聚氯乙烯反应釜的设计
摘要
随着国内聚氯乙烯行业的竞争越来越激烈，小规模聚氯乙烯生产设备将越来越表现出不经济性。考虑到今后国内新建聚氯乙烯生产设备规模至少将在20万t/a 以上，60m3聚氯乙烯反应釜及其成套工艺技术具有很大的推广前景。由于引进国外60m3以上聚氯乙烯反应釜及其成套工艺技术的设备和技术费用相当昂贵，在今后较长一段时期内，国产化60m3聚氯乙烯反应釜及其成套工艺技术将是企业的理想选择。因此，60m3聚氯乙烯反应釜的设计和成套工艺技术的开发，将极大的推动国内PVC行业的技术进步和长远发展。本次毕业设计是设计一个60m3聚氯乙烯反应釜，考虑到了筒体所受的内压和外压，进行了罐体和夹套内压强度计算，对罐体进行了外压强度校核，另外还设计了搅拌装置与传动装置，并对其进行了强度和刚度校核。
关键词：聚氯乙烯; 反应釜；设计
Abstract
With 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 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 near 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 60m3PVC reactor.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 strength and stiffness.
Key words: PVC; reactor; design
前言
我国PVC生产企业平均规模为年产8万多吨，PVC生产处于低垄断状态。由于国产化PVC生产技术的成熟，在很大程度上降低了行业进入门槛。行业内和行业外企业为追求较高利润，竞相建设和扩产，近几年国内PVC热的显著特征是大干快上。所谓大，是指规模大，新建改扩建项目动辄十万吨以上，二三十万吨也不少见。未来PVC生产企业规模将向40万～80万t/a大规模水平发展，规模小的企业将由于技术水平较低，污染严重，生产成本高，竞争能力弱而逐步淘汰。
我国PVC行业采用大型聚合釜生产装置成为近年来明显的发展趋势。采用大型聚合釜，每釜的产量大，克服了小釜生产出的聚氯乙烯树脂质量不稳定的缺陷，大釜比小釜的产量批次较少，树脂之间的差异减小，质量更加均匀和稳定。同样规模的装置，采用大型釜更容易实现DCS控制。鉴于当前国内聚氯乙烯行业的发展情况，采用60m3聚氯乙烯反应釜，可以节省设备投资和建设投资，减少生产运营费用，有效降低产品生产成本，可以大大提高国内聚氯乙烯生产企业的市场竞争能力，为国内聚氯乙烯生产企业扩大生产规模，调整产品结构等创造了有利的条件，因此60m3聚氯乙烯反应釜及其成套工艺技术具有极大的推广应用前景。由于引进国外60m3以上反应釜及其成套工艺技术的设备费用和技术费用相当昂贵，在今后较长的一段时期内，国产化60m3聚氯乙烯反应釜及其成套工艺技术将是国内企业的理想选择。
1.绪论
1.1聚氯乙烯
1.1.1 聚氯乙烯
全名为Polyvinylchlorid，主要成份为聚氯乙烯，另外加入其他成分来增强其耐热性，韧性，延展性等。它是当今世界上深受喜爱、颇为流行并且也被广
泛应用的一种合成材料。它是全球使用量最广泛的塑料之一，也是世界上产量最大的塑料之一。
聚氯乙烯具有原料丰富（石油、石灰石、焦炭、食盐和天然气）、制造工艺成熟、价格低廉、用途广泛等突出特点，现已成为世界上仅次于聚乙烯树脂的第二大通用树脂，占世界合成树脂总消费量的29%。聚氯乙烯容易加工，可通过模压、层合、注塑、挤塑、压延、吹塑中空等方式进行加工。聚氯乙烯主要用于生产人造革、薄膜、电线护套等塑料软制品，也可生产板材、门窗、管道和阀门等塑料硬制品。
1.1.2 物理和化学性质
总的来说聚氯乙烯根据不同的用途可以加入不同的添加剂，因此聚氯乙稀塑料可呈现不同的物理性能和力学性能。
通常，聚氯乙稀具有阻燃（阻燃值为40以上）、耐化学药品性高（耐浓盐酸、浓度为90％的硫酸、浓度为60％的硝酸和浓度20％的氢氧化钠）、机械强度及电绝缘性良好的优点。但其耐热性较差，软化点为80℃，于130℃开始分解变色，并析出HCI。具有稳定的物理化学性质，不溶于水、酒精、汽油，气体、水汽渗漏性低；在常温下可耐任何浓度的盐酸、90%以下的硫酸、50—60%的硝酸和20%以下的烧碱溶液，具有一定的抗化学腐蚀性；对盐类相当稳定，但能够溶解于醚、酮、氯化脂肪烃和芳香烃等有机溶剂。此外，POVC的光、热稳定性较差，在100℃以上或经长时间阳光暴晒，就会分解产生氯化氢，并进一步自动催化分解、变色，物理机械性能迅速下降，因此在实际应用中必须加入稳定剂以提高对热和光的稳定性。
1.1.3 分类及其用途
聚氯乙烯可分为软聚氯乙烯和硬聚氯乙烯。其中硬聚氯乙烯大约占市场的
2/3，软聚氯乙烯占1/3。软聚氯乙烯一般用于地板、天花板以及皮革的表层，但由于软聚氯乙烯中含有柔软剂(这也是软聚氯乙烯与硬聚氯乙烯的区别)，容易变脆,不易保存，所以其使用范围受到了局限。硬聚氯乙烯不含柔软剂，因此柔
韧性好，易成型，不易脆，无毒无污染，保存时间长，因此具有很大的开发应用价值。
总的来说聚氯乙烯广泛应用于建材、包装、医药、化工、纺织、家电、消防、食品等诸多行业。其中建材行业占的比重最大，为60%，其次是包装行业，还有其他若干小范围应用的行业。
1.1.4 发展史及现状
氯化乙烯基最初是在1835年在Justus von Liebig实验室合成出来的。而聚氯乙烯是由Baumann在1872年合成的。但是直到20世纪20年代才在美国生产出了第一个聚氯乙烯的商业产品，在接下来的20年内欧洲才开始大规模生产。
据统计，2004年全球PVC产能达到3500万吨，产量为2920万吨，我国聚氯乙烯生产企业总数有80多家，2004年国内PVC树脂生产量为503.2万吨，年生产能力约为650万吨，2004年新增产能140多万吨。预计到2005年底我国聚氯乙烯生产能力将超过950万吨，净增长300万吨。其中乙烯法占30％（含进口单体），电石法占70％。截止到2005年6月底国内PVC实际生产量为295.41万吨，与去年同期相比增长率为21.7％。2005年上半年进口量为79.7万吨，表观消费量为372.6万吨。根据海关数据显示，2010年12月中国PVC纯粉进口量为139297吨，环比显著增长21%，同比显著增长36%。去年1-12月份PVC纯粉进口量累计为1199119吨，累计同比减少26.4%。
1.2 反应釜
反应釜广泛应用于石油、化工、橡胶、农药、染料、医药、食品，用来完成硫化、硝化、氢化、烃化、聚合、缩合等工艺过程的压力容器，例如反应器、分解锅、聚合釜等。总的来说，反应釜属于搅拌设备的一类，这里简要的介绍一些搅拌设备的情况。
搅拌设备常被称作搅拌釜（或搅拌槽），当搅拌设备用作反应器时，又被称为搅拌釜式反应器，有时简称反应釜。
