固定床反應(yīng)器的設(shè)計(jì)

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1、固定床反響器的設(shè)計(jì) 固定床反響器的設(shè)計(jì) [摘 要]論述了異丁烯生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備固定床反響器的材料的選擇，結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，強(qiáng)度計(jì)算和制造的要求。應(yīng)用結(jié)果說(shuō)明，該設(shè)備完全滿足異丁烯生產(chǎn)的工藝要求。 [關(guān)鍵詞]反響器 設(shè)計(jì) 中圖分類號(hào)：P671 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X13-0089-01 固定床反響器是異丁烯生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備，直徑大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，它設(shè)計(jì)的好壞關(guān)系到整個(gè)生產(chǎn)的成功與否，必須引起足夠的重視。 1.固定床反響器的使用要求 固定床反響器是異丁烯生產(chǎn)工藝流程中的第一臺(tái)設(shè)備，本次設(shè) 計(jì)是

2、以已運(yùn)行的產(chǎn)量比擬低的固定床反響器為參考，進(jìn)行設(shè)計(jì)。因擴(kuò)產(chǎn)需要，所以尺寸相應(yīng)加大，設(shè)備重量增加，一些元件不能選用標(biāo)準(zhǔn)件，需自行設(shè)計(jì)；并且結(jié)構(gòu)上重新設(shè)計(jì)，殼程由原來(lái)的單腔改為三腔，以改善原來(lái)?yè)Q熱效率不高的弊端。此反響器從尺寸和重量上看是目前國(guó)內(nèi)異丁烯生產(chǎn)中所沒有的。 改良后的固定床反響器的使用要求是：外形尺寸 φ2300mmX9100mm；殼程工作壓力0.4MPa，進(jìn)料溫度300℃，出料溫度290℃，物料為導(dǎo)熱油；管程工作壓力0.1MPa，進(jìn)料溫度220℃，出料溫度270℃，物料為異丁烯、甲醇、MTBE的混合物，換熱管尺寸為φ25mmX2.5mmX6000mm。管程填裝φ2mm～φ6mm

3、無(wú)腐蝕性填料。 2.材料的選擇 根據(jù)使用要求，定出殼程設(shè)計(jì)壓力0.5MPa，設(shè)計(jì)溫度350℃；管程設(shè)計(jì)壓力0.2MPa，設(shè)計(jì)溫度320℃。查有關(guān)資料，管殼程介質(zhì)腐蝕性弱，壓力不高，溫度也在碳鋼和低合金鋼使用溫度范圍內(nèi)，從經(jīng)濟(jì)性考慮選碳鋼或低合金鋼。換熱管常用碳鋼材料為20鋼，10鋼；10鋼低溫性能優(yōu)于20鋼，但20鋼的高溫性能優(yōu)于10鋼，因此選20鋼。殼程由于溫度較高，只有從常用的壓力容器用鋼20R，16MnR等考慮。高溫下，20R許用應(yīng)力比16MnR下降快，通過(guò)從強(qiáng)度和經(jīng)濟(jì)性方面的綜合考慮，選16MnR。管板相應(yīng)選16Mn鍛件。 3.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1 整體結(jié)構(gòu)

4、設(shè)計(jì) 根據(jù)工藝要求管程進(jìn)料是上進(jìn)下出，為使進(jìn)出料分布均勻，進(jìn)出料管均伸進(jìn)管箱并在中間開孔。為了使填料不進(jìn)入進(jìn)出料管中堵塞管道，進(jìn)料管開孔朝上，出料管開孔朝下，并在進(jìn)出料管開孔處，纏兩層20目不銹鋼絲網(wǎng)。具體見附圖1。 為了對(duì)管程物料加熱均勻，把殼程分為三個(gè)密閉的局部，每局部各有一個(gè)進(jìn)口，一個(gè)出口。具體見附圖1。 為了節(jié)省填料，下管箱出料管上側(cè)加一柵板支撐填料。具體見附圖1。 3.2 主要元件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 因該設(shè)備尺寸為DN2300mm，目前標(biāo)準(zhǔn)法蘭、墊片最大尺寸為DN2000mm，因此不能選標(biāo)準(zhǔn)法蘭、墊片，所以參照標(biāo)準(zhǔn)中DN2000mm的法蘭、墊片、進(jìn)行放大

5、設(shè)計(jì)，并用SW6計(jì)算校對(duì)。 此設(shè)備因重量超出標(biāo)準(zhǔn)支座所能承受的重量，為了加強(qiáng)支座的強(qiáng)度和剛度，在標(biāo)準(zhǔn)支座的根底上加了一個(gè)筋板和一個(gè)蓋板，尺寸也相應(yīng)加大，地腳螺栓孔由原來(lái)的一個(gè)變成現(xiàn)在的兩個(gè)。具體見附圖2。 4.度計(jì)算 本設(shè)備的計(jì)算是采用過(guò)程設(shè)備強(qiáng)度計(jì)算軟件包 SW6-98 V3.1 進(jìn)行計(jì)算，主要包括管箱、殼體、管板、法蘭、開孔補(bǔ)強(qiáng)等的計(jì)算。 5.制造中的要求 本設(shè)備按GB151-1999?管殼式換熱器?和GB150-1998?鋼制壓力容器?進(jìn)行制造、檢驗(yàn)和驗(yàn)收，除此之外，要注意的：一是防腐底漆，因?yàn)樵撛O(shè)備介質(zhì)溫度高，一般底漆容易脫落，所以用特殊的底漆，

6、筆者選用耐高溫的無(wú)機(jī)富鋅底漆。二是支撐柵板的平面度，因?yàn)榧僭O(shè)支撐柵板的平面度過(guò)大，會(huì)使支撐柵板受力不均，造成支撐柵板的破壞，支撐柵板的平面度必須保持在2mm內(nèi)。 6.結(jié)語(yǔ) 通過(guò)強(qiáng)度計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采用了多殼程結(jié)構(gòu)，使固定床反響器的換熱效率大大提高，節(jié)省了能源，提高了產(chǎn)量。該設(shè)備已投入運(yùn)行一年未發(fā)現(xiàn)任何問(wèn)題。這說(shuō)明該設(shè)備設(shè)計(jì)合理，施工質(zhì)量良好，完全滿足異丁烯生產(chǎn)的使用要求。 參考文獻(xiàn) 【1】潘家禎，等.壓力容器材料使用手冊(cè)-碳鋼及低合金鋼.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000. 【2】青島化工學(xué)院，等.化工容器及設(shè)備.湖北：湖北科學(xué)技術(shù)出版社，1984. 【3】華東理工大學(xué)，等.過(guò)程設(shè)備機(jī)械設(shè)計(jì)根底.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000.