【正文】 ..... 14 攪拌軸的的初步計(jì)算 .......................................................................................... 15 攪拌軸直徑的設(shè)計(jì) .................................................................................... 15 攪拌抽臨界轉(zhuǎn)速校核計(jì)算 ......................................................................... 16 聯(lián)軸器的 型式及 尺寸的設(shè)計(jì) ............................................................................... 16 第八章 夾套式反應(yīng)釜附屬裝置的確定 ............................................................................ 16 人孔的選擇 ....................................................................................................... 16 接管及其法蘭選擇 ........................................................................................... 16 支座的選擇 ....................................................................................................... 18 結(jié)論 ............................................................................................................................... 19 總結(jié) ............................................................................................................................... 20 1 主要符號(hào)一覽表 V—— 反應(yīng)釜的體積 t—— 反應(yīng)時(shí)間 0Ac —— 反應(yīng)物 A 的起始濃度 0Bc —— 反應(yīng)物的 B 起始濃度 0Sc —— 反應(yīng)物 S 的起始濃度 f—— 反應(yīng)器的填充系數(shù) iD —— 反應(yīng)釜的內(nèi)徑 H —— 反應(yīng)器筒體的高度 2h —— 封頭的高度 P—— 操作壓力 Pc—— 設(shè)計(jì)壓力 φ —— 取焊縫系數(shù) [σ ]t—— 鋼板的許用應(yīng)力 C1—— 鋼板的負(fù)偏差 C2—— 鋼板的腐 蝕裕量 S—— 筒壁的計(jì)算厚度 dS —— 筒壁的設(shè)計(jì)厚度 nS —— 筒壁的名義厚度 jH —— 反應(yīng)器夾套筒體的高度 V—— 封頭的體積 TP —— 水壓試驗(yàn)壓力 jD —— 夾套的內(nèi)徑 2 Q —— 乙酸的用量 0Q —— 單位時(shí)間的處理量 第 1 章 設(shè)計(jì)任務(wù)及條件 乙酸乙酯酯化反應(yīng)的化學(xué)式為： CH3COOH+C2H5OH=====CH3COOC2H5+H2O A B R S 原料中反應(yīng)組分的質(zhì)量比為： A： B： S=1： 2： ，反應(yīng)液的密度為 1020Kg/m3，并假定在反應(yīng)過(guò)程中不變。 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(wèn)題。 準(zhǔn)確而迅速的進(jìn)行過(guò)程計(jì)算及主要設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算及選型。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(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定或到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)際查定。 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)。 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(wèn)題復(fù)雜性，學(xué)習(xí)初次嘗試 反應(yīng)釜 機(jī)械設(shè)計(jì)。 熱量衡算 。 關(guān)鍵字： 間歇釜式反應(yīng)器 。攪拌器的形式為圓盤式攪拌器，攪拌軸直徑 75mm。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。 1 設(shè)計(jì)說(shuō)明 本選題為年產(chǎn)量為 年產(chǎn) 6 103T 的間歇釜式反應(yīng)器的設(shè)計(jì)。通過(guò)物料衡算、熱量衡算，反應(yīng)器體積為 、換熱量為 10 / hKJ? 。還對(duì)塔體等進(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。 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。 物料衡算 。 壁厚設(shè)計(jì) 。化工設(shè)計(jì)不同于平時(shí)的作業(yè)，在設(shè)計(jì)中需要同學(xué)獨(dú)立自主的解決所遇到的問(wèn)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(guò)程和設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算，并要對(duì)自己的選擇做出論證和核算，經(jīng)過(guò)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)。在教師指導(dǎo)下，通過(guò)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(wèn)題的能力。 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(guò)程正常、安全可行所需的檢測(cè)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。 用精煉的語(yǔ)言、簡(jiǎn)潔的文字、清晰地圖表來(lái)表達(dá)自己的設(shè)計(jì)思想和計(jì)算結(jié)果。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)。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。 min),平衡常數(shù) K=。 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(wú)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(kāi)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