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羰基合成反应器设计书第一章 羰基合成反应器设计说明书1.1 概述 化学反应过程和反应器是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。反应器设计所依据的是化学反应工程理论，是化学反应工程理论的实际应用。由于化学反应的多样性，化学反应工程理论在实际应用方面尚处于发展之中，一个好的反应器设计往往较多地倚重研究试验工作。根据本项目所涉及的化学反应过程的特点、工程理论以及相关研究的成果，可以对反应器进行选型；寻找合适的工艺条件；确定实现这些工艺条件所需的技术措施；确定反应器的结构尺寸；确定必要的控制手段。为了使期基合成能在最适宜的条件下进而设计反应器时必须满足下列要求。(1)选择最适宜的操作条件，使反应速度足够快，以减少反应器的设备投资。(2)能够充分导出反应热和有效地控制反应温度，以减少副反应和提高目的产品的收率。(3)能够保证原料丙烯、合成气和催化剂充分混合，以提高传质效率和生产能力。此外，还要求反应器结构简单，容易制造，以降低反应器的造价。同时还要求操作控制及开停车方便，安全可靠等。这是羰基合成反应器设计时必须综合考虑的一些因素。1.2 设计任务 本设计是为年产25万吨丁辛醇项目设计的羰基合成反应器。 已知：(1) 年操作时间为7200小时；(2) 合成气的气相摩尔流率为1037kmol/h；(3) 催化剂和丙烯混合物的液相摩尔流率为537kmol/h；(4) 出口催化剂和丁醛混合物的体积流量为102.009 m3/h；(5) 反应温度为90110；(6) 反应压力为1.71.9MPa；(7) 反应选择性为95%；(8) 转化率为93%；(9) 在100时丙烯羰基合成反应的反应焓为= - 126.569kJ/mol；(10) 反应的空时为100 min。1.2.1 反应器体积计算根据石油化工设备设计手册及相关经验，本项目设计的羰基合成反应器中液相占总体积的90%（装填系数：0.9）。 所以反应体积为： Vr = Q0 =102.009 m3/h120 min = 204.018 m3 设备总体积为： V = Vr 90% = 204.018 90% = 226.687 m31.2.2 物料的物性表1-1 丙烯的物性参数化学式: C3H6所属族: 1-炔烃分子量: 42.0806 kg/kmol熔点: 87.89 K沸点: 225.46 K临界压力: 4665.003 kPa临界温度: 365.57 K临界体积: 1.884E-04 m3/mol偏心因子: 0.13982临界压缩因子: 0.289偶极距: 0.36575 debye标准焓: 19.7099872 kJ/mol熔化焓: 未知 kJ/mol绝对熵: 2666 kJ/mol/K标准自由焓: 62.14997 kJ/mol溶解参数: 6.43(cal/cm3)1/2折光率: 1.3625等张比容: 140.014表1-2 氢气的物性参数化学式: H2所属族: 元素分子量: 2.01588 g/mol熔点: 13.95 K沸点: 20.39 K临界压力: 1312.99975 kPa临界温度: 33.19 K临界体积: 6.4147E-05 m3/mol偏心因子: -0.21599临界压缩因子: 0.305偶极距: 0. debye标准焓: 0. kcal/mol标准自由焓: 0. kcal/mol绝对熵: .13057 kJ/mol/K熔化焓: 未知 kcal/mol溶解参数: 3.25 (cal/cm3)1/2折光率: 1.00013等张比容: 34.2938表1-3 一氧化碳的物性参数化学式:CO所属族:无机气体分子量:28.0104g/mol熔点:68.15K临界温度:132.92K沸点:81.7K临界压力：3498.99543 KPa临界体积：9.44E-05 m3/mol偏心因子:0.04816临界压缩因子:0.299偶极矩：0.11212debye标准焓：-26.4173kcal/mol标准自由焓：-32.7796 kcal/mol绝对熵：19756kJ/mol/K熔化焓:未知 kcal/mol溶解参数：3.8(cal/cm3)1/2折光率:1.00031等张比容:62.5388表1-4正丁醛的物性参数化学分子式C4H8O在装置中的用途中间产物，用于生产辛烯醛，正丁醇物理性质外观及性状：无色透明液体，有窒息性气味。 爆炸极限%：1.4-12.5沸点：75.7 熔点：-100引燃温度：190闪点：-22相对密度（水=1）：0.80相对密度（空气=1）:2.5饱和蒸汽压（kpa）：12.20（20） 溶解性：微溶于水、溶于乙醇、乙醚等多数有机溶剂。