乙酸乙酯间歇反应釜课程设计.docx
乙酸乙酯间歇反应釜工艺设计说明书目前言3摘要4-设计条件和任务6二 .工艺设计61 .原料的处理球82 .原料液起始浓度93 .反应时间94,反应体积10三 .热地核算H1 .物料衡算112 .能批衡第113 .换热设计15四 .反应釜釜体设计161 .反应器的直径和高度162 .筒体的壁厚173 .釜体封头厚度19五 .反应釜夹套的设计191 .夹套DN、PN的确定192 .夹套筒体的壁厚203 .夹套简体的高度204 .夹套的封头厚度20六 .搅拌器的选型221 .搅拌桨的尺寸与安装位置222 .搅拌功率的计算233 .搅拌抽的的初步计算23结论19主要符号一览表26总结28参考书目30反应工程课程设计是化工设备机械基础和反应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，是学生体察工程实际问题困难性，学习初次尝试反应釜机械设计。化工设计不同于平常的作业，在设计中须要同学独立自主的解决所遇到的问题、自己做出决策，依据老师给定的设计要求自己选择方案、查取数据、进行过程和设备的设计计算，并要对自己的选择做出论证和核算，经过反熨的比较分析，择优选定最志向的方案和合理的设计。反应工程是培育学生设计实力的重要实践教学环节。在老师指导下，通过裸程设计，培育学生独立地运用所学到的基本理论并结合生产实际的学问，综合地分析和解决生产实际问题的实力。因此，当学生首次完成该课程设计后，应达到一-下几个目的：1、娴熟驾驭杳阅文献资料、收集相关数据、正确选择公式，当缺乏必要的数据时，尚须要自己通过试臆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，确定化工工艺流程，进行设备选型，并提出保证过程正常、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护的有效措施。3、精确而快速的进行过程计算与主要设备的工艺设计计算与选型。4、用精炼的语言、简洁的文字、清楚地图表来表达自己的设计思想和计算结果。化工设备机械基础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方耐性，留意多专业、多学科的综合和相互协调。本选题为年产及为年产7100T的间歇釜式反应器的设计。通过物料衡算、热电衡算，反应器体积为31.81加、换热量为1991677依/人设备设计结果表明，反应器的特征尺寸为高3380mm,直径3200mm,嬖厚8mm,封头壁厚8mm;夹套的特征尺寸为高2590mm,内径为340Omm壁厚8mm,封头壁厚8mm0还对塔体等进行了协助设备设计，换热则是通过夹套完成。搅拌器的形式为圆盘式搅拌器，搅拌轴直径60mm,在此基础上绘制了设备条件图。本设计为间歇釜式反应器的工业设计供应较为详尽的数据与图纸C一.设计条件和任务一、设计目的和要求通过课程设计，要求更加熟识工程设计基本内容，驾驭化学反应器设计的主要程序与方法，熬炼和提高学生综合运用理论学问和技能的实力、独立工作和创新实力二、设计题目和内容设计题目：年产量为年产7100T的间歇釜式反应器的设计乙酸乙脑防化反应的化学式为：CH3COOH+C2H5OH=CH3COOC2H5+H2OABRS原料中反应蛆分的质量比为：A：B:S=I:2：1.35,反应液的密度为1020Kgm3,并假定在反应过程中不变。每批装料、卸料与清洗等协助操作时间为Ih,每天计24h每年300d每年生产7200hc反应在100c下等温操作，其反应速率方程如下R=k(CaCb-CrCs/K)1.1CBt,k1.-4.76×10-61.(mo1.min),K-2.92乙醒的转化率t,0.4,反应卷的填充系数f-0.8,为此反JS设计一个反应器.二工艺设计工艺流程图E1.O1.a：；：E1.O1.CVOIo1.VO)O2Vo1.o3Eioi6：.RQ211;：Z-f»&R3,及*E1.O1.aVO1.O3R0201加颊水或气依据乙酸乙酯的产员可计算出每小时的乙酸用盘为=28.015Jtww/1.71()0X1.OtQ-88x3WX24x0.41.35由于原料液反应组分的质量比为：A:B:S=I:2:则单位时间的处理量出生C,10202 .原科液起始浓度28.0157.17乙醉和水的起始浓度3.91×60246=10.2，”。1.3.91x60x13518将速率方程变换成转化率的函数CA=C,<o(17a)CB=cBO-fO-vCR=CMIbCS=%<1+C"a将以上各式代人mk】(cacb-crcsK)中得O=KEM(I-XA)-CZa(<)+C1WXA)/整理得其中："="=些=2.61Go391“川噜缶+瑞57"C=1=1-=0.66K2.92h2-4c=(-5.15)2-4×2.61×0.66=4.433 .反应时间r,Mdqd(G<"Cdxsvt1.dtddtod即k；*+K+式）=CAf1.