搅拌设备在工业生产中应用范围很广，尤其是化学工业中，很多化工生产够
或多或少地应用着搅拌操作。化学工艺过程中的种种化学变化，是以参加反应物质的充分混合为前提的。对于加热、冷却和液体萃取以及其他吸收等物理变化过程，也往往要采用搅拌操作才能得到好的效果。搅拌设备在许多场合是作为反应器来应用的。例如在三大合成材料的生产中，搅拌设备作为反应器约占反应器总数的90%。其他如染料、医药、农药、油漆等行业，搅拌设备的应用亦很广泛。有色冶金部门对全国有色冶金行业中的搅拌设备做了调查及功率测定，结果是许多湿法车间的动力消耗50%以上是用在搅拌作业上。搅拌设备的应用范围之所以这样广泛，还因搅拌设备操作条件（如浓度、温度、停留时间等）的可控范围较广，又能适应多样化的生产。
搅拌设备的作用如下：①使物料混合均匀；②使其他在液相中很好的分散；
③使固体粒子（如催化剂）在液相中均匀的悬浮；④使不相溶的另一液相均匀悬浮或充分乳化；⑤强化相间的传质（如吸收等）；⑥强化传热。对于均相反应，主要是①、⑥两点。混合的快慢、均匀程度和传热情况好坏，都会影响反应结果。至于非均相系统，则还影响到相界面的大小和相间的传质速度，情况就更复杂。所以搅拌情况的改变，常很敏感地影响到产品的质量和产量，生产中的这种例子非常普遍。在溶液聚合和本体聚合的液相聚合反应装置中，搅拌的主要作用是：促进釜内物料流动，使反应器内物料均匀分布，增大传质和传热系数。在聚合反应过程中，往往随着转化率的增加，聚合液的粘度液增加。如果搅拌情况不好，就会造成传热系数下降或局部过热，物料和催化剂凡是不均匀，影响聚合产品的质量，也容易导致聚合物粘壁，使聚合反应操作不能很好地进行下去。
在互不相溶的液体之间或液体和固体相互作用时，搅拌在加速反应的进行方面起着非常重要的作用。因为增加一物相混入另一物相的速度，接触面就会增大，搅拌是在反应过程中创造良好条件的一个重要因素。例如，使传热作用加强，减少局部过热，以及避免加热过程中物质焦化等。如高压聚乙烯生产中，由于搅拌器的作用，使物料在反应器内有一点的停留时间，更重要的是使催化剂在反应器内分布均匀，以防止局部猛烈的聚合作用而造成爆炸。因此搅拌设备在工业生产中起着非常重要的作用。
搅拌设备使用历史悠久，应用广泛。但对搅拌操作的科学研究还不够。搅拌操作看起来似乎很简单，但实际上，它所涉及的因素却极为复杂。对于搅拌器型
式的选择，从工艺的观点以及力学观点来说，迄今都研究的不够。
过去有很多文献论述了搅拌设备的动力消耗，并给出了不少情况下的计算公式，但是由于使用介质操作条件的不同，物理化学性质的差异，容器形状及内部设施的不同以及各种搅拌器特性上的区别，正确确定搅拌功率并适当的选择驱动电机是十分困难的。在没有模拟试验的情况下，设计新的搅拌设备时，常采用现有设备数据的方法，宁大勿小，结果造成了不少浪费。国内有些单位对一些生产中的搅拌设备进行了功率测试，从测试的结果可以看到，由于功率消耗难以计算准确，电动机选用过大，造成了负荷率很低的不合理现象。
关于搅拌器，除非遇有特殊的任务，需要特殊设计之外，现有的各种搅拌器，尤其常用的框式、平桨式、推进式和涡轮式等已足够应用。而且这些搅拌器已经有相应的标准，所以对已有搅拌器性能的深刻了解，应予以更多的注意，以便是它们在使用中能够充分发挥作用。涡轮式搅拌器现在正被广泛使用，因为这种搅拌器在工业上适应性很大，它几乎能有效的完成所有的搅拌任务，并能处理那些特别是化学工业中进出遇到的各种黏度的物料。
搅拌设备的轴封多是填料密封和机械密封。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绳等作为密封。以后浸油绳密封逐渐发展成为今天的软填料密封。由于石油化学工业的发展，易燃易爆物质比较多，对密封性能要求较严，1935～1945粘间在英美等国均开始研究和应用机械密封，并得到较快的发展。因而机械密封已日益得到广泛应用。
2. 反应釜的设计参数及要求
设计参数及要求
容器内夹套内容器类别ⅠⅠ工作压力（MPa） 3 2 设计压力（MPa） 3 2 工作温度（℃）80 143 设计温度(℃)85 147.5
介质聚氯乙烯,有机
物，水
水蒸气
焊接街头系数0.85/1.0 0.85/1.0 全容积（3
m）60
充装系数0.85
腐蚀情况(mm) 0 1.5 推荐材料
搅拌轴转速(r/min) 30～65
电动机功率(KW) 150-200
传热面积
3.夹套反应釜设计
3.1 夹套反应釜的总体结构
带搅拌的夹套反应釜是化学、医药及食品等工业中常用的典型反应设备之一。它是一种在一定压力和温度下，借助搅拌器将一定容积的两种（或多种）液体以及液体与固体或气体物料混匀，促进其反应的设备。
一台带搅拌的夹套反应釜主要有搅拌容器、搅拌装置、传动装置、轴封装置、支座、人孔、工艺接管和一些附件组成。
搅拌容器分罐体和夹套两部分，主要有封头和筒体组成，多为中、低压压力容器；搅拌装置有搅拌器和搅拌轴组成，其形式通常由工艺而定；传动装置是为带动搅拌装置设置的，主要有电动机、减速器、联轴器和传动轴等组成；轴封装置为动密封，一般采用机械密封或填料密封；它们与支座、人孔、工艺接管等附件一起，构成完整的夹套反应釜。
3.1.1 釜体部分
(1)釜体部分由圆筒和上、下封头组成，提供物料化学反应的空间，其容积由生产能力和产品的化学反应要求决定。
(2)中、低压筒体通常采用不锈钢板卷焊，也可采用碳钢或铸钢制造，为防止物料腐蚀，可在碳钢或铸钢内表面衬耐蚀材料。
(3)釜体壳能同时承受内部介质压力和夹套压力，必须分别按内、外压单独作用时的情况考虑，分别计算其强度和稳定性。
(4)对于承受较大外压的薄壁筒体，在筒体外表面影设置加强圈。
3.1.2 传热装置
为及时送入化学放应所需热量或传出化学放应放出的热量，在釜体外部或内部可设置传热装置，使温度控制在需要的范围之内。常用的传热装置是在釜体外部设置夹套或在釜体内部设置蛇管。
(1)反应釜的搅拌装置由搅拌轴和搅拌器组成，可使物料混合均匀、良好接触，加速化学反应的进行。搅拌过程中，物料的湍动程度增大，反应物分子之间、
反应物分子与容器器壁之间的接触不断更新，既强化了传质和传热，又有利于化学反应的进行。搅拌器采用螺带螺杆式搅拌器。
(2)反应釜的传动装置主要由电机、减速器、联轴器和传动轴等组成。
(3)反应釜的轴封装置：为维持设备内的压力或阻止釜内介质泄漏，在搅拌轴伸出封料抖出必须进行密封（动密封）。轴封装置通常有填料密封和机械密封。
(4)反应釜的其他附件，包括支座、人孔、工艺接管等。
3.2 反应釜的罐体和夹套的设计
3.2.1 罐体和夹套的结构设计
罐体一般是立式圆筒形容器，有顶盖、筒体和罐底，通过支座安装在基础或平台上。
根据反应釜的设计参数及要求可知，罐体采用立式圆筒形结构，上、下封头均采用标准椭圆形封头。下封头与筒体焊接，上封头与筒体采用法兰连接。夹套采用焊接式整体结构形式。
