反應(yīng)工程課程設(shè)計(jì)說明書

河南城建學(xué)院化學(xué)化工系《反應(yīng)工程》課程設(shè)計(jì)說明書課程設(shè)計(jì)說明書指導(dǎo)教師： 學(xué)生姓名： 班級(jí)學(xué)號(hào)： 2012年5月28日至6月8日TOC\o"1-5"\h\z—、設(shè)計(jì)任務(wù)書 3二、 概述 6三、 工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 7設(shè)計(jì)依據(jù) 7設(shè)計(jì)方案 7設(shè)計(jì)計(jì)算 73.1間歇反應(yīng)釜的生產(chǎn)計(jì)算 73.2連續(xù)反應(yīng)釜的生產(chǎn)計(jì)算 93.3熱量的衡算 12\o"CurrentDocument"四、 設(shè)備設(shè)計(jì)與選型 17反應(yīng)釜及夾套的設(shè)計(jì)計(jì)算 17攪拌器的設(shè)計(jì) 18夾套式反應(yīng)釜附屬裝置的確定 21五、總結(jié) 24六、參考文獻(xiàn) 25化學(xué)工程與工藝專業(yè)《化學(xué)反應(yīng)工程》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、 設(shè)計(jì)項(xiàng)目年產(chǎn)（2000+學(xué)號(hào)*100）噸乙酸乙酯的反應(yīng)器的設(shè)計(jì)二、 設(shè)計(jì)條件1、 生產(chǎn)規(guī)模：5800噸/年2、 生產(chǎn)時(shí)間：連續(xù)生產(chǎn)8000小時(shí)/年，間隙生產(chǎn)6000小時(shí)/年3、 物料損耗：按5%計(jì)算4、 乙酸的轉(zhuǎn)化率：60%三、 反應(yīng)條件反應(yīng)在等溫下進(jìn)行，反應(yīng)溫度為80°C，以少量濃硫酸為催化劑，硫酸量為總物料量的1%，當(dāng)乙醇過量時(shí)，其動(dòng)力學(xué)方程為：-rA=kCA2。A為乙酸，建議采用配比為乙酸：乙醇=1：5（摩爾比），反應(yīng)物料密度為0。85kg/l，反應(yīng)速度常數(shù)k為15.00/（kmol.min）四、 設(shè)計(jì)目的和要求通過課程設(shè)計(jì)，要求更加熟悉工程設(shè)計(jì)基本內(nèi)容，掌握化學(xué)反應(yīng)器設(shè)計(jì)的主要程序及方法，鍛煉和提高學(xué)生綜合運(yùn)用理論知識(shí)和技能的能力、獨(dú)立工作和創(chuàng)新能力。此次課程設(shè)計(jì)，是結(jié)合《化學(xué)反應(yīng)工程》這門課程的內(nèi)容及特點(diǎn)所進(jìn)行的一次模擬設(shè)計(jì)。它結(jié)合實(shí)際進(jìn)行計(jì)算，對(duì)我們理解理論知識(shí)有很大的幫助。同時(shí)，通過做課程設(shè)計(jì)，我們不僅熟練了所給課題的設(shè)計(jì)計(jì)算，而且通過分析課題、查閱資料、方案比較等一系列相關(guān)運(yùn)作，讓我們對(duì)工藝設(shè)計(jì)有了初步的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。