異丁烯聚合振蕩流反應(yīng)器說(shuō)明

2018年“東華科技-陜鼓杯”第十二屆全國(guó)大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽中石化鎮(zhèn)海煉化分公司"振蕩流反應(yīng)器設(shè)計(jì)0ZJUC.E.O團(tuán)隊(duì)葉騏瑜陳寧潔方^^俞彬彬李錦秀指導(dǎo)老師:胡曉萍振蕩流反應(yīng)器設(shè)計(jì)中石化鎮(zhèn)海煉化年產(chǎn)1.2噸叔丁胺和1.8萬(wàn)噸聚異丁烯項(xiàng)目振蕩流反應(yīng)器設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1聚合反應(yīng)設(shè)計(jì)要求 1\o"CurrentDocument"2催化體系的選擇 2\o"CurrentDocument"3聚合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的說(shuō)明 3\o"CurrentDocument"4振蕩流反應(yīng)器（OFR）說(shuō)明 4\o"CurrentDocument"5反應(yīng)器流股進(jìn)出信息 5\o"CurrentDocument"6反應(yīng)器設(shè)計(jì)條件 6\o"CurrentDocument"反應(yīng)溫度 6\o"CurrentDocument"反應(yīng)壓力 6\o"CurrentDocument"催化劑的用量 6\o"CurrentDocument"反應(yīng)器停留時(shí)間 7\o"CurrentDocument"7管式振蕩流反應(yīng)器的具體設(shè)計(jì) 7\o"CurrentDocument"機(jī)理?xiàng)l件的確定 7\o"CurrentDocument"反應(yīng)器物理結(jié)構(gòu)的確定 10\o"CurrentDocument"振蕩泵機(jī)理參數(shù)確定 14\o"CurrentDocument"換熱結(jié)構(gòu) 15\o"CurrentDocument"反應(yīng)器小結(jié)表 15磁C.E.O團(tuán)隊(duì)

振蕩流反應(yīng)器設(shè)計(jì)中石化鎮(zhèn)海煉化年產(chǎn)1.2噸叔丁胺和1.8萬(wàn)噸聚異丁烯項(xiàng)目振蕩流反應(yīng)器設(shè)計(jì)1聚合反應(yīng)設(shè)計(jì)要求聚異丁烯的產(chǎn)品質(zhì)量控制主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是聚合物分子量的控制，二是聚合物分子量分布的控制。異丁烯陽(yáng)離子聚合的分子量強(qiáng)烈地依賴于反應(yīng)溫度，控制分子量的主要方式是精確控制反應(yīng)溫度進(jìn)行，其次是通過(guò)調(diào)節(jié)催化劑用量以及單體濃度來(lái)進(jìn)一步控制分子量；分子量分布主要由采用的催化劑以及催化劑與反應(yīng)溫度在反應(yīng)器中的均勻性決定。本項(xiàng)目所需要制取的是中分子量的聚異丁烯，在如今市場(chǎng)上，除了BASF幾乎很難做出窄分子量分布的聚合物，主要原因還是無(wú)法精確的控制溫度與催化劑的均勻性，以及在聚合釜中容易產(chǎn)生滯留區(qū)，盡管停留時(shí)間分布的對(duì)分子量分布的影響不大，但滯留區(qū)與旁路流區(qū)在一定程度上還是會(huì)造成分子量分布變寬。如下，以現(xiàn)今工廠所用來(lái)制備聚異丁烯的反應(yīng)釜的形式為例：圖1多層雙功能組合式渦輪攪拌器盡管使用渦輪式的組合式攪拌槳，并采用雙層鼠籠式冷卻管，具有高剪切力，可以將氣相催化劑切散，將傳熱速率控制在一定范圍內(nèi)，但是可以分析看出，釜既C.E.O團(tuán)隊(duì)振蕩流反應(yīng)器設(shè)計(jì)中石化鎮(zhèn)海煉化年產(chǎn)1.2噸叔丁胺和1.8萬(wàn)噸聚異丁烯項(xiàng)目振蕩流反應(yīng)器設(shè)計(jì)中流體在鼠籠式的冷卻管間流動(dòng)較差，并且與催化劑混合不是很均勻。