1、武昌理工學院 生命科學學院課程設計說明書所屬課程： 制藥反應工程 設計題目： 年產 t乙酸乙酯反應器的設計 專業班級： 學生姓名： 學生學號： 指導教師： 課題工作時間： 設計任務書一、設計項目年產5000噸乙酸乙酯的反應器的設計 二、設計條件1、 生產規模：50噸/年2、 生產時間：連續生產8000小時/年，間隙生產6000小時/年3、 物料損耗：按5%計算4、乙酸的轉化率：53%三、反應條件反應在等溫下進行，反應溫度為80，以少量濃硫酸為催化劑，硫酸量為總物料量的1%，當乙醇過量時，其動力學方程為： rA=kCA2。A為乙酸，采用配比為乙酸：乙醇=1：5（摩爾比），反應物料密度為0.85/

2、l，反應速度常數k為15.00L/（kmolmin）四、設計要求1、 設計方案比較 對所有的設計方案進行比較，最后確定本次設計的設計方案。 2、 反應部分的流程設計（畫出反應部分的流程圖）（需根據計算結果進行比較做改 動）3、反應器的工藝設計計算生產線數，反應器個數，單個反應器體積。 4、攪拌器的設計對攪拌器進行選型和設計計算。 5、設計計算說明書內容 設計任務書； 目錄； 前言（對設計產品的理化性能，國內外發展概況，應用價值及其前景等方面進行介紹）設計方案比較；(合成工藝介紹，通過分析各種工藝優缺點，得到本設計選用的合成工藝流程)工藝流程圖設計； 反應器的設計；車間設備布置設計；（主要設備的

3、布置） 指導老師：薛永萍，劉陽2013年12月23日摘 要本設計通過對乙酸乙酯相關特性的分析，乙酸乙酯各種合成法的比較，以及對不同反應器的對比，最終采用了夾套式間歇反應釜，并且進行了反應釜的物料衡算、熱量衡算以及設備尺寸計算等工作。本選題為年產5023噸的乙酸乙酯間歇釜式反應器設計。通過物料衡算、熱量衡算確定其設計方案為串聯間歇釜式反應器、反應器的體積為4.5m3、換熱量為447.8kg/h。設備設計結果表明，反應器的特征尺寸為高1930mm，直徑1600mm，筒體和封頭的厚度均為 6 mm；夾套的特征尺寸為高1400mm，內徑 1700mm，筒體和封頭的厚度均為8mm。還對反應釜的輔助設備進

4、行了設計，換熱是通過夾套和內冷管共同作用完成的。攪拌器的形式是圓盤式攪拌器，攪拌軸的直徑是60mm。根據這些畫了設備裝配圖和工藝流程圖。關鍵詞：間歇釜式反應器；物料衡算；熱量衡算；厚度設計AbstractIn this curriculum, through the analysis of the relevant properties of ethyl acetate, the comparison of various approaches to the synthesis ofethylacetate, and the comparison of different reactors,

5、finally the jacketed batch reactorhasbeendesigned. Atthe same time, the material, aheatedbalance and calculation ofitsgeometrical dimension has been worked in this curriculum. The batch reactor for annual production capacity of 5023T is to be the designed. Determined by the material balance and heat

6、 balance, the design scheme for the tandem intermittent reactor volume of reactor is 4.5m3 in the heat is 447.8 kg/h. Equipment design results show that the size of the reactor characteristics for high is 1930mm, diameter is 1600mm, the thickness of the cylinder and head are 6 mm .The characteristic

7、s of clip size for high is 1400mm, diameter is 1700mm ,the thickness of the cylinder and head are 8mm .Also auxiliary equipment on the tower as designed, heat is finished through the clip with the common cold tube inside. The mixer for disc-type mixer, stirring shaft of diameter is 60mm .Based on th

8、e condition of equipment drawing. This design for batch reactor industrial design provides a detailed data and drawings.Key words: batch reactor; material; heat balance; thick wall design前 言此次課程設計，是結合制藥反應工程這門課程的內容及特點所進行的一次模擬設計。它結合實際進行計算，對我們理解理論知識有很大的幫助。同時，通過做課程設計，我們不僅熟練了所給課題的設計計算，而且通過分析課題、查閱資料、方案比較等

