前言反應工程課程設計是《化工設備機械基礎》和《反應工程》課程教學中綜合性和實踐性較強的教學環節，是理論聯系實際的橋梁，是學生體察工程實際問題復雜，性，學習初次嘗試反應釜機械設計。化工設計不同于平時的作業，在設計中需要同學獨立自主的解決所遇到的問題、自己做出決策，根據老師給定的設計要求自己選擇方案、查取數據、進行過程和設備的設計計算，并要對自己的選擇做出論證和核算，經過反復的比較分析，擇優選定最理想的方案和合理的設計。反應工程是培養學生設計能力的重要實踐教學環節。在教師指導下，通過裸程設計，培養學生獨立地運用所學到的基本理論并結合生產實際的知識，綜合地分析和解決生產實際問題的能力。因此，當學生首次完成該課程設計后，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。化工設備機械基礎課程設計是一項很繁瑣的設計工作，而且在設計中除了要考慮經濟因素外，環保也是一項不得不考慮的問題。除此之外，還要考慮諸多的政策、法規，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。1設計任務及條件1.1設計任務及條件乙酸乙酯酯化反應的化學式為：CHCOOH+CHOH=====CHCOOCH+HO

3 25 3 25 2AB R S1、原料中反應組分的質量比為：A：B：S=1：2：1.35,反應液的密度為1020Kg/m3,并假定在反應過程中不變。生產時間：連續生產8000小時/年，間隙生產6000小時/年。反應在100C下等溫操作，其反應速率方程如下r=k(CC-CC/K)[1]R1ABRS100C時，ki=4.76xi0-4L/(mol?min),平衡常數K=2.92。乙酸的轉化率XA=0.39,反應器的填充系數f=0.8,為此反應設計一個反應器。2工藝設計2.1原料的處理量按間歇生產計算根據乙酸乙酯的產量可計算出每小時的乙酸用量為(物料損耗5%)Q=4690X103/(88X6000X0.39X0.95)=23.975kmol/h所以單位時間處理量為Q1Q=(23.975X60X4.35)/1020=6.135m3/h1硫酸用量為總流量的1%Q0=Q1/0.99=6.197m3/h原料液起始濃度CA0=23.975/6.197=3.869mol/L乙醇和水的起始濃度CB0=3.869x60x2/46=10.093mol/L

CS「3.869x60x1.35/18=17.411mol/L將速率方程變成轉化率的函數cA01XA)cB0cA0cA01********XAcS0cA0XAk(abXcX2)c21 AAA0CB0CB0a=q=2.609b=-(1+斜澇;)=-5.15c=1-1/k=0.6575=4.8475反應時間t1xAdXAkc0abXcX2

