乙酸乙酯反应器课程设计

I《反应工程》课程设计说明书院（部）名称化学与材料工程学院学生姓名设计项目乙酸乙酯的反应器设计指导教师专业班级化学工程与工艺I前言反应工程课程设计是《化工设备机械基础》和《反应工程》课程教学中综合性和实践性较强的教学环节，是理论联系实际的桥梁，是学生体察工程实际问题复杂性，学习初次尝试反应釜机械设计。化工设计不同于平时的作业，在设计中需要同学独立自主的解决所遇到的问题、自己做出决策，根据老师给定的设计要求自己选择方案、查取数据、进行过程和设备的设计计算，并要对自己的选择做出论证和核算，经过反复的比较分析，择优选定最理想的方案和合理的设计。反应工程是培养学生设计能力的重要实践教学环节。在教师指导下，通过裸程设计，培养学生独立地运用所学到的基本理论并结合生产实际的知识，综合地分析和解决生产实际问题的能力。因此，当学生首次完成该课程设计后，应达到一下几个目的：1、熟练掌握查阅文献资料、收集相关数据、正确选择公式，当缺乏必要的数据时，尚需要自己通过实验测定或到生产现场进行实际查定。2、在兼顾技术先进性、可行性、经济合理的前提下，综合分析设计任务要求，确定化工工艺流程，进行设备选型，并提出保证过程正常、安全可行所需的检测和计量参数，同时还要考虑改善劳动条件和环境保护的有效措施。3、准确而迅速的进行过程计算及主要设备的工艺设计计算及选型。4、用精炼的语言、简洁的文字、清晰地图表来表达自己的设计思想和计算结果。化工设备机械基础课程设计是一项很繁琐的设计工作，而且在设计中除了要考虑经济因素外，环保也是一项不得不考虑的问题。除此之外，还要考虑诸多的政策、法规，因此在课程设计中要有耐心，注意多专业、多学科的综合和相互协调。II设计说明摘要：本选题为年产量为年产5000T的间歇釜式反应器的设计。通过物料衡算、热量衡算，反应器体积为346.41m、换热量为481350.95/hKJ。设备设计结果表明，反应器的特征尺寸为高3910mm，直径3600mm；夹套的特征尺寸为高2700mm，内径为3800mm。还对塔体等进行了辅助设备设计，换热则是通过夹套与内冷管共同作用完成。搅拌器的形式为圆盘式搅拌器，搅拌轴直径80mm。在此基础上绘制了设备条件图。本设计为间歇釜式反应器的工业设计提供较为详尽的数据与图纸。关键字：间歇釜式反应器;物料衡算;热量衡算;壁厚设计III主要符号一览表V——反应釜的体积t——反应时间0Ac——反应物A的起始浓度0Bc——反应物的B起始浓度0Sc——反应物S的起始浓度f——反应器的填充系数iD——反应釜的内径H——反应器筒体的高度2h——封头的高度P——操作压力Pc——设计压力φ——取焊缝系数[σ]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dS——筒壁的设计厚度nS——筒壁的名义厚度jH——反应器夹套筒体的高度TP——水压试验压力jD——夹套的内径Q——乙酸的用量0Q——单位时间的处理量年产量5000T的间歇釜式反应器设计说明-1-目录第1章设计任务及条件.............................错误!未定义书签。第2章工艺设计...................................................22.1原料的处理量.................................................22.2原料液起始浓度...............................................22.3反应时间.....................................................32.4反应体积.....................................................3第3章热量核算...................................................43.1物料衡算.....................................................43.2能量衡算.....................................................43.2.1热量衡算总式............................................43.2.2每摩尔各种物值在不同条件下的,pmc值.......................43.2.3各种气象物质的参数如下表................................63.2.4每摩尔物质在100℃下的焓值...............................63.2.5总能量衡算..............................................73.3换热设计.....................................................83.3.1水蒸气的用量............................................8第4章反应釜釜体设计.............................................94.1反应器的直径和高度...........................................94.2筒体壁厚的设计..............................................104.2.1设计参数的确定.........................................104.3釜体封头厚..................................................11第5章反应釜夹套的设计..........................................125.1夹套DN、PN的确定..........................................125.1.1夹套的DN..............................................125.1.2夹套的PN..............................................12年产量5000T的间歇釜式反应器设计说明-2-5.2夹套筒体的壁厚..............................................125.3夹套筒体的高度..............................................135.4夹套的封头..................................................135.4.1封头的厚度.............................................135.5传热面积校核................................................13第6章反应釜釜体及夹套的压力试验................................146.1釜体的水压试验..............................................146.1.1水压试验压力的确定.....................................146.1.2水压试验的强度校核.....................................146.1.3压力表的量程、水温.....................................146.1.4水压试验的操作过程.....................................146.2夹套的液压试验..............................................156.2.1水压试验压力的确定.....................................156.2.2水压试验的强度校核.....................................156.2.3压力表的量程、水温.....................................156.2.4水压试验的操作过程.....................................15第7章搅拌器的选型..............................................167.1搅拌桨的尺寸及安装位置......................................167.2搅拌功率的计算..............................................177.3搅拌轴的的初步计算..........................................177.3.1搅拌轴直径的设计.......................................177.3.2搅拌抽临界转速校核计算.................................187.4联轴器的型式及尺寸的设计....................................18第8章反应釜附件的选型及尺寸计算................................168.1密封面形式的选型............................................168.2工艺接管的设计..............................................178.2.1原料液进口管.......................................................................................198.2.2催化剂进口设计.........................................178.2.3温度计接口.............................................17第9章支座......................................................20年产量5000T的间歇釜式反应器设计说明-3-设计结果一览表..........................................................................................................错误!未定义书签。参考书目...........................................错误!未定义书签。年产量5000T的间歇釜式反应器设计说明1第一章设计任务及条件乙酸乙酯酯化反应的化学式为：CH3COOH+C2H5OH=====CH3COOC2H5+H2OABRS原料中反应组分的质量比为：A：B：S=1：2：1.35，反应液的密度为1020Kg/m3，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(CACB－CRCS/K)100℃时，k1=4.76×10-4L/(mol·min),平衡常数K=2.92。乙酸的转化率0.55AX，反应器的填充系数f=0.8，为此反应设计一个反应器。年产量5000T的间歇釜式反应器设计说明2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335101014.348/88300240.55Qkmolh