聚氯乙烯反應釜的設計(共25頁)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上摘 要隨著國內聚氯乙烯行業(yè)的競爭越來越激烈，小規(guī)模聚氯乙烯生產設備將越來越表現(xiàn)出不經濟性?？紤]到今后國內新建聚氯乙烯生產設備規(guī)模至少將在20萬t/a以上，60m3聚氯乙烯反應釜及其成套工藝技術具有很大的推廣前景。由于引進國外60m3以上聚氯乙烯反應釜及其成套工藝技術的設備和技術費用相當昂貴，在今后較長一段時期內，國產化60m3聚氯乙烯反應釜及其成套工藝技術將是企業(yè)的理想選擇。因此，60m3聚氯乙烯反應釜的設計和成套工藝技術的開發(fā)，將極大的推動國內PVC行業(yè)的技術進步和長遠發(fā)展。本次畢業(yè)設計是設計一個60m3聚氯乙烯反應釜，考慮到了筒體所受的內壓和外壓，進行了罐體和夾套

2、內壓強度計算，對罐體進行了外壓強度校核，另外還設計了攪拌裝置與傳動裝置，并對其進行了強度和剛度校核。 關鍵詞：聚氯乙烯; 反應釜； 設計AbstractWith the domestic PVC industry more competitive, PVC production equipment for small-scale will become more and more non-economic. Tacking into account the future of domestic new PVC production equipment will be at least more

3、 than 200,000t/a, 60m3PVC reactor and packaged process have a great spread. The equipment investments and construction investments for bring in the 60m3 PVC reactor and packaged process is so expensive that the companies should choose the 60m3 PVC reactor and packaged process that we have in the nea

4、r future. So, the design of the 60m3PVC reactor and the study of packaged process have great historical significance and far-reaching impact in the history of domestic PVC production, will greatly promote the development of domestic PVC industry.This graduation design is to design a 60m3 PVC reactor

5、.This design considered the cylinder body from the internal pressure and the external pressure，Tank and jacket were calculated compressive strength， and the tank strength of the external pressure was checked.In addition, I also designed a mixing device and transmission device and checked its strengt

6、h and stiffness.Key words: PVC; reactor; design前 言我國PVC生產企業(yè)平均規(guī)模為年產8萬多噸，PVC生產處于低壟斷狀態(tài)。由于國產化PVC生產技術的成熟，在很大程度上降低了行業(yè)進入門檻。行業(yè)內和行業(yè)外企業(yè)為追求較高利潤，競相建設和擴產，近幾年國內PVC熱的顯著特征是大干快上。所謂大，是指規(guī)模大，新建改擴建項目動輒十萬噸以上，二三十萬噸也不少見。未來PVC生產企業(yè)規(guī)模將向40萬80萬t/a大規(guī)模水平發(fā)展，規(guī)模小的企業(yè)將由于技術水平較低，污染嚴重，生產成本高，競爭能力弱而逐步淘汰。我國PVC行業(yè)采用大型聚合釜生產裝置成為近年來明顯的發(fā)展趨勢。采用大型聚

7、合釜，每釜的產量大，克服了小釜生產出的聚氯乙烯樹脂質量不穩(wěn)定的缺陷，大釜比小釜的產量批次較少，樹脂之間的差異減小，質量更加均勻和穩(wěn)定。同樣規(guī)模的裝置，采用大型釜更容易實現(xiàn)DCS控制。鑒于當前國內聚氯乙烯行業(yè)的發(fā)展情況，采用60m3聚氯乙烯反應釜，可以節(jié)省設備投資和建設投資，減少生產運營費用，有效降低產品生產成本，可以大大提高國內聚氯乙烯生產企業(yè)的市場競爭能力，為國內聚氯乙烯生產企業(yè)擴大生產規(guī)模，調整產品結構等創(chuàng)造了有利的條件，因此60m3聚氯乙烯反應釜及其成套工藝技術具有極大的推廣應用前景。由于引進國外60m3以上反應釜及其成套工藝技術的設備費用和技術費用相當昂貴，在今后較長的一段時期內，國產

