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CHEMICAL ENGINEERING DESIGN
化工设计2016,26（4）
烷氧基化装置中管道系统的应力分析
陈丽娜“上海寰球工程有限公司上海200030
摘要利用CAESARⅡ对烷氧基化装置中反应器管道系统进行应力分析，通过合理选择膨胀节、弹簧、拉杆和弹簧泵等，实现管道布置的最优化设计
关键词弹簧泵应力分析管道布置
烷氧基化为通过加人不同量的环氧化物到有
机物（链引发剂）中，获得一个或多个活性氢原子，引发可以生产广泛类别的非离子表面活性剂产品的烷氧基化反应。总反应的工艺介质计量精细，甚至与反应器连接的管道的容积也计算在内。因此设备的布置由工艺条件确定下来，不可以有大的变动。这给管道的应力分析带来了挑战
通过合理选用膨胀节和弹簧泵，利用有限元管道应力分析软件CAESARⅡ对装置中的管道进行了应力分析，完成了管道布置的柔性设计[1]
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烷氧基化反应及管道计算参数管道计算参数见表1。
表1管道计算参数
名称
操作压力（管A/管B），MPa 操作温度，*C
设计压力（管A/管B），MPa
设计温度，"C 管道材料
管道外径（管A/管B)
管道壁厚（管A/管B），mm 保温厚度，mm
保温材料密度，kg/em3
参数 0.5 / 0.94 185 2.7 / 3.3 220
ASTM A312 TP316 Dual Grade
NPS 16" / NPS 14
Seh. 20 / Seh. 407. 92 / 11. 13
90 0.00013
某烷氧基化装置的反应器系统主要包括反应器R、循环泵P和换热器E。根据产品配方，向反应器内加入原料，启动循环泵后，通过喷雾方式持续加人一定量的环氧乙烷/环氧丙烷使之反应、反应产生的热量由换热器移除。装置布置见图1。
循环换热器E
固定
下管道B流向编预14*×12 电机重心票
D
其他部件重心
反虚摄
管道A流向缩须16*×14
SU 泵重心晶环象P
图1原装置布置
应力分析按照美国ASMEB31.3标准校核，设备管口受力按照设备厂家的许用载荷执行，设备厂家提供的许用载荷见表2
表2厂家提供静设备管口许用载荷
静设备 S E#S1
口径 NPS16* NPS14*
Fx(KN) 100 37
Fy(KN) 100 37
Fz(KN) 100 37
Mx
My
Mz
(KNm)(KNm)
(KNm)
60 18
140 36
60 18
循环泵口应该按照API610列明的许用载荷的 2倍执行，但考虑到设备布置的局限性，故与泵厂家协商将垂直方向Fz按10倍API610许用载荷执行，其他方向按照3倍API610许用载荷。具体见图2和表3。
*陈丽娜：工程师。2008年毕业于上海理工大学制冷与低温技术专业获颈士学位。现从事化工工艺管道的应力分析工作。联系电话：13564632493，Email:chenlina@hqeer.com