華中賽區(qū)洛陽師范學院至臻團隊集設(shè)備設(shè)計

第一章塔設(shè)備設(shè)計說明 設(shè)計說 生第一章塔設(shè)備設(shè)計說明 設(shè)計說 生產(chǎn)要 塔型選擇原 設(shè)計依 塔設(shè)備類 塔設(shè)備內(nèi) 板式塔介 泡罩 篩板 浮閥 塔設(shè)備計算示例 塔內(nèi)構(gòu)件設(shè) 新型塔板的開 塔高的設(shè) 換熱器設(shè) 設(shè)計依 換熱器的分 按工藝功能分 按傳熱方式與結(jié)構(gòu)分 管殼式換熱器的選 2.3.1溫 壓力 物流的安 第二換熱器設(shè)計示 管殼程介質(zhì)名稱和組 換熱器的選 箱體、殼體選 管殼程設(shè)計溫 管殼程設(shè)計壓 污垢熱 設(shè)計尺 接管尺寸及方 換熱器的機械設(shè)計及校核（SW6校核 2.5.1選 2.5.2管板的選 第三章反應(yīng)器設(shè) 設(shè)計概 設(shè)計依 反應(yīng)器分 反應(yīng)器設(shè)計的基反應(yīng)器設(shè)計的基本方 設(shè)計基 VAC合成反應(yīng)器設(shè) 第一章塔設(shè)備設(shè)計說明1.1塔第一章塔設(shè)備設(shè)計說明1.1塔設(shè)備是石油、化工、醫(yī)藥、輕工等生產(chǎn)中的重要設(shè)備之一1.1.11、工藝性能好——塔設(shè)備要使氣、液兩相盡可能充分接觸，有較大的接觸面積和分離空間，以獲得較高的傳質(zhì)效率2、生產(chǎn)能力大——在滿足工藝要求的前提下，要使塔截面上位時間內(nèi)物料的處理3、操作穩(wěn)定性好——當氣液負荷產(chǎn)生波動時，仍能維持穩(wěn)定連續(xù)操作，且操作彈4、能量消耗小——要使流體通過塔設(shè)備時產(chǎn)生的阻力小、壓小，熱量損失少，以降低塔設(shè)備的操作5、結(jié)構(gòu)合理——塔設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)既要滿足生產(chǎn)的工藝要求，要結(jié)構(gòu)簡單、便于制造、檢修和日常維6、選材要合理——塔設(shè)備材料要根據(jù)介質(zhì)特性和操作條件進選擇，既要滿足使用要求，又要節(jié)省材料，減少設(shè)備投資7、安全可靠——在操作條件下，塔設(shè)備各受力構(gòu)件均應(yīng)具有夠的強度、剛度和穩(wěn)定性，以確保生產(chǎn)的安全運1上述各項指標的重要性因不同設(shè)備而異，上述各項指標的重要性因不同設(shè)備而異，要同時滿足所有1.1.2選擇時應(yīng)考慮的因素有：物料性質(zhì)、操作條件、塔設(shè)備性能的制造、安裝、運轉(zhuǎn)、維修等。優(yōu)先適用情況如1、填料塔優(yōu)先適用（1）在分離程度要求高的情況下，因某些新型填料具有很高傳質(zhì)效率，故可采用新型填料以降低塔的高度（2）對于熱敏性物料的蒸餾分離，因新型填料的持液量較小壓降小，故可優(yōu)先選擇真空操作下的填（3）具有腐蝕性的物料，可選用填料塔。因為填料塔可采用金屬材料，如陶瓷、塑料等（4）2、板式塔優(yōu)先適用（1）塔內(nèi)液體滯液量較大，操作負荷變化范圍較寬，對進料度變化要求不敏感，操作易于（2）（3）含固體顆粒，容易結(jié)垢，有結(jié)晶的物料，因為板式塔可用液流通道較大的塔板，堵塞的危險較（4）在操作過程中伴隨有放熱或需要加熱的物料，需要在塔2（5）設(shè)計依《化工設(shè)備設(shè)計全書——塔設(shè)備》2003-《壓力容GB150-《壓力容器封頭》GB/T25198-《化工配管用無縫及焊接鋼管尺寸選用系列》HG/T20553-《鋼制管法蘭、墊片和緊固件》HG/T20592～20635-《補強圈JB/T4736-塔設(shè)塔設(shè)備的種類很多，常見的分（1）（2）（3）目前工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的是填料塔和板式塔3填料塔是一種常用的氣、液傳質(zhì)設(shè)備。