【正文】 夾套反應(yīng)釜多為立式安裝，最常用的支座為耳式支座。設(shè)計(jì)選用RS型突面整體上裝式安裝底蓋，參考文獻(xiàn)[13]選取安裝底蓋DN=400mm，材料為16Mn，結(jié)構(gòu)如圖36所示，尺寸如表311和312所示。參考文獻(xiàn)[13]選取R型突面凸緣法蘭，公稱直徑為DN=300mm，材料為16Mn，標(biāo)記為：HG21564 法蘭 R40016Mn，結(jié)構(gòu)如圖35，其尺寸如表39所示，密封面如表310所示。根據(jù)，℃，參考文獻(xiàn)[8]采用2004型軸向雙端面非平衡式機(jī)械密封。鑒于攪拌設(shè)備以立式容器中心頂插式為主，很少滿釜操作，軸封的對象主要為氣體；而且攪拌設(shè)備由于反映工況復(fù)雜，軸的偏擺振動(dòng)大，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性差等特點(diǎn)，故不是所有形式的軸封都能用于攪拌設(shè)備上。由攪拌軸的直徑＝70mm可知，機(jī)架的公稱直徑400。由文獻(xiàn)[12]1218頁表9235確定其安裝尺寸，直聯(lián)擺線針輪減速機(jī)的外形見圖34，安裝尺寸如表35，減速機(jī)的質(zhì)量為367kg。填料密封的功率損失一般為攪拌器功率的10%，機(jī)械密封損失一般為填料密封的10%～50%，設(shè)計(jì)選擇機(jī)械密封，故軸封系統(tǒng)的摩擦損失為：設(shè)計(jì)選用擺線針齒傳動(dòng)，故傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械效率[8]。此設(shè)計(jì)將選用Y系列電動(dòng)機(jī)。攪拌軸的裝配公差：安裝軸承處軸的公差帶采用K6，外殼孔的公差帶采用H7。由文獻(xiàn)[8]查得：作用力位置系數(shù)，故可計(jì)算流體作用在攪拌器的軸向推力：又∵為軸向壓力，∴取負(fù)值。式中，m為攪拌器質(zhì)量，；攪拌器附加質(zhì)量系數(shù)[8]。確定軸的實(shí)際位移時(shí)，通常還得考慮材料的腐蝕余量，最后把直徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑。150平均葉片寬度鍵槽碳鋼重量㎏∽取B==210mm202212 攪拌功率的計(jì)算攪拌功率計(jì)算式： 式中，Np為攪拌功率準(zhǔn)數(shù)。設(shè)計(jì)規(guī)格選擇[8]：，即攪拌器：式中，DN－葉輪直徑；C－攪拌器距離容器底部的高度。由攪拌目的可知攪拌為了促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行，故選擇循環(huán)量相對大的攪拌器。其選擇依據(jù)[9]如下：ⅰ釜內(nèi)物料為低粘度流體，低粘度流體攪拌器常用的有推進(jìn)式、槳式、渦輪式。代入公式得:（4） 計(jì)算夾套的傳熱膜系數(shù)α2由文獻(xiàn)[2]知夾套內(nèi)215℃水蒸氣的物性如下:r=；λ=(m.℃)；μ=；ρ=夾套內(nèi)傳熱為有相變蒸汽冷凝，傳熱膜系數(shù)為：（5）計(jì)算并校核K值將上式所得、代入K的計(jì)算式得：校核：,故K值滿足傳熱系數(shù)要求。綜合考慮攪拌目的、物料粘度、攪拌容器大小、經(jīng)濟(jì)性、功率、操作費(fèi)用等因素,設(shè)計(jì)擬選用三葉推進(jìn)式攪拌器。 確定夾套高度夾套高度由傳熱面積決定，不能低于料液高。