根據乙酸乙酯的產量可計算出每小時的乙酸用量為Q=4690x103/(0.95x88x8000x0.39)=17.981kmol/h原料組成A：B:S=1:2:1.35所以單位時間處理量為Q1Q=17.981x60x4.35/1020=4.601m3/h1硫酸用量為總流量的1%，所以Q0二Q1/0.99=4.647m3/h原料液起始濃度Ca0=17.981/4.647二3.868mol/L乙醇和水的起始濃度3.868X60X2Cb0= 46 =10.091mol/L183.868X60X1.3s18Cj 18 =17.406mol/L將速率方程變成轉化率的函數cA01 XA)cB cB0cA0cA0XAcS0cA0XAk(abXcX2)c2a=b=-(1+a=b=-(1+=2.61Cso+K(?m)=-5.15c=1-1/K=0.6575(b24ac%；(5.15)242.610.65754.434反應體積Vr1；=4.76x(2.6113.15x0.37-0.6373x0.37-J-x3也『x=5.658x10-3mol/(Lmin)3.=0.339kmol/(m3h)4.778X3.868X0.37m =z0.17m3v=0.339r設計方案比較⑴乙醇脫氫法采用銅基催化劑使乙醇脫氫生成粗乙酸乙酯，經高低壓蒸餾除去共沸物，得到純度為99.8%以上乙酸乙酯。2CH3CH2OH—CH3COOCH2CH3+H2⑵乙烯加成法在以附載在二氧化硅等載體上的雜多酸金屬鹽或雜多酸為催化劑的存在下，乙烯氣相水合后與氣化乙酸直接酯化生成乙酸乙酯。CH2CH2+CH3COOH CH3COOCH2CH3該反應乙酸的單程轉化率為66%,以乙烯計乙酸乙酯的選擇性為94%。Rhone-Poulenc、昭和電工和BP等跨國公司都開發了該生產工藝。傳統的醋酸酯化法工藝在國外被逐步淘汰，而大規模生產裝置主要采用乙醛縮合法、乙醇脫氫法和醋酸/乙烯加成法，其中新建裝置多采用醋酸/乙烯加成法。我國醋酸乙酯則主要采用醋酸酯化法進行生產。綜上所述：鑒于我國在乙酸乙酯的合成技術與國際水平相比相對落后，運用乙醛縮合法、乙烯加成法、乙醛縮合法等方法合成乙酸乙酯的技術還不是很成熟，而且本次設計的年產量不是很大，轉化率只有37%，要求不是很高。所以，選用酯化法合成工藝即可滿足設計要求，也符合我國國情。(3)乙醛縮合法在催化劑乙醇鋁的存在下，兩個分子的乙醛自動氧化和縮合，重排形成一分子的乙酸乙酯。2CH3CHO—CH3COOCH2CH3該方法20世紀70年代在歐美、日本等地已形成了大規模的生產裝置，在生產本和環境保護等方面都有著明顯的優勢。通過間歇式和連續式的對比，間歇生產的反應體積18.81m3，連續的反應體積為20.17m3還有處理量也不是很大，生產量也不是很大所以選間歇式比較合算，并以此設計

工藝流程及設備。物料衡算根據乙酸的每小時進料量為23.975kmol/h,在根據它的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：物質口進料kmol/h^出料kmolih^乙酸一23.9014.625^乙醇口47.兆算29.250^乙酸乙酯『39.350水232.38林41.686^3.3能量衡算3.3.1熱量衡算總式Q]Q2Q3Q4式中：。]進入反應器無聊的能量，KJQ2:化學反應熱，KJ

Q: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3為負，KJQ4：離開反應器物料的熱量，KJ3.3.2每摩爾各種物值在不同條件下的％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:cABTCT2DT3⑵各種液相物質的熱容參數如下表⑶:液相物質的熱容參數物質BX102/KCX104/K2DX106/K3乙醇59.34236.358-12.1641.8030乙酸-18.944物質BX102/KCX104/K2DX106/K3乙醇59.34236.358-12.1641.8030乙酸-18.944109.71-28.9212.9275乙酸乙酯155.942.3697-1.99760.459292.053-3.9953-2.11030.5346992.053-3.9953-2.11030.53469由于乙醇和乙酸乙酯的沸點為778.3C和77.1C，所以:乙醇的cpm值c偵5危 ABTCT2DT3=59.342+36.358x102x351.5-12.164x104X351.52+1.8030x106x351.53二59.342+127.798-150.289+78.302=115.153JmolK1乙酸乙酯的七」直c^ABTCT2DT3二155.94+2.3697X102x350.2-1.9976X104x350.22+0.4592X106x350.23二155.94+8.297-24.499+19.713=159.451JmolK1水的cpm值"弘頃ABTCT2DT3=92.053-3.9953x102x373-2.1103x104x3732+0.53469x106x3733=92.053-14.902-29.360+27.748=75.539JmolK1(3)乙酸的cp」直c],3況 ABTCT2DT3=-18.944+109.71x102x373-28.921x104x3732+2.9275x106x373365.9855.087521.09380=139.8223JmolK13.3.3各種氣象物質的參數如下表氣相物質的熱容參數⑷物質ABx103Cx103Dx103乙醇4.3960.6285.546-7.024乙酸乙酯10.228-14.94813.033-15.736⑴乙醇的cP,m值Cg,373kABTCT2DT3ET4R=4.396+0.628x103x351.5+5.546x105x351.52-7.024x108x351.53+2.685x1011x351.54二(4.396+0.234+7.716-3.645+0.520)8.314=76.663JmolK1