8、化60m3聚氯乙烯反應釜及其成套工藝技術將是國內企業(yè)的理想選擇。l1.緒論1.1聚氯乙烯1.1.1 聚氯乙烯全名為Polyvinylchlorid，主要成份為聚氯乙烯，另外加入其他成分來增強其耐熱性，韌性，延展性等。它是當今世界上深受喜愛、頗為流行并且也被廣泛應用的一種合成材料。它是全球使用量最廣泛的塑料之一，也是世界上產量最大的塑料之一。聚氯乙烯具有原料豐富（石油、石灰石、焦炭、食鹽和天然氣）、制造工藝成熟、價格低廉、用途廣泛等突出特點，現(xiàn)已成為世界上僅次于聚乙烯樹脂的第二大通用樹脂，占世界合成樹脂總消費量的29%。聚氯乙烯容易加工，可通過模壓、層合、注塑、擠塑、壓延、吹塑中空等方式進行加工

9、。聚氯乙烯主要用于生產人造革、薄膜、電線護套等塑料軟制品，也可生產板材、門窗、管道和閥門等塑料硬制品。1.1.2 物理和化學性質 總的來說聚氯乙烯根據不同的用途可以加入不同的添加劑，因此聚氯乙稀塑料可呈現(xiàn)不同的物理性能和力學性能。通常，聚氯乙稀具有阻燃（阻燃值為40以上）、耐化學藥品性高（耐濃鹽酸、濃度為90的硫酸、濃度為60的硝酸和濃度20的氫氧化鈉）、機械強度及電絕緣性良好的優(yōu)點。但其耐熱性較差，軟化點為80，于130開始分解變色，并析出HCI。具有穩(wěn)定的物理化學性質，不溶于水、酒精、汽油，氣體、水汽滲漏性低；在常溫下可耐任何濃度的鹽酸、90%以下的硫酸、5060%的硝酸和20%以下的燒堿

10、溶液，具有一定的抗化學腐蝕性；對鹽類相當穩(wěn)定，但能夠溶解于醚、酮、氯化脂肪烴和芳香烴等有機溶劑。此外，POVC的光、熱穩(wěn)定性較差，在100以上或經長時間陽光暴曬，就會分解產生氯化氫，并進一步自動催化分解、變色，物理機械性能迅速下降，因此在實際應用中必須加入穩(wěn)定劑以提高對熱和光的穩(wěn)定性。1.1.3 分類及其用途聚氯乙烯可分為軟聚氯乙烯和硬聚氯乙烯。其中硬聚氯乙烯大約占市場的2/3，軟聚氯乙烯占1/3。軟聚氯乙烯一般用于地板、天花板以及皮革的表層，但由于軟聚氯乙烯中含有柔軟劑(這也是軟聚氯乙烯與硬聚氯乙烯的區(qū)別)，容易變脆,不易保存，所以其使用范圍受到了局限。硬聚氯乙烯不含柔軟劑，因此柔韌性好，易

11、成型，不易脆，無毒無污染，保存時間長，因此具有很大的開發(fā)應用價值。總的來說聚氯乙烯廣泛應用于建材、包裝、醫(yī)藥、化工、紡織、家電、消防、食品等諸多行業(yè)。其中建材行業(yè)占的比重最大，為60%，其次是包裝行業(yè)，還有其他若干小范圍應用的行業(yè)。1.1.4 發(fā)展史及現(xiàn)狀氯化乙烯基最初是在1835年在Justus von Liebig實驗室合成出來的。而聚氯乙烯是由Baumann在1872年合成的。但是直到20世紀20年代才在美國生產出了第一個聚氯乙烯的商業(yè)產品，在接下來的20年內歐洲才開始大規(guī)模生產。據統(tǒng)計，2004年全球PVC產能達到3500萬噸，產量為2920萬噸，我國聚氯乙烯生產企業(yè)總數(shù)有80多家，2

12、004年國內PVC樹脂生產量為503.2萬噸，年生產能力約為650萬噸，2004年新增產能140多萬噸。預計到2005年底我國聚氯乙烯生產能力將超過950萬噸，凈增長300萬噸。其中乙烯法占30（含進口單體），電石法占70。截止到2005年6月底國內PVC實際生產量為295.41萬噸，與去年同期相比增長率為21.7。2005年上半年進口量為79.7萬噸，表觀消費量為372.6萬噸。根據海關數(shù)據顯示，2010年12月中國PVC純粉進口量為 噸，環(huán)比顯著增長21%，同比顯著增長36%。去年1-12月份PVC純粉進口量累計為 噸，累計同比減少26.4%。1.2 反應釜反應釜廣泛應用于石油、化工、橡膠

