1、PAGE I 年產(chǎn)量6500噸乙酸乙酯的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)(shj)專 業(yè)： 化學(xué)工程(hu xu n chn)與工藝 姓 名： * 學(xué) 號： * 指導(dǎo)(zhdo)教師： 某某 化學(xué)與材料學(xué)院2014年5月年產(chǎn)6500T乙酸乙酯課程設(shè)計(jì)PAGE 24課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、設(shè)計(jì)時(shí)間(shjin)及地點(diǎn)1、設(shè)計(jì)(shj)時(shí)間：2014年5月26日 6月6日 具體安排：2014年5月26日上午 教師組織(zzh)學(xué)生分組，布置課程設(shè)計(jì)任務(wù)2014年5月26日下午 學(xué)生開始查閱資料，整理資料，理出設(shè)計(jì)思路2014年5月27日開始 學(xué)生在教師指導(dǎo)下開始進(jìn)行課程設(shè)計(jì)計(jì)算2014年6月3日開始 學(xué)生在教師指導(dǎo)下編寫設(shè)

2、計(jì)說明書并繪制圖紙2014年6月6日上午 分組進(jìn)行答辯2、設(shè)計(jì)地點(diǎn)：5#樓402教室二、設(shè)計(jì)目的和要求通過課程設(shè)計(jì)，要求更加熟悉工程設(shè)計(jì)基本內(nèi)容 ，掌握化學(xué)反應(yīng)器設(shè)計(jì)的主要程序及方法，鍛煉和提高學(xué)生綜合運(yùn)用理論知識和技能的能力、獨(dú)立工作和創(chuàng)新能力。三、設(shè)計(jì)題目和內(nèi)容 設(shè)計(jì)題目：年產(chǎn)量6500T乙酸乙酯酯，乙酸的轉(zhuǎn)化率為45%的反應(yīng)器的設(shè)計(jì)。乙酸乙酯酯化反應(yīng)的化學(xué)式為：CH3COOH+C2H5OH=CH3COOC2H5+H2OA B R S原料中反應(yīng)組分的質(zhì)量比為：A：B：S=1：2：1.35反應(yīng)液的密度為1020kg/m3，并假定在反應(yīng)過程中不變。每批裝料、卸料及清洗等輔助操作時(shí)間為1h，每天

3、計(jì)24h每年300d。反應(yīng)在100下等溫操作，其反應(yīng)速率方程如下rR=k1(CACBCRCS/K) 100時(shí)，k1=4.7610-4L/(molmin)，平衡常數(shù)K=2.92。反應(yīng)器的填充系數(shù)f=0.8，為此反應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)反應(yīng)器。四、設(shè)計(jì)方法和步驟1、設(shè)計(jì)方案簡介(jin ji) 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書所提供的條件和要求(yoqi)，通過對現(xiàn)有資料的分析對比，初步確定工藝流程。對選定的工藝流程、主要設(shè)備的型式以及數(shù)值積分計(jì)算等進(jìn)行簡要的論述。2、主要設(shè)備(shbi)的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算反應(yīng)的物料衡算、熱量衡算、動(dòng)量衡算催化劑床層高度計(jì)算出口轉(zhuǎn)化率計(jì)算3、典型輔助設(shè)備的選型和計(jì)算:包括典型輔助設(shè)備的主要工藝尺寸

4、計(jì)算和設(shè)備型號規(guī)格的選定4、制圖：繪制帶控制點(diǎn)的工藝流程圖繪制主體設(shè)備圖繪制溫度、轉(zhuǎn)化率、壓力與床層高度L曲線5、編寫設(shè)計(jì)說明書五、設(shè)計(jì)成果的編制本課程的設(shè)計(jì)任務(wù)要求學(xué)生做設(shè)計(jì)說明書1份、圖紙3張。各部分具體要求如下：（一）設(shè)計(jì)說明書的內(nèi)容與順序：1、封面（包括題目、學(xué)生班級、學(xué)生姓名、指導(dǎo)教師姓名等）2、設(shè)計(jì)任務(wù)書3、目錄4、正文4.1 緒論：工藝生產(chǎn)技術(shù)方法及進(jìn)展，反應(yīng)動(dòng)力學(xué)概述、設(shè)計(jì)任務(wù)的意義、設(shè)計(jì)結(jié)果簡述4.2 設(shè)計(jì)方案簡介4.3 物料流程圖及說明4.4 設(shè)計(jì)(shj)計(jì)算說明書（包括裝置的工藝計(jì)算：物料衡算、熱量衡算、動(dòng)量衡算，反應(yīng)器床層計(jì)算）4.5 裝置流程圖（帶控制點(diǎn)的工藝流程圖