乙酸乙酯的cpm值Cp。mg，373kABTCT2DT3Cp。m二(10.228-5.576+18.133-8.166+1.161)8.314=131.195JmolK13.3.4每摩爾物質在100C下的焓值每摩爾水的焓值rmH20Cp,mH?O,l,373(373dTvapHrmH20Cp,mH?O,l,373(373dTvapHm75.53910337329840.68829846.353CJmol(3)(3)每摩爾的乙醇的焓值rmCH3CH2OHcp,mCH3CH2OH,l,351.5C115.153103351.52986.16138.7441.648351.5dT298vapHmrmCH3CH2OHcp,mCH3CH2OH,l,351.5C115.153103351.52986.16138.7441.648351.5dT298vapHm38.74476.66310cp,mCH3733CH2OH,l,373C351.5373dT351.546.555Jmol每摩爾乙酸的焓值46.555Jmol每摩爾乙酸的焓值rmCH3COOH p,mCH3COOH373dT139.8223rmCH3COOH p,mCH3COOH373dT139.8223,l,373C29810337329810.487KJmol110.487KJmol1每摩爾乙酸乙酯的焓值rmCH3COOOCH2rmCH3COOOCH2CH3p,mCH3COOOCH2CH3,l,350.2C298350.2dTvapHm373dTcp,mCH3COOOCH2CH3,l,373C350.2159.451103350.229830.539131.195103159.451103350.229830.539131.195103373350.28.32330.5392.99141.85KJmol13.3.5總能量衡算（1）Q］的計算"1 "ch3COOHmCH3COOHnH20rmH2OnCH3CH2OHrmCH3CH2OHnCHECOOC13.15210310.48759.18410346.35334.31010346.555010343.5948137925.02743355159730204478582KJ/h（2）Q2的計算CH3COOH C?HOH41.85KJmol13.3.5總能量衡算（1）Q］的計算"1 "ch3COOHmCH3COOHnH20rmH2OnCH3CH2OHrmCH3CH2OHnCHECOOC13.15210310.48759.18410346.35334.31010346.555010343.5948137925.02743355159730204478582KJ/h（2）Q2的計算CH3COOH C?HOH5CHCOOCHH2O6.313103/mCH3CH200CCH33COOHrHmCH3CH2OH6.313103(46.35341.85310.48746.555)196738.3J/h（3）Q4的計算"1 “CH3COOHrmCH3COOHmH2OH2OCH3CH2OHmCH3CH2OHmCH3CH2OOCCHrmCH3CH2OOCCH36.83910310.48765.49510346.35327.99710346.5556.31310341.85371.72063035.88971303.400264.21801034675228.6KJ/h因為：Q]Q2Q3Q4即：4478582+196738.3+Q「4675228.6求得：Q3=393384.9KJ/hQ3>0，故應是外界向系統供熱。

