反應(yīng)工程課程設(shè)計(jì)解讀

1、化學(xué)反應(yīng)工程課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) （ 論文 ）題 目 名 稱 年產(chǎn) 4500 噸聚氯乙烯的反應(yīng)器設(shè)計(jì)課 程 名 稱 化學(xué)反應(yīng)工程課程設(shè)計(jì)學(xué) 生姓名李林學(xué)號(hào)1340902005系 、專 業(yè)生化系 2013 級(jí)化學(xué)工程與工藝指 導(dǎo)教師戴云信2016 年 6 月 20 日化學(xué)反應(yīng)工程課程設(shè)計(jì)目錄 TOC o 1-5 h z 化學(xué)反應(yīng)工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 2概 述 4 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 6 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 設(shè)計(jì)依據(jù) 6. . HYPERLINK l bookma

2、rk16 o Current Document 設(shè)計(jì)方案 6. . HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 工藝計(jì)算 6. .設(shè)計(jì)方案的選擇 8. HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 工藝流程圖 8. .熱量衡算 錯(cuò)誤！未定義書簽。熱量衡算總式 錯(cuò). 誤！未定義書簽。每摩爾各種物值在不同條件下的Cp,m 值錯(cuò) 誤！未定義書簽。各種氣相物質(zhì)的參數(shù)如下表 錯(cuò). 誤！未定義書簽。2.4每摩爾物質(zhì)在 80下的焓值 錯(cuò). 誤！未定義書簽。2.5總能量衡算 錯(cuò). 誤！未定義書簽。換熱設(shè)計(jì) 錯(cuò). 誤！未定義書簽。水蒸

3、氣的用量 錯(cuò). 誤！未定義書簽。 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 設(shè)備設(shè)計(jì)與選型 15反應(yīng)釜體及夾套的設(shè)計(jì)計(jì)算 錯(cuò). 誤！未定義書簽。攪拌器設(shè)計(jì) 錯(cuò). 誤！未定義書簽。夾套式反應(yīng)釜附屬裝置的確定 錯(cuò) 誤！未定義書簽。 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 參考文獻(xiàn) 19總 結(jié) 20致 謝 212012級(jí)化學(xué)工程與工藝專業(yè)化學(xué)反應(yīng)工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、設(shè)計(jì)項(xiàng)目年產(chǎn) 4500 噸聚氯乙烯的反應(yīng)器的設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)條件1、生產(chǎn)規(guī)模 4500 噸/年2、生產(chǎn)時(shí)間：連續(xù)生產(chǎn) 8000

4、 小時(shí)/年，間隙生產(chǎn) 6000 小時(shí)/年3、物料損耗：按 5%計(jì)算4、乙炔的轉(zhuǎn)化率： 98%，其中副反應(yīng)占1%。三、反應(yīng)條件反應(yīng)在等溫下進(jìn)行，反應(yīng)溫度為 180，以活性炭為載體的氯化高汞為催化劑， 進(jìn)行氣固相催化反應(yīng)，催化劑的生產(chǎn)能力為 70kg 氯乙烯/M 3.h, 催化劑使用壽命 為一年。四、設(shè)計(jì)要求1、反應(yīng)器選型及方案設(shè)計(jì) 對(duì)所有的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較，最后確定本次設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方案。2、反應(yīng)部分的流程設(shè)計(jì)（畫出反應(yīng)部分的流程圖）3、反應(yīng)器的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算生產(chǎn)線數(shù)，反應(yīng)器個(gè)數(shù)， 反應(yīng)器體積。反應(yīng)器的物料和熱量衡算4、攪拌器的設(shè)計(jì) 對(duì)攪拌器進(jìn)行選型和設(shè)計(jì)計(jì)算。5、畫出反應(yīng)器的裝配圖 圖面應(yīng)包括設(shè)備的

