化学反应工程课程设计年产量5043吨乙酸乙酯反应器的设计

1、武昌理工学院 生命科学学院课程设计说明书所属课程：制药反应工程设计题目：年产量5043吨乙酸乙酯反应器的设计专业班级：学生姓名：学生学号：指导教师：薛永萍课题工作时间：2013年12月22日至2014年1月3日课程设计任务书一、设计项目年产5044吨乙酸乙酯的反应器的设计 二、设计条件1、 生产规模：5044吨/年2、 生产时间：连续生产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：54%三、反应条件反应在等温下进行，反应温度为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： 。A为乙酸，建议采用配比为乙酸：乙醇=1：5

2、（摩尔比），反应物料密度为0.85/l，反应速度常数k为15.00L/（kmol·min）.四、设计要求1、 设计方案比较对所有的设计方案进行比较，最后确定本次设计的设计方案。 2、反应部分的流程设计（画出反应部分的流程图）（需根据计算结果，进行比较做改动）3、反应器的工艺设计计算生产线数，反应器个数，单个反应器体积。 4、搅拌器的设计对搅拌器进行选型和设计计算。 5、画出反应器的装配图图面应包括设备的主要工艺尺寸，技术特性表和接管表。 6、设计计算说明书内容 设计任务书； 目录； 前言（对设计产品的理化性能，国内外发展概况，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

3、绍，通过分析各种工艺优缺点，得到本设计选用的合成工艺流程)工艺流程图设计； 反应器的设计搅拌器的设计；车间设备布置设计；（主要设备的布置）环境保护；设备装配图；设计总结； 参考资料。7、绘制主要设备的装配图。 用A1图纸绘制主要设备装配图（图面应包括设备主视图、局部视图等，并配备明细表、管口表、技术性能表、技术要求等），要求采用CAD制图。指导老师：薛永萍，刘阳2013年12月23日摘要本设计对国内外的发展现状的调查，市场需求量的分析以及各种乙酸乙酯合成法的比较进行了简要的综合考虑。分别对连续釜式反应器和间歇式反应器的体积计算，综合其他因素，得出最佳的反应器间歇釜式反应器。本选题为年产量504

4、4吨的间歇釜式反应器的设计，反应转化率为54%，通过物料衡算、热量衡算，反应器体积为、换热量为。设备设计结果表明，反应器的特征尺寸为高2260mm，直径2000mm；夹套的特征尺寸为高1970mm，内径为2200mm。搅拌器的形式为圆盘式搅拌器，搅拌轴直径40mm，电功率20KW。在此基础上绘制了整体工艺的工艺流程图。关键字：合成工艺；间歇釜式反应器; 热量衡算; 壁厚设计AbstractThis design investigation of the development status of the domestic and internationalmarket demand, comp

5、arative analysis and a variety of ethyl acetate synthesis were considered briefly. The continuous stirred tank reactor and a batch reactor volume calculation, combined with other factors, the reaction - stirred batch reactor best. The batch reactor for 5044 T a year is to be designed，the reaction co

6、nversion rate is 54%.Through the material, heat balance reactor volume, heat transfer. Equipment design results show that the characteristic dimensions for high reactor is 2260 mm, diameter is 2000mm. The mixer for disk paddle type mixer, feature size jacket for diameter and length of stirring shaft

7、 is 1970mm , diameter is 2200mm.The stirring shaft diameter 40mm ,electric power20KW. Based on the condition of equipment drawing. This design for batch reactor industrial design provides a detailed data and drawings. Key words:synthesis process;batch reactor, Heat balance, Thick wall design前言此次课程设计

8、，是结合化学反应工程这门课程的内容及特点所进行的一次模拟设计。它结合实际进行计算，对我们理解理论知识有很大的帮助。同时，通过做课程设计，我们不仅熟练了所给课题的设计计算，而且通过分析课题、查阅资料、方案比较等一系列相关运作，让我们对工艺设计有了初步的设计基础。酯化反应是有机工业中较成熟的一个工艺。尽管现在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。酯化反应器设计的基本要求是满足传质和传热要求。因此需要设计搅拌器。另外，反应器要有足够的机械强度，抗腐蚀能力；结构要合理，便于制造、安装和检修；经济上要合理，设备全寿命期的总投资要少。夹套式反应釜具有以下特点：1、温度