主要用途：用作树脂、塑料增塑剂、硫化促进剂、杀虫剂等的中间体。化学分子式C18H15P物理性质外观及性状：白色结晶。分子量：262.30 闪点：180 沸点：377 熔点：79-82 相对密度（水=1）：1.32相对密度（空气=1）:9.0溶解性：不溶于水、微溶于乙醇、溶于苯、丙酮、四氯化碳主要用途：用于有机化合物、膦盐及其他膦化合物合成。表1-5 三苯基膦的物性参数1.2.3 反应器的选型本设计采用鼓泡搅拌槽式反应器。底部设置有环管式气体分布器。气体通过气体分布器自下而上穿过液体的方式进行鼓泡，同时设置有搅拌器，加强混合程度。反应器采用立式圆筒形搅拌槽体，筒体上部和下部都有椭圆形封头。筒体外侧为夹套，夹套层主要用走冷却水。反应器内设有冷却管以导出反应放出的热量，冷却管的设置方式有两种，一种是采用不锈钢双套管自底部挡板直接连至反应器的密封环上部，并与蒸汽包相连接，此方式的反应器不设机械搅拌，仅靠上升的气体进行鼓泡搅拌；另一种方式是反应器筒体内设置不锈钢双螺旋型冷却蛇管，并附加立式搅拌装置，本设计采用前者。1.2.4 确定反应器设计参数1.2.4.1 设计压力 设计压力取最大工作压力的1.1倍，即 P = 1.1Pw =1.11.9 = 2.1 MPa P0为最大工作压力。1.2.4.2 设计温度 设计温度取最大设计温度加5，即 T = T0 = 110 + 5=115 T0为最大工作温度。1.2.4.3 主要元件材料的选择1、筒体材料的选择根据GB150.2-2011表4-1，选用筒体材料为低合金钢（钢材标准为GB4679）许用应力t = 173MPa，=325 MPa，Q345R适用范围：用于介质含有少量硫化物，具有一定腐蚀性，壁厚较大（8mm）的压力容器。2、鞍座材料的选择根据JB/T4731，鞍座选用材料为Q235-B，其许用应力t =147MPa。=3、地脚螺栓的材料选择地脚螺栓选用符合GB/T700规定的Q235，Q235的许用应力t =147MPa。1.2.5 反应器结构设计1.2.5.1确定筒体的直径和高度根据反应釜的设计要求，设备总体积为226.687 m3，由于气液相类型选取H/Di=2.5 得，由 Di= 4.869m 圆整到标准公称直径系列，选取筒体直径Di4900mm 。 查JB4746-2002得：DN4900mm时标准椭圆封头曲面高度h1=1200mm直边h2=65mm，封头内表面积Ah=26.6422m2，容积Vh=16.1545m3，计算得每米高筒体的V118.857m3， H=11.16m筒体高度圆整为H11000mm反应器总长度为H + ( h1 + h2)2 = 11000 + ( 1200 + 65)2 = 13530 mm于是H/D=2.24 核查结果符合原定范围内。则可以初步确定反应器的直径为4900mm，总长度为13530 mm。1.2.5.2 圆筒厚度的设计计算压力Pc：液柱静压力：P1 = gh=9509.810 Pa=9.31104 PaP1/P = 9.31104 /2.1106 = 4.43% 0.830.90.96主要特点本机为利用行星轮为柔轮的少齿差内啮合的大速比的新型机械传动，与其它型式啮合相比，具有结构简单，体积小，重量轻，速比大，承载能力高，运转平稳，封闭性能好。本机为利用少齿差内啮合行星传动的减速装置，故减速比大，传动效率高，结构紧凑，装拆方便，寿命长，承载能力高，工作平稳，重量轻，体积小，故障少，有取代涡轮减速机的趋向。本机为两级同中心距并流式斜齿轮减速传动装置，传动比准确，寿命长。在相同速比范围内，较之于其它传动来说，具有体积小，效率高，制造成本低，结构简单，装配检修方便等。本机为单级三角皮带传动的减速装置，结构简单，过载时会产生打滑现象，因此能起到安全保护作用，但由于皮带滑动不能保持精确的传动比。特性参数柔轮分度圆直径电动功率、机型号、减速比中心距三角皮带型号及根数应用条件不需多级传动而用于转速极低的搅拌传动装置，可用于有防爆要求的场合。对过载和冲击载荷有较弱承载能力，可短期过载75%，起动转矩为额定转矩的2倍，允许反正旋转，可用于有防爆要求的场合，与电动机直连供应，可依轴承载寿命来计算容许的轴向力，本机要求采用夹壳式联轴节（HG5 21365）允许反正旋转，可采用夹壳式联轴节（HG5 21365）或弹性块式联轴节（HG5 743 78）与搅拌轴联接，不许承外加轴向载荷或允许轴向力小的场合，可用于有防爆要求的场合，与电机直连供应。允许反正旋转，本系列采用夹壳式联轴节（HG5 21365）与搅拌轴联接，搅拌器及轴的重量均由本机轴承承受，本机不能用于有防爆要求的场合。