若在冷卻管間及冷卻管與壁面的凹處存在一個(gè)氣液平衡的氣泡區(qū)，易造成局部催化劑濃度過(guò)高，降低聚合物的分子量，分子量分布變寬，且由于反應(yīng)釜的徑向尺寸較大，明顯的會(huì)存在一個(gè)徑向的溫度分布，造成分子量分布的不均。為了能更好的控制溫度，并且令催化劑與反應(yīng)體系更好地混合，我們考慮到使用管式振蕩流反應(yīng)器來(lái)控制溫度，并更好地達(dá)到催化劑均勻分布的目的，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低分子量分布。我們希望能夠生產(chǎn)出分子量分布窄的中分子量(數(shù)均分子量1萬(wàn)到4.5萬(wàn)，粘均分子量1萬(wàn)到10萬(wàn))的聚異丁烯，使用選擇數(shù)均分子量為3.5萬(wàn)左右、粘均分子量為6到7萬(wàn)左右的聚異丁烯為我們的產(chǎn)品，并且異丁烯原料的利用率要盡可能高，并以此為反應(yīng)器的設(shè)計(jì)要求。2催化體系的選擇三氟化硼引發(fā)體系硼系復(fù)合催化體系是合成PIB最經(jīng)典的催化體系，一般以BF3為主催化劑，根據(jù)其配合物不同，組成的硼系復(fù)合催化劑體系也不同，適應(yīng)的原料也不同。硼系引發(fā)體系催化IB聚合的聚合方法基本相同，其區(qū)別在于溶劑和共引發(fā)劑的選擇及加料方式不同。英國(guó)石油(BP)化學(xué)品有限公司早于上世紀(jì)80年代以含有1-烯烴的原料采用陽(yáng)離子液相聚合工藝，采用BF3-乙醇n(BF3)：n(乙醇)=0.5：1?1：1復(fù)合催化劑，在-100?50°C的溫度下，原料烴呈氣相壓力下，進(jìn)行聚合反應(yīng)，聚合接觸時(shí)間至少8min,得到聚合物的數(shù)均分子量是955,端基不飽和鍵含量達(dá)到75%以上。Exxon公司早于上世紀(jì)80年代末就利用至少含10%異丁烯的C4原料，在以BF3為主催化劑，醇或羧酸或酸酐等或其混合物作催化促進(jìn)劑的催化體系，采用液相陽(yáng)離子聚合反應(yīng)，合成了端基雙鍵大于40%,數(shù)均分子量500?5000的PIB。該反應(yīng)的聚合反應(yīng)時(shí)間是15?30min,異丁烯轉(zhuǎn)化率75%?99%。其原料組成一般為：1-丁烯10%?40%,2-丁烯10%?40%,異丁烷40%?60%,n-丁烯4%?10%,大于0.5%的丁二烯。既C.E.O團(tuán)隊(duì) 2

振蕩流反應(yīng)器設(shè)計(jì)中石化鎮(zhèn)海煉化年產(chǎn)1.2噸叔丁胺和1.8萬(wàn)噸聚異丁烯項(xiàng)目振蕩流反應(yīng)器設(shè)計(jì)2001年北京化工大學(xué)吳一弦教授研究開發(fā)的一種用于制備反應(yīng)活性PIB的引發(fā)體系，是由含有bf3和配體組成，其配體為含有羰基或酯基結(jié)構(gòu)的有機(jī)化合物，配體與BF3的摩爾比為0.5?3.0。適用于聚合的原料為異丁烯、異丁烯的烴類混合物或含有異丁烯的混合輕C4餾分。研究指出，引發(fā)體系不但能提高聚合產(chǎn)物中末端雙鍵含量，增加PIB的反應(yīng)活性，而且能簡(jiǎn)化聚合反應(yīng)工序，降低生產(chǎn)成本。在這里，我們選擇氣相三氟化硼與甲基叔丁基醚的催化體系。3聚合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的說(shuō)明其反應(yīng)過(guò)程包括鏈異丁烯的聚合反應(yīng)是一個(gè)典型強(qiáng)放熱的陽(yáng)離子聚合反應(yīng)，引發(fā)、鏈增長(zhǎng)和鏈轉(zhuǎn)移終止階段。