9、容易控制。2、浓度容易控制。3、传质和传热良好。4、设备使用寿命长。乙酸乙酯简介：无色澄清液体，有强烈的醚似的气味，清灵、微带果香的酒香，易扩散，不持久。分子量88.11，沸点77.2 ，微溶于水，溶于醇、醚等多数有机溶剂。通过给定设计的主要工艺参数和条件，综合系统地应用化工理论及化工计算知识，完成对反应釜的工艺设计和设备设计。化学反应工程课程设计是一项很繁琐的设计工作，而且在设计中除了要考虑经济因素外，环保也是一项不得不考虑的问题。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、多学科的综合和相互协调。目 录摘 要IAbstractII第1章 背景介绍11.1 乙酸

10、乙酯的性质与用途11.1.1 理化特性11.1.2 主要用途11.2 国、内外产业状况21.2.1 国外生产状况21.2.2 国内生产状况2第2章 工艺设计方案42.1设计条件及任务42.1.1设计条件42.1.2设计任务42.2原料路线确定的原则和依据42.3物料计算及方案选择52.3.1 间歇进料的计算62.3.2连续进料的计算72.4设计方案的选择92.5工艺流程图9第3章 热量衡算103.1热量衡算总式103.2每摩尔各种物值在不同条件下的值103.3各种气相物质的参数113.4每摩尔物质在80下的焓值113.5总能量衡算123.6换热设计13第4章 反应釜釜体设计144.1反应器的直

11、径和高度144.2筒体壁厚的设计154.3釜体封头厚15第5章反应釜夹套的设计165.1夹套直径、高度165.2夹套筒体壁厚165.3夹套封头壁厚16第6章反应釜釜体及夹套的压力试验176.1釜体的水压试验176.1.1水压试验压力的确定176.1.2水压试验的强度校核17压力表的量程、水温176.1.4水压试验的操作过程176.2夹套的液压试验176.2.1水压试验压力的确定176.2.2水压试验的强度校核18压力表的量程、水温186.2.4水压试验的操作过程18第7章搅拌器的选型197.1搅拌桨的尺寸及安装位置197.2搅拌功率的计算197.3搅拌轴的的初步计算207.3.1搅拌轴直径的设

12、计207.3.2搅拌抽临界转速校核计算217.4联轴器的型式及尺寸的设计21第8章 夹套式反应釜附属装置的确定228.1 人孔的选择228.2 接管及其法兰选择22第9章 车间设备布置设计249.1 给排水249.1.1 工厂给水249.1.2 工厂排水249.2污水处理249.3 排渣249.4供电与电讯25供电25电信259.5通风及空气调节269.5.1 通风及空调设置的原则269.5.2 采暖、通风及空调方案269.6 化验室269.7 维修279.7.1 机修279.7.2 电修279.7.3 仪表修理279.8 仓库27第10章 环境保护2810.1 概述2810.2环境影响评价内

13、容2810.3评价重点与等级28参考文献30总 结31致 谢32第1章 背景介绍1.1 乙酸乙酯的性质与用途1.1.1 理化特性乙酸乙酯（ethyl acetate）分子式为CH3COOC2H5，无色易挥发液体有水果香味，熔点-83.6，沸点77.06，相对密度0.9003；微溶于水，易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂；与水或乙醇都能生成二元共沸混合物；与水的共沸混合物的沸点70.4，与乙醇的共沸混合物的沸点71.8，与水和乙醇还可以形成三元共沸混合物，沸点70.2。在酸或碱的催化下，易水解成乙酸和乙醇；此外，还可发生自缩合等反应。1.1.2 主要用途乙酸乙酯是应用最广泛的脂肪酸酯之一，具有优良的溶解

14、性能，是一种较好的工业溶剂，已被广泛应用于醋酸纤维、乙基纤维、氯化橡胶、乙烯树脂、乙酸纤维树脂、合成橡胶等生产，也可用于生产复印机用液体硝基纤维墨水，在纺织工业中用作清洗剂；在食品工业中用作特殊改性酒精的香味萃取剂，在香料工业中是最重要的香料添加剂，可作为调香剂的组分，乙酸乙酯也可用作粘合剂的溶剂，油漆的稀释剂以及作为制造药物、染料等的原料。制药 醋酸乙酯在制药行业用作溶剂，主要生产维生素E及一些医药中间体。我国是人口大国，人口净增长、人口老龄化问题都将增加对医药品的需求量。同时，随着我国加入世界贸易组织，医药出口量明显增加。化学原料药依然是我国医药商品出口的主要品种，产量与出口量快速上升，带

