N ??
?
? ??
??d D?? ?? i ??
??2
??
? 4600 ???10 2
0.02
? 4513
在分布板中心部分按等边三角形排列，这样，每一圈是正六边形，最外 2～ 3 圈为同心圆排列，同心圆与正六边形之间的大空隙处，适当补加一些孔。
设孔间距为 s，则：
4600 s ?? ? 70mm
4513 0.907 ，取椎帽外径为 40mm，实际排孔数 4177 个，此时
?? 10 ? ? ? 4177 ? ???? 0.0185
? 4750 ??
2
2 ? 4.5815 ? 0.542
?pd ??? 3903.5 pa??pd ,min
2 ? 0.01852
，满足要求。
1.8 壳程换热 1.8.1 采用结构
为了降低入口流体的横向流速，消除流体诱发的管子振动，采用外导流筒式 的进出口结构。
1.8.2 换热介质
换热介质选工业用水于固定床反应器进行换热，由 aspen 模拟得管程中反应
12
器中放出的热量为 3.42 ?10w 取安全系数为 1.1，则壳层
Q2 ? 1.1Q1 ? 3.76 ?1012 w ? 409317875kJ/h
冷流体（水）进口温度为进口温度 30℃，则由 aspen 查得物性数据为：
? ? 918.663kg / m3 , C p ? 4485.371J /?kg ? k ?, ? ? 0.00028657 pa ? s ? ? 0.6762083w /?m ? k ??
取流体进口管流速为 u1 ? 1.2m / s ，进出口管为：Φ864×6，则进口管内径 为 852mm，则进口管的体积流量为：
?
9
? 3.14 2 3
V ? d 2 u1 ? ? 0.852?1.2 ? 0.684m/ s
4 4 ，则质量流量为： w1 ? 918.663 ? 0.648 ? 595.294kg / s ? 2143057.046kg / h
则冷流体得出口温度为：
?
t2 ? t1 ??
Q2 409317875
? 30 ??? 72.6?C w1Cp 2143057.046 ? 4.48537
?
冷流体出口就为液态。
1.9 管口设计
1.9.1 反应器进口
3
选进入反应器之前总 反应器进口总流量为Vin ? 102604.8m3 / h ? 28.50m / s ，
管道运输速度为 25m/s 并联总管的直径为：
d o ??4 ? 28.5 ? 1.205m ，采用 DN=1200 的管道(根据 GB/T1057-1995) 3.14 ? 25
?
校核：根据选取的公称直径为 1200，则速度为： u ??4 ? 28.5 ? 25.21m / s
3.14 ?1.22
每个反应器选气体进口速度为 25m/s，则进口管直径为: d ??
4Vin ?4 ? 28.50 ? 0.696m ，圆整后采用 DN=700 的压力管口（根据
?3 ? 3.14 ? 25 3?u
GB/T1057-1995）
4 ? 4.75 ? 24.69m / s ，在 15-30m/s 范围内，可以选取。 校核： u ??Vin ??
?d 2 3.14 ? 0.7 2
1.9.2 出口管设计
反应器出口流量为Vout ? 127676.454m 3 / h ? 35.46m3 / s ，因为三个反应器串 联，所以每个反应器出口管流量为11.82m3 / s ，取出口管速度为 25m/s 则出口管 直径为：
10
4 ?11.82 ? 0.776m d ??
3.14 ? 25
圆整后选取 DN=800 的压力管口 （根据 GB/T1057-1995）
校核：根据选取的钢管内径为 800mm，则：
4 ?11.82 ? 23.53m / s ，在 15-30m/s 范围内，可以选取。 0.785 ? 0.82
取出口管总管运输速度为 25m/s,则总管直径为： u ?? d ??
4 ? 35.46
? 1344mm ，取 DN=1400 的压力钢管（根据 GB/T1057-1995）
3.14 ? 25
?
校核： u ??4 ? 35.46 ? 23.05m / s ，可以选取。
2
3.14 ?1.4
1.9.3 折流板
由于反应器中间不排管，最好选用环盘型折流板，板间距为 1m，板厚 10mm。 折流板材料为 16MnR。
1.10 封头的设计
选用椭圆形封头，取形状系数 K=1，则其深度为 1150mm，壁厚为反应器厚度
50mm，查表得直边高度为 ho ? 50mm 。
所以椭圆形封头外径为 4700mm，厚度为 50mm，直边高度为 1150mm，直边高 度为 50mm，质量为 9130kg
1.11 支座的设计
支座采用裙座，材质为 16MnR，裙座与塔体的链接采用对接式焊接，裙座筒 体外径为 4800mm，厚度为 36mm，地脚螺栓的结构选择外螺栓作结构形式，螺栓 规格为 M80×6，个数为 30 个。
因为反应器筒体大、高，需要在裙座内部设置梯子。
裙座上开设 2 个人孔方便检查，选择公称直径为 450mm 的人孔（根据
HG21515-95）。
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为减少腐蚀以及在运行中可能有气体溢出，需要在裙座上部设置排气管，根 据反应器直径，设置排气管规格Φ100×4。 考虑到裙座的防火问题，在裙座内
外侧均敷设防火层，防火材料为石棉水泥
层（容积密度约为 ?p i ? ??p L ? p r ?Ft N p N s ? ?p n N s ），厚度为 50mm。
1.12 反应器工艺及强度计算结果
反应器的工艺计算及强度计算结果见表 1-3。
附表 1-3 反应器的工艺计算及强度结果
项目 反应温度（℃） 反应压力（Mpa） 设计温度（℃） 设计压力（Mpa） 反应器类型 催化剂类型 空速(h-1) 催化剂填充量（m3/h） 催化剂填充高度（m） 参数 480 1 575 1.1 固定床反应器 改性 ZSM-5 催化剂 3000 122.38 6.01 7.8 Φ35×2.5 0Cr18Ni10T 9599 等腰三角形 标准椭圆形 0Cr18Ni10T 50 1150 长度（m） 尺寸 反应管长 材料 个数（根） 排列 形状 封头 材料 厚度（mm） 深度（mm）
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直边高度（mm） 焊接系数 质量（kg） 50 1 9130 0Cr18Ni10T 4600 8 材料 内径（mm） 筒体 高度（m） 壁厚（mm） 焊接系数 质量（kg） 50 1 519300 圆筒形 16MnR 4800 36 4 450mm M80×6 石棉水泥 50mm 4 个 类型 材料 内径（mm） 壁厚（mm） 裙座 高度（m） 人孔 螺栓 防火层材料及厚度 排气管 总高度（m） 全反应器质量（kg） 14.3
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