eo反應(yīng)器的配管設(shè)計

1、<p>　　EO反應(yīng)器的配管設(shè)計</p><p>　　摘要：反應(yīng)器是化工生產(chǎn)的核心部分，本文主要介紹反應(yīng)器的分類、布置和配管，并以環(huán)氧乙烷反應(yīng)器為例對反應(yīng)器的特殊配管做以簡單說明。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：反應(yīng)器；布置；配管 </p><p>　　中圖分類號：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號： </p><p>　　1 反應(yīng)

2、器的概念及分類 </p><p>　　在化工生產(chǎn)中，反應(yīng)器用于實現(xiàn)液相單相反應(yīng)過程和液液、氣液、液固、氣液固等多相反應(yīng)過程。反應(yīng)器內(nèi)常設(shè)有攪拌（機械攪拌、氣流攪拌等）裝置，在高徑比較大時，可用多層攪拌槳葉。在反應(yīng)過程中物料需加熱或冷卻時，可在反應(yīng)器壁處設(shè)置夾套，或在器內(nèi)設(shè)置換熱面，也可通過外循環(huán)進(jìn)行換熱。 </p><p>　　反應(yīng)器按操作方式可分為： </p><p&

3、gt;　　1.1間歇釜式反應(yīng)器（間歇釜） </p><p>　　操作靈活，易于適應(yīng)不同操作條件和產(chǎn)品品種，適用于小批量、多品種、反應(yīng)時間較長的產(chǎn)品生產(chǎn)。間歇釜的缺點是：需有裝料和卸料等輔助操作，產(chǎn)品質(zhì)量也不易穩(wěn)定。但有些反應(yīng)過程，如一些發(fā)酵反應(yīng)和聚合反應(yīng)，實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)尚有困難，至今還采用間歇釜。 </p><p>　　1.2連續(xù)釜式反應(yīng)器（連續(xù)釜） </p><p>

4、;　　可避免間歇釜的缺點，但攪拌作用會造成釜內(nèi)流體的返混。在攪拌劇烈、液體粘度較低或平均停留時間較長的場合，釜內(nèi)物料流型可視作全混流，反應(yīng)釜相應(yīng)地稱作全混釜。在要求轉(zhuǎn)化率高或有串聯(lián)副反應(yīng)的場合，釜式反應(yīng)器中的返混現(xiàn)象是不利因素，此時可采用多釜串聯(lián)反應(yīng)器,以減小返混的不利影響，并可分釜控制反應(yīng)條件。 </p><p>　　1.3半連續(xù)釜式反應(yīng)器 </p><p>　　指一種原料一次加入，另一

5、種原料連續(xù)加入的反應(yīng)器，其特性介于間歇釜和連續(xù)釜之間。 </p><p>　　上述反應(yīng)器如圖1所示： </p><p>　　(a)間歇釜 （b）反應(yīng)管 (c)全混釜 </p><p>　　圖1 反應(yīng)器示意圖 </p><p><b>　　2 反應(yīng)器的布置 </b></p><p>　　2.1 反應(yīng)

6、器與其相關(guān)聯(lián)設(shè)備的布置要求 </p><p>　　反應(yīng)器與提供反應(yīng)熱的加熱爐的凈距應(yīng)盡量縮短，但不應(yīng)小于4.5m，這是因為在反應(yīng)器與加熱爐之間只留出通道和管道布置及檢修需要的空間即可。根據(jù)生產(chǎn)過程需要，反應(yīng)器的構(gòu)架可設(shè)頂棚，也可布置在廠房內(nèi)，但應(yīng)設(shè)置吊車并在樓板上設(shè)置吊裝孔，吊裝孔應(yīng)靠近廠房大門和運輸通道。除采用移動吊車外，構(gòu)架頂部應(yīng)設(shè)置裝催化劑和檢修用的平臺和吊裝機具，對于內(nèi)部裝有攪拌或輸送機械的反應(yīng)器，應(yīng)在頂

7、部或側(cè)面留出攪拌或輸送機械的軸和電機的拆卸、起吊等檢修所需的空間和場地。構(gòu)架頂部設(shè)有裝催化劑和檢修用的平臺和吊裝機具，構(gòu)架下部應(yīng)有卸催化劑的空間。構(gòu)架的一側(cè)應(yīng)有堆放和運輸催化劑所需的場地和通道。 </p><p>　　2.2 反應(yīng)器的位置及周圍環(huán)境要求 </p><p>　　高壓和超高壓的壓力設(shè)備，宜布置在裝置的一端或一側(cè)；有爆炸危險的超高壓反應(yīng)設(shè)備，宜布置在防爆構(gòu)筑物內(nèi)，操作壓力超過3.

8、5MPa的反應(yīng)器宜采用集中布置在裝置的一端或一側(cè)。成組的反應(yīng)器應(yīng)中心線對齊成排布置在同一構(gòu)架內(nèi)。 </p><p>　　在流化催化裂化裝置中，反應(yīng)器與再生器的布置是由催化劑循環(huán)線的尺寸要求確定的。按照流化輸送管道的最佳流動條件確定其高度和位置，這樣反應(yīng)器和再生器的相對位置及安裝高度也就確定下來，一般反應(yīng)器與再生器中心線對齊，對于內(nèi)部裝有攪拌或輸送機械的反應(yīng)器，應(yīng)在頂部或側(cè)面留出攪拌或輸送機械的軸和電機的拆卸，起吊

