年产5005t乙酸乙酯间隙釜式反映器的设计课程设计说明书

1、武昌理工学院课程设计说明书生命科学学院所属课程 化学反映工程设计题R年产5005t乙酸乙酯间隙釜式反映器的设计专业 班级学生姓名设计组别.指导教师 本选题为年产量为年产5005t的反映器的设计。通过别离对持续釜式反映器 和间隙釜式反映器的体积计算，和综合其他因素，得出最正确的反映器间隙釜式反映器。由物料衡算、热量衡算，得出反映器体积为8.08/篦3、换热量为6.5x1 O（，K，/h。设备设计结果说明，反映器的特点尺寸为高3350mm, 直径3000mm；夹套的特点尺寸为高2570mm,内径为3200mm。还对塔体等进行了 辅助设备设计，换热那么是通过夹套与内冷管一起作用完成。搅拌器的形式为圆

2、 盘式搅拌器，搅拌轴直径75mm。乙酸乙酯是重要的化工原料，可用作纺织工业的清洗剂和天然香料的萃取 剂，也是制药工业和有机合成的重要原料。它的产量，代表着一个国家生产水平 的高低。合成乙酸乙酯对合成其他物质起到抛砖引玉的作用。对这次的程序设计， 乙酸乙酯采纳的是酯化反映。酯化反映是有机工业中较成熟的一个工艺。尽管此 刻研制出不同的催化剂合成新工艺，但设计以硫酸作为催化剂的传统工艺是很有 必要的。由于反映器要有足够的机械强度，抗侵蚀能力，本课程设计采纳的是夹 套式反映釜。通过给定设计的要紧工艺参数和条件，综合系统地应用化工理论及 化工计算知识，完成对反映釜的工艺设计和设备设计。在此基础上绘制了间

3、歇釜式反映器的设备图，和整体工艺的工艺流程图。关键字：间歇釜式反映器；工艺流程图；物料衡算；热量衡算；壁厚设计AbstractThe design for the annual output of reactor with an annual output of 5005t this topic. Based on the continuous stirred tank reactor and gap reactor volume calculation, and other factors, the reactor - gap reactor best. From the material

4、balance, heat balance, the reactor volume of 8. 08 cubic meters, heat transfer for the 6. 5 X 10b kJ per hour. The results showed that the characteristics of equipment design, size of the reactor for high 3350mm, diameter 3000mm; feature size jacket for high 2570mm, 3200mm diameter. Also on the towe

5、r body of the auxiliary equipment design, heat transfer is through the jacket and the inner cooling pipe joint action completed. A form for disc type stirrer, the stirring shaft diameter 75mm.Ethyl acetate is an important chemical raw material, extraction agent can be used as textile industrial clea

6、ning agents and natural spices, but also an important raw material for pharmaceutical industry and organic synthesis. Its production, represents a countrys production level. Synthesis of ethyl acetate to play the role of other synthetic materials. Program design of this, ethyl acetate is used in est

7、erification reaction. Esterification is a relatively mature technology of organic industry. Although now developed a new catalyst for the synthesis of different processes, but the design with sulfuric acid as catalyst in the traditional process is very necessary. Because the reactor should have suff

8、icient mechanical strength, corrosion resistance, the curriculum design is jacketed reactor. The main process parameters given design and conditions, comprehensive and systematic application of chemical theory and calculation of chemical engineering knowledge, to complete the process design and equi

9、pment for reactor.On the basis of drawing the batch reactor equipment diagram, process flow diagram and the overall process.Keywords: batch reactor; process flow diagram; material balance; heat balance; the design of wall thickness-kA.刖 百反映工程课程设计是化工设备机械基础和反映工程课程教学 中综合性和实践性较强的教学环节，是理论联系实际的桥梁，是学生体察 工程

10、实际问题复杂性，学习第一次尝试反映釜机械设计。化工设计不同于 平常的作业，在设计中需要同窗独立自主的解决所碰到的问题、自己做出 决策，依照教师给定的设计要求自己选择方案、查取数据、进行进程和设 备的设计计算，并要对自己的选择做出论证和核算，通过反复的比较分析, 择优选定最理想的方案和合理的设计。反映工程是培育学生设计能力的重要实践教学环节。在教师指导下， 通过裸程设计，培育学生独立地运用所学到的大体理论并结合生产实际的 知识，综合地分析和解决生产实际问题的能力。因此，当学生第一次完成 该课程设计后，应达到一下儿个目的：1、熟练把握查阅文献资料、搜集相关数据、正确选择公式，当缺乏必要的 数据时、

