全国化工大赛-恒逸石化杯-安庆石化22万吨每年VAC工厂化生产项目6典型设备设计文档.docVIP

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年产22万吨/年VAC项目

典型设备设计

安徽建筑大学安建酯高气扬战队

周雪松程思源顾然然葛惠娟常香香

典型设备设计

1.1总述

1.1.1过程设备的基本要求

过程设备最基本的要求是满足安全性与经济性，安全是核心，在充分保证安全的前提下尽可能做到经济。经济性包括经济的制造过程，经济的安装、使用与维护，设备的长期安全运行本身就是最大的经济。在满足工艺要求的前提下，为了确保安全与经济，过程设备应满足以下基本要求。首先，结构合理，安全可靠。过程设备上所有部件都必须有足够的强度、刚度和稳定性，可靠的密封性和一定的耐久性。其次，设备必须具有先进的技术经济指标，技术经济指标是衡量过程设备优劣的重要参数。再次，运转性能好，操作简单，运转方便；最后，还要具有优良的环境性能。上述要求很难全部满足，设计选用时应针对具体问题具体分析，满足主要要求，兼顾次要要求。

1.1.2过程设备设计的作用

设备工艺设计是工程设计的基础。化工设备从工艺设计的角度可以分为两类：一类是标准设备或定型设备，是成批、成系列生产的设备，可以从厂家的产品目录或手册中查到其规格及型号，直接从设备生产厂家购买；另一类是非标设备或非定型设备，是根据工艺要求、通过工艺计算及设备专业设计人员设计的特殊设备，然后由有资格的厂家制造。

1.1.3过程设备设计与选型的主要内容

=1\*GB2⑴确定单元操作所用设备的类型。这项工作应与工艺流程设计结合起来进行。

=2\*GB2⑵确定设备的材质。根据工艺操作条件（温度、压力、介质的性质）和对设备的工艺要求确定符合要求的设备材质。这项工作应与设备设计专业人员共同完成。

=3\*GB2⑶确定设备的设计参数。设备的设计参数是由工艺流程设计、物料衡算、热量衡算、设备的工艺计算多项工作得到的。对不同的设备，它们有不同的设计参数。对塔设备，需要确定进出口物料的流量、组成、温度、压力、塔径与塔的材质、填料类型与填料高度或塔板类型与塔板数等，对于精馏塔还要确定塔顶冷凝器和塔底再沸器的热负荷、换热流体的种类等；对换热器，则需要知道热负荷、换热面积、冷热流体的种类及流量。

=4\*GB2⑷确定定型设备（即标准设备）的型号或牌号以及数量。定型设备是一些加工厂成批、成系列生产的设备，即那些可以直接向生产厂家订货或购买的现成设备。对已有标准图纸的设备，确定标准图的图号和型号。随着中国化工设备标准化的推进，有些本来用于非标设备的化工装置，已逐步走向系列化、定型化。这些设备包括换热器系列、容器系列、搪玻璃设备系列以及圆泡罩、F1型浮阀和浮阀塔塔盘系列等，它们已经有了国家标准。

=5\*GB2⑸对非标设备，向化工设备专业设计人员提出设计条件和设备草图，明确设备的型式、材质、基本设计参数、管口、维修安装要求、支承要求及其他要求（如防爆口、人孔、手孔、卸料口、液面计接口等）。

=6\*GB2⑹编制工艺设备一览表。在初步设计阶段，根据设备工艺设计的结果，编制工艺设备一览表，可按非定型工艺设备和定型工艺设备两类编制。初步设计阶段的工艺设备一览表作为设计说明书的组成部分提供给有关部门进行设计审查。

1.2反应器设计

反应器是工程设计中典型的非标设备，是整个项目的核心内容，故准确设计反应器尺寸等在工程设计中起着重要的作用，本次设计主要参考了《化工原理》、《压力容器手册》、《过程设备设计与选型基础》等相关资料，对反应器进行了筒体壁厚、封头壁厚、管板厚度、法兰复核、内构件设计、管口设计以及强度校核等方面的设计，并且列出了反应器的设计压力、设计温度、设备直径及计算长度。

1.2.1设计目标

（1）反应器为工艺流程中反应进行的场所，主要需要满足：

（2）反应器有良好的传热能力；

（3）反应器内温度分布均匀；

（4）反应器有足够的壁厚，能承受反应压力；

（5）反应器结构满足反应发生的要求，保证反应充分；

（6）反应器材料满足反应物腐蚀要求；

（7）保证原料有较高的转化率，反应有理想的收率；

（8）降低反应过程中副反应发生的水平。

1.2.2反应器介绍

1.2.2.1固定床反应器

固定床反应器又称填充床反应器，是一种装填有固体催化剂用以实现多相反应的反应器。固体催化剂通常呈颗粒状，粒径2～15mm，堆积成一定高度（或厚度）的床层，床层静止不动，流体通过床层进行反应。目前我国的固定床反应器技术比较成熟，主要用于