5、和主體設(shè)備(shbi)圖）及其說明4.6 設(shè)計(jì)(shj)結(jié)果概要4.7 設(shè)計(jì)體會(huì)及今后的改進(jìn)意見5、參考文獻(xiàn)6、主要符號說明（必須注明意義和單位）說明書必須書寫工整、圖文清晰。說明書中所有公式必須寫明編號。（二）設(shè)計(jì)圖紙的要求：1、流程圖：要求畫“生產(chǎn)裝置工藝流程圖”一張，圖紙大小為A2。本圖應(yīng)表示出裝置、單元設(shè)備、輔助設(shè)備和機(jī)器、管道、物料流向。以線條和箭頭表示物料流向，并以指引線表示物料的流量、溫度和組成等。輔助物料的管線以較細(xì)的線條表示。工藝物料管道用粗實(shí)線，輔助物料管道用中粗線，其他用細(xì)實(shí)線。橫向管道標(biāo)注在管道上方，豎向管道標(biāo)注在管道右側(cè)。輔助物料（如冷卻水、加熱蒸汽等）的管線以較細(xì)的

6、線條表示。圖表和表格中的所有文字寫成長仿宋體。設(shè)備以細(xì)實(shí)線繪制，畫出能夠顯示形狀特征的主要輪廓。設(shè)備的高低和樓面高低的相對位置一般也按比例繪制。設(shè)備的位號、名稱標(biāo)注在相應(yīng)設(shè)備圖形的上方或下方，或以指引線引出設(shè)備編號，在專欄中注明每個(gè)設(shè)備的位號、名稱等。2、主體設(shè)備圖：本設(shè)計(jì)要求畫主體設(shè)備詳圖一張，圖紙大小為A1。表示其結(jié)構(gòu)形式、尺寸（表示設(shè)備的尺寸，如圓筒形設(shè)備的直徑等）、技術(shù)特性等。設(shè)備圖基本內(nèi)容有：視圖：一般用主視圖、剖面圖或俯視圖表示主要設(shè)備結(jié)構(gòu)形狀；尺寸：圖上應(yīng)注明設(shè)備直徑、高度以及表示設(shè)備總體大小和規(guī)格的尺寸；技術(shù)特性表：列出設(shè)備操作壓力、溫度、物料名稱、設(shè)備特性等；標(biāo)題欄：說明(s

7、humng)設(shè)備名稱、圖號、比例、設(shè)計(jì)單位、設(shè)計(jì)人、審校人等。本設(shè)計(jì)標(biāo)題欄規(guī)定(gudng)如下所示：圖紙要求：投影正確、布置(bzh)合理、線型規(guī)范、字跡工整。（三）參考文獻(xiàn)的格式：期刊類：（序號）作者1，作者2，作者n，文章名，期刊名（版本），出版年，卷次（期次）。圖書類：（序號）作者1，作者2，作者n，書名，版本，出版地：出版社，出版年。六、評分標(biāo)準(zhǔn)及成績評定1.課程設(shè)計(jì)成績評定應(yīng)以學(xué)生出勤情況、工作態(tài)度、完成工作任務(wù)的情況、設(shè)計(jì)說明書和圖紙以及答辯情況為依據(jù)。2.課程設(shè)計(jì)的成績采用五級計(jì)分制即優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格。3.評分標(biāo)準(zhǔn)：優(yōu)秀：能圓滿地完成課題任務(wù)，設(shè)計(jì)說明書內(nèi)容完整、

8、計(jì)算正確、層次分明，說明書書寫規(guī)范，圖紙符合要求，獨(dú)立工作能力強(qiáng)，工作態(tài)度認(rèn)真；答辯時(shí)概念清楚，回答問題正確。良好：能較好地完成課題任務(wù)；設(shè)計(jì)說明書完整、計(jì)算及論述基本正確；說明書寫書規(guī)范，圖紙符合要求，工作態(tài)度認(rèn)真，答辯時(shí)概念較清楚，回答問題基本正確。中等：完成課題任務(wù)，出勤好，設(shè)計(jì)說明書的內(nèi)容基本完整、計(jì)算及論述無原則性錯(cuò)誤；說明書的書寫基本規(guī)范，圖紙質(zhì)量一般；工作表現(xiàn)較好；答辯時(shí)能回答所提出的主要問題，且基本正確。及格：基本完成課題任務(wù)；設(shè)計(jì)說明書，質(zhì)量一般，無大的原則性錯(cuò)誤；說明書的書寫不夠規(guī)范，圖紙不夠完整；答辯時(shí)講述不夠清楚，對任務(wù)涉及的問題基本上能夠回答，雖有錯(cuò)誤，但不是重大原則

