(完整)反应器初步设计说明书.docx

1、福建联合石化有限公司年产25万吨丙烯(PDH)反应器设计说明设计团队：烷转工艺指导老师:王洪海李春利单海王桂赞武宇新团队成员:雷永杰李倩张帅蔺艺莹段小艳作者单位：河北工业大学东华科技-陕鼓杯一第十届全国大学生化工设计竞赛福建联合石化联产25万吨丙烯项目4目录第1章反应器设计.1.1 反应器设计概述 11.2 反应器的选型 1第2章催化剂 32.1 催化剂的选择 32.2 催化剂失活的原因 32.3 催化剂再生的方法 3第3章丙烷脱氢反应器.主反应及副反应方程式3.2反应机理3.3动力学方程3.3.1 催化反应动力学模型.3.3.2 失活动力学3.4反应器设计思路说明3.53.63.4.1342

2、343344反应条件反应器类型的选择.反应器数学模拟.反应器体积的计算.催化剂设计3.5.1催化剂用量3.5.2催化剂来源3.5.3催化剂的装填反应器内部结构设计361催化剂床层开孔.111111111111362催化剂分布器12363气体分布器12福建联合石化联产25万吨丙烯项目施工名3.7反应器管口计算3.7.1 进料管（以第一台反应器为例）3.7.2 出料管3.7.3 吹扫空气入口 3.7.4 催化剂进料口 3.7.5 催化剂出口 3.7.6 排净口 3.7.7 人孔3.7.8 催化剂床层固定钢 3.8加热炉3.9机械强度的计算和校核3.9.1反应器材料的选择 3.9.2 反应器筒体厚度

3、的选择 3.9.3 反应器封头厚度的计算 3.9.4液压试验校核.3.9.5反应器强度校核3.9.6反应器封头的选择 3.10设计结果总结（以第一台反应器为例）第4章乙焕选择性加氢反应器概述4.2反应方程式4.3催化剂的选用4.4设计简述4.5在Polymath中的模拟与优化4.6选择性加氢反应器总结第5章参考文献12121313131313141414141414151616252626262727272930306福建联合石化联产 25万吨丙烯项目第1章反应器设计1.1反应器设计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，是化工生产流程中 的中心环节。由于化学反应种类繁多，机理各

4、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。反应器的设计主要包括：1）反应器选型；2）确定合适的工艺条件；3）确定实现这些工艺条件所需的技术措施；4）确定反应器的结构尺寸；5）确定必要的控制手段。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）设计适当的搅拌器和类似作用的机构；4）注意材质选

5、用和机械加工要求。1.2反应器的选型反应器按结构大致可以分为釜式、 管式、固定床、流化床、移动床等类型。它们的主要适用范围和特性见下表 1-1:11A瑞蝮及1芝福建联合石化联产 25万吨丙烯项目4表1-1反应器类型反应器类型适用范围特性结构简单、加工方便,传质、传热效率高，温度浓度分布均匀，操作灵活性大，便于液液，气控制和改变反应条件，适合于多品种、小批釜式反应器 液，液固，气液量生产，但返混程度大，间歇操作时辅助固时间所占比例大。返混小，所需反应器体积较小，比传管式反应器气相，液相 热面大；但对慢速反应，管很长，压降很大返混小，高转化率时催化剂用量少,定床反应器气固相催催化剂不易磨损；但传热

6、控温不易，催化化反应剂装卸麻烦气固相，尤 传热好，温度均匀，易控制，催化剂流化床反应器 其是催化剂失 有效系数大；但床内返混大，不适于高转活很快的反应化率反应气固相，尤床层返混小，固气比可操作性大；但移动床反应器 其是催化剂失床内温差大，调节不易活很快的反应本反应器主要针对的是丙烷脱氢生成丙烯的反应，该反应的高效反应温度在550-650 ,反应压力为O.IMPa。反应两个最大的特点是：(1)反应为强吸热，分子数增加的可逆反应，平衡常数随温度的升高而增 加。若要获得较高的脱氢转化率，则该反应需在高温和负压下进行，然而，高温 又会使烷烧容易发生裂解和深度脱氢反应，导致反应的选择性降低。(2)催化剂