3.2.2 筒体的几何尺寸计算
查资料选取该反应釜筒体的长径比i=H/ 1D =1.3,则筒体的内径为
m i V D 89.33.114.36044331=??==π
将计算结果圆整至公称直径标准系列，选取筒体直径1D =3800mm 。此时，
由计算得每一米高的筒体容积为3
22
1134.1148.314.34m D V =?==π，表面积
3183.11m F =，查表[4]得，DN=3800mm 时的标准椭圆封头曲面高度mm h 9501=，
直边高度mm h 502=，封头容积375.7m V h =，表面积22.16m F h =。
筒体高度为
m V V V H h 61.434.1175.76011=-=-=
筒体高度圆整为mm H 46001=， 于是
21.1380046001==H ，复核结果基本符合原定范围。 3.2.3 夹套几何尺寸计算
罐体直径mm D 38001=，则夹套内径为mm D D 4000200380020012=+=+=，符合压力容器公称直径系列。查表[4]得，DN=4000mm 时的标准椭圆封头曲面高度为
mm h 9903=，直边高度为mm h 504=，封头容积3`88.8m V h =，表面积2
`84.17m F h =。
取反应釜装填系数为85.0=η，则
估算夹套高度为
m V V V H h
81.334.1175.76085.012=-?=-=η
选取夹套高度mm H 40002=，则mm H H H 60040004600210=-=-=，这样
满足筒体法兰螺栓的装拆要求。
夹套的传热面积为
22152.632.16483.11m F H F F h =+?=+?=
由于夹套内介质为水蒸汽，故不需使用导流板。
3.2.4 强度计算
强度计算中各参数的选取及计算，均应符合GB 150—1998《钢制压力容器》的规定。强度计算应考虑以下几种情况：
当圆筒内为常压外带夹套时：
（1）圆筒的公称直径DN ≥600mm 时，被夹套包围部分的筒体按外压（指夹套压力）圆筒设计，其余部分按常压设计；
当圆筒的公称直径DN<600时，全部筒体按外压（指夹套压力）圆筒设计。
（2）圆筒内为真空外带夹套时：
当圆筒体的公称直径DN ≥600mm 时，被夹套包围部分的筒体按外压（指夹套压力+0.1MPa ）圆筒设计，其余部分按真空设计；
当圆筒的公称直径DN<600mm 时，全部筒体按外压（指夹套压力+0.1MPa ）圆筒设计；
（3）当圆筒体的公称直径DN ≥600mm 时，被夹套包围部分的筒体分只别按内
压圆筒和外压圆筒设计，取其中较大值；其余部分按内压圆筒设计。 当圆筒的公称直径DN<600mm 时，全部筒体分别按按内压圆筒和外压圆筒
设计，取其中较大值。
（4）本设备的公称直径DN=2200＞600mm ，工艺提供的条件为：釜体内筒中设
计压力为3MPa ，夹套内设计压力为2MPa.则夹套筒体和夹套封头为承受2MPa 内压，而内筒的筒体和封头为既承受3MPa 内压又承受2MPa 外压，其最恶劣的操作条件为:停止操作时，内筒无压而夹套内仍有蒸汽压力，此时内筒承受2MPa 外压。
所以，筒体分别按3MPa 内压和2Mpa 外压设计，取其中较大值。夹套按承受2Mpa 内压设计。
首先，按按内压计算厚度
罐体和夹套材料选用16MnR ，设计温度185t =℃（罐体内），2147.5t =℃（夹套内），设计压力Mpa p 31=（罐体内），Mpa p 22=（夹套内）。
由设计任务书可知，焊接接头系数为85.0=φ
查表可知设计温度下，夹套及其封头材料为16MnR 的的许用应力t ][σ按名
义厚度mm n 6036-=δ取为157][1=t σ，按名义厚度mm n 3616-=δ取为163][2=t σ。
先按内压计算：
筒体计算厚度2.43385.0157238003][211111=-???=-?=
c t c p D p φσδ 夹套计算厚度
08.29285.0163240002][222222=-???=-?=
c t c p D p φσδ 筒体封头计算厚度2.4335.085.01572380035.0][21111`1=?-???=?-?=
c t c p D p φσδ 夹套封头计算厚度
9.2825.085.01632400025.0][22222`2=?-???=?-?=
c t c p D p φσδ 查参考资料（1）的筒体的钢板厚度负偏差mm C 2.11=，夹套的钢板厚度负
偏差为mm C 0.1`1=腐蚀裕量：罐体为mm C 02=，夹套mm C 1`2=，
则筒体的厚度附加量为
mm C C C 2.102.121=+=+=
夹套的厚度附加量为
mm C C C 5.25.10.1`2`
1`=+=+= 则有
筒体设计厚度mm C c 4.442.12.4311=+=+=δδ
夹套设计厚度mm C c 58.315.208.29`22=+=+=δδ
筒体封头设计厚度
mm C c 1.442.19.42`1`1=+=+=δδ 夹套封头设计厚度
mm C c 4.315.29.28``2`2=+=+=δδ 圆整后选取
筒体名义厚度
mm n 541=δ， 夹套名义厚度mm n 342=δ，
筒体封头名义厚度mm n 54`1=δ，
夹套封头名义厚度
mm n 34`2=δ。
3.2.4稳定性校核（按外压校核厚度）
厚度附加量C=1.2mm ，假设筒体名义厚度
mm n 541=δ，则 筒体有效厚度
mm C n e 8.522.15411=-=-=δδ 筒体外径mm
D D n 39085423800210=?+=+=δ 筒体计算长度mm h h H L 7.43665031950431212=+?+=++= 系数12.139087.43660==D L
系数0.748.52390810
==e D δ
查文献[10]得系数A=0.0017查文献[10]得系数B=150 许用外压力
Mpa Mpa D B
p e 209.274
155][10>===δ 因此，当名义厚度.mm n 541=δ时，筒体能满足2Mpa 的外压要求。
筒体封头的厚度计算如下：
假设筒体封头名义厚度为mm n 54`1=δ，则
mm C n e 8.522.154`1`1=-=-=δδ 当量球壳外半径2.351739089.09.0`0`0=?==D R mm 系数00187.08.522.3517125.0125.0`
1`0`====e R A δ
查文献[10]得系数B=156 许用外压力Mpa Mpa R B
p e 234.26.66156][`1`0>==
=δ
该假设满足稳定要求，筒体封头名义厚度为
mm n 54`1=δ
3.2.5 水压试验校核