13、、農藥、染料、醫(yī)藥、食品，用來完成硫化、硝化、氫化、烴化、聚合、縮合等工藝過程的壓力容器，例如反應器、分解鍋、聚合釜等。總的來說，反應釜屬于攪拌設備的一類，這里簡要的介紹一些攪拌設備的情況。攪拌設備常被稱作攪拌釜（或攪拌槽），當攪拌設備用作反應器時，又被稱為攪拌釜式反應器，有時簡稱反應釜。 攪拌設備在工業(yè)生產中應用范圍很廣，尤其是化學工業(yè)中，很多化工生產夠或多或少地應用著攪拌操作。化學工藝過程中的種種化學變化，是以參加反應物質的充分混合為前提的。對于加熱、冷卻和液體萃取以及其他吸收等物理變化過程，也往往要采用攪拌操作才能得到好的效果。攪拌設備在許多場合是作為反應器來應用的。例如在三大合成材料的

14、生產中，攪拌設備作為反應器約占反應器總數(shù)的90%。其他如染料、醫(yī)藥、農藥、油漆等行業(yè)，攪拌設備的應用亦很廣泛。有色冶金部門對全國有色冶金行業(yè)中的攪拌設備做了調查及功率測定，結果是許多濕法車間的動力消耗50%以上是用在攪拌作業(yè)上。攪拌設備的應用范圍之所以這樣廣泛，還因攪拌設備操作條件（如濃度、溫度、停留時間等）的可控范圍較廣，又能適應多樣化的生產。攪拌設備的作用如下：使物料混合均勻；使其他在液相中很好的分散；使固體粒子（如催化劑）在液相中均勻的懸?。皇共幌嗳艿牧硪灰合嗑鶆驊腋』虺浞秩榛?；強化相間的傳質（如吸收等）；強化傳熱。對于均相反應，主要是、兩點。混合的快慢、均勻程度和傳熱情況好壞，都會影響

15、反應結果。至于非均相系統(tǒng)，則還影響到相界面的大小和相間的傳質速度，情況就更復雜。所以攪拌情況的改變，常很敏感地影響到產品的質量和產量，生產中的這種例子非常普遍。在溶液聚合和本體聚合的液相聚合反應裝置中，攪拌的主要作用是：促進釜內物料流動，使反應器內物料均勻分布，增大傳質和傳熱系數(shù)。在聚合反應過程中，往往隨著轉化率的增加，聚合液的粘度液增加。如果攪拌情況不好，就會造成傳熱系數(shù)下降或局部過熱，物料和催化劑凡是不均勻，影響聚合產品的質量，也容易導致聚合物粘壁，使聚合反應操作不能很好地進行下去。在互不相溶的液體之間或液體和固體相互作用時，攪拌在加速反應的進行方面起著非常重要的作用。因為增加一物相混入另

16、一物相的速度，接觸面就會增大，攪拌是在反應過程中創(chuàng)造良好條件的一個重要因素。例如，使傳熱作用加強，減少局部過熱，以及避免加熱過程中物質焦化等。如高壓聚乙烯生產中，由于攪拌器的作用，使物料在反應器內有一點的停留時間，更重要的是使催化劑在反應器內分布均勻，以防止局部猛烈的聚合作用而造成爆炸。因此攪拌設備在工業(yè)生產中起著非常重要的作用。攪拌設備使用歷史悠久，應用廣泛。但對攪拌操作的科學研究還不夠。攪拌操作看起來似乎很簡單，但實際上，它所涉及的因素卻極為復雜。對于攪拌器型式的選擇，從工藝的觀點以及力學觀點來說，迄今都研究的不夠。過去有很多文獻論述了攪拌設備的動力消耗，并給出了不少情況下的計算公式，但是