11、尚需要自己通过实验测定或到生产现场进行实际查定。2、在兼顾技术先进性、可行性、经济合理的前提下，综合分析设计任务要 求，确信化工工艺流程，进行设备选型，并提出保证进程正常、平安可 行所需的检测和计量参数，同时还要考虑改善劳动条件和环境爱惜的有 效方法。3、准确而迅速的进行进程计算及要紧设备的工艺设计计算及选型。4、用精炼的语言、简练的文字、清楚地图表来表达自己的设计思想和计算 结果。反映工程课程设计是一项很繁琐的设计工作，而且在设计中除要考虑 经济因素外，环保也是一项不能不考虑的问题。除此之外，还要考虑诸多 的政策、法规，因此在课程设计中要有耐心，注意多专业、多学科的综合 和彼此和谐。目 录摘

12、要IAbstractIll前言IV第1章课程设计任务书0第2章概述2第3章工艺设计计算33.1 设计依据33.2 .设计方案33.3 工艺计算及方案选择33.3.1 间歇釜进料31.1.2 乙酸乙酯的产量31.1.3 乙酸的流量31.1.4 乙醇的流量41.1.5 反映体积及反映时刻计算43.2 持续性进料的计算53.2.1 乙酸的流量53.2.2 乙醇的流量53.2.6 反映体积及反映时刻计算63.3 设计方案的选择7第4章热量核算84.1 工艺流程84.2 物料衡算84.3 能量衡算84.3.1 热量衡算总式84.3.2 每摩尔各类物值在不同条件下的5内值94.3.3 各类气象物质的参数如

13、下表104.3.4 每摩尔物质在100C下的熔值104.3.5 总能量衡算114.4 换热设计12水蒸气的用量124.5 传热面积校核13第5章设备设计与选型145.1 反映釜体及夹套的设计计算145.1.1 筒体和封头的几何参数的确信145.1.3 筒体和封头的直径145.1.4 确信筒体高度H145.1.5 夹套直径、高度的确信155.2 釜体及夹套厚度的计算155.2.1 设备材料151.1.2 设备的壁厚计算151.1.3 釜体筒体壁厚计算151.1.4 内压设计计算151.1.5 外压设计计算161.1.6 釜体封头壁厚计算161.1.7 夹套筒体壁厚设计计算171.1.8 夹套封头

14、壁厚设计与选择171.1.9 反映釜设计参数185.2 搅拌器设计185.2.1 搅拌器的形式选择185.2.4 电机功率185.2.5 减速器的选择195.2.6 电动机的选择195.3 搅拌轴直径的设计计算195.3.2 搅拌轴强度计算195.3.3 搅拌轴刚度计算195.4 夹套式反映釜附属装置的确信205.4.4接管及其法兰选择20第6章反应釜釜体及夹套的压力试验236.1 釜体的水压实验236.1.1 水压实验压力的确信236.1.2 水压实验的强度校核236.1.3 压力表的量程、水温236.1.4 水压实验的操作进程236.2 夹套的液压实验246.2.1 水压实验压力的确信24

15、6.2.2 水压实验的强度校核24623压力表的量程、水温246.2.4 水压实验的操作进程24第7章支座的选择25第8章 工艺流程图26参考文献26附 录27总结29致谢30第1章课程设计任务书一、设计项目年产5005吨乙酸乙酯的反映器的设计二、设计条件1、生产规模：（5000+学号） 吨/年2、生产时刻：持续生产8000小时/年，间隙生产6000小时/年3、物料损耗：按5%计算4、乙酸的转化率：（50+学号）% （1一10号）；（40+学号）% （11 一20号） （30+学号）% （21 30 号）；（20+学号）% （31T0 号） （10+学号）% （41 一50 号）三、反映条件反

16、映在等温下进行，反映温度为80,以少量浓硫酸为催化剂，硫酸量为总物 料量的1%,当乙醇过量时，其动力学方程为：-“二依，A为乙酸，建议采纳配 比为乙酸：丁醇=1： 5 （摩尔比），反映物料密度为0.85 kg/1,反映速度常数k 为 15. 00/ （kmol. min）四、设计要求一、设计方案比较对所有的设计方案进行比较，最后确信本次设计的设计方案。二、反映部份的流程设计（画出反映部份的流程图）3、反映器的工艺设计计算生产线数，反映器个数，单个反映器体积。4、搅拌器的设计对搅拌器进行选型和设计计算。五、画出反映器的装配图图面应包括设备的要紧工艺尺寸，技术特性表和接管表。六、设计计算说明书内容