7、容易结焦失活：高温对 CC键断裂的裂解反应比对CH键断 裂的脱氢反应更为有利，从而容易导致催化剂表面积碳，进而使催化剂失活加速。 而连续工业化不允许频繁停车来更换催化剂，否则会导致产品质量的不稳定以及额 外的能量与原料消耗。本项目包括4台脱氢反应器和1台选择性加氢反应器。综合反应以及催化剂 特点，我们分别选择移动床反应器和固定床反应器。第2章催化剂2.1 催化剂的选择本反应综合生产实际以及环境友好的要求，丙烷脱氢（PDH）反应器选用Sn为助剂、Pt为活性中心，A12O3为载体的Pt-Sn/A12O3催化剂。催化剂为颗粒直径2mm 的球形颗粒，密度为3800kg/m3,床层孔隙率e取0.4。乙快

8、选择性加氢（SHP） 反应器选用最常用的钿系催化剂。2.2 催化剂失活的原因丙烷脱氢反应在热力学上是一个分子数增加、强吸热（116KJ/mol）的可逆 反应。为了使反应向脱氢反向进行，需要提高反应温度和降低反应器中的压力。但是在高温下，丙烯容易发生深度脱氢，导致选择性降低，而且在高温下C-C键裂解反应在热力学上比C-H键裂解更有利，从而加剧了碳在催化剂表面沉积导 致Pt-Sn/Ah Ch催化剂失活。2.3 催化剂再生的方法TM利用CCR再生装置，对结焦的Pt-Sn/Al2O3催化剂进行烧炭再生。其有4项主 要功能：烧去催化剂的焦炭，伯催化剂的重新分配，移去额外的水分及将催化剂返 回到还原状态（

9、催化剂再生）。缓慢移动的催化剂床在通过反应器和再生器的环路 中循环，常用的循环时间为510天。反应部分和再生部分相互独立设计，因此即 使再生器停车，也不用中断反应器内催化脱氢反应过程。福建联合石化联产 25万吨丙烯项目第3章丙烷脱氢反应器3.1 主反应及副反应方程式主反应:副反应:C3 83 62H-C H +HC3 82 44H-C H +CHC H +H YH2 4226C3 H8+H2 - C2H2+C+4H2Hr=U6.0754KJ/mol rH =75.8671 KJ/mol =-136.98KJ/molA HrH=330.595KJ/moI63.2 反应机理速率决定力骤户一11解离

10、图3-1丙烷脱氢反应机理3.3 动力学方程3.3.1 催化反应动力学模型-门=ki%P(C3H8)-P(C3H8)*P(H2)/Keq)/(l+P(C3H6)/Ki);-12=k2* P(C3H8)；-口=k3*P(C2H4)*P(H2);其中：Keq=exp(16.858-15394/t+148728/t 2)atm福建联合石化联产 25万吨丙烯项目R=8.314J/(mol*K);P(C3H8)是C3H8在反应器中的分压；P(C2H4)是C2H4在反应器中的分压；P(H2)是H2在反应器中的分压；t为反应器中的温度.3.3.2 失活动力学dC- klc * (C max Cm) 2 k2c

11、 dtC=Cm+CMCm C max 2 k，c-主i 1 C max*klc *tCM=k2c*tkic k0ic *exp( Eaic * (1 )R t tmCMa (1 al* Cm) a2 * Cm * exp a3*Cm1al a01*exp(Eaa± (1 一 )R t tm动力学方程中各参数如下图3-2 ：工名福建联合石化联产 25万吨丙烯项目8参数H数值0.5242 mmol/(g.nim.bar)3J634.57 kJ/mol5.817 kJ/moJ0.00465 mniol/(g.min.bar)137 31 kJ/mol0.000236 mmo V(g .mi

12、ri.bar)154 54 kJ/mol94&92 g cat/g coke9.61 kJ/mo?399 g cat/g coke40.07 234 g coke /g cat.minL45E-6 g coke /g cat.mifk38.43 tJ/mul125.51 kJ/mol1 04E-3 g coke /g cat图3-2 动力学参数3.4反应器设计思路说明3.4.1 反应条件反应温度：866K反应压力：1 atm稀释剂的选择：为了提高转化率，可以在反应气中添加稀释剂。水蒸汽是最 早作为稀释气体引入丙烷脱氢过程的，它能有效促进丙烷脱氢反应，提高反应转 化率，而且水蒸汽还是一种