5、主要工藝尺寸，技術(shù)特性表和接管表, 設(shè)備管口方位圖。6、設(shè)計(jì)計(jì)算說明書內(nèi)容設(shè)計(jì)任務(wù)書；目錄；設(shè)計(jì)方案比較；工藝流程圖設(shè)計(jì)；2反應(yīng)器的設(shè)計(jì)攪拌器的設(shè)計(jì)；設(shè)備裝配圖；設(shè)計(jì)總結(jié)；參考資料。7、繪制主要設(shè)備的裝配圖。用 A3 圖紙繪制主要設(shè)備裝配圖（圖面應(yīng)包括設(shè)備主要視圖、局部視圖等，并配備明細(xì) 表、管口表、技術(shù)特性表、技術(shù)要求 , 設(shè)備管口方位圖等），要求采用 CAD制圖。指導(dǎo)老師：戴云信 2015年 6 月 16日概述此次課程設(shè)計(jì)， 是結(jié)合化學(xué)反應(yīng)工程 這門課程的內(nèi)容及特點(diǎn)所進(jìn)行的一 次模擬設(shè)計(jì)。它結(jié)合實(shí)際進(jìn)行計(jì)算，對(duì)我們理解理論知識(shí)有很大的幫助。同時(shí)， 通過做課程設(shè)計(jì)， 我們不僅熟練了所給課題的

6、設(shè)計(jì)計(jì)算， 而且通過分析課題、 查 閱資料、方案比較等一系列相關(guān)運(yùn)作，讓我們對(duì)工藝設(shè)計(jì)有了初步的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。 在設(shè)計(jì)過程中解決所遇難題， 對(duì)我們養(yǎng)成獨(dú)立思考、 態(tài)度嚴(yán)整的工作作風(fēng)有極大 的幫助，并為我們以后從事這個(gè)行業(yè)做好鋪墊。本次課程設(shè)計(jì)為年產(chǎn) 4500 噸聚氯乙烯的反應(yīng)器的設(shè)計(jì)，是結(jié)合化學(xué)反應(yīng) 工程這門課程的內(nèi)容及特點(diǎn)所進(jìn)行的一次模擬設(shè)計(jì)。 它結(jié)合實(shí)際進(jìn)行計(jì)算， 對(duì) 我們理解理論知識(shí)有很大的幫助。 同時(shí)，通過做課程設(shè)計(jì)， 我們不僅熟練了所給 課題的設(shè)計(jì)計(jì)算，而且通過分析課題、查閱資料、方案比較等一系列相關(guān)運(yùn)作， 讓我們對(duì)工藝設(shè)計(jì)有了初步的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。 在設(shè)計(jì)過程中解決所遇難題， 對(duì)我們養(yǎng) 成獨(dú)

7、立思考、 態(tài)度嚴(yán)整的工作作風(fēng)有極大的幫助， 并為我們以后從事這個(gè)行業(yè)做 好鋪墊。通過此次課程設(shè)計(jì)，相信同學(xué)們?cè)趥€(gè)方面都會(huì)有很大的提高。本設(shè)計(jì)包括：方案討論、設(shè)備設(shè)計(jì)，工藝流程等內(nèi)容，涵蓋了化學(xué)反應(yīng)工 程的基本知識(shí)，對(duì)我們進(jìn)一步掌握課本知識(shí)很有益處。同時(shí)，對(duì)機(jī)械基礎(chǔ)設(shè) 計(jì)和 CAD 制圖的掌握都有明顯的幫助，因此，反應(yīng)工程課程設(shè)計(jì)是提高學(xué)生 實(shí)際工作能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)聚氯乙烯的生產(chǎn)工藝是有機(jī)工業(yè)中較成熟的一個(gè)工藝。 盡管現(xiàn)在研制出不同 的催化劑合成新工藝， 但設(shè)計(jì)以硫酸作為催化劑的傳統(tǒng)工藝是很有必要的。 酯化 反應(yīng)器設(shè)計(jì)的基本要求是滿足傳質(zhì)和傳熱要求。 因此需要設(shè)計(jì)攪拌器。 另外，反 應(yīng)器要有足

