《年產3萬噸甲苯的生產工藝設計》17000字（論文）

年產3萬噸甲苯的生產工藝設計目錄TOC\o"1-2"\h\u12516年產3萬噸甲苯的生產工藝設計 3273181文獻綜述 5296121.1甲苯的理化性質 5112571.2正戊烷的理化性質 5261651.3甲醇的物化性質 6143471.4氫氣的理化性質 77922H?+O?→2H?O 722963（2）還原性 75911.5主要技術特性參數 7184691.6甲苯工業(yè)現狀及發(fā)展趨勢 8104502工藝流程 8237242.1甲苯的生產方法 8148962.2.甲苯生產方法總結 816262.3甲苯的工藝流程 10173863物料衡算 12298253.1抽余碳五加氫預處理工段 12308663.2甲醇-戊烷芳構化工段 13301583.3吸收解析穩(wěn)定系統(tǒng)工段 15166393.4產品分離工段 16146363.5總流程物料衡算 1771954能量衡算 21181434.1原料加氫預處理工段 21271494.2甲醇-戊烷耦合芳構化工段 24316184.3吸收解吸穩(wěn)定系統(tǒng)工段 27260684.4產品分離工段 27234885主要設備計算及選型 29267595.1反應器選型 2938395.2塔設備選型 41237441、進料接管設計 45203572、塔頂蒸氣接管設計 46218523、塔底至再沸器液體接管設計 46314454、塔頂回流接管設計 46125735、塔底蒸氣接管設計 46304935.2.6.2精餾塔裝配圖 4650615.2.6.3塔設備一覽表 47138975.3.1.2流股參數確定 48225185.3.1.3設計溫度 48161805.3.1.4設計壓力 48114855.3.1.5傳熱系數 4884885.3.1.6流體空間選擇 48220525.3.2.1換熱器結構形式選擇 48257385.3.2.2換熱管選擇 50185485.3.2.3殼徑 50270915.3.2.4殼程折流板 50284335.3.2.5接管 50289825.3.3.1圓整后結構參數 5229055.3.3.2選型結果 5263175.3.3.3詳細尺寸 54258965.4泵選型（以P-101AB為例） 58192695.5儲罐選型 59316005.5.1.1基本性質 59132745.5.1.2工藝要求 6078185.5.1.3選型結果 6057965.5.2.1基本性質 60271415.5.2.2工藝要求 60205505.5.2.3選型結果 605155.5.3.1基本性質 60282245.5.3.2工藝要求 60226245.5.3.3選型結果 60132895.6壓縮機選型 6182526總結 6214443（2）生產甲苯的方法有催化重整、煤焦化、裂解汽油。 622714（4）繪制了甲苯合成工藝流程圖與合成釜的設備裝配圖。 6227978參考文獻： 63摘要:本項目作為長興島煉化粗正戊烷利用的一期工程，為其后續(xù)擴建作為技術儲備，以原碳五餾分中5.68萬噸以及加氫后的1.75萬噸，共計7.43萬正戊烷作為原料，將正戊烷以催化裂解法處理提純得到高純輕烴，所得輕烴與甲醇進行耦合芳構化反應生產3.0萬噸/年甲苯。關鍵詞:碳五餾分、正戊烷、氫氣、甲苯1文獻綜述1.1甲苯的理化性質1.1.1甲苯的物理性質甲苯的基本物性見表1。表1甲苯基本物性中文名分子式外觀與狀態(tài)氣味溶解性甲苯C7H8無色液體刺激性氣味溶于有機溶劑[1]室內裝飾裝修用膠粘劑中的有害物質—強制性國家標準（[1]室內裝飾裝修用膠粘劑中的有害物質—強制性國家標準（GB18538-2001）[S].人造板通訊.2002.甲苯帶有一種特殊的味道，在常溫常壓下是一種無色液體，密度為0．866克／平方厘米，對光有很強的折射作用（折射率：1,4961）。甲苯不溶于水(0,52g/l)，溶解在有機溶劑中。甲苯的粘性為0,6mPas，也就是說它的粘稠性弱于水。甲苯的熱值為40.940kJ/kg，閃點為4℃，燃點為535℃[2]黃新[2]黃新.原油降凝劑復配及降凝降粘規(guī)律的研究[D].中國石油大學碩士論文,2011.1.1.2甲苯的化學性質（1）取代反應光照條件下甲苯與氯的取代反應C7H8+Br2→C7H7Br+HBr氧化反應甲苯可被酸性高錳酸鉀氧化其反應方程式如下：C7H8+KMnO4+H2→C6H5COOH+MnO2+K+2H2O1.2正戊烷的理化性質1.2.1正戊烷的物理性質正戊烷的基本物性見表2。表2正戊烷基本物性中文名分子式外觀與狀態(tài)氣味溶解性正戊烷C5H12無色透明的液體刺激性氣味微溶于水[3][3]黃光斗.胡愛瓊.胡勇.姜敏.丙酸的合成和應用前景[J].化工時刊.2001.正戊烷為易燃液體，主要用于制造人造冰、鎮(zhèn)痛劑，合成戊醇、異戊烷等[4]朱楊金[4]朱楊金.氣相色譜法同時測定大氣中正戊烷和正已烷研究[J].環(huán)境科學與管理.20141.2.2正戊烷的化學性質戊烷在氧氣中燃燒產生二氧化碳和水:C5H12+8O2→5CO2+6H2O其他堿性物質一樣，戊烷也能被自由基氯化:C5H12+Cl2→C5H11Cl+HCl除正丁烷外，正戊烷也可形成順丁烯二酸酐。:CH3CH2CH2CH2CH3+5O2→C2H2(CO)2O+5H2O+CO21.3甲醇的物化性質1.3.1甲醇的物理性質甲醇的基本物性見表3。表3甲醇基本物性中文名分子式外觀與狀態(tài)氣味溶解性甲醇CH3OH無色透明的液體（常溫）醇香與多種有機物互溶甲醇不與脂肪烴類互溶。甲醇是一種重要的有機化工原料，加熱、明火或氧化劑易著火。甲醇廣泛用于生產塑料、合成纖維、合成橡膠、涂料、香料等[5]王連鴛[5]王連鴛.徐文浩.楊基礎.超臨界甲醇在化學反應中的應用[J].化學進展,2010.1.3.2甲醇的化學性質（1）氧化反應工業(yè)制甲醛的主要原料為甲醇。CH3OH+12O2→HCHO+H2HCHO+12O2甲醛在催化劑上發(fā)生氧化反應：CH3OH+12O2→H2+CO或CH3OH+O2→H2O+CO2（2）酯化反應甲醇遇到硫酸會生成硫酸氫甲酯，其方程式如下：CH3OH+H2SO4→CH3OSO2OH+H2O減壓蒸餾加熱法生產硫酸二甲酯，方程式如下：CH3OSO2OH→CH3OSO2OCH3+H2SO41.4氫氣的理化性質1.4.1氫氣的物理性質氫氣的基本物性見表4。表4氫氣基本物性中文名分子式外觀與狀態(tài)氣味溶解性氫氣H2無色氣體無味難溶于水氫氣是無色氣體，密度比空氣小，在101千帕壓強下，溫度-252.87℃時，氫氣可轉換成無色的液體；-259.1℃時，像雪一樣堅硬[6]河南昊帝電子科技開發(fā)公司,環(huán)境影響評價報告公示[R].環(huán)評報告.2017[6]河南昊帝電子科技開發(fā)公司,環(huán)境影響評價報告公示[R].環(huán)評報告.20171.4.2氫氣的化學性質（1）可燃性2H?+O?→2H?O（要使不純凈的氫爆炸，必須在點火前測試純度。（2）還原性H?+CuO→Cu+H?O1.5主要技術特性參數工業(yè)生產原輔產品主要技術參數、特性及規(guī)格。表5主要技術特性參數名稱甲醇正戊烷氫氣甲苯分子式CH3OHC5H12H2C7H8分子量3272.15292密度(20℃，101.33kPa)kg/m3791649——比熱容kJ/(kg)2.48———粘度×105pa.s0.6—0.01—沸點(101.33kPa)℃64.735.2-252.8110.6汽化熱kJ/kg1101———臨界點溫度℃——-239.97318.6壓強kPa——112984.11導熱系數ω/(m·℃)0.2120.11——自然點℃400———體積爆炸極限6%-36%———生成熱kJ/mol-201.3———燃燒熱kJ/mol727.03——3905.01.6甲苯工業(yè)現狀及發(fā)展趨勢近年來我國甲苯發(fā)展非常迅速，下流需求的快速提升，促使甲苯擴能加快速度[7]米多[7]米多.