賽區(qū)vector團隊-設(shè)計設(shè)備選型說明書

設(shè)備選型說明 反應(yīng)器設(shè) 反應(yīng)器設(shè)計原 反應(yīng)器類型選 反應(yīng)器工藝計算設(shè) 設(shè)計結(jié)果匯 反應(yīng)器設(shè)計選型一覽 塔設(shè)備設(shè) 塔設(shè)備選 塔型的選 塔盤的類型與選 乙二醇精餾塔1工藝設(shè) Cup-tower校核結(jié) 塔設(shè)備設(shè)計一覽 固定管板式換熱器選型說 設(shè)計任 換熱器工藝方案的確 換熱器工藝與機械計 換熱器選型一覽 壓縮機選型說 壓縮機選型依 壓縮機選型依據(jù)原 壓縮機工藝計算與選 壓縮機選型結(jié) 壓縮機選型一覽 泵選型說 泵的選型原 泵的選型依 泵的工藝計算與選 泵的選型結(jié)果一覽 儲罐與閃蒸罐選型設(shè)計說 設(shè)計選型依 設(shè)計選型原 儲罐的工藝計算與選 閃蒸罐的工藝計 儲罐與閃蒸罐選型一覽 管道選型設(shè) 管道選型依 設(shè)計要 管道選型方 管道選型一覽 工業(yè)爐選型設(shè) 工業(yè)爐選型依 選型原 選型要 選型結(jié) 總設(shè)備一覽 換熱 儲罐與閃蒸 壓縮 鍋 管 反應(yīng) 1-3-1反應(yīng)溫度反應(yīng)壓力設(shè)計溫度設(shè)計壓力空速/h-1-3-2Pressure11MoleFlowMassFlow --MassFlowC2H4O-000000000MassC2H4O-000000000

=

=306715÷2=其

床層體積?取催化床層孔隙率所以床層體積為 V=VR÷（1-76678.7m3/h10000m/h。u0——空床液體流速

=v0——每個反應(yīng)器的進料體積流量

=7.66??24.2

=????=選取工業(yè)上所用的45×2.5

2=??×0.042= 4則管 n= =

≈5698 排管把整個管板按30℃劃分為12個區(qū)間，整個管板由一個30°區(qū)間陣列而成。取不布管區(qū)域直徑為200mm。t=1.1??0=1.25×0.045=S=√3??2=√3×0.056252= ????

3742×0.002740+0.785×√=√圓整后D=4000mm

=??′

)(1?f′=150+p——壓力

=??(1?f'——修正的磨檫系數(shù)；ds——催化劑的顆粒直徑B——由前面計算：u0=10000m/h=2.77m/s；εB=0.15；ρ=0.751kg/m3μ=0.023cP=0.023×10-3Pa·s；ds=9.0mm=0.009m????,??

0.009×0.751×0.023×0.001×（1?

=

??′=1.75

==2.14

0.751××

1? =15%中選取：殼體、列管、管板、封頭、法蘭材料為09Mn2VDR。中選?。簹んw、列管、管板、封頭、法蘭材料為09Mn2VDR。2.6MPa,焊接方式：選為雙面焊對接接頭，全部無損檢測，故焊接系數(shù)根據(jù)GB713-2008《鍋爐和壓力容器用鋼板》和GB150-2011《固定式壓力容器》規(guī)定，可知對09Mn2VDR鋼板C1=0.3mm，C2=2mm；16~36mm，查得材料的許用應(yīng)力[σ]t=270MPa，pc——設(shè)計壓力

δ=2[??]????? δ=

設(shè)計厚 ????=?????1???2=22.58?0.3?2=圓整后名義厚度 ????=

????=1.25??[??]??=1.25×2.9×270=????=???????1???2=10?0.3?2=????

????(????+????)2×????

=<0.9??????=0.9×1×470=200220℃。反應(yīng)產(chǎn)生的熱量選用導(dǎo)熱油作為介質(zhì)帶走，Aspen模擬得出結(jié)果如下：1-3-1250944.419kW1.1，則每個Q’=1.1Q/2=1.1×50944.419÷2=28018.72床層對壁面的給熱系數(shù)內(nèi)壁的給熱系數(shù)α1可按下式計算：

??1×

????·u·=

·exp（?

