乙酸乙酯反映釜設計書XXX大學XXX專業(yè)姓名XXX重要符號一覽表V——反映釜的體積t——反映時間——反映物A的起始濃度——反映物的B起始濃度——反映物S的起始濃度f——反映器的填充系數(shù)——反映釜的內(nèi)徑H——反映器筒體的高度——封頭的高度P——操作壓力Pc——設計壓力φ——取焊縫系數(shù)[σ]t——鋼板的許用應力C1——鋼板的負偏差C2——鋼板的腐蝕裕量S——筒壁的計算厚度——筒壁的設計厚度——筒壁的名義厚度——反映器夾套筒體的高度v——封頭的體積——水壓實驗壓力——夾套的內(nèi)徑Q——乙酸的用量Q0——單位時間的解決量目錄第1章設計題目 1第2章設計任務及操作條件 22.1解決能力 22.2設備形式 22.3操作條件 3第3章 熱量核算 43.1工藝流程 43.2物料衡算 43.3能量衡算 43.3.1熱量衡算總式 43.3.2每摩爾各種物值在不同條件下的值 53.3.3各種氣象物質(zhì)的參數(shù)如下表 63.3.4每摩爾物質(zhì)在100℃下的焓值 63.3.5總能量衡算 73.4換熱設計 83.4.1水蒸氣的用量 8第4章 反映釜釜體設計 104.1反映器的直徑和高度 104.2筒體壁厚的設計 114.2.1設計參數(shù)的擬定 114.2.2筒體的壁厚 114.3釜體封頭厚 11第5章 反映釜夾套的設計 135.1夾套DN、PN的擬定 135.1.1夾套的DN 135.1.2夾套的PN 135.2夾套筒體的壁厚 135.3夾套筒體的高度 145.4夾套的封頭 145.4.1封頭的厚度 145.5傳熱面積校核 14第6章 反映釜釜體及夾套的壓力實驗 156.1釜體的水壓實驗 156.1.1水壓實驗壓力的擬定 156.1.2水壓實驗的強度校核 156.1.3壓力表的量程、水溫 156.1.4水壓實驗的操作過程 156.2夾套的液壓實驗 166.2.1水壓實驗壓力的擬定 166.2.2水壓實驗的強度校核 166.2.3壓力表的量程、水溫 166.2.4水壓實驗的操作過程 16第7章 攪拌器的選型 177.1攪拌槳的尺寸及安裝位置 177.2攪拌功率的計算 177.3攪拌軸的的初步計算 187.3.1攪拌軸直徑的設計 187.3.2攪拌抽臨界轉(zhuǎn)速校核計算 197.4聯(lián)軸器的型式及尺寸的設計 19結(jié)論 19參考書目 20一設計題目500t/a安定車間反映器設計二設計任務及操作條件2.1解決能力500（噸/年）2.2設備形式2.3操作條件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：2.3反映時間2.4反映體積反映器的實際體積

第3章 熱量核算3.1工藝流程反映釜的簡樸工藝流程圖3.2物料衡算根據(jù)乙酸的每小時進料量為，在根據(jù)它的轉(zhuǎn)化率和反映物的初始質(zhì)量比算出各種物質(zhì)的進料和出料量，具體結(jié)果如下表：物質(zhì)進料出料乙酸23.67514.21乙醇36.3026.83乙酸乙酯09.47水81.6890.153.3能量衡算3.3.1熱量衡算總式式中：進入反映器無聊的能量，：化學反映熱，：供應或移走的熱量，有外界向系統(tǒng)供熱為正，有系統(tǒng)向外界移去熱量為負，：離開反映器物料的熱量，3.3.2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)由下面這個公式計算：[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)AB×103C×103D×103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)水的值乙酸的值3.3.3各種氣象物質(zhì)的參數(shù)如下表氣相物質(zhì)的熱容參數(shù)[4]物質(zhì)AB×103C×103D×103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：每摩爾的乙醇的焓值每摩爾乙酸的焓值每摩爾乙酸乙酯的焓值3.3.5總能量衡算（1）的計算物質(zhì)進料出料乙酸23.67514.21乙醇36.3026.83乙酸乙酯09.47水81.6890.15（2）的計算 （3）的計算由于：即：++=求得：=45437.274>0，故應是外界向系統(tǒng)供熱。3.4換熱設計換熱采用夾套加熱，設夾套內(nèi)的過熱水蒸氣由130℃降到110℃，溫差為20℃。3.4.1水蒸氣的用量忽略熱損失，則水的用量為[5]