國內外芳烴生產情況及市場供需價格分析[J].化學工業(yè)2017.五年前中國甲苯的客觀消費量已經達到593萬噸，比15年下降百分之2。下流消費主要集中在溶劑和二甲苯等，除此之外還包括氯化芐、己內酰胺等化工品方面。其中，商品甲苯最主要的下流用途是溶劑，主要用于油墨、涂料、粘合劑、農藥、醫(yī)藥等領域[8]凡文[8]凡文.中國甲苯市場分析及前景展望[J].中國石油和化工經濟分析.2017.2工藝流程2.1甲苯的生產方法目前，甲苯的主要生產工藝有芳構化、煤焦、裂解氣等。2.1.1芳構化原料甲醇、二甲醚或輕烴經芳構化得到甲苯[9]趙愈林.芳構化生產甲苯的專利狀況分析[9]趙愈林.芳構化生產甲苯的專利狀況分析[J].現代化工.2018,38(10)2.1.2煤焦化焦炭中的甲苯約為15％，與粗煤和焦炭有關。通常，每噸焦炭可生產1.1％的甲苯。粗苯餾分中的不飽和烴和雜質用硫酸洗滌，然后用堿中和，洗滌并精餾，以獲得高純度的甲苯。2.1.3裂解汽油熱解氣體中芳族成分的含量約為70％（質量分數），其中甲苯占15-20％?？梢垣@得超過99.5％的收益。2.2.甲苯生產方法總結2.2.1主要原料及來源2.2.1.1粗正戊烷在甲苯合成工藝中，以長興島煉化煉油裂解抽余C5餾分中的粗正戊烷為原料和氫氣以及甲醇為原料。在C5餾分加氫工段，將C5餾分中的烯烴加氫得到后續(xù)產物；在正戊烷芳構化工段，正戊烷與甲醇進行芳構化反應生成甲苯與二甲苯。通過對長興島煉化混合碳五組分進行調研分析得到其組成與性質。本項目粗正戊烷的消耗量為74325噸。表6長興島煉化粗正戊烷組成組分含量（wt.%）C40.29正戊烷37.88異戊烷24.511-戊烯8.211，4-戊二烯3.86順-2-戊烯2.58反-2-戊烯5.232-甲基-1-丁烯14.532-甲基-2-丁烯2.912.2.1.2工業(yè)級甲醇開車以及過程中補充的甲醇運輸到總廠甲醇儲罐區(qū)以備甲苯合成生產需要。年補充甲醇的量為105122.4噸。2.2.1.3氫氣在本廠C5加氫合成工段，碳五中的烯烴以及二烯烴與氫氣反應生成所需的碳五烷烴以備后續(xù)的芳構化反應。氫氣可通過管道運輸的方式將氫氣運往廠區(qū)的儲罐區(qū)。本項目的氫氣用量為1824噸/年。表7純氫、高純氫和超純氫質量指標指標名稱純氫高純氫超純氫氫氣（H2）純度（體積分數）/10-2≥99.9999.99999.9999氧氣（O2）純度（體積分數）/10-6≤510.2氬（Ar）純度（體積分數）/10-6≤供需商定供需商定氮（N2）純度（體積分數）/10-6≤6050.4一氧化碳（CO）純度（體積分數）/10-6≤510.1二氧化碳（CO2）純度（體積分數）/10-6≤510.1甲烷（CH4）純度（體積分數）/10-5≤1010.2水分（H2O）純度（體積分數）/10-5≤1030.5雜志總含量（體積分數）/10-6≤-1012.2.2輔助原料及來源2.2.2.1催化劑（1）已預硫化處理的負載型Ni-Mo/Al2O3工業(yè)催化劑抽余碳五一段加氫反應器使用的催化劑為已預硫化處理的負載型Ni-Mo/Al2O3工業(yè)催化劑，可從遼寧海泰科技發(fā)展有限公司進行采購，通過汽車運輸方式運往本廠。該催化劑壽命為1年。規(guī)格：堆積密度0.7g/mL，球形，粒徑3mm[10]仝云娜，張學軍，王欣，張舜光，段艷，侯凱湖[10]仝云娜，張學軍，王欣，張舜光，段艷，侯凱湖.工業(yè)Ni-Mo/Al2O3催化劑上異戊二烯選擇性加氫宏觀動力學[J].高?；瘜W工程學報.2011(03).（2）LNEH-1鎳基催化劑抽余碳五二段加氫反應器使用的催化劑為LNEH-1鎳基催化劑，可從錦州市催化劑有限公司進行采購，通過汽車運輸方式運往本廠。該催化劑壽命為1年。規(guī)格：堆積密度0.7g/mL，球形，粒徑3mm。（3）ZSM-5分子篩催化C5芳構化反應器使用的催化劑為ZSM-5分子篩催化劑，可從中觸媒新材料股份有限公司進行采購，通過汽車運輸方式運往本廠。該催化劑壽命約為4個月。規(guī)格：堆積密度0.67g/mL，圓柱條狀，粒徑3mm。2.2.2.2燃料來源所需燃料來自母廠長興島煉化，通過燃料對導熱油進行加熱。2.2.2.3主要原料、輔助材料表表8主要原料、輔助材料、燃料來源表項目名稱規(guī)格數量（噸/年）來源運輸方式備注原料正戊烷37.88%（wt）74325總廠乙烯裝置管道粗正戊烷質量分數為37.88%，碳五餾分中的烯烴加氫后會增加正戊烷含量與甲醇進行芳構化反應工業(yè)級甲醇99.9%（wt）105122.4濟南創(chuàng)世化工有限公司罐運車運輸氫氣99.9（wt）1824總廠提供管道-輔助材料已預硫化處理的負載型Ni-Mo/Al2O3工業(yè)催化劑堆積密度0.7g/mL，球形，粒徑3mm40.52遼寧海泰科技發(fā)展有限公司汽運-ZSM-5分子篩堆積密度0.7g/mL，球形，粒徑3mm64.96中觸媒新材料股份有限公司汽運-LNEH-1鎳基催化劑堆積密度0.67g/mL，圓柱條狀，粒徑3mm57.89錦州市催化劑有限公司汽運2.3甲苯的工藝流程我們采用正戊烷和甲醇芳構化耦合法制取甲苯，工藝簡單，轉化率高，選擇性好，原子利用率高，較之其他制造工藝具有對環(huán)境友好，綠色環(huán)保等優(yōu)點。加快中間產品開發(fā)，提高C5資源利用率，增加C5資源的附加值。整個工藝流程分抽余碳五加氫工段，芳構化反應工段、吸收穩(wěn)定系統(tǒng)工段、芳烴分離工段四個工段。2.3.1加氫工段抽余碳五原料經泵加壓與總廠PSA裝置氫氣經混合器混合，在催化劑Ni-Mo/Al2O3存在下，進行加氫過程中，它首先進入RSTOIC第一步氫化反應器，然后將二烯烴添加到C5單烯烴中。加熱后，它通過RPLUG兩級加氫反應器生產C5烷烴。反應器采用平推流，得到的烷烴經過循環(huán)提高反應效率。得到的產品經過閃蒸罐FLASH1分離出氫氣后，再次經過一段加氫反應器循環(huán)提高產品量。得到產物再經過閃蒸罐FLASH2之后，并進入分離精制工段，通過嚴格精餾塔RADFAC制得正戊烷，異戊烷。塔頂得到異戊烷，塔釜得到正戊烷經冷凝后進入芳構化反應工段。2.3.2芳構化反應工段碳五從抽余碳五加氫裝置和罐區(qū)進入C5動力罐，由C5動力泵泵送，經換熱器換熱后進入加熱爐，加熱后進入反應器。；甲醇從罐區(qū)進入甲醇原料罐，由甲醇原料泵泵送，與C5原料混合，然后進入熱交換器進行熱交換，并進入爐子反應加熱裝置進行加熱。固定床絕熱反應器進行反應。2.3.3吸收穩(wěn)定工段反應器出來的物料到E-101AB換熱器換熱，出來的物流進入A-101空冷器冷卻到60℃，經過水冷器冷卻到40℃，再經過三相分離罐，一部分為水相排放到含油污水總管里去；剩下的液相通過P-103AB吸收塔進料泵抽出后進入E-106水冷器進行冷卻到38℃，進入T-101吸收塔；沒有冷凝下來的氣相進入C-101壓縮機入口分液罐進行分液，兩段通過泵抽出進入V-107三相分離罐，一段經過空冷水冷進入到V-107壓縮機出口油氣分離罐進行氣液液三相分離，其中沒有融在里面的不凝氣送到吸收塔塔釜進行吸收，水相排放到含油污水總管里去，液相富吸收油通過泵抽出進入T-102解析塔。吸收塔塔頂出來的干氣進入E-109干氣換熱器換熱到20℃左右，在進入到E-110干氣冷卻器冷卻，然后分離的干氣進入干氣分離罐v-108與液相分離，與40℃1中吸收塔頂部的干氣交流；，最后進入總廠PSA單元；將分離的液相輸送至穩(wěn)定T-103。吸收塔釜出來的液體通過吸收塔底泵抽出至MI-203與氣體進行混合冷卻。