它結(jié)構(gòu)簡單，塔內(nèi)裝填料塔是一種常用的氣、液傳質(zhì)設(shè)備。它結(jié)構(gòu)簡單，塔內(nèi)裝在生產(chǎn)中，當生產(chǎn)量較大時，一般采用板式塔。在板式塔中無論是填料塔還是板式塔，大體上都是由塔體、支座、人孔孔、除沫器、接管、吊柱及塔的內(nèi)件等1、塔4項板式填料（散裝填料填料（規(guī)整填料壓力塔效液氣1500mm以下效持液材質(zhì)要安裝維造直徑800mm以下，一般質(zhì)大1.4塔設(shè)備內(nèi)塔體即塔設(shè)備的外殼，常見的塔體由塔體即塔設(shè)備的外殼，常見的塔體由等直徑、等厚度的圓筒下封頭組成。塔設(shè)備通常安裝在室外，因而塔體除了承受一定的操2、支3、人孔和手為安裝、檢修、檢查等需要，往往在塔體上設(shè)置人孔或手孔同的塔設(shè)備，人孔或手孔的結(jié)構(gòu)及位置等要求不4、接為用于連接工藝管線，使塔設(shè)備與其他相關(guān)設(shè)備相連接。按5、除沫為用于捕集夾帶在氣流中的滴。除沫器工作性能的好壞對除沫率、分離效果都具有較大的影6、吊安裝于塔頂，主要用于安裝、檢修時吊運塔內(nèi)件51.5板式塔介板式塔是一種逐級接觸的氣液傳質(zhì)設(shè)備。塔內(nèi)以塔板為基本件，氣體自塔底1.5板式塔介板式塔是一種逐級接觸的氣液傳質(zhì)設(shè)備。塔內(nèi)以塔板為基本件，氣體自塔底以鼓泡或噴射的形式穿過塔板上的液層，使氣-液相塔、浮閥塔等。表1-3給出了幾種主要塔板性能的數(shù)據(jù)比較。1-21.5.1泡罩塔是工業(yè)應(yīng)用最早的板式塔，而且在相當長的一段時期內(nèi)1、泡罩塔的優(yōu)點：操作彈性大，因而在負荷波動范圍較大時2、泡罩塔的缺點：結(jié)構(gòu)復雜、造價高、氣相壓降大、以及安6類分離效速彈壓結(jié)成泡罩85板篩3040%浮閥1580板1.5.2篩板塔也是應(yīng)用歷史較久的1.5.2篩板塔也是應(yīng)用歷史較久的塔型之一，與泡罩塔相比，篩板構(gòu)簡單。篩板塔塔盤分為篩孔區(qū)、無孔區(qū)、溢流堰及降液管等部分1、篩板塔的優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、造價低；氣流壓降小、板上液落差小；塔板效率高2、篩板塔的缺點：操作彈性小、篩孔小易堵塞1.5.3浮閥塔板的結(jié)構(gòu)特點是在塔板上開有若干個閥孔，每個閥孔裝底腳撥轉(zhuǎn)90°，以限制閥片升起的最大高度，并防止閥片被氣體吹片的作用，閥片與塔板呈點接觸而坐落在閥孔上，在一定程度上可止閥片與板面的粘1、浮閥塔的優(yōu)點：效率高，操作彈性大，處理能力好，霧沫帶小，接觸時間長，傳質(zhì)效果2、浮閥塔的缺點：蒸汽沿著上升蒸汽孔的周圍噴出，仍然有1.6塔設(shè)備計算示例1–1AspenT040371、初步設(shè)計結(jié)1、初步設(shè)計結(jié)81–291–291–32、計算結(jié)由初步1–32、計算結(jié)由初步設(shè)計結(jié)果可以看出，板式塔共有18塊板，進料位置為板用CUP-TOWER軟件按分段導入流體力學數(shù)據(jù)，對塔性能分進行設(shè)計和校核，得到設(shè)計數(shù)據(jù)，示意圖和負荷圖，如下1-塔第一塔段設(shè)計說明書如所示基本信1項目名7校核2裝置名8日3塔的名9說