其反應(yīng)過(guò)程包括鏈其反應(yīng)方程式如下：1、引發(fā)劑的絡(luò)合：BF3與MTBE絡(luò)合生成活性中心：9H2ch3obf3BF3+MTBF——AH3ch3obf3CH32、鏈增長(zhǎng)活性中心進(jìn)攻單體，發(fā)生鏈增長(zhǎng)的過(guò)程：ch3r-c-9母h2ch33、活性中心轉(zhuǎn)移:活性中心向未反應(yīng)的單體轉(zhuǎn)移:CH3 H護(hù)R-fY@Ich3OBF3I*出C=p AP舊+H?[QH3OBF3出CH3 h3c活性中心向聚合物分子轉(zhuǎn)移：既C.E.O團(tuán)隊(duì) 3

中石化鎮(zhèn)海煉化年產(chǎn)1.2噸叔丁胺和1.8萬(wàn)噸聚異丁烯項(xiàng)目振蕩流反應(yīng)器設(shè)計(jì)中石化鎮(zhèn)海煉化年產(chǎn)1.2噸叔丁胺和1.8萬(wàn)噸聚異丁烯項(xiàng)目振蕩流反應(yīng)器設(shè)計(jì)4、鏈終止：經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)與數(shù)據(jù)擬合，在擬穩(wěn)態(tài)的假定下，得到反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的方程如下:Q?wz34。翼母\Cn;dlI57x1Q^-exp(-- -)~Mdl1。 - ' --—―"jUins山19.440\M.1+944exp( ——) 9r:聚合反應(yīng)單■鑫反應(yīng)魂國(guó)mol-L1-min］；廣引發(fā)劑MTBE與BR的摩爾比；Q:引覽劑B%初始思爾策度,mol-L*1:Mfr:單體初始摩爾重度，mol-L-L14振蕩流反應(yīng)器（OFR）說(shuō)明振蕩流反應(yīng)器（OFR）是一種新型高效反應(yīng)裝置，它具有垂直安裝的中空筒體，筒體內(nèi)等距設(shè)置有擋板，并在其一端應(yīng)用活塞或振動(dòng)膜使液體進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。液體往復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中經(jīng)過(guò)反應(yīng)器內(nèi)一系列擋板時(shí)產(chǎn)生漩渦，漩渦的產(chǎn)生和消失運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)反應(yīng)器內(nèi)部的混合效果，由于漩渦的產(chǎn)生，每個(gè)腔室的徑向都會(huì)進(jìn)行劇烈的混合，可以近似的將一個(gè)腔室視作一個(gè)或者多個(gè)全混釜，多個(gè)腔室串聯(lián)可以使停留時(shí)間分布達(dá)到平推流的效果，同時(shí)對(duì)于較小凈流量長(zhǎng)停留時(shí)間的體系，可以在依靠振蕩流不停破壞其邊界層，可以極大的提高傳熱、傳質(zhì)的效果。以上優(yōu)點(diǎn)還可以通過(guò)反應(yīng)器的物理結(jié)構(gòu)以及操作條件來(lái)達(dá)到優(yōu)化的目的。對(duì)于給定的OFR結(jié)構(gòu)，其機(jī)理?xiàng)l件由凈雷諾數(shù)、振蕩雷諾數(shù)、以及斯特1張向斌，高活性聚異丁烯的合成研究［D］.浙江：浙江大學(xué)化學(xué)工程與生物工程學(xué)院，2011,P51嚙C.E.O團(tuán)隊(duì) 4