15、动了醋酸乙酯消费。胶粘剂 胶粘剂的种类繁多，醋酸乙酯主要用于溶剂型胶粘剂，尤其是聚氨酯类胶粘剂。我国从20世纪50年代开始研制和开发聚氨酯胶粘剂，产量不断增大。从未来发展看，我国聚氨酯类胶粘剂的应用领域扩展很快，我国是世界上最大的制鞋国，目前虽有相当部分的制鞋企业以氯丁胶作为胶粘剂，但氯丁胶尽管有初粘性好、可冷粘、价格较便宜等优点，但其不耐增塑剂渗透，必须用苯类有毒溶剂等是其致命弱点，使得氯丁胶已经不适应制鞋工业的发展要求，国外的趋势是逐渐被聚氨酯胶粘剂所代替，欧美等发达国家80%90%的鞋用胶已经被聚氨酯类胶粘剂占领，国内也呈现这种趋势。近年来，东北、华北和华中等内地的鞋厂也开始使用，并有不

16、断扩大的势头。另外，聚氨酯胶在建筑、高速公路、飞机跑道嵌缝材料、高层建筑玻璃密封材料等方面的应用也在不断增长。涂料醋酸乙酯主要用于高档溶剂型涂料，如聚氨酯涂料、环氧树脂涂料、丙烯酸酯涂料、乙烯基涂料等。我国的醋酸酯涂料是20世纪90年代以后才迅速发展起来的，不仅增长速度快，并且在涂料总产量中所占的比例也不断上升。此外，环氧树脂涂料、丙烯酸酯等涂料也消费一些醋酸乙酯，但与发达国家相比，国内乙酸乙酯在涂料方面的应用还比较落后。近年来，我国涂料行业迅猛发展，许多国外著名的涂料生产商采取独资或合资的方式在我国建厂生产高档涂料。随着我国经济高速发展，尤其是建筑和汽车业快速发展，对高档涂料需求日益增加，将

17、极大促进对醋酸乙酯的需求。1.2 国、内外产业状况1.2.1 国外生产状况近年来，世界乙酸乙酯的生产能力不断增加。2001年全球乙酸乙酯的生产能力只有125.0万吨，2006年生产能力增加到222.0万吨，2008年生产能力增加到约300.0万吨，同比增长约15.4%。其中北美地区的生产能力为26.6万吨/年，约占世界乙酸乙酯总生产能力的8.89%；中南美地区的生产能力为12.0万吨/年，约占总生产能力的4.0%；西欧地区的生产能力为35.0万吨/年，约占总生产能力的11.7%，亚太地区的生产能力为215.4万吨/年，约占总生产能力的71.8%；世界其他国家和地区的生产能力为11.0万吨/年，

18、约占总生产能力的3.7%。2010年醋酸乙酯的产能分布见下图。2010年世界乙酸乙酯产能分布1.2.2 国内生产状况近年来，随着我国化学工业和医药工业的快速发展，乙酸乙酯的生产发展很快。2003年生产能力只有54.0万吨，2006年增加到90.0万吨，2008年进一步增加到约150.0万吨，2003-2008年产能的年均增长率达到约10.8%。2005 年以前，我国是乙酸乙酯的净进口国，从2005年以后，随着我国乙酸乙酯生产能力和产量的大量增加，由净进口国转变为净出口国，2006年我国乙酸乙酯的净出口量为10.0万吨，约占国内总产量的15.87%。2008年净出口量达到18.28万吨，同比增长

19、41.27%。近两年，我国乙酸乙酯的进口量逐年减少，2006 年进口量为0.96万吨，2008年下降到0.11万吨，同比下降约85.52%。2009年上半年进口量为0.03万吨，同比减少约57.14%。与此相反，我国醋酸乙酯的出口量却在逐年增加。2006年出口量超过10.0 万吨，达到10.94 万吨，2008年尽管受到全球金融危机的影响，但出口量仍高达18.39万吨，同比增长34.23%。2009年上半年出口量为8.73万吨，同比增长0.23%。第2章 工艺设计方案2.1设计条件及任务设计条件1、生产规模：5044吨/年2、生产时间：连续生产8000小时/年,间歇生产6000小时/年3、物料

20、消耗：按5%计算4、乙酸的转变化率：54%设计任务乙酸乙酯酯化反应的化学式为：催化剂为浓硫酸，硫酸量为总物料量的1%，乙醇过量，其动力学方程为： 。其中，乙酸：乙醇=1：5（摩尔比），反应物料密度为0.85，反应速度常数k=15.00L/（kmol·min）。2.2原料路线确定的原则和依据乙酸乙酯的合成路线主要有四种，即乙醛缩合法、乙酸酯化法、乙烯加成法和乙醇脱氢法。传统的乙酸酯化法工艺在国外被逐步淘汰，而大规模生产装置主要是乙醛缩合法和乙醇脱氢法，在乙醛原料较丰富的地区乙醛缩合法装置得到了广泛的应用。乙醇脱氧法是近年开发的新工艺，在乙醇丰富且低成本的地区得到了推广。最新的乙酸乙酯生