17、设计任务书:目录：前言（对设计产品的理化性能，国内外进展概况，应用价值及其前景等方面进行介绍）设计方案比较：（合成工艺介绍，通过度析各类工艺优缺点，取得本设计选用的合成工 艺流程）工艺流程图设计；反映器的设计搅拌器的设计：车间设备布置设计；（要紧设备的布置）环境爱惜；设备装配图：设计总结；参考资料。7、绘制要紧设备的装配图。用工图纸绘制要紧设备装配图（图而应包括设备主视图、局部视图等，并配备明细表、 管口表、技术性能表、技术要求等），要求采纳CAD制图。指导教师：薛永萍，刘阳2021年12月23日第2章概述这次课程设计，是结合化学反映工程这门课程的内容及特点所进行的一 次模拟设计。它结合实际进

18、行计算，对咱们明白得理论知识有专门大的帮忙。同 时，通过做课程设计，咱们不仅熟练了所给课题的设计”算，而且通过度析课题、 查阅资料、方案比较等一系列相关运作，让咱们对工艺设计有了初步的设计基础。 在设计进程中解决所遇难题，对咱们养成独立试探、态度严整的工作作风有极大 的帮忙，并为咱们以后从事那个行业做好铺垫。酯化反映是有机工业中较成熟的一个工艺。尽管此刻研制出不同的催化剂合 成新工艺，但设计以硫酸作为催化剂的传统工艺是很有必要的。酯化反映器设计 的大体要求是知足传质和传热要求。因此需要设计搅拌器。另外，反映器要有足 够的机械强度，抗侵蚀能力；结构要合理，便于制造、安装和检修；经济上要合 理，设

19、备全寿命期的总投资要少。夹套式反映釜具有以下特点：1、温度容易操纵。2、浓度容易操纵。3、传 质和传热良好。4、设备利用寿命长。产品乙酸乙酯简介：无色澄清液体，有强烈的酸似的气味，清灵、微带果 香的酒香，易扩散，不持久。乙酸乙酯分子量88.11,沸点：77. 2 ,微溶于 水，溶于醇、酸等多数有机溶剂.通过给定设计的要紧工艺参数和条件，综合系 统地应用化工理论及化工计算知识，完成对反映釜的工艺设计和设备设计。第3章工艺设计计算3.1 设计依据乙酸乙酯生产设计任务书3.2 .设计方案关于乙酸乙酯的生产既能够采纳间歇式生产，也能够采纳持续式生产。本次 设计将依照自己的生产规模计算，对设计方案进行比

20、较，得出合理的工艺设计流 程。3.3 工艺计算及方案选择3.3.1 间歇釜进料3.1.2乙酸乙酯的产量化学反映方程式：CH 3coOH+CH3cH20H C&COOCH2cH3 + H2O乙酸乙酯的相对分子质量为88,因此要求的生产流量为F前二5005 x ICP23.13乙酸的流量乙酸采纳工业二级品（含量98%）,乙酸与乙酸乙酯的物质的量比为1:1,乙酸的转化率”=6侬,物料损失以5%计，那么乙酸的进料量Fao=25=18.50.95x0.55x0.983.1.4乙醇的流量乙醇与乙酸的摩尔配比为5： 1,那么乙醇的进料量为F/,W=5X18. 5=92.5 kmol/h3.1.1.4

21、 总物料量流量:F= Fa0+F乙蹲=18. 5+92. 5=158. 4 kmol/h3.1.1.5 硫酸的流量：总物料的质量流量如下计算,W .&=FaMa+F 乙 M 乙+W 偏：做=18.5x60+92.5x460.99=5419.2kg/因硫酸为总流量的1%,那么W屿酸=5419.2 >0.01=54.19 kg/h,即可算其物质的量流量F 修世=54.19/98=0.55表1物料进料量表名称乙酸丁醇浓硫酸流量kmol/h18.592.50.553.1.5反映体积及反映时刻计算当乙醇过量时，可视为对乙酸浓度为二级的反映，其反映速度方程当反映温度为80C,催化剂为硫酸时，