8、夠的機(jī)械強(qiáng)度，抗腐蝕能力；結(jié)構(gòu)要合理，便于制造、安裝和檢修； 經(jīng)濟(jì)上要合理，設(shè)備全壽命期的總投資要少。氯乙烯的主要生產(chǎn)方法乙烯直接氯化法(1) 乙烯低溫氯化：先向乙烯通氯，在三氯化鐵存在下制取二氯乙烷，在堿的醇 溶液中，二氯乙烷再脫氯化氫制取氯乙烯。此法是最古老的方法，其缺點(diǎn)是：間 歇生產(chǎn)，同時(shí)要消耗大量的堿和乙醇，副產(chǎn)氯化氫以氯化鈉的形式消耗。(2) 乙烯高溫氯化法：此法為法國開發(fā)的 Cldoe法，于 1970工業(yè)化。此法以乙烯、 氯氣為原料經(jīng)高溫氯化生產(chǎn)氯乙烯， 同時(shí)富產(chǎn)多種氯代烴溶劑。 整個(gè)過程沒有二 氯乙烷裂解程序。據(jù)稱，總收率按碳。計(jì)為 945，輔助費(fèi)用低，但耗氯量大。乙烯氧氯化法

9、乙烯氧氯化法是目前世界上廣泛采用生產(chǎn)氯乙烯的方法，是美國DoW化學(xué)公司于1958年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。 該法以三氯化鐵為催化劑， 將乙烯直接液相氯化合成二氯乙 烷，二氧乙烷經(jīng)精制后再裂解制得氯乙烯， 副產(chǎn)氯化氫再與乙烯和空氣， 通過載 于氧化鋁上的氧化銅催化劑進(jìn)行氧氯化反應(yīng)得 l ，2一二氯乙烷， 此時(shí)，乙烯的化 率達(dá) 997，二氯乙烷的選擇性為 998；二氯乙烷經(jīng)精制后在 500、2.0-2.5 25MPa壓力下，于管式爐內(nèi)裂解生成氯乙烯和氯化氫； 二氯乙烷的轉(zhuǎn)化率達(dá) 57， 氯乙烯的選擇性為 99；再經(jīng)精制得產(chǎn)品氯乙烯。乙烷直接氧氯化制氯乙烯隨著石油資源的日益減少和石油價(jià)格的上升， 由石油加工而來

10、的乙烯原料價(jià)格將 會(huì)不斷攀升， 傳統(tǒng)的乙烯氧氯化生產(chǎn)氯乙烯的成本也將不斷升高。 從氯乙烯合成 工藝上來說， 傳統(tǒng)的方法首先是乙烯氯化合成二氯乙烷， 再由二氯乙烷裂解才能 得到氯乙烯，工藝路線較長，設(shè)備投資較多， 因此，世界各大化學(xué)公司如 BF洲 ch公司、盂山都公司及比利時(shí)的 EvC公司等，都一直在研究開發(fā)乙烷一步法制氯 乙烯的技術(shù)， 以此來降低生產(chǎn)成本， 但此技術(shù)的關(guān)鍵是必須開發(fā)出高穩(wěn)定性及高 活性的催化劑。乙炔法制氯乙烯乙炔法是目前我國生產(chǎn)氯乙烯的主要方法， 在我國聚氯乙烯的生產(chǎn)中占據(jù)主導(dǎo)地 位。乙炔法氯乙烯工藝流程較短 , 技術(shù)較成熟。本設(shè)計(jì)中采用的是乙炔法。 主反應(yīng)： C2H2 + H

11、CL CH2CHCl +124.8KJ/mol 副反應(yīng)： C2H2 + 2 HCL CH2ClCH2Cl +120.0 KJ/mol1. 工藝設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)依據(jù)聚氯乙烯生產(chǎn)設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)方案對(duì)于聚氯乙烯的生產(chǎn)既可以采用流化床生產(chǎn)， 也可以采用固定床生產(chǎn)。 由于 聚氯乙烯的生產(chǎn)溫度不是很高， 而催化劑壽命要求較長， 綜合考慮選擇選擇固定 床反應(yīng)器進(jìn)行生產(chǎn)。工藝計(jì)算固定床進(jìn)料(1) 流量的計(jì)算表 1.1 物料物性參數(shù)名稱密度 g/m3（ 100oC）熔點(diǎn) / oC沸點(diǎn) /oC黏度 /mPa.s百分含量乙炔0.6208-80.8-840.4598%氯化氫1639-114.2-84.80.5298%氯乙