9、錯(cuò)誤。不及格：沒有完成課題任務(wù)或設(shè)計(jì)說明書（論文）中有重大原則性錯(cuò)誤，答辯中邏輯混亂，概念不清。七、參考文獻(xiàn)1 郭鍇等編著.化學(xué)反應(yīng)工程.第二版.化學(xué)工業(yè)出版社，2007.2 陳甘棠主編化學(xué)反應(yīng)(huxu fnyng)工程第三版化學(xué)工業(yè)(huxu gngy)出版社，20093 周大軍(djn)、揭嘉主編.化工工藝制圖.化學(xué)工業(yè)出版社，20054 陳國桓主編化工機(jī)械基礎(chǔ)第二版. 化學(xué)工業(yè)出版社，20075 姚玉英主編化工原理修訂版.天津科學(xué)技術(shù)出版社，20066 印永嘉等主編物理化學(xué)簡明教程.第四版高等教育出版社，20077 李少芬主編，反應(yīng)工程M，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.28 馮新，宣

10、愛國化工熱力學(xué)M.北京： 化學(xué)工業(yè)出版社，20099 舒均杰基本有機(jī)化工工藝學(xué)（第2版）M北京：化學(xué)工業(yè)出版社，200410 丁伯民, 黃正林編. 化工容器M. 化學(xué)工業(yè)出版社. 2003.11 王凱, 虞軍編. 攪拌設(shè)備M. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社. 200312 陳志平, 曹志錫編. 過程設(shè)備設(shè)計(jì)與選型基礎(chǔ)M. 浙江: 浙江大學(xué)出版社. 2007八、課程設(shè)計(jì)期間紀(jì)律：設(shè)計(jì)期間學(xué)生仍要按上課時(shí)間正常出勤，按時(shí)到教室做設(shè)計(jì)。1.在設(shè)計(jì)期間有要事的學(xué)生須向自己的指導(dǎo)教師履行請假手續(xù)。不履行請假手續(xù)的視為曠課。2.除請假外，學(xué)生可以利用較短時(shí)間內(nèi)去圖書館借閱資料。借資料時(shí)須提前在教室黑板寫明姓名、

11、事由、外出起止時(shí)間。3.設(shè)計(jì)期間要保持教室紀(jì)律，不能大聲喧嘩，影響周邊教室正常上課。目 錄 HYPERLINK l _Toc60693863 緒論(xln) PAGEREF _Toc60693863 h 1 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc60693863 第1章設(shè)計(jì)任務(wù)(rn wu)及條件2 HYPERLINK l _Toc60693864 第2章工藝(gngy)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc60693864 h 2 HYPERLINK l _Toc60693865 2.1原料的處理量 PAGEREF _Toc60693865 h 2 HYPERLINK l

12、_Toc60693866 2.2原料液起始濃度 PAGEREF _Toc60693866 h 2 HYPERLINK l _Toc60693867 2.3反應(yīng)時(shí)間 PAGEREF _Toc60693867 h 3 HYPERLINK l _Toc60693868 2.4反應(yīng)體積 PAGEREF _Toc60693868 h 3 HYPERLINK l _Toc60693869 第3章熱量核算 PAGEREF _Toc60693869 h 4 HYPERLINK l _Toc60693870 3.1工藝流程 PAGEREF _Toc60693870 h 4 HYPERLINK l _Toc606

13、93871 3.2物料衡算 PAGEREF _Toc60693871 h 4 HYPERLINK l _Toc60693872 3.3能量衡算 PAGEREF _Toc60693872 h 4 HYPERLINK l _Toc60693873 3.3.1熱量衡算總式 PAGEREF _Toc60693873 h 4 HYPERLINK l _Toc60693874 3.3.2每摩爾各種物值在不同條件下的值 PAGEREF _Toc60693874 h 5 HYPERLINK l _Toc60693875 3.3.3各種氣象物質(zhì)的參數(shù)如下表 PAGEREF _Toc60693875 h 6 HY

14、PERLINK l _Toc60693876 3.3.4每摩爾物質(zhì)在100下的焓值7 HYPERLINK l _Toc60693877 3.3.5總能量衡算8 HYPERLINK l _Toc60693880 第4章反應(yīng)釜釜體設(shè)計(jì)9 HYPERLINK l _Toc60693881 4.1反應(yīng)器的直徑和高度 PAGEREF _Toc60693881 h 10 HYPERLINK l _Toc60693882 4.2筒體壁厚的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc60693882 h 11 HYPERLINK l _Toc60693883 4.2.1設(shè)計(jì)參數(shù)的確定 PAGEREF _Toc6069388