筒体材料为16MnR ，该材料在钢板厚度为δ=36-60mm 时屈服点
MPa s 305=σ,在钢板厚度为δ=16-36mm 时屈服点
Mpa S 325``=σ，取?=0.85， 则3.23330585.09.09.0=??=??=s T σ?σMpa 。
M p a s T 6.24832585.09.09.0``=??=??=σ?σ 罐体筒体水压试验压力75.3157157325.1][][25.111=??=?=T C T p p σσMpa
夹套筒体水压试验压力Mpa
p p T c T 5.2163163225.1][][
25.1``
22=??==σσ
罐体内筒水压试验时壁内应力：
Mpa
Mpa D
p T e e T T 3.2338.1368.522)8.523800(75.32)
(11122=<=?+?=+=σδδσ
夹套内压试验应力：
Mpa
Mpa D p T e e T T 6.2480.1605.312)
5.314000(5.22)(`
22222=<=?+?=+=σδδσ
可见水压试验时筒体，夹套内应力都小于T σ，水压试验安全。
3.3 反应釜的搅拌装置
3.3.1 选择搅拌器
由结构选择时所写，本釜选用平直叶圆盘涡轮搅拌器。 根据搅拌器直径与罐体内径之比1
J D D 常取0.35～0.8，
,其注意尺寸如下图3-1：
图3-1 平直叶圆盘涡轮搅拌器
搅拌器直径；mm D J 1600= mm D 10701=,
搅拌轴直径d=160mm ；mm d 2202=
桨叶宽度;B=320mm,
桨叶厚度mm 141=ζ, 圆盘厚度mm 12=ζ，
桨叶长度L=400mm,
H=230mm
搅拌器重量G=201.2kg
3.3.2 设计搅拌轴
(1)、 搅拌轴的材料：选用40Cr 合金钢。
(2)、 搅拌轴的结构：连接桨式的轴头较简单，与联轴器配合的轴头结构按联轴器的要求而定。
（3）、 搅拌轴强度校核
如任务书上所示：电动机功率(KW) 150～200
搅拌轴转速（r/min ） 30～65
取电动机功率为
kw p d 160=，搅拌轴转速为n=65r/min. 计算轴功率：321ηηηη=
电机效率%9.941=η ，减速器效率%1.942=η，两个联轴器效率%0.983
=η %52.8798.0941.0949.0=??=η
轴转速n=65r/min,40Cr 钢扭转剪应力[]35a Mp t =，系数C 取100，则
mm n P C d W 3.1286516010033=?=?≥ 考虑开键槽和物料对轴的腐蚀，轴径扩大8%，即mm d 56.138%1083.128=?≥。 故搅拌轴轴径为160mm 时，满足强度要求。
（4） 搅拌轴的形位公差和表面粗糙度要求：一般搅拌轴要求运转平稳，为防止轴的弯曲对轴封处的不利影响，因此，轴安装和加工要控制轴的直度，由于搅拌轴转速n=65r/min ，直线度允差1000：0.15.
3.4 反应釜的传动装置
反应釜的搅拌器是由传动装置带动，传动装置设置在釜顶封头的上部。反应釜的传动装置包括电机、减速器、联轴器、机架、底座和凸缘法兰。
3.4.1 选用电机
根据设计任务书要求，选取电动机的功率为160KW ，查资料（3）得其型号为JB/T8680.1-1998 Y2-335M1-6.额度功率
kw p d 160=，转速为990r/min, 重量kg G 1600=电机。
3.4.2 选用减速器
根据选取的搅拌轴转速n=65r/min 查【资料（3）】表16-2-169可知应选取FJ 型两级硬齿面圆锥齿轮减速器，其型号尺寸从HG/T3139.3-2001标准中查得型号为HG/T3139.3-2001 B FJ9B-6-I 。
3.4.3 选用传动轴
传动轴轴径可以取与搅拌轴相同大小。查【资料（1）】表3-7-15以及3-7-16，可得传动轴的具体尺寸。
传动轴记为 HG 21568-1995 传动轴 BXC 1100- 160/1000 40Cr
3.4.4 选用凸缘法兰
凸缘法兰一般焊接于罐体封头上，用于连接搅拌传动装置，亦可兼坐安装、维修、检查用孔。凸缘法兰分整天和衬里两种结构形式，密封面分凸面（R ）和凹面（M ）两种。查文献附图4-4和附表4-6【资料（2）】，选取R 型凸缘法兰，标准件无适合法兰，尺寸自定，见零件图。
3.4.5 选用安装底盖
安装底盖采用螺柱等紧固件，上与机架连接，下与凸缘法兰连接，是整个搅拌传动装置与容器连接的主要连接件。
安装底盖下装式的常用形式为RX 和LRX 型，本设计采用RX 型，其他结构（整体或衬里）、密封面形式（突面或凹面）以及传动轴的安装形式（上装或下装），按HG21565-95选取。
安装底盖的公称直径与凸缘法兰相同。形式选取时应注意与凸缘法兰的密封面配合（突面配突面，凹面配凹面）。
查文献附图4-7和附表4-7【资料（2）】，标准件无合适底盖，尺寸自定，见零件图。
3.4.6 选用联轴器
电机或减速器输出轴与传动轴之间及传动轴与搅拌轴之间的连接，都是通过联轴器连接的。常用的联轴器有弹性块式联轴器、夹壳联轴器和紧箍夹壳联轴器。
查文献附图5-5和附表5-10【资料（3）】，传动轴与搅拌轴间的联轴器选用GT刚性凸缘联轴器，记为联轴器GT 140-HT200。减速器输出轴与传动轴之间选用JQ型夹壳联轴器，联轴器JQ140-HT200。
3.5 反应釜的轴封装置
轴封是搅拌设备的一个重要组成部分。其任务是保证搅拌设备内处于一定的正压和真空状态以及防止反应物料逸出和杂质的渗入。鉴于搅拌设备以立式容器中心顶插式搅拌为主，很少满釜操作，轴封的对象主要为气体；而且搅拌色设备由于反应工况复杂，轴的偏摆振动大，运转稳定性差等特点，故不是所有形式的轴封都能用于搅拌设备上。
反应釜搅拌轴处的密封，属于动密封，常用的有填料密封和机械密封两种形式。填料密封结构简单、易于制造，在搅拌设备上广泛应用，一般用于常压、低压、低转速及允许定期维护的搅拌设备；机械密封是一种功耗小、泄露率低，密封性能可靠，使用寿命长的转轴密封，主要用于腐蚀、易燃、易爆、剧毒及带有固体颗粒的介质中工作的高压和真空设备。
根据已知工况，选用机械密封。查文献附图5-8和附表5-14【资料（2）】选取。
3.6 反应釜的其他附件
3.6.1 人孔
手孔和人孔的设置是为了安装、拆卸、清洗和检修设备内部的装置。 手孔直径一般为150～250mm ，应使工人带上手套并握有工具的收能方便的通过。
当设备的直径大于900mm 时，应开设人孔。人孔的形状有圆形和椭圆形两种。圆形手孔制造方便，应用较为广泛。人孔的大小及位置应以人进出设备方便为原则，对于反应釜，还有考虑搅拌器的直径，以便搅拌轴及搅拌器能通过人孔放入罐体内。
本设计未设手孔，设有回转盖带颈对焊法兰人孔一个。查【资料（1）】表3-4-5，图3-4-3得选取回转盖带颈对焊法兰人孔?
