反应工程设计参考(7)

本设计选用六角头螺栓（C级、GB/T5780-2000）、Ⅰ型六角螺母（C级、GB/T41-2000） 平垫圈（100HV、GB/T95-1987）

螺栓的长度由法兰的厚度（?）、垫片的厚度（S）、螺母的厚度（H）、垫圈厚度（h）螺栓伸出长度(0.3~0.5)d确定。

其中δ=87mm、S=3mm、H=22.3mm、h=6mm、螺栓伸出长度取0.4d=0.4×27.7mm 螺栓的长度L为：L?2??S?H?2h?0.4d

∴L?2?87?3?22.3?2?6?0.4?27.7?222.38mm

螺栓长度系列20，25，30，35，40，45，50，（55），60，（65），70，80，90，100，110，120，130，140，150，160，180，200，220，240

取L＝240mm

螺栓标记： GB/T5780-2000 M24×130 螺母标记： GB/T41-2000 M20 垫圈标记： GB/T95-2002 24-100HV 法兰、垫片、螺栓、螺母、垫圈的材料

根据乙型平焊法兰、工作温度t=100℃的条件，由文献[5]附录4法兰、垫片、螺栓、螺母材料匹配表进行选材，结果如表所示。

表8-3法兰、垫片、螺栓、螺母的材料

法兰 Q345R 垫 片 石棉橡胶垫圈

螺栓 35

螺母 20

垫 圈 100HV

8.2工艺接管的设计

反应釜上工艺接管包括进料接管、出料接管、水进出口接管、温度计管口等。 液体的流速取0.8~3m/s，气体的流速取15~30m/s 8.2.1进料管

进料管一般从反应釜顶盖进入，伸进设备内的管口截成45°斜口，开口方向朝向釜的中心，以防止冲击釜壁。进料管通常采用三种形式：可拆式连接，适用于易腐蚀、易磨损堵塞的物料；固定式进料管伸入料液中和固定式进料管不伸入料液中。其中管口浸

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没于料液中，可减少冲击液面而产生泡沫，有利于稳定液面，液面以上部分开有直径为5mm的小孔，以防止虹吸现象[8]。考虑到本设计操作介质的腐蚀性，所以选择进料管连接方式选为可拆式。

（1）乙醇进料管

39.111?46V??4.900?10?4m3/s

1020?3600取流速为1.0m/s

4V4?4.900?10?4D???0.025m

u?1.0?3.14根据管子规格圆整选用?34×3.5的无缝钢管，L=150mm。 法兰：PN0.25 DN25 HG20593-97 （2）乙酸进料管 15.562?60V??2.543?10?4m3/s

1020?3600取流速为1.0m/s

D?4Vu??4?2.543?10?4?0.018mm

1.0?3.14根据管子规格圆整选用?25×3的无缝钢管，L=150mm。 法兰：PN0.25 DN20 HG20593-97 （3）浓硫酸进料管

4.068?98V??1.086?10?4m3/s

1020?3600取流速为1.0m/s

D?4Vu??4?1.086?10?4?0.012mm

1.0?3.14根据管子规格圆整选用?18×4的无缝钢管，L=150mm。 法兰：PN0.25 DN15 HG20593-97

8.2.2出料管

出料管分为压料管和放料管两种形式。

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反应釜内料液需要输送到位置更高的另一设备或要求密闭输送时，需要选压料管，而放料管设在反应釜的底部。本设计选用的是放料管。

W?11.726?60?36.761?46?3.836?88?73.865?18?4.068?98?4460.368kg/hV?4460.368?1.215?10?3m3/s

1020?3600取流速为1.0m/s

D?4Vu??4?1.215?10?3?0.040mm

1.0?3.14根据管子规格圆整选用?45×3.5的无缝钢管，L=150mm。 法兰：PN0.6 DN40 HG20593-97

8.2.3夹套水蒸气进出接管

夹套水进出口管采用φ108×4，L=155mm无缝钢管，法兰记为：HG20593-97 法兰PL100-0.6RF 0Cr18Ni10Ti.罐内的接管与下封头内表面磨平，配用突面板式平焊管法兰。

8.2.4温度计管口

温度计管口采用φ108×4，L=155m无缝钢管。法兰记为：HG20593-97 法兰PL100-0.6RF 0Cr18Ni10Ti。

8.2.5不凝气排出管

不凝气排出管采用?32×3.5的无缝钢管，L=100mm 法兰：PN0.6 DN25 HG20593-97 8.2.6压料管

压料管采用?57×3.5的无缝钢管，L=200mm 法兰：PN0.25 DN50 HG20593-97

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8.2.7压料管套管

压料管套管采用?108×3.5，L=200mm，10号钢 法兰：PN0.25 DN100 HG20593-97

8.3管法兰尺寸的设计

工艺接管配用突面板式平焊管法兰的结构如图。由文献[9 ]附表9-4和9-5，并根据PN=0.25、0.6MPa和接管的DN，由板式平焊管法兰标准（HG20592）确定法兰的尺寸。管法兰的结构和尺寸见表8-4和图8-3所示。

表8-4 板式平焊管法兰的尺寸（HG20592）(mm)

公称接管名称 直径接管外径连 接 尺 寸 法兰厚度法兰内径B1 法兰理论质量/kg 33 33 26 19 110 33 59 110 110 0.73 0.73 0.60 0.41 3.41 0.73 1.51 3.41 3.41 DN 安全阀接口 乙醇进料管 乙酸进料管 浓硫酸进料口 温度计管口 不凝气排出管 压料管 压料管套管 加热器套管 25 25 20 10 100 25 50 100 100 A 32 32 25 18 108 32 57 108 108 D 100 100 90 80 210 100 140 210 210 K 75 75 65 55 170 75 110 170 170 L 11 11 11 11 18 11 14 18 18 n Th C 14 14 14 12 18 14 16 18 18 4 4 4 4 4 4 4 4 4 M10 M10 M10 M10 M16 M10 M12 M16 M16

图8—3 板式平焊管法兰

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8.4垫片尺寸及材质

工艺接管配用的突面板式平焊管法兰的垫片的结构如图7-4所示，查文献[10]表3-33可确定其尺寸，尺寸、材质表8-5所示。

图8-4垫片的结构 表8-5 密封面形式及垫片尺寸

公称接管名称 直径密封面形式 内径D1 外径D2 厚度T 度b 垫片尺寸 包角宽径B1 法兰内DN 安全阀接口 乙醇进料管 乙酸进料管 浓硫酸进料口 温度计管口 不凝气排出管 压料管 压料管套管 加热器套管 25 25 20 15 100 25 50 100 100 RF RF RF RF RF RF RF RF RF 34 34 27 22 115 34 61 115 115 64 64 54 44 152 64 96 152 152 1.5 3 33 33 26 19 110 33 59 110 110 8.5人孔的设计

人孔是容器用于安装、检修、检查等方便人员进出的口。人孔的结构由一个短筒节，盖上一块盲板构成，人孔的形状有圆形和椭圆形两种。人孔的标准为HG/T 21514~21535-2005钢制人孔和手孔【8】。

设备直径在φ900~1000mm时，选用DN400人孔；直径在φ1000~1600mm时，选用DN450人孔；直径在φ1600~3000mm时，选用DN500人孔:；直径大于3000mm时，选

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