13、很好的载热剂，但是水蒸气会对催化剂结构产生影响，给产物分离造成困扰，并且催化剂价格昂贵，因此我们选择廉价的H2作为稀释剂, 并且H2作为反应产物，也可以做到循环利用，提高原子利用率。本设计选用的氢 煌比为1:1 O反应器：径向绝热式移动床反应器，四台串联0.4催化剂：球形，规格dp=2mm,空隙率反应进 口 流量: G=64869.711 mol/min3.4.2 反应器类型的选择由于该反应体系的原料是以混合气体进料， 且进料量比较大，考虑到环保因素以及所采用的催化剂易失活问题，如若采用流化床反应器，则床层返混比较大, 不适于做高转化率反应，而该反应要求丙烷最终转化率为 88%,因此我们考虑选

14、用床层返混较小且利于催化剂再生的移动床反应器。绝热式反应器相较于列管反 应器具有造价低，反应器空间利用率高，操作简单的优点，故考虑选用。3.4.3 反应器数学模拟本次反应器设计利用设计软件POLYMATH进行优化和模拟。首先根据经验值确定反应器床层高度，然后利用软件语言写出反应程序， 进而运行得到反应器物最后通过改变得到最优转化料的摩尔分率和温度沿反应器径向的变化情况及个点的反应状态。工艺参数，如管长、管径、进口温度等，对反应器结果进行优化, 率和产量。3.4.4 反应器体积的计算（一）基本衡算方程研究对象选丙烯，甲烷，乙烷，体系选反应器的一个小微元,（考虑结焦对反应的影响）对这个微元体系做物

15、料衡算，如下:主反应:dmldr 3800000 副反应：吧r 13.14m (11)m r Nt2 (21)3)/3.14 r 1(-m(1 mr 2 m r3) / Ntdr dm338000003.14 r 1(-m3rlm3 r2(1 m3) r 3)/Ntdr对这个微元体系做热量衡算，如下:3.143800000 2dr Nt Cp*( Hr 1a rlHr 2r2 Hr 3r3)其中a是结焦浓度和催化剂活性的关联系数，Nt是不同床层位置的进料流量，Cp为进料物流的平均热容，Hrl, Hr2, Hr3分别是主副反应的反应热，rl r2 ， r3分别是主副反应的反应本征动力学。（二）P

16、olymath模拟过程有了基本的化学反应动力学，用平推流（PFR）通过polymath来模拟，进口福建联合石化联产 25万吨丙烯项目福建联合石化联产 25万吨丙烯项目曲陆=2八？M/T出士/阀仆2”F14'1,田11£0了 廿W rr3-r2Hl柏广口J网 去”:h2乜U，rT以nOD，Zmi HCrf2 M3,出 M；用谢口度算咽事总的物料流量是Aspen模拟整个流程达到稳态时的数据。得到模拟程序如下:也二HT 位心：rr佗3 ：山f。仙1 闻,加3版电45篁菱管7:的雌m。，m,1 ,加闻 府，砌 R£Hy2Q+2'网砌n1 nQ» (W *

17、网 ” fl 卬1 m2 1 喇+南 m3W 冠4。f 映 * (1 - ml - m2 + mJij *ra2- ni3制刊H6W仅一 , n,【包，田凯罚l2/2223ffi 期7Q”叮53菊萌,期*£用1，4)”血叮二诂8Gn-M4ffi”D具自上田岗.0可1T7曲310/10)打瞋/14卬6、1口口出”1。3市 唐比工y1叱3T”融田”飞可如?厂用中:TlU $12即仃门"F。的e，才 fcCm) * #2Cr*ef(a3T CM/&H)寸=加侬6«T3mtmifR打，9M.92双二溺al =40(17即二：1加口刈"2'卜心，4

18、1 +104 MQ" 1-311 tk "1：XI亍-星牛证加吐Mc = 2Sr蟒冏4r1Q用耻=1亳Fh苗叫您5TQ 3m/Rd X1 F 3I0-PC3I6 制2 J 囹“ 口 - P次& f 网叫二可£际T沏；：+ IW2a： 101玷X1 =36； 两利81厂 1U，3” 1rhS：;，R 旧：325：1二9连力157皿二石'"”11八I加/岛也=2美 F ,旧.：9310-3* 1.->1/ir：h />2-k2fPc3hB口二 WPc2hTF«-3 -166 明，坦啾却斗也” * i1" 5印)