在設(shè)計(jì)過程中解決所遇難題，對(duì)我們養(yǎng)成獨(dú)立思考、態(tài)度嚴(yán)整的工作作風(fēng)有極大的幫助，并為我們以后從事這個(gè)行業(yè)做好鋪墊。酯化反應(yīng)是有機(jī)工業(yè)中較成熟的一個(gè)工藝。盡管現(xiàn)在研制出不同的催化劑合成新工藝，但設(shè)計(jì)以硫酸作為催化劑的傳統(tǒng)工藝是很有必要的。酯化反應(yīng)器設(shè)計(jì)的基本要求是滿足傳質(zhì)和傳熱要求。因此需要設(shè)計(jì)攪拌器。另外，反應(yīng)器要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，抗腐蝕能力；結(jié)構(gòu)要合理，便于制造、安裝和檢修；經(jīng)濟(jì)上要合理，設(shè)備全壽命期的總投資要少。夾套式反應(yīng)釜具有以下特點(diǎn)：1、溫度容易控制。2、濃度容易控制。3、傳質(zhì)和傳熱良好。4、設(shè)備使用壽命長(zhǎng)。產(chǎn)品乙酸乙酯簡(jiǎn)介：無色澄清液體，有強(qiáng)烈的醚似的氣味，清靈、微帶果香的酒香，易擴(kuò)散，不持久。分子量88.11，沸點(diǎn)：77.2°C，微溶于水，溶于醇、醚等多數(shù)有機(jī)溶劑.通過給定設(shè)計(jì)的主要工藝參數(shù)和條件，綜合系統(tǒng)地應(yīng)用化工理論及化工計(jì)算知識(shí)，完成對(duì)反應(yīng)釜的工藝設(shè)計(jì)和設(shè)備設(shè)計(jì)。工藝設(shè)計(jì)計(jì)算工藝設(shè)計(jì)計(jì)算1.設(shè)計(jì)依據(jù)《乙酸乙酯生產(chǎn)設(shè)計(jì)任務(wù)書》設(shè)計(jì)方案對(duì)于乙酸乙酯的生產(chǎn)既可以采用間歇式生產(chǎn)，也可以采用連續(xù)式生產(chǎn)。本次設(shè)計(jì)將根據(jù)自己的生產(chǎn)規(guī)模計(jì)算，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較，得出合理的工藝設(shè)計(jì)流程。工藝計(jì)算及方案選擇3.1間歇釜進(jìn)料3.1.1流量的計(jì)算3.1.1.1乙酸乙酯的產(chǎn)量化學(xué)反應(yīng)方程式：CHCOOH+CHCHOH<濃硫酸>CHCOOCHCH+HO3 3 2 3 2 3 2乙酸乙酯的相對(duì)分子質(zhì)量為88，所以要求的生產(chǎn)流量為F=5800*103=10.98kmol/h酯88x60003.1.1.2乙酸的流量乙酸采用工業(yè)二級(jí)品（含量98%），乙酸與乙酸乙酯的物質(zhì)的量比為1:1，乙酸的轉(zhuǎn)化率x=60%,物料損失以5%計(jì)，則乙酸的進(jìn)料量F= 1098 =19.66kmol/hA00.6x0.95x0.983.1.1.3乙醇的流量乙醇與乙酸的摩爾配比為5：1，則乙醇的進(jìn)料量為F乙醇二5X19.66=98.3kmol/h3.1.1.4硫酸的流量：總物料的質(zhì)量流量如下計(jì)算，19.66x60+98.3x460.99W「FaMa+F乙M乙+W硫酸= =5759.0kg/h0.99因硫酸為總流量的1%，則W硫酸=5759.0x0.01=57.59kg/h，即可算其物質(zhì)的量流量f硫酸=57.59/98=0.59kmol/h3.1.1.5總物料量流量：F=F"F乙醇+F硫酸=19.66+98.3+0.59=118.55kmol/h