标定符号XB分度圆公称直径顺序号BLD型号代号机型号减速比轴头型号LC中心距顺序号，输出轴结构或P三角皮带型号、三角皮带根数顺序号标准图号HG574478HG574578HG574678HG574778注：电动机若采用AJO2型时，在标定符号前加“A”字样，对BJO2加“B”字样，对JO2型电极则不加写代号。由上表分析所得，本设计采用摆线针齿行星减速机。1.2.8 反应器附件的选型和尺寸设计1、 釜体法兰连接结构的设计1. 法兰的设计(1) 法兰的选型：长颈对焊法兰； 法兰的材料：0Cr18Ni10Ti；(2) 法兰的结构与尺寸公称直径DN/mm法 兰，mmDD1D2D3D4Hhaa112Rd490054505380524551505140480670144463850802470螺柱规格为M48，数量为168个，对接筒体最小厚度0=34 mm。2. 密封面形式的选型 长颈对焊法兰，1.6 MPaP2.5 MPa，采用衬环凹凸密封面。3. 垫片的设计(1)垫片法兰的选型、材料垫片选择耐油橡胶石油垫片，材料为耐油橡胶石棉板。(2)垫片的结构与尺寸内径d/mm外径D/mm厚度S/mm4900498064. 螺栓、螺母的选型 六角头螺栓A级型六角螺母A级5. 法兰、垫片、螺栓、螺母、垫圈的材料法兰垫片螺栓螺母垫圈0Cr18Ni10Ti耐油橡胶石棉板A级钢A级钢0Cr18Ni10Ti2、 工艺接管的设计1、催化剂循环口接管由Aspen plus模拟结果可得：催化剂循环口接管体积流量Q1=66.03m3/h，液体流速取= 0.125 m/s，则d1 = =216 mm圆整后取225 mm，壁厚取15 mm。2、出料口接管由Aspen plus模拟结果可得：出料口接管体积流量Q2=102.01m3/h，液体流速取= 0.125 m/s，则d1 = =269 mm圆整后取300 mm，壁厚取15 mm。3、合成气进料口接管由Aspen plus模拟结果可得：合成气进料口接管体积流量Q2=860.58m3/h，气体流速取= 18 m/s，则d1 = =65.02 mm圆整后取65 mm，壁厚取4 mm。4、压力表口管k采用32无缝钢管，接管与封头内表面磨平。配用突面板式平焊管法兰:HG20593 法兰PL252.5RF 0Cr18Nil0Ti。5、冷却水出口管b和进口管I都选用100无缝钢管，接管与封头内表面磨平。配用突面板式平焊管法兰:HG20593 法兰PL252.5 RF 0Cr18Ni10Ti。6、温度计接口j的管口选用80无缝钢管，伸入釜体内一定长度。配用突面板式平焊管法兰：HG20592 法兰PL252.5 RF 0Cr18Nil0Ti。7、安全阀接管g采用25无缝钢管，配法兰PN2.5 DN25 HG205931997。3、选用手孔、人孔、视镜根据板式平焊法兰手孔（HG215312005），选用手孔形式为a式，PN2.5 MPa DN250mm .手孔RF DN250 PN2.5 （HG215312005）。根据HG 215981999，选用水平吊盖不锈钢人孔，PN2.5 MPa DN500mm.人孔RF DN500 PN2.5 （HG 215981999）。由标准压力容器视镜i选用碳素钢带颈视镜1504.5 DN150 HGJ 502865。27 过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-98第二章 反应器强度校核立式搅拌容器校核计算单位压力容器专用计算软件 筒体设计条件内 筒夹 套设计压力 pMPa2.10.4设计温度 t C115115内径 Dimm49005100名义厚度 dnmm4018材料名称Q345RQ345R许用应力s 174181 s tMPa173.7181压力试验温度下的屈服点 s 305345钢材厚度负偏差 C1mm0.30.3腐蚀裕量 C2mm21厚度附加量 CC1C2mm2.31.3焊接接头系数 f10.8压力试验类型液压液压试验压力 pTMPa2.6250.75筒体长度 Lwmm1100010000内筒外压计算长度 Lmm10000封 头 设 计 条 件筒体上封头筒体下封头夹套封头封头形式椭圆形椭圆形椭圆形名义厚度 dnmm343418材料名称Q345RQ345R20R(热轧)设计温度下的许用应力 s tMPa181181137.9钢材厚度负偏差 C1mm0.30.30腐蚀裕量 C2mm221厚度附加量 CC1C2mm2.32.31焊接接头系数 f110.9主 要 计 算 结 果内圆筒体夹套筒体内筒上封头内筒下封头夹套封头校核结果校核合格校核合格校核合格校核合格校核合格质 量 m kg53602.722718.67027.537027.533999.98搅拌轴计算轴径mm 悬臂轴(刚性轴)校核合格备 注夹套压力试验时，内筒至少需保持 0.32683MPa 