12、烯0.894-159.7-13.90.2598%化學(xué)反應(yīng)方程式：催化劑C2H2 HCl 催化劑 CH 2CHCl氯乙烯的相對(duì)分子質(zhì)量為 62.5 ，所以要求的生產(chǎn)流量為8.957 kmol / h3 4500 103 F氯乙烯=62.5 8000乙炔的流量乙炔采用工業(yè)二級(jí)品(含量 98%)，乙炔與氯乙烯的物質(zhì)的量比為 1:1 ，乙酸的轉(zhuǎn)化率為 98%,物料損失以 5%計(jì)， 則乙炔的進(jìn)料量乙炔=8.9570.98 0.95 0.989.817 kmol /h氯化氫的流量氯化氫與乙炔的摩爾配比為 1.1：1，則氯化氫的進(jìn)料量為F氯化氫 =1.1 9.817 = 10.7987 kmol/h總物料量

13、流量： F= F氯化氫+F乙炔 = 10.7987+9.817 = 20.6157 kmol/h則有原料氣氯化氫含量：F氯化氫y氯化氫F氯化氫F乙炔10.7987107987 9.8170.5238原料氣中乙炔含量 ： y乙炔 1- y氯化氫 1- 0.5238 0.4726產(chǎn)物中各組分的含量：y氯乙烯F氯乙烯F氯化氫y氯化氫F氯乙烯F氯乙烯8.957(1 x) F乙炔 (1 x) 10.7987 (1 0.98) 9.817 (1 0.98) 8.9 5 7F氯化氫（1- x)10.7987 (1 0.98)0.95 5 9F氯化氫（1- x） F乙炔（1- x）0.0 2 3 110.79

14、87 (1 0.98) 9.817 (1 0.98) 8.9 5 71( rA ) W1dnAdty乙炔 1- y氯 乙 烯- y氯 化 氫 1-0.9 5 5-90.0 2 3 10.0 2 1總物料的質(zhì)量流量如下計(jì)算，W 總=FAMA+F 乙 M 乙9.817 26 20.7987 36.5= 1024.64kg / h0.99則有其體積流量為：F0 1024.64 3 v0 0 887.90m 反應(yīng)體積及反應(yīng)時(shí)間計(jì)算 乙炔與氯化氫反應(yīng)制氯乙烯的動(dòng)力學(xué)方程為程： /h 0 0 1.154表 1.3 物料進(jìn)料量表名稱乙炔氯化氫流量 kmol/h9.81710.7987又因?yàn)榇呋瘎┑纳a(chǎn)能力為

15、 70kg氯乙烯 /m3h，有 ddntA 9.817kmol/h ，可有dmAdt9.817 26 255.242kg / h 催化劑的用量為：170 255.242 W解得： W 3.646m3則催化劑用量為 3.646m3反應(yīng)器基本尺寸及列管的根數(shù)列管根數(shù)得確定根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)管長一般選擇 3m長的管束， 管徑查資料選得 57 3.5的管束，則有 每根管子的體積為：v1 d2 l420.052 3 33.14 3 5.8875 10 3m34般的，管束中催化劑得裝填量為管子體積的 97%，則有管數(shù)為：W nv13.6465.8875 10 3619.27圓整后得，管束為 n 620筒體直徑的

16、計(jì)算1 、管束采取脹接則管中心距 t=1.4do=1.4 0.05 0.07m 70mm ，最外列管中 心距筒壁 b, 1.5 2d0 ，取b, 2d0 2 0.05 0.1m 100mm2、管子的排布采取正三角形排布，則中心線上布管數(shù)：nc 1.1 N 1.1 620 27.4圓整后得 nc 283、筒體直徑的計(jì)算：D t(nc 1) 2b 0.07 (28 1) 2 0.1 2.09m 2090mm 圓整后取 D 2000mm反應(yīng)器得規(guī)格為 2000的反應(yīng)器內(nèi)由 620根 57 3.5 的列管壓力降的校核由化學(xué)反應(yīng)工程 12 可查得如下計(jì)算公式PGH g d p1 150(1 )dp1.7