??pw/（m·Ku——氣體流速，m/s；ρgw/（m·K，μg=則床層對壁面的給熱系數(shù)α1=224.65反應(yīng)管導(dǎo)熱系數(shù)09Mn2VDR16.8w/(m·K)1K=

??

?? 1

×2

2 其中α2為水蒸氣的對流給熱系數(shù)，其α2=2581K= 1

=108.75w/(??2·

=???1?????反應(yīng)器進口物料溫度為200℃，出口為220℃。水蒸氣進口溫度為205℃，出口溫度為210℃。換熱介質(zhì)采用逆流的形式，則有：?????

15?????

=??需=??·A需=451.44??實=πd×L×A實=2415.19Vin=76678.7m3/h5m/sd=√2????????=√2×76678.7/3600= 16×3.14×所以選取螺旋縫埋弧焊Vin=11907.6m3/h5m/s，所以進口管徑d=√4????????=√4×76678.7/3600= 16×3.14×所以選取螺旋縫埋弧焊1m折流板材料為09Mn2VDR。選用橢圓形封頭，取形狀系數(shù)50mm由于封頭內(nèi)直徑Di=4500mm，選取整體沖壓成型，則焊接接頭系數(shù) 2.9×

= 2[??]????? 2×270×1?0.5×設(shè)計厚度 ??dh=???+??2=24.23+2=對于09Mn2VDR，鋼板厚度負偏差C2=0.30mm，根據(jù)鋼板厚度規(guī)格，可選名義厚度n=30mm。1-4-1進料量進料氣溫度反應(yīng)溫度反應(yīng)壓力催化劑床層體積反應(yīng)管數(shù)（根反應(yīng)管長度反應(yīng)管尺寸φ45×反應(yīng)器主體直徑反應(yīng)管中心距進口出口反應(yīng)器進口管尺寸反應(yīng)器出口管尺寸器21進料量進料氣溫度反應(yīng)溫度反應(yīng)壓力催化劑床層體積反應(yīng)管數(shù)（根反應(yīng)管長度反應(yīng)管中心距進口溫度出口溫度

62.4%表2-2- 填料塔與板式塔的比（生產(chǎn)能力液-在操作過程中伴隨有放熱或需要加熱的物料，需要在塔內(nèi)設(shè)置內(nèi)部換熱綜合考慮，本項目中T301塔采用板式塔。表2-2- 幾種主要塔板的性能比特別容易堵塞的物寬結(jié)構(gòu)簡單、造結(jié)構(gòu)簡單、塔分離要求較低表2-2- 幾種主要塔板性能的量化比塔板效率5113931液相負荷最大的第12塊塔板進行手工計算和校核；122-1蒸餾塔（T101）12kg/kg/

umax

CC20 LL

20

計算，C20可由史密斯關(guān)L

1/

hLVhV

圖2-3- 史密斯關(guān)聯(lián)HT=0.45mhL=0.06mHT

0.45

C20=0.06280

C

C20L20782.775782.775

2，0.7u

0.71.6991.189m/AD20.7851.42 u1.4320.93m/塔效率依據(jù)經(jīng)驗算法求算：選用

0.170.616logm適用于液相粘度為0.07～1.4mPa·s的物系，本設(shè)計的物系液相粘度在該范圍之

N

121

（塊①堰長取堰長lW0.75D0.75D②溢流堰高度由

hOWhow

L2

0.013536002/hOW

EhlW

0.040m60mmhW

hOW=0.06-③Wd和截面積 W

d ，

圖5-3- 弓形降液管參數(shù)所

0.1231.539Wd0.1791.40.251m3600AfH根

3600Af

36000.19590.456.53s5s0.01353600

④降液管底隙高度h 3600lu，取u0.25mW0h 0

0.0135

36001.05①塔板的分塊D≥800mm4表2-3- 單溢流型塔板分塊塔徑3456②邊緣區(qū)寬度確定取破沫區(qū)寬度：WSWS0.075m③開孔區(qū)面積計算