表1物料進(jìn)料量表名稱乙酸乙醇濃硫酸流量kmol/h19.6698.30.593.1.2反應(yīng)體積及反應(yīng)時(shí)間計(jì)算當(dāng)乙醇過量時(shí)，可視為對(duì)乙酸濃度為二級(jí)的反應(yīng)，其反應(yīng)速率方程-r=kc2(A為乙酸)AA當(dāng)反應(yīng)溫度為80°C，催化劑為硫酸時(shí)，反應(yīng)速率常數(shù)k=15.00L/(kmol-min)=0.9m3/(kmol.h)因?yàn)橐掖即蟠筮^量反應(yīng)混合物密度視為恒定，等于因?yàn)橐掖即蟠筮^量反應(yīng)混合物密度視為恒定，等于0.85kg/Lc 0.85x1000A,0=_―=2.93

5x46+60當(dāng)乙酸轉(zhuǎn)化率X=60%，由間歇釜反應(yīng)有:fcAdc

t=—J A-cAo(—r)AkcAoc24A1 1——)=——(c1頑2.93x0.4須1 -,)=0.57h根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取非生產(chǎn)時(shí)間t'=0.5h，則反應(yīng)體積=%(t+1,)=1966x(0.57+0.5)=7.18m3R cA0 2.93因裝料系數(shù)為0.75，故實(shí)際體積718= =9.57m3 要求每釜體積小于5m3R0.75則間歇釜需3個(gè)，每釜體積V=3.19m3圓整，取實(shí)際體積V=3.5m3。3.2連續(xù)性進(jìn)料的計(jì)算3.2.1流量的計(jì)算3.2.1.1乙酸乙酯的產(chǎn)量化學(xué)反應(yīng)方程式：CH：COOH+CH.CH:OH< >CH：COOCH;CH,4-E,0

乙酸乙酯的相對(duì)分子質(zhì)量為88，所以要求的生產(chǎn)流量為K_5800x103F= =8.24kmol/h酯88x80003.2.1.2乙酸的流量乙酸采用工業(yè)二級(jí)品（含量98%），乙酸與乙酸丁酯的物質(zhì)的量比為1:1，乙酸的轉(zhuǎn)化F酸的轉(zhuǎn)化Fao=爵095'皿=14.75kmol/h3.2.1.3乙醇的流量乙醇與乙酸的摩爾配比為5：1，則丁醇的進(jìn)料量為F=14.75x5=73.75kmol/h3.2.1.4硫酸的流量：總物料的質(zhì)量流量如下計(jì)算，14.75x60+73.75x460.99W^=FaMa+F乙M乙+W硫酸= =4320.1kg/h0.99因硫酸為總流量的1%，則W硫酸=4320.1x0.01=43.21kg/們即可算其物質(zhì)的量流量F硫酸=43.21/98=0.44kmol/h表2物料進(jìn)料量表名稱乙酸乙醇濃硫酸流量kmol/h14.7573.750.443.2.1.5總物料量流量：F=14.75+73.75+0.44=86.943.2.2反應(yīng)體積及反應(yīng)時(shí)間計(jì)算當(dāng)乙醇過量時(shí)，可視為對(duì)乙酸濃度為二級(jí)的反應(yīng)，其反應(yīng)速率方程-r=kc2（A為乙酸）AA當(dāng)反應(yīng)溫度為80°C，催化劑為硫酸時(shí)，反應(yīng)速率常數(shù)k=15L/（kmol-min）因?yàn)橐掖即蟠筮^量，反應(yīng)混合物密度視為恒定，等于0.85g/cm3。因硫酸少量，忽略其影響，c 0.85x1000A，o=5x46+60=2,93對(duì)于連續(xù)式生產(chǎn)，若采用兩釜串聯(lián)，系統(tǒng)為定態(tài)流動(dòng)，且對(duì)恒容系統(tǒng)，v0不變， T=匕不變，?V0