3.3.6換熱設計換熱采用夾套加熱，設夾套內的過熱水蒸氣由130C降到110C，溫差為20C。3.3.7水蒸氣的用量忽略熱損失，則水的用量為Qmc T1T2cabTcT2[5]29.16Jmol1K114.49103Jmol1K22.022106Jmol1K3T403383QQ_ 393K2c29.1614.491033932.022106393229.165.69460.312334.5423Jmol1K11.92CJKg1K1851291.6=1.92X20=22169.05Kg/h4反應釜釜體設計以確定罐（其中D一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/Dj以確定罐（其中D一1、高徑比對攪拌功率的影響：在轉速不變的情況下，PD3i攪拌器直徑，P一攪拌功率)，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/Dj越大，越有利于傳熱。高徑比的確定通常才用經驗值表種類口罐體物料類型1一船攪拌釜4'液一固或'液一液相物料口1^1.3^氣一海相物料1此2!發酹罐類口氣一液相物料11.7^2.5假定高徑比為H/Di=l?3，先忽略罐底容積V=nDi2H/4=1.3nD;/4=23.513m3解得：D=2846mmi取標準Di=2900mm筒體的高度=4(23.513-3.18)/(3.14x2.92)=3100mm釜體高徑比的復核H/D=3100/2900=1.07i滿足要求4.1筒體壁厚的設計設計參數的確定表3—3反應器內各物質的飽和蒸汽壓[9]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去操作壓力P=0.4MPa，該反應器的設計壓力Pl?pgH=1020X9.807X3.1=0.031MPaPl/Pw1.1=0.031/0.44=7.04%>5%所以液體靜壓不能忽略4.1.2該反應器的計算壓力P=P1.1+Pl=1.1X0.4+0.031MPa=0.471MPa該反應釜的操作溫度為100C，設計溫度為120C。由此選用16MnR卷制16MnR材料在120C是的許用應力[a]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C=2mm24.1.3筒體壁厚的設計計算厚度S咨—E玖一2時1=0.471x2900/(2x170x1-0.471)=4.0229mm鋼板負偏差七0.3mm設計厚度SdSd=S+C「4.0229+2=6.0229mm名義厚度等于設計厚度加上鋼板負偏差C10.3mm等于6.3229mm鋼制容器的制造取壁厚一一詳見《化工機械基礎》圓整取標準Sd=8mm4.1.4釜體封頭設計本設計選用橢球型封頭計算壓力P=0.47MPac該反應釜的操作溫度為100C，設計溫度為120C。由此選用16MnR卷制16MnR材料在120C是的許用應力[a]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C=2mm2鋼板負偏差C=0.25mm1用標準橢球型封頭參數公稱直徑（mm）曲面高度（mm）直邊高度（mm）內表面積（m2）容積（m32800700508.913.18Is— g一 "二二0.471x2900/(2x170x1-0.5x0.471)=4.02鋼板負偏差C10.25mm設計厚度'??二.:'一"=4.02+2=6.02名義厚度 sn等于sd加上C］向上圓整后至鋼材標準規格的厚度按鋼制容器的制造取壁厚 Sn8mm斜壓封頭壁厚的設計1.設計外壓的確定封頭的設計外壓與筒體相同，即設計外壓p=0.1MPa。封頭壁厚的計算設封頭的壁厚S=12mm,則：S=S-C=12-2.25=9.75（mm），對于標準橢球形封頭K=0.9,R.KD.=0.9x2800=2520mm,Ri/S=2520/9.75=258.462計算系數：A=0.125/（R/S）=0.125/258.462=4.84x10-4ie根據材料的外壓應力B曲線圖，在圖的水平坐標上找到A=4.84x10-4點，由該點作豎直線與對應的材料溫度線相交，沿此點再作水平線與右方的縱坐標相交，得到系數B的值為值為：BQ62MPa、E=2.00x105MPa根據［p］=得［P］=62/258.426=0.23mmR./S因為p=0.1MPa<[p]=0.23MPa，所以假設S=12mm偏大，考慮到與筒體的焊接，取封頭的壁厚與筒體一致，故取Sn=12mm。