反应釜的计算

将二甲胺用泵打入反应釜中，然后在半小时内将双氧水加入反应釜中，对于本工艺，由于放热量大，且温度对反应影响很大，优先考虑流化床和列管式固定床反应器。但是由于流化床催化剂的磨损非常严重，而且很容易形成气泡，影响气固接触，使得反应转化率降低。所以经过综合考虑我们选择管式固定床反应器作为十二烷基氧化叔胺氧化反应器。表1反应器进料状况项目参数温度℃200压力（MPa）3.5相态总质量流率（kg/h）总体积流量（m3/h）组分名称四氢呋喃（THF）水氢气HMF液体和气体294103.17773.512质量分率（%）5.1289.710.254.87其它0.05表2反应器出料状况项目参数温度℃200压力（MPa）3.5相态总质量流率（kg/h）总体积流量（m3/h）组分名称四氢呋喃（THF）水氢气HMF液体和气体294103.735492.401质量分率（%）5.1391.040.010.022,5-二甲基呋喃（DMF）HAHDTHFA3.470.00010.010.24DMTHF甲醇0.00010.07a反应器体积计算对于固定床反应器，由于气体的实际接触时间与催化剂堆积形成的空隙的体积有关，而空隙体积则与催化床层的体积有关。所以，用“催化床体积/进料体积流量”来定义空时。由化学反应动力学方程：183.551.25expHMFHMFCRTr反应温度为200℃，则：183.551.25exp=1.3438.314573HMFHMFHMFCCrx0x0drHMFRHMFDMFVF01xHMFHMFHMFCC（）2xDMFHMFHMFCC反应进料时HMF的初始浓度：033113.529kmol/h==146.77mol/m773.519m/hHMFHMFnCV0=1.3431x1.343146.7710.93213.41HMFHMFHMFCr0.9320x0d13.41HMFRHMFVF进料时HMF的摩尔流量催化剂一般装填整个反应器的50%~60%，此处我们选取50%装填量：圆整体积，则反应器定型体积为：b反应器的直径和高度根据《工业催化》中规定，为了保证反应气流稳定，固定床反应器的长径比一般在6~12之间。此处我们选取反应器长度/反应器直径＝8，则：此处选取反应器直径，固定床反应器长度c反应器筒体壁厚的设计设计参数的确定①设计压力的相关确定计算压力=设计压力+液柱静压力设计压力p：此处我们取：液体静压Lp：计算压力：②设计温度的相关确定该反应器操作温度为200℃，取设计温度220℃，则选用材质为15CrMo不锈钢钢板。取焊接接头系数（双面焊对接接头，100％无损探伤），则查化工设备设计手册可知15CrMo不锈钢钢板材料在250℃时的许用应力；腐蚀裕量。筒体的壁厚计算厚度已知钢板腐蚀裕量；负偏差，则：设计厚度名义厚度d筒体封头设计反应釜的封头选用标准椭圆型封头（JB1154-73），内径与筒体相同，封头采用15CrMo不锈钢钢板材料制造。相关结构参数如下：公称直径1400DNmm曲面高度1350hmm直边高度240hmm内表面积22.29mmF容积30.398Vm封头壁厚的设计对于标准椭圆形封头，其计算厚度按下式计算：20.5itpDtmmp经计算得t=25.15mm