17、5G式中：P 床層壓力降， Pa；H催化床層高度， m；G質(zhì)量流量， kg/m2? s； g 氣體密度， kg/m3；2g重力加速度， m/s2；固定床空隙率；dp催化劑顆粒當(dāng)量直徑， m；氣體粘度， Pas 和 kg/m s。平均密度n進(jìn) yi ii1yHCl HCl yCHCH CHCH0.5 2 3 81.6 3 9 0.4 7 2 60.6 2 835k5g/m3n出yi ii10.9559 0.894 0.0231 1.639 0.021 0.6280 . 9 0 k5g6/ m31 1 3 m ( 進(jìn) 出) (1.155 0.9056) 1.0303 kg/m322質(zhì)量流量 G：1

18、024.64 220.2339 kg /(m2 s)3.14 0.05 620 3600043）當(dāng)量直徑 dp本次設(shè)計(jì)所選用的催化劑為圓柱狀， 3 mm6 mm，則其當(dāng)量直徑為：d6323 0.0032 0.006 0.0043 mH 2.91m(4)平均黏度 m 及壓降 P由附錄一黏度系數(shù)表，運(yùn)用內(nèi)插法可得：表 5-2 各組分的粘度系數(shù) ( / Pa) s溫度組分C2H2HC1H2ON2CH2CHC1C2H4C12CH3CHO353.15K120.55172.51355198.52122.70110.45102.78383.15K129.75187.14258.9210.15132.8012

19、0.01111.21則可計(jì)算出混合氣體的平均黏度：nm進(jìn)xi ii10.5238 172.51 0.4726 120.55 147.33 Pa snm出xi ii10.9559 132.80 0.0231 187.14 0.021 129.75 133.99 Pa s11m ( m進(jìn)m出 )(147.33 133.99) 140.66 P s22空隙率取 0.5，則可得10GHPgdp150(1 )dp1.75G1.75 0.23390.23393 2.911 03.5 150 (1 0.5) 140.66 10 61.0303 103 0.0043 0.530.004326.6624 Pa熱

20、量衡算及傳熱面積的校核1 、熱量衡算反應(yīng)溫度 180 ，進(jìn)料溫度 80 ，轉(zhuǎn)化后溫度 110 ；用熱水做冷卻介質(zhì)， 進(jìn)口水溫 97 ，出口水溫 102 ，不計(jì)熱損失，導(dǎo)出液對(duì)管壁的傳熱系數(shù)為：2650 W/m2K。設(shè)原料氣帶入的熱量為 Q1，反應(yīng)熱 Q2 ，反應(yīng)器出料帶出的熱量 Q3 ，反應(yīng)器撤走的熱量 Q4 9 。當(dāng)忽略熱損失時(shí)，有Q1 Q2 Q3 Q4表 4-6 各組分的比熱容溫度組分C2H2HC1H2OCH2CHC1353.15 K47.95529.13575.51060.209383.15 K49.28729.15076.19463.400熱量衡算( 1)原料氣帶入的熱量 Q1 原料氣

21、的入口溫度為 353.15 K，以 273.15 K為基準(zhǔn)溫度，則Q1niCpi(T入 T基)(kJ/h)(4-5)計(jì)算結(jié)果列于表 4-7 中11原料氣中各組分的比熱容的計(jì)算組分C2H2HC1Cpi47.95529.135Xni0.47630.5124Cpi Xni22.84114.9288由上述公式可得Q1 9.817 47.955 (353.15 273.15) 10.7987 29.135 (383.15 273.15) 72270.15kJ / h(2)反應(yīng)熱 Q2 在操作條件下，主副反應(yīng)的熱效應(yīng)分別為主反應(yīng)CH CH HC1 CH2 CHC1 29.8 k ca/lm ol副反應(yīng)CH