（反應釜夾套的設計夾套DN、PN的確定夾套的DN 由夾套的筒體內徑與釜體筒體內徑之間的關系可知：D=D+200=2900+200=3100mm4.1.7夾套的PN由設備設計條件可知，夾套內介質的工作壓力為常壓，取PN=0.25MPa，由于壓力不高所以夾套的材料選用Q235—B卷制Q235-B材料在120C是的許用應力[a]t=113MPa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C=2mm2陜套筒體的壁厚￡_W計算厚度 =0.25x3100/（2x113x1-0.25）=3.43mm鋼板負偏差C10.25mmSd=S+ -- -=3.43+0.25=3.68mm名義厚度Sn等于Sd加上C向上圓整后至鋼材標準規格的厚度按鋼制容中DN=3100mm的壁厚最小不得小于8mm所以取S8mm夾套筒體的高度%=史二-Df- =4x(0?8x23?513-3?18)/(3?14x2?9x2?9)=2?367m4.1.9封頭的厚度夾套的下封頭選標準橢球封頭，內徑與筒體(D.3000mm)相同。夾套的上封頭選帶折邊形的封頭，且半錐角 45。計算厚度 *一'- =0.25x3100/(2x113x1-0.5x0.25)=3.43鋼板負偏差C]0,25mm設計厚度'一r：=3?43+2=5?43mm名義厚度sn等于sd加上C向上圓整后至鋼材標準規格的厚度按鋼制容中DN=3100mm的壁厚最小不的小于8mm所以取S 8mm帶折邊錐形封頭的壁厚考慮到風頭的大端與夾套筒體對焊，小端與釜體筒體角焊，因此取封頭的壁厚與夾套筒體壁厚一致，即Sn8mm5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。如果反應釜內進行的是吸熱反應，則需進行傳熱面積的校核。6.1反應釜釜體及夾套的壓力試驗釜體的水壓試驗水壓試驗壓力的確定由反應釜設計條件單可知，反應釜材料為16MnR在120C是的許用應力[a]t=[a]=170MPa液壓試驗的壓力：Pt1.25P——1.250.4410.55MPa液壓試驗的強度校核寧狗-方=0.55x(2900+0.97)/(2x0.97)=82.24MPa16MnR的屈服極限s345MPa0.9s0.93451310.5MPa%=82.24MPa<0.9氣中=310.5MPa 由故液壓強度足夠。6.1.2壓力表的量程、水溫及水中ci濃度的要求壓力表的最大量程：P表=2pT=2x0.55=1.1MPa，或1.5%P表4、即0.825MPaP表2.2MPa水溫〉15C,水中Cl濃度<25mg/L6.1.3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，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。6.2釜體的氣壓試驗氣壓試驗壓力的確定_[￡]_氣壓試驗的壓力：PT=1.1面=1.1燈44*0=0.484MPa氣壓試驗的強度校核6_%(玖+險"'一 =0.484x(2900+9.7)/(2x9.7)=72MIfe16MnR的屈服極限s345MPa0.8氣O=0.8x345x1.0=276MPa%=72.6MPa<0.8氣中=276MPa 故氣壓強度足夠、7.攪拌器的選型攪拌設備規模、操作條件及液體性質覆蓋面非常廣泛，選型時考慮的因素很多，但主要考慮的因素是介質的黏度、攪拌過程的目的和攪拌器能造成的流動形態。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。7.1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[12]一般取0.33，所以葉輪的直徑x一'?=0.33x2900=957，取d1000mm;