振蕩流反應(yīng)器設(shè)計(jì)中石化鎮(zhèn)海煉化年產(chǎn)1.2噸叔丁胺和1.8萬(wàn)噸聚異丁烯項(xiàng)目振蕩流反應(yīng)器設(shè)計(jì)勞常數(shù)St所決定的:其中，為流體密度，D為反應(yīng)器直徑，f為振蕩頻率，為流體黏度，振蕩雷諾數(shù)描述反應(yīng)器的混合強(qiáng)度，斯特勞常數(shù)是塔直徑與振幅的比值（可用來(lái)描述渦流的傳播強(qiáng)度）。5反應(yīng)器流股進(jìn)出信息表1進(jìn)出口流股信息DescriptionUnit進(jìn)口物料出口物料StreamClassCONVENCONVENPhaseLiquidPhaseLiquidPhaseTemperatureC-25.8-25Pressurebar11MolarEnthalpykcal/mol-33.19946782-38.55109739MassEnthalpykcal/kg-448.0525519-520.2768973MolarEntropycal/mol-K-129.160571-139.2402717MassEntropycal/gm-K-1.743122021-1.879155237MolarDensitykmol/cum9.36806920210,15193044MassDensitykg/cum694.1482884752.2303244EnthalpyFlowGcal/hr-3.332717945-3.869939239AverageMW74,097263174,09726934MoleFlowskmol/hr100.3846797100.3846713丙烷kmol/hr2.80E-342.80E-34丙烯kmol/hr2.44E-302.44E-30丙炔kmol/hr3.72E-313.72E-31異丁烷kmol/hr9.87E-189.87E-18正丁烷kmol/hr3.17E-273.17E-27乙炔kmol/hr9.83E-599.83E-591-丁烯kmol/hr1.58E-131.58E-13順式丁烯kmol/hr3.58E-113.58E-11反式丁烯kmol/hr3.70E-113.70E-11異丁烯kmol/hr39.76145352.46171873磁C.E.O團(tuán)隊(duì)51,3丁二烯kmol/hr1.07E-281.07E-28甲醇kmol/hr0.003446250.00344625水kmol/hr1.25E-050甲基叔丁基醚kmol/hr4.98E-234.98E-23二聚異丁烯kmol/hr0.0002152380.000215238聚異丁烯kmol/hr037.2997388甲基叔丁基醚kmol/hr0.0105190380.010519027三氟化硼kmol/hr0.0084119970.008411987正己烷kmol/hr45.0634258145.063425813-甲基戊烷kmol/hr6.8863680196.8863680192甲基戊烷kmol/hr0.3624404220.3624404222-己烯kmol/hr8.2883870048.288387004MassFlowskg/hr7438.2300267438.230026VolumeFlowcum/hr10.715621079.88823474中石化鎮(zhèn)海煉化年產(chǎn)1.2噸叔丁胺和1.8萬(wàn)噸聚異丁烯項(xiàng)目振蕩流反應(yīng)器設(shè)計(jì)6反應(yīng)器設(shè)計(jì)條件反應(yīng)溫度若要制備中分子量的聚異丁烯，反應(yīng)溫度對(duì)其影響非常重要，經(jīng)史春巖2等人優(yōu)化后的反應(yīng)溫度范圍為-35℃到-10℃。為制備本項(xiàng)目所要求的產(chǎn)品的分子量的聚異丁烯，最終選擇-25℃為反應(yīng)溫度。反應(yīng)壓力根據(jù)史春巖等人的研究，反應(yīng)壓力對(duì)該反應(yīng)影響不大，在常壓下即可進(jìn)行，反應(yīng)壓力選擇為一個(gè)大氣壓。