寸整理得q(1.+v4+cx;积分得I_*vtixA“刖J"a+bxA+cx因为从-4ac=(-5.15)2-4×2.61X0.66=19.630故上式积分为'=看2cr+b-“2-4oc2cx+b+Vb2-Aac0«,-5.15-4.43In-5.15+4.43=1J2X0.66x0,4-5.15-4.434.76XIO-*×3.91×4.432×066×0.4-5.15+4.43=153min4 .反应体积=4-17X曙+1)=25.45加反应器的实际体积0.8=31.81，”'三.褊一核算1.物料衡算依据乙酸的每小时进料量为28.01*”“，刀，再依据它的转化率和反应物的初始质及比算出各种物质的进料和出料最：Q,iua=QAu(I-猫)=28.015X(1.-0.4)=16.8111r28.015x60x246=73.0Skmo1./h%=QtoB-QwJ=73.08-(28.015-16.81)=61,8828.015x60x13518=26.Q1.kmo1.hQas=Q>,s+(。HA-QW)=I266+(28.015-16.81)=1.37.28-zQou=C?"-Qx=2K.()15-16.81=11.21A三结果汇总如下表:物质进料如K”/力出料hno1./乙酸28.01516.81乙醉73.0861.88乙酸乙精011.21水126.07137.282.IMt雷算热破衡算总式：Q+Q+Q,=Q,式中:0进入反应器无聊的能量,KJQz-化学反应热，KJQ、：供应或移走的热依，外界向系统供热为正，系统向外界移去热量为负，KJQ,:离开反应器物料的热限，KJ每摩尔各种物值在不同条件下的Cp“值:查得，ci,m=A+BT+CT2各种液相物质的热容参数如下表液相物质的热容参数物质ABX1.O3CX1.O6乙醉100.92-111.839498.54乙酸155.48-326.595744.199乙酸乙酯162.99-201.054777.283由于乙醉，乙酸乙酬，乙酸的沸点分别为78.5C,77.3C和118"C,所以:乙修的J“值A+BT+CT2=100.91.-1.1.1.839×1'×35IO5+498.54×10ft×351.52=I23.2(M三,K''乙酸的外,值CCrtIMmK1.=A+BT+CT=155.48-326.595X10,×373+744.1991(6×37311.37.2QJmo1.K'乙我乙的c”值Cp.E"3M3K1.=A+BT+CT'=162.99-207.054×1(尸X350.3+777.283×10«×350.32=I85.839w',K-,水的Ci值查得，J"=75.9547，山尸K-1对气相各种气象物质的参数如下表气相物质的热容参数物质ABX1.O3CX1.O6D×10,0乙静6.296231.501-118.558222.183乙酸乙楮24.673328.226-98.4119-203.815乙阵的,小值-A+87+b+"=6.296+231.500×373-118.55863732+222.183x10,n373=11.3(MJmo'K乙酸乙的值PMg.EATj=+BT+CT2+DTy=24.673+328.226×10,×373-98.4119×1(6×3732-203.815×1O1°×373,=32.352JnoK'每修尔物质在100t下的妁值(1)每摩尔水的始值m=75.954xIO3X(373-298)+40.656=46.352K./mo'每摩尔的乙醉的始值351.5373V<w"2tf)=，EC"MOtfJ即5©J"+%'m+HEd<WJ"MJ"JW351.5=123.2MX1(),X(351.5-298)+38.723+77.3(4×(373-351.5)×IOT=46.916KJmo'(3)每摩尔乙酸的燧值cmArH=CAWJ”KJJIWdT=I37.2×1()'×(373-29S)=0.290KJmo1.(4)每摩尔乙酸乙酯的熔值350.2575rayCOOOCH2CHy)"cr3C<MXXM2CWW.X5O2,C)JM+(pMCH丈OOOCH2CH3,3©J.=185.839X103×(350.3-298)+32.3+132.352×10'×(373-350.3)=45.024Vmo1.总能雷算Q1.=nCHyCOOHXAr"e<E,OMW>+,1.H.OX，”“，必。)+nyCH.OHXrw<CH,C11.IOH=126.07×10'X46.352+73.08×1.()'×46.976+28.015×10×10.29=9564877.07J2 2)0的计算CHiC(X)H+C,HsOH=CHyCOOCiH,+H7OQz=11.21×10X(4HmhO+A,Hm1.E,CJhCt)(×tM1.i&rHmteHQ,2OH1A=HIME、mOH)=11.21×1(),×(45.024+46.352-10.29-46.9