解析塔塔頂出來的物料到MI-202進行混合，來自塔底的物料進入換熱器進行換熱，然后進入穩(wěn)定塔。來自塔頂的氣相用空氣和冷水冷卻，然后進入穩(wěn)定塔的回流罐進行氣液分離，冷凝水作為回流被泵送到塔頂，冷后，另一部分則送至儲罐進行勘探。熱交換后，塔中的芳烴分離。2.3.4芳烴分離工段物料從塔釜通過泵抽出進入T-105甲苯塔，塔頂出來的即為產物甲苯，剩余的副產物從塔釜產出，由此分離完成。2.3.5工藝流程圖1全廠工藝圖3物料衡算3.1抽余碳五加氫預處理工段圖2抽余碳五加氫預處理工段流程圖表9抽余碳五加氫預處理工段總物料衡算表項目單位進口物料出口物料0101010201150121012301310135相態(tài)汽相液相汽相汽相液相液相液相溫度C40.0040.0040.0040.0040.0062.8672.69壓力kPa3100.00251.33901.33251.33251.33251.33311.33體積流量cum/hr96.4730.583.4240.209.625.9516.77質量流量kg/hr228.2118750.0015.46187.235776.133450.809549.20N-C4H10kg/hr0.0054.380.113.7550.520.000.001-C5H10kg/hr0.001539.530.000.000.000.000.00C-C5H10kg/hr0.00483.800.000.000.000.000.00T-C5H10kg/hr0.00980.720.000.000.000.000.002-M-1-Bkg/hr0.002724.650.000.000.000.000.002-M-2-Bkg/hr0.00543.800.000.000.000.000.00I-C5H12kg/hr0.004596.086.53180.425719.581032.941019.06N-C5H12kg/hr0.007103.216.790.145.912417.868530.141,4-C5H8kg/hr0.00723.820.000.000.000.000.00H2kg/hr228.210.002.022.920.120.000.00C1kg/hr0.000.000.000.000.000.000.00H2Okg/hr0.000.000.000.000.000.000.00C2H4kg/hr0.000.000.000.000.000.000.00C2H6kg/hr0.000.000.000.000.000.000.00C3H6kg/hr0.000.000.000.000.000.000.00C3H8kg/hr0.000.000.000.000.000.000.00C4H8kg/hr0.000.000.000.000.000.000.00I-C4H10kg/hr0.000.000.000.000.000.000.00C6H6kg/hr0.000.000.000.000.000.000.00C6H12kg/hr0.000.000.000.000.000.000.00C6H14kg/hr0.000.000.000.000.000.000.00C7H8kg/hr0.000.000.000.000.000.000.00C7H16kg/hr0.000.000.000.000.000.000.00C8H10kg/hr0.000.000.000.000.000.000.00C8H18kg/hr0.000.000.000.000.000.000.00COkg/hr0.000.000.000.000.000.000.00CO2kg/hr0.000.000.000.000.000.000.00CH3OHkg/hr0.000.000.000.000.000.000.00C9H12kg/hr0.000.000.000.000.000.000.00C10H14kg/hr0.000.000.000.000.000.000.00TOTALkg/hr18978.2118978.813.2甲醇-戊烷芳構化工段圖3甲醇-戊烷芳構化工段工藝流程圖表10甲醇-戊烷芳構化工段物料衡算表項目單位進口物料出口物料013502040303相態(tài)液相液相溫度C72.6925.0038.28壓力kPa311.33601.33301.33體積流量cum/hr16.7716.595272.60質量流量kg/hr9549.2013160.0022709.47N-C4H10kg/hr0.000.000.001-C5H10kg/hr0.000.000.64C-C5H10kg/hr0.000.000.00T-C5H10kg/hr0.000.000.002-M-1-Bkg/hr0.000.000.002-M-2-Bkg/hr0.000.000.00I-C5H12kg/hr1019.060.000.00N-C5H12kg/hr8530.140.00156.891,4-C5H8kg/hr0.000.000.00H2kg/hr0.000.00805.10C1kg/hr0.000.00472.20H2Okg/hr0.0019.747369.71C2H4kg/hr0.000.000.00C2H6kg/hr0.000.001272.80C3H6kg/hr0.000.000.00C3H8kg/hr0.000.00338.43C4H8kg/hr0.000.000.00I-C4H10kg/hr0.000.00446.08C6H6kg/hr0.000.00552.72C6H12kg/hr0.000.000.00C6H14kg/hr0.000.000.00C7H8kg/hr0.000.003806.84C7H16kg/hr0.000.000.00C8H10kg/hr0.000.006758.42C8H18kg/hr0.000.000.00COkg/hr0.000.0019.68CO2kg/hr0.000.0030.92CH3OHkg/hr0.0013140.260.00C9H12kg/hr0.000.00565.29C10H14kg/hr0.000.00113.75totalkg/hr22709.2022709.473.3吸收解析穩(wěn)定系統(tǒng)工段圖4吸收解析穩(wěn)定系統(tǒng)工段工藝流程圖表11吸收解析穩(wěn)定系統(tǒng)工段全物料衡算表項目單位進口物料出口物料0303S4032003300332034203460350相態(tài)液相液相汽相液相液相液相液相溫度C38.2840.0040.0040.0012.0073.6473.64238.98壓力kPa301.33301.332821.332801.332801.33901.33901.331001.33體積流量cum/hr5272.607.220.15450.210.020.091.8217.80質量流量kg/hr22709.477075.16151.592991.3423.1090.371168.0011209.94N-C4H10kg/hr0.000.000.000.000.000.000.000.001-C5H10kg/hr0.640.000.000.060.000.000.580.00C-C5H10kg/hr0.000.000.000.000.000.000.000.00T-C5H10kg/hr0.000.000.000.000.000.000.000.00H2Okg/hr7369.717075.14151.584.0123.1090.3725.500.00C2H4kg/hr0.000.000.000.000.000.000.000.00C2H6kg/hr1272.800.000.001269.980.000.002.820.00C3H6kg/hr0.000.000.000.000.000.000.000.00C3H8kg