乙酸丁酯反应器材质的选择

任务0102

乙酸丁酯反应器结构及材质的选择项目一乙酸丁酯反应器的选型、设计与操作

青职化工厂接到生产乙酸丁酯的订单,该厂拟采用乙酸和丁醇生产乙酸丁酯，年产量1000吨。反应在恒温条件下进行，温度为373K，进料比为乙酸:丁醇=1:5（mol），以少量硫酸作催化剂。本次任务：确定完成生产任务所需的反应器结构和材质。

任务引入：

0102－1反应釜的结构形式及其作用画出乙酸丁酯反应器的结构示意图并说明各部分作用0102－2反应器的壳体结构选择乙酸丁酯反应器的壳体结构总结反应器常用的材质种类及其特点、应用简要分析反应物系特点，合理选择反应器材质任务点及其要求釜式反应的结构

0102－1乙酸丁酯反应器的结构及其作用

釜式反应器的结构,主要由壳体、搅拌装置、轴封和换热装置四大部分组成。

釜式反应器是生产中广泛采用的反应器。它可用来进行均相反应，也可用于以液相为主的非均相反应。如非均相液相、液固相、气液相、气液固相等。不锈钢反应釜

stainlesssteelreactor

高压反应釜（high-pressurereactor)外盘管式反应釜

Outertubediscreactionvessel

搪玻璃反应釜

Glassliningreactor

0102－2釜式反应器的壳体结构

(一)壳体结构：

包括筒体、底、盖（或称封头）、手孔或人孔、视镜及各种工艺接管口等。1.筒体作用：主要用来提供容积，是完成介质的物理、化学反应的容器。平面形：适用于常压或压力不高时；碟形：应用较广。球形：适用于高压场合；椭圆形：应用较广。锥形：适用于反应后物料需要分层处理的场合。2.封头3.手孔、人孔：安装和检修设备的内部构件。4.视镜：观察设备内部物料的反应情况，也作液面指示用5.安全装置:

安全阀和爆破片6.其它工艺接管进料管:伸向釜内成对45

切口指向中央。出料管:下出料管；上出料管:管子设在最低处并成对45

角仪表接管:测P、T、取样等(二)工业反应器的材质材料材质分为金属材料：由金属元素或以金属元素为主形成的，具金属特性的物质复合材料：两种或两种以上不同性质或不同组织的材料组合而成的材料非金属材料：除上述二者外的（如陶瓷、搪瓷、玻璃等）金属材料分为铁合金：铁和以铁为基的合金（钢、铸铁、铁合金）非铁合金：有色金属（铜、铝、铅及其合金）钢分为碳钢：含碳量小于2.11%的铁碳合金如Q235A屈服极限２35MPa，A级质量，镇静钢低合金钢：在碳钢基础上加入某些元素所形成的钢种。常加入有Si、Cr、Mn、Ni、Ti等，以改善钢的性能，一般钢中含有合金元素总量小于5%合金钢：如不锈钢，具有耐蚀性，多数含碳量为0.1～0.2%，含碳量越低，耐蚀性增加，但强度和硬度下降牌号含义：1Cr18Ni9Ti表示含碳量为0.1%，Cr18%，Ni9%，Ti含量小于1.5%

（三）釜式反应器壳体的材质

主要为钢制反应釜、铸铁反应釜及搪玻璃反应釜：（1）最常见的钢制反应釜的材料为Q235A（或容器钢）。钢制反应釜的特点是制造工艺简单、造价费用较低，维护检修方便，使用范围广泛，因此，化工生产普遍采用。由于材料Q235A不耐酸性介质腐蚀，常用的还有不锈钢材料制的反应釜，可以耐一般酸性介质。经过镜面抛光的不锈钢制反应釜还特别适用于高粘度体系聚合反应。（2）铸铁反应釜在氯化、磺化、硝化、缩合、硫酸增浓等反应过程中使用较多。

铸铁的成分☆

含碳量一般在2.50%～4.00%之间。☆Si：1.00～3.00%☆含有较多的硫、磷杂质：

P：0.01～0.50%，S：0.02～0.20%☆为了提高铸铁的性能，添加少量Cr、Ni、Cu、Al、Mo、V等铸铁的组织特点

铸铁组织与钢相比，最大的不同就是含有石墨，决定了铸铁与钢不同的性能。石墨：简单六方晶格，两底面间距较大，结合力弱，易形成片状碎片强度，塑性极低接近于零。铸铁的性能特点a.含c量高，接近共晶合金成分，使得铸铁具有熔点低、流动性好等优点，具有良好的铸造性。b.较低的强度及塑、韧性，良好的减摩性、减震性、切削加工性及对裂纹不敏感（组织中含有石墨）。c.传热效果不好d.笨重，不能进行变形加工e.价格低廉，生产工艺简单，成品率高。（3）搪玻璃反应釜性能如下：耐腐蚀性：能耐大多数无机酸、有机酸、有机溶剂等介质的腐蚀。搪玻璃设备不宜用于下列介质的储存和反应：任何浓度和温度的氢氟酸；PH＞12且温度大于100℃的碱性介质；温度大于180℃、浓度大于30%的磷酸；酸碱交替的反应过程；含氟离子的其他介质。耐热性：允许在-30～+240℃范围内使用耐冲击性：较小。（4）搪玻璃类型

我国标准搪玻璃反应釜有K型和F型两种。K型反应釜是锅盖和锅体分开，可装置尺寸大的锚式、框式和桨式等各种形式的搅拌器，反应锅容积有50—10000l的不同规格，因而适用范围广。F型是盖体不分的结构，盖上都装置人孔，搅拌器为尺寸较小的锚式或桨式，适用于低粘度、容易混合的液液相、气液相等反应。F型反应锅的密封面比K型小很多，所以对一些气液