中原石化分公司12万年醋酸乙烯生产项目4-3反应器设计说明书.doc

中原石化分公司12万吨/年醋酸乙烯酯生产项目反应器设计说明书

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中原石化12万吨/年醋酸乙烯酯生产项目反应器设计说明书

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2019“东华科技-恒逸石化杯”

第十三届全国大学生化工设计大赛

中原石化分公司12万吨/年醋酸乙烯酯项目

反应器设计说明书

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中原石化分公司12万吨/年醋酸乙烯酯项目

反应器设计说明书

设计单位：周口师范学院

团队名称：Pentakill

团队成员：郭军令田孟娜魏梦茹聂慧琳宋妮子

指导老师：李志伟王筠陈泳兴殷留义刘芳

2019年7月10日

目录

TOC\o1-3\h\z\u第一章概述 1

1.1设计原则 1

1.2反应器简介 2

1.2.1固定床反应器 2

1.2.2流化床反应器 4

1.2.3移动床反应器 5

1.3各类反应器区别 6

1.4反应器设计的基本内容 7

1.4.1反应器设计的基本内容 7

1.4.2反应器设计的基本方程 8

第二章反应器设计计算 10

2.1设计概述 10

2.2反应器设计 10

2.2.1反应方程式 11

2.2.2动力学方程 11

2.2.3催化剂 12

2.3设计过程 12

2.3.1反应热力学 12

2.3.2结果尺寸和操作参数 13

2.3.3设备尺寸 19

2.3.4反应器结构设计 19

2.3.5反应器附件设计 22

2.3.6反应器设备条件图 25

2.3.7反应器设计参数 26

2.3.8强度校核 27

2.4设计结果 35

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第一章概述

化学反应器是将反应物通过化学反应转化为产物的装置，是化工生产及相关工业生产的关键设备。由于化学反应种类繁多，机理各异，因此，为了适应不同反应的需要，化学反应器的类型和结构也必然差异很大。反应器的性能优良与否，不仅直接影响化学反应本身，而且影响原料的预处理和产物的分离，因而，反应器设计过程中需要考虑的工艺和工程因素应该是多方面的。

反应器设计的主要任务首先是选择反应器的型式和操作方法，然后根据反应和物料的特点，计算所需的加料速度、操作条件（温度、压力、组成等）及反应器体积，并以此确定反应器主要构件的尺寸，同时还应考虑经济的合理性和环境保护等方面的要求。

1.1设计原则

在反应器设计时，除了通常说的要符合“合理、先进、安全、经济”的原则，在落实到具体问题时，要考虑到下列的设计原则：

(1)反应器有良好的传热能力；

(2)反应器内温度分布均匀；

(3)反应器有足够的壁厚，能承受反应压力；

(4)反应器结构满足反应发生的要求，保证反应充分；

(5)反应器材料满足反应物腐蚀要求；

(6)保证原料有较高的转化率，反应有理想的收率；

(7)降低反应过程中副反应发生的水平。

1.2反应器简介

化学反应是反应过程的主体，而反应装置是实现这种反应的客观环境。化学反应过程和反应器作为化工生产流程中的中心环节，反应器的设计往往占有重要的地位。而在工业中，运用最广泛的有固定床、流化床和移动床反应器。

1.2.1固定床反应器

固定床反应器又称填充床反应器，是一种装填有固体催化剂用以实现多相反应的反应器。固体催化剂通常呈颗粒状，粒径2～15mm，堆积成一定高度（或厚度）的床层，床层静止不动，流体通过床层进行反应。目前我国的固定床反应器技术比较成熟，主要用于气固相催化反应。

固定床反应器可分类为三种基本形式：

（1）轴向绝热式固定床反应器(见图1-1)。流体沿轴向自上而下流经床层，床层同外界无热交换。

（2）径向绝热式固定床反应器（见图1-2）。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