賽區(qū)-石油化工學院healer-5設計說明書附錄

第1章物料衡 物料衡算的意 物料衡算遵循的原 物料衡算的步 物料衡 總物料衡 乙烯環(huán)氧化單 乙二醇生產單 乙二醇分離精制單 第2章能量衡 能量衡算的意 能量衡算的原 能量衡 乙烯環(huán)氧化單 乙二醇生產單 乙二醇分離精制單 第3章能量集 概 換熱網絡設計任 概 確定能量目 工藝換熱網絡設 第4章塔設備的選型和設 設計依 塔設備設計目 塔設備選型基本原 塔類型的選 填料塔的具體選 板式塔的具體選 塔設備選型方 塔主要結構尺寸的確 塔設備選型結 流體力學數 塔體工藝尺寸設 塔板工藝尺寸設 流體力學檢 塔板負荷性能 設計計算結 塔附件設 塔體總高 塔體重量計 塔機械強度設 塔流體力學計算結 塔機械強度設 塔設備一覽 第5章反應器的選型與設 概 反應器類 催化劑的選 反應方程 反應條 進料組 物料衡算及模擬結 催化劑的填充 反應管長的計 管束尺寸和反應管的排 反應床層壓 機械強度的計算和校 氣體分布板設 殼程換 管口設 封頭的設 支座的設 反應器工藝及強度計算結 精餾段設 反應段設 提餾段設 塔設計結 反應條 反應動力學方 反應器內徑及高度的計 上向反應隔室設 材料的選 壁厚的計 封頭的設 水壓試驗及其強度校 反應器進口接管內徑的計 反應器出口接管內徑的計 支座的設 折流板反應器工藝及強度計算結 反應器一覽 第6章換熱器的選型和設 概 換熱器類 選型原 換熱器的選型計 換熱器一覽 第7章泵的選型和設 概 泵的類 選型依據及原 依 原 泵的選型計 泵的選 泵的一覽 第8章壓縮機的選型和設 概 壓縮機類 選型原 選型計 CP201選 MC401選 CP402選 壓縮機選型一覽 第9章罐的選型和設 概 選型原 乙二醇產品罐（V-603）設 乙二醇性 儲罐的選 乙二醇回流罐（V-501）的設 工藝基本參 回流罐體積計 氣液分離罐(V201)設 罐的一覽 第10章管道的選型和設 管道選型依 設計要 管道選型方 流速的確 管徑的確 公稱直徑及管道壁厚的確 管道一覽 第11章閥門的選型和設 控制 旁路閥和 放空 閥門的計 閥門一覽 第1物料衡算的意程的經濟效益、確定原材料消耗、確定生產過程的損耗量、對現有的工藝過程進行分物料衡算遵循的原則物料衡算的步物料衡算反應工段，乙二醇分離精制單元現對整個流程和3個單元進行物料衡算。總物料衡算 Temperature（℃11100MoleMass Temperature（℃100010MoleMass1-4-1-1乙烯環(huán)氧化單元PressureVapor11Mole Mass Volume Mass --00000000000000000000000000Pressure21010Mole Mass Mass ----000000000000000000000000000000000000000000000000000000Pressure0010Mole Mass Mass ----<<<000000000000000000000000000-00000000000000Pressure01010MoleMass Mass ------00000000000000000000000000000000000000000000000000000000-000000000000000000000Pressure11010MoleMass Mass 00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000002Pressure110Mole Mass Mass 00000000<000000000000000000000000000000000000000000000Pressure10Mole Mass Mass <100000000000000000-0000000000Pressure101Mole Mass Mass 00000000<000000000000000000000000000000000Pressure01001Mole Mass Mass <<<00000000<<0000000000000000000000000000000000000000Pressure0101Mole Mass Mass 00<<0000000000<0000000000000000000<0000000000000000000乙二醇生產單元PressureMole Mass Mass 000000000-000000PressureMole Mass Mass --00000000000000Pressure0Mole Mass Mass 00000000000000PressureMole Mass Mass 0000000000000 R405物料衡算結PressureMole Mass Mass 0000000000000乙二醇分離精制單元Pressure1001Mole Mass Mass ----<<000000000000<00000<0000000000Pressure00Mole Mass Mass 000000000000000000000000000000000000000000000000000000000Pressure000Mole Mass Mass 000000000000000000000000000000000001-4-4-4T502Pressure000Mole Mass Mass 000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001-4-4-5T503SPressure001Mole Mass Mass 000000000000000000000000000000000000000000000000000000000第2能量衡算的意能量衡算的原QinQout其中 Qin——表示輸入設備熱量的總和Qout——Ql——

