【正文】 反應(yīng)液中很快失去活性。（2）乙醛縮合法反應(yīng)式： 乙醛縮合法是由兩分子乙醛經(jīng)Tishchenko反應(yīng)縮合成一分子乙酸乙酯，催化劑為乙醇鋁、氯化鋁及氯化鋅等，反應(yīng)溫度為0~10oC。乙醛縮合法優(yōu)點(diǎn)在于反應(yīng)是在常壓低溫下進(jìn)行，轉(zhuǎn)化率和收率高，對(duì)設(shè)備要求不高，生產(chǎn)成本較酯化法低；缺點(diǎn)是受原料來(lái)源限制，僅適宜于乙醛資源豐富的地區(qū)，催化劑乙醇鋁無(wú)法回收，最后通過(guò)加水生成氫氧化鋁排放，對(duì)環(huán)境有一定污染。乙醛貯存運(yùn)輸不方便，一般都是自產(chǎn)自用，因此乙醛縮合法乙酸乙酯生產(chǎn)裝置都是建在有乙醛生產(chǎn)的廠內(nèi)。該法在國(guó)外已經(jīng)大型化，在國(guó)內(nèi)尚有催化劑和工程上的問(wèn)題沒(méi)解決，有待突破。（3）乙烯加成法反應(yīng)式：隨著化學(xué)化工產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，煉油技術(shù)的不斷提高，乙烯已經(jīng)成為一種豐富的原料。缺點(diǎn)是此催化體系對(duì)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，投資成本高。同時(shí)該工藝依賴于石化工業(yè)，需要有大量的乙烯資源，只能在乙烯和乙酸資源相對(duì)比較豐富而廉價(jià)的地區(qū)才可以考慮。（4）乙醇脫氫法反應(yīng)式：以乙醇為原料生產(chǎn)乙酸乙酯，傳統(tǒng)工藝必須經(jīng)過(guò)乙醇氧化脫氫為乙醛、乙醛氧化成乙酸、乙酸與乙醇酯化3個(gè)工段才能完成。乙醇脫氫法總反應(yīng)實(shí)際上也是經(jīng)過(guò)3個(gè)步驟完成的。20世紀(jì)90年代初清華大學(xué)化學(xué)系首先對(duì)此工藝進(jìn)行研究，開發(fā)出催化劑Cu/ZnO/Al2O3/ZrO2，并獲得了國(guó)家專利。英國(guó)Kvaerner工程公司于20世紀(jì)90年代研究乙醇脫氫法生產(chǎn)乙酸乙酯，同時(shí)已經(jīng)在南非建成第一家工業(yè)化生產(chǎn)工廠。由于氫氣對(duì)平衡的抑制及降低副反應(yīng)要求，單程轉(zhuǎn)化率只能控制在60%~70%。 表2221四種工藝對(duì)比表同前修改粗細(xì)度工藝方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)酯化法濃硫酸有酸性強(qiáng)、吸水性強(qiáng)、性能穩(wěn)定、價(jià)廉等優(yōu)點(diǎn)，而且溶于反應(yīng)物料中，是均相催化反應(yīng)，反應(yīng)均勻，因而在全塔內(nèi)都能進(jìn)行催化反應(yīng)。本次設(shè)計(jì)將根據(jù)自己的生產(chǎn)規(guī)模計(jì)算，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較，得出合理的工藝設(shè)計(jì)流程。A為乙酸，建議采用配比為乙酸：乙醇=1：5（摩爾比），反應(yīng)物料密度為，反應(yīng)速度常數(shù)k為?！叭齻鳌敝纲|(zhì)量、熱量和動(dòng)量傳遞，其質(zhì)量平衡，熱量平衡和動(dòng)量平衡可以分別表述如下：1) 質(zhì)量平衡2) 熱量平衡3) 動(dòng)量平衡 間歇反應(yīng)釜操作期間沒(méi)有任何物料流入或流出，假定反應(yīng)釜內(nèi)部物料混合均勻，各物質(zhì)濃度、溫度不隨空間位置而變，根據(jù)質(zhì)量守恒，對(duì)反應(yīng)物進(jìn)行衡算：年產(chǎn)量為間歇生產(chǎn)6000小時(shí)/年，24小時(shí)生產(chǎn)制，一年250個(gè)工作日。 輸入的量=輸出的量+反應(yīng)消耗的量+累積量 圖461 連續(xù)流動(dòng)釜式反應(yīng)器示意圖特點(diǎn)：反應(yīng)器有效容積中任意一點(diǎn)處的組成、溫度等狀態(tài)完全相同。因硫酸少量，忽略其影響，乙酸的初始濃度：乙醇的初始濃度：對(duì)于連續(xù)式生產(chǎn)1）若采用兩釜串聯(lián)，系統(tǒng)為定態(tài)流動(dòng)，且對(duì)恒容系統(tǒng)，不變，不變 2）若采用兩釜等溫操作，則代數(shù)解得 所以 ，故實(shí)際體積V==。根據(jù)間歇性和連續(xù)性反應(yīng)特征比較，間歇進(jìn)料需2條生產(chǎn)線，連續(xù)性需1條生產(chǎn)線。故而，本次設(shè)計(jì)將根據(jù)兩釜串聯(lián)的的間歇性生產(chǎn)線進(jìn)行，并以此設(shè)計(jì)其設(shè)備和工藝流程圖。 換熱設(shè)計(jì)換熱采用夾套加熱，設(shè)夾套內(nèi)的過(guò)熱水蒸氣由130℃降到110℃，溫差為20℃。