Aa

rr2r2x

xarcsinr

xDWW1.4(0.0750.251) rDW1.40.035 0.6652Aa0.6652

0.6652arcsin0.374

0.665④閥孔計算及其排列取閥孔動能因子F0

10

u0

8.44m/N

d

0.7850.0392

4 浮閥排列方式采用等腰三角形叉排取同一橫排的孔心距t55mm0.055m，則可按下式估算排間距t，即tAa

120

0.064m要占去一部分鼓泡區(qū)面積因此排間距不宜采用64mm因小于此值t按t55mmt50mm，等腰叉排重新排得閥數(shù)為144個1-3N=144u0

0.7850.0392

閥孔動能因數(shù)F09～12塔板開孔

0.93100%11%①干板阻力u0C1

1 因為uOuOC，按下式計算u0 8.330hC19.9 19.9②板上充液層阻力

hlOO以取充氣因數(shù)O0.5所 hlOhL0.50.060.030m液③液體表面張力所造成阻力浮閥塔的h則單板壓降PPhPLg0.067782.7759.81515Pa

(H

Hd可用下式計算，即

①與氣體通過塔板的壓力降所相當(dāng)?shù)囊褐叨萮PhP0.067m液②液體通過降液管的壓頭損失hd hd0.153 S

0.153

1.051.432 ③板上液層高度hLhL則 Hd0.0670.060.145取0.6，又已選定

0.45m，hW

HThW0.60.450.06dTHdT

，符合防止液泛的要VVS 1.36LS

VS VS

Ab

K2.0，由泛點負荷系數(shù)圖查的CF0.133圖2-4- 泛點負荷系數(shù)

1.360.0135

782.7751.403 100%73.6%1.00.1330.3932

782.7751.4030.782.00.133

100%80%

1.36LSZL

100%KCF80% 782.775

2.00.133VS2.00Lsu

L

O O

2/3

h5.34V

0.153S

1

h E S WW L

lWhO

1000

V21.45699.12L21.24L LsVs3600AfH

以

5s作為液體在降液管中停留時間的下限，

Af5

0.19590.450.0176m3/5F1型重型閥，依

uO55計算，5VS

d4 d

d2N4以

5

4

2

d2NO4O

0.7850.0392

50.7258m3/5取堰上液層高度hOW

0.006mLs

3600L

2/E Smin

1000

0.00610003/ SminS

2.841

0.00610003/ 2.84

0.00089m3/0.722-3-9乙二醇蒸餾塔（T101）N塊mDm----mmmmmmmTN孔?%K-2①進料管3.14

D，取uF20ms，

0.302m查標(biāo)準系列取350②塔頂蒸汽出料管D

3.143.14取出口氣速

20m/s查系列標(biāo)準取350③回流管44D取uR5.0ms，

0.126m查系列標(biāo)準取150④塔釜出料管43.1443.145.0取 5.0m/s，

0.059m查系列標(biāo)準取65443.14取氣速

Ds，

查系列標(biāo)準取200①筒體P

1.20.41設(shè)計溫度t=t最高+15Q345Rd2td2t

C

4.32根據(jù)C12②封頭

0.5mm及鋼板厚度規(guī)格，取nP

1.20.41設(shè)計溫度t=t最高+15d

C2

2.0根據(jù)C1

0.5mm及鋼板厚度規(guī)格，取n由公稱直徑DN1400mm，查得封頭總深度H390mm，內(nèi)表面積A2.29m2，容積V的主要支座形式，為了制作方便，一般采用圓筒形。由于裙座內(nèi)徑m，取裙座壁厚Dbi14002200.31400Db014002200.31400Dbi1100mmDb0①人孔板間距6～84個人孔，因為設(shè)有人孔，所以有人孔的板間距取HT0.5m②精餾塔有效高度Z28HT2HT280.4520.5③塔頂空間高度取H

