大连石化1.5亿火炬气资源化脱硫项目3-2反应器设计说明书.docxVIP

中石油大连石化

中石油大连石化分公司

1.5亿Nm3/a火炬气资源化脱硫项目

反应器设计

反应器设计说明书

指导教师

指导教师：刘华彦、章渊昶、周猛飞

团队成员：徐磊、钱婕、孟成伟、楼红枫、冯少华

浙江工业

浙江工业大学Sense8团队

大连石化1.5亿Nm3/a火炬气资源化脱硫项目反应器设计说明书

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目录

TOC\o1-3\h\z\u第一章概述 1

第二章主要反应机理及动力学 4

2.1反应机理 4

2.2动力学方程 5

第三章催化剂特性、失活及再生方法 10

3.1催化剂特性 10

3.2催化剂失活 10

3.2.1催化剂积碳 10

3.2.2催化剂积硫 11

3.2.3催化剂活性 12

3.2.4永久性失活 12

3.3催化剂的再生方法 13

3.3.1高温酸气法 13

3.3.2较高浓度酸气混合氮气法 13

第四章反应器设计思路说明 15

4.1反应器类型选择 15

4.2反应器的设计方法 18

4.3撤热方式选择 19

4.4反应器模拟模型构建 20

4.5工艺条件的选择 21

4.5.1反应温度 21

4.5.2反应压力 22

4.5.3体积空速 22

4.5.4H2S/CH3OH摩尔比 23

4.6反应段数确定 23

4.7反应热力学 25

4.8反应器催化剂用量计算 27

4.9反应器结构设计 28

4.9.1反应器中心管的设计 28

4.9.2反应段高度和内分布筒半径 32

4.9.3反应器筒体内径 33

4.9.4设计条件 34

4.9.5催化剂封的设计 35

4.9.6反应器床层压力降计算 35

4.9.7扇形筒的设计 37

4.9.8防止催化剂吹入分流、集流流道的措施 38

4.9.9接管的设计 38

4.9.10接管法兰的选择 38

4.10反应器强度设计 39

4.10.1反应器筒体壁厚 39

4.10.2反应器封头设计 40

4.10.3压力试验 40

4.11控制方案 41

4.12反应器设计计算结果汇总 42

4.13反应器设计结构图、工艺条件图 43

4.14反应器强度校核 45

参考文献 55

第五章硫化氢甲硫醚反应器 57

5.1反应方程式 57

5.2催化剂参数 57

5.3反应器类型的选择 58

5.4工艺条件的选择 58

5.4.1反应温度 58

5.4.2反应压力 59

5.4.3空速 59

5.4.4H2S/(CH3)2S摩尔比 60

5.5反应器设计 60

5.5.1催化剂用量计算 61

5.5.2反应器列管数 61

5.5.3床层压力降计算 62

5.5.4传热面积核算 62

5.5.5反应器筒体直径 64

5.5.6反应器高度 65

5.5.7筒体壁厚 65

5.5.8封头壁厚 66

5.5.9强度校核 66

5.5.10接管的设计 67

5.5.11支座与附件设计 67

5.5.12折流板设计 67

5.5.13拉杆设计 68

5.5.14接管法兰 68

5.5.15容器法兰 68

5.5.16反应器管板、管箱、反应列管的连接结构设计 69

5.5.17管板厚度 70

5.6热量衡算 70

5.6.1各物质的化学热力学数据 70

5.6.2各反应的反应热 70

5.6.3高温烟道气的用量 72

5.7反应器设计结果参数汇总 72

5.8反应器强度校核 73

第一章概述

化学反应器是将反应物通过化学反应转化为产物的装置，是化工生产及相关工业生产的关键设备。由于化学反应种类繁多，机理各异，因此，为了适应不同反应的需要，化学反应器的类型和结构也必然差异很大。反应器的性能优良与否，不仅直接影响化学反应本身，而且影响原料的预处理和产物的分离，因而反应器设计过程中需要考虑的工艺和工程因素应该是多方面的。

反应器设计的主要任务首先是选择反