从HG 21518-2005标准中选取标准号为HG 21518-2005-16的人孔，具体尺寸见
【资料（1）】表3-4-5，图3-4-3。
3.6.2 支座
本夹套反应釜为立式安装，采用支承式支座。标准支承式支座（JB/T 4725-92）分为A 型和B 型两种。本设计中选用B 型支承式支座，其结构见【资料（1）】808页。
估算设备总重量
设备总重量1234m m m m m =+++
式中1m 为罐体和夹套总重；2m 为传动装置与搅拌装置总重；3m 为物料重；4m 为冷却水重。
（1）1m 的计算 圆筒重量计算公式H D D m ??-+=ρδπ])[(4122
计算得mm d mm D n N 54,38001==的筒体质量为
t H D D m n 721.116.485.7]8.3)054.08.3[(41])[(4122121211=??-+=??-+=πρδπ筒；mm d mm D n N 34,40001==的夹套筒节质量为
t H D D m n 736.60.485.7]0.4)034.00.4[(41])[(4122222222=??-+=??-+=πρδπ夹。 标准椭圆形封头计算公式
δδδ?+++=])(7.24)(51.8[02h D D G ， mm d mm D n N 54,38001==的封头的质量为
t h D D G n n n 083.7054.0]05.0)054.08.3(7.24)054.08.3(51.8[])(7.24)(51.8[21011211=??+++=?+++=δδδ筒mm d mm D n N 34,40001==的封头的质量为
t h D D G n n n 878.4034.0]05.0)034.00.4(7.24)034.00.4(51.8[])(7.24)(51.8[22022222=??+++=?+++=δδδ夹。
查【资料（1）】表3-4-5得DN=600mm （MFM 型）的人孔重
人孔G =673㎏ 查文献[14]得
pa 0.4,m m 4000M P D N N ==的平面甲型平焊法兰的质量为法兰G =500kg 。
其他接管取接管G =500kg 计，则
kg 369695005006732487870836736117212m m m 1=+++?+++=+++?+++=接管
法兰人孔夹筒夹筒G G G G G
（2）2m 的计算
查【资料（2）】表16-2-177得安装底盖重；
kg G 500=底盖 查【资料（3）】表16-2-169得减速机重kg G 2800=减速器；；
查文献附表4-6【2】得DN=900mm 的凸缘法兰重
kg G 417=凸缘； 密封装置及其他附属件约为kg G 100=密封；
查【资料（3）】表16-2-182得联轴器重
kg 6004150=?=联轴器G 。 查【资料（3）】表17-1-29得电动机重kg
G 1600=电机
高温高压反应釜操作规程及注意事项
目录 1 装置简介 (2) 1.1 反应釜结构 (2) 1.2 技术参数 (2) 1.3 控制箱组成 (2) 1.4 控制箱工作原理 (4) 2 安装要求 (4) 3 操作步骤 (5) 3.1 检查工作 (5) 3.2 温度整定 (5) 3.3 实验步骤 (6) 4 安全注意事项 (7)
1 装置简介 该类型反应釜，适用于一定压力和温度下的化学反应的反应装置。与物料接触的零件均采用不锈钢耐腐蚀材料做成，能够满足多种物料在额定压力和额定温度范围内进行化学反应的要求，是进行各种化学反应试验的理想装置。 1.1 反应釜结构 本反应釜由反应容器、电加热炉、安全爆破片、针型阀、控制箱等部件组成。反应容器是由不锈钢制成的釜体和釜盖组成，釜体与釜盖采用法兰连接。 釜盖上设有压力表和爆破片，进气（液）阀，取样（出料）阀，冷却水管接头及测温铂电阻插口。爆破片一般在购买时已与用户定好使用压力，当用户使用中超过规定的压力时会发生爆破泄压，以保护其他承受部件的安全。加热电炉为螺旋形电热管，该电热管经缩管工艺将电阻丝固定在绝缘材料之中，绝缘性能好，使用寿命长。 本釜配带控制箱，控制箱中的温度仪与插入釜体中的测温铂电阻联接由PID 控制，从而实现温度的目标控制，控温精度达到±0.5%。 1.2 技术参数 公称容积35L 全容积40L 设计压力 2.5MPa 工作压力 1.5MPa 设计温度220℃工作温度200℃ 材质S31603 加热功率9 KW 加热方式油浴电加热控温精度±1℃ 1.3 控制箱组成 本控制仪为箱体结构，前面板装有智能温度控制仪（1）、通电工作计时表（2）、电加热电压表（3）、加热调压电位器（4）、电源开关（5）、夹套温度显示（6）。 后面板装有电源进线插座（7）、电加热输出接线端子（8）、测温铂电阻进线插座（9、10）、电源保险丝座（11）。
酚醛树脂合成全套资料
第一章酚醛树脂合成 一：酚醛树脂配方 苯酚：200 kg 甲醛：350kg 液碱：7kg 甲酸：2.2g 液碱配方：片碱：20g 水:(不含酸碱及其它成分)：49.5g 二：上料前应注意以下问题 （1）苯酚是否结晶。 （2）甲醛是否有聚合物。 三：上料步骤 将甲醛一部分甲醛吸入反应釜中，打开搅拌机，将苯酚吸入反应釜，按照比例再将甲醛吸入，搅拌约20分钟，搅拌均匀即可。 四：生产前应注意 （1）检查供电是否正常。 （2）检查冷水供应是否正常。 （3）检查锅炉供气是否正常。 （4）检查各阀门是否正常。 （5）正常与否都要做好记录。 五：操作步骤 （1）开蒸汽（流程图①）将釜中原料加温至28℃，再加液碱，釜中温度计（流程图③）显示30℃时开始，将温度的提升速度控制在大约每分钟1℃，升温的速度要稳定，升至60℃的时间控制在35 --- 45分钟为佳。 （2）60℃升温至70℃的速度要控制在大约每三分钟1℃，升温的速度要稳定，自60℃升至70℃的时间要控制在35 --- 45分钟；温度达到70℃时，将蒸汽关闭。 （3）温度升至72.-73℃时定温，可以通过往釜层中加水的方式进行定温，使温度保持在72-73℃之间。 （4）自温度升至60℃的时间起，再过210分钟左右，进行中间化验。（化验过程：见第二页七条） （5）甲醛和苯酚反应充分时，开始加甲酸。加完甲酸7分钟后，放完釜层中的水打开蒸汽，开始抽真空。抽真空的操作步骤如下：开启真空泵（流程图15），，观察缓冲器（流程图13）的真空表（流程图21），当真空表显示的负压达到0.08以上时，再缓慢开启（流程图24）阀门，开启的速度要保证缓冲器的负压不低与0.07（流程图21），一直到全部打开，正常工作。 （6）抽真空时注意观察视镜（流程图⑨），自视镜出水开始，将温度下降的速度每8分钟降11℃为正常，直至降到55-58℃时，抽真空时间一般在50-60分钟，随后温度自然上升，上升至63.5℃时关闭蒸汽阀门（流程图①）。打开排气阀（流程图⑤），再在釜