15、3 h 11 HYPERLINK l _Toc60693884 4.2.2筒體的壁厚 PAGEREF _Toc60693884 h 11 HYPERLINK l _Toc60693885 4.3釜體封頭厚 PAGEREF _Toc60693885 h 11 HYPERLINK l _Toc60693886 第5章反應(yīng)釜夾套的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc60693886 h 13 HYPERLINK l _Toc60693887 5.1夾套DN、PN的確定 PAGEREF _Toc60693887 h 13 HYPERLINK l _Toc60693888 5.1.1夾套的DN PAGEREF

16、 _Toc60693888 h 13 HYPERLINK l _Toc60693889 5.1.2夾套的PN PAGEREF _Toc60693889 h 13 HYPERLINK l _Toc60693890 5.2夾套筒體的壁厚 PAGEREF _Toc60693890 h 13 HYPERLINK l _Toc60693891 5.3夾套筒體的高度 PAGEREF _Toc60693891 h 14 HYPERLINK l _Toc60693892 5.4夾套的封頭 PAGEREF _Toc60693892 h 14 HYPERLINK l _Toc60693893 5.4.1封頭的厚度

17、 PAGEREF _Toc60693893 h 14 HYPERLINK l _Toc60693894 5.5傳熱面積校核 PAGEREF _Toc60693894 h 14 HYPERLINK l _Toc60693895 第6章反應(yīng)釜釜體及夾套的壓力(yl)試驗(yàn) PAGEREF _Toc60693895 h 15 HYPERLINK l _Toc60693896 6.1釜體的水壓試驗(yàn) PAGEREF _Toc60693896 h 15 HYPERLINK l _Toc60693897 6.1.1水壓試驗(yàn)壓力(yl)的確定 PAGEREF _Toc60693897 h 15 HYPERLIN

18、K l _Toc60693898 6.1.2水壓試驗(yàn)的強(qiáng)度(qingd)校核 PAGEREF _Toc60693898 h 15 HYPERLINK l _Toc60693899 6.1.3壓力表的量程、水溫 PAGEREF _Toc60693899 h 15 HYPERLINK l _Toc60693900 6.1.4水壓試驗(yàn)的操作過程 PAGEREF _Toc60693900 h 15 HYPERLINK l _Toc60693901 6.2夾套的液壓試驗(yàn) PAGEREF _Toc60693901 h 16 HYPERLINK l _Toc60693902 6.2.1水壓試驗(yàn)壓力的確定 P

19、AGEREF _Toc60693902 h 16 HYPERLINK l _Toc60693903 6.2.2水壓試驗(yàn)的強(qiáng)度校核 PAGEREF _Toc60693903 h 16 HYPERLINK l _Toc60693904 6.2.3壓力表的量程、水溫 PAGEREF _Toc60693904 h 16 HYPERLINK l _Toc60693905 6.2.4水壓試驗(yàn)的操作過程 PAGEREF _Toc60693905 h 16 HYPERLINK l _Toc60693906 第7章攪拌器的選型 PAGEREF _Toc60693906 h 17 HYPERLINK l _Toc

20、60693907 7.1攪拌槳的尺寸及安裝位置 PAGEREF _Toc60693907 h 17 HYPERLINK l _Toc60693908 7.2攪拌功率的計(jì)算 PAGEREF _Toc60693908 h 17 HYPERLINK l _Toc60693909 7.3攪拌軸的的初步計(jì)算 PAGEREF _Toc60693909 h 18 HYPERLINK l _Toc60693910 7.3.1攪拌軸直徑的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc60693910 h 18 HYPERLINK l _Toc60693911 7.3.2攪拌抽臨界轉(zhuǎn)速校核計(jì)算 PAGEREF _Toc60693

21、911 h 19 HYPERLINK l _Toc60693912 7.4聯(lián)軸器的型式及尺寸的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc60693912 h 19 HYPERLINK l _Toc60693913 結(jié)論 PAGEREF _Toc60693913 h 19 HYPERLINK l _Toc60693914 參考書目 PAGEREF _Toc60693914 h 20緒論(xln)反應(yīng)(fnyng)工程課程設(shè)計(jì)是化工設(shè)備機(jī)械(jxi)基礎(chǔ)和反應(yīng)工程課程教學(xué)中綜合性和實(shí)踐性較強(qiáng)的教學(xué)環(huán)節(jié)，是理論聯(lián)系實(shí)際的橋梁，是學(xué)生體察工程實(shí)際問題復(fù)雜性，學(xué)習(xí)初次嘗試反應(yīng)釜機(jī)械設(shè)計(jì)。化工設(shè)計(jì)不同于平時(shí)的作業(yè)，在