4塔板編號(實際計算選用的理論#5塔板層1塔板編號(理論6塔板形分段說工藝設(shè)計條液氣1質(zhì)量流7質(zhì)量流2密8密3體積流9體積流4粘粘5表面張安全因/6體系因/充氣因/塔板結(jié)構(gòu)參1塔m6孔#2板間m7開孔密3塔截面8溢流程/149堰的形/5開孔%溢流區(qū)尺兩中1%2堰徑%3降液管頂部寬m4彎折距m5降液管底部寬m6基本信1項目名7校核2裝置名8日3塔的名9說4塔板編號(實際計算選用的理論#5塔板層1塔板編號(理論6塔板形分段說工藝設(shè)計條液氣1質(zhì)量流7質(zhì)量流2密8密3體積流9體積流4粘粘5表面張安全因/6體系因/充氣因/塔板結(jié)構(gòu)參1塔m6孔#2板間m7開孔密3塔截面8溢流程/149堰的形/5開孔%溢流區(qū)尺兩中1%2堰徑%3降液管頂部寬m4彎折距m5降液管底部寬m6m7m8堰m9m降液管頂部面降液管底部面頂部堰m底部堰mmm圓形浮閥參1浮閥孔m52單閥重637481.7塔板是板式塔中氣液兩相1.7塔板是板式塔中氣液兩相接觸傳質(zhì)的部位，決定塔的操作通常主要由以下三部分組成（1）氣體通道：一定數(shù)量的通道供氣體自下而上穿過板上的液層氣體通道的形式很多，它對塔板性能有決定性影響，也是區(qū)在圓孔上蓋以可浮動的閥片，根據(jù)氣體的流量，閥片自行調(diào)節(jié)開（2）溢流堰：為保證氣液兩相在塔板上形成足夠的相際傳質(zhì)此外，還有一類無溢流塔板，塔板上不設(shè)降液管，僅是塊均1.7.1新型塔板的開1、液體分布裝在泡罩塔、篩板塔1、液體分布裝在泡罩塔、篩板塔和浮閥塔中，氣體垂直向上流動，霧沫夾幾種新型塔（1）塔板上設(shè)有傾斜的舌孔，使噴出氣流的方向接近水平，因而（2）由中國開發(fā)，它的結(jié)構(gòu)特點是使舌孔的開口方向與液流垂直（3）由沖有傾斜開孔的薄板組成，板上還裝有幾塊攔截液流的碎（4）專為真空精餾設(shè)計的高效率低壓力降塔板，結(jié)構(gòu)特點是在整個流動和不均勻分布，因此既降低塔板流動和不均勻分布，因此既降低塔板壓力降，又提高塔板效率。的作用是避免低氣速下在塔板入口處發(fā)生漏液現(xiàn)（5）特別適用于大液體負荷操作。每塊塔板上設(shè)有多根平行的降液（一般其間隔約0.5m），相鄰兩塔板的降液管成90°交錯，降液管下（6）這種氣體通過能力大、板間距小的新型塔板，也是中國開由于氣體流速過大，我們設(shè)計的板式塔采用斜孔1.7.2塔高的設(shè)（1）塔頂空間塔頂空間是指最高層塔盤和塔頂?shù)木嚯x，其設(shè)計的目的：有裝除沫器。取值遠高于塔盤間距，有時甚至高出一倍。一般取1.5mHD（2）塔底空間塔底空間是指最下層塔板到塔底之間的距離，其設(shè)計的目的塔底空間是指最下層塔板到塔底之間的距離，其設(shè)計的目的分離物性穩(wěn)定，取停留時間為4min，液面與最小一塊板間距取1.5mLS1.50.034601.5HB422D4經(jīng)圓整后，塔底空間HT該塔不需要經(jīng)常清洗，每段填料設(shè)置一個人孔，塔頂塔釜各一個人孔，人孔直徑為500mm，個數(shù)為6個，開人孔處填料段為1m。此間距在填料段中已包括，故不單獨進行計算（4）進料段塔板間距HF為防止進料直沖塔板，常考慮在進口處安裝防沖設(shè)施，如防板、入口堰、緩沖管等，因此進料段板間距HF12m以滿足上述要（5）普通塔間距HF（6）支座的高度支座一般均選用圓筒形或圓錐形的裙座。