催化劑的用量催化劑的用量也是影響分子量以及異丁烯轉(zhuǎn)化率的重要因素，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)氣相三氟化硼的用量越多，異丁烯轉(zhuǎn)化率越高，分子量越低，為保證產(chǎn)品的分子量同時(shí)協(xié)調(diào)異丁烯的轉(zhuǎn)化率，選擇催化劑用量—— 為佳，此時(shí)異丁烯的轉(zhuǎn)化率能夠大于90%，且分子量也較高。2史春巖，三氟化硼催化體系聚異丁烯合成工藝技術(shù)研究[D].上海：華東理工大學(xué)，2011既C.E.O團(tuán)隊(duì) 6

振蕩流反應(yīng)器設(shè)計(jì)中石化鎮(zhèn)海煉化年產(chǎn)1.2噸叔丁胺和1.8萬(wàn)噸聚異丁烯項(xiàng)目振蕩流反應(yīng)器設(shè)計(jì)反應(yīng)器停留時(shí)間以上反應(yīng)條件以及反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的確定，通過(guò)Aspen的模擬，優(yōu)化聚合物的分子量、分子量分布與轉(zhuǎn)化率后得到反應(yīng)器的停留時(shí)間為2h左右最佳，此時(shí)數(shù)均分子量為33447，異丁烯轉(zhuǎn)化率為95.2%。,」」3360033400-33200-330003280cl-326001 2rt(hr)圖2停留時(shí)間優(yōu)化結(jié)果7管式振蕩流反應(yīng)器的具體設(shè)計(jì)機(jī)理?xiàng)l件的確定根據(jù)袁燦盛、吳嘉3等人的管式振蕩流反應(yīng)器的注入分散實(shí)驗(yàn)研究，混合主要通過(guò)兩種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，一種是短程混合，另一種為長(zhǎng)程混合，分別表示流體微團(tuán)尺度內(nèi)的濃度均一化，以及遠(yuǎn)距離的微團(tuán)互相靠近，主要通過(guò)二項(xiàng)指數(shù)衰減曲線方程擬合表征表征濃度方差曲線，其方程形式為：C=C0+Alexp(-t/Bi>A2exp以下主要通過(guò)定義的注入分散特性參數(shù)參數(shù)為C值降低到0.35所對(duì)應(yīng)的3袁燦盛《振蕩流反應(yīng)器濃度場(chǎng)數(shù)值模擬》磁C.E.O團(tuán)隊(duì) 7

振蕩流反應(yīng)器設(shè)計(jì)中石化鎮(zhèn)海煉化年產(chǎn)1.2噸叔丁胺和1.8萬(wàn)噸聚異丁烯項(xiàng)目振蕩流反應(yīng)器設(shè)計(jì)時(shí)間t,再定義一個(gè)來(lái)表征注入時(shí)間為12s時(shí)的C值，、C值越小，表示混合效果越好，經(jīng)實(shí)驗(yàn)得到的不同頻率下的參數(shù)值結(jié)果如下表所示：擬合后得到曲線如下:圖3混合強(qiáng)度與振蕩雷諾數(shù)的關(guān)系擬合后得到曲線如下:圖3混合強(qiáng)度與振蕩雷諾數(shù)的關(guān)系表2不同頻率下的注入分散參數(shù)值振蕩頻率/振幅而振蕩雷諾數(shù)R工斯特勞準(zhǔn)數(shù)Sr0.67Hz2.7mm565.51.4725As0.6131.33HzL5mm6282.6527.8s0.6S21.33Hz2.7mm1131IA79+3s02721.33Hz3.4mm14241.176.3s0.0942.67Hz2.7mm22621.474.6$0.0224.0Hz2.7mm3393L4733s0.023通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果，混合效率主要由振蕩雷諾數(shù)來(lái)決定，隨著振蕩雷諾數(shù)的提高，混合效率增大，但當(dāng)振蕩雷諾數(shù)增大到一定程度后，混合效果的增加趨于平緩，當(dāng)振蕩雷諾數(shù)大于2300后，就沒(méi)有必要增大振蕩雷諾數(shù)來(lái)提高混合效果了，此時(shí)混合效果對(duì)振蕩雷諾數(shù)已經(jīng)不敏感了。