化工設(shè)計(jì)省賽作品-白馬非馬-32反應(yīng)器說(shuō)明書(shū)

目錄第1章?；撬岱磻?yīng)器選 ..1-1.1設(shè)計(jì)概 ..1-1.2反應(yīng)器類(lèi)型選 ..1-1.2.1填料 ..1-1.2.2噴霧 ..1-1.2.3板式 ..2-1.2.4鼓泡 ..2-1.2.5攪拌鼓泡 ..3-1.2.6環(huán)流反應(yīng) ..3-1.2.7總 ..3-2酸反應(yīng)器設(shè)計(jì)4 ..4-2.1.1流體力學(xué)特 ..4-2.1.2氣泡尺 ..5-2.1.3鼓泡塔中的傳 ..5-2.1.4鼓泡塔中的傳 ..5- ..5-2.2.1反應(yīng)方程 ..5-2.2.2反應(yīng)機(jī) ..5-2.2.3反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方 ..6- ..7-2.3.1環(huán)氧乙烷熱容數(shù) ..8-2.3.2熱容數(shù) ..8- ..8- ..9-2.5.1反應(yīng)器的物料組 ..9-2.5.2反應(yīng)器的直徑和高度的計(jì) ..9-2.5.3反應(yīng)器溫度、壓力、體積確 ..9-2.5.4接管尺寸設(shè) ..-2.5.5反應(yīng)塔段的持液量和氣液相停留時(shí) ..-2.5.6塔板尺寸設(shè) ..-2.5.7反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) ..-2.5.8反應(yīng)器在comsol多物理場(chǎng)數(shù)值計(jì)算中的設(shè) ..-2.5.9最終設(shè)計(jì)結(jié) ..- ..-1磺酸反應(yīng)器選設(shè)計(jì)概工藝條件，一種是0.3~0.5MPa下的，環(huán)氧乙烷與亞硫酸氨配比1~0.5~2，在反應(yīng)溫度為200~300°C3小時(shí)。5小時(shí)。在而該反應(yīng)器設(shè)計(jì)兩個(gè)最主要的難點(diǎn)也是這個(gè)反應(yīng)兩個(gè)最大的特點(diǎn)是：反應(yīng)器類(lèi)型選填料液相：應(yīng)。氣-液相流率的允許變化范圍較大，特別適用于低氣相流率，高液相流率的情況。與氣泡型氣-液反應(yīng)器相比，液相傳質(zhì)系數(shù)較低；填料易為固體顆粒堵塞，在氣相或液相中含有懸浮雜質(zhì)或會(huì)生成固體產(chǎn)物時(shí)不宜使用；傳熱性能差，不宜用于反應(yīng)熱效應(yīng)較大的情況。噴霧液相：板式液相：鼓泡液相：的鼓泡塔氣，液兩相空塔速度大（30cm/s，氣相空塔速度?。?~3cm/s）時(shí)。（1點(diǎn)，改進(jìn)鼓泡塔反應(yīng)器。攪拌鼓泡與鼓泡塔相比，除具有其特點(diǎn)外，尤其對(duì)高粘性氣體和非流體液體（粘性液體，漿環(huán)流反應(yīng)總1-12磺酸反應(yīng)器設(shè)鼓泡塔反應(yīng)器相關(guān)特流體力學(xué)特塔內(nèi)液體流動(dòng)狀態(tài)：由空塔氣速UOG決來(lái)初步估算傳熱面積UOG<4.5~6cm/s氣體通過(guò)分布器幾乎呈分散的有次序的鼓泡，既能達(dá)到一定的流0.05m/s時(shí)，常處于此種安靜鼓泡UOG>8cm/s氣泡不斷地、合并，并產(chǎn)生激烈無(wú)定向運(yùn)動(dòng)。塔內(nèi)液體擾動(dòng)劇烈，2-1氣泡尺單個(gè)氣泡的形狀和直徑形狀：db<0.2cm垂直上升的堅(jiān)實(shí)圓球；0.2≤db≤1.0cm螺旋式擺動(dòng)上升的橢圓球；db>1.0cm垂直上升的菌帽狀。鼓泡塔中的傳鼓泡塔中的傳反應(yīng)動(dòng)力學(xué)分反應(yīng)方程（2-3）4）反應(yīng)機(jī)（2-5）（2-6）（2-7）反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方式中：r[EO]為在亞硫酸銨氧乙烷的濃度，mol/lm,nk2-1