/hr338.430.000.00278.220.000.0060.210.00C4H8kg/hr0.000.000.000.000.000.000.000.00I-C4H10kg/hr446.080.000.0060.920.000.00385.160.00C6H6kg/hr552.720.010.0013.610.000.00538.140.97C6H12kg/hr0.000.000.000.000.000.000.000.00C6H14kg/hr0.000.000.000.000.000.000.000.00C7H8kg/hr3806.840.000.0018.560.000.008.183780.11C7H16kg/hr0.000.000.000.000.000.000.000.00C8H10kg/hr6758.420.000.004.540.000.003.936749.96C8H18kg/hr0.000.000.000.000.000.000.000.00COkg/hr19.680.000.0019.680.000.000.000.00CO2kg/hr30.920.000.0030.880.000.000.040.00CH3OHkg/hr0.000.000.000.000.000.000.000.00C9H12kg/hr565.290.000.000.030.000.000.10565.17C10H14kg/hr113.750.000.000.000.000.000.01113.74TOTALkg/hr22709.4722709.493.4產品分離工段圖5產品分離工段工藝流程圖表12產品分離工段物料衡算表項目單位進口物料出口物料350408420421相態(tài)液相液相液相液相溫度C238.9840.0040.00200.70壓力kPa1001.33131.33131.33191.33體積流量cum/hr17.804.458.160.71質量流量kg/hr11209.943783.856916.15509.93N-C4H10kg/hr0.000.000.000.001-C5H10kg/hr0.000.000.000.00C-C5H10kg/hr0.000.000.000.00T-C5H10kg/hr0.000.000.000.002-M-1-Bkg/hr0.000.000.000.002-M-2-Bkg/hr0.000.000.000.00I-C5H12kg/hr0.000.000.000.00N-C5H12kg/hr0.000.000.000.001,4-C5H8kg/hr0.000.000.000.00H2kg/hr0.000.000.000.00C1kg/hr0.000.000.000.00H2Okg/hr0.000.000.000.00C2H4kg/hr0.000.000.000.00C2H6kg/hr0.000.000.000.00C3H6kg/hr0.000.000.000.00C3H8kg/hr0.000.000.000.00C4H8kg/hr0.000.000.000.00I-C4H10kg/hr0.000.000.000.00C6H6kg/hr0.970.970.000.00C6H12kg/hr0.000.000.000.00C6H14kg/hr0.000.000.000.00C7H8kg/hr3780.113780.070.040.00C7H16kg/hr0.000.000.000.00C8H10kg/hr6749.962.826745.022.12C8H18kg/hr0.000.000.000.00COkg/hr0.000.000.000.00CO2kg/hr0.000.000.000.00CH3OHkg/hr0.000.000.000.00C9H12kg/hr565.170.00170.98394.19C10H14kg/hr113.740.000.11113.63TOTALkg/hr11209.9411209.943.5總流程物料衡算圖6全流程工藝圖表13全流程物料衡算表項目單位進口物料出口物料010101020204011501210131S4032003300332034203460408042004210123相態(tài)汽相液相液相汽相汽相液相液相液相汽相液相液相液相液相液相液相液相溫度C404025404062.855006354040401273.6414598273.641459824040200.696839140壓力kPa3100251.325601.325901.325251.325251.325301.3252821.3252801.3252801.325901.325901.325131.325131.325191.325251.325體積流量cum/hr96.4748399230.5834938716.592925083.42053411740.195871635.9541671537.224222850.154783194450.20514430.0229571110.0925949031.8226771054.4473591228.1581112450.7122819689.62214382790679質量流量kg/hr228.2101754187501316015.45549897187.22515263450.7982067075.158685151.58676942991.33726723.1041364990.365687541168.0021283783.8504586916.152702509.93345455776.128701N-C4H10kg/hr054.3804380400.1143504853.747989121.25E-0700000000050.518098311-C5H10kg/hr01539.52895300006.79E-093.46E-100.0584543342.22E-1200.5821433688.56E-10000C-C5H10kg/hr0483.798379800000000000000T-C5H10kg/hr0980.7230723000000000000002-M-1-Bkg/hr02724.647465000000000000002-M-2-Bkg/hr0543.804380400000000000000I-C5H12kg/hr04596.08460806.528811457180.41536671032.9353470000000005719.581514N-C5H12kg/hr07103.21032106.7936115690.1411655712417.8628593.51E-071.63E-0813.698829178.66E-110143.19235046.22E-07005.9110833561,4-C5H8kg/hr0723.822382200000000000000H2kg/hr228.2101754002.0187254622.92063122700.0004974550.000101229805.07636525.87E-0600.0232589420000.118004834C1kg/hr0000000.0015937030.000313406472.0824681.85E-0500.1191680570000H2Okg/hr0019.740007075.142926151.58492194.011220323.1040379790.3656875425.504453441.82E-08000C2H4kg/hr0000000000000000C2H6kg/hr0000000.0046203050.0009803131269.9815154.66E-0502.8151660340000C3H6kg/hr0000000