硫酸工业中二氧化硫催化氧化反应器的设计（化工专业毕业设计）
摘 要
化学反应器是化工生产过程中一系列设备中的核心设备。化工技术过程开发的成功与否很大程度上取决于反应器内流体的温度、浓度、停留时间及温度分布、停留时间分布的控制水平和控制能力。化工生产的工艺过程决定了反应器的结构型式，反应器的结构型式对工艺过程又有一个促进和完善的作用，同时反应器的结构型式在某种程度上也决定着产品的质量和性能。因此，化学反应器的选型、设计计算和选择最优化的操作条件是化工生产中极为重要的课题。
本课题根据已知的二氧化硫催化氧化法制取均酐的最佳工艺参数，对其核心设备氧化反应器进行了结构选型和较为详细的结构设计计算，并对反应器的制造工艺进行了详细的说明，对反应器的制造、组装、检验及使用进行了说明。最终确定的反应器设备在满足结构合理性的基础上，实现了温度分布、浓度分布及反应时间等化工工艺参数的控制要求，使得产品质量和性能得以保证。
关键词：反应器；结构设计；列管式固定床反应器；均酐装置
目 录
摘 要 I
Abstract II
第一章 绪 论 ………………………………..……………………..……………………….1
1.1 前言 2
1.2反应器简介 2
1.3反应器的分类 2
1.4设计定义 4
1.5相关工艺参数 ……………………………...………………………………….…...4
1.6反应器型式的选择………………………………………...……………………........5
1.7列管式反应器的概述……………………………………...………………………....5
1.8操作考虑…………………………………………………….………………………..7
第二章反应器的工艺计算………………………………………………..…………………...8
2.1工艺流程概述 8
2.2反应器的物料衡算及反应管的选择 9
2.2.1物料衡算 9
2.2.2 床层体积的确定 10
2.2.3 反应列管管长、管径、管数的确定 10
2.4.4 反应管排列方式及管间距的确定 11
2.4 床层压降的计算 12
2.5反应器的热量衡算 12
2.6反应器壳层流体对壁给热系数的计算 13
2.7壳程压降的计算 14
2.8反应器管程进出口接管公称直径的确定 15
第三章 反应器的结构设计及强度计算 17
3.1 概述 17
3.2 壳体、管箱、封头厚度的确定及强度校核 17
3.2.1壳体壁厚计算及强度校核 17
3.2.2管箱壁厚的计算 18
3.2.3管箱封头的厚度计算 19
3.3管程水压试验强度校核 20
3.4壳程水压试验强度校核 21
3.5管箱法兰设计 21
3.6 管板与壳体、管箱、反应管的连接结构设计 22
2.6.1 壳体与管板的连接结构 22
2.6.2 管箱与管板的连接结构 22
2.6.3 反应管与管板的连接结构 22
3.7管板法兰及管板的结构设计 23
3.7.1垫片的选型与校核 23
3.7.2 等头双头螺栓的选型 ………………………………………………………25
3.7.3管板法兰的强度校核 25
2.7.2管板的强度校核 30
3.8膨胀节的结构设计 42
3.8.1膨胀节结构选型 42
3.8.2 膨胀节的设计计算及强度校核 44
3.9安全防爆口设计 48
3.10 催化剂支撑件的设计 48
3.10.1支撑件的结构介绍 48
2.10.2 复合弹簧的强度校核 49
3.11支座的选用及强度校核 ………………………………………….49
2.11.1 支座的选用及其载荷计算 49
2.11.2 支座强度校核……………………………………………………..……….50
3.12 其他零部件结构设计 51
3.12.1反应器壳程熔盐通道的设计 51
3.12.2 上、下分布板的结构设计 52
第四章 反应器的制造、组装、检验及使用 53
4.1 材料选择说明 53
4.1.1 主要受压元件 53
4.1.2 焊接材料 53
4.2 主要制造工艺 53
4.2.1 主要零部件的制造 53
4.2.2反应器的组装 55
4.3 焊接工艺说明 55
4.3.1材料的可焊性评价………………………………...……………….………..56
4.3.2焊接材料的选择……………………………………...……….……………..57
设计小结 58
致谢 62
参考文献……………………………………………………………….……………………..63
附录……………………………………………………………………….………………… .65
参考文献
[1].GB150-1999《钢制压力容器》；
[2].GB151-1999《管壳式换热器》；
[3].JB／T4700～4707-2000《压力容器法兰》；
[4] JB/T4746—2002，《钢制压力容器用封头》
[5].CD130A20－86《化工设备设计文件编制规定》；
[6].HG20592～20635—97《钢制管法兰、垫片、紧固件》；
[7].JB/T4736—2002，《补强圈》；
[8].JB/T4746—2002《钢制压力容器用封头》；
[9].CDI30A20—86《化工设备设计文件编制规定》；
[10]D41002—2000《化工设备图样技术要求》；
[11JB4726—94《压力容器用碳素钢和低合金钢锻件》；
[12JB4709-2000《钢制压力容器焊接规程》；
[13].JB4726-94《压力容器用碳素钢和低合金钢锻件》；
[14].李功祥、陈兰英、崔英德编.《常用化工单元设备设计》.华南理工大学出版.2003；
[15].郑津洋、董其伍、桑芝富主编.《过程设备设计》.化学工业出版社.2001；
[16].王志魁主编.《化工原理》.化学工业出版社.2005；
[17].刘道德主编.《化工设备的选择与工艺设计》.中国工业大学出版社.1992；
[18].秦叔经、叶文邦等编.《化工设备设计全书-换热器》.化学工业出版社.2003；
[19].潘红良、郝俊文 主编.《过程设备机械设计》.华东理工大学出版社.2006；
[20].董大勤主编.《化工设备机械基础》.化学工业出版社.2002；
[21].朱有庭等编、曲文海、于浦义主编.《化工设备设计手册》.化学工业出版社2004；
[23].丁志平.《100T/a均苯四甲酸二酐的技术开发》(J)《化学工业与工程技术》.2003年2月.8-11
[24]. 潘红良、郝俊文主编.《过程设备机械设计》 华东理工大学出版社 2006
[25].黄振仁、魏新利主编.《过程装备成套技术设计指南》 化学工业出版社.2002
[26] 王正平等主编.《精细化学反应设备分析与设计》.化学工业出版社.2004
[27] Fitz C W, King D W, Kunesh J G. Controlled liquid maldistribution studies on structured packing [ J ]. TransInst Chem Eng , Pt A, 1999, 77 (6) : 482～486.
[28] Bllingham J F, LockettM J. A simp le method to assessthe sensitivity of packed distillation columns to maldistribution [ J ]. Trans Inst Chem Eng , Pt A, 2002, 80(4) : 373～382.
[29] Petre C F, Larachi F, Liuta I, et al. Pressure drop through structured packings: Breakdown into the contributing mechanisms by CFD modeling [ J ]. Chem Eng Sci,2003, 58 (1) : 163～177.
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