QWHout-其中，Q——設備的熱負荷∑Hout——離開設備的各物料焓之和∑Hin——進入設備的各物料能量衡算乙烯環(huán)氧化單 R101反應器熱量平Pressure11Mole Mass R101反應器熱負荷Heat R101反應器熱量平衡計算一覽 0 T201熱量平Pressure21010Mole Mass T201熱負荷Heat 0 T201熱量平衡計算一覽 00 T202熱量平Pressure0010Mole Mass T202熱負荷Heat T201熱量平衡計算一覽 0 T203熱量平Pressure01010Mole 2Mass T203熱負荷Heat 0 T203熱量平衡計算一覽 00 T204熱量平Pressure11010Mole Mass T204熱負荷Heat T204熱量平衡計算一覽 0 T205熱量平2Pressure110Mole Mass T205熱負荷Heat 0 T205熱量平衡計算一覽 00 T301熱量平Pressure10Mole Mass T301熱負荷Heat T301熱量平衡計算一覽 0 T302熱量平Pressure101Mole Mass T302熱負荷Heat T302熱量平衡計算一覽 0 T303熱量平Pressure01001Mole Mass T303熱負荷Heat T303熱量平衡計算一覽 0 T304熱量平Pressure0101Mole Mass T304熱負荷Heat 0 T304熱量平衡計算一覽 00乙二醇生產單元 R401熱量平PressureMole Mass R401熱負荷Heat R401熱量平衡計算一覽 0 R402熱量平PressureMole Mass R402熱負荷Heat R402熱量平衡計算一覽 0 R403熱量平Pressure0Mole Mass R403熱負荷Heat R403熱量平衡計算一覽 0 R404熱量平PressureMole Mass R404熱負荷Heat R404熱量平衡計算一覽 0 R405熱量平PressureMole Mass R406熱負荷Heat R407熱量平衡計算一覽 0乙二醇分離精制單元 T401熱量平Pressure1001Mole Mass T401熱負荷Heat T401熱量平衡計算一覽 0 T402熱量平Pressure00Mole Mass T402熱負荷Heat T402熱量平衡計算一覽 0 T501熱量平Pressure000Mole Mass T501熱負荷Heat T501熱量平衡計算一覽 0 T502熱量平Pressure000Mole Mass T502熱負荷Heat 0 T502熱量平衡計算一覽 00 T503熱量平SPressure001Mole Mass T503熱負荷Heat T503熱量平衡計算一覽 0第3概45萬噸環(huán)氧乙烷/乙二醇生產裝置，工藝流程比較復雜，運行成本利用，以減少損失，提高能量利用率。在設備投資和運行費用之間尋找平衡點。為此，我們利用AspenTech公司的AspenEnergyyzerV8.4進行計算機輔助換熱網絡的換熱網絡設計任務概 熱負荷溫度溫度確定能量目標 yzer經濟評估，獲得總費用-溫差關系曲線如圖3-2-1。 總費用與ΔTmin關系曲算。此處選取最小傳熱溫差為11℃。 組合曲1.622×109kJ/h，即450.55MW；最小換熱數目為37個；3-2-3-3工藝換熱網絡設計3-2-3-1可行性-3-2-3-23-2-2第4設計依據塔設備設計目塔設備選型基本原則通常選擇塔型未必能滿足所有的原則，應抓住主要，最大限度滿足工藝要求。塔類型的選擇 較大T-303環(huán)氧乙烷精制塔，液氣比波動較大，有側線出料，故我們考慮用T-402T-206也選用板式塔，有效節(jié)能。填料塔的具體選擇用填料的分類情況列于表4-4-1-1：4-4-1-1M125.X型號，該填料保M250.X型號。它具有比表面積大、孔隙率大、重量輕，氣相通路傾角小、有規(guī)則、壓降特點；適合生產能力大，理論級數較少的精密精餾。兩種填料的特性數據如表4-4-1-2所示。4-4-1-2Fm-3板式塔的具體選擇 少改造量、節(jié)省投資，通過借鑒國內企業(yè)裝置對EO精制系統改造的經驗，改造在維T－303NS－3傾斜立體長條復合塔板NS－3復合塔板)EO產品水含量偏高的問題。處理量大：NS－3復合塔板采用長條形開孔，使得塔板開孔率可以大幅度提高(50%)F12～3倍以上，提高塔的生產能力；另外以提高80-100%。分離效率高：吸取了新型垂直篩板NewVST)的立體結構型式并加以改進，采用3復合塔板與F1浮閥塔板操作負荷比較如下表： NS-3復合塔板與F1型浮閥塔板的操作負荷比較F1孔，因此其壓降較F1浮閥塔降低。 板分離效率低的缺點，為降低EO產品水含量提供了可靠的硬性條件。而設計時仍采用F-1浮閥塔的參數。塔設備選型方個標準，四個軟件”的選型方法進行選型。如表4-4-3-1所示；4-4-3-1（2003年AspenPlus塔主要結構尺寸的確定 物料的起泡 易起泡物料的塔板間距應選得大些操作彈 要求操作彈性較大時，可選較大的塔板間距安裝和維修要 例如開人孔處的塔板間距不小于600mm表4-5-1浮閥的塔板間距塔徑塔板間距------------×離。為了減少塔頂出口氣體中夾帶的液體量，頂部空間一般取1.2~1.5m。塔的底部空間高度是指塔底最末一層塔板到塔封頭切線處的距離。當進料系統有153~515分鐘。但對釜液流量大的塔，停留時間一般也取3~5分鐘。UV兩部分組成。裙座上的人孔通常為長圓形，其尺寸為600*（1000~1800）mm，以方便進出。塔設備選型結乙烷吸收塔和T303環(huán)氧乙烷精制塔進行詳細說明。環(huán)氧乙烷精制塔（T303）的設計流體力學數據大的第58塊塔板進行手工計算和校核；kg/kg/塔體工藝尺寸設計根據流量公式可算塔徑，即 C由CC

L 20L 1/L1/ 1/圖的橫坐標為h L VhV 5.431 史密斯關聯HThL0.60.07查圖得C20=0.1210

20.718CC L2020

0.1210 20

838.844umax 1.51838.844u0.7umax0.71.511.05m/43.14所以D 2.63m，按43.14 AT 4

0.7853.026.15mu

0.925m/0.170.616logm塔效率依據經驗算法求算：選用ET0.170.616log 0.17-0.616log0.2190.58N

N

69

118（塊Z(N實際1）HT（1181）0.6塔板工藝尺寸設計取堰長lW0.6D0.63.0②溢流堰高度由hWhLhOW2.84L2 0.036436002/ Eh 1 0.038m38mm1000lW hL70mmhWhLhOW0.070.0380.032m③弓形降液管寬度Wd和截面積由D