17、由于使用介質操作條件的不同，物理化學性質的差異，容器形狀及內部設施的不同以及各種攪拌器特性上的區(qū)別，正確確定攪拌功率并適當?shù)倪x擇驅動電機是十分困難的。在沒有模擬試驗的情況下，設計新的攪拌設備時，常采用現(xiàn)有設備數(shù)據的方法，寧大勿小，結果造成了不少浪費。國內有些單位對一些生產中的攪拌設備進行了功率測試，從測試的結果可以看到，由于功率消耗難以計算準確，電動機選用過大，造成了負荷率很低的不合理現(xiàn)象。關于攪拌器，除非遇有特殊的任務，需要特殊設計之外，現(xiàn)有的各種攪拌器，尤其常用的框式、平槳式、推進式和渦輪式等已足夠應用。而且這些攪拌器已經有相應的標準，所以對已有攪拌器性能的深刻了解，應予以更多的注意，以便

18、是它們在使用中能夠充分發(fā)揮作用。渦輪式攪拌器現(xiàn)在正被廣泛使用，因為這種攪拌器在工業(yè)上適應性很大，它幾乎能有效的完成所有的攪拌任務，并能處理那些特別是化學工業(yè)中進出遇到的各種黏度的物料。攪拌設備的軸封多是填料密封和機械密封。100多年前初期的密封都是采用一些天然材料如皮革和浸油繩等作為密封。以后浸油繩密封逐漸發(fā)展成為今天的軟填料密封。由于石油化學工業(yè)的發(fā)展，易燃易爆物質比較多，對密封性能要求較嚴，19351945粘間在英美等國均開始研究和應用機械密封，并得到較快的發(fā)展。因而機械密封已日益得到廣泛應用。2. 反應釜的設計參數(shù)及要求設計參數(shù)及要求容器內夾套內容器類別工作壓力（MPa）32設計壓力（M

19、Pa）32工作溫度（）80143設計溫度()85147.5介質聚氯乙烯,有機物，水水蒸氣焊接街頭系數(shù)0.85/1.00.85/1.0全容積（）60充裝系數(shù)0.85腐蝕情況(mm)01.5推薦材料攪拌軸轉速(r/min)3065電動機功率(KW)150-200傳熱面積3.夾套反應釜設計3.1 夾套反應釜的總體結構帶攪拌的夾套反應釜是化學、醫(yī)藥及食品等工業(yè)中常用的典型反應設備之一。它是一種在一定壓力和溫度下，借助攪拌器將一定容積的兩種（或多種）液體以及液體與固體或氣體物料混勻，促進其反應的設備。一臺帶攪拌的夾套反應釜主要有攪拌容器、攪拌裝置、傳動裝置、軸封裝置、支座、人孔、工藝接管和一些附件組成。

20、 攪拌容器分罐體和夾套兩部分，主要有封頭和筒體組成，多為中、低壓壓力容器；攪拌裝置有攪拌器和攪拌軸組成，其形式通常由工藝而定；傳動裝置是為帶動攪拌裝置設置的，主要有電動機、減速器、聯(lián)軸器和傳動軸等組成；軸封裝置為動密封，一般采用機械密封或填料密封；它們與支座、人孔、工藝接管等附件一起，構成完整的夾套反應釜。3.1.1 釜體部分(1)釜體部分由圓筒和上、下封頭組成，提供物料化學反應的空間，其容積由生產能力和產品的化學反應要求決定。(2)中、低壓筒體通常采用不銹鋼板卷焊，也可采用碳鋼或鑄鋼制造，為防止物料腐蝕，可在碳鋼或鑄鋼內表面襯耐蝕材料。(3)釜體殼能同時承受內部介質壓力和夾套壓力，必須分別按

21、內、外壓單獨作用時的情況考慮，分別計算其強度和穩(wěn)定性。(4)對于承受較大外壓的薄壁筒體，在筒體外表面影設置加強圈。 3.1.2 傳熱裝置 為及時送入化學放應所需熱量或傳出化學放應放出的熱量，在釜體外部或內部可設置傳熱裝置，使溫度控制在需要的范圍之內。常用的傳熱裝置是在釜體外部設置夾套或在釜體內部設置蛇管。(1)反應釜的攪拌裝置由攪拌軸和攪拌器組成，可使物料混合均勻、良好接觸，加速化學反應的進行。攪拌過程中，物料的湍動程度增大，反應物分子之間、反應物分子與容器器壁之間的接觸不斷更新，既強化了傳質和傳熱，又有利于化學反應的進行。攪拌器采用螺帶螺桿式攪拌器。(2)反應釜的傳動裝置主要由電機、減速器、