000000000C3H8kg/hr0000000.0001634674.23E-05278.21588638.52E-07060.211657680000C4H8kg/hr0000000000000000I-C4H10kg/hr0000009.16E-061.42E-0660.916826284.28E-090385.16363683.43E-11000C6H6kg/hr0000000.0072904840.00017064413.610050395.69E-060538.13740360.968057645000C6H12kg/hr0000000000000000C6H14kg/hr0000000000000000C7H8kg/hr0000000.000467438.79E-0618.562645697.93E-0808.1768813073780.0666070.0406214761.98E-080C7H16kg/hr0000000000000000C8H10kg/hr0000001.11E-051.94E-074.5445559553.68E-1003.9322787562.8157926426745.0204092.1190490810C8H18kg/hr0000000000000000COkg/hr0000006.36E-061.26E-0619.675938186.19E-0800.0016994270000CO2kg/hr0000000.0010992830.00022795530.875308072.09E-0500.040764250000CH3OHkg/hr0013140.260000000000000C9H12kg/hr0000003.91E-086.67E-100.0267163822.16E-1300.095003698.37E-10170.9791249394.18803530C10H14kg/hr0000006.04E-111.01E-120.0004881824.38E-1700.006261755.10E-180.112546498113.62637010TOTALkg/hr35791.6890332139.09885

4能量衡算4.1原料加氫預處理工段4.1.1P0101表14物流焓變計算表INOUTUnits01020103PhaseLiquidPhaseLiquidPhaseTemperatureC4043Pressurebar331EnthalpyFlowGcal/hr-7.690-7.654MoleFlowskmol/hr263.149263.149MassFlowskg/hr1875018750VolumeFlowcum/hr509.725512.1864.1.2E0101表15物流焓變計算表INOUTUnits01040105PhaseVaporPhaseVaporPhaseTemperatureC23150Pressurebar3131EnthalpyFlowGcal/hr-2017729.306-564689.649MoleFlowskmol/hr3863.5673863.567MassFlowskg/hr2600826008VolumeFlowcum/hr50013.11873987.4154.1.3E0102表16物流焓變計算表INOUTUnits01090110PhaseVaporPhaseVaporPhaseTemperatureC-223.49240Pressurebar30.731EnthalpyFlowGcal/hr-1759497.539104866.761MoleFlowskmol/hr3487.2123487.212MassFlowskg/hr7029.8007029.800VolumeFlowcum/hr4244.73149530.2834.1.4R0101表17物流焓變計算表INOUTUnits01050106PhaseVaporPhaseVaporPhaseTemperatureC150187Pressurebar3131EnthalpyFlowGcal/hr-564689.649-564689.649MoleFlowskmol/hr3863.5673863.567MassFlowskg/hr26008.010587945826008.11745586VolumeFlowcum/hr73987.415478107279582.3093862474.1.5R0102表18物流焓變計算表INOUTUnits01050106PhaseVaporPhaseVaporPhaseTemperatureC284.59319.77Pressurebar23.5EnthalpyFlowGcal/hr-2.568-2.463MoleFlowskmol/hr120.823120.823MassFlowskg/hr5376.575376.574.1.6E0103表19物流焓變計算表INOUTUnits02160108PhaseLiquidPhaseTemperatureC45.00030.000Pressurebar3.53.5MolarVaporFraction0.4560EnthalpyFlowGcal/hr-3.701-4.027MoleFlowskmol/hr120.832120.832MassFlowskg/hr5376.5695376.569VolumeFlowcum/hr392.0038.0354.1.7V0101表20物流焓變計算表INOUTUnitsSX01SX03PhaseTemperatureC67.91845Pressurebar3.53.5MolarVaporFraction0.6880.456EnthalpyFlowGcal/hr-3.435-3.701MoleFlowskmol/hr120.832120.832MassFlowskg/hr5376.575376.569VolumeFlowcum/hr639.535392.0034.1.8V0102表21物流焓變計算表INOUTUnits010801090110PhaseLiquidPhaseVaporPhaseLiquidPhaseTemperatureC3032.432.4Pressurebar3.533EnthalpyFlowGcal/hr-4.027-0.311-3.495MoleFlowskmol/hr120.83242.89977.933MassFlowskg/hr5376.5692332.7613043.807VolumeFlowcum/hr8.035340.0334.2334.1.9V0102表22物流焓變計算表INOUTUnits01100112C9PhaseLiquidPhaseLiquidPhaseVaporPhaseTemperatureC32.400107.05057.281Pressurebar31.21EnthalpyFlowGcal/hr-3.495-0.040-2.826MoleFlowskmol/hr77.9331.25976.674MassFlowskg/hr3043.807134.3372909.470VolumeFlowcum/hr4.2330.2102075.0794.1.10T0101表23物流焓變計算表INOUTUnits0109SX010113PhaseVaporPhaseLiquidPhaseLiquidPhaseTemperatureC92.5493.36477.817Pressurebar1.71.51.7EnthalpyFlowGcal/hr-2.788-0.201-3.207MoleFlowskmol/hr76.67419.05557.619MassFlowskg/hr2909.4701061.1411848.329VolumeFlowcum/hr1344.8931