A查圖得

0.0560，D

圖4-7-3-1弓形降液管參數圖所 Af0.05606.152Wd0.1153.00.322m根據3600AfHT3600AfH

36000.3440.0364

5.7s5s，符合h ，取u0.15m 3600lu

3600h

0.0036436001.80.150.018mWhWh00.0320.0180.014m 塔徑34567取破沫區(qū)寬度：WSWS0.1m，取邊緣區(qū)寬度：WCAa

r2r2x

r

x2

WS

2

0.10.322r2

2

0.06

0.978 Aa2

arcsin 1.34

取閥孔動能因子F010 u0

0 4.29m/ 所以，一塊塔板上浮閥數為N

0.7855.692 d0 4按下式估算排間距t，即

75mm0.075m，則t

1111

0.055m部分鼓泡區(qū)面積，因此排間距不宜采用55mm，因小于此值，取t50mm按t75mm，t50mm1222 塔盤閥孔排N=1222u0

0.7850.0392

3.90m/F03.90 塔板開孔率

0.645

流體力學檢驗①干板阻力先求 1

4.16m/因為uOuOC，按下式計算u 19.9CL

19.9

0.030m②板上充液層阻力hlO所以取充氣因數O0.5所 hlOhL0.50.070.035m液③液體表面張力所造成阻力浮閥塔的hhPhChlh0.0300.0350.065m液柱則單板壓降PPhPLg0.065838.8449.81535Pa為了防止液泛現象的發(fā)生，要求控制降液管中清液層高度Hd(HThWHd可用下式計算，即

hPhLhPhP0.065mhdL 0.0364h S 0.153 0.0366mdlWhO 1.80.014hLhL則 Hd0.0650.070.0366取0.4HT0.6mhW所以，HhW0.40.60.032THdHThW，符合防止液泛的泛點率

1.36LSZ

泛點率

S S

ZLD2Wd3.020.322Ab

6.1520.3445.462m取K1.0HT=0.65.431ms4-7-4-1由泛點負荷系數圖查的CF0.140 1.360.0364泛點率 838.844 1.00.140

泛點率 838.8445.4310.781.00.140

塔板負荷性能T303其中，X為液相體積流量 Y為氣相體積流量

設計計算結果 N塊mDm----mmmmmmmTN孔?%K-1S塔附件設計43.14，取uF2m/s，則D 43.14查標準系列取127443.1420取出口氣速u20m/s，D 0.059m查系列標準取704 3.142.0取uR2.0m/s4 3.142.0查系列標準取159④塔釜出料管4 3.142.0取uW2.0m/s4 3.142.0查系列標準取10843.1425取氣速u25m/s，則43.1425查系列標準取530設計壓力P1.2PW1.20.325設計溫度tt15d d

C

0.39 221130.8

根據C10.8mm及鋼板厚度規(guī)格，取 設計壓力P1.2PW1.20.325設計溫度tt1564℃ C 0.39 2.0 21130.80.5根據C10.8mm及鋼板厚度規(guī)格，取 由公稱直徑DN3000mm，查得封頭總深度H790mmA10.1329m2，容積V3.8170m主要支座形式，為了制作方便，一般采用圓筒形。由于裙座內徑800mm裙座壁厚基礎環(huán)內徑Dbi(3000216)0.33000基礎環(huán)外徑Db0(3000216)0.33000Dbi2200mmDb0塔體總高度①人孔板間距

