流化床反應(yīng)器地設(shè)計25

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1、實用文檔年產(chǎn)3.5萬噸烯烴流化床反應(yīng)器設(shè)計1操作工藝參數(shù)反應(yīng)溫度為：450℃反應(yīng)壓力為：0.12MPa(絕壓)操作空速為：1~5h-1MTO成型催化劑選用Sr-SAPO-34催化劑粒徑范圍為：30～80μm催化劑平均粒徑為60μm催化劑顆粒密度為1500kg/m3催化劑裝填密度為750kg/m3催化性能：乙烯收率，67.1wt%；丙烯收率，22.4wt%；總收率，89.5wt%。水醇質(zhì)量比為0.2甲醇在450℃下的粘度根據(jù)常壓下氣體粘度共線圖查得為24.3μPa.s甲醇450℃下的密度根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程估算為0.54kg/m3甲醇處理量：根據(jù)催化劑的催化性

2、能總受率為89.5wt%，甲醇的用量=烯烴質(zhì)量×（32/14）/0.895烯烴的生產(chǎn)要求是35000t/a，甲醇的量為89385/a。2操作氣速2.1最小流化速度計算當流體流過顆粒床層的阻力等于床層顆粒重量時，床層中的顆粒開始流動起標準文案實用文檔來，此時流體的流速稱為起始流化速度，記作Umf起始流化速度僅與流體和顆粒的物性有關(guān)，其計算公式如下式所示：對于的小顆粒（1）對于的大顆粒（2）式中：dp為顆粒的平均粒徑；ρp，ρ分別為顆粒和氣體的密度；μ為氣體的粘度假設(shè)顆粒的雷諾數(shù)Rep<20，將已知數(shù)據(jù)代入公式（1），校核雷諾數(shù)：將Umf帶入弗魯?shù)聹蕯?shù)公式作為判

3、斷流化形式的依據(jù)散式流化，F(xiàn)rmf＜0.13；聚式流化，F(xiàn)rmf＞0.13。代入已知數(shù)據(jù)求得根據(jù)判別式可知流化形式為散式流化。2.2顆粒的帶出速度Ut標準文案實用文檔床內(nèi)流體的速度等于顆粒在流體中的自由沉降速度（即顆粒的重力等于流體對顆粒的曳力）時，顆粒開始從床內(nèi)帶出，此時流體的速度成為顆粒的帶出速度Ut其最大氣速不能超過床層最小顆粒的帶出速度Ut，其計算公式如下式所示：當時，（3）當時，（4）當時，（5）流化床正常操作時不希望夾帶，床內(nèi)的最大氣速不能超過床層平均粒徑顆粒的帶出速度Ut，因此用dp=60μm計算帶出速度。代入已知數(shù)據(jù)求得校核雷諾數(shù)：Rep=0

4、.532（0.4

5、N=2.6m3.2稀相段直徑的確定在該段反應(yīng)器中，擴大反應(yīng)器的體積，可以減緩催化劑結(jié)焦，以及抑制副反應(yīng)的生產(chǎn)，本廠設(shè)計稀相段流化數(shù)為700，計算過程如下：將流速帶入公式（6）中標準文案實用文檔即流化床反應(yīng)器稀相段的公稱直徑為DN=3.1m4流化床床高床高分為三個部分，即反應(yīng)段，擴大段，以及錐形段高度。甲醇處理量為M=13.4t/h取質(zhì)量空速為2h-1，則催化劑的量為6.7噸。由催化劑的裝填密度為750kg/m3，所以靜床高度的確定，考慮到床層內(nèi)部的內(nèi)部構(gòu)件，取靜床層高度為2.0m。流化時的流化比取2，因此床層高度H1=2Hmf=3.4m。擴大段高度取擴大段直

6、徑的三分之一，H2=1.1m。反應(yīng)段與擴大段之間的過渡部分過度角為120°，由三角函數(shù)，過渡段高度錐形段取錐底角為40°，取錐高為H4=1.2m，其錐底直徑為1.5m。由此可得，流化床總高H=H1+H2+H3+H4=5.92m其長徑比為5.92/2.6=2.3。5床層的壓降流化床在正常操作時具有恒定的壓降，其壓降計算公式為標準文案實用文檔6流化床壁厚流化床反應(yīng)器的操作溫度為450攝氏度，操作壓力為0.12Mpa，設(shè)計溫度為500攝氏度，設(shè)計壓力為0.2Mpa，由于溫度較高，因此選擇0Cr18Ni9材料，該種材料在設(shè)計溫度下的許用應(yīng)力為100Mpa，流化床體采

7、用雙面對接焊，局部無損探傷，取流化床體焊接接頭系數(shù)為φ=0.85，壁厚的附加量取c=2mm。流化床壁厚：考慮到流化床較高，風載荷有一定影響，取反應(yīng)器的設(shè)計壁厚為6mm，流化床體的有效厚度為te=tn-c1-c2=3.4mm。筒體的應(yīng)力按下式進行計算。許用應(yīng)力[σ]tφ=100x0.85=85Mpa>76.57Mpa,應(yīng)力校核合格。對于擴大段，考慮到擴大段，過渡段壓力略有減小，并且擴大段溫度較低，因此均選取擴大段、過渡段壁厚為6mm。錐形段階段為反應(yīng)氣體的預(yù)分布階段，未發(fā)生反應(yīng)，溫度較低直徑較小，因此壁厚更小，但為考慮選材與安裝的方便性，其壁厚也選取為6mm。

8、6橢圓封頭由于反應(yīng)器壓力較低，封頭承壓不大，故選用應(yīng)