根據(jù)李曉清、吳嘉4等人的粒子成像流動(dòng)特性研究，發(fā)現(xiàn)在低振幅(St=2.653?7.958)時(shí)，沿反應(yīng)器管壁存在一些與主流體交換較少的區(qū)域，其中的流體微團(tuán)隨振蕩流做擾動(dòng)，混合較差；當(dāng)振幅增大(St=1.989?0.796)時(shí)，腔室中的流體在腔室底部擋板邊緣有漩渦生成，隨振蕩雷諾數(shù)增大，腔室內(nèi)的混合程度變的劇烈，最終腔室內(nèi)布滿漩渦，如同一個(gè)全混釜。4李曉清，《振蕩流反應(yīng)器流動(dòng)特性的研究》磁C.E.O團(tuán)隊(duì)

振蕩流反應(yīng)器設(shè)計(jì)中石化鎮(zhèn)海煉化年產(chǎn)1.2噸叔丁胺和1.8萬(wàn)噸聚異丁烯項(xiàng)目振蕩流反應(yīng)器設(shè)計(jì)根據(jù)李偉5等人的流動(dòng)特性研究，在凈流存在的條件下，振蕩雷諾數(shù)為2814時(shí)，具有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）湍動(dòng)劇烈，存在兩對(duì)較大尺寸的漩渦，有著良好徑向混合效果。（2）主流區(qū)擴(kuò)大，并且與二次流區(qū)交換劇烈，在管壁和擋板邊緣幾乎不存在滯留區(qū)。圖5不同振蕩雷諾數(shù)下底部腔室計(jì)算流場(chǎng)時(shí)CFD圖5不同振蕩雷諾數(shù)下底部腔室計(jì)算流場(chǎng)時(shí)CFD圖像其中，的整數(shù)位表示t時(shí)刻所在的相位周期，小數(shù)位表示在該周期中的相位移。經(jīng)以上考慮，確定機(jī)理?xiàng)l件如下:5李偉，《錐環(huán)擋板振蕩流反應(yīng)器流場(chǎng)的CFD研究》磁C.E.O團(tuán)隊(duì)振蕩流反應(yīng)器設(shè)計(jì)中石化鎮(zhèn)海煉化年產(chǎn)1.2噸叔丁胺和1.8萬(wàn)噸聚異丁烯項(xiàng)目振蕩流反應(yīng)器設(shè)計(jì)在此設(shè)計(jì)條件下，每一個(gè)腔室相當(dāng)于一個(gè)全混釜，一共134個(gè)腔室，使得停留時(shí)間分布接近于平推流，并且有著極高的混合強(qiáng)度，使得氣相催化劑在其中有極好的混合效果，同時(shí)由于邊界層的不斷刷新，很好的提高了傳熱的效率，使得溫度分布更為均勻，近似于恒溫，可通過(guò)控制達(dá)到到恒溫效果。以上結(jié)果僅為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)際用于生產(chǎn)可通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)得到最優(yōu)數(shù)據(jù)。反應(yīng)器物理結(jié)構(gòu)的確定反應(yīng)器長(zhǎng)徑確定反應(yīng)器直徑主要對(duì)徑向混合的效果、振蕩泵的功耗以及排量造成影響，太小會(huì)造成振蕩效果的降低，同時(shí)會(huì)增大壓降，過(guò)大會(huì)提高振蕩泵的功耗和排量，造成穩(wěn)定生產(chǎn)中不必要的安全問(wèn)題。因此，設(shè)計(jì)反應(yīng)器直徑為0.5m，長(zhǎng)度為100m。擋板形式選擇擋板分為圓環(huán)形擋板、錐形擋板、開孔形擋板等，為了便于氣體的混合以及流體的流動(dòng)，減少滯留區(qū)的存在，選擇錐環(huán)擋板為最終形式的擋板，與壁面的夾角為120°，以定位桿的形式固定。