反应釜放大设计
随着建筑业、汽车业、船舶业等行业的不断发展, 涂料行业也得以迅速发展。在一大批新兴涂料企业崛起的同时, 不少名牌涂料企业为了扩大业务范围, 增加市场份额, 巩固自身的市场竞争力, 也在不断地引进新技术, 扩大生产规模。反应釜是涂料行业树脂生产中的核心设备, 涂料生产规模的扩大与反应釜的放大设计密不可分, 其设计的好坏直接影响到产品的质量、产量、能耗等。本文通过对“ 某公司10 000 t/a 氟涂料产业化工程” 树脂反应釜放大设计的阐述, 使大家对反应釜放大设计的主要原则和步骤有一定的了解。 反应釜放大设计的基本步骤如下: 确定规格及台数——确定传热方式——计算传热面积——确定搅拌器型式——计算搅拌功率 1 规格和台数的确定 反应釜放大设计中首先根据工厂现有反应釜规格为 1 . 5 m 3 , 考虑到放大风险性、设备投资等因素, 首先确定将反应釜的规格放大到 4 . 5 m 3 。 根据工艺控制指标, 聚合反应时间约为20 h, 加上辅助过程, 出一釜料的周期约为25 h 。年工作时间按 6 000 h 计算, 则每台聚合反应釜全年生产批次为6 000 ÷ 25 =240 。按装料系数0 . 8 、物料密度约为 1 000 kg/ m 3 考虑, 一台釜全年处理量约为864 t (4 . 5 × 1 × 0 . 8 × 240 = 864) 。根据扩大后的生产规模, 聚合釜年处理量为2982 t, 则所需台数为 2 982 ÷864 ≈ 3 . 45 。因此本设计确定聚合釜的台数为4 台。 2 传热方式及传热面积的确定 按4 . 5 m 3 反应釜规格计算夹套最大换热面积约为10 m 2 。 初步估算, 根据现有 1 . 5 m 3 反应釜的规格, 其夹套换热面积约为 4 . 5 m 2 , 设备放大后, K 值、Δ t 基本不变, 热量约为原来的3 倍, 则所需夹套换热面积同样应为原来的 3 倍, 即 4 . 5 × 3 =13 . 5 m 2 。由此可见, 反应釜放大到 4 . 5 m 3 后, 仅靠夹套面积无法满足传热要求, 需设内盘管。为方便冷、热水切换的自动控制, 设计中采用内盘管冷却、夹套加热的传热方式。 盘管换热面积核算如下: 根据厂方提供的数据及物料平衡图等, 计算出反应 热Q ≈ 3 . 27 × 10 5 kJ/ h 。已知反应釜反应温度为70 ℃, 取循环冷却水上水、回水温度分别为30 ℃和35 ℃, 则: Δ t
反应釜设计
宁夏大学 课程设计说明书 题目: 夹套反应釜设计 院系：机械工程学院 专业班级：过控10-2班 学号： 学生姓名：马学良 指导教师：贺华 2013-6-27
宁夏大学课程设计（论文）任务书 机械工程学院过控教研室
年月日
目录 一、设计条件及设计内容分析 (1) 二、搅拌容器尺寸的确定及结构选型 (2) 搅拌釜直径设计计算 (2) 筒体厚度的计算 (2) 筒体封头的设计 (3) 筒体长度H的设计 (4) 外压筒体的壁厚确定 (4) 外压封头的壁厚的设计 (5) 三、夹套尺寸的设计计算 (5) 夹套公称直径DN的确定 (5) 夹套筒体壁厚的设计 (6) 夹套筒体长度H的计算 (6) 夹套封头的设计 (6) 四、反应釜附件的选型及尺寸设计 (7) 封头法兰的设计 (7) 封头法兰尺寸及结构 (7) 封头法兰密封面的选型 (8) 工艺接管 (9) 工艺接管尺寸的确定 (9) 接管垫片尺寸及材质 (11) 手孔的设计 (12) 视镜的选型 (13) 五、搅拌装置的选型与尺寸设计计算 (14) 搅拌轴直径的初步计算 (14) 搅拌轴直径的设计 (14) 搅拌轴刚度的校核 (14) 搅拌轴轴承的选择 (14) 联轴器的选择 (15) 搅拌器的设计 (16) 挡板的设计与计算 (17) 六、传动装置的选型和尺寸计算 (17)
凸缘法兰的选型 (17) 安装底盖的选型 (18) 机架的选型 (19) 安装底盖与密封箱体、机架的配置 (19) 电动机的选型 (20) 减速器的选型 (21) 搅拌轴长度的设计 (21) 搅拌轴的结构 (21) 支座的计算 (21) 密封形式的选择 (23) 七、焊接的形式与尺寸 (24) 八、开孔补强计算 (26) 封头开手孔后削弱的金属面积的计算 (26) 接管起补强作用金属面积的计算 (27) 焊缝起补强作用金属面积的计算 (27) 九、反应釜釜体及夹套的压力试验 (27) 釜体的液压试验 (27) 水压试验压力的确定 (27) 水压试验的强度校核 (28) 压力表量程 (28) 水压试验的操作过程 (28) 釜体的气压试验 (28) 气体实验压力的确定 (28) 气压试验的强度校核 (28) 气压试验的操作过程 (29) 夹套的液压试验 (29) 水压试验压力的确定 (29) 水压试验的强度校核 (29) 压力表量程 (29) 液压试验的操作过程 (29) 十、反应釜的装配图（见大图） (29) 课程设计总结 (30) 参考文献 (31)
树脂反应釜PLC控制系统
江阴金牛玻璃钢材料有限公司 反 应 釜 控 制 系 统 使 用 手 册
一、系统概述 随着自动信息化管理的要求和提高，对于现场设备的监控和自动化控制也提出了更高的要求，但由于一些防爆设备在现场的特殊性，采用传统的监控和管理的方式已远远不能满足要求，所以我们采用集中监控系统，并且有相应的报警系统。对反应釜来进行实时集中监控和管理。 1）硬件系统 采用西门子S7-200系列的CPU 224 XP CN 加EM231 4AI模拟量模块，根据现场情况总共分设1个站，一个从站，通过组网站与站之间数据能够读取，系统框图如下： 上位机主站 工业级232转485串口隔离转换模块 -----------------------------------------…………… 1号主（从）站 2号从站 CPU224xp+EM231 CPU224xp+EM231 温度阀门温度阀门 控制信号控制信号 2）软件系统 上位机软件采用组态王6.53。 组态王6.53是亚控科技根据当前的自动化技术的发展趋势，面向高端自动化市场及应用，以实现企业一体化为目标开发的一套产品。该产品以搭建战略性工业应用服务平台为目标，集成了对亚控科技自主研发的工业实时数据库（KingHistorian）的支持，可以为企业提供一个对整个生产流程进行数据汇总、分析及管理的有效平台，使企业能够及时有效的获取信息，及时的做出反应，以获得最优化的结果。 组态王6.53保持了组态王早期版本运行稳定、使用方便的特点。并根据国内众多用户的反馈及意见，对一些功能进行了完善和扩充。该款产品的历史曲线、温控曲线以及配方功