筒體高度大于102.37m>1m，所以采用圓柱形裙H21.5DS2（7）封頭選取標準橢圓形（7）封頭選取標準橢圓形封頭，根據(jù)GB-T25198-2010，知徑Di2140mm，曲面深度hi535mm，封頭直邊高度取Di4535mmh1hiDi/4nh名義nh，；下封頭內(nèi)Di2370mm，曲hi592.5mm，封頭直邊高度Di2370mm第二熱器設(shè)2.1《化工設(shè)備設(shè)計全書第二熱器設(shè)2.1《化工設(shè)備設(shè)計全書—換熱器》2003-《熱交換GB/T151-《壓力容GB150-《化工配管用無縫及焊接鋼管尺寸選用系列》HG/T20553-《鋼制管法蘭、墊片和緊固件》HG/T20592～20635-《容器支JB/T4712-《補強圈JB/T4736-2.2各種類型的換熱器作為工藝過程必不可少的設(shè)備，廣泛用于石2.2.1按工藝功能分1、冷卻器：冷卻工藝物流的設(shè)備。一般冷卻劑多采用水，若卻溫度低時，可采用氨或者氟利昂為冷2、加熱器：加熱工藝物流的設(shè)備。一般多采用水蒸氣作為加介質(zhì)，當溫度要求高時可采用導熱油、熔鹽等作為加熱介3、再沸器：用于蒸發(fā)蒸餾塔底物料的設(shè)備。熱虹吸式再沸3、再沸器：用于蒸發(fā)蒸餾塔底物料的設(shè)備。熱虹吸式再沸器有組分全部冷凝。為了達到儲存目的可將冷凝液再過冷5、蒸發(fā)器：專門用于蒸發(fā)溶液中水分或者溶劑的設(shè)備6、過熱器：對飽和蒸汽再加熱升溫的7、廢熱鍋爐：回收熱量產(chǎn)生蒸汽的設(shè)按傳熱方式與結(jié)構(gòu)分名耗用金屬特 相對費料溫差大于60℃時應(yīng)設(shè)膨脹節(jié)， U形管 按傳熱方式與結(jié)構(gòu)可分為間壁按傳熱方式與結(jié)構(gòu)可分為間壁傳遞熱量式和直接接觸傳遞熱本項目管殼式換熱器中常用的是固定管板式、浮頭式和U形2.32.3.1溫冷卻水的出口溫度不宜高于60℃，以免結(jié)垢嚴重。高溫間進行換熱時，低溫端的溫差不應(yīng)小于20℃。當采用多管程、單在冷卻或者冷凝工藝物流時，冷卻劑的入口溫度應(yīng)高于工藝物控制反應(yīng)，應(yīng)維持反應(yīng)物流和冷卻劑之間的溫差不低10℃。當冷露點，一5℃。換熱器的設(shè)計溫度應(yīng)高于最大使用溫度，一般15增加工藝物流流速，可增加傳熱系數(shù)，使換熱器結(jié)構(gòu)緊湊2-22.3.3物流的安1、為了節(jié)省保溫層和減少殼體厚度，2-22.3.3物流的安1、為了節(jié)省保溫層和減少殼體厚度，高溫物流一般走管程，時為了物料的冷卻，也可使高溫物流走2、較高壓力的物流應(yīng)走管程3、黏度較大的物流應(yīng)走殼程，在殼程可以得到較高的傳熱系4、腐蝕性較強的物流應(yīng)走管5、對壓力降有特定要求的工藝物流應(yīng)走管程，因管程的傳熱數(shù)和壓降計算誤差小須走殼程，則應(yīng)采用正方形管子排列，并采用可拆式（浮頭式、函式、U形管式）換熱器7、流量較小的物流應(yīng)走殼程，易使物流形成湍流狀態(tài)，從而加傳熱系數(shù)8、傳熱膜系數(shù)較小的物流走殼程，易提高傳熱膜系數(shù)工藝物料的壓力允許壓力降工藝氣工藝液2.4換熱器設(shè)計示在對工藝流程的換熱器設(shè)計與選型中，先按照實際工業(yè)實2.4換熱器設(shè)計示在對工藝流程的換熱器設(shè)計與選型中，先按照實際工業(yè)實再根據(jù)國家標準GB/T151-2014《熱交換器》以及《化工工藝設(shè)計手冊》第四版AspenExchangerDesignandRatingV9.0進行換熱 管殼程介質(zhì)名稱和組以E0102換熱器為例，初步選定換熱器的形式后，根據(jù)任務(wù)要利用Aspen進行模擬計算，模擬出來的換熱器工藝參數(shù)如示2–3操作條物參介質(zhì)量流量VAM、C2H4、等進口溫度/出口溫度/進口壓力/出口壓力/ 2.4.22.4.22.4.3箱體、殼體選選用使用最廣泛的E型殼體，其進出口接管為單進單出，即單殼體A型管箱是通道式簡狀管箱，兩端均有法蘭，一端法蘭采用螺栓仍然獲得廣泛應(yīng)用。