Z(N實際1）HT（1181）0.6取HD1.5HT1.50.6間為8分鐘，則H V 55.892 0.785D 600.785H1取裙座高度H2HZHDHWH1H2700.91.10.796塔體重量計算 為191486kg4-7-9-2塔機械強度設4-7-10-1T303計算單位中航一航空動力控制系統計算條件塔板容器分段數（不包括裙座1壓力試驗類型封上封頭下封頭材料名義厚度腐蝕裕量22焊接封頭橢圓形橢圓形圓設計壓力設計長度名義厚度內徑/外徑材料名稱(即鋼號123456789圓腐蝕裕量縱向焊接環(huán)向接頭外壓試驗壓力(立試驗12023456789內件及偏心載荷介質密度塔釜液面離焊接接頭的高度塔板分段數12345塔板型式浮塔板層數每層塔板上積液厚度最高一層塔板高度最低一層塔板高度填料分段數12345填料頂部高度填料底部高度填料密度集中載荷數12345集中載荷集中載荷高度集中載荷中心至容器中心線距塔器附件及基礎塔器附件質量計算系數基本風壓基礎高度0塔器保溫層厚度保溫層密裙座防火層厚度防火層密管線保溫層厚度最大管線外徑籠式扶梯與最大管線的相對位場地土類型I場地土粗糙度類A地震設防烈度低于7設計分第一組3.28545e-6阻尼比塔器上平臺總個數2平臺寬度塔器上最高平臺高度塔器上最低平臺高度裙座結構形式圓筒形裙座底部截面內裙座與殼體連接形式對裙座高度裙座材料名稱裙座設計溫度℃裙座腐蝕裕量2裙座名義厚度裙座材料許用應力裙座與筒體連接段的材裙座與筒體連接段長度裙座上同一高度處較大孔個2裙座較大孔中心高度裙座上較大孔引出管內裙座上較大孔引出管厚度6裙座上較大孔引出管長地腳螺栓及地腳螺栓座地腳螺栓材料名稱地腳螺栓材料許用應力地腳螺栓個數地腳螺栓公稱直全部筋板塊數相鄰筋板最大外側間距筋板內側間距筋板厚度筋板寬度蓋板類型分蓋板上地腳螺栓孔直徑蓋板厚度蓋板寬度墊有墊板上地腳螺栓孔直徑墊板厚度墊板寬度基礎環(huán)板外徑基礎環(huán)板內徑基礎環(huán)板名義厚度計算結果容器殼體強度計算元件名稱壓力設計名義厚度(直立容器校核取用厚度(許用內壓許用外壓下封頭第1圓第1段變徑段第2圓第2段變徑段第3圓第3段變徑段第4圓第4段變徑段第5段圓第5段變徑段第6段圓第6段變徑段第7段圓第7段變徑段第8段圓第8段變徑段第9段圓第9段變徑段第10上封頭名義厚度(取用厚度(裙座與筒連接1－1(筒1－1頭操作質 m0m01m02m03m04m05ma最小質量m0m010.2m02m03m04ma壓力試驗時質量風彎矩MIIPl/2 (l /2) (l /2) nMca(I)MII(2/T)2Ym(hh)(h knMca(II)MII(2/T)2Ym(hh)(h T kk順風向彎矩MII順風向彎矩MII00000 max(MII,(MII)2(MII)2 n彎矩MIIF(hh)注:計及高振型時,此項按B.24 k00000Meme00000最大彎矩 max(MIIM,MII0.25MIIM 需橫風向計算時 max(MIIM,MII0.25MIIM n垂 力FmhF00/mh(i1,2,..,n ii kk00000應力計算11PcDi/ (mIIgFII)/D i 4MII/ i (mIIgFII)/D i31PTDi/mIIg/D i4(0.3MIIM)/ iB組合A112323許用值許用值A312許用值A42許用值(pT9.81Hw)(Diei)/許用值校核結果合合合合合注1ij中i和j的意義如下i=1操作工況 j=1設計壓力或試驗壓力下引起的軸向應力（拉）i=2檢修工況 j=2重力及垂直力引起的軸向應力（壓）i=3試驗工況 j=3彎矩引起的軸向應力（拉或壓）[]t設計溫度下材料許用應力B設計溫度下軸向穩(wěn)定的應力許用值A1:軸向最大組合拉應 A2:軸向最大組合壓應A3:試驗時軸向最大組合拉應 A4:試驗時軸向最大組合壓應:試驗壓力引起的周向應力注3:單位如下質量: 彎矩: 應力:計算結果地腳螺栓及地腳螺栓座基礎環(huán)板抗彎斷面模 (D4D4Zb 基礎環(huán)板面 (D2D2 4基礎環(huán)板計算力矩max(MC b2,MC l2 x ym基礎環(huán)板需要厚度基礎環(huán)板厚度厚度校核結果合 M00ZmgF00 b 0.3MwMe)/Zbmmaxg/地腳螺栓受風載時最大拉應力M00Mm 地腳螺栓受載荷時最大拉應M000.25M00MmgF 地腳螺栓需要的螺紋小徑d 4BAb 地腳螺栓實際的螺紋小徑地腳螺栓校核結果合筋板壓應力 nl1G筋板許用應力筋板校核結果合3Fl蓋板最大應力 3 4(l'd)2(l'd) 蓋板許用應力蓋板校核結果合裙座與殼體的焊接接頭校核焊接接頭截面上的塔器操作質量焊接接頭截面上的最大彎矩對接接頭校核對接接頭橫截面Dit對接接頭抗彎斷面模數D2/it對接焊接接頭在操作工況下最大拉應力4MJ mJJgFJD D it it對接焊接接頭拉應力對接接頭拉應力校核結合搭接接頭校核搭接接頭橫截面Aw搭接接頭抗剪斷面模數Z0.55D2 ot搭接焊接接頭在操作工況下最大剪應力MJ mJJgFJmax 搭接焊接接頭在操作工況下的剪應力搭接焊接接頭在試驗工況下最大剪應力0.3MJJ mJJ e 搭接焊接接頭在試驗工況下的剪應力搭接接頭拉應力校核結主要尺寸設計及總體參數計算結果裙座設計名義厚度容器總容積直立容器總高殼體和裙座質量附件質量內件質量保溫層質量平臺及扶梯質量操作時物料質量液壓試驗時液體質量吊裝時空塔質量直立容器的操作質量m0m01m02m03m04m05ma直立容器的最小質量mminm010.2m02m03m04ma直立容器的最大質量mmaxm01m02m03m04mamw空塔重心至基礎環(huán)板底截面距離直立容器自振周期s第二振型自振周期s第三振型自振周期s風載對直立容器總的橫推力N載荷對直立容器總的橫推力N0操作工況下容器頂部最大撓度容器許用外壓內壓圓筒校核計算單中航一航空動力控制系統計算所依據的標GB150.3-計算筒體材 板材厚度及重量計算計算=2[]tPc=有效e=n-C1-C2=名義n=重壓力試驗時壓力試試驗壓力PT1.25P[]= (或由用[壓力試驗允許通T0.90s=T=pT.(Die)=2e校核T校核合壓力及應力計算最大允許工作壓2e[]t(Die)設計溫度下t2e=校核t結合內壓橢圓封頭校核計算中航一航空動力控制系統計算所依據的標GB150.3-計算橢圓材 (板材)壓力試驗時壓力試試驗壓力PT1.25Pc[]0.4200[壓力試驗允許通過的應力T0.90s=試驗壓力下封頭的應力T=pT.(KDi0.5e)=校核T校核合厚度及重量計算形狀 1 D2=622i= i計算h=2[]t0.5Pc=有效eh=nh-C1-C2=最小min=名義nh=結滿足最小厚度要求重壓力計最大允許工作壓2[]t[Pw]=KDi0.5e=結合下封頭校核計算計算中航一航空動力控制系統計算所依據的標GB150.3-計算橢圓材 (板材)壓力試驗時壓力試試驗壓力PT1.25Pc[]0.4500[壓力試驗允許通過的應力T0.90s=試驗壓力下封頭的應力T=pT.(KDi0.5e)=校核T校核合厚度及重量計算形狀 1 D2=622i= i計算h=2[]t0.5Pc=有效eh=nh-C1-C2=最小min=名義nh=結滿足最小厚度要求重壓力計最大允許工作壓2[]t[Pw]=KDi0.5e=結合環(huán)氧乙烷吸收塔(T203)的設計塔流體力學計算結果