22、設(shè)計(jì)中需要同學(xué)獨(dú)立自主的解決所遇到的問題、自己做出決策，根據(jù)老師給定的設(shè)計(jì)要求自己選擇方案、查取數(shù)據(jù)、進(jìn)行過程和設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算，并要對自己的選擇做出論證和核算，經(jīng)過反復(fù)的比較分析，擇優(yōu)選定最理想的方案和合理的設(shè)計(jì)。反應(yīng)工程是培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)能力的重要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。在教師指導(dǎo)下，通過裸程設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立地運(yùn)用所學(xué)到的基本理論并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際的知識，綜合地分析和解決生產(chǎn)實(shí)際問題的能力。因此，當(dāng)學(xué)生首次完成該課程設(shè)計(jì)后，應(yīng)達(dá)到一下幾個(gè)目的：熟練掌握查閱文獻(xiàn)資料、收集相關(guān)數(shù)據(jù)、正確選擇公式，當(dāng)缺乏必要的數(shù)據(jù)時(shí)，尚需要自己通過實(shí)驗(yàn)測定或到生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)際查定。在兼顧技術(shù)先進(jìn)性、可行性、經(jīng)濟(jì)合理的前提下，綜合

23、分析設(shè)計(jì)任務(wù)要求，確定化工工藝流程，進(jìn)行設(shè)備選型，并提出保證過程正常、安全可行所需的檢測和計(jì)量參數(shù)，同時(shí)還要考慮改善勞動(dòng)條件和環(huán)境保護(hù)的有效措施。準(zhǔn)確而迅速的進(jìn)行過程計(jì)算及主要設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算及選型。用精煉的語言、簡潔的文字、清晰地圖表來表達(dá)自己的設(shè)計(jì)思想和計(jì)算結(jié)果?；ぴO(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是一項(xiàng)很繁瑣的設(shè)計(jì)工作，而且在設(shè)計(jì)中除了要考慮經(jīng)濟(jì)因素外，環(huán)保也是一項(xiàng)不得不考慮的問題。除此之外，還要考慮諸多的政策、法規(guī)，因此在課程設(shè)計(jì)中要有耐心，注意多專業(yè)、多學(xué)科的綜合和相互協(xié)調(diào)。摘要：本選題為年產(chǎn)量為年產(chǎn)6500T的間歇釜式反應(yīng)器的設(shè)計(jì)。通過物料衡算、熱量衡算，反應(yīng)器體積為、換熱量為。設(shè)備設(shè)計(jì)結(jié)果

24、表明，反應(yīng)器的特征尺寸為高3430mm，直徑3200mm；夾套的特征尺寸為高2550mm，內(nèi)徑為3400mm。攪拌器的形式為圓盤式攪拌器，攪拌軸直徑60mm。在此基礎(chǔ)上繪制了設(shè)備條件圖。本設(shè)計(jì)為間歇釜式反應(yīng)器的工業(yè)設(shè)計(jì)提供較為詳盡的數(shù)據(jù)與圖紙。關(guān)鍵字：間歇釜式反應(yīng)器; 物料衡算; 熱量衡算; 壁厚設(shè)計(jì);第1章設(shè)計(jì)任務(wù)(rn wu)及條件1.1設(shè)計(jì)(shj)任務(wù)及條件乙酸乙酯酯化反應(yīng)(fnyng)的化學(xué)式為：CH3COOH+C2H5OH=CH3COOC2H5+H2OA B R S原料中反應(yīng)組分的質(zhì)量比為：A：B：S=1：2：1.35，反應(yīng)液的密度為1020kg/m3，并假定在反應(yīng)過程中不變。每批

25、裝料、卸料及清洗等輔助操作時(shí)間為1h，每天計(jì)24h每年300d每年生產(chǎn)7200h。反應(yīng)在100下等溫操作，其反應(yīng)速率方程如下rR=k1(CACBCRCS/K) 1100時(shí)，k1=4.7610-4L/(molmin),平衡常數(shù)K=2.92。乙酸的轉(zhuǎn)化率XA=0.45，反應(yīng)器的填充系數(shù)f=0.8，為此反應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)反應(yīng)器。2.1原料的處理量根據(jù)乙酸乙酯的產(chǎn)量可計(jì)算出每小時(shí)的乙酸用量為由于原料液的組成為 1+2+1.35=4.35Kg單位時(shí)間的處理量2.2原料液起始濃度乙醇和水的起始濃度將速率方程變換成轉(zhuǎn)化率的函數(shù)其中(qzhng)： 2.3反應(yīng)時(shí)間 2.4反應(yīng)(fnyng)體積反應(yīng)器的實(shí)際(shj)

