【正文】 112 9 .1 6a J m ol K??? ? ? 3 1 21 4 .4 9 1 0b J m o l K? ? ?? ? ? ? 8 6 1 32 .0 2 2 1 0c J m o l K? ? ?? ? ? ? ? 12 4 1 3 3 8 3 39822TTTK? ?? ? ? 3 6 22 9 . 1 6 1 4 . 4 9 1 0 3 9 8 2 . 0 2 2 1 0 3 9 8poc ??? ? ? ? ? ? ? 2 9 .1 6 5 .7 6 7 0 .3 2 0 3? ? ? 113 4 .6 0 6 7 J m ol K??? ? ? K J K g K??? ? ? ? ? ? ? ? ?312 1 0 2 3 1 . 6 7 k g /1. 5879 2 3 4 1 3 33 1 0 . 4 36 9o po Qmhc T T? ? ?? ? ? 第 4 章反應釜釜體設計 反應器的直徑和高度 在已知攪拌器的操作容積后，首先要選擇罐體適宜的高徑比（ H/Di），以確定罐體的直徑和高度。選擇罐體高徑比主要考慮以下兩方面因數(shù)： 高徑比對攪拌功率的影響：在轉速不變的情況下， 3iDp? （其中 D— 攪拌器直徑， P— 攪拌功率）， P 隨釜體直徑的增大，而增加很多，減小高徑比只能無謂地消耗一些攪拌功率。因此一般情況下，高徑比應選擇大一些。 高徑比對傳熱的影響：當容積一定時， H/Di越高，越有利于傳熱。 高徑比的確定通常才用經(jīng)驗值表 [6] 種類 罐體物料類型 H/Di 一般攪拌釜 液 — 固或液 — 液相物料 1~ 氣 — 液相物料 1~2 發(fā)酵罐類 氣 — 液相物料 ~ 假定高徑比為 H/Di=，先忽略罐底容積 ?????????? iii DHDHDV 344 ??[7] mDi ? 取標準 mmmD i 3 0 0 ?? 9 標準橢球型封頭參數(shù)見表 [8] 公稱直徑（ mm） 曲面高度（ mm） 直邊高度（ mm） 內表面積（ m2） 容積（ m3） 3000 750 40 筒體的高度 mmmDVH i 2 ???????? ??? 釜體高徑比的復核 0 0 03 3 9 02 ???? ii D hHDH 滿足要求 。 筒體壁厚的設計 設計參數(shù)的確定 反應器內各物質的飽和蒸汽壓 [9] 物質 水 乙酸 乙醇 乙酸乙酯 飽和蒸汽壓（ MPa） 該反應釜的操作壓力必須滿足乙醇的飽和蒸汽壓所以去操作壓力P=，該反應器的設計壓力 Pc== = 該反應釜的操作溫度為 100℃，設計溫度為 120℃。 由此選用 16MnR 卷制 16MnR 材料在 120℃是的許用應力 [σ ]t=170MPa 焊縫系數(shù)的確定 取焊縫系數(shù)φ =（雙面對接焊， 100％無損探傷） 腐蝕裕量 C2=2mm 筒體的壁厚 計算厚度 ? ? mmPDPS ct ic ???? ????? ?[10] 鋼板負偏差 mmC ? 設計厚度 mmCCSS d ??????? 圓整取 7mm 按鋼制容器的制造取壁厚 mmSn 8? 10 釜體封頭厚 計算厚度 ? ? mmPDPS ct ic ????? ????? ? 鋼板負偏差 mmC ? 設計厚度 mmCCSS d ??????? 圓整取 7mm 按鋼制容器的制造取壁厚 mmSn 8? 第 5 章 反應釜夾套的設計 夾套 DN、 PN 的確定 夾套的 DN 由夾套的筒體內徑與釜體筒體內徑之間的關系可知： mmDD ij 3 0 0 02 0 03 0 0 02 0 0 ????? 夾套的 PN 由設備設計條件可知，夾套內介質的工作壓力為常壓，取 PN=，由于壓力不高所以夾套的材料選用 Q235— B 卷制 Q235— B 材料在 120℃是的許用應 力 [σ ]t=113MPa 焊縫系數(shù)的確定 取焊縫系數(shù)φ =（雙面對接焊， 100％無損探傷） 腐蝕裕量 C2=2mm 夾套筒體的壁厚 計算厚度 ? ? mmPDPS ct ic ???? ????? ? 鋼板負偏差 mmC ? 11 設計厚度 mmCCSS d ??????? 