葉輪據槽底的安裝高度H11.011.010001000mm;葉輪的葉片寬度W0.田0.21000200mm，取W 200mm;葉輪的葉長度l0.2510.251000225mm，取l250mm;液體的深度和；HL=1.0D「2800mm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Wb0.D0.12800280mm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：n宜 1.52T/S，取n1.5r/sd3.141.07.2攪拌功率的計算采用永田進治公式進行計算:2.157104Pa/sR止L/1.510207.09106300e 2.157104F*1.51.00.229:13]rg9.81由于％數值很大，處于湍流區，因此，應該安裝擋板，一小車打旋現象。功率計算需要知到臨界雷諾數R，用R代替R進行攪拌功率計算。R可以查表8上ec ec e ec湍流一層流大的轉折點得出。查表知： 6.8所以功率：P n3d56.810201.31.023.4KW，取P24KW7.3攪拌軸的的初步計算7.3.攪拌軸直徑的設計(1)電機的功率P=24KW，攪拌軸的轉速n=90r/min，根據文獻1取用材料為1Cr18Ni9Ti，:]=40MPa，剪切彈性模量g=8.1x104MPa，許用單位扭轉角：]=1°/m。

. P一由m9.553106得:n利用截面法得:MTmax一一一24 ,m=9.553106一. P一由m9.553106得:n利用截面法得:MTmax一一一24 ,m=9.553106一2.547106N/mm2547N/m90 - 14, 、m=9.553106一(Nmm)90由max得：W八cmP9.553106 =9.553106n[]249040攪拌軸為實心軸，則：W0.213=9.553106249040d〉68.29mm=70mm(2)攪拌軸剛度的校核：由'竺103maxGJPJp我剛度校核必須滿足:max，即:9.533106衛些103

nG—329.533106衛些103

nG—32I 90 65.45nm18.1104—32所以攪拌軸的直徑取d=70mm滿足條件。7.3.魏拌抽臨界轉速校核計算由于反應釜的攪拌軸轉速n=90r/minv200r/min，故不作臨界轉速校核計算。7.4聯軸器的型式及尺寸的設計由于選用擺線針齒行星減速機，所以聯軸器的型式選用立式夾殼聯軸節(D型)。標記為：DN40HG21570—95。8.反應釜附件的選型及尺寸設計8.1釜體法蘭連接結構設計設計內容包括：法蘭的設計、密封面形式的選型、墊片設計、螺栓和螺胃的設計。法蘭的設計根據DN=2900mm、PN=0.6MPa，由于筒徑較大很難找到適合的壓力容器法蘭。所以選用。確定法蘭的類型為乙型平焊法蘭。材料：16MnR圖8—1乙型平焊法蘭表8—1法蘭結構尺寸公稱直徑DN/mm法蘭/mm螺栓DD1D2D3D4d規格數量2800286029152876285628539627M2476（以上數據來源有點問題）8.2密封面形式的選型根據PN=0.6MPa<1.6MPa、介質溫度120C和介質的性質，由文獻【6】表16—14可知密封面型式為光滑面。墊片的設計由文獻【6】表331頁16-14得墊片選用耐油橡膠石棉墊片，材料為耐油橡膠石棉板（GB/T539），文獻【7】表8-5可確定其結構及尺寸，見圖圖8—2墊片的結構8—2墊片的尺寸D°/mmd./mm/mm2850280058.3螺栓、螺母和墊圈的尺寸規格及材料本設計選用六角頭螺栓（C級、GB/T5780-2000）、I型六角螺胃（C級、GB/T41-2000）平墊圈（100HV、GB/T95-2002）螺栓長度L的計算：螺栓的長度由法蘭的厚度（）、墊片的厚度（S）、螺胃的厚度（H）、墊圈厚度（h）、螺栓伸出長度0.3~0.5d確定。其中=96mm、S=5mm、H=30mm、h=3mm、螺栓伸出長度取0.4d=0.4x27mm螺栓的長度L為：L2SH2h0.4d=2x96+5+30+6+10.8=237.8mm取L=240mm螺栓標記：GB/T5780-2000 M24

8.4接管及其法蘭選擇水蒸氣進口管：108>4,L=200mm,10號鋼法蘭：PN0.6DN100HG20592-97冷卻水出口管：57沼.5L=150mm，無縫鋼管法蘭：PN0.6DN50HG20592-97乙酸進料管乙酸每小時體積流量為q=23.975：60習020=1.41m3/h，但所有原料液需在1/2h進完，則進料的體積流量為:qo'1.41、2=2.82m3/h設進料的速率為u=1.5m/s，則進口管料的直徑為dldl章「二：.二26.32mm。圓整之后取27mm。因此采用宓2>2.5mm無縫鋼管，管的一端切成45°，伸入罐內L=150mm長度。配用突面板式平焊管法蘭：N0.25DN32HG20952-97乙醇進料管乙醇每小時體積流量為q=34.31、641020=1.547m3/h，但所有原料液需在1/2h進完，則進料的體積流量為:qoM1.547、2'3.09”3^設進料的速率為u=1.5m/s，則進口管料的直徑為dLL^dLL^=26.99mm。圓整之后取27mm。因此采用宓2、L5mm無縫鋼管，管的一端切成45°，伸入罐內L=160mm長度。配用突面板式平焊管法蘭：PN0.25DN40HG20952-97水進料管