9、一系列相關運作，讓我們對工藝設計有了初步的設計基礎。在設計過程中解決所遇難題，對我們養成獨立思考、態度嚴整的工作作風有極大的幫助，并為我們以后從事這個行業做好鋪墊。酯化反應是有機工業中較成熟的一個工藝。盡管現在研制出不同的催化劑合成新工藝，但設計以硫酸作為催化劑的傳統工藝是很有必要的。酯化反應器設計的基本要求是滿足傳質和傳熱要求。因此需要設計攪拌器。另外，反應器要有足夠的機械強度，抗腐蝕能力；結構要合理，便于制造、安裝和檢修；經濟上要合理，設備全壽命期的總投資要少。產品乙酸乙酯簡介： 無色澄清液體，有強烈的醚似的氣味，清靈、微帶果香的酒香，易擴散，不持久。 分子量 88.11，沸點：77.2

10、，微溶于水，溶于醇、醚等多數有機溶劑.通過給定設計的主要工藝參數和條件，綜合系統地應用化工理論及化工計算知識，完成對反應釜的工藝設計和設備設計。因此在課程設計中要有耐心，注意多專業、多學科的綜合和相互協調。因此課程設計后，應達到一下幾個目的：1、熟練掌握查閱文獻資料、收集相關數據、正確選擇公式，當缺乏必要的數據時，尚需要自己通過實驗測定或到生產現場進行實際查定。2、在兼顧技術先進性、可行性、經濟合理的前提下，綜合分析設計任務要求，確定化工工藝流程，進行設備選型，并提出保證過程正常、安全可行所需的檢測和計量參數，同時還要考慮改善勞動條件和環境保護的有效措施。3、準確而迅速的進行過程計算及主要設備

11、的工藝設計計算及選型。4、用精煉的語言、簡潔的文字、清晰地圖表來表達自己的設計思想和計算結果。目 錄摘 要IAbstractII前 言III第1章 物料計算及方案選擇11.1 間歇釜進料11.1.1 流量的計算11.1.2 反應體積及反應時間計算21.2 連續性進料的計算21.2.1 流量的計算21.2.2 反應體積及反應時間計算31.3 設計方案的選擇4第2章 熱量衡算62.1每摩爾各種物質在不同條件下的Cp,m值62.1.1每摩爾各種物質在液相條件下的Cp,m值62.1.2每摩爾各種物質在氣相條件下的值82.2每摩爾物質在80下的焓值82.3總能量衡算92.4換熱設計102.5水蒸氣的用量

12、10第3章 反應釜釜體的設計113.1釜體筒體直徑和高度113.2釜體筒體壁厚123.3釜體封頭的厚度13第4章 反應釜夾套的設計144.1夾套DN、PN的確定144.1.1夾套的DN144.1.2夾套的PN144.2夾套筒體的高度144.3夾套筒體的壁厚和封頭的厚度144.5傳熱面積校核15第5章 反應釜釜體及夾套的壓力試驗165.1釜體的水壓試驗165.2夾套的液壓試驗16第6章 攪拌器的設計186.1攪拌槳的尺寸及安裝位置186.2攪拌功率的計算186.3攪拌軸的的初步計算196.3.1攪拌軸直徑的設計196.3.2攪拌抽臨界轉速校核計算19第7章 反應釜附件的選型及尺寸設計207.1

13、工藝接管207.1.1 進料管207.1.2出料管217.1.3夾套水進出口接管217.1.4溫度計管口217.2墊片尺寸及材質12217.3 開孔與補強227.3.1開孔227.3.2 補強227.4 支座選型及設計23第8章 環境保護248.1污染來源248.2主要污染物258.3 設計依據258.4設計方案258.4.1 工廠綠化258.4.2 排渣258.4.3 給排水258.4.4 通風及空氣調節26參考文獻27總 結28致謝29附錄一 設備設計一覽表30附錄二 主要符號31第1章 物料計算及方案選擇1.1 間歇釜進料1.1.1 流量的計算（1）乙酸乙酯的產量化學反應方程式： 乙酸乙

14、酯的相對分子質量為88，所以要求的生產流量為（2）乙酸的流量乙酸采用工業二級品（含量98%），乙酸與乙酸乙酯的物質的量比為1:1，乙酸的轉化率X=53%,物料損失以5%計， 則乙酸的進料量 （3）乙醇的流量乙醇與乙酸的摩爾配比為5：1，則乙醇的進料量為F乙醇=519.27=96.35kmol/h（4）總物料量流量：F= F+F乙醇=19.27+ 96.35=115.62 kmol/h（5） 硫酸的流量：總物料的質量流量如下計算，因硫酸為總流量的1%，則W硫酸=5644.75 0.01=56.448kg/h，即可算其物質的量流量F硫酸=564.48/98=0.576表1.1 物料進料量表 .名稱