擋板間距根據(jù)吳嘉等人的優(yōu)化，擋板間距選擇1.5D為最佳，因此L=1.5D=0.75m擋板中心間距取0.5直徑B=0.5D=0.25m腔室數(shù)量腔室的數(shù)量由反應(yīng)器的長(zhǎng)度以及擋板間距來(lái)決定：——個(gè)10磁C.E.O團(tuán)隊(duì)10振蕩流反應(yīng)器設(shè)計(jì)中石化鎮(zhèn)海煉化年產(chǎn)1.2噸叔丁胺和1.8萬(wàn)噸聚異丁烯項(xiàng)目振蕩流反應(yīng)器設(shè)計(jì)接管設(shè)計(jì)（一）反應(yīng)器液體進(jìn)口接管設(shè)計(jì)振蕩流反應(yīng)器的液體進(jìn)料體積流量為10.72m3/h,取經(jīng)濟(jì)流速為1m/s,接管內(nèi)徑為：根據(jù)GB/T8163-2008無(wú)縫鋼管，材料為16MnDR，選取外徑為7300,壁厚為5mm的無(wú)縫鋼管，即①73X5mm,該接管在第一根直管底部。（二）反應(yīng)器氣體接管設(shè)計(jì)反應(yīng)器氣體進(jìn)口流量為0.18m3/h,取氣體流速為2m/s,接管內(nèi)徑為：根據(jù)GB/T8163-2008無(wú)縫鋼管，材料為SUS304,選取外徑為12mm,壁厚為3mm的無(wú)縫鋼管，即①12X3mm,該接管在蛇形彎管處。（三）反應(yīng)器液體由口接管設(shè)計(jì)反應(yīng)器的液體出口體積流量為9.9m3/h,取液體流速為0.5m/s,接管內(nèi)徑為：根據(jù)GB/T8163-2008無(wú)縫鋼管，材料為16MnDR,選取外徑為102mm,壁厚為9mm的無(wú)縫鋼管，即①102X9mm,該接管在最后一根直管末端。壁厚計(jì)算該反應(yīng)器使用夾套換熱，設(shè)計(jì)溫度為-40℃,選擇的材料為16MnDR。反應(yīng)器為內(nèi)壓容器，其殼體的壁厚計(jì)算如下：TOC\o"1-5"\h\z3二 P°D2[O]r3—pc式中，5—?dú)んw計(jì)算厚度，mm；P一操作時(shí)可能的最大壓力，無(wú)安全泄放裝置情況，內(nèi)壓容器取 P=（1?1.1）PW,MPa；\o"CurrentDocument"既C.E.O團(tuán)隊(duì) 11振蕩流反應(yīng)器設(shè)計(jì)中石化鎮(zhèn)海煉化年產(chǎn)1.2噸叔丁胺和1.8萬(wàn)噸聚異丁烯項(xiàng)目振蕩流反應(yīng)器設(shè)計(jì)[o]t一材料在操作溫度范圍內(nèi)的許用應(yīng)力，MPa；巾一焊接系數(shù)，20%無(wú)損檢測(cè)下，單面焊取0.65,雙面焊取0.85；Di—為殼體內(nèi)徑，mm。在本工藝中，進(jìn)行雙面焊取，20%無(wú)損檢測(cè)，焊接系數(shù)取0.85。查閱GB3531可知-40℃下，16MnDR許用應(yīng)力為181Mpa由此可以算出計(jì)算厚度為：在GB3531中規(guī)定，不包括腐蝕裕量，名義厚度不可小于6mm，取腐蝕余量為2mm，負(fù)偏差為0.3mm則該殼體的名義厚度C為：圓整后取9mm，同時(shí)滿足GB151對(duì)內(nèi)徑為0.5m的筒體壁厚要求。該計(jì)算出來(lái)的壁厚需要經(jīng)過(guò)強(qiáng)度校核，一般由水壓試驗(yàn)進(jìn)行校核。試驗(yàn)壓力計(jì)算如下：壓力校核公式為:T 28e有效厚度為因此可以得到:壓力校驗(yàn)通過(guò)需滿足下式：顯然壓力校核通過(guò)，因此耐壓試驗(yàn)強(qiáng)度通過(guò)。12嚙C.E.O團(tuán)隊(duì)

12振蕩流反應(yīng)器設(shè)計(jì)中石化鎮(zhèn)海煉化年產(chǎn)1.2噸叔丁胺和1.8萬(wàn)噸聚異丁烯項(xiàng)目振蕩流反應(yīng)器設(shè)計(jì)7.2.7反應(yīng)器結(jié)構(gòu)___I J,圖6錐