22、聯(lián)軸器和傳動軸等組成。(3)反應釜的軸封裝置：為維持設備內的壓力或阻止釜內介質泄漏，在攪拌軸伸出封料抖出必須進行密封（動密封）。軸封裝置通常有填料密封和機械密封。(4)反應釜的其他附件，包括支座、人孔、工藝接管等。3.2 反應釜的罐體和夾套的設計3.2.1 罐體和夾套的結構設計罐體一般是立式圓筒形容器，有頂蓋、筒體和罐底，通過支座安裝在基礎或平臺上。根據反應釜的設計參數(shù)及要求可知，罐體采用立式圓筒形結構，上、下封頭均采用標準橢圓形封頭。下封頭與筒體焊接，上封頭與筒體采用法蘭連接。夾套采用焊接式整體結構形式。3.2.2 筒體的幾何尺寸計算 查資料選取該反應釜筒體的長徑比i=H/ =1.3,則筒體

23、的內徑為 將計算結果圓整至公稱直徑標準系列，選取筒體直徑=3800mm。此時，由計算得每一米高的筒體容積為，表面積，查表4得，DN=3800mm時的標準橢圓封頭曲面高度，直邊高度，封頭容積，表面積。筒體高度為 筒體高度圓整為，于是，復核結果基本符合原定范圍。3.2.3 夾套幾何尺寸計算罐體直徑，則夾套內徑為，符合壓力容器公稱直徑系列。查表4得，DN=4000mm時的標準橢圓封頭曲面高度為，直邊高度為，封頭容積，表面積。取反應釜裝填系數(shù)為，則估算夾套高度為 選取夾套高度，則，這樣滿足筒體法蘭螺栓的裝拆要求。夾套的傳熱面積為由于夾套內介質為水蒸汽，故不需使用導流板。3.2.4 強度計算強度計算中各

24、參數(shù)的選取及計算，均應符合GB 1501998鋼制壓力容器的規(guī)定。強度計算應考慮以下幾種情況：當圓筒內為常壓外帶夾套時：（1）圓筒的公稱直徑DN600mm時，被夾套包圍部分的筒體按外壓（指夾套壓力）圓筒設計，其余部分按常壓設計； 當圓筒的公稱直徑DN<600時，全部筒體按外壓（指夾套壓力）圓筒設計。（2）圓筒內為真空外帶夾套時：當圓筒體的公稱直徑DN600mm時，被夾套包圍部分的筒體按外壓（指夾套壓力+0.1MPa）圓筒設計，其余部分按真空設計；當圓筒的公稱直徑DN<600mm時，全部筒體按外壓（指夾套壓力+0.1MPa）圓筒設計；（3）當圓筒體的公稱直徑DN600mm時，被夾套包

25、圍部分的筒體分只別按內壓圓筒和外壓圓筒設計，取其中較大值；其余部分按內壓圓筒設計。 當圓筒的公稱直徑DN<600mm時，全部筒體分別按按內壓圓筒和外壓圓筒設計，取其中較大值。（4）本設備的公稱直徑DN=2200600mm，工藝提供的條件為：釜體內筒中設計壓力為3MPa，夾套內設計壓力為2MPa.則夾套筒體和夾套封頭為承受2MPa內壓，而內筒的筒體和封頭為既承受3MPa內壓又承受2MPa外壓，其最惡劣的操作條件為:停止操作時，內筒無壓而夾套內仍有蒸汽壓力，此時內筒承受2MPa外壓。所以，筒體分別按3MPa內壓和2Mpa外壓設計，取其中較大值。夾套按承受2Mpa內壓設計。首先，按按內壓計算厚