15、乙酸乙醇濃硫酸流量kmol/h19.2796.350.5761.1.2 反應體積及反應時間計算當乙醇過量時，可視為對乙酸濃度為二級的反應，其反應速率方程當反應溫度為80，催化劑為硫酸時，反應速率常數:k=15.00=0.9m3/(kmol.h)因為乙醇大大過量，反應混合物密度視為恒定，等于0.85kg/L當乙酸轉化率X=53% , 由間歇釜反應有： 根據經驗取非生產時間，則反應體積 因裝料系數為0.75，故實際體積 要求每釜體積小于5m3 則間歇釜需2個，每釜體積V=4.08 m3圓整，取實際體積。1.2 連續性進料的計算1.2.1 流量的計算（1）乙酸乙酯的產量化學反應方程式: 乙酸乙酯的相

16、對分子質量為88，所以要求的生產流量為（2） 乙酸的流量乙酸采用工業二級品（含量98%），乙酸與乙酸丁酯的物質的量比為1:1，乙酸的轉化率%,物料損失以5%計， 則乙酸的進料量 （3） 乙醇的流量乙醇與乙酸的摩爾配比為5：1，則丁醇的進料量為 （4）總物料量流量：（5）硫酸的流量：總物料的質量流量如下計算，因硫酸為總流量的1%，則W=3737.780.01=37.38kg/h，即可算其物質的量流量F=37.38/98=0.38 kg/h1.2.2 反應體積及反應時間計算當乙醇過量時，可視為對乙酸濃度為二級的反應，其反應速率方程當反應溫度為80，催化劑為硫酸時，反應速率常數:k=15=0.9m3

17、/(kmol.h)因為乙醇大大過量，反應混合物密度視為恒定，等于0.85。因硫酸少量，忽略其影響， 對于連續式生產，若采用兩釜串聯，系統為定態流動，且對恒容系統，不變，不變 若采用兩釜等溫操作，則代數解得 所以 裝料系數為0.75，故實際體積V=1.35/0.75=1.8。故采用一條的生產線生產即可，即兩釜串聯，反應器的體積V5，反應時間：連續性反應時間 1.3 設計方案的選擇經上述計算可知,間歇釜進料需要4.5m3反應釜2個,而連續性進料需2個2m3反應釜。根據間歇性和連續性反應特征比較，間歇進料需2條生產線，連續性需1條生產線。雖然，間歇生產的檢測控制等裝備就比連續性生產成本高，所耗費的人

18、力物力大于連續生產，但該課題年產量少，選擇間歇生產比連續生產要優越許多。故而，本次設計將根據兩釜串聯的的間歇性生產線進行，并以此設計其設備和工藝流程圖。圖1.1工藝流程圖第2章 熱量衡算根據轉化率和反應物的初始質量比算出各種物質的進料和出料量，具體結果如下表：表2.1 進料出料組成物質進料出料乙酸19.279.06乙醇96.3586.14乙酸乙酯09.51水09.51表2.2 物料物性參數2名稱密度（80oC）熔點/oC沸點/oC黏度/mPa.s百分含量乙酸1.04516.71180.4598%乙醇0.810-114.178.50.5298%乙酸乙酯0.894-83.677.20.2598%熱

19、量衡算公式： 式中：進入反應器物料的能量， ：化學反應熱，：供給或移走的熱量，有外界向系統供熱為正，有系統向外界移去熱量為負，：離開反應器物料的熱量，2.1每摩爾各種物質在不同條件下的Cp,m值2.1.1每摩爾各種物質在液相條件下的Cp,m值對于液象物質，它的液相熱容與溫度的函數由下面這個公式計算： 表2.3液相物質的熱容參數3物質ABCD乙醇-67.444218.4252-7.297261.05224乙酸65.981.4690.15 乙酸乙酯155.942.3697-1.99760.4592水50.81112.12938-0.0.由于乙醇和乙酸乙酯的沸點為78.5和77.2，所以：(1) 乙