反應(yīng)物料為液夜相類型，由表H/Di=︿~ 考慮容器不是很大，故可取H/Di=由式 反應(yīng)釜內(nèi)徑的估算值應(yīng)圓整到公稱直徑DN系列，故可取1600 mm 。 確定筒體高度H 當(dāng) Dg=1600 mm ，ho= 40 mm 時(shí)，由附表12[3]可查得橢圓形封頭的容積為 V封 = m 查得筒體1米高的容積V1米= m3 取 H = 1680 mm 則 H/Di = 1680/1600≈ 選取橢圓封頭，其公稱直徑為1600mm，曲面高度為400mm，直邊高度為40mm， m3 夾套直徑、高度的確定 根據(jù)筒體的內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)計(jì)算查取，選取DN=1800的夾套。夾套高度H2： 式中η為裝料系數(shù)，η = ，代入上式： ?。篐2 = 1200 mm 。 根據(jù)式（1012）[2]筒體的設(shè)計(jì)厚度： 式中：δd —— 圓筒設(shè)計(jì)厚度，mm ；Di —— 圓筒內(nèi)徑 ，mm ；P —— 內(nèi)壓設(shè)計(jì)壓力， ；Φ —— 焊接接頭系數(shù)，（表109[2]）；C2 —— 腐蝕裕量，取 2 mm ；[σ]t——材料許用應(yīng)力： 。 所以，內(nèi)壓計(jì)算筒體壁厚： + = 外壓設(shè)計(jì)計(jì)算 的外壓設(shè)計(jì)設(shè)筒體的設(shè)計(jì)壁厚 δ = 7 mm ，并決定L/Do ；Do/δ 之值：Do——筒體外徑，Do = Di + 2δd =1600 +27 =1614 mm；L ——筒體計(jì)算長(zhǎng)度，L = H2 +h = 1400+400 =1533 mm （h為封頭的曲面高度），則：L/Do = ≈ ，Do/δ = ≈ 230由圖1015[2]查得A = ，由圖1017[2]差得 ，則許用外壓為： 可見，δ = 7 mm MPa 外壓穩(wěn)定要求，考慮壁厚附加量C = C1 + C2 = + 2 = mm 后，筒體壁厚 δn = δ + C = 7 + = mm ，圓整到標(biāo)準(zhǔn)鋼板規(guī)格，δn 取 10 mm 。 釜體封頭壁厚計(jì)算按內(nèi)壓計(jì)算: P = , Di = 1600mm, Φ = ,[σ]t = 113Mpa, C = +2 = 代入數(shù)據(jù)：因?yàn)楦w的筒體S筒釜= 10mm，考慮到封頭與筒體的焊接方便，取封頭與筒體厚S封頭= 10mm經(jīng)采用圖解法外壓校核，由于[P]﹥PT ，外壓穩(wěn)定安全，故用S封筒= 10 mm。經(jīng)校核，設(shè)備穩(wěn)定安全。經(jīng)校核，設(shè)備穩(wěn)定安全符合要求。 攪拌器轉(zhuǎn)速n：根據(jù)相關(guān)的工藝經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，選擇 傳動(dòng)功率P：攪拌的雷諾數(shù)Re 則：（KT可查取表39[1]） 電機(jī)功率本設(shè)計(jì)中考慮傳動(dòng)效率為90%，則： 減速器的選擇 根據(jù)以上計(jì)算，并查取文獻(xiàn)，其出軸轉(zhuǎn)速為100rpm，適用。/m)，對(duì)于一般的傳動(dòng)，～(176。支座的選定：（以下參考書[3]） 因反應(yīng)釜需外加保溫，故選B型懸掛式支座 反應(yīng)釜總重 式中：Q1——筒體與夾套筒體總重Q2——封頭與夾套封頭總重Q3——料液重，按水壓試驗(yàn)時(shí)充滿水計(jì)Q4——附件重，人孔重900N，其它接管和保溫層按1000N計(jì)故： Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 = 12357 + 4690 + 53057 + 1900 = 72004N按兩個(gè)支座承載計(jì)，每個(gè)支座承載36002N由表116[2] 選：支座B4 JB/T 473592 人孔C選用長(zhǎng)圓型回轉(zhuǎn)蓋快開人孔 ，400300 JB 579791 水蒸氣進(jìn)口管：φ1084，L=200mm，10號(hào)鋼法蘭： DN100 HG 2059297 冷卻水出口管：φ57，L=150 mm，無(wú)縫鋼管法蘭： DN50 HG 2059297 進(jìn)料管 （1） 乙酸進(jìn)料管 管徑根據(jù)管子規(guī)格圓整選用的無(wú)縫鋼管，L=150mm法蘭： DN25 HG 2059297（2） 乙醇醇進(jìn)料管 管徑根據(jù)管子規(guī)格圓整選用的無(wú)縫鋼管，L=200mm法蘭： DN50 HG 2059297（3） 濃硫酸進(jìn)料管 管徑根據(jù)管子規(guī)格圓整選用的無(wú)縫鋼管，L=100mm法蘭： DN10 HG 2059297（4） 出料管：出料總質(zhì)量流量 因密度，則體積流量為 由表11[4]得，因進(jìn)料黏度低，選取管道中流速則管徑根據(jù)規(guī)格選取φ57