4-8-1-11646SulpakColumnDataSheetLoadBed1(top)Bed2Diameter 55PackingTypeMaterial1.03301.033066NTSMexpectedHeight Foamfactor11Liquidholdup Pressuredrop Bottom BottomGasload 899367Liquidload Gasdensity 12.474Liquiddensity 981.43Surfacetension 70.195Liquidviscosity 0.718Gasviscosity 0.012Capacity F-Factor Spec.liquid dp/dz SulpakColumnDataSheetLoadBed3Bed4(bottom)Diameter 55PackingMaterial1.03301.033066NTSMexpectedHeight Foamfactor11Liquidholdup Pressuredrop Bottom BottomGasload Liquidload Gasdensity Liquiddensity Surfacetension Liquidviscosity Gasviscosity Capacity F-Factor Spec.liquidload dp/dz 塔機械強度設4-8-2-1T203計算單位中航一航空動力控制系統計算條件塔填容器分段數（不包括裙座1壓力試驗類型封上封頭下封頭材料名義厚度腐蝕裕量22焊接封頭橢圓形橢圓形圓設計壓力設計長度名義厚度內徑/外徑材料名稱(即鋼號123456789圓腐蝕裕量縱向焊接環(huán)向接頭外壓試驗壓力(立試驗120223456789內件及偏心載荷介質密度塔釜液面離焊接接頭的高度塔板分段數12345塔板型式塔板層數每層塔板上積液厚度最高一層塔板高度最低一層塔板高度填料分段數12345填料頂部高度填料底部高度填料密度集中載荷數12345集中載荷集中載荷高度集中載荷中心至容器中心線距塔器附件及基礎塔器附件質量計算系數基本風壓基礎高度塔器保溫層厚度保溫層密裙座防火層厚度防火層密管線保溫層厚度最大管線外徑籠式扶梯與最大管線的相對位場地土類型I場地土粗糙度類A地震設防烈度7度設計分第一組阻尼比塔器上平臺總個數5平臺寬度塔器上最高平臺高度塔器上最低平臺高度裙座結構形式圓筒形裙座底部截面內裙座與殼體連接形式對裙座高度裙座材料名稱裙座設計溫度℃裙座腐蝕裕量2裙座名義厚度裙座材料許用應力裙座與筒體連接段的材裙座與筒體連接段長度裙座上同一高度處較大孔個2裙座較大孔中心高度裙座上較大孔引出管內裙座上較大孔引出管厚度裙座上較大孔引出管長地腳螺栓及地腳螺栓座地腳螺栓材料名稱地腳螺栓材料許用應力地腳螺栓個數地腳螺栓公稱直全部筋板塊數相鄰筋板最大外側間距筋板內側間距筋板厚度筋板寬度蓋板類型分蓋板上地腳螺栓孔直徑蓋板厚度蓋板寬度墊有墊板上地腳螺栓孔直徑墊板厚度墊板寬度基礎環(huán)板外徑基礎環(huán)板內徑基礎環(huán)板名義厚度計算結果容器殼體強度計算元件名稱壓力設計名義厚度(直立容器校核取用厚度(許用內壓許用外壓下封頭第1圓第1段變徑段第2圓第2段變徑段第3圓第3段變徑段第4圓第4段變徑段第5段圓第5段變徑段第6段圓第6段變徑段第7段圓第7段變徑段第8段圓第8段變徑段第9段圓第9段變徑段第10上封頭名義厚度(取用厚度(裙座與筒連接1－1(筒1－1頭操作質 m0m01m02m03m04m05ma最小質量m0m010.2m02m03m04ma壓力試驗時質量風彎矩MIIPl/2 (l /2) (l /2) nMca(I)MII(2/T)2Ym(hh)(h knMca(II)MII(2/T)2Ym(hh)(h T kk順風向彎矩MII順風向彎矩MII max(MII,(MII)2(MII)2 n彎矩MIIF(hh注:計及高振型時,此項按B.24 kMeme00000最大彎矩 max(MIIM,MII0.25MIIM 需橫風向計算時 max(MIIM,MII0.25MIIM n垂 力FmhF00/mh(i1,2,..,n ii kk00000應力計算11PcDi/ (mIIgFII)/D i 4MII/ i (mIIgFII)/D i31PTDi/ mIIg/D i 4(0.3MIIM)/ iB組合A112323許用值許用值A312許用值A42許用值(pT9.81Hw)(Diei)/許用值校核結果合合合合合注1ij中i和j的意義如下i=1操作工況 