1.5

1.5

④塔底空間高度3～8min4HW

V

48.484600.7851.42

⑤封頭高度H1⑥裙座高度H2HZHDHWH1H213.40.6752.10.394Cup-tower2-4-12-4-22-4-3圖2-3- 2-5規(guī)格1填料頭1填料頭1填料頭1塔盤頭1空塔頭1浮閥頭1浮閥頭塔1浮閥頭塔醇1浮閥頭

1的冷凝器（全凝器）進行設(shè)計選型，以達到精制塔的冷凝回1.列管式換熱器可根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點，分為固定管板式、浮頭式、U形管式、填料表3-1-3各類換熱器特性溫差大于60℃時應(yīng)設(shè)膨脹節(jié)，最大使殼程易；管殼兩物料溫差可大U大，為了滿足允許的壓力降一般選用Ф19mm25mm的管子。對于有氣液兩相流的工藝物流，一般選用較大的帶來。殼徑較大的換熱器采用較長的管子可降低單位傳熱面積的金屬耗量，更增大，一般選用范圍為管外徑的1.25~1.5倍。160℃之間進行換熱時，低溫端的溫差不應(yīng)小于20℃。分的冰點，一般高5℃。4點，一般低5℃。615°C表3-1-2允許的壓力降范圍9.89.89.8104~16.73.9103~16.79.8234采用正方形管子排列，并可用可拆式（浮頭式、填料函式、U形管式）換熱器。81 換熱器操作參AspenExchangerDesignandRating3-2-1AspenExchangerDesignandRating3-2-2AspenExchangerDesignandRating3-2-33-2-3熱負荷所需換熱面積換熱管長度換熱管數(shù)目/換熱管外徑管心距管壁厚度管程數(shù)/慮到管程壓力較大，管子選用20號鋼。表3-3- 換熱器管板數(shù)DbDesignandRating計算得到折流板數(shù)據(jù)如下：3-3-2ExchangerDesignandRating3-3-3ExchangerDesignandRating3-3-4AspenExchangerDesignandRatingJB/T4715-1992《固定表整臺凈重傳熱面積換熱管長度換熱管數(shù)目/換熱管外徑殼徑設(shè)計壓力管程數(shù)/所需換熱面積225.3m2，所選換熱器傳熱面積242.9m2，富余量7.8%,可用。圖1-4-2冊》數(shù)據(jù)，一般情況下，操作壓力在0.7~10bar0.35bar1-4-20.35bar一般情況下，冷卻水在管程常見流速是0.7~3.5m/s；氣體再殼程的流速在流速是13.1m/s，軟件計算也未，所以合適。圖AESX(Y)800-2.5-40-2/19-2REa(b)3-44AJSX(Y)600-1.6-211112211122251112AJSX(Y)700-2水111121211111212精1

4-1-1Pd4-1-2（4）V4-1-4VVPd4-1-31的壓縮機，另外還有熱泵壓縮機4-1-3往塞表4-3-11流量/kg·h-進氣溫度進氣壓力進氣壓力壓縮比壓縮比

出氣壓力出=12.0bar=

進氣壓力進

混合物壓縮因 B=??2??11+2??1??2??12+ B=??????ij(??0+根據(jù)Prausnitz對計算Tcij、Pcij和ωcij混合規(guī)則????????=(?????? (1? ??3+????????=( ????2(??????+????????

ω+ω

=( 2在近似計算中，kij00.513（摩爾分率0.487（摩爾分率。4-3-1水混合氣體臨界溫度：Tc12=（647.3K×469.0K）0.5=550.98臨界體積 Vc12=[（0.0561/3+0.141/3）/2]3=0.0917臨界壓縮因子 臨界壓力 混合氣體偏心因子 水在該狀態(tài)下對比溫度 其第一，第二維里系數(shù)可用Pitzer關(guān)聯(lián)式計算B0=0.083-0.422/Tr11.6=-0.733m3/kmolB1=0.139-0.172/Tr14.2=-0.831同理可算得環(huán)氧乙烷的B0=-0.403m3/kmol 混合氣體的B0=-0.547m3/kmol B1=-0.354m3/kmolB11=（-0.733-0.831×0.344）×8.314×647.3÷22.05=-0.254m3/kmolB22=（-0.403-0.111×0.2）×8.314÷7.194=-0.449m3/kmolB12=（-0.547-0.354×0.272）×8.313×550.98÷12166.23=-0.242B=??2??11+2??1??2??12+ =0.5132×（-0.254）+2×0.513×0.487×（-0.242）+0.4872×（-=-0.295Z=1+(-0.295×10-