22、反映速度常数k= 15.00 Z4t z 7.9m 3/(kmol. h)因为乙醇大大过量，反映混合物密度视为恒定，等于O.85kg/L0.85x1000CAfi = 5x46+60 = 2 93当乙酸转化率x=55%,由间歇釜反映有:(k c A 4 CA00.9 2.93x0.45 2.93)=0.46h依照体会取非生产时刻那么反映体积+广）二CA0因装料系数为0.75,故实际体积18.52.93X (0.46+ 0.5) = 6.06m3_ 6.06 _ q m 3VR =万右=K.UKm要求每釜体积小于5m3那么间歇釜需2个，每釜体积VM.04/圆整，取实际体积1/=4.51/。3.2

23、 持续性进料的计算3.2.1 乙酸乙酯的产量化学反映方程式：CH 3coOH+CH3cH20HCHgOOCH2cH3 + H2O乙酸乙酯的相对分子质量为88,因此要求的生产流量为78OOX1O3FflF= 1 1.07kmol/h88x80003.2.2乙酸的流量乙酸采纳工业二级品（含量98%）,乙酸与乙酸丁酯的物质的量比为1:1,乙 酸的转化率 “=6（%,物料损失以5%计，那么乙酸的进料量Fao = 19.83 km小削0.6x0.95x0.98323乙醇的流量3.2.4325W总二FaMa+F乙M乙+W破秘厂,'丽小乙醇与乙酸的摩尔配比为5： 1,那么丁醇的进料量为% = 19.

24、83x 5 = 99.17%。 总物料量流量：F=%0+弓用=19.83+99.17 = 11佻?。硫酸的流量：总物料的质量流量如下计算，因硫酸为总流量的1%,那么W嫉酸=5809.9 乂）.01=58.09小?，即可算其物质的量流量F <=58.09/98=0.59表2物料进料量表名称乙酸乙醇浓硫酸流量kmol/h19.8399.170.593.2.6反映体积及反映时刻计算当乙醇过量时，可视为对乙酸浓度为二级的反映，其反映速度方程fig (A为乙酸)当反映温度为80C,催化剂为硫酸时，反映速度常数k=15Zg,7as 因为乙醇大大过量，反映混合物密度视为恒定，等于0.85 g/cni,

25、因硫酸少量, 忽略其阻碍，0.85x1000Ca.O = : .7TF = 2.935x46+60关于持续式生产，假设采纳两釜串联，系统为定态流动，且对恒容系统, Vv0不变，3 =，不变I' A假设采纳两釜等温操作，那么K=Q代数解得CA = 2.06kmol/m3v %。口。一气)13.87x(2.93-2.06)3闵吁 V =a=5- = 222相。4#以12.93x0.9x2.06-装料系数为0.75,故实际体积V=2.22 4.75=2.96/。故采纳一条的生产线生产即可，即两釜吊联，反映器的体积V3?3.2.7反映时刻：持续性反映时刻2.93-2.06vF)0.9x2.06

26、= 0.47/?3.3 设计方案的选择经上述计算可知，间歇釜进料需要4.5m3反映釜2个,而持续性进料需2个3m3 反映釜。依照间歇性和持续性反映特点比较，间歇进料需2条生产线，持续性需1 条生产线。尽管，间歇生产的检测操纵等装备就比持续性生产本钱高，所花费的 人力物力大于持续生产，但该课题年产量少，选择间歇生产比持续生产要优越许 多。故而，本次设计将依照两釜串联的的间歇性生产线进行，并以此设计其设备 和工艺流程图。附：表3.物料物性参数名称密度g。/ (100)熔点rc沸点rc黏度/mPa. s百分含量乙酸1.04516.71180.4598%乙醇0.810-114.178.30.5298%

27、乙酸乙酯0.894-83.677.20.2598%表4乙酸规格质量打：GB1628-79一级二级外观铛钻30号，透明液体无悬浮物KM11O4 试验/min >5.0乙酸含量/%99.098.0甲酸含量/%0.150.35乙醛含量/%0.050.10蒸发残渣/%0.020.03重金属（以Pb计）/%0.00020.0005铁含量/%0.00020.0005第4章热量核算4.1 工艺流程反映釜的简单工艺流程图4.2 物料衡算依照乙酸的每小时进料量为18.5km。/1,在依照它的转化率和反映物的 初始质量比算出各类物质的进料和出料量，具体结果如下表：物质进料也7。/力出料初?/?乙酸18.59