21、产方法是乙烯加成法。（1）乙酸酯化法乙醇乙酸酯化法是由乙酸和乙醇在硫酸等催化剂作用下直接酯化成乙酸乙酯，常用的催化剂是浓硫酸。该工艺是目前国内广泛采用的生产工艺，浓硫酸有酸性强、吸水性强、性能稳定、价廉等优点。用浓硫酸作催化剂，也有其不可克服的缺点，即硫酸对设备的严重腐蚀。（2）乙醛缩合法乙醛缩合法是由两分子乙醛缩合成一分子乙酸乙酯，催化剂为乙醇铝、氯化铝及氯化锌等，反应温度为010oC。乙醛缩合法优点在于反应是在常压低温下进行，转化率和收率高，对设备要求不高，生产成本较酯化法低；缺点是受原料来源限制，仅适宜于乙醛资源丰富的地区。因催化剂乙醇铝无法回收，最后通过加水生成氢氧化铝排放，对环境有一

22、定污染。（3）乙烯加成法乙烯与乙酸直接加成反应生产乙酸乙酯利用丰富的乙烯原料，原料利用合理，来源广泛，价格低廉，生产成本较低，且对合成乙酸乙酯具有较高的产率与选择性，既是一种原子经济型反应，又是一种环境友好型反应。缺点是此催化体系对设备腐蚀严重，投资成本高。（4）乙醇脱氢法脱氢法反应特点是：反应温和，各种反应条件变化弹性很大，工艺简单，容易操作。脱氢法优点：生产成本低，每吨乙酯副产氢气509m3，适用于氢气有用场合；基本无腐蚀和三废排放。脱氢法缺点：产品质量不如酯化法，只适用于大规模连续生产；技术较复杂，尚未成熟。2.3物料计算及方案选择表2.1 物料物性参数名称密度（80）熔点/oC沸点/o

23、C黏度/mPa.s百分含量乙酸1.04516.71180.4598%乙醇0.810-114.178.30.5298%乙酸乙酯0.894-83.677.20.2598%表2.2 乙酸规格质量 一级二级外观 铂钴30号，透明液体无悬浮物KMnO4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/%0.00020.00052.3.1 间歇进料的计算1、 流量的计算乙酸乙酯的流量乙酸乙酯的相对分子质量为88，生产流量为乙酸的流量乙酸采用工业二级品（含量98%）乙醇的流

24、量乙酸：乙醇=1：5（摩尔比），则乙醇的进料量为=5×19.0=95kmol/h总物料量流量：=19.0+95=114硫酸的流量总物料的质量流量硫酸为总流量的1%，则5565.70.01=55.6，硫酸的流量=0.567表2.3 物料进料量表名称乙酸乙醇浓硫酸流量kmol/h19.0950.5672、反应体积及反应时间计算当乙醇过量时，反应物料密度为0.85,其反应速率方程,当反应温度为80，催化剂为硫酸时，反应速率常数k=15.00=0.9m3/(kmol.h)乙酸的初始浓度为当乙酸转化率=0.54，反应时间t为取，则反应体积因装料系数为0.75，故实际体积 要求每釜体积小于5则间

25、歇釜需2个，每釜体积V=4.135圆整，取实际体积。2.3.2连续进料的计算1、流量的计算乙酸乙酯的流量乙酸乙酯的相对分子质量为88，生产流量为乙酸的流量乙酸采用工业二级品（含量98%）乙醇的流量乙酸：乙醇=1：5（摩尔比），则乙醇的进料量为=5×14.2=71kmol/h总物料量流量：=14.2+71=85.2硫酸的流量总物料的质量流量硫酸为总流量的1%，则4819.40.01=48.2，硫酸的流量=0.492表2.4物料进料量表 .名称乙酸乙醇浓硫酸流量kmol/h14.285.20.4922、反应体积及反应时间计算当乙醇过量时，反应物料密度为0.85,其反应速率方程,当反应温度

26、为80，催化剂为硫酸时，反应速率常数k=15.00=0.9m3/(kmol.h)乙酸的初始浓度为对于连续式生产，采用两釜串联，系统为定态流动。恒容系统，不变采用两釜等温操作，则解得 所以 实际体积V=16要求每釜体积小于5则连续反应釜需4个，每釜体积V=4圆整，取实际体积。连续性反应时间2.4设计方案的选择经上述计算可知,间歇釜进料需要4.5反应釜2个,而连续性进料需4个4反应釜。根据间歇性和连续性反应特征比较，间歇进料需2条生产线，连续性需1条生产线，因此选择间歇生产比连续生产要优越许多。故而，本次设计将根据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。2.5工艺流程图整体工艺