前端管箱選用A型管箱。后端箱體選擇M型2.4.4管殼程設(shè)計溫該換熱器的殼程工作溫度為25～75℃，管程工作溫度介質(zhì)名殼程流體（冷流體管程流體（熱流體質(zhì)量流量0000140℃，進出口溫差大于10℃，符合工業(yè)實際。設(shè)計溫度以工140℃，進出口溫差大于10℃，符合工業(yè)實際。設(shè)計溫度以工度為依據(jù)。取殼程的設(shè)計溫度為80℃，管程的設(shè)計溫度為150℃2.4.5管殼程設(shè)計壓殼程設(shè)計壓力為1bar，管程的設(shè)計壓力為7.83bar2.4.6傳熱系數(shù)基于傳熱膜系數(shù)、固壁熱阻和污垢熱阻計算得到傳熱膜系數(shù)和固壁熱阻為EDR自動默根據(jù)《化工工藝設(shè)計手冊》（第四版）上冊，管程、殼程平垢系數(shù)取。0.00017m2K2.4.728712.2-2012《熱交換器形式與基本參數(shù)》2部分：《固定管板式換熱管長度1200mm，折流板間距為350mm，單弓形折流板，折板數(shù)2。換熱管數(shù)量為30根，雙管程。其余參數(shù)為EDR默認值固定管板式換熱器面積按下式0.019620.0366d——換熱管外徑L——換熱管長度n——換熱管根數(shù)2-1由上述計算結(jié)果可以看出，換熱管換熱面積為2m2n——換熱管根數(shù)2-1由上述計算結(jié)果可以看出，換熱管換熱面積為2m2，設(shè)計余量38%，符合設(shè)計要求；殼程流速為30.34m/s，管程流速為0.29Re殼程Re管程0.1790.142均為湍流態(tài)，且滿足經(jīng)濟流速范圍；流態(tài)分布均勻，且壓降合理范圍內(nèi)?？倐鳠嵯禂?shù)（含污垢熱阻）為411.8Wm2K，進而確定換熱器E0102型號為：- -2AEM其表示意義為：封頭管箱：325–換熱器公稱直徑–管程設(shè)計壓力（MPa），0.8–殼程設(shè)計壓力（MPa），31.1–公換熱面積（m2），6–換熱管長（m），19–換熱管外徑–雙管換熱面積（m2），6–換熱管長（m），19–換熱管外徑–雙管程（殼程為1省略不寫），Ⅱ–Ⅱ級管束（普通拔冷管）其他換熱器采用類似的方法計算選型。選型結(jié)果請見附錄工藝設(shè)備一覽表2-52.4.8接管尺寸及方換熱器設(shè)備結(jié)構(gòu)圖和換熱管排布圖如下液體類經(jīng)濟流范圍流體類經(jīng)濟流范圍水及黏度相近的油及黏度較大的低壓氣易燃易爆的低壓2-22-32-22-3換熱器的機械設(shè)計及校核校核固定管板換熱器設(shè)計計算單中航一集團航空動力控制系統(tǒng)換熱器的機械設(shè)計及校核校核固定管板換熱器設(shè)計計算單中航一集團航空動力控制系統(tǒng)研究設(shè)計計算條 設(shè)計壓 設(shè)計壓 設(shè)計溫 設(shè)計溫 管箱圓筒內(nèi)徑材料名材料名 殼程圓筒校核計前端管箱圓筒校核計前端管箱筒體計計算單中航一集團航空動力控制系統(tǒng)研究計算所依據(jù)的標計算條筒體簡C材 (板材前端管箱筒體計計算單中航一集團航空動力控制系統(tǒng)研究計算所依據(jù)的標計算條筒體簡C材 (板材焊接接頭系數(shù)厚度及重量計算厚 = =有效厚e=n-C1-C2=名義厚n 重壓力試驗時應(yīng)力校壓力試驗類氣壓試試驗壓pT1.10p[] (或由用戶輸入的應(yīng)力水平T 圓筒的T=pT.