?? N=9.087×

???????1??????1(?????1?1)式中N——壓縮機軸功率（kW）T1——壓縮機進口氣體溫度（K）R——氣體常數(shù)（kg·m/kg·K）Zε——壓縮比μqR——氣體質(zhì)量流量設(shè)壓縮機傳動效率μc=0.93，機械效率μm=0.96，則壓縮機效所以計算得到軸功率為：N=807.23NM=1.1N=1.1×215=887.954-3-2機溫度/℃進口流量出口流量進口壓力出口壓力軸功率進口壓力出口壓力進口流量出口流量軸功率原動機功率AFB不銹鋼耐腐蝕泵，CQF工程塑34、經(jīng)濟上要綜合考慮到設(shè)備費、運轉(zhuǎn)費、維修費和的總成本最低13、揚程很低,流量很大時,4、介質(zhì)粘度較大（大于650~1000mm2/s）（齒輪泵、螺桿泵5、介質(zhì)含氣量75%，流量較小且粘度小于37.4mm2/s通?？扇≌Ａ髁康?.1～1.5倍作為最大流量。25%—4、裝置系統(tǒng)的管路布置條件指的是送液高度送液距離送液，吸入側(cè)5TP（絕對、排出側(cè)容器壓力PZ、海拔高度、環(huán)境溫度操作是間隙的還是連續(xù)的、品中的化工泵類型，如IHH化工離心泵、DFCZ化工泵、IS型清水泵等。qVHM落M不是恰好落在四邊形的上邊線，則選用該泵后，可應(yīng)用切割葉輪直徑或降M點。這就應(yīng)從泵樣本或系列M并不落在任一個工作DFCZ表5-3- DFCZ臥式化工流程泵簡DFCZAPI610ISO2858/DIN24256m℃IHH表5-3- IHH化工離心泵簡IHHIHHIH該系列產(chǎn)品性能參數(shù)和安裝尺寸與IH型泵相同，產(chǎn)品執(zhí)行m℃IS表5-3- IS型清水泵簡ISISO2858BA塔的泵P0401為例做計算說明。的環(huán)氧乙烷水溶液送到乙二醇原料汽提塔中。溶液進口壓力為0.7bar，出口壓力為10bar，有底閥（帶濾網(wǎng)）1個，閘閥2個，止回閥1個，90彎管2個，錐形12m3m10m，管路阻力損失系數(shù)均取0.02，出口管裝有截止閥1個，閘閥3個，90o彎頭2個，錐形變徑管1個。根據(jù)Aspen-Plus模擬的數(shù)據(jù)，乙二醇預(yù)蒸發(fā)進料泵P0401的操作條件見下5-4-1P0401ρ(kgm3流量Qm3h壓力μ出口壓力TT040210m1個，904251個。d

0.102m36003.14選用1106mm無 ，內(nèi)徑d1 H

u

hf

hf

hfZ

hf1為直管阻hf2hf3u

10.772d21

1.75m/Redu0.1101.75771.98由流速和密度可算雷諾

絕對粗糙度

0.15mm，相對粗糙度0.15 查圖得摩擦系數(shù)兩截面處位頭差Z

P

由原料罐出料與預(yù)分餾塔進料壓力可知：

771.98因為流速不變，所以2gl hf1d2g0.0210.11029.81hf2管路中底閥1個，90度彎管4個，錐形變徑管2個，閘閥5個，截止閥止底閥阻力系數(shù)

7.5，截止閥阻力系數(shù)

