全国化工大赛-恒逸石化杯-扬子石化-巴斯夫公司设计醋酸乙烯酯生产项目3-典型设备工艺设计计算说明书.docx

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设计醋酸乙烯酯生产分厂项目

典型设备设计书

武汉理工大学——盟盟说的都队团队

队员：陈代表周汛王坤郭盟亚杨玳雯

指导老师：张光旭

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目录

第一章总述 1

1.1过程设备的基本要求 1

1.2过程设备设计的作用 1

1.3过程设备设计与选型的主要内容 1

第二章塔设备设计 3

2.1塔设备选型设计依据 3

2.2塔设备选型 3

2.3塔设备设计（以T0403为例） 9

2.4水力学校核 17

2.5塔机械强度设计与校核 20

第三章泵的选型 32

3.1选型依据 32

3.2选型原则 32

3.3具体泵的选型 33

3.4P0101选型 33

3.5泵选型结果一览表 35

第四章储罐及回流罐选型 36

4.1选型依据 36

4.2概述 36

4.3乙酸储罐选型（V0102） 36

4.4储罐选型结果一览 37

第五章压缩机选型 39

5.1概述及选型依据 39

5.2压缩机类型及特点 39

5.3选型原则 40

5.4乙烯压缩机（C0301）选型 40

第六章气液分离设备 42

6.1设计依据 42

6.2概述 42

6.3分离器类型的选择 42

6.4设计步骤 42

6.5闪蒸罐的设计（S0501） 45

第七章反应器设计 48

7.1列管式反应器概述 48

7.2反应器结构 50

7.3反应器传热计算 56

汇总： 58

第八章换热器设计 59

8.1概念 59

8.2换热器选型说明 60

8.3以换热器E0301为示例进行设计 64

第九章工艺设备一览表 73

9.1非标设备设计结果 73

9.2标准设备设计结果 74

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第一章总述

1.1过程设备的基本要求

①安全可靠为保证过程设备安全可靠地运行，过程设备应具有足够的能力来承受设计寿命内可能遇到的各种载荷。影响过程设备安全可靠性的因素主要有：材料的强度、韧性和与介质的相容性；设备的刚度、抗失稳能力和密封性能。

②满足过程要求主要有功能要求和寿命要求。

i．功能要求。过程设备都有一定的功能要求，以满足生产的需要，如储罐的储存量、换热器的传热量和压力降、反应器的反应速率等。功能要求得不到满足，会影响整个过程的生产效率，造成经济损失。

ii．寿命要求。过程设备还有寿命要求。例如，在石油化工行业中，一般要求高压容器的使用年限不少于20年；塔设备和反应设备不少于15年。腐蚀、疲劳、蠕变是影响过程设备寿命的主要因素。设计时应综合考虑温度和压力的高低及波动情况、介质的腐蚀性、环境对材料性能的影响、流体与结构的相互作用，采取有效措施，确保过程设备在设计寿命内安全可靠地运行。

③综合经济性好综合经济性是衡量过程设备优劣的重要指标。如果综合经济性差，过程设备就缺乏市场竞争力，最终被淘汰，即发生经济失效。过程设备的综合经济性主要体现在以下几个方面：生产效率高、消耗低；结构合理、制造简便；易于运输和安装。

④易于操作、维护和控制

⑤优良的环境性能

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，并可以从厂家的产品目录或手册中查到其规格及型号，可直接从设备生产厂家购买；另一类是非标设备或称非定型设备，是根据工艺要求、通过工艺计算及设备专业设计人员设计、需要专门设计的特殊设备，然后由有资格的厂家制造。

1.3过程设备设计与选型的主要内容

（1）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）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）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。