(Die)=校核條T校核結(jié)合壓力及應(yīng)力最大允許工作壓 (Die)=設(shè)計溫度下計算應(yīng)t =e校核條t結(jié)筒體名義厚度大于或等于GB151中規(guī)定的最小厚度7.00mm,合前端管箱封頭計計算單中航一集團航空動力控制系統(tǒng)研究計算所依據(jù)的標計算條橢圓封頭簡C材 (板材前端管箱封頭計計算單中航一集團航空動力控制系統(tǒng)研究計算所依據(jù)的標計算條橢圓封頭簡C材 (板材壓力試驗時應(yīng)力校壓力試驗類氣壓試試驗壓pT1.10p[] (或由用戶輸入壓力試驗允許通過的應(yīng)力 試驗壓力下封頭的應(yīng)T=pT.(KDi0.5eh)=校核條T校核結(jié)合厚度及重量形狀系1 D2K 2 i=6 2h i計算厚 Kpc h=2[]t0.5 =有效厚eh=nh-C1-C2=最小厚min=名義厚nh=結(jié)滿足最小厚度要重壓力計最大允許工作壓[pw]=KD = 結(jié)合后端管箱筒體計計算單中航一集團航空動力控制系統(tǒng)研究計算所依據(jù)的標計算條筒體簡C材 (板材后端管箱筒體計計算單中航一集團航空動力控制系統(tǒng)研究計算所依據(jù)的標計算條筒體簡C材 (板材厚度及重量計算厚 = =有效厚e=n-C1-C2=名義厚n 重壓力試驗時應(yīng)力校壓力試驗類氣壓試試驗壓pT1.10p[]= (或由用戶輸入的應(yīng)力水平T 圓筒的T=pT.(Die)=校核條T校核結(jié)合壓力及應(yīng)力最大允許工作壓 (Die)=設(shè)計溫度下計算應(yīng)t =e校核條t結(jié)筒體名義厚度大于或等于GB151中規(guī)定的最小厚度7.00mm,合后端管箱封頭計計算單中航一集團航空動力控制系統(tǒng)研究計算所依據(jù)的標計算條橢圓封頭簡C材 (板材后端管箱封頭計計算單中航一集團航空動力控制系統(tǒng)研究計算所依據(jù)的標計算條橢圓封頭簡C材 (板材焊接接頭系數(shù)壓力試驗時應(yīng)力校壓力試驗類氣壓試試驗壓pT1.10p[] (或由用戶輸入壓力試驗允許通過的應(yīng)力 試驗壓力下封頭的應(yīng)T=pT.(KDi0.5eh)=校核條T校核結(jié)合厚度及重量形狀系1 D2K 2 i=6 2h i計算厚 Kpc h=2[]t0.5 =有效厚eh=nh-C1-C2=最小厚min=名義厚nh=結(jié)滿足最小厚度要重壓力計最大允許工作壓[pw]=KD = 結(jié)合內(nèi)壓圓筒校計算單中航一集團航空動力控制系統(tǒng)研究計算所依據(jù)的標計算條筒體簡C材 (板材內(nèi)壓圓筒校計算單中航一集團航空動力控制系統(tǒng)研究計算所依據(jù)的標計算條筒體簡C材 (板材厚度及重量計算厚 = =有效厚e=n-C1-C2=名義厚n 重壓力試驗時應(yīng)力校壓力試驗類液壓試試驗壓pT1.25p[]= (或由用戶輸入的應(yīng)力水平T 圓筒的T=pT.(Die)=校核條T校核結(jié)合壓力及應(yīng)力最大允許工作壓 (Die)=設(shè)計溫度下計算應(yīng)t =e校核條t結(jié)合換熱管內(nèi)壓計計算單中航一集團航空動力控制系統(tǒng)研究計算條換熱管C材 (管材換熱管內(nèi)壓計計算單中航一集團航空動力控制系統(tǒng)研究計算條換熱管C材 (管材厚度及重量計算厚 = =有效厚e=n-C1-C2=名義厚n 重壓力及應(yīng)力最大允許工作壓 =設(shè)計溫度下計算應(yīng)t =e校核條t結(jié)換熱管內(nèi)壓2.5.1選結(jié)合實際情況，殼體選擇Q345R鋼板制造，換熱管用20鋼管換熱管外壓計計算單中航一集團航空動力控制系統(tǒng)研究計算條換熱管-C材料名2.5.1選結(jié)合實際情況，殼體選擇Q345R鋼板制造，換熱管用20鋼管換熱管外壓計計算單中航一集團航空動力控制系統(tǒng)研究計算條換熱管-C材料名 (管材厚度及重量計算厚=有效厚e=n-C1-C2=名義厚n Do=A B 重壓力計許用外D/20時，pB DoDo/e20[p]min{(2.250.0625)B,2o(1 