28、.805乙醉92.549.03乙酸乙酯08.695水71.0280.494.3 能量衡算4.3.1 热量衡算总式式中：Q进入反映器无用的能量，KJe2：化学反映热，kja：供给或移走的热量，有外界向系统供热为正，有系统向外界移去热量 为负，KJQ：离开反映器物料的热量，KJ4.3.2 每摩尔各类物值在不同条件下的为"值关于气象物质，它的气相热容与温度的函数由下面那个公式计算：cpm=A + BT+CT-+ /XT"©各类液相物质的热容参数如下表网：液相物质的热容参数物质ABX102CX104DX106乙醇59.34236.358-12.1641.8030乙酸-18

29、.944109.71-28.9212.9275乙酸乙酯155.942.3697-1.99760.4592水92.053-3.9953-2.11030.53469由于乙醇和乙酸乙酯的沸点为78.5C和77. 2,因此:(1)乙醇的力值7，” = A+B7'+cr2+Qr3= 59.342 + 36.358xlO-2 X351.5-12.164x10"* xBSl+l.SOSOxlOxBSl.S3=59.342 +127.7984-150.2890 + 78.3018= 115.1532J-oLK7同理：(2)乙酸乙酯的”，值c0w)= A+*+cr2 + DT3=155,94

30、+ 2.3697 xl0-2x 350.2 -1.9976 xlOx 350.22 + 0.4592 xlOx 350.23=155.94 + 8.302 - 24.520 +19.747=159.469J水的值Ci3373K)=A + * + Cr2+"=92.053 -3.9953 x10-2 x 373-2.1103x10 x 3732 + 0.53469 xlOx 3733=92.053 -14.9205 - 29.3604 + 27.7478= 75.5379, 也 LH乙酸的直7，M，373K)= A+8r+cr2+o"=一18.944 +109.71 x 10

31、“ x 375 28.291 x 1 CT4 x 3752 + 2.9275 xlOx 3753=-18.994 + 409.2183 - 402.3750 + 151.9230= 139.8233八?。尸4.3.3 各类气象物质的参数如下表气相物质的热容参数用物质ABX103CX105DX108EX1011乙醇4.3960.6285.546-7.0242.685乙酸乙酯10.228-14.94813.033-15.7365.999(1)乙醇的,”值J中必K) =(A + 取 + CT + 叮4)r=(4.396 + 0.628 x 10-3 x 373+5.546x10-5 x 3732 -

32、 7.024 xlOx 3733 + 2.685 x 10-, 1 x 3734) x 8.3145=36.584 +1.947 + 64.151-30.306 + 4.321=76.697J(2)乙酸乙酯的j,”值c ,+C7'2 + £)r3 + Er4) R= (10.228-14.948x10-3x3734-13.033x10-5x3732-15.736x10-8x3733+5.999x10_,x3734)x8.3145=85.036 + 46.356 +150.755 + 67.939 + 9.6544.3.4 每摩尔物质在100下的熠值(1)每摩尔水的端值373=

33、 CpjnHyO.L373K).'dT + xipHm = 75.5379x 10-3 x(373 - 298) + 40.688298=46.353KJ moL同理：(3)每摩尔的乙醇的烯值r"r(C3C2。/) = Cpjn(CinCHWHJ351.5K)351.5J " + '绅乩 +Cpm(c3C2O，373K) 298373J"351.5= 115.1532x10-3x(351.5-298)+38.744+76.697x10-3x(373-351.5)= 6.1607 + 38.744 + 1.6489=46.544AV 加。尸每摩尔乙酸

34、的焰值373r"”c3cw)= Cpj”(c3twJ.373K)J " = 139.8233xlO x(373-298)298= 10.487K，moL(5)每摩尔乙酸乙酯的烯值r Hm(CH 3COOOCH2CH 3)=C p,m(CH3COOCH2CHi.i.350.2K)298350.2J dT + vapHj+ Cp9CH3COOCH2CH3/373K)=159469x10-3 x(35Q2 298) + 30.539 + 131.15x10-3x(373350.2)= 8.324 + 30.539 + 2.990= 41.853KJ moL435总能量衡算(1)g

