经圆整可得，反应管根数为3017根。
5.3 床层压力降的计算
由《基本有机化学工程》(下册)可查得如下计算公式
?PG1??150(1??)???3?[?1.75G] （5-4） H?g?g?dp?dp式中 △P——床层压力降，kg/m2 H ——催化剂床层高度，m： G ——质量流速，kg/m2.s ?g——气体密度，kg/m3； g——重力加速度，m/s2； ?——固定床空隙率；
dp——催化剂颗粒当量直径/m； ?——气体粘度，Pa·S或(kg/m·s)； 本次设计所选用的催化剂为d=5mm的球型，计算其直径为
d?0.005m H?5.7m ??0.5
G?m296312.48Kg/h??55.61Kg/(m2?s) A2?0.74?3600??2.71?10?5Pa?s ??7.17Kg/m3
由式5-4得
55.611?0.5150(1?0.5)?2.71?10?5?P??(?1.75?55.61)?5.7
7.17?9.8?0.0050.530.005?352674.2kg/m2?0.353Mpa?1Mpa 故符合
5.4 传热面积的核算
5.4.1 床层对壁面的给热系数
对于氧化反应器，催化剂床层是被冷却的。此时催化剂床层与反应器内壁的给热系数?1，可用下式(见《环氧乙烷与乙二醇生产》)进行计算：
dp?u??g0.7dp?1?di?3.5()?exp(?4.6) （5-5） ?g?gdi式中?1—床内气体的给热系数，W/(m2?K)；
di—反应管内径，m；
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dp—催化剂颗粒直径，m；
?g—通过床层的气体的导热系数，W/(m2?K) ,
s；u—气体的线速度，m/s; ?m—气体的粘度，kg/m·
?g—通过床层的气体的密度，kg/m3。
气体的线速度可由公式 A?V总 （5-6）
3600u10021.4?103?4.02?10-3?7.56m/s 得u?3600?2?0.74由公式5-5得
0.0420.005?7.56?7.170.70.005?1?3.5??()?exp(?4.6?) ?50.0252.71?100.025?1478.62W/(m2?k)
5.4.2 总传热系数的计算
以管外表面为基准，不锈钢反应管导热系数取??17.97W/(m??C)。 其计算公式如下：
1K?1d2d2d21 （5-7） ??ln??1d12?d1?2参见《化工原理（上）》式6-117
由公式(5-7)可得
K?1?381.11W/(m2?K)
1320.032321??ln?1478.62252?17.9725650 5.4.3 传热面积的核算
对数平均温差公式为（《化工原理》上）
?t1??t2?tm? ?t1 （5-8）
ln?t2
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换热介质采用逆流，则由5-15得
?tm?(250?230)?(235?210)?22.41K
250?230ln235?210
A需?QK??tm （5-9）
5.101?107?103/2?829.53m2 则有 A需?3600?381.11?22.41又
则有A实A实???d?L?n （5-10）
?3.14?0.032?6?3017?1818.89m2?A需
即实际传热面积大于按传热计算所需的传热面积，所以设计符合要求。
5.5 反应器塔径的确定
查化工工艺设计手册有
D?t?(nc?1)?2b （5-9） 式中D—壳体内径，m；
t—管中心距，m；
'nc—横过管中心线的管数；
b'—管束中心线最外层管的中心至壳体内壁的距离
t?1.368d2?1.368?0.032?0.0438m ；
一般取b'?(1~1.5)d2，取b?1.3d2?1.4?0.032?0.0448m 管子按正三角形排列如下图
'
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则
nc?1.1n （5-10） 由公式5-10，可得nc?1.1?3017?60.4?61
所以，由公式5-9可得
D?0.0438?(61?1)?2?0.0488?2.7256m本反应器取最小
壁厚为20mm，故外径为D器外径为2800mm。
'?2725.6?20?2?2765.6mm。经圆整后反应
5.6 设备的壁厚计算
5.6.1 釜体筒体壁厚计算
根据工作条件，P=1MPa为设计内压。 筒体的设计厚度：
?d?式中：
PDi1?2800?C?1?12.96mm 2=
2[σ]tφ?P2?147?0.8?1δd —— 圆筒设计厚度，mm ； Di —— 圆筒内径 ，mm ； P —— 内压设计压力，MPa ；
Φ —— 焊接接头系数，考虑到夹套的焊接取0.8； C2 —— 腐蚀裕量，取1 mm ； [σ]t——材料许用应力：[σ]250=147MPa 。 考虑到钢板负偏差，初选C1=0.8mm
所以，内压计算筒体壁厚：12.96+0.8=13.76mm，圆整后取14mm. 校核筒体及封头水压实验，根据式
pT(Di??e)?0.9??s
2?e?t?式中δe=δn-C=14-1-0.8=12.2mm
PT=1.25P[σ]/ [σ]t=1.5MPa
则1.5×（3200+12.2）/(2×12.2)=197.47MPa
0.9Φσs=0.9×0.8×345=248MPa>σT，故满足要求。
[?]——压力试验温度下的材料的许用应力
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[?]t——正常工作温度下的材料的许用应力 pT——容器的设计压力 则筒体外径DN=2828mm
根据筒体由化工制图查得封头H=785mm,壁厚取12mm. 塔高：H0=2H+L=6000+2×785=7570mm
5.7 附属设备计算
5.7.1 支座的选择
反应釜总重：Q=Q1 + Q2 + Q3 + Q4
式中：Q1——筒体与夹套筒体总重
Q2——封头与夹套封头总重
Q3——料液重，按水压试验时充满水计 Q4——附件重
筒体质量：每米质量q1=2555.5kg/m
Q1=q1×L=2555.5×6=15333kg
封头质量：每米质量q2=3950kg/m
Q2=0.785×2×3950=6912.5kg
充液质量：按水压试验进行计算，取水密度1000kg/m3
体积按封头与筒体之和进行计算： V=V封+V筒=71.39m3 Q3=71.39×1000=71390kg
附件质量：人孔按200kg,其他接管总和按300kg，则Q4为500kg
Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 = 15333 + 6912.5 + 71390 + 500 = 94136kg 故选用裙式支座
5.7.2 人孔
选用长圆型回转盖快开人孔 人孔PN0.6，400×300 JB 579-79-1
5.7.3 接管及其法兰选择
道生油进口管：Φ108×4，L=200mm，10号钢
法兰：PN0.6 DN100 HG 20592-97
道生油出口管：Φ108×4，L=200mm，10号钢
法兰：PN0.6 DN100 HG 20592-97
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