Vc-cVc-cTOC\o"1-5"\h\z1=—A0 A1=2=—A4 A2V (-r)V (-r)\o"CurrentDocument"1A1 2A2若采用兩釜等溫操作，則 k=k代數(shù)解得 c代數(shù)解得 c=1?73kmol/m3A1所以V=如cA0*A1)=14.75x(2.93-1.73)=2.24m3ckc2 2.93x0.9x1.732A0 A1裝料系數(shù)為0.75，故實(shí)際體積V=2.24.0.75=2.99m3。故采用一條的生產(chǎn)線生產(chǎn)即可，即兩釜串聯(lián)，反應(yīng)器的體積V<5m3,3.2.3反應(yīng)時(shí)間：連續(xù)性反應(yīng)時(shí)間t=匕= ——土1= —L73=0.45。v (-r) 0.9x1.7323.2.4設(shè)計(jì)方案的選擇經(jīng)上述計(jì)算可知，間歇釜進(jìn)料需要4.5m3反應(yīng)釜3個(gè)，而連續(xù)性進(jìn)料需2個(gè)4m3反應(yīng)釜。根據(jù)間歇性和連續(xù)性反應(yīng)特征比較，間歇進(jìn)料需2條生產(chǎn)線，連續(xù)性需1條生產(chǎn)線。雖然，間歇生產(chǎn)的檢測(cè)控制等裝備就比連續(xù)性生產(chǎn)成本高，所耗費(fèi)的人力物力大于連續(xù)生產(chǎn)，但該課題年產(chǎn)量少，選擇間歇生產(chǎn)比連續(xù)生產(chǎn)要優(yōu)越許多。故而，本次設(shè)計(jì)將根據(jù)兩釜串聯(lián)的的間歇性生產(chǎn)線進(jìn)行，并以此設(shè)計(jì)其設(shè)備和工藝流程圖。附：表3.物料物性參數(shù)[1]名稱密度g名稱密度g/m3(80oC)熔點(diǎn)/oC乙酸1.04516.7乙醇0.810-114.1乙酸乙酯0.894-83.6沸點(diǎn)/oC黏度/mPa.s百分含量1180.4598%78.30.5298%77.20.2598%表4.乙酸規(guī)格質(zhì)量［1］：GB1628-79一級(jí)二級(jí)外觀＜伯鉆30號(hào)，透明液體無懸浮物KMnO4試驗(yàn)/min>5.0乙酸含量/%99.098.0甲酸含量/%0.150.35乙醛含量/%0.050.10蒸發(fā)殘?jiān)?%0.020.03重金屬（以Pb計(jì)）/%0.00020.0005鐵含量/%0.00020.00054、工藝流程圖

反應(yīng)釜的簡(jiǎn)單工藝流程圖循環(huán)使用80C的水反一80。的水25。的水換熱器1 80C的/酸25°C的乙，酸換熱器2——80。的乙酸/\、L80C的乙酸頃―釜25。的乙［日換熱器:L80C的乙醇—80C的乙醇 循環(huán)使用—循環(huán)使 l=JI三三l=JI三三量核算3.1工藝流程3.2物料衡算根據(jù)乙酸的每小時(shí)進(jìn)料量為\9.6kmol/L,在根據(jù)它的轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)物的初始質(zhì)量比算物質(zhì) 進(jìn)料kmol/h出料kmol/h乙酸 19.67.84乙醇 98.384.14乙酸乙酯 011.8水 011.8出各種物質(zhì)的進(jìn)料和出料量，具體結(jié)果如下表：3.3能量衡算3.3.1熱量衡算總式Q1+Q2+Q3-Q4式中：Q1進(jìn)入反應(yīng)器的能量，KJQ2:化學(xué)反應(yīng)熱，KJQ:供給或移走的熱量，有外界向系統(tǒng)供熱為正，有系統(tǒng)向外界移去熱量3為負(fù)，KJQ4:離開反應(yīng)器物料的熱量，KJ3.3.2每摩爾各種物質(zhì)在不同條件下的'值p,m對(duì)于氣象物質(zhì)，它的氣相熱容與溫度的函數(shù)由下面這個(gè)公式計(jì)算:c=A+BT+CT2+DT3[2]各種液相物質(zhì)的熱容參數(shù)如下表[3]:液相物質(zhì)的熱容參數(shù)物質(zhì)ABX102CX104DX106乙醇59.34236.358-12.1641.8030乙酸-18.944109.71-28.9212.9275乙酸乙酯47.47981.081-26.4213.6081水92.053-15.2082.10580.32259由于乙醇和乙酸乙酯的沸點(diǎn)為78.5°C和77.2°C，所以:⑴乙醇的c值P,mc =A+BT+CT2+DT3p,m(l,351.5K)=59.342+36.358x10-2x351.65-12.164x10-4x351.652+1.8030x10-6x351.653=59.342+127.8529-150.4173+78.4021=115.1797J/mol/K同理：⑵乙酸乙酯的c^值c =A+BT+CT2+DT3p,m(l,350.2K)=47.479+81.081x10-2x350.35-26.421x10-4x350.352+3.6081x10-6x350.353=47.479+284.0673-324.3049+155.1618=162.4032J/mol/K⑶水的cpm值c=a+aT+aT2+aT3+aT4p，m(g,353) 0 1 2 3 4=92.053-15.208x10-2x353.15+2.164x10-4x353.152+0.32259x10-6x353.153