（2-反反應(yīng)參ABCD0002-2參數(shù)值＆置信區(qū)間（置信水平2-3序號(hào)反參K1234反應(yīng)物物性數(shù)

2-4物NH3`H2O2-5相對(duì)分子正正常沸密臨界溫臨界體臨界壓臨界壓縮因偏心因偶極折射自燃溫閃空極環(huán)氧乙烷熱容數(shù) D=259.182×10-10 熱容數(shù)

Cp(T)=A+BT+CT2 反應(yīng)熱隨溫度的變化可由表示反應(yīng)熱與溫度關(guān)系的公式得

（2-（2-最終得到的反應(yīng)熱為反應(yīng)條件選150°C0.5MPa的條件5小時(shí)。對(duì)比結(jié)果如下：2-6序溫壓反應(yīng)時(shí)收123456鼓泡塔反應(yīng)器設(shè)計(jì)（以R0301為例反應(yīng)器的物料組項(xiàng)進(jìn)料流進(jìn)料流（環(huán)氧乙烷出料流（?；撬釡囟?55氣相分1摩爾流質(zhì)量流體積流反應(yīng)器的直徑和高度的計(jì)通過(guò)參考大量文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)該類(lèi)反應(yīng)器的高徑比為大約為1:4.5，于是取高徑比4，經(jīng)計(jì)算得到反應(yīng)器尺寸：D=3.00m；反應(yīng)器溫度、壓力、體積確在進(jìn)行反應(yīng)器的設(shè)計(jì)之前，需要確定反應(yīng)器尺寸的組合形式，確定組合形式之前選取最佳操作條件為設(shè)計(jì)條件，即溫度423.15K，壓力0.5Mpa，初步得到反應(yīng)器平均t=200s,293.12m3。接管尺寸設(shè)進(jìn)氣總管尺寸設(shè)15m/s，氣體體積流量為571.852m3/h。 （2-18） 根據(jù)《HG20553、SH3405/GB17395440mm進(jìn)液總管尺寸設(shè)2m/s，液體體積流量為8979.65m3/h。 19） 根據(jù)《HG20553、SH3405/GB173951200mm排液總管尺寸設(shè) 20）根據(jù)《HG20553、SH3405/GB173951300mm反應(yīng)塔段的持液量和氣液相停留時(shí)持液量計(jì)算：根據(jù)所選擇的填料為金屬絲網(wǎng)BX不銹鋼材質(zhì)，水力直徑,根據(jù)Leva關(guān)聯(lián)式 21）為液相流率計(jì)算得總持液量為塔板尺寸設(shè)3D圓閥塔板（專(zhuān)利：浮閥鼓泡器，專(zhuān)利號(hào)ZL01265985.1減少閥頂?shù)膫髻|(zhì)死區(qū)，3D圓閥向下開(kāi)出3個(gè)鼓泡口，鼓泡口連著下凹的導(dǎo)向片，結(jié)構(gòu)。厚度為300mm，中間孔尺寸為250mm×450mm的矩形860mm,反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)該反應(yīng)器主體為鼓泡塔式反應(yīng)器，共分兩個(gè)塔段，第一個(gè)塔段的持液量為3%，氣液9.876s;2.6%8.5s。每個(gè)噴淋層裝有多個(gè)霧化噴嘴，交叉布置，覆蓋率高。構(gòu)件少，塔內(nèi)不易結(jié)垢和堵塞，反應(yīng)器在comsol多物理場(chǎng)數(shù)值計(jì)算中的設(shè)在comsol中選擇反應(yīng)工程計(jì)算該反應(yīng)器，在中以1:1的比例設(shè)計(jì)該反 最終設(shè)計(jì)結(jié)

