吉林博海生化6万吨年乙酸乙烯酯项目反应器设计说明书.docxVIP

吉林博海生化6万吨/年乙酸乙烯酯项目——反应器设计说明书

2019全国大学生化工设计竞赛华中赛区

湖北文理学院柠檬队参赛作品

吉林博海生化6万吨/年乙酸乙烯酯项目

反应器设计说明书

团队队员：王傲宇张俊文冯兴刚丁佳倩唐雪婷

指导老师：程振锋程华黄琳汪万强徐想娥

目录

TOC\o1-5\h\z\u一、概述 5

1.1序言 5

1.2反应器类型 5

1.2.1固定床反应器 5

1.2.2流化床反应器 7

1.2.3移动床反应器 8

二、反应器设计示例 10

2.1乙酸乙烯酯合成反应器R0301 10

2.1.1催化剂的选择 10

2.1.2反应动力学研究 11

2.1.3反应条件确定 12

3.1.反应物料衡算 14

3.1.2物料衡算表 14

4.1工艺设计及计算 14

4.1.1催化剂床层体积 14

4.1.2反应空时 15

4.1.3反应床层高度 16

4.1.4反应器直径 17

4.2反应器的床层压降核算 18

4.2.1床层压降计算 18

4.3热量衡算与换热面积核算 19

4.3.1热量衡算 19

4.3.2换热面积衡算 19

5.1反应器的结构参数设计 21

5.1.1反应器设计温度和设计压力 21

5.1.2反应器筒体厚度计算 21

5.1.3反应器封头厚度计算 22

6.1机械设计及强度校核 23

6.1.1水压试验校核 23

6.1.2反应器接管尺寸及方位 24

6.1.3折流挡板的设计 25

6.1.4耳式支座设计 26

6.1.5拉杆、定距管 26

6.1.6管板设计 27

6.1.7反应器总高度 28

6.1.8地震载荷、风载荷及耐压试验校核 28

6.1.9法兰设计与复核 28

7.1反应器设计结果汇总 31

7.1.1设计条件一览表 31

7.1.2乙酸乙烯酯合成反应器参数设计结果汇总表 32

7.1.3接管尺寸及方位图 34

8.1SW6强度校核 35

8.1.1强度计算说明书 35

9.1设备条件图 61

9.1.1设备条件图实例 61

概述

1.1序言

反应器是化工生产过程中一系列设备中的核心设备。化工技术过程开发的成功与否很大程度上取决于反应器内流体的温度、浓度、停留时间及温度分布、停留时间分布的控制水平和控制能力。化工生产的工艺过程决定了反应器的结构型式，反应器的结构型式对工艺过程又有一个促进和完善的作用，同时反应器的结构型式在某种程度上也决定着产品的质量和性能。因此，化学反应器的选型、设计计算和选择最优化的操作条件是化工生产中极为重要的课题。反应器设计的主要任务首先是选择反应器的型式和操作方法，然后根据反应和物料的特点，计算所需的加料速度、操作条件（温度、压力、组成等）及反应器体积，并以此确定反应器主要构件的尺寸，同时还应考虑经济的合理性和环境保护等方面的要求。

在反应器设计时，除了通常说的要符合“合理、先进、安全、经济”的原则，在落实到具体问题时，要考虑到下列的设计要点：

（1）反应器有良好的传热能力；

（2）反应器内温度分布均匀；

（3）反应器有足够的壁厚，能承受反应压力；

（4）反应器结构满足反应发生的要求，保证反应充分；

（5）反应器材料满足反应物腐蚀要求；

（6）保证原料有较高的转化率，反应有理想的收率；

（7）降低反应过程中副反应发生的水平。

1.2反应器类型

化学反应是反应过程的主体，而反应装置是实现这种反应的客观环境。化学反应过程和反应器作为化工生产流程中的中心环节，反应器的设计往往占有重要的地位。而在工业中，运用最广泛的有固定床、流化床和移动床反应器。

1.2.1固定床反应器

固定床反应器又称填充床反应器，装填有固体催化剂或固体反应物用以实现多相反应过程的一种反应器。固体物通常呈颗粒状，粒径2～15mm左右，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。它与流化床反应器及移动床反应器的区别在于固体颗粒处于静止状态。固定床反应器主要用于实现气固相催化反应，如氨合成塔、二氧化硫接触氧化器、烃类蒸汽转化炉等。

固定床反应器可分类为三种基本形式：

（1）轴向绝热式固定床反应器(如下图1-1)。流体沿轴向自上而下流经床层，床层同外界无热交换。

（2）径向绝热式固定床反应器（如下图1-2）。流体沿径向流过床层，可采用离心流动或向心流动，床层同外界无热交换。径向反应器与轴向反应器相比，流体流动的距离较短，流道截面积较大，流体的压力降较小。但径向