壓力表的最大量程：（2）夾套水壓試驗(yàn)，壓力表的量程，水溫15℃夾套水壓試驗(yàn)操作過程，在保持夾套表面干燥的條件下，首先用水將夾套內(nèi)的空氣排空，保持壓力不低于30min，保壓足夠長時(shí)間，檢查所有焊縫和連接部位有無泄漏和明顯的殘留變形。 罐體水壓試驗(yàn)校核試驗(yàn)壓力：試驗(yàn)許用應(yīng)力：由參考文獻(xiàn)[6]得：材料20R的屈服點(diǎn)應(yīng)力＜,即罐體水壓試驗(yàn)滿足強(qiáng)度要求。由參考文獻(xiàn)[8]可知：， 按承受內(nèi)壓計(jì)算筒體的封頭厚度⑴筒體厚度計(jì)算液柱靜壓力，已經(jīng)大于設(shè)計(jì)壓力的5%，故計(jì)算壓力:由計(jì)算厚度公式得：名義厚度:考慮到安裝運(yùn)輸合理，圓整為⑵筒體的封頭厚度計(jì)算由計(jì)算厚度得：名義厚度,圓整為 按承受外壓Pj時(shí)厚度計(jì)算⑴ 筒體厚度對于蜂窩夾套容器，承受Pj時(shí)夾套范圍內(nèi)容器筒體和夾套筒體各自的加撐區(qū)域作為平板計(jì)算[9]。 反應(yīng)釜操作容積的確定釜內(nèi)參數(shù)設(shè)定：反應(yīng)時(shí)間 操作溫度反應(yīng)轉(zhuǎn)化率為100%進(jìn)料體積流量：DMT濃度：平均反應(yīng)速率：由釜的容積可得：故每釜容積： 反應(yīng)釜罐體幾何尺寸的確定 筒體內(nèi)徑的確定選取反應(yīng)釜裝量系數(shù)[4]，由可得：反應(yīng)釜容積對于液液型選取筒體長徑比=[5]，忽略封頭容積，初步計(jì)算,由可得：將計(jì)算結(jié)果圓整至公稱直經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)系列，選取筒體直徑。罐體一般是立式圓筒形容器，有頂蓋、筒體和罐底，通過支座安裝在基礎(chǔ)或平臺(tái)上。夾套為反應(yīng)的操作溫度提供保障，是一個(gè)套在罐體外的密封空間容器。(3) 反應(yīng)釜的軸封裝置：為維持設(shè)備內(nèi)的壓力或阻止釜內(nèi)介質(zhì)泄漏，在攪拌軸伸出封料抖出必須進(jìn)行密封（動(dòng)密封）。常用的傳熱裝置是在釜體外部設(shè)置夾套或在釜體內(nèi)部設(shè)置蛇管。（2）中、低壓筒體通常采用不銹鋼板卷焊，也可采用碳鋼或鑄鋼制造，為防止物料腐蝕，可在碳鋼或鑄鋼內(nèi)表面襯耐蝕材料。它是一種在一定壓力和溫度下，借助攪拌器將一定容積的兩種（或多種）液體以及液體與固體或氣體物料混勻，促進(jìn)其反應(yīng)的設(shè)備。其特點(diǎn)如下：1) 反應(yīng)釜中物料濃度和溫度處處相等；2) 反混程度最大；3) 反應(yīng)釜內(nèi)物料所有參數(shù)不隨時(shí)間變化。將吸附脫色好的粗酯進(jìn)行過濾。提高產(chǎn)品的純度和閃點(diǎn)等指標(biāo)，汽提的終點(diǎn)以閃點(diǎn)是否達(dá)標(biāo)來決定。因此脫醇工序不可缺少。更重要的是通過中和、水洗來保證產(chǎn)品酸值和純度這兩個(gè)指標(biāo)。 原料DMT的質(zhì)量流量由表21數(shù)據(jù)可得所需DMT的質(zhì)量流量：原料DMT的組成如下表所示：表23 DMT組成含量質(zhì)量流量kg/hDMT雜質(zhì)合計(jì) 原料辛醇的質(zhì)量流量在反應(yīng)過程中，由于溫度較高辛醇有可能會(huì)汽化，其次從反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方面來講，辛醇過量使反應(yīng)速度更快，反應(yīng)進(jìn)行的更徹底。