22、 CH 2HC1 CH 3CHC12 31.3 kcal / mol則主反應(yīng)的放熱量為：Q21 9.817 0.98 0.98 29.8 103 4.1886 1.2 106 kJ/h 則副反應(yīng)的放熱量為：Q22 9.817 0.98 0.01 31.3 103 4.1886 1261.29 kJ/h 則可計(jì)算得到反應(yīng)總熱量：Q2 Q21 Q22 1.2 106 1261.29 120126.9kJ / h3）轉(zhuǎn)化后的氣體帶出的熱量 Q312表 4-8 轉(zhuǎn)化后各組分的比熱容組分C2H2HC1H2OC2H3C1Cpi49.329.276.263.4Xni0.2040.2550.00050.519

23、Cpi Xni10.17.420.03832.92轉(zhuǎn)化后氣體帶出的溫度為 383.15 K，以 273.15 K 為基準(zhǔn)溫度，則Q3ni Cpi (T出 T基 )(kJ / h)由上述公式可得Q3 9.817 0.02 49.3 (383.15 273.15) 10.7987 0.02 29.2 (383.15 273.15)8.957 63.4 (383.15 273.15)6.422 104 kJ / h4）反應(yīng)器的撤熱量 Q4Q1 Q2 Q3 Q4可得反應(yīng)器的撤熱量：Q4 Q1 Q2 Q3 72270.15 120126.9 6.422 104 128127.05kJ / h（5）換熱介

24、質(zhì)用量的確定及換熱面積的校核 換熱介質(zhì)與物料采用逆流換熱操作增強(qiáng)換熱效率， 用熱水做冷卻介質(zhì)， 進(jìn)口 水溫 90 ，出口水溫 105，不計(jì)熱損失，導(dǎo)出液對(duì)管壁的傳熱系數(shù)為： 650 W/m2K。換熱介質(zhì)的用量可用以下公式計(jì)算：Q總 mcp t上式中：m:冷卻介質(zhì)的用量， kg/hcp：換熱介質(zhì)的比熱容13t ：換熱器兩端溫差的對(duì)數(shù)平均值則有 tt2t110 5lnt2t1ln107.21 C將數(shù)據(jù)帶入上述方程：128127.05 m 76.2 7.21解得： m 233.2118 kg / h又由傳熱總速率方程式： Q總 KA t則有 AQ3Kt128127.05650 7.21227.339

25、6m 2即有 A需 27.3396m2 由管束規(guī)格及列管根數(shù)計(jì)算出實(shí)際換熱面積 A實(shí)A實(shí) 3.14 0.05 3 620 332.9m2 A需1.5 工藝流程圖根據(jù)設(shè)計(jì)方案由 CAD作出其反應(yīng)流程圖如下圖 1.1 反應(yīng)過程的工藝流程圖142. 設(shè)備設(shè)計(jì)與選型筒體厚度根據(jù)筒體得標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格選取 2020 10 的標(biāo)準(zhǔn)筒體橢圓形封頭橢圓形封頭與圓筒厚度相等，即 10mm ， JB/T4737-2007壓力容器法蘭 （ 甲型）根據(jù)操作壓力選取甲型法蘭膨脹節(jié)由于Tm tm 50 C, 所以不需要設(shè)置膨脹節(jié)支座選取設(shè)備材料 根據(jù)設(shè)備的工作條件，可選擇 Q235A 作為釜體及夾套材料，由附表 62 查得所選材

26、料許用應(yīng)力為： 100 = 113 MPa（2）設(shè)備的壁厚計(jì)算釜體筒體壁厚計(jì)算內(nèi)壓設(shè)計(jì)計(jì)算根據(jù)工作條件，可選取 P=0.2MPa 為設(shè)計(jì)內(nèi)壓 根據(jù)式（ 10-12）2筒體的設(shè)計(jì)厚度：PDi2t PC20.2 20002 113 0.80.24.2 mm式中：d 圓筒設(shè)計(jì)厚度， mm ；Di 圓筒內(nèi)徑 ，mm ；P 內(nèi)壓設(shè)計(jì)壓力， MPa ； 焊接接頭系數(shù)，考慮到夾套的焊接取 0.8（表 10-92 ）；15C2 腐蝕裕量，取 2 mm ； t材料許用應(yīng)力： 100 = 113 MPa 。 考慮到鋼板負(fù)偏差，初選 C1 = 0.6 mm （表 10-101）。所以，內(nèi)壓計(jì)算筒體壁厚： 4.2 +