26、體積第3章熱量(rling)核算3.1工藝流程(n y li chn)反應(yīng)釜的簡單(jindn)工藝流程圖3.2物料衡算根據(jù)乙酸的每小時(shí)進(jìn)料量為22.797kmol，在根據(jù)它的轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)物的初始質(zhì)量比算出各種物質(zhì)的進(jìn)料和出料量，具體結(jié)果如下表：物質(zhì)進(jìn)料出料乙酸22.79712.538乙醇59.47049.211乙酸乙酯010.259水102.587112.8463.3能量衡算3.3.1熱量衡算總式式中：進(jìn)入反應(yīng)器物料的能量，KJ ：化學(xué)反應(yīng)(huxu fnyng)熱，：供給或移走的熱量，有外界(wiji)向系統(tǒng)供熱為正，有系統(tǒng)向外界移去熱量為負(fù)，：離開反應(yīng)器物料(w lio)的熱量，3.3.

27、2每摩爾各種物值在不同條件下的值對于氣象物質(zhì)，它的氣相熱容與溫度的函數(shù)由下面這個(gè)公式計(jì)算：2各種液相物質(zhì)的熱容參數(shù)如下表3：液相物質(zhì)的熱容參數(shù)物質(zhì)AB103C103D103乙醇-67.444218.4252-7.297261.05224乙酸65.981.4690.15乙酸乙酯155.942.3697-1.99760.4592水50.81112.12938-0.6309740.0648311由于乙醇和乙酸乙酯的沸點(diǎn)為78.5和77.2，所以：乙醇的值同理：乙酸乙酯的值(3) 水的值乙酸(y sun)的值3.3.3各種( zhn)氣象物質(zhì)的參數(shù)如下表氣相物質(zhì)(wzh)的熱容參數(shù)4物質(zhì)AB103C1

28、03D103乙醇6.7318422.315286-12.116262.493482乙酸乙酯24.542753.288173-9.9263021.998997乙醇的值乙酸乙酯的值3.3.4每摩爾物質(zhì)在100下的焓值(1) 每摩爾水的焓值同理：每摩爾(m r)的乙醇的焓值每摩爾(m r)乙酸的焓值每摩爾(m r)乙酸乙酯的焓值 3.3.5總能量衡算（1）的計(jì)算物質(zhì)進(jìn)料出料乙酸22.79712.538乙醇59.47049.211乙酸乙酯010.259水102.587112.846（2）的計(jì)算(j sun)的計(jì)算(j sun)因?yàn)?yn wi)： 即：求得：，故系統(tǒng)與外界無熱量交換，不需要換熱器。第4

29、章反應(yīng)釜釜體設(shè)計(jì)(shj)4.1反應(yīng)器的直徑(zhjng)和高度在已知攪拌器的操作容積后，首先(shuxin)要選擇罐體適宜的高徑比（H/Di），以確定罐體的直徑和高度。選擇罐體高徑比主要考慮以下兩方面因數(shù)：高徑比對攪拌功率的影響：在轉(zhuǎn)速不變的情況下，（其中D攪拌器直徑，P攪拌功率），P隨釜體直徑的增大，而增加很多，減小高徑比只能無謂地消耗一些攪拌功率。因此一般情況下，高徑比應(yīng)選擇大一些。高徑比對傳熱的影響：當(dāng)容積一定時(shí)，H/Di越高，越有利于傳熱。31 高徑比的確定通常才用經(jīng)驗(yàn)值表6種類罐體物料類型H/Di一般攪拌釜液固或液液相物料11.3氣液相物料12發(fā)酵罐類氣液相物料1.72.5假定高徑

30、比為H/Di=1.2，先忽略罐底容積7取標(biāo)準(zhǔn)表32用標(biāo)準(zhǔn)橢球型封頭參數(shù)見表8公稱直徑（mm）曲面高度（mm）直邊高度（mm）內(nèi)表面積（m2）容積（m3）32008004011.54.61筒體的高度釜體高徑比的復(fù)核滿足要求4.2筒體壁厚的設(shè)計(jì)(shj)4.2.1設(shè)計(jì)參數(shù)(cnsh)的確定表33反應(yīng)器內(nèi)各物質(zhì)(wzh)的飽和蒸汽壓9物質(zhì)水乙酸乙醇乙酸乙酯飽和蒸汽壓（MPa）0.1430.080.3160.272該反應(yīng)釜的操作壓力必須滿足乙醇的飽和蒸汽壓所以去操作壓力P=0.4MPa，該反應(yīng)器的設(shè)計(jì)壓力Pc=1.1P=1.10.4MPa=0.44MPa該反應(yīng)釜的操作溫度為100，設(shè)計(jì)溫度為120。由