=92.053-53.707+26.988+14.208=79.542J/mol/K⑶乙酸的\值C=a+aT+aT2+aT3+aT4p,m(g,353) 01 2 3 4=-18.944+109.71x10-2x353.15-28.921x10-4x353.152+2.9275x10-6x353.153=-18.944+387.441-360.688+128.936=136.745J/mol/K3.3.3各種氣象物質(zhì)的參數(shù)如下表氣相物質(zhì)的熱容參數(shù)[4]物質(zhì)a0a.x103ax105a3x108ax1011乙醇4.3960.6285.546-7.024-2.685乙酸乙酯10.228-14.94813.033-15.7365.999(1)乙醇的c值C=a+aT+aT2+aT3+aT4p,m(g,353) 01 2 3 4=4.396+0.628x10-3x353.15+5.546x10-5x353.152-7.024x10-8x353.153-2.685x10-11x353.154=4.396+0.222+6.917-3.094-0.418=8.023J/mol/K⑵乙酸乙酯的c^值C=a+aT+aT2+aT3+aT4p，m(g,373) 01 2 3 4=10.228-14.948x10-3x353.15+13.033x10-5x353.152-15.736x10-8x353.153+5.999x10-11x353.154=10.228-5.279+16.254-6.931+0.933=15.205J/mol/K3.3.4每摩爾物質(zhì)在80°C下的焓值每摩爾水的恰值△fHmU='H0,373K)2983fdT+△H=82.1971x10-△fHmU='H0,373K)298=45.2088KJ/mol同理:每摩爾的乙醇的焓值△H(CHCHOH)=c 3*心H+c 扁fm3 2 p,m(，/CH3CH2OH,l,353.15K) vapm PMCHfHQH)298 353.15=115.1797x10-3x(353.15-298)+38.744+8.1826x10-3xG53.15-351.65)=6.3522+38.744+1.5=46.5962KJ/mol每摩爾乙酸的焓值△H(CHCOOH)=c 乎打+△H=136.745x10-3(353-298)+40.688fm3 p,m(CH3COOH,l,353K) V^APm298+=48.2089KJ/mol每摩爾乙酸乙酯的焓值△H(CHCOOCHCH)=C %+△H+C JdT=fm3 2 3 p,m(lCH3COOCH2CH3,l,353.15K) vapm P,m(CH3COOCH2CH3,1,373°C)3 2 3 298 353.15=162.4032x10-3x(350.35-298)+30.593+15.7846x10-3x(353.15-351.65)=8.502+30.593+0.024=39.1190KJ/mol3.3.5總能量衡算(1)Qi的計(jì)算物質(zhì)進(jìn)料kmol/h出料kmol/h乙酸19.667.84乙醇98.384.14乙酸乙酯011.8水011.8Q=n x^H +n "H1 CH3COOH rm(CH3COOH) H20 rm(H2O)+"ch3CH2OH△Fm(CH3CH2OH)^"cHECOO=19.66x103x6.3349+0x103x47.5926+98.3x103x46.5962+0x103x40.8206=124526.44+0+4580406.46+0=4704932.9KJ/hQ2的計(jì)算

