文档介绍：新疆大学
硕士学位论文
基于ANSYS的加氢反应器的结构优化设计及可靠性分析
姓名:侯静
申请学位级别:硕士
专业:化工过程机械
指导教师:张亚新
20070603
提要首先,对该反应器进行了热应力分析评定。由于加氢反应器裙座支撑区同时存在机械应力与热应力,利用间接法进行计算,首先进行温度场计通过这一过程,提高了产品设计技术指标,并满足减小面积的目标。结果关键词:加氢反应器αζ蓝ㄓ呕杓瓶煽啃苑治本文以某加氢反应器为例,利用大型三维有限元分析软件该反应器裙座支撑区进行热应力分析评定及优化设计,并在优化设计的基础上进行了可靠性分析。算,然后进行机械与热应力计算,得到总应力最大值,作为优化设计的约束条件。其次,利用呕杓贫约忧夥从ζ魅棺С徘薪峁褂呕表明:优化后目标函数投图峁姑婊齋跎倭ィ呕Ч飨浴最后,在优化设计的基础上,对优化后的加氢反应器裙座支撑区进行可靠性分析。在置信度为%的条件下,极限状态方程母怕势骄为%,说明优化后的加氢反应器的可靠度为.%,验证了优化后该结构的可靠性及优化设计的可行性。新疆大学倾十学位论文
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辫教摆篡≯嚣:愿嚣∥。‘.》本人声明,所呈交的学位论文系本人在导师指导下独立完成的研究成果。文中依法引用他人的成果,均己做出明确标注或得到许可。论文内容未包含法律意义上果。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并∥。薄本人的学位论文是在学期间在导师指导下完成的,知识产权归属学校。学校享学位论文独创性声明已属于他人的任何形式的研究成果,也不包含本人已剧于其他学位申请的论文或成表示谢意。论文作者签名:日期:年月日学位论文知识产权权属声明有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时,署名单位仍然为新疆大本学位论文属于:保密口,在年解密后适用于本声明。不保密口。朐谝陨戏娇蚰诖颉啊獭日期:年月日学。新疆大学倾士学位论文
第一章引言加氢反应器发展概况热—/勾膊阄露壬撸A瞬怀鱿志植抗认窒螅谡加氢工艺于年在工业上得到应用,该过程具有工艺流程简单,生产灵活性大,产品收率高,质量好等特点“捎诟哐股璞腹┯眩耗用合金钢材多,投资大,在石油炼制中没有得到迅速发展。加氢工艺包括加氢精制和加氢裂化。加氢精制主要是除去油品中的硫、氮、氧、金属杂质和饱和烯烃,以改善油品的安定性、感铅性、颜色、气味、燃烧性能及粘瘦系数等。加氢裂化是指烃类在高压氢气和催化剂存在的条件下转化为低分子量产物的过程嘲,这是炼油技术的重要成就。为获得高质量的石油加工产品、适应含硫原油、劣质原油深加工的需要及满足改善环境条件等目的,现代化石油加工工业中出现了加氢工艺装置。与此同时,加氢反应装置中的关键设备热壁加氢反应器的设计、制造技术也有了长足的进步脚<忧夥从ζ鞣治<忧饩品从ζ骱图忧饬鸦反应器。加氢反应器在加氢工艺中的作用就是为原料油和氢气在催化剂、温度和压力条件下进行反应提供场所。.忧夥从ζ鞯墓ぷ骰肪加氢反应器工作于陨稀右压力的高温高压偾馓跫下,进入反应器内的物料往往含有硫、氮等杂质,将与氢反应生成具有腐蚀性的硫化氢和氨。加氢反应是放热反应,在反应过程中生成很高的反应操作时需要间断的向反应器内通入温度为募崩淝猓唇档头从ξ度。氢气流量用氢油比表示,氢油比高有利于加快反应速度,提高转化率,延长催化剂的使用寿命,但是能量消耗大,所以综合考虑各种因素,氢油忧夥从ζ鞯慕峁目前国内外较为成熟的加氢反应器主要有三种结构形式:。新疆大学硕士学位论文
式、单层卷板式及多层组合式。从结构形式上说,反应器本体从使用单层壁开始,随着加氢反应器大型化的需要,在厚板质量得不到保证的前提下,曾经出现过多层容器结构。后来由于厚钢板和大锻件技术的出现,到年代中期,多层结构就不再使用。到年代后期,由于冶炼、锻造结构技术的进步,单层锻造结构或厚板卷焊结构的反应器又逐渐占领统治地位。为了解决氢蚀、硫化氢腐蚀及过热等问题,起初加氢反应器的器壁结构采用了反应器内表面加衬隔热层的冷壁结构,或送入温度不高的氢气,以达到保护反应器不直接受高温高压氢腐蚀的一种所谓的带“瓶衬”的冷壁结构。这种形式的反应器内的隔热层占据了内壳的空间,减少了反应器容积的利用率,浪费了材料。另外,由于冷壁反应器内的非金属隔热层在介质的冲刷下或在温度的变化中极易损坏、脱落,造成了反应器的不安全隐患⋯。而热壁反应器不具有上述的缺点,可以保证长周期安全运行。因此,随着冶金技术和堆焊技术的进步,冷壁反应器逐步被热壁反应器所取代。到年代末和年代初,国外基本上采用了热壁结构加氢反应器。年代后期国内也