31、此選用16MnR卷制16MnR材料在120是的許用應(yīng)力t=170MPa焊縫系數(shù)的確定取焊縫系數(shù)=1.0（雙面對接焊，100無損探傷）腐蝕裕量C2=2mm4.2.2筒體的壁厚計(jì)算厚度10鋼板負(fù)偏差設(shè)計(jì)厚度名義厚度按鋼制容器的制造取壁厚4.3釜體封頭厚計(jì)算厚度鋼板負(fù)偏差設(shè)計(jì)厚度名義(mngy)厚度按鋼制容器(rngq)的制造取壁厚第5章反應(yīng)釜夾套的設(shè)計(jì)(shj)5.1夾套DN、PN的確定5.1.1夾套的DN由夾套的筒體內(nèi)徑與釜體筒體內(nèi)徑之間的關(guān)系可知：5.1.2夾套的PN由設(shè)備設(shè)計(jì)條件可知，夾套內(nèi)介質(zhì)的工作壓力為常壓，取PN=0.25MPa，由于壓力不高所以夾套的材料選用Q235B卷制Q235B材

32、料在120是的許用應(yīng)力t=113MPa焊縫系數(shù)的確定取焊縫系數(shù)=1.0（雙面對接焊，100無損探傷）腐蝕裕量C2=2mm5.2夾套筒體的壁厚計(jì)算厚度鋼板負(fù)偏差設(shè)計(jì)厚度名義厚度按鋼制容中DN=3400mm的壁厚最小不的小于8mm所以取5.3夾套筒體的高度(god)5.4夾套的封頭5.4.1封頭的厚度(hud)夾套的下封頭選標(biāo)準(zhǔn)(biozhn)橢球封頭，內(nèi)徑與筒體（）相同。夾套的上封頭選帶折邊形的封頭，且半錐角。計(jì)算厚度鋼板負(fù)偏差設(shè)計(jì)厚度名義厚度按鋼制容中DN=3400mm的壁厚最小不的小于8mm所以取帶折邊錐形封頭的壁厚考慮到風(fēng)頭的大端與夾套筒體對焊，小端與釜體筒體角焊，因此取封頭的壁厚與夾套筒

33、體壁厚一致，即5.5傳熱面積校核由于反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，產(chǎn)生的熱量不僅能夠維持反應(yīng)的不短進(jìn)行，且會(huì)引起反應(yīng)釜內(nèi)的溫度升高。為防止反應(yīng)釜內(nèi)溫度過高，在反應(yīng)釜的上方設(shè)置了冷凝器進(jìn)行換熱，因此不需要進(jìn)行傳熱面積的校核。如果反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行的是吸熱反應(yīng)，則需進(jìn)行傳熱面積的校核。第6章反應(yīng)釜釜體及夾套的壓力(yl)試驗(yàn)6.1釜體的水壓試驗(yàn)6.1.1水壓試驗(yàn)壓力(yl)的確定6.1.2水壓試驗(yàn)的強(qiáng)度(qingd)校核16MnR的屈服極限由所以水壓強(qiáng)度足夠6.1.3壓力表的量程、水溫壓力表的最大量程：P表=2=20.55=1.1或1.5PT P表4PT 即0.825MPa P表2.2水溫5 6.1.4

34、水壓試驗(yàn)的操作過程操作過程：在保持釜體表面干燥的條件下，首先用水將釜體內(nèi)的空氣排空，再將水的壓力緩慢升至0.55，保壓不低于30，然后將壓力緩慢降至0.44，保壓足夠長時(shí)間，檢查所有焊縫和連接部位有無泄露和明顯的殘留變形。若質(zhì)量合格，緩慢降壓將釜體內(nèi)的水排凈，用壓縮空氣吹干釜體。若質(zhì)量不合格，修補(bǔ)后重新試壓直至合格為止。水壓試驗(yàn)合格后再做氣壓試驗(yàn)。6.2夾套的液壓試驗(yàn)(shyn)6.2.1水壓試驗(yàn)壓力(yl)的確定且不的小于（p+0.1）=0.35MPa所以(suy)取6.2.2水壓試驗(yàn)的強(qiáng)度校核Q235B的屈服極限由所以水壓強(qiáng)度足夠6.2.3壓力表的量程、水溫壓力表的最大量程：P表=2=20

