流化床操作气速
如上所述，已知颗粒的临界流化速度Umf和催化剂的小颗粒的带出Ut，对于采用高流化速度，其流化数（流化数=气体表观速度/临界流化速度）可以选着300-1000，本装置设计使用流化数为1000，带入计算
故本装置的操作气速为s
为防止副反应的进行，本流化床反应器设计密相和稀相两段，现在分别对其直径进行核算。
3床径的确定
密相段直径确定
本流化床反应器设计处理能力为h。
体积流量为h甲醇气体，即s。
根据公式
（6）
即流化床反应器密相段的公称直径为DN=
稀相段直径的确定
在该段反应器中，扩大反应器的体积，可以减缓催化剂结焦，以及抑制副反应的生产，本厂设计稀相段流化数为700，计算过程如下：
将流速带入公式（6）中
即流化床反应器稀相段的公称直径为DN=
4流化床床高
床高分为三个部分，即反应段，扩大段，以及锥形段高度。
甲醇处理量为M=h
取质量空速为2h-1，则催化剂的量为吨。
由催化剂的装填密度为750kg/m3，所以静床高度的确定
，
考虑到床层内部的内部构件，取静床层高度为。
流化时的流化比取2，因此床层高度H1=2Hmf=。
扩大段高度取扩大段直径的三分之一，H2=。
反应段与扩大段之间的过渡部分过度角为120°，由三角函数，过渡段高度
锥形段取锥底角为40°，取锥高为H4=，其锥底直径为。
由此可得，流化床总高H=H1+H2+H3+H4=
其长径比为=。
5床层的压降
流化床在正常操作时具有恒定的压降，其压降计算公式为
6流化床壁厚
流化床反应器的操作温度为450摄氏度，操作压力为，设计温度为500摄氏度，设计压力为，由于温度较高，因此选择0Cr18Ni9材料，该种材料在设计温度下的许用应力为100Mpa，流化床体采用双面对接焊，局部无损探伤，取流化床体焊接接头系数为φ=，壁厚的附加量取c=2mm。
流化床壁厚：
考虑到流化床较高，风载荷有一定影响，取反应器的设计壁厚为6mm，
流化床体的有效厚度为te=tn-c1-c2=。
筒体的应力按下式进行计算
。
许用应力[σ]tφ==85Mpa>,应力校核合格。
对于扩大段，
考虑到扩大段，过渡段压力略有减小，并且扩大段温度较低，因此均选取扩
大段、过渡段壁厚为6mm。
锥形段阶段为反应气体的预分布阶段，未发生反应，温度较低直径较小，因
此壁厚更小，但为考虑选材与安装的方便性，其壁厚也选取为6mm。
6椭圆封头
由于反应器压力较低，封头承压不大，故选用应用最为广泛的椭圆形封头，
设计压力为，设计温度为500摄氏度，腐蚀裕量为2mm，封头焊缝系
数为。
封头高度取1m。
选择材料为0Cr18Ni9材料，在设计温度下，其许用应力为100Mpa。
形状系数为K=
封头厚度按下式进行计算
考虑到便于焊接，故选取封头厚度为6mm。
7裙座
裙座的厚度按经验选取为20mm，，高度为1m。
8水压试验及其强度校核
水压试验的试验压力有pT=p+=,pT==,取两者中大
值，即pt=。
水压试验时壁内应力
已知0Cr18Ni9材料在常温下的屈服强度为σs=137Mpa，计算
σs=
可以知道水压试验时筒体壁内应力小于σs，水压试验安全。
9旋风分离器
在流化床顶部，为防止小粒径催化剂颗粒随气体被带出，故在流化床扩大
段设立二级旋风分离器，根据旋风分离器的规格，选用CLG型旋风分离器，其中
一级旋风分离器的直径为640mm，二级旋风分离器的直径为540mm。
旋风分离器的布置和结构：
一级旋风分离器的料腿下伸到床底部，下料腿
端部安装锥形堵头，使催化剂能够随自下而上的气流进入下料管内。
二级旋风分
离器下料腿置入床层稀相区，下料腿端部安装挡风帽和翼阀。
10主反应器设计结果
主反应器最终设计结果如下：
表4-1主反应器R101设计表
项目名称
主反应流化床反应器
操作介质
甲醇和水混合气，Sr-SAPO-34
操作流量m3/h
操作压力MPa
操作温度℃
450
密相段气速m/s
密相段直径m
密相段高度m
稀相段气速m/s
稀相段直径m
稀相段高度m
过渡段高度m
锥形段m
裙座m
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