【導(dǎo)讀】1%，當(dāng)乙醇過(guò)量時(shí)，其動(dòng)力學(xué)方程為：rA=kCA2。A為乙酸，建議采用配比為乙酸：乙醇。對(duì)所有的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較，最后確定本次設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方案。生產(chǎn)線數(shù)，反應(yīng)器個(gè)數(shù)，單個(gè)反應(yīng)器體積。對(duì)攪拌器進(jìn)行選型和設(shè)計(jì)計(jì)算。圖面應(yīng)包括設(shè)備的主要工藝尺寸，技術(shù)特性表和接管表。表、管口表、技術(shù)性能表、技術(shù)要求等），要求采用CAD制圖。本設(shè)計(jì)通過(guò)調(diào)查國(guó)內(nèi)外乙酸乙酯消費(fèi)的情況和比較現(xiàn)有的合成工藝，并對(duì)連續(xù)式。反應(yīng)器和間歇式反應(yīng)器進(jìn)行了體積的計(jì)算，最終選用酯化法和間歇式反應(yīng)器。應(yīng)器體積為³，換熱量為?。高1930mm，直徑1600mm；夾套的特征尺寸為高1400mm，內(nèi)徑為1700mm。進(jìn)行了輔助設(shè)備設(shè)計(jì)，換熱則是通過(guò)夾套與內(nèi)冷管共同作用完成。攪拌器的形式為圓盤式。攪拌器，攪拌軸直徑60mm。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的結(jié)果具有一定的市場(chǎng)運(yùn)用。價(jià)值，可以指導(dǎo)工業(yè)化生產(chǎn)。

　　

【正文】 6? 考慮到封頭的大端與筒體對(duì)焊，小端與釜體筒體角焊，因此取筒體壁厚與封頭的壁厚一致，即 S 筒 = mmSn 6? 21 第四章 反應(yīng)釜夾套的設(shè)計(jì) 夾套 DN、 PN 的確定 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： 1 0 0 1 6 0 0 0 0 1 7 0 0jiD D m m? ? ? ? ? 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=，由于壓力不高所以?shī)A套的材料選用 Q235—B 卷制 Q235—B 材料在 100℃ 是的許用應(yīng)力 [σ]t=113MPa 焊縫系數(shù)的確定 取焊縫系數(shù) φ=（雙面對(duì)接焊， 100％無(wú)損探傷） 腐蝕裕量 C2=2mm 夾套筒體的壁厚 計(jì)算厚度 ? ? 0 . 2 5 1 7 0 0 1 . 92 1 1 3 1 0 . 2 52 cit cPDS m mP? ?? ? ?? ? ??? 鋼板負(fù)偏差 mmC ? 設(shè)計(jì)厚度 2 2 S C mm? ? ? ? ? 名義厚度 1 S C m m? ? ? ? ? 圓整取 mmSn 5? 按鋼制容中 DN=1800mm的壁厚最小不的小于 6mm所以取 mmSn 6? 22 夾套筒體的高度 mD vfVHij 44 22?? ????? ?? 圓整取 mm1400H j ? 夾套的封頭 封頭的厚度 夾套的下封頭選標(biāo)準(zhǔn)橢球封頭，內(nèi)徑與筒體（ mmDj 3400? ）相同 。夾套的上封頭選帶折邊形的封頭，且半錐角 ??45? 。 計(jì)算厚度 ? ? 0 . 2 5 1 7 0 0 1 . 92 1 1 3 1 0 . 5 0 . 2 52 0 . 5cit cPDS m mP? ?? ? ?? ? ? ??? 鋼板負(fù)偏差 mmC ? 設(shè)計(jì)厚度 2 2 S C mm? ? ? ? ? 名義厚度 1 S C m m? ? ? ? ? 按鋼制容中 DN=1700mm的壁厚最小不的小于 8mm所以取 mmSn 8? 帶折邊錐形封頭的壁厚 ： 考慮到封頭的大端與夾套筒體對(duì)焊，小端與釜體筒體角焊，因此取夾 套筒體壁厚與封頭的壁厚一致，即 S 筒 = mmSn 8? 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(guò)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。 23 第 五 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 ： ? ?? ? MP aPP tcT ????? ?? 水壓試驗(yàn)的強(qiáng)度校核 ： MP aCS CSDP n niTT 138)(2 )()(2 )( ??? ????? ???? 16MnR 的屈服極限 MPas 345?? M P as 1 013 4 ?????? 由 M P aM P a sT ???? ?? 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(guò)程 ： 操作過(guò)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 ，保壓不低于 30min ，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(wú)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)。 