27、 0.6 = 4.8mm 外壓設(shè)計(jì)計(jì)算按承受 0.25MPa 的外壓設(shè)計(jì)設(shè)筒體的設(shè)計(jì)壁厚 = 7 mm，并決定 L/Do ；Do/之值：Do筒體外徑， Do = Di + 2d =2000 +2 7 =2014 mm； 11L 筒體計(jì)算長度， L = H2 + h = 3000+ 400 =3200 mm （h 為封頭 33的曲面高度），則：32002014L/Do = 1.59，Do/ =2 87.7，20147由圖 10-152查得 A = 0.00045，由圖 10-172查得 B = 80 MPa ，則許用外 壓為：DO= 0.28 MPa0.25 MPa 。 20147可見， = 7

28、 mm 滿足 0.25 MPa 外壓穩(wěn)定要求，考慮壁厚附加量 C = C1 + C2 = 0.6 + 2 = 2.6 mm 后，筒體壁厚n = + C = 7 +2.6 = 9.6 mm， 圓整到標(biāo)準(zhǔn)鋼板 規(guī)格，n 取 10 mm 。綜合外壓與內(nèi)壓的設(shè)計(jì)計(jì)算，釜體的筒體壁厚為10mm，經(jīng)計(jì)算校核，滿足設(shè)備安全要求。釜體封頭壁厚計(jì)算按內(nèi)壓計(jì)算： S封 = tPDiC2t 0.5PP = 0.2MPa,Di = 2000mm, = 0.8, t = 113Mpa,C = 0.6+2 = 2.6mm,16代入得 S 封= 8.4mm.因?yàn)楦w的筒體 S筒釜= 10mm，考慮到封頭與筒體的焊接方便，取

29、封頭與筒體厚 S 封頭 = 10mm經(jīng)采用圖解法外壓校核，由于 PPT ，外壓穩(wěn)定安全，故用 S封筒= 10 mm。接管及其法蘭選擇(1)冷卻水進(jìn)口管： 108，4L=200mm，10 號(hào)鋼 法蘭： PN0.6 DN100HG 20592-97(2)冷卻水出口管： 573，.5L=150 mm，無縫鋼管法蘭： PN0.6 DN50 HG 20592-97(3) 乙炔進(jìn)料管9.817 260.628 360030.1129m3 /sv管徑d4 0.11293.14 0.60.49m根據(jù)管子規(guī)格圓整選用 600 9 的無縫鋼管， L=150mm 法蘭： PN0.25 DN40 HG 20592-9

30、7(4) 氯化氫醇進(jìn)料管10.7987 62.51.639 360030.0.1144m3 /s管徑d 4vu4 0.11443.14 10.38m根據(jù)管子規(guī)格圓整選用 402 8.5的無縫鋼管， L=200mm 法蘭： PN0.25 DN65 HG 20592-97出料管出料總質(zhì)量流量W FAM A F乙醇 M 乙醇 W硫酸 1024.64k g /h因密度 800kg/m3 ，則體積流量為1024.640.9 05636 000.314m3/su 1.0m/s由表 1-14 得，因進(jìn)料黏度低，選取管道中流速17則管徑 d 43.104.311.403 0.632m 根據(jù)規(guī)格選取 65010 的無縫鋼管。法蘭： PN0.6 DN80 HG 20592-97溫度計(jì)接管： 45 2，.5L=100mm，無縫鋼管法蘭： PN0.25 DN40 HG 20592-97不凝氣體排出管： 323，.5L=100 mm，無縫鋼管法蘭： PN0.6 DN25HG 20592-97壓料管： 573，.5L=200 mm，無縫鋼管法蘭： PN0.25 DN50 HG 20592-97壓料管套管： 108，4L=200 mm，10號(hào)鋼法蘭： PN0.25 DN100 HG 20592-9718參考文獻(xiàn)：20