水每小時體積流量為q=33.366火8習020=0.589m3/h但所有原料液需在i/2h進完，則進料的體積流量為:qoM0.589'2。.178^^設進料的速率為u=1.5m/s，則進口管料的直徑為d=*.」d=*.」「二L16"扁圓整之后取17mm。因此采用祝0x1.5mm無縫鋼管，管的一端切成45°，伸入罐內L=120mm長度。配用突面板式平焊管法蘭：PN0.25DN20HG20952-97硫酸進料管硫酸每小時體積流量為q=6.367X%=0.06367m3/h但所有原料液需在1/2h進完，則進料的體積流量為:q0=0.06367x2=0.012734m3/h設進料的速率為u=1.5m/s，則進口管料的直徑為氣"二二二2氣"二二二2.扁。圓整之后取6mm。因此采用＜p10X2mm無縫鋼管，管的一端切成45°，伸入罐內L=120mm長度。配用突面板式平焊管法蘭：PN0.25DN10HG20952-97總物料進口總物料每小時體積流量為q=6.197m3/h但所有原料液需在1/2h進完，則進料的體積流量為:q0=6.197X2=12.394m3/h設進料的速率為u=1.5m/s，則進口管料的直徑為d\d\流「二頊54.9扁圓整之后取55mm。因此采用確5X5mm無縫鋼管，管的一端切成45°，伸入罐內L=200mm長度。配用突面板式平焊管法蘭：PN0.25DN65HG20952-97

溫度計接管：45/5L=100mm，無縫鋼管法蘭：PN0.25DN40HG20592-97不凝氣體排出管：32沼.5L=100mm，無縫鋼管法蘭：PN0.6DN25HG20592-978.5人孔設計及補強計算由于釜體的內徑Di=2900〉900，因此需要在釜體的封頭上設置入孔，以便于安裝、維修、檢查釜體的內部結構，本設計選用PN0.6、DN450不銹鋼A型回轉蓋帶頸平焊法蘭人孔，其結構尺寸如圖4-5所示。由文獻【4】表3-4-1查得其尺寸見表、材料見表。圖8—3A型回轉蓋帶頸平焊法蘭人孔結構1久孔接管；2-螺母；3-螺栓；4-法蘭；5■墊片；6琴柄；7蘢蘭蓋；8■銷軸；9■開口銷；10■墊圈；11、12、13、14■軸耳表8—4回轉蓋平焊法蘭進料口的尺寸公稱壓力(MPa)密封面形式公稱直徑DNdw浴DD1AB螺，栓規格數量0.6突面450480x6590550325150M20X7516LH1H2bb1b2d重量(kg)20022010228/3022262088.9補強計算釜體上封頭開入孔后被削弱的金屬面積A為:

AdS2SS(1㈤式中：dd.2C=480-12+2x(1+6x12.5%)=472mmS= 二(0.417x2900)/(2x170-0.5x0.417)=3.55924)[cr]-0.5Pcf—1

r[]t1AdS2SS^(1fb=472X3.559+0=1680mm2有效補強區內起補強作用的金屬面積的計算8.2.封頭起補強作用金屬面積A的計算1ABdSS2SSS1f

