【正文】 ? ?? ? M P aPP tcT ????? ?? 且不的小于（ p+） = 所以取 MPaPT ? 水壓試驗(yàn)的強(qiáng)度校 核 () 0 . 3 5 ( 3 2 0 0 8 2 . 3 ) 9 8 . 0 72 ( ) 2 ( 8 2 . 3 )T i nTnP D S C M P aSC? ?? ? ? ?? ? ?? ? ? Q235— B 的屈服極限 MPas 235?? M P as ?????? 由 M P aM P a sT 1 1 . 51 ???? ?? 所以水壓強(qiáng)度足夠 壓力表的量程、水溫 壓力表的 最大 量程： P 表 =2 Tp =2= 或 ? P 表 ? 4PT 即 ? P 表 ? 水溫 ≥ 5℃ 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 MPa ， 保壓不低于 30 min ，然后將壓力緩慢降至 ， 保壓足夠長(zhǎng)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。 12 第 6 章 反應(yīng)釜釜體及夾套的壓力試驗(yàn) 釜體的水壓試驗(yàn) 水壓試驗(yàn)壓力的確定 ? ?? ? M P aPP tcT ????? ?? 水壓試驗(yàn)的強(qiáng)度校核 M P aCS CSDP n niTT 451)(2 )()(2 )( ??? ????? ???? 16MnR 的屈服極限 MPas 345?? M P as 1 013 4 ?????? 由 M P aM P a sT 1 ???? ?? 所以水壓強(qiáng)度足夠 壓力表的量程、水溫 壓力表的 最大 量程： P 表 =2 Tp =2= 或 ? P 表 ? 4PT 即 ? P 表 ? 水溫 ≥ 5℃ 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 MPa ， 保壓不低于 30 min ，然后將壓力緩慢降至 ， 保壓足夠長(zhǎng)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。夾套的上封頭選帶折邊形的封頭，且半錐角 ??45? 。 高徑比對(duì)傳熱的影響：當(dāng)容積一定時(shí)， H/Di越高，越有利于傳熱。 換熱設(shè)計(jì) 換熱采用夾套加熱，設(shè)夾套內(nèi)的過熱水蒸氣由 140℃降到 110℃，溫差為30℃。反應(yīng)在 100℃下等溫操作，其反應(yīng)速率方程如下 rR=k1(CACB－ CRCS/K) [1] 100℃時(shí)， k1= 104L/(mol 反應(yīng)工程 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。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(cè)定或到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)際查定。 2 前 言 反應(yīng)工程 課程設(shè)計(jì)是《化工設(shè)備機(jī)械基礎(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)。 關(guān)鍵字： 間歇釜式反應(yīng)器 。設(shè)備設(shè)計(jì)結(jié)果表明，反應(yīng)器的特征尺寸為高 3350mm，直徑 3000mm；夾套的特征尺寸為高 2570mm，內(nèi)徑為 3200mm。通過物料衡算、熱量衡算，反應(yīng)器體積為 、換熱量為 10 / hKJ? 。 在此基礎(chǔ)上繪制了間歇釜式反應(yīng)器的 設(shè)備圖，和整體工藝的工藝流 程圖。 壁厚設(shè)計(jì) 。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(shí)，綜合地分析和解決生產(chǎn)實(shí)際問題的能力。 用精煉的語言、簡(jiǎn)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。每批裝料、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。 第 2 章 工藝設(shè)計(jì) 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 Lk m o lQ /1 5 . 7 8 10106 33 ???? ??? 由于原料中反應(yīng)組分的質(zhì)量比為： A： B： S=1： 2： 取乙酸的質(zhì)量為一份則：反應(yīng)物共 1+2+= 份 單位時(shí)間的處理量 hmQ /4 . 3 0 91 0 2 0 5 . 7 8 3 30 ???? 原料液起始濃度 Lm o lc A / . 3 0 91 5 . 7 8 30 ?? 2 乙醇和水的起始濃度 Lmo lc B / 2609 0 ???? Lmo lc S / ???? 將速率方程變換成轉(zhuǎn)化率的函數(shù) )1(0 AAA Xcc ?? AABB Xccc 00 ?? AAR Xcc 0? AASS Xccc 00 ?? 2 021 )( AAAA ccXbXakr ??? 