6.4，900.75，錐形變徑管阻力系數(shù)

0.75，閘閥阻力系數(shù)

u2

hf hf3

6.42則 H1012.2800.36428.430考慮到一定的余量，取揚程

①2IH65-5-4-15-4-22-4-32-4-4

5-4-1流量℃8IL125-100-1水4144V02032解吸塔4V03012222水2DEG2DEG24水2GDF45-2GDF45-222儲罐量的確、1～3月的生產(chǎn)用量為宜，但貨源充足周期又短時則量可少些。車間的原料儲罐一般考慮至少半個、5min10min左右的液體保有量作冷凝的裝填因數(shù)是1。根據(jù)乙二醇MSDS的要求，乙二醇應(yīng)按易燃液體標(biāo)準。溫度0.85V實際=9704.84m3。由于體積偏大，所以采用四個立式儲罐二乙二醇則每個儲罐容積應(yīng)為V=2426.21m3選擇HG21502.1-92304，具體參數(shù)如6-2-1公稱容積計算容積儲罐內(nèi)徑儲罐高度拱頂高度總高罐底壁厚罐底面積根據(jù)二乙二醇MSDS的要求，二乙二醇應(yīng)按易燃液體標(biāo)準。0.8592系列的鋼制立式圓筒形固定頂儲罐，材料為不銹鋼304，具體參數(shù)如下：6-2-1公稱容積計算容積儲罐內(nèi)徑儲罐高度拱頂高度總高罐底壁厚6罐底面積6-4-1物操作溫度6-4-2立式氣-液分離工藝計算.xls6-4-2立式氣-液分離工藝計算.xls6-4-3設(shè)計溫度設(shè)計壓力壁厚8高度罐體內(nèi)徑6-5設(shè)備名稱/公稱容積設(shè)計壓力設(shè)計溫度操作壓力操作溫度罐體內(nèi)徑罐體高度壁厚環(huán)氧乙烷閃蒸罐1循環(huán)氣閃蒸罐141111815141

《鋼制管法蘭類型與參數(shù)（II系列 《管道等級號及管道材料等級表 HG20519.38-《管道儀表流程圖管道編號及標(biāo)注 HG20559.4-《管道儀表流程圖管道編號及標(biāo)注 HG20559.4-《化工裝置管道材料設(shè)計工程規(guī)定 HG/T20646.2-《管道儀表流程圖上的物料代號和縮寫詞 HG20559.5-《工業(yè)金屬管道設(shè)計規(guī)范 《壓力管道規(guī)范工業(yè)管道 管道設(shè)計應(yīng)滿家標(biāo)準及相關(guān)管理規(guī)定20%流速一般不宜超過4m/s；氣體流速一般不超過其臨界速度的85%，真空下最大d與成反7-3-7-3-1常用流速范圍易燃易爆的低壓氣體（如乙炔等飽和水蒸氣：0.8MPa0.3MPa上d=2×1000×

=100√ Qm3/h；dmmum/s。根據(jù)本工藝的生產(chǎn)條件（液相、氣相物料粘度較1m/s（100mm時）1.5m/s（100mm時流股流速則均取20m/s。管道壓要公稱壓力PN的等級為（0.25MPa，（0.6MPa（1.0MPa（1.6MPa（2.5MPa（4.0MPa溫符號如下：H表示保溫，PP表示防燙，也就是人身保護，C表示保冷。M=E+式中：M用圖示法可以找出M的最小值，將任意假定的直徑求得M，以M為縱坐GB50316-2000并根據(jù)下表確定壁厚見表7-3-3-17-3-3-1433535355667-4-1管道選型一覽表（轉(zhuǎn)下頁自至類別G---G置H殼G器---G置---L塔離心泵---L離心泵換熱器---L換熱器換熱器---L離心泵吸收塔---L吸收塔---G吸收塔---G換熱器公用工程---G換熱器---L換熱器---L換熱器---L換熱器泵H殼L泵解吸塔H殼L解吸塔泵---L泵換熱器---G解吸塔換熱器---G真空泵---G真空泵---L泵--