27、的工艺流程图见附录。第3章热量衡算3.1热量衡算总式式中：进入反应器物料的能量，：化学反应热，：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，：离开反应器物料的热量，3.2每摩尔各种物值在不同条件下的值对于气象物质，它的气相热容与温度的函数由下面这个公式计算：各种液相物质的热容参数如下表： 表3.1液相物质的热容参数物质AB×102C×104D×106乙醇59.34236.358-12.1641.8030乙酸-18.944109.71-28.9212.9275乙酸乙酯155.942.3697-1.99760.4592水92.053-3.9953

28、-2.11030.53469由于乙醇和乙酸乙酯的沸点为78.5和77.2，所以：乙醇的值乙酸乙酯的值水的值乙酸的值3.3各种气相物质的参数表3.2气相物质的热容参数物质AB×103C×105D×108乙醇4.3960.6285.546-7.024乙酸乙酯10.228-14.94813.033-15.736乙醇的值乙酸乙酯的值3.4每摩尔物质在80下的焓值每摩尔水的焓值每摩尔的乙醇的焓值每摩尔乙酸的焓值每摩尔乙酸乙酯的焓值3.5总能量衡算的计算表3.3 物质进料物质进料出料乙酸9.84.508乙醇4944.08乙酸乙酯04.92水04.92的计算的计算因为：求得：=

29、7202.709>0，故应是外界向系统供热。3.6换热设计换热采用夹套加热，设夹套内的过热水蒸气由130降到110，温差为20。第4章反应釜釜体设计4.1反应器的直径和高度在已知搅拌器的操作容积后，首先要选择罐体适宜的高径比（H/Di），以确定罐体的直径和高度。选择罐体高径比主要考虑以下两方面因数：1、高径比对搅拌功率的影响：在转速不变的情况下，（其中D搅拌器直径，P搅拌功率），P随釜体直径的增大，而增加很多，减小高径比只能无谓地消耗一些搅拌功率。因此一般情况下，高径比应选择大一些。2、高径比对传热的影响：当容积一定时，H/Di越高，越有利于传热。表3.4 高径比的确定通常用经验值表种类

30、罐体物料类型H/Di一般搅拌釜液固或液液相物料1-1.3气液相物料1-2发酵罐类气液相物料1.7-2.5反应物料为液夜相类型，由表H/Di=1.0-1.3，考虑容器不是很大，故可取H/Di=1.2，忽略罐底容积反应釜内径的估算值应圆整到公称直径DN系列，故可取表3.5标准椭球型封头参数见表公称直径（mm）曲面高度（mm）直边高度（mm）内表面积（m2）容积（m3）2000500404.571.18筒体的高度釜体高径比的复核1.2满足要求。4.2筒体壁厚的设计表3.6 反应器内各物质的饱和蒸汽压物质水乙酸乙醇乙酸乙酯饱和蒸汽压（MPa）0.1430.080.3160.272该反应釜的操作压力必须

31、满足乙醇的饱和蒸汽压所以去操作压P=0.4MPa，该反应器的设计压力=1.1P=1.1×0.4MPa=0.44MPa该反应釜的操作温度为100，设计温度为120。由此选用16MnR卷制16MnR材料在120是的许用应力t=170MPa焊缝系数的确定取焊缝系数=1.0（双面对接焊，100无损探伤）腐蚀裕量C2=2mm釜体筒体壁厚=考虑到钢板负偏差，初选C1 = 0.3 mm，所以，计算筒体壁厚：4.59+0.3=4.89m圆整取5mm按钢制容器的制造取壁厚4.3釜体封头厚计算厚度钢板负偏差厚度 圆整取按钢制容器的制造取壁厚考虑到封头的大端与筒体对焊，小端与釜体筒体角焊，因此取筒体壁厚与

32、封头的壁厚一致，即。第5章反应釜夹套的设计5.1夹套直径、高度根据筒体的内径标准，经计算查取，选取DN=2000的夹套。夹套封头也采用椭圆形并与夹套筒体取相同直径。夹套高度H2： ,式中为装料系数，= 0.75 ，代入上式：取：H2 = 1970mm。5.2夹套筒体壁厚由设备设计条件可知，夹套内介质的工作压力为常压，取P=0.25MPa，由于压力不高所以夹套的材料选用Q235B卷制。Q235B材料在120是的许用应力t=113MPa焊缝系数的确定取焊缝系数=1.0（双面对接焊，100无损探伤）腐蚀裕量C2=2mm筒体的设计厚度：d =+ C2 =+ 2 4.21mm考虑到钢板负偏差，初选C1