20、醇的值 同理：(2) 乙酸乙酯的值 (3) 水的值 (4) 乙酸的值 2.1.2每摩爾各種物質在氣相條件下的值對于氣象物質，它的氣相熱容與溫度的函數由下面這個公式計算：表2.4氣相物質的熱容參數3物質AB10C105D108乙醇6.2.-12.116262.乙酸乙酯24.542753.-9.1.（1）乙醇的值 (2)乙酸乙酯的值2.2每摩爾物質在80下的焓值(1) 每摩爾水的焓值同理:(2) 每摩爾的乙醇的焓值(3) 每摩爾乙酸的焓值(4)每摩爾乙酸乙酯的焓值 2.3總能量衡算（1）的計算 （2）的計算 （3）的計算 因為： 即：=0，故應是系統向外界放熱。2.4換熱設計換熱采用夾套冷卻，設夾

21、套內的冷水由25升到45，溫差為20。2.5水蒸氣的用量忽略熱損失，則水的用量為 第3章 反應釜釜體的設計3.1釜體筒體直徑和高度圖3.1 釜體幾何尺寸在已知攪拌器的操作容積后，首先要選擇罐體適宜的高徑比（H/Di），以確定罐體的直徑和高度。選擇罐體高徑比主要考慮以下兩方面因數：（1）高徑比對攪拌功率的影響：在轉速不變的情況下，（其中D攪拌器直徑，P攪拌功率），P隨釜體直徑的增大，而增加很多，減小高徑比只能無謂地消耗一些攪拌功率。因此一般情況下，高徑比應選擇大一些。（2）高徑比對傳熱的影響：當容積一定時，H/Di越高，越有利于傳熱。表3.1 高徑比的確定通常采用經驗值表7種類罐體物料類型H/D

22、i一般攪拌釜液固或液液相物料1-1.3氣液相物料1-2發酵罐類氣液相物料1.7-2.5假定高徑比為H/Di=1.3，先忽略罐底容積Di= =取標準表3.2標準橢球型封頭參數6公稱直徑（mm）曲面高度（mm）直邊高度（mm）內表面積（m2）容積（m3）1600400402.974.61查得橢圓形封頭的容積為 V封 =0.617 m 筒體的高度釜體高徑比的復核 滿足要求3.2釜體筒體壁厚（1）設計參數的確定表3.3反應器內各物質的飽和蒸汽壓8物質水乙酸乙醇乙酸乙酯飽和蒸汽壓（MPa）0.1430.080.3160.272該反應釜的操作壓力必須滿足乙醇的飽和蒸汽壓所以取操作壓力P=0.4MPa，該反

23、應器的設計壓力Pc=1.1P=1.10.4MPa=0.44MPa該反應釜的操作溫度為80，設計溫度為100。由此選用16MnR卷制16MnR材料在100是的許用應力t=170MPa焊縫系數的確定取焊縫系數=1.0（雙面對接焊，100無損探傷）腐蝕裕量C2=2mm（2）筒體的壁厚計算厚度鋼板負偏差設計厚度名義厚度 圓整：按鋼制容器的制造取壁厚3.3釜體封頭的厚度計算厚度鋼板負偏差設計厚度名義厚度 圓整取按鋼制容器的制造取壁厚考慮到封頭的大端與筒體對焊，小端與釜體筒體角焊，因此取筒體壁厚與封頭的壁厚一致，即S筒=第4章 反應釜夾套的設計4.1夾套DN、PN的確定4.1.1夾套的DN表4.1夾套直徑

24、與筒體直徑的關系10Di（mm）500-600700-18002000-3003000-4004000-500Dj（mm）Di+50Di+100Di+200Di+300Di+400由夾套的筒體內徑與釜體筒體內徑之間的關系可知：4.1.2夾套的PN4.2夾套筒體的高度 圓整取由設備設計條件單知，夾套內介質的工作壓力為常壓，取。4.3夾套筒體的壁厚和封頭的厚度（1）夾套筒體的壁厚計算厚度鋼板負偏差設計厚度名義厚度 圓整取按鋼制容中DN=1800mm的壁厚最小不的小于6mm所以?。?）封頭的厚度夾套的下封頭選標準橢球封頭，內徑與筒體（）相同。夾套的上封頭選帶折邊形的封頭，且半錐角。計算厚度鋼板負偏差