35、.35=0.7或1.5PT P表4PT 即0.525MPa P表1.4水溫5 6.2.4水壓試驗(yàn)的操作過程操作過程：在保持釜體表面干燥的條件下，首先用水將釜體內(nèi)的空氣排空，再將水的壓力緩慢升至0.35，保壓不低于30，然后將壓力緩慢降至0.275，保壓足夠長時(shí)間，檢查所有焊縫和連接部位有無泄露和明顯的殘留變形。若質(zhì)量合格，緩慢降壓將釜體內(nèi)的水排凈，用壓縮空氣吹干釜體。若質(zhì)量不合格，修補(bǔ)后重新試壓直至合格為止。水壓試驗(yàn)合格后再做氣壓試驗(yàn)。第7章攪拌器的選型攪拌設(shè)備規(guī)模、操作條件(tiojin)及液體性質(zhì)覆蓋面非常廣泛，選型時(shí)考慮的因素很多，但主要考慮的因素是介質(zhì)的黏度、攪拌過程的目的和攪拌器能造

36、成的流動(dòng)形態(tài)。同一攪拌(jiobn)操作可以用多種不同構(gòu)型的攪拌設(shè)備來完成，但不同的實(shí)施方案所需的設(shè)備投資和功率消耗是不同的，甚至?xí)沙杀兜牟顒e。為了經(jīng)濟(jì)高效地達(dá)到攪拌的目的，必須對攪拌設(shè)備作合理的選擇。根據(jù)介質(zhì)黏度由小到大，各種攪拌器的選用順序是推進(jìn)式、渦輪式、槳式、錨式和螺帶式。根據(jù)攪拌目的選擇攪拌器的類型：均相液體(yt)的混合宜選推進(jìn)式，器循環(huán)量大、耗能低。制乳濁液、懸浮液或固體溶解宜選渦輪式，其循環(huán)量大和剪切強(qiáng)。氣體吸收用圓盤渦輪式最適宜，其流量大、剪切強(qiáng)、氣體平穩(wěn)分散。對結(jié)晶過程，小晶粒選渦輪式，大晶粒選槳葉式為宜。根據(jù)以上本反應(yīng)釜選用圓盤式攪拌器。7.1攪拌槳的尺寸及安裝位置葉輪

37、直徑與反應(yīng)釜的直徑比一般為0.2 0.512，一般取0.33，所以葉輪的直徑，取；葉輪據(jù)槽底的安裝高度；葉輪的葉片寬度，??；葉輪的葉長度，取；液體的深度；擋板的數(shù)目為4，垂直安裝在槽壁上并從槽壁地延伸液面上，擋板寬度槳葉數(shù)為6，根據(jù)放大規(guī)則，葉端速度設(shè)為4.3m/s,則攪拌轉(zhuǎn)速為：，取7.2攪拌功率的計(jì)算采用永田進(jìn)治公式進(jìn)行計(jì)算：13由于(yuy)數(shù)值很大，處于湍流區(qū)，因此(ync)，應(yīng)該安裝擋板，一小車打旋現(xiàn)象。功率計(jì)算需要知到臨界雷諾數(shù)，用代替(dit)進(jìn)行攪拌功率計(jì)算。可以查表上湍流一層流大的轉(zhuǎn)折點(diǎn)得出。查表知：所以功率：，取7.3攪拌軸的的初步計(jì)算7.3.1攪拌軸直徑的設(shè)計(jì)（1）電機(jī)的

38、功率3 ，攪拌軸的轉(zhuǎn)速90，根據(jù)文獻(xiàn)取用材料為1Cr18Ni9Ti ， 40，剪切彈性模量8.1104，許用單位扭轉(zhuǎn)角1/m。由得：=利用截面法得： =（）由 得：=攪拌軸為實(shí)心軸，則：= 57.05mm 取60mm（2）攪拌軸剛度的校核：由 剛度校核必須滿足： ，即：所以(suy)攪拌軸的直徑取60mm滿足條件。7.3.2攪拌抽臨界轉(zhuǎn)速校核(xio h)計(jì)算由于反應(yīng)釜的攪拌(jiobn)軸轉(zhuǎn)速=90200，故不作臨界轉(zhuǎn)速校核計(jì)算。7.4聯(lián)軸器的型式及尺寸的設(shè)計(jì)由于選用擺線針齒行星減速機(jī)，所以聯(lián)軸器的型式選用立式夾殼聯(lián)軸節(jié)（D型）。標(biāo)記為：40 HG 2157095。結(jié)論依據(jù)GB 150-1988鋼制壓力容器尺寸為反應(yīng)器體積為，反應(yīng)釜高為3430mm，直徑3200mm，完成設(shè)計(jì)任務(wù)，達(dá)到實(shí)際要求。參考書目1 譚蔚主編，化工設(shè)備設(shè)計(jì)(shj)基礎(chǔ)M，天津(tin jn)：天津大學(xué)出版社，2008.42 柴誠敬(chn jn)主編，化工原理上冊M，北京：高等教育出版社，2008.93李少芬主編，反應(yīng)工程M，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.24王志魁編. 化工原理M. 北京: 化學(xué)工