CHCOOH+CHOH=CHCOOCH+HO3 2 5 3 2 5 2Q=11.8X103x(aH(HO)+AH(CHchoocch)-AH(chchoh)-AH(chCOOH)2 m2 fm3 2 3 fm3 2 fm3=11.8x103x(45.2088+39.1190-46.5962-48.2089)=-123632.14KJ/hQ4的計(jì)算Q=mxAH+mxAH +m xAH +m xAH1H20rm(H20)H2Orm(H2O)CH3CH2OHrm(CH3CH2OH)CH3CH2OOCCH3rm(CH3CH2OOCCH3)Q4=7.84x103x48.2089+11.8x103x45.2088+84.14x103x46.5962+11.8x103x39.119=377957.776+533463.84+3920604.268+461604.2=5293630.084KJ/h因?yàn)椋?Q1+Q2+Q3=Q4即：4704932.9-123632.14+Q3=5293630.084求得：Q3=712329.324KJ/hQ3>0,故應(yīng)是外界向系統(tǒng)供熱。設(shè)備設(shè)計(jì)與選型1.反應(yīng)釜體及夾套的設(shè)計(jì)計(jì)算1.1筒體和封頭的幾何參數(shù)的確定1.1.1筒體和封頭的型式選擇圓筒體，橢圓形封頭。1.1.2筒體和封頭的直徑反應(yīng)物料為液夜相類型，由表H/D.1.0八1.4考慮容器不是很大，故可取H/Di=1.0 1由式:4x3.5

3：3.14x1.0=1.64m:4x3.5

3：3.14x1.0=1.64m3D=, —H33.14X—

反應(yīng)釜內(nèi)徑的估算值應(yīng)圓整到公稱直徑DN系列，故可取1600mm。封頭取相同內(nèi)徑，其直邊高度h由附表12［研初選h=40mm。1.1.3確定筒體高度H° °當(dāng)D=1600mm,h=25mm時(shí)，由附表12［3］可查得橢圓形封頭的容積為▼封=0.617m3查得筒體1米高的容積V】米=2.014m33.5-0.5872.01421.45m取H=1450mm則H/D.=1450/1600^1.0選取橢圓封頭，其公稱直徑為1600mm，曲面高度為400mm，直邊高度為25mm，容積為0.587m31.1.4夾套直徑、高度的確定根據(jù)筒體的內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)計(jì)算查取，選取DN=1800的夾套。夾套封頭也采用橢圓形并與夾套筒體取相同直徑。夾套高度H2：，代入上式:nV-V，代入上式:h2N v一封，式中n為裝料系數(shù)，n=0.751米=1.01m_0.75x3.5-0.587=1.01m2 2.014取：H2=1100mm。1.2釜體及夾套厚度的計(jì)算1.2.1設(shè)備材料根據(jù)設(shè)備的工作條件，可選擇Q235-A作為釜體及夾套材料，由附表6［2］查得所選材料許用應(yīng)力為：［。］1。0=113MPa1.3設(shè)備的壁厚計(jì)算1.3.1釜體筒體壁厚計(jì)算1.3.2內(nèi)壓設(shè)計(jì)計(jì)算根據(jù)工作條件，可選取P=0.2MPa為設(shè)計(jì)內(nèi)壓。根據(jù)式（10-12）⑵筒體的設(shè)計(jì)厚度：PD