35、的计算物质进料也?/万出料切?。/?乙酸18.59.805乙醇92.549.03乙酸乙酯08.695水71.0280.49Ql = nCHyCOOH X 4居JJCH3OXW) + n/20 X A "皿"20) + nCH3CH2OH X皿C"3cH20，)+ CHECOOCHlCHi X = 18.5xlO3xl 0.487 + 71.02xl03x 46.353 + 92.5 xlO3x 46.554 + 0xl03x41.853二 7791532KJ/h(2) Q的计算CHyCOOH + GH 50H = CH3COOGH5 + H2OQi = 8.70x

36、 10 x(Ar；(/2O) in(CH3CH2OOCCH3) +m(CH 3CH 2OH) +m(CH 3CH 2OH)= 8.70x103 x (460554 + 10.487 - 46.353-41.853)=-4006123KJ / h(3)Q的计算Q 二 n X 4H耐 + %0 X A,网网 + %3cH20/ X 4HMeH3CH2OH)+ hCH3CH2OOCCH3 XmCH3CH2OOCCH)= 9.8x103x10.487 + 80.49x103x46.353 + 49.03x103x46.554+8.7x103x41.853= 6484523/7/h因为：Qi + Q +

37、 2 = Q即：5363885.07-293655.23 + 03 = 5669406.773求得：O=2699114 K/hQ>0,故应是外界向系统供热。4.4换热设计换热采纳夹套加热，设夹套内的过热水蒸气由140C降到110,温差为30o水蒸气的用量忽略热损失，那么水的用量为<2 = "1"72)Cpo=a+bT+cT2a = 29.16J mor1 K-1 =14.49 x 1 CT'八?小 k-2c = -2.022 x 1 (T6 八 L一厘/3 + 383 *22c =29.16+14.49 x 1CT? x 398 - 2.022 xlOx

38、 3982p0= 29.16 + 5.767-0.3203= 34.6067八"血尸 H=1.923AVKg" km =-='2”。子=10231.67(kg/h) c =a + hT + cT4然,代_4)1923x(413-393)v '卬=L923AV心 K-iM=1023. 61kg/h4.5传热面积校核由于反映釜内进行的反映是放热反映，产生的热量不仅能够维持反映的不短 进行，且会引发反映釜内的温度升高。为避免反映釜内温度太高，在反映釜的上 方设置了冷凝器进行换热，因此不需要进行传热面积的校核。若是反映釜内进行 的是吸热反映，那么需进行传热面积的校核

39、。第5章设备设计与选型5.1 反映釜体及夹套的设计计算5.1.1 筒体和封头的几何参数的确信5.1.2 筒体和封头的型式 选择圆筒体，椭圆形封头。5.1.3 筒体和封头的直径反映物料为液夜相类型，由表H/Dl1.0cL4 考虑容器不是专门大，故可取 H/Di=l. 14x43=16n3.14x1.1由式4V 二 33.14x'D反映釜内径的估算值应圆整到公称直径DX系列，故可取1600 mm。封头取 相同内径，其直边高度h。由附表12初选鼠二40 mm。5.1.4 确信筒体高度H当 D5=1600 mm , h0= 40 mm 时，由附表12可查得椭圆形封头的容积为VH =0.617

40、m3查得筒体1米高的容积ViK=2.014m3比 1. 68mV-% 4.0-0.617V. = 2.014取H = 1680 mm 那么H/Dj= 1680/16001.1选取椭圆封头，其公称直径为1600mm,曲面高度为400mm,直边高度为40mm，容积为0. 617 m35.L5夹套直径、高度的确信依照筒体的内径标准，经计算查取，选取DN=1800的夹套。夹套封头也采纳椭圆形并与夹套筒体取相同直径。夹套高度H2：/2 "2，式中n为装料系数，n =。-75 ，代入上式: 匕米_ 0.75x4.0-0.61711 )=-2.014=1.18m取：H2 = 1200 mm 。5.

41、2釜体及夹套厚度的计算5.2.1 设备材料依照设备的工作条件，可选择Q235A作为釜体及夹套材料，由附表6 查得所选材料许用应力为：。了113 MPa5.1.2 设备的壁厚计算5.1.3 釜体筒体壁厚计算5.1.4 内压设计计算依照工作条件，可选取P=0.2MPa为设计内压。 依照式(10-12)筒体的设计厚度：PD6d =+ C.d 2何小一 P0.2x16002x113x0.8-0.2+ 2 g3. 8mm式中:圆筒设计厚度，mm ；Dj圆筒内径，mm ；P内压设计压力，MPa ；一一焊接接头系数，考虑到夹套的焊接取0.8 （表10-90）；C2侵蚀裕量，取2 mm ；a1材料许用应力：o