Do Do Do結(jié)換熱管外壓2.5.2管板的選管板式管殼式換熱器的一個重要元件，它除了與管子和殼2.5.2管板的選管板式管殼式換熱器的一個重要元件，它除了與管子和殼1、管板結(jié)管板與法蘭連接的密封面為凸面，管板用來固定換熱管并起著2-6換熱器管板數(shù)據(jù)2、管箱與管板的連管箱與管板的連接結(jié)構(gòu)形式較多，隨著壓力的大小、溫度的3、換熱管與管板連換熱管與管板的連接在，在管殼式換熱器的設(shè)計中，是一個Db4、折流本換熱器采用單4、折流本換熱器采用單弓形折流板，圓缺率為35%，查閱相關(guān)資料準可取，折流板的間距為300mm，板數(shù)為18塊，厚度為4mm5、拉桿與定距拉桿應(yīng)盡量均勻布置在管束的外邊緣。對于大直徑的換熱器布置區(qū)內(nèi)或靠近折流板缺口處應(yīng)布置適當數(shù)量的拉桿。取拉桿直12mm8根，定距管規(guī)格取為Ф19×2第三應(yīng)器設(shè)3.1化學反應(yīng)過程和反應(yīng)器是第三應(yīng)器設(shè)3.1化學反應(yīng)過程和反應(yīng)器是化工生產(chǎn)流程中的中心環(huán)節(jié)，反應(yīng)3.2《壓力容GB150-《奧氏體不銹鋼焊接鋼管選用規(guī)定》HG/T20537.1-《安全閥的設(shè)置和選用》HG/T20570.2-《爆破片的設(shè)置和選用》HG/T20570.3-《設(shè)備進、出管口壓力損失計算》HG/T20570.9-《鋼制化工容器設(shè)計基礎(chǔ)規(guī)HG/T20580~20585-HG/T20581-《鋼制化工容器材料選用規(guī)《鋼制化工容器強度計算規(guī)HG/T20582-《鋼制化工容器結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)HG/T20583-《鋼制化工容器制造技術(shù)要求》HG/T20584-3.3反應(yīng)器分反應(yīng)器按結(jié)構(gòu)大《鋼制化工容器制造技術(shù)要求》HG/T20584-3.3反應(yīng)器分反應(yīng)器按結(jié)構(gòu)大致可分為管式、釜式、塔式、固定床和流化3-13.4反應(yīng)器設(shè)計的基本方設(shè)計反應(yīng)器要盡可能全面掌握下列各方面的資料和數(shù)據(jù)1、溫度、濃度和壓力對反應(yīng)速率的影響，副反應(yīng)的情況，反條件對選擇性的影響2、催化劑的粒度對反應(yīng)的影響，催化劑的失活原因和失活速催化劑的強度和耐磨形適應(yīng)的反優(yōu)缺管填料板式固定流化3、反應(yīng)熱效應(yīng)4、原料中雜質(zhì)對反應(yīng)的影響53、反應(yīng)熱效應(yīng)4、原料中雜質(zhì)對反應(yīng)的影響5、反應(yīng)物和產(chǎn)物的物理性質(zhì)、爆炸極6、攪拌釜中攪拌槳的特性7、多相流中分散相的分散方法和聚并8、反應(yīng)器中物料的流動和返混特性，反應(yīng)器的專熱特性和允的壓降3.5VAC反應(yīng)器設(shè)計流體流過不動的固體物料粒子所構(gòu)成的床層，而進行反應(yīng)的反3.5.11、VAC合成反應(yīng)為氣液反應(yīng)，催化劑為固體，選用固定床列主反應(yīng)：C2H4+C2H4O2 1O2→C4H6O2+2副反應(yīng)：C2H4+O2→2CO2+3、催化劑：使用二氧化硅負載的鈀和金催化劑。與原催化劑比，新型催化劑具有如下優(yōu)點（1）催化劑的15%，減少了反應(yīng)器尺寸和裝置投資成比，新型催化劑具有如下優(yōu)點（1）催化劑的15%，減少了反應(yīng)器尺寸和裝置投資成mm物進出溫壓力1氣相分11總摩爾流率摩爾流率003.5.2VAC合成反3.5.2VAC合成反應(yīng)器設(shè)使用二氧化硅負載的鈀和金催化劑，為氣固相催化反應(yīng)。