年产2万吨的银催化氧化乙烯合成环氧乙烷的反应器设计(5)

2019-09-01 16:42

5.7.4 进料管

进料流量:V=296312.48/(3600×7.17×4)=2.87m3/s

管径:d=[4×2.87/(3.14×25)] =146.24mm 圆整后取160mm,故取Φ160×20

考虑到出料流量与进料流量相似,故出料管选取规格与进料管相似,也取 Φ160×20

5.7.5 温度计接管

φ45×2.5,L=100mm,无缝钢管

法兰:PN0.25 DN40 HG 20592-97

5.7.6 不凝气体排出管

φ32×3.5,L=100mm,无缝钢管

法兰:PN0.6 DN25 HG 20592-97

第6章 设计结果汇总

氧化反应器的参数 名称 原料进料量 产品产量 原料进口温度 氧化气出口温度 催化剂用量 导热油温度 氧化反应器台数 氧化反应器直径 列管根数 列管尺寸 氧化反应器高度 换热面积 进口 出口 数据 10021.4kmol/h 20000吨/年 210℃ 240℃ 8.33m3 230℃ 235℃ 2 2800mm 3017根 32×3.5mm 7570mm 1818.89m2

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第7章 设计评述与总结

本论文采用乙烯直接氧化法对年产2万吨环氧乙烷的装置进行初步的工艺设计,主要对环氧乙烷的氧化反应器进行了工艺和设备的参数进行计算为环氧乙烷专置的工艺设计提供参考。

氧化反应器是环氧乙烷生产中的最重要设备,在操作温度为523K、操作压力为1MPa的工艺条件下,经过物料衡算和热量衡算决定采用两套直径为3.20m的列管式固定床反应器并联,列管总共有3017根,催化剂的床层高度为5.7米。压强降和总传热系数核算结果表明,选型合理。

此次的设计选用的都为标准的材料,选用标准材料的优点是在进行维修时可以及时找到可以替换的材料,在生产中不会影响生产进度,不会给工作人员带来困难,减少了损失。

通过本次的设计,提高了我查阅文献和自主设计的能力,同时还提高了我的计算机水平,巩固了我的工程制图知识。也加强了我的化学反应工程的知识,加深了对环氧乙烷的知识的了解。

第8章 符号说明

δd —— 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;

?1—床内气体的给热系数,W/(m2?K);

di—反应管内径,m; 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);

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s: ?m—气体的粘度,kg/m·

u—气体的线速度,m/s;

?g—通过床层的气体的密度,kg/m3

△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; S或(kg/m·s); ?——体粘度,Pa·

[?]——压力试验温度下的材料的许用应力

[?]t——正常工作温度下的材料的许用应;pT——容器的设计压力

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参考文献

[1] 郭锴等编著.《化学反应工程》.第二版.化学工业出版社,2007. [2] 陈甘棠主编.《化学反应工程》.第三版.化学工业出版社,2009 [3] 周大军、揭嘉主编.《化工工艺制图》.化学工业出版社,2005 [4] 陈国桓主编.《化工机械基础》.第二版. 化学工业出版社,2007 [5] 冯新,宣爱国.化工热力学[M]..北京:化学工业出版社,2009

[6] 舒均杰.基本有机化工工艺学(第2版)[M].北京:化学工业出版社,2004 [7] 丁伯民, 黄正林编. 《化工容器》[M]. 化学工业出版社. 2003.

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