26、度 罐體和夾套材料選用16MnR，設計溫度（罐體內），（夾套內），設計壓力（罐體內），（夾套內）。由設計任務書可知，焊接接頭系數(shù)為查表可知設計溫度下，夾套及其封頭材料為16MnR的的許用應力按名義厚度取為，按名義厚度取為。先按內壓計算：筒體計算厚度夾套計算厚度筒體封頭計算厚度夾套封頭計算厚度查參考資料（1）的筒體的鋼板厚度負偏差，夾套的鋼板厚度負偏差為腐蝕裕量：罐體為，夾套，則筒體的厚度附加量為 夾套的厚度附加量為 則有 筒體設計厚度 夾套設計厚度 筒體封頭設計厚度 夾套封頭設計厚度圓整后選取 筒體名義厚度， 夾套名義厚度， 筒體封頭名義厚度， 夾套封頭名義厚度。3.2.4穩(wěn)定性校核（按外壓校

27、核厚度）厚度附加量C=1.2mm，假設筒體名義厚度，則筒體有效厚度筒體外徑筒體計算長度系數(shù)系數(shù)查文獻10得系數(shù)A=0.0017查文獻10得系數(shù)B=150許用外壓力因此，當名義厚度.時，筒體能滿足2Mpa的外壓要求。筒體封頭的厚度計算如下：假設筒體封頭名義厚度為，則當量球殼外半徑mm系數(shù)查文獻10得系數(shù)B=156許用外壓力該假設滿足穩(wěn)定要求，筒體封頭名義厚度為3.2.5 水壓試驗校核筒體材料為16MnR，該材料在鋼板厚度為=36-60mm時屈服點,在鋼板厚度為=16-36mm時屈服點，取=0.85，則Mpa。 罐體筒體水壓試驗壓力Mpa夾套筒體水壓試驗壓力罐體內筒水壓試驗時壁內應力：夾套內壓試驗

28、應力：可見水壓試驗時筒體，夾套內應力都小于，水壓試驗安全。3.3 反應釜的攪拌裝置3.3.1 選擇攪拌器 由結構選擇時所寫，本釜選用平直葉圓盤渦輪攪拌器。根據攪拌器直徑與罐體內徑之比常取0.350.8，,其注意尺寸如下圖3-1： 圖3-1 平直葉圓盤渦輪攪拌器攪拌器直徑； ,攪拌軸直徑d=160mm；槳葉寬度;B=320mm,槳葉厚度, 圓盤厚度，槳葉長度L=400mm,H=230mm攪拌器重量G=201.2kg3.3.2 設計攪拌軸(1)、 攪拌軸的材料：選用40Cr合金鋼。(2)、 攪拌軸的結構：連接槳式的軸頭較簡單，與聯(lián)軸器配合的軸頭結構按聯(lián)軸器的要求而定。（3）、 攪拌軸強度校核如任務

29、書上所示：電動機功率(KW) 150200 攪拌軸轉速（r/min） 3065取電動機功率為，攪拌軸轉速為n=65r/min.計算軸功率：電機效率 ，減速器效率，兩個聯(lián)軸器效率 軸轉速n=65r/min,40Cr鋼扭轉剪應力，系數(shù)C取100，則 考慮開鍵槽和物料對軸的腐蝕，軸徑擴大8%，即。故攪拌軸軸徑為160mm時，滿足強度要求。（4） 攪拌軸的形位公差和表面粗糙度要求：一般攪拌軸要求運轉平穩(wěn)，為防止軸的彎曲對軸封處的不利影響，因此，軸安裝和加工要控制軸的直度，由于攪拌軸轉速n=65r/min，直線度允差1000：0.15.3.4 反應釜的傳動裝置反應釜的攪拌器是由傳動裝置帶動，傳動裝置設置

30、在釜頂封頭的上部。反應釜的傳動裝置包括電機、減速器、聯(lián)軸器、機架、底座和凸緣法蘭。3.4.1 選用電機根據設計任務書要求，選取電動機的功率為160KW，查資料（3）得其型號為JB/T8680.1-1998 Y2-335M1-6.額度功率，轉速為990r/min,重量。3.4.2 選用減速器根據選取的攪拌軸轉速n=65r/min查【資料（3）】表16-2-169可知應選取FJ型兩級硬齒面圓錐齒輪減速器，其型號尺寸從HG/T3139.3-2001標準中查得型號為HG/T3139.3-2001 B FJ9B-6-。3.4.3 選用傳動軸傳動軸軸徑可以取與攪拌軸相同大小。查【資料（1）】表3-7-15