.7182.5444.1.11T0102表24物流焓變計算表INOUTUnits01150116MolarVaporFractionLiquidPhaseLiquidPhaseTemperatureC44.12744.216Pressurebar0.451.2EnthalpyFlowGcal/hr-0.173-0.173MoleFlowskmol/hr3.0703.070MassFlowskg/hr99.70999.709VolumeFlowcum/hr0.1300.1304.2甲醇-戊烷耦合芳構化工段4.2.1E0201表25物流焓變計算表INOUTUnits020102020204PhaseVaporPhaseLiquidPhaseLiquidPhaseTemperatureC32.4-38.14444.127Pressurebar30.250.45EnthalpyFlowGcal/hr-0.311-0.441-0.173MoleFlowskmol/hr42.89939.8293.070MassFlowskg/hr2332.7612233.05299.709VolumeFlowcum/hr340.0333.3740.1304.2.2V0201表26物流焓變計算表INOUTUnits02020203PhaseLiquidPhaseLiquidPhaseTemperatureC77.81777.851Pressurebar1.72EnthalpyFlowGcal/hr-3.207-3.207MoleFlowskmol/hr57.61957.619MassFlowskg/hr1848.3291848.329VolumeFlowcum/hr2.5442.5454.2.3V0202表27物流焓變計算表INOUTUnits01110201PhaseVaporPhaseVaporPhaseTemperatureC57.28192.549Pressurebar11.7EnthalpyFlowGcal/hr-2.826-2.788MoleFlowskmol/hr76.67476.674MassFlowskg/hr2909.4702909.470VolumeFlowcum/hr2075.0791344.8934.2.4P0201表28物流焓變計算表INOUTUnits02040205PhaseLiquidPhaseLiquidPhaseTemperatureC3.3643.465Pressurebar1.52EnthalpyFlowGcal/hr-0.201-0.201MoleFlowskmol/hr19.05519.055MassFlowskg/hr1061.1411061.141VolumeFlowcum/hr1.7181.7184.2.5P0202表29物流焓變計算表INOUTUnits0205010702160206PhaseLiquidPhaseVaporPhaseTemperatureC-12.7827867.91830.012Pressurebar23.53.52MolarVaporFraction00.8960.6881EnthalpyFlowGcal/hr-0.522-3.209-3.435-0.296MoleFlowskmol/hr37.778120.832120.83237.778MassFlowskg/hr1380.0045376.5695376.571380.004VolumeFlowcum/hr2.085860.425639.535463.6644.2.6B0201表30物流焓變計算表INOUTUnits02110213PhaseVaporPhaseTemperatureC261.85048.600Pressurebar7012.5MolarVaporFraction10.517EnthalpyFlowGcal/hr-3.279-6.034MoleFlowskmol/hr521.747521.735MassFlowskg/hr16244.16416244.2VolumeFlowcum/hr283.389531.1124.2.7E0202表31物流焓變計算表INOUTUnits02130214PhaseLiquidPhaseVaporPhaseTemperatureC40.186109.392Pressurebar1212EnthalpyFlowGcal/hr-6.664-3.909MoleFlowskmol/hr502.677502.677MassFlowskg/hr14864.16014864.2VolumeFlowcum/hr25.4241241.74.2.8P0201表32物流焓變計算表INOUTUnits02080209PhaseVaporPhaseVaporPhaseTemperatureC30.012251.850Pressurebar270EnthalpyFlowGcal/hr-0.296-0.169MoleFlowskmol/hr37.77837.778MassFlowskg/hr1380.0041380.004VolumeFlowcum/hr463.66419.2684.2.9E0301表33物流焓變計算表INOUTUnits02140215PhaseVaporPhaseVaporPhaseTemperatureC109.392251.85Pressurebar121EnthalpyFlowGcal/hr-3.909-2.967MoleFlowskmol/hr502.677502.677MassFlowskg/hr14864.214864.2VolumeFlowcum/hr1241.7267.4054.2.10R0201表34物流焓變計算表INOUTUnits02100211PhaseVaporPhaseVaporPhaseTemperatureC251.810261.850Pressurebar7070EnthalpyFlowGcal/hr-3.135-3.279MoleFlowskmol/hr540.454521.747MassFlowskg/hr16244.16416244.164VolumeFlowcum/hr286.703283.3894.3吸收解吸穩(wěn)定系統(tǒng)工段4.3.1V0301表35物流焓變計算表INOUTUnits030103020303PhaseLiquidPhaseLiquidPhaseTemperatureC48.600139.80640.186Pressurebar12.512.212MolarVaporFraction0.51700EnthalpyFlowGcal/hr-6.034-0.580-6.664MoleFlowskmol/hr521.73519.058502.677MassFlowskg/hr16244.21380.00414864.160VolumeFlowcum/hr531.1122.53925.4244.3.2C0301表36物流焓變計算表INOUTUnits0302E7RB01PhaseLiquidPhaseLiquidPhaseLiquidPhaseTemperatureC139.80643.59768.830Pressurebar12.211.2EnthalpyFlowGcal/hr-0.580-0.653-0.018MoleFlowskmol/hr19.05818.7400.318MassFlowskg/hr1380.0041369.76810.236VolumeFlowcum/hr2.5392.0510.0144.4產品分離工段4.4.1T0401表37物流焓變計算表INOUTUnits03070308PhaseLiquidPhaseLiquidPhaseTemperatureC-25.85-25Pressurebar11EnthalpyFlowGcal/hr-3.305-3.862MoleFlowskmol/hr100.402100.402MassFlowskg/hr7438.237438.23VolumeFlowcum/hr10.7529.8634.4.2P0401表38物流焓變計算表INOUTUnits0410040504120411PhaseLiquidPhaseLiquidPhaseTemperatureC2015-12.60-14.98Pressurebar1.2111EnthalpyFlowGcal/hr-0.948-3.827-3.831-0.944MoleFlowskmol/hr13.877100.402100.11514.164MassFlowskg/hr2507438.237405.75282.483VolumeFlowcum/hr0.2509.9709.9450.2834.4.3T0402表39物流焓變計算表INOUTUnits0407040404080405PhaseLiquidPhaseLiquidPhaseTemperatureC68.13-2568.12-15Pressurebar1111EnthalpyFlowGcal/hr-2.56-3.86-2.60-3.83MoleFlowskmol/hr60.61100.4060.61100.40MassFlowskg/hr5205.687438.235205.687438.23VolumeFlowcum/hr222.189.8683.519.964.4.4E0408表40物流焓變計算表INOUTUnits04080409PhaseLiquidPhaseVaporPhaseTemperatureC68.123-20Pressurebar11EnthalpyFlowGcal/hr-2.601-2.865MoleFlowskmol/hr60.61860.618MassFlowskg/hr5205.685205.68VolumeFlowcum/hr83.5137.3415主要設備計算及選型5.1反應器選型5.1.1反應器類型在這個設計中，氫化和氧化是放熱反應。本項目的主要反應為氣相催化反應和固相催化反應。常用的反應器有固定式、流體式和移動式。5.1.1.1固定床反應器該反應器主要用于氣固反應，結構簡單，操作穩(wěn)定，易于控制，易于連續(xù)實施。床的類型是多種多樣的并且可以容易地擴展，并且可以根據流體的流動特性來設計和計劃床的內部結構和內部部件的布置。它是現代化學工業(yè)中使用的更快，更通用的反應器。它可以設計成具有更大的熱傳遞面積，可以具有更高的氣體流速，并且可以具有更高的熱傳遞和質量傳遞系數。加熱方法更靈活并且可以具有更高的反應溫度。有三種基本格式。（1）軸向絕熱式。流體在軸向上從上到下流過床，并且床與外部之間沒有熱交換（2）徑向絕熱式。流體沿徑向穿過床，可以采用離心流或向心流，并且床與外部之間沒有熱交換。與軸向絕熱反應器相比，徑向絕熱反應器具有較短的流體流動距離，較大的流道橫截面積和較小的流體壓降，但結構較為復雜。軸向絕熱固定床反應器和徑向絕熱固定床反應器均為絕熱反應器，適用于反應熱效應不大或反應系統(tǒng)在絕熱條件下由于反應熱的影響而能承受溫度變化的情況。（3）列管式固定床反應器。通過并聯配置多個反應管，適用于熱效應較大的反應[11]曹勁松.張軍民.許磊.劉中民.甲苯甲醇烷基化制對二甲苯反應器的選擇[J].石油化工技術與經濟,2010.[11]曹勁松.張軍民.許磊.劉中民.甲苯甲醇烷基化制對二甲苯反應器的選擇[J].石油化工技術與經濟,2010.5.1.1.2流化床反應器流化反應器具有以下特征：流化床中的細顆?；虼诸w粒不是靜止的，而是在高速流體，懸浮固體，劇烈運動，固體運動形成的作用下，流化是漂浮在其中的液體沸騰。許多氣泡，也稱為沸騰的牛奶，因為床中的物質是緊密的并且會發(fā)生液固反應。5.1.1.3移動床反應器移動床類似于固定床，但固體顆粒會不斷從頂部添加并從底部中移除。催化劑移動緩慢，沒有達到流態(tài)化狀態(tài)，就像UOP和正在進行的IFP改造過程中的反應器一樣。如下圖7所示圖7移動床吸附器5.1.1.4各類反應器區(qū)別固定床能處理高灰分煤和高灰分熔點煤，投資少，環(huán)保性差。。固定床和移動床最適合于氣體、液體和氣體反應。作為催化劑，床體本身具有塔混合少、固體阻力低、分離簡單等優(yōu)點，而且分離設備的設計要求也非常嚴格，如氣速、負載能力、旋流器的組合等，請注意，氣體分配器不應堵塞在流化液體中。5.1.2反應器類型確定5.1.2.1反應催化劑粒徑大小的確定該催化劑是優(yōu)化芳構化工藝的關鍵，根據大連齊旺達化工有限公司的NF工藝，選擇了DLP-3改性分子篩催化劑ZSM-5。BTX可以通過用正戊烷裂解和重整來制備，并且可以與從甲醇改性為芳烴的ZSM-5分子篩催化劑一起使用。催化正戊烷分解的分子篩遵循一個鏈式，鏈式反應的終點是碳正離子的去質子化，留下了以烯烴形式存在的酸性位點[12]侯旭[12]侯旭.邱園.李在政.李富強.張香文.劉國柱.正戊烷催化裂解機理研究[R].中國航天第三專業(yè)信息網第三十七屆技術交流會暨第一屆空天動力聯合會議根據實驗的測試結果來看，粒徑在3mm左右，堆積密度為120～130㎡?g-1。5.1.2.2反應溫度的選擇轉化率隨反應溫度和反應時間的增加而增加。在350和400°C下觀察到恒定的催化活性，而在450、500和550°C（15小時內）轉化率呈線性下降。采用不同的空間時間，觀察到隨著溫度的升高和時間的縮短，失活速度更快。5.1.2.3反應壓力的選擇根據動力學以及Aspen模擬結果得出，本反應壓力選擇為0.2Mpa。5.1.2.4反應空速的選擇選擇催化劑體積時空速度2350h-1的空速。5.1.2.5反應器選型甲醇-正戊烷耦合芳構化反應為氣固兩相反應，為減少催化劑損耗以及生產效率的提高，固定床反應器為較為合適。因為本反應為一個強吸熱的反應，熱效應較大，因此需要選擇換熱式的固定床反應器，高溫加熱流體，并將溫度維持在合適的的范圍，因此選擇列管式反應器。本工藝反應器采用的是400℃的聯苯和聯苯醚低熔混合物型導熱油換熱，換熱介質組成如下：表41換熱介質組成介質組成聯苯聯苯醚介質含量26.5%wt73.5%wt5.1.3反應物流參數表42反應流股物流參數項目單位反應器進料反應器出料相態(tài)VaporPhaseVaporPhase溫度C25.52598241450壓力bar1.20.5體積流量cum/hr16.6060226512014.37946摩爾流量kmol/hr411045433質量流量kg/hr1316022709.47318N-C4H10kmol/hr001-C5H10kmol/hr00.00913386C-C5H10kmol/hr00T-C5H10kmol/hr002-M-1-Bkmol/hr002-M-2-Bkmol/hr00I-C5H12kmol/hr014.12413609N-C5H12kmol/hr001,4-C5H8kmol/hr00H2kmol/hr0408.0884045C1kmol/hr028.73157246H2Okmol/hr1.095736508358.5001102C2H4kmol/hr00C2H6kmol/hr026.02987493C3H6kmol/hr00C3H8kmol/hr00C4H8kmol/hr00I-C4H10kmol/hr00C6H6kmol/hr00.050743774C6H12kmol/hr00C6H14kmol/hr00C7H8kmol/hr051.16483121C7H16kmol/hr00C8H10kmol/hr063.65817179C8H18kmol/hr00COkmol/hr00CO2kmol/hr00CH3OHkmol/hr410.092827752.68845397C9H12kmol/hr005.1.4反應器結構設計5.1.4.1催化劑裝填的確定催化劑總體積VR（m3）計算公式如下：式中：V0——原料氣流量，m3/h；GHSV——催化劑體積時空速度，h-1取催化劑體積時空速度為2350h-1VR=V0GHSV=催化劑用量：催化劑裝填密度為QUOTEQUOTEkg/L因此催化劑裝填量為，取裝填密度為0.4kg/L：QUOTE5.1.4.2催化劑床層直徑的確定2bar的操作壓力，空床流速為3m/s，則床層直徑計算如下：QUOTE0.41圓整后取0.5m。