夾套的液壓試驗(yàn) 水壓試驗(yàn)壓力的確定 ： ? ?? ? MP aPP tcT ????? ?? 且不的小于（ p+） = 24 所以取 MPaPT ? 水壓試驗(yàn)的強(qiáng)度校核 ： MP aCS CSDP n niTT 115)(2 )()(2 )( ??? ????? ???? Q235—B 的屈服極限 MPas 235?? M P as 1 112 3 ?????? 由 M P aM P a sT ???? ?? 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(guò)程 ： 操作過(guò)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 ，保壓不低于 30min ，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(wú)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)。 25 第 六 章 攪拌器的選型 攪拌設(shè)備規(guī)模、操作條件及液體性質(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(guò)程的目的和攪拌器能造成的流動(dòng)形態(tài)。 同一攪拌操作可以用多種不同構(gòu)型的攪拌設(shè)備來(lái)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(duì)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(duì)結(jié)晶過(guò)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。 攪拌槳的尺寸及安裝位置 葉輪直徑與反應(yīng)釜的直徑比一般為 ~[10]，一般取 ，所以葉輪的直徑 160 0 800id D m m? ? ? ?， 葉輪據(jù)槽底的安裝高 度 1 1 .0 1 .0 8 0 0 8 0 0H d m m? ? ? ?； 葉輪的葉片寬度 80 0 16 0W d mm? ? ? ?， 葉輪的葉長(zhǎng)度 5 5 80 0 20 0l d mm? ? ? ?， 液體的深度 1i1 .0 D 1 6 0 0 mHm??； 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 160 0 160 m mbWD? ? ? ? 槳葉數(shù)為 6，根據(jù)放大規(guī)則，葉端速度設(shè)為 ,則攪拌轉(zhuǎn)速為： 4 .3 4 .3 1 .5 2 /3 .1 4 0 .8n r sd?? ? ??， 取 /n r s? 攪拌功率的計(jì)算 采用永田進(jìn)治公式進(jìn)行計(jì)算： 42 .1 5 7 1 0 /Pa s? ??? 26 22 641 . 0 1 . 5 8 5 0 7 . 0 9 1 0 3 0 02 . 1 5 7 1 0e dnR ?? ???? ? ? ? ?? 221 .5 0 .8 0 .2 2 99 .8 1r ndF g ?? ? ?[13] 由于 eR 數(shù)值很大，處于湍流區(qū)，因此，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) ecR ，用 ecR 代替 eR 進(jìn)行攪拌功率計(jì)算。 ecR 可以查 文獻(xiàn) [11]上湍流一層流大的轉(zhuǎn)折點(diǎn)得出。知： ?? 所以功率： KWdnP 5353 ?????? ? 取 P ＝ 14KW 攪拌軸的的初步計(jì)算 攪拌軸直徑的設(shè)計(jì) （ 1）電機(jī)的功率 P ＝ 14KW ，攪拌軸的轉(zhuǎn)速 n ＝ 90 /minr ，根據(jù) 文獻(xiàn) [12]取用 材料為1Cr18Ni9Ti ， [? ]＝ 40MPa ，剪切彈性模量 G ＝ 104 MPa ， 許用單位扭轉(zhuǎn)角 [? ]＝ 1176。/m。 由 10 Pm n??得： m = 66149 . 5 5 3 1 0 1 . 4 8 6 1 0 / 1 4 8 6 /90 N m m N m? ? ? ? ? 利用截面法得： ?maxTM m = 6 10 90??（ Nmm ） 由max []TMW????? 得： 69 .5 5 3 1 0[]PW n? ???= 6 10 90 40?? ? 攪拌軸為實(shí)心軸，則： ? ? = 6 10 90 40?? ? d ≥ 取 d ＝ 60mm （ 2）攪拌軸剛度的校核：由 3m a xm a x4p180 10J 32TpMGJd? ??? ? ?? 剛度校核必須滿足： ? ?max??? ，即： 27 ? ?6 3 6 34441 8 0 1 4 1 8 09 .5 3 3 1 0 1 0 9 .5 3 3 1 0 1 090 5 7 .21 8 .1 1 03 2 3 2pnd m mG?????? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? 所以攪拌軸的直徑取 d ＝ 60mm滿足條件。 攪拌抽臨界轉(zhuǎn)速校核計(jì)算 由于反應(yīng)釜的攪拌軸轉(zhuǎn) 速 n =90 /minr ＜ 200 min/r ，故不作臨界轉(zhuǎn)速校核計(jì)算。 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： DN 40 HG 21570—95。 夾套式反應(yīng)釜附屬裝置的確定 人孔 C 選用長(zhǎng)圓型回轉(zhuǎn)蓋快開人孔 人孔 ， 400300 JB 579791 接管及其法蘭選擇 水蒸氣進(jìn)口管： ? 1084， L=200mm， 10 號(hào)鋼 法蘭： DN100 HG 2059297 冷卻水出口管： ? 57， L=150 mm，無(wú)縫鋼管 法蘭： DN50 HG 2059297 進(jìn)料管： 乙酸進(jìn)料管 smv / 3?? ?? 管徑 md 0 2 0 0 0 ???? 根據(jù)管子規(guī)格圓整選用 ?? 的無(wú)縫鋼管， L=150mm 法蘭： DN25 HG 2059297 28 乙醇醇進(jìn)料管 smv / 0790 3?? ?? 管徑 md 0 4 0 0 1 ???? 根據(jù)管子規(guī)格圓整選用 418?? 的無(wú)縫鋼管， L=200mm 法蘭： DN50 HG 2059297 濃硫酸進(jìn)料管 smv / 3???? 管徑 md 0 1 0 0 0 0 ???? 根據(jù)管子規(guī)格圓整選用 418?? 的無(wú)縫鋼管， L=100mm 法蘭： DN10 HG 2059297 出料管：出料總質(zhì)量流量 2 8 7 0 .7 k g /hAAW F M F M W? ? ? ?乙 醇 乙 醇 硫 酸 因密度 3kg/m850?? ，則體積流量為 32 8 7 0 . 7 0 . 0 0 1 8 9 m / s8 5 0 3 6 0 0V ??? 因進(jìn)料黏度低，選取管道中流速 m/?u 則管徑 ????d 根據(jù)規(guī)格選取 ? 57 的無(wú)縫鋼管。 法蘭： DN50 HG 2059297 溫度計(jì)接管： ? 45， L=100mm，無(wú)縫鋼管 法蘭： DN40 HG 2059297 不凝氣體排出管： ? 32， L=100 mm，無(wú)縫鋼管 法蘭： DN25 HG 2059297 壓料管： ? 57， L=200 mm，無(wú)縫鋼管 法蘭： DN50 HG 2059297 壓料管套管： ? 1084， L=200 mm， 10 號(hào)鋼 法蘭： DN100 HG 2059297 29 第七章 車間設(shè)備布置設(shè)計(jì) 車間布置設(shè)計(jì) 概述 車間布置設(shè)計(jì)是完成設(shè)備工藝設(shè)計(jì)和初步設(shè)計(jì)工藝流程之后的設(shè)計(jì)內(nèi)容。 車間 布置設(shè)計(jì)是對(duì)車間建筑物等設(shè)施配置的安排做出合理的布局。車間布置設(shè)計(jì)開始，設(shè)計(jì)進(jìn)入各專業(yè)間共同協(xié)作階段，工藝專業(yè)在此階段除工藝設(shè)計(jì)本身外，還需要了解和考慮總圖、土建、設(shè)備、儀表、電氣、供排水等專業(yè)及機(jī)械、安裝、操作等各方面的要求。上述非工藝專業(yè)也提出了對(duì)車間布置的要求。 車間布置設(shè)計(jì)的主要工作是設(shè)備的布置，重點(diǎn)協(xié)作伙伴是建筑專業(yè)。設(shè)備布置的任務(wù)是決定工藝設(shè)備的空間位置，決定設(shè)備的露天與否，決定車間生產(chǎn)部 分的通道。 確定管道、電氣儀表 管 線及采暖通風(fēng)管道的走向和位置。 車間布置的基本原則和要求 合理的生 產(chǎn)車間布置應(yīng)做到：經(jīng)濟(jì)合理，節(jié)約投資，操作和安裝檢修方便安全，設(shè)備排列簡(jiǎn)潔、緊湊、整齊、美觀。要做到上述各點(diǎn)必須充分與正確地利用有關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)計(jì)規(guī)范，特別是人們已積累的經(jīng)驗(yàn)。 車間布置的基本原則 車間布置設(shè)計(jì)的原則有以下幾點(diǎn)： （ 1）最大限度地滿足工藝生產(chǎn)包括設(shè)備維修的要求； （ 2）有效地利用車間建筑面積 (包括空間 )和土地； （ 3）要為車間的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、先進(jìn)合理以及節(jié)能等要求創(chuàng)造條件； （ 4）考慮其他專業(yè)對(duì)本車間布置的要求； （ 5）要考慮車間的發(fā)展和廠房的擴(kuò)建； （ 6）車間中所采取的勞動(dòng)保護(hù) 、防腐防火、防毒、防爆及安全衛(wèi)生等措施是否符合