的内压，否则将导致内筒失稳内筒体内压计算计算单位压力容器专用计算软件 计算条件筒体简图计算压力 Pc 2.13MPa设计温度 t 115.00 C内径 Di 4900.00mm材料 Q345R ( 板材 )试验温度许用应力 s 174.00MPa设计温度许用应力 st 173.70MPa试验温度下屈服点 ss 305.00MPa钢板负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 2.00mm焊接接头系数 f 1.00厚度及重量计算计算厚度 d = = 30.23mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 37.70mm名义厚度 dn = 40.00mm重量 53602.70kg压力试验时应力校核压力试验类型 液压试验试验压力值PT = 1.25P = 2.6250 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sTsT 0.90 ss = 274.50MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = 171.90 MPa校核条件 sT sT校核结果 合格压力及应力计算最大允许工作压力 Pw= = 2.65245MPa设计温度下计算应力 st = = 139.49MPastf 173.70MPa校核条件stf st结论 合格内筒体外压计算计算单位压力容器专用计算软件 计算条件圆筒简图计算压力 Pc -0.40MPa设计温度 t 115.00 C内径 Di 4900.00mm材料名称 Q345R (板材)试验温度许用应力 s 174.00MPa设计温度许用应力 st 173.70MPa试验温度下屈服点 ss 305.00MPa钢板负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 2.00mm焊接接头系数 f 1.00压力试验时应力校核压力试验类型 液压试验试验压力值PT = 1.25Pc = 2.6250 MPa压力试验允许通过的应力stsT 0.90 ss = 274.50MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = 171.90 MPa校核条件 sT sT校核结果 合格厚度及重量计算计算厚度 d = 37.55mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 37.70mm名义厚度 dn = 40.00mm外压计算长度 L L= 10000.00 mm筒体外径 Do Do= Di+2dn = 4980.00mmL/Do 2.01Do/de 132.10A 值 A= 0.0004203B 值 B= 53.84重量 53602.70 kg压力计算许用外压力 P= = 0.40758MPa结论 合格。夹套水压试验时，内筒需充压 0.327 MPa。内筒上封头内压计算计算单位 压力容器专用计算软件 计算条件椭圆封头简图计算压力 Pc 2.10MPa设计温度 t 115.00 C内径 Di 4900.00mm曲面高度 hi 1200.00mm材料 Q345R (板材)设计温度许用应力 st 181.00MPa试验温度许用应力 s 181.00MPa钢板负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 2.00mm焊接接头系数 f 1.00厚度及重量计算形状系数 K = = 1.0281计算厚度 d = = 29.31mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 31.70mm最小厚度 dmin = 14.70mm名义厚度 dn = 34.00mm结论 满足最小厚度要求重量 7027.54 kg压 力 计 算最大允许工作压力 Pw= = 2.27084MPa结论 合格内筒下封头内压计算计算单位 压力容器专用计算软件 计算条件椭圆封头简图计算压力 Pc 2.19MPa设计温度 t 115.00 C内径 Di 4900.00mm曲面高度 hi 1200.00mm材料 Q345R (板材)设计温度许用应力 st 181.00MPa试验温度许用应力 s 181.00MPa钢板负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 2.00mm焊接接头系数 f 1.00厚度及重量计算形状系数 K = = 1.0281计算厚度 d = = 