圓整取 6mm 按鋼制容中 DN=3200mm 的壁厚最小不的小 8mm 所以取 8nS mm? 夾套筒體的高度 mD vfVHij 43 . 8 22 7 . 5 4 22?? ????? ?? 夾套的封頭 夾套的下封頭選標準橢球封頭，內徑與筒體（ mmDj 0023? ）相同。夾套的上封頭選帶折邊形的封頭，且半錐角 ??45? 。 計算厚度 ? ? mmPDPS ct ic ????? ????? ? 鋼板負偏差 mmC ? 設計厚度 mmCSS d 21 ??????? 圓整取 6mm 按鋼制容中 DN=3200mm 的壁厚最小不的小于 8mm 所以取 8nS mm? 帶折邊錐形封頭的壁厚 考慮到風頭的大端與夾套筒體對焊，小端與釜體筒體角焊，因此取封頭的壁厚與夾套筒體壁厚一致，即 mmSn 8? 傳熱面積校核 由于反應釜內進行的反應是放熱反應，產(chǎn)生的熱量不僅能夠維持反應的不短進行，且會引起反應釜內的溫度升高。為防止反應釜內溫度過高，在反應釜的上方設置了冷凝器進行換熱，因此不需要進行傳熱面積的校核。如果反應釜內進行的是吸熱反應，則需進行傳熱面積的校核。 12 第 6 章 反應釜釜體及夾套的壓力試驗 釜體的水壓試驗 水壓試驗壓力的確定 ? ?? ? M P aPP tcT ????? ?? 水壓試驗的強度校核 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 ， 保壓足夠長時間，檢查所有焊縫和連接部位有無泄露和明顯的殘留變形。若質量合格，緩慢降壓將釜體內的 水 排凈，用壓縮空氣吹干釜體。若質量不合格，修補后重新試壓直至合格為止。 水 壓試驗合格 后再做 氣壓試驗 。 13 夾套的液壓試驗 水壓試驗壓力的確定 ? ?? ? M P aPP tcT ????? ?? 且不的小于（ p+） = 所以取 MPaPT ? 水壓試驗的強度校 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 ， 保壓足夠長時間，檢查所有焊縫和連接部位有無泄露和明顯的殘留變形。若質量合格，緩慢降壓將釜體內的 水 排凈，用壓縮空氣吹干釜體。若質量不合格，修補后重新試壓直至合格為止。 水 壓試驗合格 后再做 氣壓試驗 。 14 第 7 章 攪拌器的選型 攪拌設備規(guī)模、操作條件及液體性質覆蓋面非常廣泛，選型時考慮的因素很多，但主要考慮的因素是介質的黏度、攪拌過程的目的和攪拌器能造成的流動形態(tài)。 同一攪拌操作可以用多種不同構型的攪拌設備來完成，但不同的實施方案所需的設備投資和功率消耗是不同的，甚至會由成 倍的差別。為了經(jīng)濟高效地達到攪拌的目的，必須對攪拌設備作合理的選擇。根據(jù)介質黏度由小到大，各種攪拌器的選用順序是推進式、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。氣體吸收用圓盤渦輪式最適宜，其流量大、剪切強、氣體平穩(wěn)分散。對結晶過程，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 葉輪直徑與反應釜的直徑比一般為 ~[12]，一般取 ，所以葉輪的直徑 mmDd i 9903 0 0 ???? ，取 1000d mm? ； 葉輪據(jù)槽底的安裝高度 1 1 .0 1 .0 1 0 0 0 1 0 0 0H d m m? ? ? ?； 葉輪的葉片寬度 0 .2 0 .2 1 0 0 0 2 0 0W d m m? ? ? ?，取 200W mm? ； 葉輪的葉長度 0 .2 5 0 .2 5 1 0 0 0 2 2 5l d m m? ? ? ?，取 250l mm? ； 液體的深 度 2 1 .0 3 3 5 0H H m m?? ； 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mmDW b 3 0 03 0 0 ???? 槳葉數(shù)為 6，根據(jù)放大規(guī)則，葉端速度設為 ,則攪拌轉速為： 4 .3 4 .3 1 .5 2 /3 .1 4 1 .0n r sd?? ? ??， 取 /n r s? 攪拌功率的計算 采用