31、以及3-7-16，可得傳動軸的具體尺寸。傳動軸記為 HG 21568-1995 傳動軸 BXC 1100- 160/1000 40Cr3.4.4 選用凸緣法蘭凸緣法蘭一般焊接于罐體封頭上，用于連接攪拌傳動裝置，亦可兼坐安裝、維修、檢查用孔。凸緣法蘭分整天和襯里兩種結構形式，密封面分凸面（R）和凹面（M）兩種。查文獻附圖4-4和附表4-6【資料（2）】，選取R型凸緣法蘭，標準件無適合法蘭，尺寸自定，見零件圖。3.4.5 選用安裝底蓋安裝底蓋采用螺柱等緊固件，上與機架連接，下與凸緣法蘭連接，是整個攪拌傳動裝置與容器連接的主要連接件。安裝底蓋下裝式的常用形式為RX和LRX型，本設計采用RX型，其他結

32、構（整體或襯里）、密封面形式（突面或凹面）以及傳動軸的安裝形式（上裝或下裝），按HG21565-95選取。安裝底蓋的公稱直徑與凸緣法蘭相同。形式選取時應注意與凸緣法蘭的密封面配合（突面配突面，凹面配凹面）。查文獻附圖4-7和附表4-7【資料（2）】，標準件無合適底蓋，尺寸自定，見零件圖。3.4.6 選用聯(lián)軸器電機或減速器輸出軸與傳動軸之間及傳動軸與攪拌軸之間的連接，都是通過聯(lián)軸器連接的。常用的聯(lián)軸器有彈性塊式聯(lián)軸器、夾殼聯(lián)軸器和緊箍夾殼聯(lián)軸器。查文獻附圖5-5和附表5-10【資料（3）】，傳動軸與攪拌軸間的聯(lián)軸器選用GT剛性凸緣聯(lián)軸器，記為 聯(lián)軸器 GT 140-HT200。減速器輸出軸與傳動

33、軸之間選用JQ型夾殼聯(lián)軸器，聯(lián)軸器JQ140-HT200。3.5 反應釜的軸封裝置軸封是攪拌設備的一個重要組成部分。其任務是保證攪拌設備內處于一定的正壓和真空狀態(tài)以及防止反應物料逸出和雜質的滲入。鑒于攪拌設備以立式容器中心頂插式攪拌為主，很少滿釜操作，軸封的對象主要為氣體；而且攪拌色設備由于反應工況復雜，軸的偏擺振動大，運轉穩(wěn)定性差等特點，故不是所有形式的軸封都能用于攪拌設備上。反應釜攪拌軸處的密封，屬于動密封，常用的有填料密封和機械密封兩種形式。填料密封結構簡單、易于制造，在攪拌設備上廣泛應用，一般用于常壓、低壓、低轉速及允許定期維護的攪拌設備；機械密封是一種功耗小、泄露率低，密封性能可靠，

34、使用壽命長的轉軸密封，主要用于腐蝕、易燃、易爆、劇毒及帶有固體顆粒的介質中工作的高壓和真空設備。根據已知工況，選用機械密封。查文獻附圖5-8和附表5-14【資料（2）】選取。3.6 反應釜的其他附件3.6.1 人孔 手孔和人孔的設置是為了安裝、拆卸、清洗和檢修設備內部的裝置。手孔直徑一般為150250mm，應使工人帶上手套并握有工具的收能方便的通過。當設備的直徑大于900mm時，應開設人孔。人孔的形狀有圓形和橢圓形兩種。圓形手孔制造方便，應用較為廣泛。人孔的大小及位置應以人進出設備方便為原則，對于反應釜，還有考慮攪拌器的直徑，以便攪拌軸及攪拌器能通過人孔放入罐體內。本設計未設手孔，設有回轉蓋帶

35、頸對焊法蘭人孔一個。查【資料（1）】表3-4-5，圖3-4-3得選取回轉蓋帶頸對焊法蘭人孔從HG 21518-2005標準中選取標準號為HG 21518-2005-16的人孔，具體尺寸見【資料（1）】表3-4-5，圖3-4-3。3.6.2 支座本夾套反應釜為立式安裝，采用支承式支座。標準支承式支座（JB/T 4725-92）分為A型和B型兩種。本設計中選用B型支承式支座，其結構見【資料（1）】808頁。 估算設備總重量 設備總重量式中為罐體和夾套總重；為傳動裝置與攪拌裝置總重；為物料重；為冷卻水重。（1） 的計算 圓筒重量計算公式計算得的筒體質量為；的夾套筒節(jié)質量為。標準橢圓形封頭計算公式，的