33、= 0.3 mm 故夹套筒体的厚度为4.21+0.3=4.51mm，圆整到标准系列取5 mm。经校核，设备稳定安全。5.3夹套封头壁厚=圆整到规格钢板厚度，=5mm，与夹套筒体的壁厚相同，这样便于焊接。经校核，设备稳定安全符合要求。第6章反应釜釜体及夹套的压力试验6.1釜体的水压试验6.1.1水压试验压力的确定6.1.2水压试验的强度校核16MnR的屈服极限由所以水压强度足够。压力表的量程、水温压力表的最大量程：=2=2×0.55=1.1或1.5PT P表4PT 即0.825MPa P表2.2 ， 水温5 6.1.4水压试验的操作过程操作过程：在保持釜体表面干燥的条件下，首先用水将釜

34、体内的空气排空，再将水的压力缓慢升至0.55，保压不低于30，然后将压力缓慢降至0.44，保压足够长时间，检查所有焊缝和连接部位有无泄露和明显的残留变形。若质量合格，缓慢降压将釜体内的水排净，用压缩空气吹干釜体。若质量不合格，修补后重新试压直至合格为止。水压试验合格后再做气压试验。6.2夹套的液压试验6.2.1水压试验压力的确定且不的小于（p+0.1）=0.35MPa，所以取6.2.2水压试验的强度校核屈服极限由于，所以水压强度足够。压力表的量程、水温压力表的最大量程：P表=2=2×0.35=0.7或1.5PT P表4PT 即0.525MPa P表1.4 ， 水温5 6.2.4水压试

35、验的操作过程操作过程：在保持釜体表面干燥的条件下，首先用水将釜体内的空气排空，再将水的压力缓慢升至0.35，保压不低于30，然后将压力缓慢降至0.275，保压足够长时间，检查所有焊缝和连接部位有无泄露和明显的残留变形。若质量合格，缓慢降压将釜体内的水排净，用压缩空气吹干釜体。若质量不合格，修补后重新试压直至合格为止。水压试验合格后再做气压试验。第7章搅拌器的选型搅拌设备规模、操作条件及液体性质覆盖面非常广泛，选型时考虑的因素很多，但主要考虑的因素是介质的黏度、搅拌过程的目的和搅拌器能造成的流动形态。同一搅拌操作可以用多种不同构型的搅拌设备来完成，但不同的实施方案所需的设备投资和功率消耗是不同的

36、，甚至会由成倍的差别。为了经济高效地达到搅拌的目的，必须对搅拌设备作合理的选择。根据介质黏度由小到大，各种搅拌器的选用顺序是推进式、涡轮式、桨式、锚式和螺带式。根据搅拌目的选择搅拌器的类型：均相液体的混合宜选推进式，器循环量大、耗能低。制乳浊液、悬浮液或固体溶解宜选涡轮式，其循环量大和剪切强。气体吸收用圆盘涡轮式最适宜，其流量大、剪切强、气体平稳分散。对结晶过程，小晶粒选涡轮式，大晶粒选桨叶式为宜。根据以上本反应釜选用圆盘式搅拌器。7.1搅拌桨的尺寸及安装位置叶轮直径与反应釜的直径比一般为0.2 0.5，一般取0.33，所以叶轮的直径，取d=700mm叶轮据槽底的安装高度；叶轮的叶片宽度，取；

37、叶轮的叶长度；液体的深度；挡板的数目为4，垂直安装在槽壁上并从槽壁地延伸液面上，挡板宽度桨叶数为6，根据放大规则，叶端速度设为4.3m/s,则搅拌转速为：7.2搅拌功率的计算采用永田进治公式进行计算：由于数值很大，处于湍流区，因此，应该安装挡板，一小车打旋现象。功率计算需要知到临界雷诺数，用代替进行搅拌功率计算。可以查表上湍流一层流大的转折点得出。查表知：6.8所以功率：，取7.3搅拌轴的的初步计算7.3.1搅拌轴直径的设计（1）电机的功率20，搅拌轴的转速120，根据文献取用材料为1Cr18Ni9Ti ， 40，剪切弹性模量8.1×104，许用单位扭转角1°/m。由得：利

38、用截面法得：由得：=搅拌轴为实心轴，则：=36.7mm 取40mm（2）搅拌轴刚度的校核：由刚度校核必须满足：，即：=36.2mm所以搅拌轴的直径取40mm满足条件。7.3.2搅拌抽临界转速校核计算由于反应釜的搅拌轴转速=120200，故不作临界转速校核计算。7.4联轴器的型式及尺寸的设计由于选用摆线针齿行星减速机，所以联轴器的型式选用立式夹壳联轴节（D型）。标记为：40 HG 2157095。第8章 夹套式反应釜附属装置的确定8.1 人孔的选择人孔C:选用长圆型回转盖快开人孔 人孔PN0.6, 400×300JB579-79-18.2 接管及其法兰选择水蒸气进口管108×