25、設計厚度名義厚度按鋼制容中DN=1700mm的壁厚最小不的小于8mm所以取（3）厚度的確定帶折邊錐形封頭的壁厚考慮到封頭的大端與夾套筒體對焊，小端與釜體筒體角焊，因此取夾套筒體壁厚與封頭的壁厚一致，即S筒=表4.2夾套反應釜的相關參數9項目釜 體夾 套公稱直徑DN/mm16001700公稱壓力PN/MPa0.20.25高度/mm19301400筒體壁厚/mm68封頭壁厚/mm684.5傳熱面積校核由于反應釜內進行的反應是放熱反應，產生的熱量不僅能夠維持反應的不短進行，且會引起反應釜內的溫度升高。為防止反應釜內溫度過高，在反應釜的上方設置了冷凝器進行換熱，因此不需要進行傳熱面積的校核。如果反應釜

26、內進行的是吸熱反應，則需進行傳熱面積的校核。第5章 反應釜釜體及夾套的壓力試驗5.1釜體的水壓試驗(1)水壓試驗壓力的確定(2)水壓試驗的強度校核16MnR的屈服極限由所以水壓強度足夠(3)壓力表的量程、水溫壓力表的最大量程：P表=2=20.55=1.1或1.5PT P表4PT 即0.825MPa P表2.2水溫5(4)水壓試驗的操作過程操作過程：在保持釜體表面干燥的條件下，首先用水將釜體內的空氣排空，再將水的壓力緩慢升至0.55Mpa，保壓不低于30min，然后將壓力緩慢降至0.44Mpa，保壓足夠長時間，檢查所有焊縫和連接部位有無泄露和明顯的殘留變形。若質量合格，緩慢降壓將釜體內的水排凈，

27、用壓縮空氣吹干釜體。若質量不合格，修補后重新試壓直至合格為止。水壓試驗合格后再做氣壓試驗。5.2夾套的液壓試驗(1)水壓試驗壓力的確定且不的小于（p+0.1）=0.35MPa所以取(2)水壓試驗的強度校核Q235B的屈服極限由所以水壓強度足夠(3)壓力表的量程、水溫壓力表的最大量程：P表=2PT=20.35=0.7Mpa或1.5PT P表4PT 即0.525MPa P表1.4Mpa水溫5 (4)水壓試驗的操作過程操作過程：在保持釜體表面干燥的條件下，首先用水將釜體內的空氣排空，再將水的壓力緩慢升至0.35，保壓不低于30，然后將壓力緩慢降至0.275，保壓足夠長時間，檢查所有焊縫和連接部位有無

28、泄露和明顯的殘留變形。若質量合格，緩慢降壓將釜體內的水排凈，用壓縮空氣吹干釜體。若質量不合格，修補后重新試壓直至合格為止。水壓試驗合格后再做氣壓試驗。第6章 攪拌器的設計同一攪拌操作可以用多種不同構型的攪拌設備來完成，但不同的實施方案所需的設備投資和功率消耗是不同的，甚至會由成倍的差別。為了經濟高效地達到攪拌的目的，必須對攪拌設備作合理的選擇。根據介質黏度由小到大，各種攪拌器的選用順序是推進式、渦輪式、槳式、錨式和螺帶式。根據攪拌目的選擇攪拌器的類型：均相液體的混合宜選推進式，器循環量大、耗能低。制乳濁液、懸浮液或固體溶解宜選渦輪式，其循環量大和剪切強。氣體吸收用圓盤渦輪式最適宜，其流量大、剪

29、切強、氣體平穩分散。對結晶過程，小晶粒選渦輪式，大晶粒選槳葉式為宜。根據以上本反應釜選用圓盤式攪拌器。6.1攪拌槳的尺寸及安裝位置葉輪直徑與反應釜的直徑比一般為0.2 0.5，一般取0.33，所以葉輪的直徑 ：， 葉輪據槽底的安裝高度；葉輪的葉片寬度， 葉輪的葉長度， 液體的深度；擋板的數目為4，垂直安裝在槽壁上并從槽壁地延伸液面上，擋板寬度槳葉數為6，根據放大規則，葉端速度設為4.3m/s,則攪拌轉速為：， 取 6.2攪拌功率的計算采用永田進治公式進行計算：計算需要知到臨界雷諾數，用代替進行攪拌功率計算?？梢圆楸砩贤牧饕粚恿鞔蟮霓D折點得出。查表知：所以功率： 取146.3攪拌軸的的初步計算6