19、i R)PcM-PT聊勤PK2P*y2Peis-PT ml据上网cp a cpi ,加中印,郎+问+mrooia下:百在训239|a3门循1D iJT2,346叼rm MDi-v?蚱家=晒2。821031转则3祗围Cp3-i8181 "EH的 叱 问 7 C07r 10 j 7； * t - 2 EM 208 * 1fl * (-10)11 * 3j箪回更73侬nri购惠叮,仃3%'1口 <犯31州(联磔二打缶初=。»驷二口P=1O132s题 Sfff kps卜5瞪脸长如%二6醺9 71f瓶俯总部阴情川加的m =793处83MnliU-DD13唠而hD加二 0

20、X5巾尸05"口9W二法5图3-3 Polymath模拟程序得到以下反应器中产物丙烯的摩尔分率沿径向的变化（以第一台反应器为例）:图3-4 丙烯摩尔分率沿径向的变化反应器温度沿径向的变化如下:从表格中查得转化率最大时对应的催化剂厚度为Dl=26cmo同理可得其他反应器催化剂床层厚度如下：D2=22cm, D3=22cm, D4=27cm。床层空隙率£ =0.4 ，所以可得各反应器床层厚度分别为40cm, 34cm, 34cm, 42cm。12反应器 位号气体出口内径/mm反应器内径/mm催化剂床层厚度/mm催化剂床层长度/m材料R2011200240040060Crl8Ni

21、9R2021200240034060Crl8Ni9R2031200240034060Crl8Ni9R2041200240042060Crl8Ni97上门上之福建联合石化联产25万吨丙烯项目（三）反应器结构参数表3-1反应器的结构参数（四）反应器塔压降校核f U 21P f m ( ) Hdp150fin1.75ReRe dp u p _L P l-其中：f流体黏度，kg/(m ' s)f流体密度，kg/m3£空隙率dp催化剂直径H反应器高度工艺数据如下：110"/(.)fkg m sdp=0.002mf 0.317kg/m30.4H = 6m14福建联合石化联产 2

22、5万吨丙烯项目u 1.49 m / s由计算公式得到反应器床层压降为P=5843.93Pa <10%P=15198.75Pa,可见床层压降很小，可以看做恒压反应，这是符合设计要求的。3.5催化剂设计3.5.1 催化剂用量选用密度为3800kg/m3的Pt-Sn/Al 2O3催化剂，各催化剂床层的体积分别是：3333Vl= 7.16m , V2=5.89m, V3=5.89m, V4=7.48mo对应一*次催化剂的装填量为 m=ml+m2+m3+m4=E P V=100.4吨1.1.2 催化剂来源由于催化剂的制备比较繁琐，我们采取从 UOP公司购买。1.1.3 催化剂的装填对反应器进行喷砂

23、处理，以清除反应管壁上的铁锈。将催化剂从反应器顶部 入口注入，然后利用自重辅以压缩空气作用使催化剂填入床层。测量床层压降，使 其符合正常压降的25%即可。3.6 反应器内部结构设计3.6.1 催化剂床层开孔为了使反应气体进入催化剂床层与其充分接触反应，我们需要在催化剂床层器壁上开孔。床层的开孔率是开孔面积与总的有效传质面积的比值， 其大小开孔 方式的影响。所开孔直径要小于催化剂颗粒直径，以保证催化剂不泄漏，我们选 择催化剂床层两侧对称交叉开孔，开孔率的计算公式如下：开孔区的面积“总面积因为丙烷脱氢是一个分子数增加的反应，所以在催化剂床层两侧开孔大小是不一样的，所设计反应布气器的开孔率为 4%,

24、集气开孔率为6%o催化剂床层外侧的总面积为S=2x3.14X1.04x6=39.207m2,所以布气开孔区的面积为福建联合石化联产 25万吨丙烯项目Sl=Sx4）=1.5680?,开孔直径为1.5mm,由此可算得开孔个数为1.568开孔区面积 n 孔面积887757 个。同理可得催化剂床层内侧的总面积为S=2x3.14X0.6x6=22.608m2 ,集气开孔区面积为S2=Sx2=1.356m2,开孔直径为1.5mm,由此可算得开孔个数为开孔区面积 n 孔面积767729 个。为了保证布气均匀，还需要有一定的料封高度，取上段为0.75m,下段为0.25m,0.785 0.0015 0.0015