42、F°°=U3MPa。考虑到钢板负误差，初选Ci=0.6mm （表10-10川）。因此，内压计算筒体壁厚：3.8 + 0.6 = 4.4mm5.1.5外压设计计算按经受0.25MPa的外压设计设筒体的设计壁厚d = 7nini ,并决定L/D。； DJ3之值：Do筒体外径，Do = Di + 2dd =1600 +2x7 =1614 mm：L 筒体计算长度，L=H）+lh=1400+1x400=1533 mm （h为封头 33的曲面高度），那么：IVDo= -0.95, Do/6=七230, 16147由图10-15查得A = 0.00045,由图10-17差得B = 65

43、MPa ，那么许用外压为:=0.28 MPa>0.25 MPa。Dn 1614可见,3 = 7 mm知足0.25 MPa外压稳固要求，考虑壁厚附加量C = Ci + C2 =0.6 + 2 = 2.6 mm后，筒体壁厚3n = 3 + C = 7 +2.6 = 9.6 nun ,圆整到标准钢板 规格，On取10 mm o综合外压与内压的设计计算，釜体的筒体壁厚为10mm,经计算校核，知 足设备平安要求。5.1.6 釜体封头壁厚计算P = 0.2MPa,Dj= 1600mm,(D = 0.8,al= 113Mpa,C = 0.6+2 = 2.6mm,代入得 S w= 4.4mm.因为釜体的

44、筒体S简卡10mm,考虑到封头与筒体的焊接方便，取封头与筒体厚S财产10mm经采纳图解法外压校核，由于P> Pt ,外压稳固平安，故用S - = 10mm.5.1.7 夹套筒体壁厚设计计算依照式(10-12)筒体的设计厚度：- PD、 厂 0.25x1800 dd =:+ C? =+ 2 大 4.5 mm20l4)-P- 2x113x0.8-0.25考虑到钢板负误差，初选C1 = 0.6 mm故夹套筒体的厚度为4.5+0.6 = 5.1mm,圆整到标准系列取6 mm。经校核，设备 稳固平安。5.1.8 夹套封头壁厚设计与选择PDSe+ C2叮小-0.5P1800x0.25+2.6 - 5

45、.1 mm.；-2x113x0.8-0.5x0.25圆整到规格钢板厚度，S与夹套筒体的壁厚相同，如此便于焊接。经校核，设备稳固平安符合要求。据附表12可查取到夹套封头尺寸：公称直径：1800mm,曲面高度:450mm,直边高度:40mm5.1.9 反映釜设计参数表4夹套反映釜的相关参数项目釜体夹套公称直径DN/mm16001800公称压力PN/MPa0.20.25高度/mm16801200筒体壁厚/mm106封头壁厚/mm1065.2搅拌器设计5.2.1 搅拌器的形式选择依照工作条件，由于物料的黏度不大，考虑到物料的流动、搅拌目的及转速要求，选择搅拌器的形式为：双叶螺旋桨式，桨叶直径为800

46、mm。5.2.2 搅拌器转速11：依照有关的_£艺体会数据，选择n=100rpm5.2.3 传动功率P：搅拌的雷诺数Re2850x xO.82Re =i- =«2xl06 >1000Cu0.45那么：P=Kr3d5p = o.32x|xO.85 x 8 5 0= 12891V « 13KW5.2.4电机功率本设计中考虑传动效率为90%,那么:P 电=P/0.9 = 1.3/0.9 = 1.44KW1.1.5 减速器的选择依照以上计算，并查取文献，选用BLD1.5-2-29Q型减速器，其出轴转速为 lOOrpm,适用。1.1.6 电动机的选择选用电动机的型号为

47、：JO2-22-15.3 搅拌轴直径的设计计算531搅拌轴材料：选用Q235-A,选取其T=16MPa (国为轴材料的许用切应力, 单位：MPa,关于 Q235-A,取 122OMPa)53.2 搅拌轴强度计算I p1.3d > 36"= 365)2 34mm 77T V 100X16圆整，取d = 40 mm533搅拌轴刚度计算33.6mmI pj-3>1537i = 1537v Gne VI 00x 0.7x81000(式中网为轴的许用扭转角(7m),关于一样的传动,可取0.51.0(°/m), 本设计中物料黏度不大，取为0.7)经计算比较，轴径为40mm知