30.61mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 31.70mm最小厚度 dmin = 14.70mm名义厚度 dn = 34.00mm结论 满足最小厚度要求重量 7027.54 kg压 力 计 算最大允许工作压力 Pw= = 2.27084MPa结论 合格内筒下封头外压计算计算单位 压力容器专用计算软件 计算条件椭圆封头简图计算压力 Pc -0.40MPa设计温度 t 115.00 C 内径 Di 4900.00mm 曲面高度 hi 1200.00mm 材料 Q345R (板材) 试验温度许用应力 s 181.00MPa 设计温度许用应力 st 181.00MPa 钢板负偏差 C1 0.30mm 腐蚀裕量 C2 2.00mm焊接接头系数 f 1.00厚 度 计 算计算厚度 d = 22.60mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 31.70mm名义厚度 dn = 34.00mm外径 Do Do= Di+2dn = 4968.00系数 K1 K1 = 0.9092A 值A= = 0.0008805B 值B= 112.77重量 7027.54kg压 力 计 算许用外压力 P= = 0.79435MPa结论 合格夹套圆筒体计算计算单位压力容器专用计算软件 计算条件筒体简图计算压力 Pc 0.43MPa设计温度 t 115.00 C内径 Di 5100.00mm材料 Q345R ( 板材 )试验温度许用应力 s 181.00MPa设计温度许用应力 st 181.00MPa试验温度下屈服点 ss 325.00MPa钢板负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 1.00mm焊接接头系数 f 0.80厚度及重量计算计算厚度 d = = 7.58mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 16.70mm名义厚度 dn = 18.00mm重量 22718.60kg压力试验时应力校核压力试验类型 液压试验试验压力值PT = 1.25P = 0.7500 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sTsT 0.90 ss = 292.50MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = 143.62 MPa校核条件 sT sT校核结果 合格压力及应力计算最大允许工作压力 Pw= = 0.94520MPa设计温度下计算应力 st = = 65.87MPastf 144.80MPa校核条件stf st结论 合格夹套封头计算计算单位 压力容器专用计算软件 计算条件椭圆封头简图计算压力 Pc 0.43MPa设计温度 t 115.00 C内径 Di 5100.00mm曲面高度 hi 1240.00mm材料 20R(热轧) (板材)设计温度许用应力 st 137.90MPa试验温度许用应力 s 148.00MPa钢板负偏差 C1 0.00mm腐蚀裕量 C2 1.00mm焊接接头系数 f 0.90厚度及重量计算形状系数 K = = 1.0382计算厚度 d = = 9.18mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 17.00mm最小厚度 dmin = 15.30mm名义厚度 dn = 18.00mm结论 满足最小厚度要求重量 3999.98 kg压 力 计 算最大允许工作压力 Pw= = 0.79571MPa结论 合格搅 拌 轴 设 计计算单位压力容器专用计算软件 计算条件简 图轴支承情况悬臂轴轴计算类型刚性轴电动机额定功率 PNkw3轴设计转速 nr/min150设备内设计压力 p MPa2.1轴安装形式上插式轴轴材料名称0Cr18Ni10Ti轴材料抗拉强度 s bMPa600轴材料压缩屈服强度 ssMPa242轴材料弹性模量 EMPa202100轴材料剪切模量 GMPa77730.8轴材料密度 rskg/m37800平衡精度等级1传动装置效率 h10.9许用扭转角 g/m1用户定义值轴封处许用径向位移 dlomm1用户定义值悬臂轴轴端许用径向位移mm50用户定义值轴结构类型空心轴空心轴内径与外经之比 N o0.7两轴承之间长度 mm100悬臂端与两轴承间轴径差mm5轴封至轴承距离mm100流体径向力系数 K 10.1轴封形式双端面机械密封 填料密封圈总高度mm-轴承 A 形式滚动轴承轴承 B 形式滚动轴承轴线与安装垂直线夹角 a1搅拌物料密度 