25、887756.54 个,圆整后的开孔个数为1.3560.785 0.0015 0.0015767728.24 个,圆整后的开孔个数为总的开孔高度为5m,内外侧高度相同。3.6.2 催化剂分布器反应体系为气固相催化反应，反应器为模拟移动床反应器，反应气径向通过 催化剂床层，因此要求反应气与催化剂能均匀接触，并且缓慢移动的催化剂床是 在反应器和再生器的环路中循环的，所以各催化剂床层顶部需设置储存分布器。催化剂分布器最大能储存催化剂的质量为25.1吨，催化剂密度为3800kg/m3,所以分布器的体积为6.6 m ,根据反应器大小直径为2000mm,则高度 为 2.2 m o3.6.3 气体分布器由于

26、气体的流动扩散性和可压缩性，所以在反应气进入催化剂床层反应之前有 必要对气体进行分布使其均匀的进入床层，与催化剂充分均匀的接触，提高催化 剂的利用率，进而提高反应转化率。3.7 反应器管口计算3.7.1 进料管（以第一台反应器为例）反应器混合气进料流量 G=46113.576m3/h =12.837 m3 / s混合气在管内的流速取30m/sV uA u d 2进料管0.738mdin选择接管尺寸:0820X 103.7.2 出料管反应器混合气出料流量G = 49545.884m3 / h 13.763m3 /s出料管d out4 13.763 0.764m30连接管尺寸:“ 820X103.

27、7.3 吹扫空气入口根据工艺需要选择接管尺寸：4)63OX1O3.7.4 催化剂进料口根据工艺需要选择接管尺寸：6 25X2.53.7.5 催化剂出口根据工艺需要选择接管尺寸：6 25X2.53.7.6 排净口根据工艺需要选择接管尺寸:福建联合石化联产 25万吨丙烯项目 “45X2.53.7.7 人孔根据工艺需要选择接管尺寸：6 5003.7.8 催化剂床层固定钢根据工艺需要，我们选用六个规格为 45?mm,质量为3.99kg/m的角钢来连 接床层外壁和筒体内壁，起到固定的作用。3.8 加热炉丙烷脱氢是分子数增加的强吸热反应，经过一段时间的反应后，反应器出口 的温度会降到反应活性温度一下，为了

28、保证反应正常进行，我们选择对反应器进 行级间加热，加热方式是加热炉，所用燃料是从泉港石化工业园区的新奥燃气公司 购买的天然气。3.9 机械强度的计算和校核3.9.1 反应器材料的选择鉴于本设计的反应温度为593,反应压力为O.IMPa,所以在选材上我们选 耐热耐蚀等性能都比较好的合金钢：0Crl8Ni9 o3.9.2 反应器筒体厚度的选择设计温度：T=593设计压力：Pc=0.1xl.l=0.11MPa钢板负偏差Ci =-0.3mm考虑氢腐蚀，取腐蚀裕量C2 =4mm材料在设计温度下的许用应力o，=68.2MPa焊接接头系数6 =1可得计算厚度为：工 PcDi0.11 240001.94mm2

29、Ot (p Pc 2 68.2 1 0.11福建联合石化联产 25万吨丙烯项目工年不锈钢的最小厚度是2mm。名义厚度：11 = +Ci+C2=2+0.3+4=6.3mm查阅筒体标准，最终将名义厚度圆整为 7mmo筒体的有效厚度：e =t n-C 1-C2=2.7 mm o3.9.3 反应器封头厚度的计算本工段工艺采用绝热式径向移动床反应器，为了美观，我们选用带有折边为100mm的上封头，即公称直径DN=2200mm,和带有折边为 200mm的下封头，即公称直径DN=2000mm。型号是EHA型。封头需要与反应物质直接接触，根据物性及腐蚀数据，材料选择与筒体材料相同的0Crl8Ni9,腐蚀余量为

