全国化工大赛-恒逸石化杯-扬子石化年产10万吨醋酸乙烯酯生产项目4-反应器设计说明书.docx
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2019年“东华科技-恒逸石化杯”第十三届全国大学生化工设计竞赛
反应器设计说明书
扬子石化年产10万吨醋酸乙烯酯生产分厂项目
江西理工大学·烯望之光团队
团队成员：杨林郭宝鉴郑明豪胡颖罗荣烽
指导老师：李立清陈火平邹来禧李敏朱丽华
目录
TOC\o1-3\h\z\u1、反应器的设计 3
1.1设计原理 3
1.2设计概述 3
1.3反应器的分类 4
1.3.1固定床反应器 4
1.3.2流化床反应器 5
1.3.3移动床反应器 6
1.4反应器选型 6
1.5催化剂选择 7
1.6反应原理（机理及动力学详见文件夹） 8
1.6.1主反应 8
1.6.2副反应 8
1.7工艺条件的选择 9
1.7.1反应空速 9
1.7.2反应温度 9
1.7.3反应压力 9
1.7.4反应进料比 9
1.8结构参数设计 11
1.8.1管长管径计算 11
1.8.2反应器尺寸计算 11
1.8.3折流板设计 12
1.8.4接管设计 13
1.8.5床层压降 13
1、反应器的设计
1.1设计原理
《压力容器》 GB150-2011
《压力容器无损检测》 JB4730—2005
《钢制压力容器用封头》 JB/T4746-2002
《化工设备基础设计规定》 HG/T20643-2012
《钢制化工容器材料选用规定》 HG/T20581-2011
《钢制化工容器强度计算规定》 HG/T20582-2011
《钢制化工容器制造技术要求》 HG/T20584-2011
《钢制化工容器制造技术规定》 HG/T20584—2011
《承压设备无损检测》 JB/T4730.1～6-2005
《奥氏体不锈钢焊接钢管选用规定》 HG/T20537.1-1992
《设备进、出管口压力损失计算》 HG/T20570.9—1995
《石油化工企业反应器再生器框架设计规范》 SH3066-2005
《钢制化工容器设计基础规定》 HG/T20580~20585-2011
《化工配管用无缝及焊接钢管尺寸选用系列》 HG/T20553-2011
《压力容器封头》 GB/T25198-2010
1.2设计概述
反应器作为化工生产的核心设备，用于实现液相单相反应过程和液液、气液、液固、气液固等多相反应过程。
1.3反应器的分类
1.3.1固定床反应器
固定床反应器又称填充床反应器，装填有固体催化剂或固体反应物用以实现多相反应过程的一种反应器。
固定床反应器主要分绝热式和连续换热时两类，有三种基本形式:
a.轴向绝热式固定床反应器。流体沿轴向自上而下流经床层，床层同外界无热交换。
b.径向绝热式固定床反应器。流体沿径向流过床层，可采用离心流动或向心流动，床层同外界无热交换。径向反应器与轴向反应器相比，流体流动的距离较短，流道截面积较大,流体的压力降较小。但径向反应器的结构较轴向反应器复杂。以上两种形式都属绝热反应器,适用于反应热效应不大,或反应系统能承受绝热条件下由反应热效应引起的温度变化的场合。
c.列管式固定床反应器由多根反应管并联构成。管内或管间置催化剂，载热体流经管间或管内进行加热或冷却，管径通常在25~50mm之间，管数可多达上万根。列管式固定床反应器适用于反应热效应较大的反应。
固定床反应器的优点：
a.固定床层内的气相流动接近平推流，有利于实现较高的转化率与选择性；
b.可用较少量的催化剂和较小的反应器容积获得较大的生产能力；
c.结构简单，催化剂机械磨损小，适合于贵金属催化剂；
d.反应器的操作方便，操作弹性较大。
固定床反应器的缺点：
a.催化剂颗粒大，有效系数降低；
b.催化剂床层的传热系数较小，容易产生局部过热；
c.催化剂的更换费事，不适于容易失活的催化剂。
轴向绝热式固定床反应器径向绝热式固定床反应器
列管式固定床反应器
1.3.2流化床反应器
流化床反应器是一种利用气体或液体通过颗粒状固体层而使固体颗粒处于悬浮运动状态，并进行气固相反应过程或液固相反应过程的反应器。
流化床反应器的优点：
a.传热面积大，传热系数高，传热效果好。
流态化较好的流化床，其床内各点温度相差不会超过5℃，可以防止局部过热。流化床的进料、出料、排废渣都可以用气流流化的方式进行，易于实现