第4章 反映釜釜體設計4.1反映器的直徑和高度在已知攪拌器的操作容積后，一方面要選擇罐體適宜的高徑比（H/Di），以擬定罐體的直徑和高度。選擇罐體高徑比重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，而增長很多，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，高徑比應選擇大一些。高徑比對傳熱的影響：當容積一定期，H/Di越高，越有助于傳熱。3—1高徑比的擬定通常才用經(jīng)驗值表[6]種類罐體物料類型H/Di一般攪拌釜液—固或液—液相物料1~1.3氣—液相物料1~2發(fā)酵罐類氣—液相物料1.7~2.5假定高徑比為H/Di=1.2，先忽略罐底容積[7]取標準表3—2 用標準橢球型封頭參數(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核滿足規(guī)定4.2筒體壁厚的設計4.2.1設計參數(shù)的擬定表3—3 反映器內(nèi)各物質(zhì)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該反映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，該反映器的設計壓力Pc=1.1P=1.1×0.4MPa=0.44MPa該反映釜的操作溫度為100℃，設計溫度為120℃。由此選用16MnR卷制16MnR材料在120℃是的許用應力[σ]t=170MPa焊縫系數(shù)的擬定取焊縫系數(shù)φ=1.0（雙面對接焊，100％無損探傷）腐蝕裕量C2=2mm4.2.2筒體的壁厚計算厚度 [10]鋼板負偏差 設計厚度 名義厚度 按鋼制容器的制造取壁厚 4.3釜體封頭厚計算厚度 鋼板負偏差 設計厚度 名義厚度 按鋼制容器的制造取壁厚

第5章 反映釜夾套的設計5.1夾套DN、PN的擬定5.1.1夾套的DN由夾套的筒體內(nèi)徑與釜體筒體內(nèi)徑之間的關系可知：5.1.2夾套的PN由設備設計條件可知，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Q235—B卷制Q235—B材料在120℃是的許用應力[σ]t=113MPa焊縫系數(shù)的擬定取焊縫系數(shù)φ=1.0（雙面對接焊，100％無損探傷）腐蝕裕量C2=2mm5.2夾套筒體的壁厚計算厚度 鋼板負偏差 設計厚度 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5.4夾套的封頭5.4.1封頭的厚度夾套的下封頭選標準橢球封頭，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。計算厚度 鋼板負偏差 設計厚度 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體壁厚一致，即5.5傳熱面積校核由于反映釜內(nèi)進行的反映是放熱反映，產(chǎn)生的熱量不僅可以維持反映的不短進行，且會引起反映釜內(nèi)的溫度升高。為防止反映釜內(nèi)溫度過高，在反映釜的上方設立了冷凝器進行換熱，因此不需要進行傳熱面積的校核。假如反映釜內(nèi)進行的是吸熱反映，則需進行傳熱面積的校核。

第6章 反映釜釜體及夾套的壓力實驗6.1釜體的水壓實驗6.1.1水壓實驗壓力的擬定6.1.2水壓實驗的強度校核16MnR的屈服極限由所以水壓強度足夠6.1.3壓力表的量程、水溫壓力表的最大量程：P表=2=2×0.55=1.1或1.5PTP表4PT即0.825MPaP表2.2水溫≥5℃6.1.4水壓實驗的操作過程操作過程：在保持釜體表面干燥的條件下，一方面用水將釜體內(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，修補后重新試壓直至合格為止。水壓實驗合格后再做氣壓實驗。6.2夾套的液壓實驗6.2.1水壓實驗壓力的擬定且不的小于（p+0.1）=0.35MPa所以取6.2.2水壓實驗的強度校核Q235—B的屈服極限由所以水壓強度足夠6.2.3壓力表的量程、水溫壓力表的最大量程：P表=2=2×0.35=0.7或1.5PTP表4PT即0.525MPaP表1.4水溫≥5℃6.2.4水壓實驗的操作過程操作過程：在保持釜體表面干燥的條件下，一方面用水將釜體內(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，修補后重新試壓直至合格為止。水壓實驗合格后再做氣壓實驗。