48、足强度、刚度要求，应选择搅拌轴径为40mm o1.1.1 式反映釜附属装置的确信541支座的选定：（以下参考书3）因发应釜需外加保温，应选B型悬挂式支座1.1.2 反映釜总重Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4式中：Qi筒体与夹套筒体总重Q2封头与夹套封头总重Q3料液重，按水压实验时充满水计Q4附件重，人孔重900N,其它接管和保温层按1000N计 故：Q = Q1 + Q2+Q3+Q4= 12357 + 4690 + 53057 + 1900 = 72004N按两个支座承载计，每一个支座承载36002N由表11-60选：支座 B4JB/T 4735-921.1.3 人孔C：选用长圆型回

49、转盖快开人孔 人孔PN0.6, 400x300 JB 579-79-11.1.4 接管及其法兰选择1.1.5 水蒸气入口管：cpl08x4, L=200mm, 10 号钢法兰：PN0.6 DN100 HG 20592-971.1.6 冷却水出口管：cp57x3.5, L=150 mm,无缝钢管法兰:PN0.6 DN50 HG 20592-971.1.7 进料管：乙酸进料管20.09x60管径1040x3600= 0.0003|4x0.0003V 3.14x0.6=0.025/zz依照管子规格圆整选用025x2.5的无缝钢管，L=150mm法兰：PN0.25 DN25 HG 20592-97乙醇

50、醇进料管v = I"。"5=0 01/§ 790x3600管径|4x0,0016 V 3.14x1=0.04S?z依照管子规格圆整选用加8x4的无缝钢管，L=200mm法兰：PN0.25 DN50 HG 20592-97浓硫酸进料管v = 16x98 = 0.00001/;?/51830x3600, j4x0.00001 nnild = I= 0.01 1/77管径 3.14x0.1依照管子规格圆整选用利8x4的无缝钢管，匚100mm法兰：PN0.25 DN10 HG 20592-97出料管：出料总质量流量W = FaMa + %遨=58。乐 g/h因密度Q =

51、85Ckg/m'，那么体积流量为V = -09" =0.00189 m3/s850 x 3600由表1-1得，因进料黏度低，选取管道中流速 = L0m/s那么管径”=4xO.0°I89=。049m3.14x1.0依照规格选取657X3.5的无缝钢管。法兰：PN0.6 DN50 HG 20592-97温度计接管:05x2.5, L= 100mm,无缝钢管 法兰：PN0.25 DN40 HG 20592-97不凝气体排出管：（p32x3.5, L=100 mm,无缝钢管 法兰：PN0.6 DN25 HG 20592-97压料管：57x3.5, L=200 mm,无缝钢管

52、法兰：PN0.25 DN50 HG 20592-97压料管套管：108x4, L=200 mm, 10号钢法兰：PN0.25 DN100 HG 20592-97第6章反应釜釜体及夹套的压力试验6.1 釜体的水压实验6.1.1 水压实验压力的确信=1.25x0.44x1 = 0.5 5MPa6.1.2 水压实验的强度校核0 _ Pr(D,+SC)_ 0.55x(3000+8 Z3) _ m5M丁 2(S - C)2x(8-2.3)16MnR的屈服极限q =345MP0.9b0 = 0.9 x 345x 1 = 31 Q5MPa由 叫=45MPa< 0.9b、=31因此水压强度足够6.1.3

53、 力表的量程、水温压力表的最大量程：P表=2 p产2x0.55= 1.1或 1.5Pt< P 三4Pt 即 0.825MPa< P & S22MPa水温力5c6.1.4 水压实验的操作进程操作进程：在维持釜体表面干燥的条件下，第一用水将釜体内的空气排空， 再将水的压力缓慢升至0.55 MPa ,保压不低于30 min,然后将压力缓慢降至 0.44MPa ,保压足够长时刻，检查所有焊缝和连接部位有无泄露和明显的残留变 形。假设质量合格，缓慢降压将釜体内的水排净，用紧缩空气吹干釜体。假设质 量不合格，修补后从头试压直至合格为止。水压实验合格后再做气压实验。6.2 夹套的液压实验621水压实验压力的确信Pt=1 25尸匕=1.25乂0.25乂1 = 031250尸。且不的小于(p+0.1) =0.35MPa因此取片.=O.35MPa6.2.1 水压实验的强度校核W)= 0.35x(3200 + 8-2.3) = 982-C)2x(8-2.3)Q235B的屈服极限。；=235MR”0.9b®