9、等檢修所需的空間和場地。 </p><p>　　2.3 反應(yīng)器的安裝 </p><p>　　反應(yīng)器一側(cè)應(yīng)有運輸催化劑所需的場地和通道，卸料口在反應(yīng)器正下方時，其安裝高度應(yīng)能使催化劑的運輸車輛進(jìn)入反應(yīng)器下方，以便卸出廢催化劑，其凈空不易小于3m；卸料口伸出反應(yīng)器底座外并允許催化劑就地卸出時，卸料口的高度不易低于1.2m； 如廢催化劑結(jié)塊需要處理，應(yīng)有廢催化劑的粉碎、過篩操作所需空間。 <

10、;/p><p>　　2.4 反應(yīng)器的支撐方式 </p><p>　　群座支撐分為同徑群座和喇叭形群座兩種，一般多為同徑群座，大直徑或球形底蓋的反應(yīng)器用喇叭形群座。反應(yīng)溫度200℃以上的反應(yīng)器，為了便于散熱，反應(yīng)器群座應(yīng)有足夠的長度，使群座與基礎(chǔ)接觸處的溫度不超過鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的受熱允許溫度。直徑較小的反應(yīng)器采用支腿或支耳支撐，支腿的使用范圍參照立式容器。 </p><p&g

11、t;　　2.5 反應(yīng)器的平面布置 </p><p>　　圖2：反應(yīng)器的平面布置圖 </p><p><b>　　3 反應(yīng)器的配管 </b></p><p>　　3.1 立式氣體反應(yīng)器 </p><p>　?、俣嗯_反應(yīng)器的管道布置時應(yīng)使流體分配均勻，各臺的壓力降應(yīng)符合要求,還應(yīng)滿足催化劑還原的要求。如反應(yīng)器頂部有可拆的大蓋

12、，并且大蓋上有管道相接時，該管道應(yīng)有可拆的管段。閥門應(yīng)布置在可拆卸區(qū)的外側(cè)，并位于不影響檢修的地方。拆卸部件重量較大時，應(yīng)設(shè)置永久式吊柱或吊梁或起重機，并可在平臺或樓面上操作。與可拆段相連的管道，應(yīng)有永久的管道支架，使拆卸段拆除后不必增設(shè)臨時支架。 </p><p>　　②管口方位應(yīng)根據(jù)設(shè)備結(jié)構(gòu)的特點，留出裝拆溫度計的空間，使之裝拆時不至于與其它設(shè)備、梯子或管道等相碰；裝卸催化劑一側(cè)，可設(shè)置人孔，但不應(yīng)設(shè)置管道接

13、口。設(shè)備上直接安裝安全閥時，應(yīng)便于檢修，并應(yīng)考慮反力的影響。對易燃易爆介質(zhì)的放空除按PID要求外，還應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》（GB50160）的規(guī)定。 </p><p>　　③對流化床的反應(yīng)器，管道布置應(yīng)避免催化劑堆積，如采用傾斜布置的管道，避免滯留的死角，選用合適的閥門、管件和大半徑彎管等措施。總管內(nèi)如可能存有催化劑粉塵時，設(shè)計時應(yīng)采取加設(shè)清掃口、法蘭蓋等措施。 </p>&

14、lt;p>　　3.2 臥式氣體反應(yīng)器 </p><p>　　管道布置應(yīng)考慮設(shè)備軸向熱位移的影響，并以最主要的管道計算來決定設(shè)備的固定端支座及滑動端支座,反應(yīng)器頂接管有閥門時，應(yīng)設(shè)置平臺，以便操作。 </p><p>　　3.3 管式反應(yīng)器 </p><p>　　管式反應(yīng)器長度很大時，應(yīng)注意熱膨脹后管道接口產(chǎn)生加大的附加位移。管道應(yīng)有足夠的柔性，并合理選用管道支

15、架的形式;布置在管廊上時，應(yīng)校核土建鋼結(jié)構(gòu)梁所受水平力的條件;管接口與梁的凈空應(yīng)保證熱位移后不至于相碰。 </p><p>　　3.4 立式釜式反應(yīng)器 </p><p>　?、俟艿啦贾脩?yīng)不影響攪拌器的安裝與維修,設(shè)備頂部有可拆卸大蓋時，閥門應(yīng)布置在設(shè)備輪廓的外側(cè)，位于不影響檢修的地方,管道布置時樓面或平臺上應(yīng)留出設(shè)備大蓋放置的位置并可承受維修荷載。 </p><p>

16、;　?、谠O(shè)備有夾套時，冷卻水、蒸汽、冷凝水或其他換熱介質(zhì)管道可按常規(guī)進(jìn)行布置,對下部拆卸口如有堵塞可能性時，應(yīng)采用放堵塞的卸料閥。 </p><p><b>　　4 應(yīng)用舉例 </b></p><p>　　對于環(huán)氧乙烷反應(yīng)器的配管有特殊的要求，應(yīng)根據(jù)具體情況按照流程說明做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。 </p><p>　　反應(yīng)器上部是高壓蒸汽管道，而下部是鍋爐

17、進(jìn)水管道，具有較高的溫度，配管時必須對稱布置并滿足應(yīng)力的要求，上部、下部的具體配管方法如下： </p><p>　　R-110:環(huán)氧乙烷反應(yīng)器D-110：反應(yīng)器蒸汽包 </p><p>　　圖3 反應(yīng)器上部(高壓蒸汽管)示意圖 </p><p>　　R-110:環(huán)氧乙烷反應(yīng)器冷卻器D-112：反應(yīng)氣體冷卻器汽包 </p><p>　　圖4 反

18、應(yīng)器下部(鍋爐進(jìn)水管)示意圖 </p><p>　　由以上例證可知：反應(yīng)器的設(shè)備布置與配管不是一成不變的，需根據(jù)具體的環(huán)境、天氣、地形、特殊要求等外部因素的影響做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以滿足化工生產(chǎn)的可行性和安全性。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1]張德姜編，石油化工裝置工藝管道安裝設(shè)計手冊。第一篇，設(shè)計與計算