第7章 攪拌器的選型攪拌設備規(guī)模、操作條件及液體性質(zhì)覆蓋面非常廣泛，選型時考慮的因素很多，但重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導致的流動形態(tài)。同一攪拌操作可以用多種不同構型的攪拌設備來完畢，但不同的實行方案所需的設備投資和功率消耗是不同的，甚至會由成倍的差別。為了經(jīng)濟高效地達成攪拌的目的，必須對攪拌設備作合理的選擇。根據(jù)介質(zhì)黏度由小到大，各種攪拌器的選用順序是推動式、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：均相液體的混合宜選推動式，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。氣體吸取用圓盤渦輪式最適宜，其流量大、剪切強、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)以上本反映釜選用圓盤式攪拌器。7.1攪拌槳的尺寸及安裝位置葉輪直徑與反映釜的直徑比一般為0.2~0.5[12]，一般取0.33，所以葉輪的直徑，??；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，葉端速度設為4.3m/s,則攪拌轉(zhuǎn)速為：，取7.2攪拌功率的計算采用永田進治公式進行計算：[13]由于數(shù)值很大，處在湍流區(qū)，因此，應當安裝擋板，一小車打旋現(xiàn)象。功率計算需要知到臨界雷諾數(shù)，用代替進行攪拌功率計算?？梢圆楸砩贤牧饕粚恿鞔蟮霓D(zhuǎn)折點得出。查表知：所以功率：，取7.3攪拌軸的的初步計算7.3.1攪拌軸直徑的設計（1）電機的功率＝3，攪拌軸的轉(zhuǎn)速＝90，根據(jù)文獻取用材料為1Cr18Ni9Ti，[]＝40，剪切彈性模量＝8.1×104，許用單位扭轉(zhuǎn)角[]＝1°/m。由得：= 運用截面法得：=（）由得：=攪拌軸為實心軸，則：=≥57.05mm?。?0mm（2）攪拌軸剛度的校核：由剛度校核必須滿足：，即：所以攪拌軸的直徑?。?0mm滿足條件。7.3.2攪拌抽臨界轉(zhuǎn)速校核計算由于反映釜的攪拌軸轉(zhuǎn)速=90＜200，故不作臨界轉(zhuǎn)速校核計算。7.4聯(lián)軸器的型式及尺寸的設計由于選用擺線針齒行星減速機，所以聯(lián)軸器的型式選用立式夾殼聯(lián)軸節(jié)（D型）。標記為：40HG21570—95。結(jié)論依據(jù)GB150-1988《鋼制壓力容器》尺寸為反映器體積為，反映釜高為3320mm，直徑3200mm，完畢設計任務，達成實際規(guī)定。

參考書目[1]譚蔚主編，《化工設備設計基礎》[M]，天津：天津大學出版社，2023.4[2]柴誠敬主編，《化工原理》上冊[M]，北京：高等教育出版社，2023.9[3]李少芬主編，反映工程[M]，北京：化學工業(yè)出版社，2023.2[4]王志魁編.《化工原理》[M].北京:化學工業(yè)出版社，2023.[5]陳志平,曹志錫編.《過程設備設計與選型基礎》[M].浙江:浙江大學出版社.2023.[6]金克新,馬沛生編.《化工熱力學》[M],北京:化學工業(yè)出版社.2023[7]涂偉萍,陳佩珍,程達芳編.《化工過程及設備設計》[M].北京:化學工業(yè)出版社,2023.[8]匡國柱,史啟才編.《化工單元過程及設備課程設計》[M].北京:化學工業(yè)出版社,2023.[9]柴誠敬編.《化工原理》[M].北京:高等教育出版社,2023.[10]管國鋒,趙汝編.《化工原理》[M].北京:化學工業(yè)出版社,2023.[11]朱有庭,曲文海編.《化工設備設計手冊》[M].化學工業(yè)出版社,2023.[12]丁伯民,黃正林編.《化工容器》[M].化學工業(yè)出版社.2023.[13]王凱,虞軍編.攪拌設備[M].北京:化學工業(yè)出版社.2023.

總結(jié)在為期兩周的設計里，在此課程設計過程中一方面要感謝老師，在這次課程設計中給予我們的指導，由于是初次做反映工程課程設計，所以，再設計整個過程中難免碰到這樣那樣的難題不知該如何解決，幸好有尚書勇耐心教導，給予我們及時必要的指導，在此向尚老師表最真摯的感謝！從尚老師開始說要在做課程設計開始，我就一直緊張我到最后交不了稿，由于這都到期末了，有很多門專業(yè)課要考試，必須花上大量的時間復習，加上前面我們做了一個化工原理的課程設計，知道里面有很多需要查閱的東西，所以天天就一直在想到底是復習還是做課程設計。知道今天為止，我終于兩不誤，把兩樣事情都順利地完畢了。課程設計不同于書本理論知識的學習，有些問題是實際實踐