30、.3.1攪拌軸直徑的設計（1）電機的功率P14KW ，攪拌軸的轉速90，根據文獻取用材料為1Cr18Ni9Ti ， 40，剪切彈性模量8.1104，許用單位扭轉角1/m。得：利用截面法得： =（）由 得：=攪拌軸為實心軸，則：= 57.05mm 取60mm（2）攪拌軸剛度的校核：由 剛度校核必須滿足： ，即：所以攪拌軸的直徑取60mm滿足條件。6.3.2攪拌抽臨界轉速校核計算由于反應釜的攪拌軸轉速=90200，故不作臨界轉速校核計算。第7章 反應釜附件的選型及尺寸設計7.1 工藝接管反應釜上工藝接管包括進料接管、出料接管、水出口接管、溫度計管口等。7.1.1 進料管反應釜的進料口從頂蓋引入，進

31、料口下端的開口截成45度角，開口方向朝向釜的中心，以防止沖擊釜壁。本設計采用內伸式進料管，管口浸沒于料液中，可減少沖擊頁面而產生泡沫，有利于穩定液面，液面以上部分開有直徑為5mm的小孔，以防止虹吸現象。乙醇醇進料管 : 管徑 根據管子規格圓整選用的無縫鋼管，L=200mm法蘭：PN0.25 DN50 HG 20592-97乙酸進料管 : 管徑根據管子規格圓整選用的無縫鋼管，L=150mm法蘭：PN0.25 DN25 HG 20592-97濃硫酸進料管 管徑根據管子規格圓整選用的無縫鋼管，L=100mm法蘭：PN0.25 DN10 HG 20592-977.1.2出料管反應釜出料有上出料和下出料

32、兩種方式。上出料方式用于當反應釜液體物料需要輸送到位置比反應釜高或并列的設備，通過壓出管實現。下出料方式用云物料需放入另一個位置較低的設備、對于粘稠物料或含有固體顆粒的物料，在反應釜地步裝設出料口。本設計采用下出口出料。 出料總質量流量:因密度，則體積流量為 由表1-14得，因進料黏度低，選取管道中流速則管徑根據規格選取573.5的無縫鋼管。 法蘭：PN0.6 DN50 HG 20592-977.1.3夾套水進出口接管夾套水進出口接管采用無縫鋼管，罐內的接管與下封頭內表面磨平磨平。配用突面板式平焊管法蘭，法蘭標記為：HG20593-97 法蘭 PL100-0.6 RF 。7.1.4溫度計管口溫

33、度計接管：452.5，L=100mm，無縫鋼管 法蘭：PN0.25 DN40 HG 20592-977.2墊片尺寸及材質5根據，工藝接管配用的突面板式平焊管法蘭的墊片，材料為耐油石棉橡膠板。墊片標記為：乙醇進料管：墊片PL50-0.6 JB4704-2000.乙酸進料管：墊片PL80-0.6 JB4704-2000.出料口接管：墊片PL120-0.6 JB4704-2000.夾套水進出口接管：墊片PL100-0.6 JB4704-2000.溫度管口：墊片PL100-0.6 JB4704-2000.7.3 開孔與補強7.3.1開孔由于D=2600mm，因此需要在釜體的封頭上設置人孔。人孔標準按公

34、稱壓力為0.6MPa的等級選取。該反應釜在最高工作壓力小于或等于0.6MPa的條件下工作，從人孔類型系列標準可知，公稱壓力為0.6MPa的人孔類型很多。本設計采用旋柄快開人孔DG450。該人孔標記為：HG 人孔（R.A2707）450 HG 2151595.如前計算所示（具體開孔情況，見精餾塔工藝條件圖）；各接管開孔面積的總和均等于1.31.5倍的管截面積，乙醇進料管、乙酸進料管、出料口接管、夾套水進出口接管、溫度管口開孔面積均取1.3倍管的截面積。7.3.2 補強為了降低峰值應力，需要對結構開孔部位進行補強，以保證容器安全運行。開孔應立集中的程度和開孔的形狀有關，圓孔的應力集中程度最低，因此