39、4，L=200mm，10号钢法兰：PN0.6 DN100 HG 20592-97冷却水出口管：57×3.5，L=150 mm，无缝钢管法兰：PN0.6 DN50 HG 20592-97乙酸进料管0.0003m/s管径d=0.025m根据管子规格圆整选用的无缝钢管，L=150mm法兰：PN0.25 DN25 HG 20592-97乙醇进料管管径d=0.029m根据管子规格圆整选用的无缝钢管，L=200mm法兰：PN0.25 DN32 HG 20592-97水进料管 管径d=根据管子规格圆整选用的无缝钢管，L=100mm法兰：PN0.25 DN25 HG 20592-97出料管：出料总质

40、量流量因密度，则体积流量为0.00185m3/s因进料黏度低，选取管道中流速则管径根据规格选取47×3.5的无缝钢管。法兰：PN0.6 DN40 HG 20592-97温度计接管：45×2.5，L=100mm，无缝钢管法兰：PN0.25 DN40 HG 20592-97第9章车间设备布置设计9.1给排水工厂给水本项目装置用水设置2个供水系统。即独立的生产、生活供水系统，消防水系统以及循环水系统。（1）生产、生活供水系统主要用于生活用水和各生产装置工艺水、地坪冲洗、循环水补充水、消防水池补水等。（2）循环冷却水系统本项目装置循环水用量为117152.8吨/年工厂排水本着清污分

41、流的划分原则，结合厂外排水条件和满足环保要求。厂区排水系统划分为：（1）生产污水排水系统各装置的生产污水收集后排入污水处理站。（2）生活污水排水系统全厂生活污水汇集后经化粪池处理后排入厂内污水处理站处理。（3）生产净下水及雨水排水系统 厂内雨水、生产净下水及处理后的污水经W10管线收集重力排至工业园区现有管线。9.2污水处理本项目需处理的污水主要来精馏塔废水及厂区生活污水和化验室污水，拟采用活性污泥法进行生化处理。处理流程采用活性污泥法进行生化处理。9.3排渣工厂排出的废渣主要为锅炉煤渣和更换的失活催化剂，煤渣可作为原料出售给当地水泥厂，失活催化剂由专门厂家进行处理。废水自行处理排放，主要污染

42、物为乙酸乙酯（24ppm）、乙醇（0.89%）、甘油（痕量）。9.4供电与电讯供电1、 设计范围本可行性研究范围为5044吨/年乙酸乙酯装置，主要包括：（1）生产装置：乙酸乙酯合成、加氢、乙酸乙酯精馏、萃取及回收、压缩、废水处理等；（2）公用工程设施：锅炉及供水系统、全厂总变及装置变配电等。电气可行性研究为上述内容的供、配电系统设计。2、供电电源本项目用电电源可由附近的电厂提供。4、主要电气设备材料选型本项目电气设备材料选型以安全可靠为原则，并考虑操作维护简单、产品节能、技术先进、价格合理。电信1、电信设施主要内容本项目电信设施主要主要包括：行政管理电话、生产调度电话、无线通讯、火灾自动报警系

43、统等内容。2、电信设施方案（1）行政管理电话为了全厂行政管理和对外联络的需要，考虑用户数量和分布情况。在厂前区办公室内设一个电话总机站，厂区内需要行政电话约20门，拟设50门程控电话交换机及其设备一套。（2）生产调度电话由于生产管理机构设置情况，需要生产适度电话约8门，拟设20门程控电话交换机及其配套设备一套，作为全厂调度使用。（3）扩音呼叫/通话系统控制室为了和现场通讯联络，巡回检查时对通讯的要求，维修和安装调试有关岗位联络等要求，拟设扩音呼叫/通话系统及其配套设备一套，由5个呼叫通话站组成。（4）无线对讲电话在生产联系密切的固定或移动岗位，在噪声较大的环境，需要频繁、及时联系工作之处，拟设