5.1.4.3反應器列管尺寸以及根數由于反應是一個強吸熱反應，為強化傳熱，為了消除床層孔隙率不均勻造成的速度差，反應管的直徑應至少為顆粒尺寸的8倍，選用的規(guī)格為32×3.5mm的無縫鋼管，使用材料為S30408。需要管數計算如下：n5.1.4.4催化劑填充高度和列管長度為了消除內擴散的影響，催化劑的粒徑為20-30目，取0.75mm，列管直徑為25mm。列管的長度如下式計算：L=其中，VR指催化劑床層堆積體積，D圓整后取4m。5.1.4.5反應器殼體直徑與反應器長度設計每個反應器有400根管子，每根管子呈等邊三角形，反應器的管子布置與普通的焊接換熱器大不相同。管心距取1.25d：通過管束中心線的管數：QUOTE根管束中心線最外層管的中心至殼體內壁的距離：取e=1.25d：QUOTE殼體內徑：QUOTE圓整后取1m。反應器長度H因此反應器的反應段總長度H5.1.4.6擋流板設計在這種管式反應器中，我們使用一個弧形擋板。如果弧形板的高度為外殼內徑的25%，則圓形剪切板的高度如下：QUOTE折流板間距為：QUOTE折流板數量：N5.1.4.7反應器形式Aspen模擬該反應是一個強吸熱反應，參考文獻與相關專利，規(guī)定反應溫度為450℃～550℃，此時催化劑的選擇性高，反應也很快，為了進一步了解反應中實際的反應情況，我們通過AspenPlus得到的溫度剖面圖：圖8反應器溫度剖面圖5.1.4.8多段換熱式反應器的設計最后得到的進出料如下：表43進出物料表MoleFlowunit進料流量出料流量芳烴kmol/hr58.5397080.03148522024轉化率能夠達到要求，并且溫度在450℃到550℃之間。5.1.5換熱任務核算5.1.5.1概述換熱面積為：A5.1.5.2換熱系數估算（1）載熱體與壁面?zhèn)鳠嵯禂郸帘?4換熱流體傳熱系數計算條件參數表ρ0dμλCp722.3684kg/m30.023m0.2789895cp0.08118W/m·K2937.26J/kg·K其中QUOTE當量直徑簡化即：μ計算結果如下：QUOTEW/(m2·K)（2）床-壁熱傳熱系數計算：QUOTE表45床壁傳熱系數計算條件參數表dtdpμλfG25mm0.75mm0.013777117cp0.0403812W/m·K15.9kg/(m2·s)計算結果如下：αQUOTE污垢熱阻：經驗值兩邊均為為0.00072(m2·K)/W總傳熱系數的計算：列管選用鋼材S30408，其導熱系數為：λ=48W/(m·K)。以內管表示的總傳熱系數K為：K經計算得K=164.88W/(m2·K)5.1.5.3換熱面積核算對數平均傳熱溫差：Δ換熱面積為：QUOTE面積裕量為：QUOTEQUOTE符合要求。5.1.6反應器構件計算5.1.6.1反應器進料接管計算氣體的體積流量為1438.32m3/h，反應器的氣體流速取15m/s接管內徑為：d材料為16Mn，即Φ219×12mm，接管在前端管箱筒體。5.1.6.2反應器出料接管計算氣體的出口體積流量為2950.08m3/h，反應器出口的流速取20m/s。接管內徑為：d材料為16Mn，即Φ245×8mm，接管在后管箱筒體處。5.1.6.3導熱油進出口接管的計算第一段換熱導熱油體積流量為10.1152m3/h，流速取0.5m/s接管內徑為：QUOTE材料為16Mn，即Φ89×2.5mm。出口體積流量為8.90m3/h，流速取0.5m/sd材料為16Mn，即Φ89×5mm。第二段導熱油的入口體積流量為5.69m3/h，流速取0.5m/sd材料為16Mn，即Φ73×5mm。第二段導熱油的入口體積流量為5.0m3/h，流速取0.5m/sd材料為16Mn，，即Φ73×6mm。以上接管均在筒體處。5.1.6.4管板設計管板采用壓力開放槽的結構，這種結構的好處是能夠在不增加管板毛坯厚度的情況下減輕管板邊緣的應力集中，提升設備整體強度[13]余勝麟.劉姝.于志剛.典型列管式反映其設計要點分析[J].一重技術.2016(03)[13]余勝麟.劉姝.于志剛.典型列管式反映其設計要點分析[J].一重技術.2016(03)圖9管板連接結構圖5.1.6.5殼體與管板的連接結構殼體和管板之間的連接可以分為兩種方式。一個是密不可分的。熱交換器的管板是固定的，管板與殼體通過焊接連接。另一個是可移動的。5.1.6.6管箱連接結構箱體與板之間有許多連接件，連接器的密封要求取決于壓力，溫度，材料特性和耐腐蝕性，采用固定連接結構。5.1.6.7反應管連接結構為了使密封性能高，采用電阻焊連接結構。5.1.6.8管板法蘭及管板的結構設計根據反應堆的初始結構，使用螺栓固定的管板和法蘭，螺栓數量為40，公稱直徑為20mm。5.1.6.9反應器殼體參數計算因此管程設計壓力為2.2bar，設計溫度為320℃，材料為Q345R，殼程設計壓力為3.3bar，設計溫度為420℃。反應器為內壓器皿，其殼體的壁厚計算如下：在本工藝中，進行雙面焊取，20%無損檢測，焊接系數取0.85。420℃下，Q345R許用應力為99.4Mpa由此可以算出計算厚度為：δ取腐蝕余量為2mm，負偏差為0.3mm則該殼體的名義厚度C為：C=δ+圓整后取6mm，筒體的最小厚度不可小于8mm（只包括1mm腐蝕裕量），因此取殼體壁厚為9mm。5.1.6.10封頭、支座的計算反應器封頭為標準橢圓封頭，形狀系數K=1，為便于焊接，其壁厚和材質與管體相同，選擇Q345R，厚度為9mm。選擇A型的耳式支座地腳螺栓：d=30mm，規(guī)格為M24。5.1.7反應器壓降校核表46填料段壓降結果表壓降計算第一段第二段反應器長度L（m）1.62.4床層空隙率εB0.3630.363混合氣粘度μ（Pa·s）1.44275E-051.55E-05雷諾數ReM4744.264489.95摩擦系數f1.952.06混合氣密度（kg/m3)3.042.15催化劑粒徑（mm）0.750.75空床流速u0（m/s）33床層壓降（Pa）7227.3371387437.033254床層壓降（bar）0.145最終反應器的壓降為0.145bar符合要求。5.1.8反應器設計小結表47反應器設計表反應器R0101殼程管程設計壓力Ps0.33MPa設計壓力Ps0.22MPa設計溫度Ts420℃設計溫度Ts320℃殼程圓筒內徑/外徑1000/1018mm管箱筒體材質Q345R殼體材質Q345R反應管材質S30408反應器列管詳情反應管管徑Φ32×3.5mm管心距40mm管長4000mm管排列方式正三角形40管數目400折流板（單弓形，圓缺率為25%）間距500mm反應器尺寸直徑1m長度7.55m計算結果前端管箱筒體名義厚度δn=9mm后端管箱筒體名義厚度δn=9mm殼程圓筒名義厚度δn=9mm前端管箱封頭名義厚度δn=9mm后端管箱封頭名義厚度δn=9mm管板厚度δn=50mm校核結果校核合格5.1.9反應器裝配圖圖10固定床反應器表48反應器一覽表設備名稱類型數量內徑/mm設計溫度/℃設計壓力/Mpa材料壁厚/mm加氫反應器固定床反應器130001402.270Cr18Ni10Ti10芳構化反應器固定床反應器124003702.20Cr18Ni10Ti105.2塔設備選型5.2.1精餾塔的選型原則塔的選擇必須考慮諸多條件，選擇效率高的填料塔。在壓力蒸餾的情況下，除非存在特殊情況