i

2［。渺一P+223.8mmPD

i

2［。渺一P+223.8mm2x113x0.8-0.2式中:8d 圓筒設(shè)計(jì)厚度，mm；D. 圓筒內(nèi)徑，mm；P 內(nèi)壓設(shè)計(jì)壓力，MPa；O——焊接接頭系數(shù)，考慮到夾套的焊接取0.8（表10-9[2]）；C2 腐蝕裕量，取2mm；[o]t——材料許用應(yīng)力：[司100=113MPa。考慮到鋼板負(fù)偏差，初選C1=0.6mm（表10-10[1]）。所以，內(nèi)壓計(jì)算筒體壁厚：3.8+0.6=4.4mm1.3.3外壓設(shè)計(jì)計(jì)算按承受0.25MPa的外壓設(shè)計(jì)設(shè)筒體的設(shè)計(jì)壁厚8=7mm，并決定L/D。；D°/8之值：Do――筒體外徑，D。=D.+2§d=1600+2x7=1614mm；TOC\o"1-5"\h\z1 1\o"CurrentDocument"L——筒體計(jì)算長(zhǎng)度，L=H+—h=1400+-x400=1533mm（h為封頭

p3 3的曲面高度），則：\o"CurrentDocument"L/D=1533-0.95，D/8=1614-230，

o1614 o7由圖10-15[2]查得A=0.00045，由圖10-17⑵差得B=65MPa，則許用外壓為：[P]=-B=E=0.28MPa>0.25MPa。D16145可見，8=7mm滿足0.25MPa外壓穩(wěn)定要求，考慮壁厚附加量C=C1+C2=0.6+2=2.6mm后，筒體壁厚8n=8+C=7+2.6=9.6mm，圓整到標(biāo)準(zhǔn)鋼板規(guī)格，8n取10mm。綜合外壓與內(nèi)壓的設(shè)計(jì)計(jì)算，釜體的筒體壁厚為10mm，經(jīng)計(jì)算校核，滿足設(shè)備安全要求。1.3.4釜體封頭壁厚計(jì)算PD 八按內(nèi)壓計(jì)算：S= i +C按內(nèi)壓計(jì)算：S封2［。卜巾一0.5PP=0.2MPa,D.=1600mm,O=0.8,[o]t=113Mpa,C=0.6+2=2.6mm,代入得 S封=4.4mm.因?yàn)楦w的筒體S筒釜=10mm，考慮到封頭與筒體的焊接方便，取封頭與筒體厚S封頭=10mm經(jīng)采用圖解法外壓校核，由于[P]>PT，外壓穩(wěn)定安全，故用S封筒=10mm。1.3.5夾套筒體壁厚設(shè)計(jì)計(jì)算根據(jù)式（10-12）⑵筒體的設(shè)計(jì)厚度：+2-4.5mmg_PD|C_ +2-4.5mmd=2［。］"P+2=2x113x0.8—0.25考慮到鋼板負(fù)偏差，初選C1=0.6mm故夾套筒體的厚度為4.5+0.6=5.1mm，圓整到標(biāo)準(zhǔn)系列取6mm。經(jīng)校核，設(shè)備穩(wěn)定安全。1.3.6夾套封頭壁厚設(shè)計(jì)與選擇S二封夾PD= 夾——+C2［。問—0.5PS二封夾1800x0.25: +2.6-5.1mm.2x113x0.8—0.5x0.25圓整到規(guī)格鋼板厚度，S封夾=6mm，與夾套筒體的壁厚相同，這樣便于焊接。經(jīng)校核，設(shè)備穩(wěn)定安全符合要求。據(jù)附表12[2]可查取到夾套封頭尺寸：公稱直徑：1800mm，曲面高度：400mm，直邊高度：25mm表4 夾套反應(yīng)釜的相關(guān)參數(shù)項(xiàng)目釜體夾套公稱直徑DN/mm16001800公稱壓力PN/MPa0.20.25高度/mm16801200筒體壁厚/mm106封頭壁厚/mm1062、攪拌器設(shè)計(jì)2.1攪拌器的形式選擇根據(jù)工作條件，由于物料的黏度不大，考慮到物料的流動(dòng)、攪拌目的及轉(zhuǎn)速要求，選擇攪拌器的形式為：雙葉螺旋槳式，槳葉直徑為800mm。