條件sT163。 [s]T校核結果合格厚度及重量計算形狀系數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結論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結論合格校核結果：筒體、封頭厚度均為14mm合格。反應器封頭的選擇根據鋼制壓力容器設計標準和SW6校核結果，所選用封頭的尺寸如下：公稱直徑DN/mm曲邊高度h1/mm直邊高度h2/mm 壁厚 S/mm內表面積 F/m2 容積 V/m3 質量 G/kg上封頭 2200 550 25 14 下封頭 2000 500 40 14 表34 反應器封頭的尺寸設計結果總結(以第一臺反應器為例)表35 反應器的參數反應器參數反應溫度℃593反應壓力MPa選材0Cr18Ni9反應器內徑mm反應器壁厚mm14催化劑床層長度m6催化劑床層厚度mm40,34,34,42催化劑分布器直徑mm2000催化劑分布器高度m氣體分布器直徑mm2400氣體分布器高度m1封頭參數環境溫度 ℃593受內壓 Mpa選材0Cr18Ni9封頭形式標準橢圓封頭厚度mm上封頭：14；下封頭：14焊接系數1第 4 章乙炔選擇性加氫反應器概述大多數有機烴催化裂解由于原理復雜都伴隨有很多副反應，丙烷脫氫的副產物有很多，包括乙烯、甲烷、乙烷、乙炔等，其中乙炔雖然量很少，但屬于易燃易爆氣體，與氧氣或空氣混合，遇火源會劇烈燃燒甚至爆炸，而且在一定的溫度和壓力條件下，乙炔會分解生成碳黑和氫氣，反應釋放大量熱能，會導致爆炸發生。乙炔還能在一定條件下二聚合生成鏈狀或環狀結構的有機化合物，如在400℃~500℃下。乙炔聚合時會放熱，溫度越高，聚合速度越快，熱量的積聚會進一步加速聚合，同時發生聚合物分解，最終引起爆炸。因此乙炔的存在對反應裝置是很危險的，所以要對乙炔進行處理。除去混合物中的乙炔有很多方法，例如溶劑吸收法，選擇加氫法，低溫精餾法，乙炔銅沉淀法，氨化法，絡合吸收法等。在本項目中我們考慮用選擇性加氫或者精餾塔，因為乙炔的量十分小，采用精餾塔耗能巨大，溫度控制不好也會發生危險，所以我們采用選擇性加氫除去危險氣體乙炔。選擇性加氫法是工業上應用最廣泛、也是最有效的一種方法。反應方程式 C2H2+H2→C2H4 △Hr= 催化劑的選用加氫反應選用Pd/CNF催化劑。設計簡述同丙烷脫氫反應器的設計思路一樣，對乙炔加氫反應進行物料衡算和能量衡算，通過Polymath軟件編程模擬優化，最后得到乙炔的轉化率沿管長的變化，確定合適的轉化率，進而得到對應的管長及反應器體積。反應體積=停留時間體積流率，物流的體積流率 V=1655m3/h，由此可得：反應體積=1655=該體積為催化劑的體積，由此可得反應器的體積Vo=()=66m3。圖41 列管的排布方式反應管采用正三角形排列，列管間距為t=式中的do為列管的外徑；式中的n為列管數；式中的b為六邊形層數；式中的e為最外層列管到殼體的距離；式中的D為反應器的殼體直徑；帶入數據可得，取管長為，考慮封頭的高度，可得反應器的長度為。在Polymath中的模擬與優化乙炔轉化率沿管長的變化如下：圖42 乙炔轉化率隨管長的變化反應器中溫度的變化：圖43 反應器溫度隨管長的變化選擇性加氫反應器總結由以上分析可知，對乙炔選擇性加氫有效地減少了乙炔的量，很好的減小了反應裝置的危險性。第 5 章參考文獻[1][D].華東理工大學,2010.[2][D].華東理工大學,2012.[3][D].華東理工大學,2015.[4] 納米簇催化劑上丙烷脫氫反應研究[D].河北工業大學,2009.[5] 納米催化劑的制備,表征及其催化性能研究[D].中國海洋大學,河北工業大學,2014.[6][A]..[7][D]..29

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