因此，采用連續(xù)性操作。本生產(chǎn)工藝采用非酸性催化劑。 工藝流程設(shè)計(jì) 生產(chǎn)工藝流程確定酯交換法的反應(yīng)條件較溫和、反應(yīng)時(shí)間短、產(chǎn)品質(zhì)量好，收率高，DMT以工業(yè)產(chǎn)品計(jì)其轉(zhuǎn)化率可達(dá)100%，收率在99%以上；使用廢聚酯為原料有經(jīng)濟(jì)價(jià)值，但產(chǎn)品的質(zhì)量較差，不能用于絕緣極的電纜料；直接酯化法，酯化反應(yīng)時(shí)間較長，如何提高酯化反應(yīng)速度是目前行業(yè)普遍關(guān)注的技術(shù)問題。近幾年聚酯的用量迅速增加，廢棄的聚酯也越來越多，因其具有極強(qiáng)的化學(xué)惰性，很難被空氣或微生物所降解。相界消失，體系中所進(jìn)行的反應(yīng)，又以雙酯化均相反應(yīng)為主，雙酯化的反應(yīng)速度與反應(yīng)物濃度、反應(yīng)溫度、催化劑等有關(guān)即為動(dòng)力學(xué)控制過程，因此在對苯二甲酸酯化的小試結(jié)果進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)放大時(shí)，應(yīng)充分考慮到兩者的差異。反應(yīng)初期主要是固狀的對苯二甲酸與液狀的辛醇生成單酯的反應(yīng)，在攪拌情況下，反應(yīng)混合物呈固液懸浮狀態(tài)，屬非均相反應(yīng)。由于對苯二甲酰氯價(jià)格高昂，此方案具有理論價(jià)值而工業(yè)運(yùn)用價(jià)值不高。DOTP除了大量用于電纜料、PVC的增塑劑外，也可用于人造革膜的生產(chǎn)。2 DOTP生產(chǎn)工藝流程 DOTP的性質(zhì)對苯二甲酸二辛脂（DOTP），為近乎無色的低粘度液體。 （5）由于DOTP不含鄰苯二甲酸鹽，不在歐盟及其他國家限制使用的16種含鄰苯二甲酸增塑劑范圍內(nèi)，因此，是一種優(yōu)良的環(huán)保型增塑劑。 （2）DOTP用于轎車內(nèi)的PVC制品，能解決玻璃車窗起霧問題。上個(gè)世紀(jì)七十年代初，DOTP首先由美國研制成功并在1976年正式進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域。最后根據(jù)計(jì)算設(shè)計(jì)的反應(yīng)釜繪制裝配圖及相關(guān)零件圖。根據(jù)GB150及其它相關(guān)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，從工藝、結(jié)構(gòu)、材料等方面對反應(yīng)釜進(jìn)行了機(jī)械設(shè)計(jì)并校核，校核結(jié)果表明：設(shè)計(jì)的反應(yīng)釜可以滿足工藝要求和機(jī)械強(qiáng)度要求。目前，DOTP主要用于耐溫70℃的電纜料，也可用做普通增塑劑。 DOTP特性及用途DOTP自身的優(yōu)良性能使其在增塑劑行業(yè)取得良好的市場發(fā)展前景，下面簡要從幾個(gè)方面加以概述：（1）DOTP電、熱性能好，在PVC塑料電用線護(hù)套中可替代DOP，也可用于人造革膜的生產(chǎn)；DOTP具有優(yōu)良的相容性，也可用于丙烯腈衍生物，聚乙烯醇縮丁醛、丁腈橡膠、硝酸纖維素等的增塑,并起著提高制品硬度和變形性的作用，在丁腈橡膠、氯丁橡膠、三元乙丙橡膠等制品中可用作軟化劑；DOTP用在電纜料上具有較好的增塑效果和低揮發(fā)性，廣泛用于要求耐熱、高絕緣的各種制品，是生產(chǎn)耐溫70℃電纜料及其它要求耐揮發(fā)PVC制品的理想增塑劑。 （4）DOTP的體積電阻率較DOP高10~20倍，而且乃遷移性優(yōu)異。本說明書將著重對DOTP生產(chǎn)中用到的反應(yīng)釜進(jìn)行設(shè)計(jì)。因其揮發(fā)性低，使用DOTP能完全滿足電線電纜耐溫等級要求，可廣泛應(yīng)用于耐70℃電纜料（國際電工委員會(huì)IEC標(biāo)準(zhǔn)）及其它各種PVC軟質(zhì)制品中。 工藝生產(chǎn)方法DOTP 生產(chǎn)工藝?yán)碚撋嫌幸韵氯N：1) 直接酯化法，對苯二甲酸 (TPA) 和辛醇在催化劑存在下直接酯化而成；2) 酯交換法，對苯二甲酸二甲酯（DMT）或聚對苯二甲酸乙二醇酯廢料與辛醇在催化劑存在下進(jìn)行酯交換反應(yīng)；3) 酰氯醇解法，對苯二甲酰氯與辛醇進(jìn)行醇解反應(yīng)。反應(yīng)式如下：第一步：第二步：它符合連串反應(yīng)的規(guī)律，單酯的生成是慢反應(yīng)，單酯再反應(yīng)生成二酯是快反應(yīng)，兩步速率常數(shù)之比為19[2]。反應(yīng)生成的水和過量的辛醇形成共沸物，蒸出后，經(jīng)冷凝醇、水分離，醇回流入反應(yīng)系統(tǒng)繼續(xù)參與反應(yīng)。聚酯作為一種通用塑料已被廣泛應(yīng)用于各類包裝材料，如飲料瓶、纖維和薄膜。 醇解法醇解法制取DOTP工藝過程步驟少、設(shè)備簡單、操作方便、易于生產(chǎn)，如必要可回收乙二醇。使用酸性催化劑對設(shè)備的抗腐蝕性能要求較高，而非酸性則要求較低，采用非酸性催化劑可以降低設(shè)備費(fèi)用，并且非酸性催化劑還可以降低該反應(yīng)的反應(yīng)溫度。該生產(chǎn)工藝有連續(xù)操作和非連續(xù)操作，非連續(xù)操作勞動(dòng)強(qiáng)度大，能耗高，效率低，而連續(xù)性操作勞動(dòng)強(qiáng)度小，效率高，便于自動(dòng)化控制。s含量DOTPC24H3804—39063DMTC10H10O4194/辛醇C8H18O132鈦酸四異丙酯C12H28O4Ti284化學(xué)反應(yīng)方程式：由物料衡算可得DMT及辛醇用量，計(jì)算如下。水洗的目的是除去溶于水中的其他雜質(zhì)。 脫醇工序酯化反應(yīng)結(jié)束后，物料體系中含有過量醇，如果不脫除有可能導(dǎo)致后段中和不徹底和乳化現(xiàn)象，進(jìn)而引起產(chǎn)品酸值偏高和各種物料分離不好。將粗酯中的殘留醇及部份低沸物脫除。脫色時(shí)間為30 min左右，溫度為150℃以下。3 反應(yīng)釜設(shè)計(jì) 反應(yīng)釜選型 DOTP生產(chǎn)采用連續(xù)生產(chǎn)，故酯交換反應(yīng)采用連續(xù)流動(dòng)式反應(yīng)釜。 反應(yīng)釜的總體結(jié)構(gòu)帶攪拌的夾套反應(yīng)釜是化學(xué)、醫(yī)藥及食品等工業(yè)中常用的典型反應(yīng)設(shè)備之一。 反應(yīng)釜筒體部分（1）釜體部分由圓筒和上、下封頭組成，提供物料化學(xué)反應(yīng)的其容積由生產(chǎn)能力和產(chǎn)品的化學(xué)反應(yīng)