2.1.1攪拌器轉(zhuǎn)速n：根據(jù)相關(guān)的工藝經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，選擇n=100rpm2.1.2傳動(dòng)功率P：攪拌的雷諾數(shù)Rec只 850X100X0.82R=-^-2= —w4.2X106>10000則：（100VP=Kn3-5P=0.32X|^-6-jX0.85x850=1289Ww1.3KW（Kt可查取表3-9[1]）2.1.3電機(jī)功率本設(shè)計(jì)中考慮傳動(dòng)效率為90%，則：P電=P/0.9=1.3/0.9=1.44KW2.1.4減速器的選擇根據(jù)以上計(jì)算，并查取文獻(xiàn)，選用BLD1.5-2-29Q型減速器，其出軸轉(zhuǎn)速為100rpm，適用。2.1.5電動(dòng)機(jī)的選擇選用電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為：JO2-22-12.2攪拌軸直徑的設(shè)計(jì)計(jì)算2.2.1攪拌軸材料：選用Q235-A,選取其［T］=16MPa(［t］為軸材料的許用切應(yīng)力，單位：MPa,對(duì)于Q235-A,取12?20MPa)2.2.2攪拌軸強(qiáng)度計(jì)算d>365d>365=3653，1.3100x16總34mm圓整，取d=40mm2.2.3攪拌軸剛度計(jì)算d>1537=1537d>1537=1537: 1.3*100x0.7x81000總33.6mm(式中［0］為軸的許用扭轉(zhuǎn)角(°/m)，對(duì)于一般的傳動(dòng)，可取0.5?1.0(°/m),本設(shè)計(jì)中物料黏度不大，取為0.7)經(jīng)計(jì)算比較，軸徑為40mm滿足強(qiáng)度、剛度要求，故選擇攪拌軸徑為40mm。3.夾套式反應(yīng)釜附屬裝置的確定支座的選定：(以下參考書［3］)3.1.1因發(fā)應(yīng)釜需外加保溫，故選B型懸掛式支座3.1.2反應(yīng)釜總重 Q=Q1+Q2+Q3+Q4式中：Q1——筒體與夾套筒體總重q2——封頭與夾套封頭總重q3——料液重，按水壓試驗(yàn)時(shí)充滿水計(jì)Q4——附件重，人孔重900N，其它接管和保溫層按1000N計(jì)故：Q=Q1+Q2+Q3+Q4=12357+4690+53057+1900=72004N按兩個(gè)支座承載計(jì)，每個(gè)支座承載36002N由表11-6［2］選：

支座B4JB/T4735-923.2人孔C：選用長(zhǎng)圓型回轉(zhuǎn)蓋快開人孔人孔PN0.6,400x300JB579-79-13.3接管及其法蘭選擇3.3.1水蒸氣進(jìn)口管：^108x4,L=200mm,10號(hào)鋼法蘭：PN0.6DN100HG20592-973.3.2冷卻水出口管：957x3.5，L=150mm，無縫鋼管法蘭：PN0.6DN50HG20592-973.3.3進(jìn)料管：3.3.31乙酸進(jìn)料管20.09x60v= =0.00031040x3600, 4x0.0003d=■ =0.025m管徑\3.14x0.6根據(jù)管子規(guī)格圓整選用'25x2.5的無縫鋼管，L=150mm法蘭：PN0.25DN25HG20592-973.3.3.2乙醇醇進(jìn)料管v=100.45x46=0.016m3/s790x3600」-'4x0.0016d= =0.045m管徑\3.14x1根據(jù)管子規(guī)格圓整選用418x4的無縫鋼管，L=200mm法蘭：PN0.25DN50HG20592