44、4对无线对讲电话机。（5）火灾自动报警系统为了防止火灾在厂内发生，能及时报告火灾信号，拟在全厂设置一套火灾自动报警系统，由火灾报警控制器、火灾自动探测器、手动报警按钮、线路等组成。（6）电信电路敷设均采用电信电缆桥架或埋地敷设。9.5通风及空气调节通风及空调设置的原则本项目工艺生产装置介质易燃、易爆、有毒，在有害介质有可能泄漏的房间拟设置通风机械进行强制通风，预防事故的发生。生产厂房内亦设置通风机械进行强制通风，以改善操作环境。控制室、化验室等处有精密仪器的房间，为保证仪表、精密仪器的可靠运行，室内需恒温恒湿，因此上述房间设置空调。现场休息小屋由于比较分散，故考虑设置空调。采暖、通风及空调方案

45、本项目采暖热源采用0.2MPa（G）的蒸汽，冷凝水不回收直接排到下水道。化验分析室采用通风柜排风，每个通风柜单独设置一台风机，风机集中设置在楼顶上。控制室、车间分析用色谱仪室需恒温恒湿，故设置冷暖两制式空调进行空气调节，现场巡回工休息室设冷暖两制式空调，用于夏季供冷风，冬季供热风，保持室内在适应的温度。9.6化验室化验室负责全厂的原料、产品化验分析，进行全厂产品的质量管理和检验，为各车间化验室配标准溶液，统一全厂的分析方法，校验车间的化验仪器等多项工作。化验室选用气相色谱仪进行化学分析。9.7维修9.7.1 机修设置为车间维修，负责生产装置的维护、保养及小修、生产装置的年度中修、事故停车抢修。

46、生产装置的定期大修部分工作由社会协作解决。9.7.2 电修为保证全厂电气设备的安全可靠运行，在厂内设置电修厂房。电修的主要任务是负责全厂电气设备，包括电力变压器、高低压电动机、高地压配电装置、控制柜及各种控制设备之元件的正常检修及试验；高低压电力电缆及架空线路的维护、检修和试验；电气仪表、继电保护装置以及可控硅、半导体设备和元件的维护、维修及调试。电修的规模议中小修为主。可视情况对某些设备进行大修、复杂及大型设备的大修可以通过外协解决。9.7.3 仪表修理计量器具的定期检验送当地主管计量部门检验。仪表修理负荷一次仪表、DCS、PLC及计算机系统备件的维修管理。9.8仓库全厂性仓库共2处，分为全

47、厂材料库材料库和化学品库，分别储存公用性的金属材料，机、电、仪备件，建材，保温、保冷材料，油品，劳保用品，行政办公用品，大小五金等。化学品、催化剂及油品贮存在化学品库。第10章环境保护10.1 概述乙酸乙酯健康危害：对眼、鼻、咽喉有刺激作用。高浓度吸入可引进行性麻醉作用，急性肺水肿，肝、肾损害。持续大量吸入，可致呼吸麻痹。误服者可产生恶心、呕吐、腹痛、腹泻等。有致敏作用，因血管神经障碍而致牙龈出血；可致湿疹样皮炎。 慢性影响：长期接触本品有时可致角膜混浊、继发性贫血、白细胞增多等。根据当地自然条件，工厂生产特点并结合全厂总平面布置进行绿化设计，厂区绿化面积约为13。厂前区为重点绿化、美化区，设

48、置花坛，种植花卉，辅以草坪。沿工厂围墙四周、道路两侧及厂内适当的地点种植乔木、灌木、绿篱，为职工生产和生活创造良好的环境条件，以达到净化空气，保护环境，有益于人体健康的目的。绿化既要保护环境，防止污染，美化厂容，又不应妨碍生产操作，物料运输及防火要求。10.2环境影响评价内容（1） 对项目所在区域的环境质量现状进行评价； （2） 在工程分析的基础上，对项目清洁生产工艺状况进行评述；（3） 开展公众参与工作，广泛征求项目区及相关各阶层人士对项目建设的意见和建议，为项目的决策和环境管理提供依据；（4） 根据环境影响预测及公众参与等结果，综合分析本项目选址的环境可行性；（5） 对项目建设和运行期可能

49、发生的可预测突发性事件和事故引起易燃易爆等物质泄漏或突发事件产生的新的有毒有害物质等，所造成的对人身安全与环境的影响和损害，进行评估，并提出防范、应急和减缓措施（6） 对项目的环境经济损益进行简要分析，提出相应的环境管理计划与环境监测计划。 10.3评价重点与等级根据本项目的排污特点及所在区域的环境特征，本评价在工程分析的基础上，拟以地表水环境评价、环境空气和环境风险评价为重点，兼评声环境、固体废物等。 1、地表水环境 根据环境影响评价技术导则 地面水环境(HJ/T2.3-93)中规定的评价工作等级划分依据，本项目的具体情况为：建设项目的污水排放量：约1091 t/d；建设项目污水水质的复杂程度：中等； 地表水水域规模：大； 地表水水质要求：类水体。