30、4mm,钢板负偏差16为 0.3mm理论计算厚度：Pc Di6h (20.5Pc不锈钢的最小厚度是2mm。 名义厚度：0.112200 1.77mm2 68 .21-0.5 0.115nh 5hC1 C 26.3mm查阅封头标准，最终将名义厚度圆整为 7mmo即7mm。有效厚度：5eh 5h Ci C 2 7 4 0.3 2.7mm同理可得下封头的厚度数据：理论计算厚度：Pc Di0.1120006h i 1.61mm20.5Pc2 68.2 1 -0.5 0.11不锈钢的最小厚度是2mm。名义厚度：6.3mm查阅封头标准，最终将名义厚度圆整为 7mmo即8 nh7mm有效厚度:«e

31、h Bh Ci C2 74 0.3 2.7mm3.9.4 液压试验校核液压试验的压力:oPt 1.25 Pc 1.25 0.11 137 /68.2 0.28MPa °t液压试验容器应力：(Di2.7)0 t Pt 6 .) o.28 (2400 124.58MPad (|)2 e2 2.7查表得，。s=205MPa,0.9。s = 184.5MPa,因为。t<0.9 os,所以可以进行液压 试验。最大允许工作压力：§ 小。2 2.7 1 68.2田 0.153MPa(Di 6 e) (24002.7)因为P>Pc=0.11MPa,所以反应器的压力符合设计要求。

32、反应器的最大工作应力：。t =Pcx(Di + e)/2 e4)=48.94MPa,。1 < o ,所以反应器所受应力符合设计 要求。3.9.5 反应器强度校核对催化剂床层段进行SW6强度校核见下表：表3-2 SW6第一次校核结果圆筒计算计算单位河北工业大学-烷转工艺计算所依据的标准GB 150.3-2011计算条件筒体简图计算压力Pc0.11MPa设计温度t593C内径Di2400.00mm材料S30408 （板材）试验温度许用应力137MPaO,设计温度许用应力t68.2MPa试验温度下屈服点S205MPa钢板负偏差C10.30mm腐蚀裕量C24.00mm焊接接头系数1.00厚度及重

33、量计算计算厚度cDi2 l P=c =1.94mm有效厚度e = n -Cl-C2=2.70mm名义厚度n = 7.00mm重量2493.06Kg压力试验时应力校核压力试验类型液压试验试验压力值1!PT= 1.25PC f =0.2762 （或由用户输入）MPa压力试验允许通过s = 184.50MPa的应力水平T压力试验类型液压试验试验压力值PT= 1.25PC =0.2762 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力tT 0.90 s = 184.50MPa试验压力下封头的应力PT .( KDi 0.5 e)T=2e.=138.39MPa校核条件TT校核结果合格厚度及重量计算形状系数2

34、-L2 昨K= 62hi= 1.1267计算厚度KPc Di2 I1 0.5Ph =c =2.18mm有效厚度eh = nh -Cl-C2=2.70mm最小厚度min = 7.20mm名义厚度nh = 7 .00mm结论不满足最小厚度要求重量330.40Kg压 力计算最大允许工作压力2J c Pw=0 5 e = 0.00000MPa结论不合格，不满足最小厚度要求福建联合石化联产25万吨丙烯项目内压椭圆下封头校核计算单位河北工业大学烷转工艺计算所依据的标准GB 150.3-2011计算条件椭圆封头简图计算压力Pc0.11MPa59319设计温度t网产打工电福建联合石化联产25万吨丙烯项目内径D

35、i2400.00mm曲面深度hi500.00mm材料S 30408 （板材）设计温度许用应力t68.2MPa试验温度许用应力137.00MPa钢板负偏差C10.30mm腐蚀裕量C24.00mm焊接接头系数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TcU= 0.2762（或由用户输入）1 1MPa压力试验允许通过的应力tT 0.90 s = 184.50MPa试验压力下封头的应力T="刊=158.842e .MPa校核条件TT校核结果合格厚度及重量计算形状系数2-L2 -Dr-62h iK= 1.2933计算厚度KPc Di t= 2.5有效厚度eh = nh -Cl-

36、C2= 2.70millmm最小厚度min = 7.20mm名义厚度nh = 8.00mm结论不满足最小厚度要求重量322.78Kg压力计算最大允许工作压力2 l ePw= KD i 0,5 e = 0.00000结论不合格（不满足最小厚度要求）由SW6校核可得，标准椭圆上下封头厚度都要圆整，为了焊接方便，筒体的 厚度也要圆整，根据SW6所给建议和厚度裕量，我们选择将筒体及封头厚度都圆 整到14mm,再对其进行校核。表3-3 SW6最终校核结果圆筒计算计算单位河北工业大学烷转工艺计算所依据的标准GB 150.3-2011计算条件筒体简图计算压力Pc0.11MPa设计温度t593C内径Di240

