天然气乙炔法醋酸乙烯装置主要设备设计及优化

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1、第35卷第4期林晓．天然气乙炔法醋酸乙烯装置主要设备设计及优化f、＼，图2环形流道流体示意(虚线为出口环形流道流体)图l醋酸乙烯反应器结构示意图3平行流式和错流式示意反应器上部由封头和设备法兰组成，下部为4)管程原料气进口分布器采用多层锥套式锥壳部分，中问由换热器主体，上、下环形流道，刚气体分布器，有利于入口气流在径向上的分散，见性环组成，其结构特点如下：图4。1)反应器筒体采用圆形结构，以前进口醋酸乙烯反应器是方形结构，会使反应的油、气分布不板～77一。／均，存在较大范围的流动死区，改为圆形结构后，有利于油、气流动分布均匀。2)反应器上下设置

2、进、出通道(类似夹套)，让导热油通过环形流道进出反应器，环形流道外8＼侧设置管口，用于导热油外部管线连接，同时在环形流道内侧根据油压的变化开设不同大小的圆各个锥套孔，使导热油通过侧壁圆孔流入或流出反应器，同图4进口分布器示意时还保证导热油在反应器壳程内平稳匀速流动，见图2。5)反应器上方设备法兰采用活节螺栓连接，3)反应器为列管反应器，为使流体在壳程内反应器下方催化剂支撑结构采用整体格栅结构均匀分布，反应器采用上下分布板结合中问分布(格栅为常规结构，由十字交叉的筋板组成，用于板的方法。分布板在反应器内均布，分布板上管支撑催化剂重量)，并用螺栓固

3、定，可以达到快速孑L与换热管之间有一定问隙，同时上下分布板中拆卸的目的，提高了催化剂装卸生产效率，见间开一个大孔，中间分布板四周开多个小孔，使得图5。壳程流体以平行流为主，错流为辅流动方式，从而2．1．3反应器材料降低反应器局部死区，保证流体均匀分布，见醋酸乙烯反应器主体材料是碳钢，其各零件图3。材料如下：第35卷第4期林晓．天然气乙炔法醋酸乙烯装置主要设备设计及优化设备介质腐蚀比校严重，其腐蚀裕量为2．0，如果选用复合板的话，其复层最少需要4～5mm，再考虑制造加工的成本，如果简体还选用复合板的话，是不经济合理的，因为本设备简体材料全为TA2

4、。同时规定了TA2的使用状态必须为退火状态。因为非退火状态下钛材塑性低，虽然强度高，但焊接产生的热量对非退火状态强度有影响，按规定焊接接头只能取退火状态的许用应力，并不图6焊环活套法兰结构示意能发挥强度高的作用，同时TSGR0004-20092．2．2．3裙座《特种设备安全技术规范》规定：用于制造压力容设备采用裙座支撑，裙座分两段，上段裙座采器壳体的钛和钛合金在退火状态下使用。用钛材，用于与壳体相焊，下段裙座采用碳钢，因虽然钛制设备计算方法可按钢制设备的有关钛与钢不能直接相焊，上、下段裙座采用法兰联接方法计算，但由于钛材的特殊性(如弹性模量小、

5、结构(见图7)。屈强比大、强度随温度的升高而急剧下降等)，其焊接要求跟普通设备有很大的不同，因此本设备上段裙座筋板专门对焊接补充规定了如下要求：＼1)焊前需先进行焊接工艺评定，以确定最佳的焊接工艺参数；2)材料的切割和加工应采用机械方法或适宜的热切割方法，其焊接坡口必须采用机械方法／／制备；3)焊接前应对坡口及其两侧各25ITtm范围段裙鹰内用机械方法去除氧化膜，并用丙酮清洗脱脂。图7上、下段裙座结构示意清洗干燥后应及时施焊，如清洗后4h未焊，焊前应重新清理。中间焊道表面在施焊前也应采用硬因联接法兰是活套法兰，法兰盘与筒体之间质合金铣刀头和丙酮

6、进行清理。有一定间隙，塔在操作过程中，在风载荷和地震载4)焊缝和热影响区表面用1O倍放大镜进行荷等外力的作用下，会发生左右摇摆振动，容易使100检查，不应有裂纹、未熔合、气孔、弧坑和夹裙座简体与焊环问的焊缝产生裂纹，从而产生安杂、飞溅物等缺陷，焊缝外不应有打弧点。全隐患，因此在法兰联接处每隔几个螺栓孔增设2．2．2．2接管法兰筋板，加强法兰联接处的刚性，避免出现上述醋酸精馏塔设计压力较低，设计温度不高，同问题。时钛不能直接与钢相焊，且钛材价格较为昂贵，在2．3醋酸乙烯精馏塔设计时应尽量节省钛材用量，因此该设备的接管醋酸乙烯精馏塔因塔体较高被分为

7、2个塔。法兰采用焊环活套法兰(如图6)，这种结构的法醋酸乙烯精馏塔的主要进行醋酸乙烯与醋酸及其兰密封面质量容易得到保证，其密封面形式采用他轻组分(如乙醛，水等)的分离，其用于精馏的醋RF面，其中接管、焊环、挡块的材料为TA2，活套酸乙烯进料气已经过粗馏塔去除大量乙醛、水等法兰材料为20Ⅱ。轻组分。同时，对该接管法兰补充规定如下：该进料气先进入第一塔进行精馏，塔釜采出1)要求焊环与接管焊后再加工焊环密封面；粗醋酸，塔顶气作为第二塔的进料气进行进一步2)密封面应与轴线垂直，其垂直度允差按精馏，在中部塔板处采出精醋酸乙烯。GB／T1184—1996《

8、形状和位置公差未注公差值》2．3．1醋酸乙烯精馏塔技术特性中表B3的公差等级9查取。醋酸乙烯精馏塔技术参数，如表3所示。