rkg/m31150搅拌介质类型液体-气体搅拌介质特性一般物料搅拌器数量2搅拌器类型推进式搅 拌 器 数 据搅拌器 1搅拌器 2搅拌器 3搅拌器 4搅拌器 5搅拌器至轴承距离 L imm90003500-搅拌器直径 D Jimm15001500-搅拌器叶片倾斜角 q i6969-搅拌器叶片宽度 h imm300300-搅拌器及附加质量 m ikg211211-搅拌器附加质量系数 hk00-物料对搅拌器轴向推力方向不确定不确定-推进式搅拌器螺距mm100100-传动侧轴承搅拌侧轴承搅拌桨计 算 结 果备 注搅拌轴最终计算轴径 dmm160校核值，校核结果:校核合格轴径为 d 时 的计算值轴扭转角 g /m-0按扭转变形校核合格轴临界转速 n kr /min63.62设计转速与临界转速比值 n / nk2.358n=150 r/min,可不考虑临界转速轴封处的总位移 d lomm0.075按轴封处径向位移校核合格悬臂轴轴端总位移 d l1mm5.006按轴端许用挠度校核合格按扭转变形计算的轴径 d1mm36.1加轴径差后 d=36.1+5=41.1按强度计算的轴径 d2mm158.5输入轴径按强度校核合格按轴封处许用挠度计算的轴径 d3 lomm24.2按悬臂轴轴端许用挠度计算的轴径 d3 le58.4按临界转速计算的轴径 dnkmm681.7n=150 r/min,可不考虑临界转速悬臂轴两轴承间轴径 d amm-注： 按标准选取的抗振条件 n/nk 0.4 轴承A径向游隙数取0.03mm 轴承B径向游隙数取0.03mm 本程序计算的最终轴径 d 为悬臂段轴径 年产25万吨丁辛醇项目第三章 换热器设计说明书3.1 前 言3.1.1 换热器概述3.1.1.1 换热器简介与分类 换热设备的主要作用是使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到工艺过程规定的指标，以满足工艺过程的需要。 换热其种类很多，但根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分为三大类，即间壁式、混合式和蓄热式。其中间壁式换热器用得最多。间壁式换热器的类型有：夹套式换热器，沉浸式换热器，喷淋式换热器，套管式换热器，管壳式换热器，它是最典型的间壁式换热器，有着悠久的历史，至今仍在所有换热器中占据主导地位。 3.1.1.2 固定管板式换热器的介绍 主要由壳体、管束、管板和封头等部分组成。进行换热的两种流体，一种在管内流动，其行程称 为管程；一种在管外流动，其行程称为壳程。其示意图如下：图3-1卧式固定管板式换热器图3-2 立式固定管板式换热器 结构特点：两块管板均与壳体相焊接，并加入了热补偿原件膨胀节。 优点：结构简单、紧凑、能承受较高的压力，造价低，管程清洗方便，管子损坏时易于堵管或更换。 缺点：不易清洗壳程，壳体和管束中可能产生较大的热应力。 适用场合：适用于壳程介质清洁，不易结垢，管程需清洗以及温差不大或温差虽大但是壳程压力不大的场合。3.1.2 设计项目简述3.1.2.1 项目简介本项目是为每年生产25万吨丁辛醇的分厂的辛醇制备工段的粗辛醇溶液与水换热器的工艺及设备设计。制取辛醇整个工段涉及缩合反应器、层析器、蒸发器、液-液换热器、气提水冷器等。本设计只对液-液换热器进行设计。3.2.2.2 工艺流程介绍低压羰基合成工艺采用由美国联合碳化物公司、英国戴维公司和英国约翰逊马瑟公司联合开发的第二代低压铑法羰基合成工艺液相循环工艺。该工艺是以丙烯、合成气为原料，羰基铑/三苯基膦络合物为催化剂，在较低（低压约1.76 MPa）的操作压力下，就能完成反应。该工艺的几个基本工段为：气液相羰基合成反应、羧基反应液的蒸馏分离、正丁醛缩合反应、正/异丁醛、辛醛加氢反应、辛醇蒸馏精制、正/异丁醇蒸馏精制。1、气液相羰基合成反应羰基合成反应：丙烯、一氧化碳和氢气在温度90120，压力约1.9MPa,有过量三苯基膦存在下，在羰基铑膦络合物的催化作用下生成丁醛。在以铑膦络合物的催化剂的低压羰基合成反应中，铑形成 HRh(CO)n(phh3)m，一组络合物（m+n=4），其中HRh(CO)2(phh3)2起主要作用。在溶液中下列平衡随三苯基膦(phh3)浓度和一氧化碳分压而移动。HRh(CO)(phh3)2 phh3、co HRh(CO)2(phh3)2 phh3、co HRh(CO)2(phh3)当过量的三苯基膦浓度和一氧化碳分压适宜时，催化剂主要以HRh(CO)2(phh3)2形式存在，可以维持一定的反应速度并使产物丁醛的正异构比大为提高。过量的三苯基膦的存在能提高催化剂的稳定性，降低反应压力，提高产物丁醛的正、异构比例。这部分的设备包括：羰基合成反应器、除沫器等。图3-3气液相羰基合成流程图合成气和丙烯调节好碳氢比混合后，进入两个