37、0.00mm材料S30408 （板材）试验温度许用应力137MPa4设计温度许用应力t68.2MPa试验温度下屈服点S205MPa钢板负偏差C10.30mm腐蚀裕量C24.00mm焊接接头系数1.00厚度及重量计算23福建联合石化联产 25万吨丙烯项目计算厚度PcDi=2 lP = 1.94Cmm有效厚度e = n - Cl- C2= 9.70mm名义厚度n= 14.00mm重量5000.62Kg压力试验时应力校核压力试验类型液压试验试验压力值P = 1.25P < =（或由用户输入）T-fi0.2762MPa压力试验允许通过的应力水平TT 0.90 S= 184.50MPa试验压力下圆

38、筒的应力T= pT.（ Di）= 34.312 e .MPa校核条件TT校核结果合格压力及应力计算最大允许工作压力2 e /FP-lz： /n； ） = CL549n6MPn设计温度下计算应力Pc （ Di e ） t =2 e= 13.66MPat68.20MPa校核条件t 2 t结论合格内压椭圆上封头校核计算单位河北工业大学-烷转工艺计算所依据的标准GB 150.3-201 1计算条件椭圆封头简图计算压力Pc0.11MPa设计温度t593C内径Di2400.00mm曲面深度hi550.00mm材料S30408 （板材）-设计温度许用应力t68.2MPa“电hiLDi. |试验温度许用应力1

39、37.00MPa钢板负偏差C10.30mm腐蚀裕量C24.00mm焊接接头系数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£j = 0.2762 （或由用户输入） ,MPa压力试验允许通过的应力tT 0.90 s = 184.50MPa试验压力下封头的应力t= DT.（KPi o.5e）= 38.57 2e.MPa校核条件TTP校核结果合格厚度及重量计算形状系数2K = L 2=1.126762h i计算厚度KPc Dih= 2 ll 0.5 P =2.18mm有效厚度=-C-C= nh10 70mm最小厚度C1111 II1 乙 /min = 7.2

40、0mm名义厚度nh = 14.00mm结论满足最小厚度要求重量665.65Kg压力计算最大允许工作压力2/ ew_ 0.48840P = KDi 0.5 eMPa结论合格29福建联合石化联产25万吨丙烯项目校核条件TT校核结果合格厚度及重量计算形状系数2K = ± 2 Di= 1.293362h i计算厚度KPc工 h= 2 I, opc =2.5mm有效厚度=-C - C = eh nh 12 9.70mm最小厚度min = 7.20mm名义厚度nh = 14.00mm结论满足最小厚度要求重量650.37Kg压力计算最大允许工作压力2e Pw= KDi 0.5 e = 0.4255

41、9MPa结论合格校核结果：筒体、封头厚度均为14mm合格。3.9.6 反应器封头的选择根据钢制压力容器设计标准和SW6校核结果，所选用封头的尺寸如下:表3-4反应器封头的尺寸公称直曲边高直边高壁厚内表面容积质量径度度S/mm积V/m 3G/kgDN/mmhl/mmh2/mmF/m 2上封头220055025145.41.49511.8下封头200050040144.571.18506.932匕麟笠同1花3.10设计结果总结（以第一台反应器为例）表3-5 反应器的参数反应器参数反应温度593反应压力MPa0.1选材0CH8Ni9反应器内径mm2400反应器壁厚mm14催化剂床层长度 m6催化剂床层厚度 mm40,34,34,42催化剂分布器直径 mm2000催化剂分布器高度 m2.2气体分布器直径 mm2400气体分布器高度 m1封头参数环境温度593受内压Mpa选材封头形式厚度mm焊接系数0.10Crl8Ni9标准椭圆封头上封头：14；下封头：14第4章乙焕选择性加氢反应器4.1 概述大多数有机烧催化裂解由于原理复杂都伴随有很多副反应，丙烷脱氢的副产福建联合石化联产 25万吨丙烯项目物有很多，包括乙烯、甲烷、乙烷、乙快等，其中乙快虽然量很少，但属于易燃易爆气体，与氧气或空气混合，遇火源会剧烈燃烧甚至爆炸，