36、封頭的質量為的封頭的質量為。查【資料（1）】表3-4-5得DN=600mm（MFM型）的人孔重=673查文獻14得的平面甲型平焊法蘭的質量為=500kg。其他接管取=500kg計，則（2）的計算查【資料（2）】表16-2-177得安裝底蓋重；查【資料（3）】表16-2-169得減速機重；查文獻附表4-6【2】得DN=900mm的凸緣法蘭重；密封裝置及其他附屬件約為；查【資料（3）】表16-2-182得聯(lián)軸器重。查【資料（3）】表17-1-29得電動機重由網絡中查得，則（3）的計算取裝填系數(shù)，則操作容積為，有（4） 的計算 夾套中冷卻水的計算故設備總重量為： 每臺反應釜常用4個支座，但作承重計算

37、時，考慮到安裝誤差造成的受力情況變壞，應按2個支座計算。故每個支座承受載荷，按支座允許負荷大于實際負荷的原則選用支座JB/T4724-1992支撐式座B8，材料為Q235-AF，支座本體允許載荷，則4個B8支座能滿足支座自身的承載要求。3.6.3 設備接口 化工容器及設備，往往由于工藝操作等原因，在筒體和封頭上需要開一些各種用途的孔。設備各個接管的選取如下表：表3-1反應釜各接管規(guī)格序號公稱規(guī)格接管外徑和壁厚標準號用途或名稱1PN4DN100f1004HG20593-97蒸汽出口2PN4DN50f57 3.5HG20593-97蒸汽入口3PN4DN200f300 12.5HG20593-97壓

38、料管套管4PN4DN150f1504.5HG20593-97壓料管5PN4DN200f219 9.5HG20593-97放料口6PN4DN100f1004HG20593-97冷凝水出口7PN4DN250f1004HG20593-97溫度計管口8PN4DN100f1004HG20593-97加料口結束語近幾年國內PVC工業(yè)的快速發(fā)展，引發(fā)了行業(yè)內的競爭加劇，生產廠商為了提高競爭能力，對于大型化的聚合釜及其關鍵設備和成套工藝技術提出了更高的要求。聚合釜是PVC聚合生產過程中最關鍵的設備。當PVC生產裝置能力超過2萬噸/年，小型釜的配置，便明顯地不經濟。聚合釜的大型化是生產規(guī)模擴大和生產全部自動化的

39、需要，但具體采用多大容積的聚合釜，還受到配套的工藝技術、電器和自控儀表等技術水平的限制，以及設備制造、設備運輸條件和土建投資的制約。但毫無疑問的是，我國PVC行業(yè)采用大型聚合釜生產裝置成為近年來一個明顯的發(fā)展趨勢。本設計正是基于這種發(fā)展現(xiàn)狀而來。根據設計任務書給定的設計參數(shù)，我查閱了大量化工設備設計資料，尤其是各類設計標準，完成了以下設計任務：(1)反應釜的總體結構設計。根據工藝要求并考慮制造、安裝和維護檢修的方便，確定各部分結構形式，如封頭形式、傳動類型、軸封和各種附件的結構形式。(2)攪拌容器的設計。根據工藝參數(shù)確定各部分幾何尺寸；考慮壓力、溫度、腐蝕因素，選擇釜體和夾套材料；對罐體、夾套等進行強度和穩(wěn)定性計算、校核。(3)傳動系統(tǒng)設計，包括選擇電動機，確定傳動類型，選擇減速器、聯(lián)軸器及底座設計。(4)決定并選擇軸封類型及有關零部件。由于本設計中的反應釜為大型釜，因此設計的難點就在于各部件的型號的選取，這需要查閱大量的設計標準。同時，我認為各零部件間的配合也是很重要的一點，尤其是反應釜傳動裝置間的配合問題，每兩個部件之間的安裝配合尺寸都必須認真仔細的選取，在考慮好他