j=1設計壓力或試驗壓力下引起的軸向應力（拉）i=2檢修工況 j=2重力及垂直力引起的軸向應力（壓）i=3試驗工況 j=3彎矩引起的軸向應力（拉或壓）[]t設計溫度下材料許用應力B設計溫度下軸向穩(wěn)定的應力許用值注A1:軸向最大組合拉應 A2:軸向最大組合壓應A3:試驗時軸向最大組合拉應 A4:試驗時軸向最大組合壓應:試驗壓力引起的周向應力注3:單位如下質量: 彎矩: 應力:計算結果地腳螺栓及地腳螺栓座基礎環(huán)板抗彎斷面模 (D4D4Zb m基礎環(huán)板面 (D2D2 4m基礎環(huán)板計算力矩max(MC b2,MC l2 x yN基礎環(huán)板需要厚度mm基礎環(huán)板厚度厚度校核結果合 M00ZmgF00 b 0.3MwMe)/Zbmmaxg/M地腳螺栓受風載時最大拉應力M00Mm M地腳螺栓受載荷時最大拉應M000.25M00MmgF M地腳螺栓需要的螺紋小徑d 4BAb mm地腳螺栓實際的螺紋小徑mm地腳螺栓校核結果合筋板壓應力 nl1G筋板許用應力筋板校核結果合3Fl蓋板最大應力 3 4(l'd)2(l'd) 蓋板許用應力蓋板校核結果合裙座與殼體的焊接接頭校核焊接接頭截面上的塔器操作質量焊接接頭截面上的最大彎矩對接接頭校核對接接頭橫截面Dit對接接頭抗彎斷面模數D2/it對接焊接接頭在操作工況下最大拉應力4MJ mJJgFJDmax0D2it it-對接焊接接頭拉應力對接接頭拉應力校核結合搭接接頭校核搭接接頭橫截面Aw搭接接頭抗剪斷面模數Z0.55D2 ot搭接焊接接頭在操作工況下最大剪應力MJ mJJgFJmax 搭接焊接接頭在操作工況下的剪應力搭接焊接接頭在試驗工況下最大剪應力0.3MJJ mJJ e 搭接焊接接頭在試驗工況下的剪應力搭接接頭拉應力校核結主要尺寸設計及總體參數計算結果裙座設計名義厚度容器總容積直立容器總高殼體和裙座質量附件質量內件質量0保溫層質量平臺及扶梯質量操作時物料質量液壓試驗時液體質量吊裝時空塔質量直立容器的操作質量m0m01m02m03m04m05ma直立容器的最小質量mminm010.2m02m03m04ma直立容器的最大質量mmaxm01m02m03m04mamw空塔重心至基礎環(huán)板底截面距離直立容器自振周期s第二振型自振周期s第三振型自振周期s風載對直立容器總的橫推力N載荷對直立容器總的橫推力N操作工況下容器頂部最大撓度容器許用外壓內壓圓筒校核計算單中航一航空動力控制系統計算所依據的標GB150.3-計算筒體材 板材厚度及重量計算計算=2[]tPc=有效e=n-C1-C2=名義n=重壓力試驗時壓力試試驗壓力PT1.25P[]= (或由用[壓力試驗允許通T0.90s=T=pT.(Die)=2e校核T校核合壓力及應力計算最大允許工作壓2e[]t[Pw]=(Die)=設計溫度下t =e校核t格格論上封頭校核計算計算中航一航空動力控制系統計算所依據的標GB150.3-計算橢圓材 (板材)壓力試驗時壓力試試驗壓力PT1.25Pc[]2.3422[壓力試驗允許通過的應力T0.90s=試驗壓力下封頭的應力T=pT.(KDi0.5e)=校核T校核合厚度及重量計算形狀 1 D2=622i= i計算h=2[]t0.5Pc=有效eh=nh-C1-C2=最小min=名義nh=結滿足最小厚度要求重壓力計最大允許工作壓2[]t[Pw]=KDi0.5e=結合下封頭校核計算計算中航一航空動力控制系統計算所依據的標GB150.3-計算橢圓材 (板材)壓力試驗時壓力試試驗壓力PT1.25Pc[]2.3422[壓力試驗允許通過的應力T0.90s=試驗壓力下封頭的應力T=pT.(KDi0.5e)=校核T校核合厚度及重量計算形狀 1 D2=622i= i計算h=2[]t0.5Pc=有效eh=nh-C1-C2=最小min=名義nh=結滿足最小厚度要求重壓力計最大允許工作壓2[]t[Pw]=KDi0.5e=結合塔設備一覽表可行性- 規(guī)格℃℃量CO2吸收HC/CO2/1CO2解吸水1水1水111111111111第5概反應器是石油化工生產的設備，其主要作用是將反應物通過化學反應轉化為目的反應器類型 反應器分 調節(jié)列管式固定床反應器（R101）設計催化劑的選擇為Ф1.9mm，邊孔直徑為Ф1.5mm，結構如圖所示。 YS-7型銀催化劑外形YS-7型銀催化劑基本物理特性參數如下表 0.620.913反應方程式