其中： 0B ??? cca ) ().1( 0 000 ??????????? Kc cccb A SAB 111 1 0 .6 5 7 52 .9 2c K? ? ? ? ? 4 3 5 7 )(4 22 ??????? acb 反應(yīng)時(shí)間 ? ??? AfX AA AA cXbXa dXckt 0 201 1 |2)4( 2)4(|ln41 22201 aXacbbaXacbbacbck AfAfA ???????? m i )4 3 ( )4 3 (ln4 3 0 14 ?????? ????????? ? 反應(yīng)體積 300 2 . 0 1 32)160 726(4 . 0 3 9)( mttQV r ?????? 反應(yīng)器的實(shí)際體積 32 7 .5 .0 1 32 mfVV r ??? 3 第 3 章 熱量核算 工藝流程 反應(yīng)釜的簡(jiǎn)單工藝 流程圖 物料衡算 根據(jù)乙酸的每小時(shí)進(jìn)料量為 /kmol h，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 /kmol h 出料 /kmol h 乙酸 乙醇 乙酸乙酯 0 水 能量衡算 熱量衡算總式 1 2 3 4Q Q Q Q? ? ? 式中： 1Q 進(jìn)入反應(yīng)器無聊的能量， KJ 2Q ：化學(xué)反應(yīng)熱， KJ 4 3Q ：供給或移走的熱量，有外界向系統(tǒng)供熱為正，有系統(tǒng)向外界移去熱量為負(fù)， KJ 4Q ：離開反應(yīng)器物料的熱量， KJ 每摩爾各種物值在不同條件下的 ,pmc 值 對(duì)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： 23,pmc A B T C T D T? ? ? ?[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) A B 102 C 104 D 106 乙醇 乙酸 乙酸乙酯 水 由于乙醇和乙酸乙酯的沸點(diǎn)為 ℃和 ℃ ，所以： (1) 乙醇的 ,pmc 值 ? ? 23, ,3 5 1 .5p m l Kc A B T C T D T? ? ? ? 2 4 2 6 35 9 . 3 4 2 3 6 . 3 5 8 1 0 3 5 1 . 5 1 2 . 1 6 4 1 0 3 5 1 . 5 1 . 8 0 3 0 1 0 3 5 1 . 5? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 5 9 . 3 4 2 1 2 7 . 7 9 8 4 1 5 0 . 2 8 9 0 7 8 . 3 0 1 8? ? ? ? 111 1 5 .1 5 3 2 J m ol K??? ? ? 同理： (2) 乙酸乙酯的 ,pmc 值 ? ? 23, ,3 5 0 .2p m l Kc A B T C T D T? ? ? ? 2 4 2 6 31 5 5 . 9 4 2 . 3 6 9 7 1 0 3 5 0 . 2 1 . 9 9 7 6 1 0 3 5 0 . 2 0 . 4 5 9 2 1 0 3 5 0 . 2? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 1 5 5 .9 4 8 .3 0 2 2 4 .5 2 0 1 9 .7 4 7? ? ? ? 111 5 9 .4 6 9 J m ol K??? ? ? (3) 水的 ,pmc 值 ? ?2 23, , , 3 7 3p m H O l Kc A B T C T D T? ? ? ? 2 4 2 6 39 2 . 0 5 3 3 . 9 9 5 3 1 0 3 7 3 2 . 1 1 0 3 1 0 3 7 3 0 . 5 3 4 6 9 1 0 3 7 3? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 5 9 2 . 0 5 3 1 4 . 9 2 0 5 2 9 . 3 6 0 4 2 7 . 7 4 7 8? ? ? ? 117 5 .5 3 7 9 J m ol K??? ? ? (3) 乙酸的 ,pmc 值 ? ? 23, , 3 7 3p m l Kc A B T C T D T? ? ? ? 2 4 2 6 31 8 . 9 4 4 1 0 9 . 7 1 1 0 3 7 5 2 8 . 2 9 1 1 0 3 7 5 2 . 9 2 7 5 1 0 3 7 5? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 1 8 . 9 9 4 4 0 9 . 2 1 8 3 4 0 2 . 3 7 5 0 1 5 1 . 9 2 3 0? ? ? ? ? 111 3 9 .8 2 3 3 J m ol K??? ? ? 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) A B 103 C 105 D 108 E?1011 乙醇 乙酸乙酯 (1) 乙醇的 ,pmc 值 ? ? 2 3 4, , g ,3 7 3p m Kc A B T C T D T E T R? ? ? ? ?（ ） 3 5 2 8 3 1 1 4( 4. 39 6