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广西广维化工有限责任分公司10万吨/年VAC项目反应器设备设计说明书

目录

TOC\o1-3\h\z\u第一章反应器设计 1

1.1设计概述 1

1.2设计目标 2

1.3反应器的分类 2

1.3.1固定床反应器（填充床反应器） 2

1.3.2流化床反应器（沸腾床） 3

第二章反应器设计过程 1

2.1反应器选型 1

2.2催化剂选择 1

2.3反应原理（反应动力学详见0-动力学来源文件夹） 1

2.3.1主反应 1

2.3.2副反应 1

2.4工艺条件的选择 1

2.4.1温度 1

2.4.2压力 1

2.4.3进料比 2

2.5结构参数设计 3

2.5.1反应器体积设计 3

2.5.2筒体设计 4

2.5.3折流板设计 4

2.5.4封头设计 4

2.5.5接管尺寸设计 4

2.5.6气体分布器设计 5

2.6压降核算 5

2.7强度校核 6

2.8设备装配图 16

反应器设备设计说明书乙燃乙爆炸队

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第一章反应器设计

1.1设计概述

任何化工过程的生产，从原料到产品的过程都可以概括为下列三个组成部分：原料的预处理、化学反应和产品的分离。原料的预处理是按照化学反应的要求，将原料进行处理。例如：提纯原料，除去对反应有害的杂质；加热原料，使其达到化学反应要求的温度；若原料为固体，将其进行破碎，以利于反应等等。这些预处理操作都属于物理过程。反应产物的分离，也主要是物理过程。而化学反应则是一种或几种物质转化为所需物质的化学过程。所以，化学反应这一步是整个生产过程的核心，是起主导作用的一步。因此化学反应器是生产过程的核心设备。

化学反应器是将反应物通过化学反应转化为产物的装置。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）保证物料转化率和反应时间；

（2）满足物料和反应的热传递要求；

（3）注意材质选用和机械加工要求。

（4）反应器选型；

（5）确定合适的工艺条件；

（6）确定实现这些工艺条件所需的技术措施；

（7）确定反应器的结构尺寸；

（8）确定必要的控制手段。

1.2设计目标

反应器为工艺流程中反应进行的场所，主要需要满足：

（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。

1.3反应器的分类

由于本项目所涉及的反应器为固定床反应器，所以此处只介绍固定床和流化床反应器。

1.3.1固定床反应器（填充床反应器）

此种反应器主要用于气-固相反应，其结构简单、操作稳定、便于控制，易于实现连续化。床型可以多种多样，易于大型化。可根据流体流动的特点，设计和规划床层的内部结构和内构件排布，是近代化学工业使用较早且较普遍的反应器。它可以设计较大的传热面积，可以有较高的气体流速，传热和传质系数可以较高。且加热的方式比较灵活，可以有较高的反应温度。有3种基本形式：

（1）轴向绝热式。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。流体沿径向流过床层，可采用离心流动或向心流动形式，床层与外界不发生热交换。与轴向绝热式反应器相比，径向绝热式反应器中流体流动的距离较短，流道截面积较大，流体的压力降较小，但结构较复杂。轴向绝热式固定床反应器和径向绝热式固定床反应器都属绝热反应器，适用于反应热效应不大，或反应系统能够承受绝热条件下由反应热效应引起的温度变化的场合。

（3）列管式固定床反应器。由多根反应管并联构成，适用于热效应较大的反应。