能进行了大幅提升与改进，软件的功能性和可用性有了很大的提高。 二、流程图操作 反应釜PLC控制系统程图采用立体图形，具有美观大方、形象等优点。其操操作简单，且具有统一的操作方式。 1、怎样启动监控系统 打开计算机，等待WINDOWS XP启动，在WINDOWS XP登录对话框中输入用户名“administrator”，密码为空，上位机监控组态软件“kingview 6.53”自动启动。自动进入监控主画面，然后点击用户登录按钮，选择相应的用户名，然后输入用户名对应的密码，点击确定，登录完毕。 2、怎么实现流程图的切换 计算机一启动，直接进入监控 总画面（反应釜PLC控制系统）， 操作员可以直接点击按钮 进入相应的流程图画面； 三、主界面介绍 主界面即监控总画面如下图：
夹套反应釜课程设计
有搅拌装置的夹套反应釜 前言 《化工设备机械基础》化学工程、制药工程类专业以及其他相近的非机械类专业，对化下设备的机械知识和设计能力的要求而编写的。通过此课程的学习，是通过学习使同学掌握基本的设计理论并具有设计钢制的、典型的中、低、常压化工容器的设计和必要的机械基础知识。 化工设备机械基础课程设计是《化工设备机械基础》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复杂性，学习初次尝试化工机械设计。化工设计不同于平时的作业，在设计中需要同学独立自主的解决所遇到的问题、自己做出决策，根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，经过反复的比较分析，择优选定最理想的方案和合理的设计。 化工设备课程设计是培养学生设计能力的重要实践教学环节。在教师指导下，通过裸程设计，培养学生独立地运用所学到的基本理论并结合生产实际的知识，综合地分析和解决生产实际问题的能力。因此，当学生首次完成该课程设计后，应达到一下几个目的： ⑴熟练掌握查阅文献资料、收集相关数据、正确选择公式，当缺乏必要的数据时，尚需要自己通过实验测定或到生产现场进行实际查定。 ⑵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、安全可
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保护的有效措施。 ⑶准确而迅速的进行过程计算及主要设备的工艺设计计算及选型。 ⑷用精炼的语言、简洁的文字、清晰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有耐心，注意多专业、多学科的综合和相互协调。
1.2立方米搅拌装置毕业设计
1.2m3反应釜设计 摘要 带搅拌的夹套反应釜是化学、医药及食品等工业中常用的典型反应设备之一。它是一种在一定压力和温度下，借助搅拌器将一定容积的两种（或多种）液体以及液体或气 体物料混匀，促进其反应的设备。 一台带搅拌的夹套反应釜。它主要由搅拌容器、搅拌装置、传动装置、轴封装置、支座、人孔、工艺接管和一些附件组成。 本文主要介绍的时一种推进式夹套反应釜设计，包括整体结构设计、强度校核以及一些工艺设计。夹套反应釜分罐体和夹套两部分，主要有封头和筒体组成，多为中、低压压力容器；搅拌装置有搅拌器和搅拌轴组成，其形式通常由工艺而定；传动装置主要有电动机、减速器、联轴器和传动轴等组成；轴封装置一般采用机械密封或填料密封；它们与支座、人孔、工艺接管等附件一起，构成完整的夹套反应釜。 关键词：反应釜、筒体设计、夹套设计、法兰、接管、焊缝、开孔补强
1.2m3 reactor design Abstract A stirred jacketed reactor is the chemical, pharmaceutical and food industries in the typical reaction to one of the devices used. It is a certain pressure and temperature, by means of a stirrer to a volume of two (or more) of liquid and the liquid or gas,Body material mix, promoting the reaction of the device. A jacketed stirred reactor. It mainly consists of mixing vessel, a stirring device, transmission device, the shaft sealing device, bearing, manholes, pipe connection and some accessories. This paper describes time-jacketed reactor one kind push design, including the overall structural design, strength check, and some process design. Jacketed reactor tank and a jacket of two parts, the main composition and the cylinder head, mostly in low pressure vessel; stirring means with a stirrer and the stirring shaft, whose form is usually determined by the process and; transmission main motor, reducer, couplings and drive shafts and other components; seal device commonly used mechanical seal or packing seal; them with support, manholes, and other accessories takeover process, together constitute a complete jacketed reactor. Keywords: reactor、cylinder design、jacket design、flange、 receivership、welds, opening reinforcement
高压反应釜操作规程