催833kg/m3，孔0.4～0.6反應(yīng)方程主反應(yīng)：C2H4+C2H4O2 1O2→C4H6O2+2副反應(yīng)：C2H4+O2→2CO2+kkexpEa Rk09.7107,Ea21KJ/385000Pr275000exR1、工藝條件的確選用固定床列管式反應(yīng)器，催化劑為固體，反應(yīng)物為氣體。應(yīng)為固定床氣-固相催化反應(yīng)，可理想化為活塞流，做如下（1）（2）L＞100ds，ds選用固定床列管式反應(yīng)器，催化劑為固體，反應(yīng)物為氣體。應(yīng)為固定床氣-固相催化反應(yīng)，可理想化為活塞流，做如下（1）（2）L＞100ds，ds（3）導可忽略不計，只考慮軸向隨流體帶入及帶出的（4）與流體間的溫度差（5）r275000exp3850001.P動力學方程Rmo其中，r——VAM反應(yīng)速率，k Jmol1E——反應(yīng)活化R——8.314JmolK1K1T——反應(yīng)溫PM——VAM分壓，105Pa轉(zhuǎn)化為符合Aspen的動力學rkexpERkmolkg其中k單位Pa027500010kmokmok17.641則kgsPkgsP3602、催化劑質(zhì)量計反應(yīng)條件x0其中，W——催化劑質(zhì)xr——反應(yīng)速率，kg由Aspen模擬進出口物料數(shù)x2、催化劑質(zhì)量計反應(yīng)條件x0其中，W——催化劑質(zhì)xr——反應(yīng)速率，kg由Aspen模擬進出口物料數(shù)x100%F0188.394103hr kgMMkg1xP=1xP11總 18.9171x01dx1x10與Aspen中裝填量及計算結(jié)果一致3、傳熱面積計QQ1.17604107kJh30ln30tKm由經(jīng)驗值K取0.2kWm2KQA 30ln30tKm由經(jīng)驗值K取0.2kWm2KQA 體積V與Aspen中一4V總344d d其中，V總——反應(yīng)器總體m3A——總換熱面積m2n圓整后d=0.046m，即管外46mm，取管46mm×3mmV床層總管長L= 8101m，其中d為內(nèi)總總i0.04mdi448101取管長為8m（催化劑填裝高度為6m），則h1351根6管心距PT1.36846mm6b2a1e11.5d046殼體直徑DPTb12e6342.441269mm4、換熱器傳熱系數(shù)及面積核1 總傳熱系數(shù) r w d irw——管壁熱Km2WmKw——管道導熱1 總傳熱系數(shù) r w d irw——管壁熱Km2WmKw——管道導熱r1.72104Wm2Kid0d3計算hiJHcPGi w查表得異丁烯cP31kcalkmol1℃1129791Jkmol1K12318Jkg1℃1210℃下導熱率0.073kcalm1h1℃-1=0.0849Wm1K210℃下導熱率0.065kcalm1h1℃-1=0.0756Wm1K導熱率取平均值0.08490.0756kcalm1h1℃1=0.0743Wm1K2210℃下黏度異丁烯210℃下黏度（內(nèi)插法7550黏度取平均值0.01580.01221cP2壁溫近似認為為220220℃下甲醇黏度（內(nèi)插法0.01220.0140.122cPw75220℃下異丁烯黏度w黏度取平均值0.01260.016cP2WG15.64kgm2tL8i3-4220℃下異丁烯黏度w黏度取平均值0.01260.016cP2WG15.64kgm2tL8i3-40.040.4116583.22 ReQV其中0.4ms內(nèi)插法得 2.8102