2-22-3反應(yīng)器筒體和封頭的校立式攪拌容器浙江師范大學(xué)白馬非馬內(nèi)設(shè)計(jì)壓力設(shè)計(jì)溫度℃內(nèi)徑名義厚度s鋼材厚度負(fù)偏差0腐蝕裕量221試驗(yàn)壓力筒體長(zhǎng)度內(nèi)筒外壓計(jì)算長(zhǎng)度橢圓橢圓名義厚度鋼材厚度負(fù)偏差00腐蝕裕量2222焊接接頭系數(shù)11校核合校核合校核合 量 內(nèi)筒體內(nèi)壓浙江師范大學(xué)白馬非馬GB150.3-計(jì)算壓力設(shè)計(jì)溫度內(nèi)徑F304#(試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力試驗(yàn)溫度下屈服點(diǎn)腐蝕裕量焊接接頭系數(shù) =2[]t =ce=n-C1-C2=n 試PT1.25P[ [T0.90s T=pT.(Die)=T合2e[]t (Die)=t =et合內(nèi)筒上封頭內(nèi)壓計(jì)浙江師范大學(xué)白馬非馬GB150.3-計(jì)算壓力設(shè)計(jì)溫度內(nèi)徑曲面深度 (板材試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力腐蝕裕量焊接接頭系數(shù)試PT1.25Pc[ 壓力試驗(yàn)允許通過(guò)的應(yīng)力T0.90s T=pT.(KDi0.5e)=2eT合K=1 D2=2i6 2h i= =4.09 2[]t0.5eh=nh-C1-C2=min=nh=滿足最小厚度要壓力計(jì)算[Pw]=KDi0.5e=合內(nèi)筒下封頭內(nèi)壓計(jì)浙江師范大學(xué)白馬非馬GB150.3-計(jì)算壓力設(shè)計(jì)溫度內(nèi)徑曲面深度 (板材試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力腐蝕裕量焊接接頭系數(shù)試PT=1.25Pc[]=壓力試驗(yàn)允許通過(guò)的應(yīng)力T0.90s T=pT.(KDi0.5e)=2eT合K=1 D2=2i6 2h i h=2[]t0.5 =ceh=nh-C1-C2=min=nh=滿足最小厚度要壓 計(jì)2[]t[Pw]=KDi0.5e=合開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)浙江師范大學(xué)白馬非馬接管 N1,計(jì)算方法GB150.3-2011等面積補(bǔ)強(qiáng)法， 計(jì)算壓力pc 設(shè)計(jì)溫 殼體型 圓形筒

F304#板φ殼體厚度負(fù)偏差0殼體腐蝕裕量2殼體材料許用應(yīng)力接管軸線與筒體表面法線的夾角 012接管接管厚度負(fù)偏差接管材料許用應(yīng)力

0

補(bǔ)

補(bǔ)強(qiáng)圈厚度負(fù)偏差 開(kāi)孔長(zhǎng)徑與短徑之

算補(bǔ)強(qiáng)圈強(qiáng)度削弱系數(shù)

0

1開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算直徑補(bǔ)強(qiáng)區(qū)有效寬度接管有效外伸長(zhǎng)度0接管多余金屬面積補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)的焊縫面積A3A1+A2+A3=

mm2，大A，不需另加補(bǔ)強(qiáng) 結(jié)論:合浙江師范大學(xué)白馬非馬 設(shè)計(jì)壓力計(jì)算壓力設(shè)計(jì)溫度N外力矩N殼體許用應(yīng)力法蘭f螺b栓公稱(chēng)直徑螺栓根徑d數(shù)量個(gè)墊DDh金屬墊Nmb2片b=DGD外+D內(nèi)b0>b=2.53b0>DGD外螺栓受 Wa=πbDGy=N=FpF=N所需螺栓總截面積=(Ap,Aa)==n4d2=1力 計(jì)操FD=0.785D2i=NLD=LA+=MD=FD=N作FG==NLG=0.5(Db-DG=MG=FG=NFT=F-=NLT=0.5(LA+1+LG=MT=FT=N外壓:Mp=FD(LD-LG)+FT(LT-LG 內(nèi)壓:Mp=Mp=NW=N Ma=WLGNMoMpMa[]ft/[]fMo=N螺 間 =LnLmin (GB150-2011 Lmax形 常 h0Di05h/ho=K=Do/DI10K查表9-5ZY9-39-51/of=d1Uho = =f=/T=4fe13=計(jì)值許用值結(jié)論W DiWp Di δf80.0mm時(shí)