35、本設計均采用圓孔。由于人孔的筒節不是采用無縫鋼管，故不能直接選用補強圈標準。本設計所選用的人孔筒節內徑，壁厚。故補強圈內徑，外徑，補強圈的厚度按下式估算：取整后，人孔處的補強圈取25mm厚。當殼體開孔滿足全部滿足條件時可不另行補強：設計壓力小于或等于2.5MPa：兩相鄰開孔中心的間距應不小于兩開孔直徑之和的兩倍：接管公稱外徑小于或等于89mm。乙醇進料管,乙酸進料管，均滿足可不另行補強的條件，不進行補強。出料管，夾套水進出口接管，溫度計管口，開孔較大，需對其進行開孔補強。根據規定，采用補強圈結構補強時應遵循：鋼材的標準抗拉強度下限值；補強圈厚度小于或等于；殼體名義厚度。根據已知條件，可判斷出符

36、合補強圈補強的條件。則此處采用補強圈補強。出料管補強圈標記為： dN 1336mm-D- JB/T 4736。夾套水進出口接管、溫度計管口補強圈標記為： dN 1084mm-D- JB/T 4736。7.4 支座選型及設計支座用來支承和固定設備。常用的有耳式支座和鞍式支座。本設計采用耳式支座。耳式支座又有A、AN和B、BN型四種，本設計選用耳式B型支座，支座數量為4個。反應釜總質量的估算：式中：釜體的質量（kg）；夾套的質量（kg）；攪拌裝置的質量（kg）；附件的質量（kg）。其中： ，則 反應釜內的物料質量約為（以水裝滿釜體計算），夾套中水的質量。故物料總質量。裝置的總質量：每個支座承受的重

37、力約為：。選擇B型帶墊板，8號耳式支座，支座材料為Q235-A.F，墊板材料為，墊板厚度為16mm，其規定標記為；JB/T4725-92 耳座B8，。B型耳式支座的尺寸11H底板筋板墊板地腳螺栓規格H600480360261455103801872060016723630第8章 環境保護環境保護是指人類為解決現實的或潛在的環境問題，協調人類與環境的關系，保障經濟社會的持續發展而采取的各種行動的總稱。其方法和手段有宣傳教育、工程技術的、行政管理的，也有法律的、經濟的等。環境保護又是指人類有意識地保護自然資源并使其得到合理的利用，防止自然環境受到污染和破壞；對受到污染和破壞的環境必須做好綜合治理，

38、以創造出適合于人類生活、工作的環境。城市環保產業是當今世界的朝陽產業，20世紀90年代以來，世界各國越來越重視環境問題，大力推廣清潔生產技術，環保產品和服務的市場規模越來越大。截至2011年底，在全球環保市場份額中，美國占據36%，位居第一;歐洲排名第二;日本排名第三。自20世紀70年代開始，經過幾十年的發展，中國的環保產業已初具規模。工業化與城市化率快速發展的同時促進了中國居民環保意識的增強以及環保產業的發展。特別是“十五”以來，國家加大了對電力、水泥、鋼鐵、化工、輕工等重污染行業的治理力度，加強了對城鎮污水、垃圾和危險廢物集中處置等環境保護基礎設施的建設投資，有力地拉動了環保產業的市場需求

39、，產業總體規模迅速擴大，領域不斷拓展，結構逐步調整，整體水平有較大提升，運行質量和效益進一步提高，已經從初期的以“三廢治理”為主，發展為包括環保產品、環境服務、潔凈產品、廢物循環利用，跨行業、跨地區，產業門類基本齊全的產業體系。未來中國環保產業結構將進一步調整，資源節約型產品、潔凈產品的生產和資源綜合利用技術將繼續迅速發展;環境服務業的規模將逐步擴大。城市污水處理、污泥處理、脫硫脫硝等重點領域環保投資將作為未來環境保護的重點對象。與此同時，每個公民也應當做到自己的義務，做好每一件小事。特別是培養環境保護的意識，讓環境保護這一觀念深入到我們的腦海里。因此在做這個課程設計的時候，我們也不要忘了其環

40、境的影響。應當首要考慮其環境保護的方面及其具體的做法。具體做法如下：8.1污染來源交通運輸活動產生的有害氣體、液體、噪聲工廠排放的煙塵、污水和垃圾8.2主要污染物廢水、廢氣、廢渣、噪聲8.3 設計依據根據中華人民共和國環境保護法的規定，本著“消除污染、保護環境、綜合利用、化害為利”的方針，對經營過程中排出污染物質采取必要處理措施，使其達到規定排放標準，以實現凈化環境的目的。本項目涉及的環境治理工程與生產線設備安臵及配套實施建設同時設計、同時施工、同時建成投入使用。8.4設計方案8.4.1 工廠綠化本項目根據當地自然條件，工廠生產特點并結合全廠總平面布置進行綠化設計，廠區綠化面積約為13。廠前區

