中化泉州石化3万吨年干气脱硫制二甲基亚砜项目4-2反应器设计说明书.doc

目录

TOC\o1-3\h\z\u第1章概述 1

1.1化学反应器的分类 1

1.1.1固定床反应器 1

1.1.2鼓泡反应器 3

1.2化学反应器设计的基本内容 4

1.2.1反应器设计的基本内容 4

1.2.2反应器设计基本方程 5

1.3本项目设计概述 6

第2章硫醚合成反应器设计 7

2.1反应器型式选择 7

2.2反应原理 7

2.2.1反应机理 7

2.2.2催化剂选择 8

2.2.3反应器模型建立 9

2.2.4反应动力学方程 10

2.3反应体积计算 12

2.4工艺条件的选择 15

2.4.1温度 15

2.4.2压力 15

2.4.3进料比 16

2.5反应器尺寸设计 17

2.5.1反应器列管长度和数目计算： 17

2.5.2催化剂床层压力降核算 18

2.5.3反应器多物理场耦合计算 19

2.5.4反应器内径和长度设计 24

2.6反应器热量衡算 27

2.6.1取热介质选择及用量 27

2.6.2换热面积校核 28

2.7反应器机械设计 30

2.7.1反应器封头设计 30

2.7.2反应器气体分布器设计 30

2.7.3反应器支座设计 31

2.7.4反应器接管法兰设计 31

2.7.5催化剂支托结构设计 33

2.7.6反应器拉杆设计 33

2.7.7反应器连接结构设计 33

2.8反应器参数汇总 34

2.9反应器机械强度校核 34

第3章二甲基硫醚氧化反应器设计 49

3.1工艺方法选择 49

3.2工艺原理及反应器选择 49

3.2.1工艺原理 49

3.2.2反应器选择 50

3.3反应方程式及动力学 51

3.3.1主反应 51

3.3.2副反应 52

3.4反应器模型的建立 52

3.4.1塔内流体流动状况分析及填料选择 52

3.4.2气-液反应模型分析 54

3.5工艺条件选择 57

3.5.1原料技术指标 57

3.5.2温度的控制 57

3.5.3压力的控制 58

3.5.4进料比例控制 58

3.6氧化塔尺寸设计 60

3.6.1反应区有效体积计算 60

3.6.2反应区高度 63

3.6.3加热区高度 63

3.6.4亚冷区高度 63

3.6.5冷却区高度 64

3.6.6氧化塔全塔物料衡算 64

3.7氧化塔结构设计 65

3.7.1Π形管（液封管）相对高度的选取 65

3.7.2氧化塔压力降核算 66

3.7.3筒体壁厚 66

3.7.4封头设计 67

3.8换热计算 67

3.8.1沉浸式盘管和夹套的结构 68

3.8.2反应区换热计算 69

3.8.3加温区、亚冷区及冷却区换热计算 72

3.9辅助装置及附件设计 73

3.9.1丝网除沫器 73

3.9.2气体分布器 74

3.9.3填料支承装置 76

3.9.4接管设计 76

3.10反应器参数与创新点 77

3.10.1反应器参数 77

3.10.2反应器创新点 78

3.11反应器机械强度校核 80

附录 88

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第1章概述

任何化工过程的生产，从原料到产品的过程都可以概括为下列三个组成部分：原料的预处理、化学反应和产品的分离。原料的预处理是按照化学反应的要求，将原料进行处理，例如，提纯原料，除去对反应有害的杂质；加热原料使其达到化学反应要求的温度；如原料为固体，将其进行破碎，以利于反应等等。这些预处理操作都属于物理过程。反应产物的分离，主要也是物理过程。而化学反应则是一种或几种物质转化为所需物质的化学过程。所以，化学反应这一步是整个生产过程的核心，是起主导作用的一步。化学反应器则是生产过程的核心设备。

化学反应器的分类

工业生产中使用的反应器型式多种多样，分类方法也有很多种，例如，可以按照物料聚集态分，可以按反应器结构分，可以按热交换情况分，还可以按反应器内的温度分布、操作方式等分类。其