完美升级版年产4000t乙酸乙酯间歇反应釜设计毕业论文Word文档格式.docx

1、间歇釜式反应器; 物料衡算; 热量衡算; 壁厚设计;AbstractThe batch reactor for annual production capacity of 60,000 10T is to be the designed. Through the material, results show that the size of the reactor characteristics for the tower as designed, cold tube inside. The mixer for dise-type mixer, stirring shaft of diamet

2、er is 60mm . Based on the condition of equipment drawing. This design for batch reactor industrial design provides a detailed data and drawings.Key words: batch reactor, Material, Heat balance, Thick wall design。主要符号一览表V反应釜的体积t反应时间反应物A的起始浓度反应物的B起始浓度反应物S的起始浓度f反应器的填充系数反应釜的内径H反应器筒体的高度封头的高度P操作压力Pc设计压力取焊

3、缝系数t钢板的许用应力C1钢板的负偏差C2钢板的腐蚀裕量S筒壁的计算厚度筒壁的设计厚度筒壁的名义厚度反应器夹套筒体的高度v封头的体积水压试验压力夹套的内径Q乙酸的用量Q0单位时间的处理量第1章 设计任务及条件 3第2章 工艺设计 42.1原料的处理量 42.2原料液起始浓度 42.3反应时间 52.4反应体积 5第3章 热量核算 63.1工艺流程 63.2物料衡算 63.3能量衡算 73.3.1热量衡算总式 73.3.2每摩尔各种物值在不同条件下的值 73.3.3各种气象物质的参数如下表 83.3.4每摩尔物质在100下的焓值 93.3.5总能量衡算 103.4换热设计 113.4.1水蒸气的

4、用量 11第4章 反应釜釜体设计 124.1反应器的直径和高度 124.2筒体壁厚的设计 134.2.1设计参数的确定 134.2.2筒体的壁厚 134.3釜体封头厚 14第5章 反应釜夹套的设计 145.1夹套DN、PN的确定 145.1.1夹套的DN 145.1.2夹套的PN 145.2夹套筒体的壁厚 155.3夹套筒体的高度 155.4夹套的封头 155.4.1封头的厚度 155.5传热面积校核 16第6章 反应釜釜体及夹套的压力试验 166.1釜体的水压试验 166.1.1水压试验压力的确定 166.1.2水压试验的强度校核 166.1.3压力表的量程、水温 176.1.4水压试验的操

5、作过程 176.2夹套的液压试验 176.2.1水压试验压力的确定 176.2.2水压试验的强度校核 176.2.3压力表的量程、水温 186.2.4水压试验的操作过程 18第7章 搅拌器的选型 187.1搅拌桨的尺寸及安装位置 197.2搅拌功率的计算 197.3搅拌轴的的初步计算 207.3.1搅拌轴直径的设计 207.3.2搅拌抽临界转速校核计算 217.4联轴器的型式及尺寸的设计 21结论 21参考书目 21总结 22第1章 设计任务及条件1.1设计任务及条件乙酸乙酯酯化反应的化学式为：CH3COOH+C2H5OH=CH3COOC2H5+H2OA B R S原料中反应组分的质量比为：A

6、：B：S=1：2：1.35，反应液的密度为1020Kgm3，并假定在反应过程中不变。每批装料、卸料及清洗等辅助操作时间为1h，每天计24h每年300d每年生产7200h。反应在100下等温操作，其反应速率方程如下rR=k1（CACBCRCSK） 1100时，k1=4.76L（molmin）,平衡常数K=2.92。乙酸的转化率XA=0.48，反应器的填充系数f=0.8，为此反应设计一个反应器。 第2章 工艺设计2.1原料的处理量根据乙酸乙酯的产量可计算出每小时的乙酸用量为由于原料液的组成为1+2+1.35=4.35Kg单位时间的处理量2.2原料液起始浓度乙醇和水的起始浓度将速率方程变换成转化率的

7、函数 其中： 2.3反应时间2.4反应体积反应器的实际体积第3章 热量核算3.1工艺流程反应釜的简单工艺流程图3.2物料衡算根据乙酸的每小时进料量为，在根据它的转化率和反应物的初始质量比算出各种物质的进料和出料量，具体结果如下表：物质进料出料乙酸13.1526.839乙醇34.31027.997乙酸乙酯6.313水59.18465.4953.3能量衡算3.3.1热量衡算总式式中：进入反应器无聊的能量， ：化学反应热， 供给或移走的热量，有外界向系统供热为正，有系统向外界移去热量为负， 离开反应器物料的热量， 3.3.2每摩尔各种物值在不同条件下的值对于气象物质，它的气相热容与温度的函数由下面这

8、个公式计算：2各种液相物质的热容参数如下表3：液相物质的热容参数AB10K CD59.34236.358-12.1641.8030-18.944109.71-28.9212.9275155.942.3697-1.99760.459292.053-3.9953-2.11030.53469由于乙醇和乙酸乙酯的沸点为778.3和77.1，所以：（1） 乙醇的值=59.342+36.35810351.5-12.164351.5+1.8030351.5=115.153（2） 乙酸乙酯的值=155.94+2.3697350.2-1.9976350.2+0.4592350.2=155.94+8.297-24

9、.499+19.713=159.451（3） 水的值=92.053-3.9953373-2.1103373+0.53469373=92.053-14.902-29.360+27.748=75.539（3） 乙酸的值=-18.944+109.71373-28.921373+2.9275=139.82233.3.3各种气象物质的参数如下表气相物质的热容参数4103C4.3960.6285.546-7.02410.228-14.94813.033-15.736=4.396+0.628351.5+5.546351.5-7.024351.5+2.685=（4.396+0.234+7.716-3.645+

10、0.520）8.314=76.663=（10.228-5.576+18.133-8.166+1.161）8.314=131.1953.3.4每摩尔物质在100下的焓值（1） 每摩尔水的焓值（3） 每摩尔的乙醇的焓值（4） 每摩尔乙酸的焓值（5） 每摩尔乙酸乙酯的焓值3.3.5总能量衡算（1）的计算（2）的计算（3）的计算因为：即： +=求得： =393384.90，故应是外界向系统供热。3.4换热设计换热采用夹套加热，设夹套内的过热水蒸气由130降到110，温差为20。3.4.1水蒸气的用量忽略热损失，则水的用量为 5第4章 反应釜釜体设计4.1反应器的直径和高度在已知搅拌器的操作容积后，首先要选择罐体适宜的高径比（HDi），以确定罐体的直径和高度。选择罐体高径比主要考虑以下两方面因数：1、 高径比对搅拌功率的影响：在转速不变的情况下，（其中D搅拌器直径，P搅拌功率），P随釜体直径的增大，而增加很多，减小高径比只能无谓地消耗一些搅拌功率。因此一般情况下，高径比应选择大一些。2、 高径比对传热的影响：当容积一定时，HDi越高，越有利于传热。31 高径比的确定通常才用经验值表6种类罐体物料类型HDi一般搅拌釜液固或液液相物料11.3气液相物料1