C2H4+3O2 2CO2+2H2OC2H4O+2O2

C2H4+ 反應條件經查閱大量的文獻資料，發(fā)現最優(yōu)反應溫度范圍為210℃～270℃，最優(yōu)反應壓強范1.7MPa～2.3MPaC2H414.00%~31.00%，O2摩爾分數為和AR?？账偌s為4000~10000h-1經過綜合考慮本工藝的特點和國內乙二醇的市場。年操作時間:8000h反應壓力：1.72MPa乙烯轉化率：8.33%進料組成 物料衡算及模擬結果化率與選擇性接近100%，則：37500kgh44gmol18750kgh45363kg62g/45363 mol/1.03106mol/

1.03106mol/ 1.39107mol/0.0833

1.39107mol/

1.39107mol/0.831.39107molh1.15107mol

1.15107mol/

1.16107mol/ R-101模似結Pressure11Mole Mass Mass Mass38Mole Mole89690757257919催化劑的填充S根據空速算得催化劑的填充量為：VSRVVR—催化劑的填充量由

90245.52273.15

947888.3157

165.14反應管長的計1.2m/s A

20.890 1.20VHR

0.5，則反應管長為H7.917.910.511.86管束尺寸和反應管的排列V1

1d4

0.7850.04527.911.26102n

1.26

13141器列管的布置與普通換熱器有很大不同。首先，管束水循環(huán)受阻，傳熱，溫度個管板由一個30°區(qū)間陣列而成。取不布管區(qū)域直徑為200mm。

330.284444反應床層壓降

P

Lu2f

1-BBpL—Bp

d

R

Re

dpu

1-dp—催化劑顆粒的當量直徑Rdpu

1-

0.0091.210.2131.610-

1-

f

1.75P1.777.911.2210.2131-0.591513.10.009機械強度的計算和校核設計的選材殼體、列管、管板、封頭、法蘭、支座、折流板材料為0Cr18Ni10Ti。板厚的計算設計壓力1.721.051.81焊接方式：選為雙面焊對接接頭，100%無損探傷，故焊接系數GB6654GB3531《低溫壓力容器用低合金鋼板》規(guī)定可知對OCr18Ni10Ti鋼板C1=1.3，C2=2材料的許用應力t114d Cd2t-

1.81 3.350.58mm55mm。21141氣壓試驗0Cr18Ni10Ti的屈服極限為t114MPas205MPa。PTP0.11.82MPaPT1.15P1.151.81 PDT2.085921

2e則T 120.15MPa＜0.8205164251.7氣體分布板設氣體分布板的形式分布板的壓降 P g—氣體密度，kg/m3均勻布氣壓降Richardson100Pd，c穩(wěn)定性壓降Pd，c b bPb=91.51KPa，所以取Pd 0.88422板取板厚10mm孔數和孔徑的確定Di=6000mm，取孔徑=10，則孔數為N 0.0475 i

s

10

210.2132

3958.25＞殼程換熱采用結構換熱介質aspen出的熱量為9.42107w1.1Q21.1Q11.03108w3.71冷流體（水）30aspen918.663kg/m3，Cp=4485.371J/kg pa w/(m取流體進口管流速為u1=1.2m/s，管為:8646，則進口管內徑為852mm，則Vd2u0.684m3/s W1=918.663 .046kg/

QW1C

30

3.7110.046

管口設計反應器進口22m/s并管的直徑為43.14d043.143.14

反應器出口43.1443.14u=43.14

折流材料為16MnR。封頭的設計055mmh=50mm。圓邊高度HD0

支座的設計個數為30個。防火材料為石棉水泥層（容積密度約為PiPPrFNPnNs50mm t反應器工藝及強度計算結空速(h-長度50厚度1內徑高度壁厚1內徑壁厚高度4M804塔式反應器（R401）設精餾段設計物性參數在設計中使用AspenPlus進行模擬，計算得到精餾段為2~5塊塔板，現將精餾段各個理℃2345V21004.25m3/hv vL104.1m3/hl794.775kg/m34.585dyne/塔徑的計算L CCL 2020 L1/ 794.7751/ L VV 15.63 史密斯關聯HThL0.60.07

34.585CC20 0.0870 20 20 794.775umax 0.685m794.775u0.8umax0.80.6850.55m/43.1443.14按標準塔徑圓整后D塔徑的核算 A

0.7852.625.31m取lW0.6D0.62.6

AfAT0.056m WG有

AT

5.31

0.565mv v G0.0057

HThf

0.6-0.07HTL

0.6

6.2根據以上兩步核算的結果，可認為塔徑D2.6m塔板布置設計形式：U型流、單流型、雙流型、階梯流型。5-1-4-4-2塔徑U745--970--90-堰長lW0.6D0.62.61.56mL

232.84L 23

El

10001.0581.56

w 由于0.006mhow0.06m堰高hwhLhow0.070.03680.0332hw'所以板上清液層高度hLhWhow0.030.0368''因為hLh'所以hL的假設得弓形降液管管寬

則平均溢流寬度blw2

1.56

液體流道長度Z1D2Wd2.620.26塔板上鼓泡層高度hf2.5hL則液面梯度0.215250b

2

0.2152502.0810000.17520.33(36000.0288) 10002.080.1753 降液管的面積

0.056m20.297m降液管管寬Wd假設h0比hw少h0hw0.010.03320.01

t篩孔按正三角形排列，取篩孔直徑d05mm則孔中心距t 得開孔率A0Aa取外堰前的安定區(qū)Ws0.1m，邊緣區(qū)的寬度Wc D s

2

0.10.26r2

2

0.061.24mx

5-1-4-4-4開孔區(qū)面積得Aa= 所以開孔面積A=0.078A=0.0784.6 5-1-4-4-5得n,5000m所以篩孔數n

An,50004.623000流體力學計算與校取板厚d0得C0

u

22h0.05120 有 0有 2 V 2 A0C0

0.3680.8

F0

VA A

30.4得液層有效阻力hlhphlhc0.0460.0930.139m液 9810

4 9810794.775

0.00355m液uom4.4C4.49.35m/sKu0

L0.00560.00560.13hhhf2.5hL2.50.070.0057 e

hf0.0057 34.585 0.60.1750.00050kgkg0.1kgkg氣 L hd0.1534lh

0.15341.560.0232

0.00606m液 w0 HdhLhdhp0.070.006060.1390.215m因為液的相對密度為H

0.03320.43m反應段設計得塔徑D=2.6m，提餾段設計得塔徑D=2.6m，塔設計結果 — 1.10.49 經計算得

所以實際塔板數 N/ET4/0.64596.2取7

0.785D

52.236600.785d4（2）HH1H2H3H4H5VL--mDm----mmmmmmm5TN孔?%K-mSKg液體/kg折流板反應器（R405）設計反應條件能性以及反應過程中的死體積都得以最小化，從而強化了EC的水解，進一步提高了EC擇性超過了99.7%，當停留時間或反應器體積最小化時EC便會最大化轉化生成EG。溫度壓力空速/h-Pressure0Mole Mass Mole994594596868138138332131313131010000006320063200000000***LIQUIDPHASE反應動力學方 O+ HOCH2CH2OH+Or4.23106C0.5C1.5exp( 其中，A、B、C560.83kmol/h，由于水與其摩爾分率相差較近，為簡化計算，設CA0CB0CA0CB0