1 eo eteo r式中：B=2d=2x472=944mm,B=d+2S"2S「477+2x12+2x6=513mm取兩者中較大值，故B944mmSSC=12-2.25=9.75?StSC=6-1-6x2.5%=4.25mmr=1A1=(944-472)9c75=4602mm2接管起補強作用金屬面積A2的計算S)f2h(SC)ftr2et2r取其中的較小值%53.22mmAS)f2h(SC)ftr2et2r取其中的較小值%53.22mm｛七J472653.22mm''中：h220mm2St= ——==(0.417x(480-12)/(2x170-0.417=0.649h2=。，C2L°A2253.22(4.250.56)0=392.8mm2焊縫起補強作用金屬面積a3的計算A2K2262=18mm2判斷是否需要補強的依據有效補強區內起補強作用的金屬面積為:A1 A2 A3=4602+392.8+18=5012.8nm2被削弱的金屬面積為：A=684mm2因為A=1711mm2<%A2A3=5012.8mm2,所以不需要補強。8.6視鏡的選型視鏡的選型由于釜內介質壓力較低(pw=0.3MPa)本設計選用兩個DN=150mm的不帶頸視鏡。該類視鏡具有結構簡單，不易結料，窺視范圍大等優點，視鏡的結構其結構見圖-6。圖8—5視鏡的結構型式視鏡的規定標記、標準圖號、視鏡的尺寸查文獻【8】可確定視鏡的規定標記、標準圖號文獻【8】表3-5-2確定其尺寸，尺寸見表8—5,視鏡在封頭上對稱布置。標記：視鏡IIPN0.6,DN150標準圖號：HGJ501-86-14。表8—5視鏡的尺寸壓力PN(MPa)公稱直徑DN(mm)視鏡座凸"、矜(mtn)視鏡座外徑(mtn)法蘭內徑(mtn)密封而尺寸(mm)會稱直筐(mm)法■■內徑(mm)密封而尺寸(mm)金稱直徑(mm)0.650130175114^.5176125127187312580160r203170.52U4150154217.5150100頌259221.5260200271.5200125225312276.53B250255325.4250150250-312F276.53B250255325.42502U0315363364300303.5382.63009支座選型夾套反應釜采用立式安裝，采用耳式支座。標準耳式支座(JB/T4725-92)分為A型和B型兩種，此設備需要保溫110C時選用B型。支座數設計為4個。車間布置的基本原則車間布置設計的原則有以下幾點：最大限度地滿足工藝生產包括設備維修的要求；有效地利用車間建筑面積包括空間)和土地；要為車間的技術經濟指標、先進合理以及節能等要求創造條件；考慮其他專業對本車間布置的要求；要考慮車間的發展和廠房的擴建；車間中所采取的勞動保護、防腐防火、防毒、防爆及安全衛生等措施是否符合要求；本車間與其他車間在總平面圖上的位置合理，力求使它們之間輸送管路最短，聯系最方便；考慮建廠地區的氣象、地質等條件；人流、物流不能交錯。車間布置的要求車間布置涉及面較廣，但大致可以歸納為以下幾個方面：廠房建筑廠房面積力求簡單化，以利用建筑定型化和施工機械化。常用形式有直線型、長方形、T型和L型。柱間距多用6宏，一般不超過12m。總跨度：多層一般＜24m單層V30n。常用廠房總跨度有6m、12m、18m、24m、30m,一般有機化工車間總跨度為2一3個柱網跨度。層高與設備的高低、安裝位置有關，一般每層4m—6m,最低不低于3.2m,凈空高度不得低于2.6m以上方面盡量符合建筑模數(標準化)的要求。在可能情況下盡量采用露天化和敞開式設計，這樣既能節省投資，又有利于通風采光、防爆、放毒等安全需要。在不影響流程情況下，較高設備集中布置，可簡化廠房立體化布置，又省投資。對于笨重設備和震動設備盡量布置底樓的地面。同類設備可盡量集中。設備穿孔必須避開主梁。廠房出入口、交通道、樓梯等都需精心安排。一般廠房大門寬度要比通過的設備寬度大0.2m以上，滿載的運輸設備大0.6m—1.0m，單門寬一般900mm，雙門寬有1200mm、1500mm、1800mm，樓梯的坡度45—60，主樓梯45的較多。生產操作設備布置盡量和工藝流程一致，避免交叉往返送料，盡量采用位差送料，一般從高層到低層設備布置槽…反應設備f貯槽、重型設備和震動設備。設備間的垂直距離，要保證物料能順利進出。相互有聯系的設備盡量靠近，但要考慮操作、行人通道、送料及半成品堆放等空地。相同、相似設備盡可能對稱、集中，以利操作管理及水、電、氣等供應。主要符號一覽表V——反應釜的體積 Sd——筒壁的設計厚度Sn——筒壁的名義厚度H. 反應器夾套筒體的高度Pt 水壓試驗壓力D.——夾套的內徑Q——乙酸的用量Qo——單位時間的處理量t 反應時間CA0