41、為重點綠化、美化區，設置花壇，種植花卉，輔以草坪。沿工廠圍墻四周、道路兩側及廠內適當的地點種植喬木、灌木、綠籬，為職工生產和生活創造良好的環境條件，以達到凈化空氣，保護環境，有益于人體健康的目的。綠化既要保護環境，防止污染，美化廠容，又不應妨礙生產操作，物料運輸及防火要求。8.4.2 排渣工廠排出的廢渣主要為鍋爐煤渣和更換的失活催化劑，煤渣可作為原料出售給當地水泥廠，失活催化劑由專門廠家進行處理。廢水自行處理排放，主要污染物為乙酸乙酯（24ppm）、乙醇（0.89%）、甘油（痕量）。8.4.3 給排水水源和給水系統及其相應的排水系統和污水處理裝置無需自建。相應的排水系統及污水處理系統需自建，給

42、水方案以節約用水為原則，合理利用水資源。生產冷卻水全部使用循環水，以盡量減少新鮮水。排水系統的劃分以清污分流為原則。（1)工廠給水本項目裝置用水設置2個供水系統。即獨立的生產、生活供水系統，消防水系統以及循環水系統。 生產、生活供水系統 本項目裝置用水量主要用于生活用水和各生產裝置工藝水、地坪沖洗、循環水補充水、消防水池補水等。循環冷卻水系統 確定項目裝置循環水用量（2）工廠排水本著清污分流的劃分原則，結合廠外排水條件和滿足環保要求。廠區排水系統劃分為： 生產污水排水系統 各裝置的生產污水收集后排入污水處理站。 生活污水排水系統 全廠生活污水匯集后經化糞池處理后排入廠內污水處理站處理。生產凈下

43、水及雨水排水系統 廠內雨水、生產凈下水及處理后的污水經W10管線收集重力排至工業園區現有管線。（3）污水處理本項目需處理的污水主要來精餾塔廢水及廠區生活污水和化驗室污水，擬采用活性污泥法進行生化處理。處理流程采用活性污泥法進行生化處理。8.4.4 通風及空氣調節（1）通風及空調設置的原則本項目工藝生產裝置介質易燃、易爆、有毒，在有害介質有可能泄漏的房間擬設置通風機械進行強制通風，預防事故的發生。生產廠房內亦設置通風機械進行強制通風，以改善操作環境。控制室、化驗室等處有精密儀器的房間，為保證儀表、精密儀器的可靠運行，室內需恒溫恒濕，因此上述房間設置空調。現場休息小屋由于比較分散，故考慮設置空調。

44、（2）采暖、通風及空調方案本項目采暖熱源采用0.2MPa（G）的蒸汽，冷凝水不回收直接排到下水道?；灧治鍪也捎猛L柜排風，每個通風柜單獨設置一臺風機，風機集中設置在樓頂上。控制室、車間分析用色譜儀室需恒溫恒濕，故設置冷暖兩制式空調進行空氣調節，現場巡回工休息室設冷暖兩制式空調，用于夏季供冷風，冬季供熱風，保持室內在適應的溫度。參考文獻1 譚蔚. 化工設備設計基礎M.天津:天津大學出版社,2008.42 柴誠. 化工原理上冊M.北京:高等教育出版社,2008.93吳元欣,丁一剛.化學反應工程M.北京:化學工業出版社,20104王志魁. 化工原理M. 北京: 化學工業出版社,20065陳志平,

45、曹志錫. 過程設備設計與選型基礎M. 浙江: 浙江大學出版社,20076金克新, 馬沛生. 化工熱力學M. 北京: 化學工業出版社,20037涂偉萍, 陳佩珍, 程達芳.化工過程及設備設計M. 北京: 化學工業出版社,20008劉俊吉.物理化學M. 北京: 高等教育出版社, 20009朱有庭, 曲文海. 化工設備設計手冊M. 化學工業出版社, 200410丁伯民, 黃正林. 化工容器M. 化學工業出版社, 200311蔡建國,周永專.輕化工設備及設計.北京:化學工業出版社,2006總 結在為期兩周的設計里，在此課程設計過程中首先要感謝老師，在這次課程設計中給予我們的指導，由于是初次做反應工程課程設計，所以，再設計整個過程中難免遇到這樣那樣的