560.83

9922.034由于CA0CB0CACB130℃=（273.15+110）k=383.15kr4.23106C2exp(49864.5)1.4633C R 反應器內徑及高度的計算

A0

V XAFdX 0.997dX

0R dX 227.11 A0

A0

A R

R

(1XV=Vr/f確定。式f為裝填系數，等0.4~0.85，一般由經驗確定，也可以根據反應物料不沸騰的液體可取0.7~0.85。取f=0.45所以：V504.69設計反應器直徑為D=6000mm則：L

4

上向反應隔室設計u 26

1.18mh0.33mm u 26

4.7m/h1.3mm/材料的選材0Cr18Ni9)，法蘭、支座材料為0Cr18Ni10T。壁厚的計算304材料的許用應力為137Mpa。乙二醇、碳酸乙烯酯為輕微腐蝕性介質，取鋼板厚度負偏差C1=1.0mm，腐蝕裕量C2=1mm。焊接方式采面焊對接接頭，全部無損檢測，故焊接接頭系數為=1。反應器壁厚按下式計算：n C+Δ2t 2.2

1.0121371- 式 n—名義厚度P—設計壓力Di—床層內徑—焊接t—設計溫度下材料的許用封頭的設計 2.26000 50.37mm2t0.5p 213710.52.2設計壁厚 C2名義厚度 dC112EHA封頭，DN=6000mmH=2040mm，直邊h240mmA=25.6354m水壓試驗及其強度校核水壓試驗：PTP0.1PT1.25P1.252.2PD水壓試驗強度校核應滿足公式：T2.75400055-

2e則T 105.15MPa＜0.9310279σT[σT]，故筒體厚度滿足水壓試驗時強度要求反應器進口接管內徑的計為1.5m/s，則進口接管內徑為：43.1443.14反應器出口接管內徑的計速為1.5m/s，則進口接管內徑為：43.1443.14支座的設計SF型。SF型的區(qū)別僅在于底板上螺栓孔的形狀不同。S型底板上的螺栓孔為長圓孔，以便使鞍座能在基礎上自由滑動的彎矩值相等或相近。本反應器鞍座設置A=3000mm。折流板反應器工藝及強度計算結果反應器一覽表可行性-5-6-1規(guī)格℃器1111-11第6概換熱器類型 U選型原則6020℃，低溫端劑的出口溫度不應高于工藝流體的出口溫度。在冷卻或冷凝工藝流體時，冷卻劑的溫5℃；當冷凝帶有惰性氣體的工藝流體時，冷卻劑的出口溫度應該低于工藝流體的，一般低于5℃；響換熱器的壓力降，摩擦阻力變大，磨損和振動變大等。所以增大流速時衡兩者的關換熱器的選型計算換熱器的選型以T-201進料預熱器（固定管板式通過AspenExchangerDesign&RatingV8.4軟件選型為例。氧氣，最高溫度為115℃，殼程通貧碳酸鹽溶液，最高溫度70℃，管程材料選擇CS，殼程CSBM型標準橢圓封頭管箱，單管程，單殼程，型號為BEM-600-2.1/2.3-43.6-2.5/19-1I。AspenExchangerDesign&RatingV8.4程序,HeatExchangerSpecificationServiceof OurItem Your Rev Job 600/ 2250mm Connectedin s/unit1 Fluidname

PERFORMANCEOFONE

Tubety,ty,Vapor000000TemperatureCDew/BubbleCDensity(Vap///14.913.33//.0128.0135Molecularwt,Molecularwt,Specific//1.0041.4545.4669 Latent//.028.031Pressure(abs)Pressuredrop,allow Fouling .00015AoHeat Transferrate,

CONSTRUCTIONOFONE

TubeDesign/vac/testpressureDesigntemperatureNumberpassespersCorrosionallowance

kgf/cm222.434C

1

20.394 1mm457.2-1/-1457.2-1/- Tube OD Tks-Avg mmLengt2250

Carbon

OD620

mm

Tube -ChannelorbonnetFloatinghead

CarbonSteelCarbon-

Channel Tubesheet- Imement Baffle-Carbon28.28Spacing:Baffle-Supports--SealU-Bypassseal

Exp.2RhoV2-InletBundleBundleGaskets-S-TubeFloating Code ASMECodeSecVIIIDiv R-refinery

Filledwithw 6-4-1從圖6-4-1T-201進料預熱器（E202）設計結果表可以看到，換熱面積為43.5m2，所需593.8W/(m2·K)，實際傳熱系數（含污垢熱阻）849.3W/(m2·K)，設計余ViewsonarrowA4531OvNozzleDesignSAspen&TubeDesign4579.5150ANSISlipDesignC4579.5150ANSISlipFullSettingPlanBEM600-22504069.5150ANSISlipCorrosion4579.5150ANSISlipTestNumberof11DesignASMESectionVIIIDiv.TEMAInternalDrawingCustomerWeight222432939236-4-2根據JB/T4715-92《固定管板式換熱器型式與基本參數》對模擬數據進行圓整，并且換熱管規(guī)格為φ19×2，管子根數n=360根，中間排管數20，排列方式為正三角形。 傳熱管排直徑DN=700mm，曲面高度h1=