标准文件 Standard document 1、目的Objective：规范高压反应罐操作，确保反应罐正常处于完好状态以及满足安全、生产的要求。 2、范围Scope：适用于公司所有高压反应罐的操作。 3、职责Responsibilities： 3.1 培训职责：本文件起草人或审核人或批准人负责对工程项目部、生产车间负责人进行本规程培训；以上部门负责人对其部门人员进行本规程培训。 3.2 工程项目部负责制定本规程，生产车间负责人负责监督本规程的实施，生产操作人员对本规程的实施负责。 4、定义Definition：无。 5、程序Procedures： 5.1 操作规程 5.1.1每次开机前操人员都要检查各电器线路、阀门管线，确保无问题。开机前先开冷却水，运行过程中以及设备内部有较高温度的情况下，要一直保持畅通，不得断水。防止内外磁转子高温退磁。 5.1.2运行时，每班都要设专人负责。运行时(包括试运行)时操作人员不得擅自离开工作台。 5.1.3经常检查减速机的润滑油，确保油量在标定范围内。 5.1.4磁力耦合器应定时加注高温润滑脂（按公司指定厂家产品或同类型号的），加注时设备应停止运行，禁止带压、带温加油。 5.1.5检查压力表是否归零，指针是否灵活。管道阀门应良好有效，以做到有控制的、缓缓的加压。
5.1.6严禁超压超温运行。反应釜的工作压力参数不得超过额定值。 5.2. 运行 5.2.1严禁超温超压运行，反应釜的工作参数不得超过额定值。 5.2.2反应釜在任何情况下都不能空转。当转速大于100r∕min时，电机减速机不得在工作转速下启动，应使变频器缓慢提速。防止磁力耦合器脱齿损坏。 5.2.3每次工作完毕后，应切断电源。 6、参考资料References：无。 7、相关记录和文件Documents and Records：无。 8、变更/修订记录Changes / revision records： The following is blank
树脂反应釜PLC控制系统
江阴金牛玻璃钢材料有限公司
一、系统概述 随着自动信息化管理的要求和提高，对于现场设备的监控和自动化控制也提出了更高的要求，但由于一些防爆设备在现场的特殊性，采用传统的监控和管理的方式已远远不能满足要求，所以我们采用集中监控系统，并且有相应的报警系统。对反应釜来进行实时集中监控和管理。 1）硬件系统 采用西门子S7-200 系列的CPU 224 XP CN 加EM231 4AI 模拟量模块，根据现场情况总共分设1 个站，一个从站，通过组网站与站之间数据能够读取，系统框图如下： 上位机主站 工业级232 转485 串口隔离转换模块 1 号主（从）站 2 号从站 CPU224xp+EM231 CPU224xp+EM231 2）软件系统 上位机软件采用组态王6.53。 组态王6.53 是亚控科技根据当前的自动化技术的发展趋势，面向高端自动化市场及应用，以实现企业一体化为目标开发的一套产品。该产品以搭建战略性工业应用服务平台为目标，集成了对亚控科技自主研发的工业实时数据库（KingHistorian ）的支持，可以为企业提供一个对整个生产流程进行数据汇总、分析及管理的有效平台，使企业能够及时有效的获取信息，及时的做出反应，以获得最优化的结果。 组态王6.53 保持了组态王早期版本运行稳定、使用方便的特点。并根据国内众多用户的反馈及意见，对一些功能进行了完善和扩充。该款产品的历史曲线、温控曲线以及配方功
能进行了大幅提升与改进，软件的功能性和可用性有了很大的提高。 二、流程图操作 反应釜PLC控制系统程图采用立体图形，具有美观大方、形象等优点。其操操作简单，且具有统一的操作方式。 1、怎样启动监控系统 打开计算机，等待WINDOWXSP 启动，在WINDOWXSP 登录对话框中输入用户名“ administrator ”，密码为空，上位机监控组态软件“ kingview 6.53 ”自动启动。自动进入监控主画面，然后点击用户登录按钮，选择相应的用户名，然后输入用户名对应的密码，点击确定，登录完毕。 2、怎么实现流程图的切换 计算机一启动，直接进入监控 总画面（反应釜PLC控制系统），操作员可以直接点击按钮进入相应的流程图画面； 三、主界面介绍 主界面即监控总画面如下图：
夹套反应釜设计
夹套反应釜设计计算说明书 一、罐体和夹套设计计算 罐体几何尺寸计算 选择筒体和封头的形式 选择圆柱筒体及椭圆形封头。 确定筒体内径 已知设备容积要求，按式（4-1）初选筒体内径： 式中，V=，根据【2】38页表4-2，常反应物料为液-液类型， i =H 1/D 1=1～，取 i =，代入上式，计算得 1D ? 将D 1的估算值圆整到公称直径系列，取D 1=1100mm ， 确定封头尺寸 标准椭圆形封头尺寸查附表4-2，DN=1100mm ，选取直边高度h 2=25mm 。 确定筒体高度 当D 1=1100mm, h 2=25mm 时，由【2】附表D-2查得椭圆形封头的容积V 封= m 3，由附表D-1查得筒体1m 高的容积V 1m = m 3，按式（4-2）: H 1=(V-V 封)/V 1m =（）/= 考虑到安装的方便，取H 1=，则实际容积为 V= V 1m ×H 1+ V 封=×+= m 3 夹套几何尺寸计算 3 14i V D π ?罐体结构示意图
选择夹套结构 选择【2】39页图4-4 (b)所示结构。 确定夹套直径 查【2】表4-3, D 2= D 1+100=1100+100=1200mm 。套封头也采用椭圆形并与夹套筒体取相同直径。 确定夹套高度 装料系数η=操作容积/全容积== 按式4-4计算夹套高度： H 2≥(ηV- V 封)/ V 1m =× m 取H 2=750mm 。选取直边高度h 2=25mm 。 校核传热面积 查【2】附表D-2，由D 1=1100mm ，得罐体封头表面积F 1封= m 2 查【2】附表D-1，一米高筒体内表面积F 1m = m 2 校核传热面积： 实际总传热面积F=F 筒+ F 1封=F 1m ×H 2 +F 1封=×+= m 2> m 2，可用。 罐体及夹套的强度计算 确定计算压力 按工艺条件，罐体内设计压力P 1=；夹套内设计压力P 2= 液体静压力P 1H =ρgH 2×10-6=1000×××10-6=，取P 1H = 计算压力P 1c =P 1+P 1H =+= 夹套无液体静压，忽略P 2H ，故P 2c =P 2。 选择设备材料 分析工艺要求和腐蚀因素，决定选用Q235-A 热轧钢板，其中100℃-150℃下的许用应力为：[ó]t =113Mpa 。 罐体筒体及封头壁厚计算 罐体筒体壁厚的设计厚度为 []2 2c i d t c p D C p δσ?= +-
反应釜设计程序.doc
反应釜设计程序 (1)确定反应釜操作方式根据工艺流程的特点，确定反应釜是连续操作还是间歇操作。 (2)汇总设计基础数据工艺计算依据如生产能力、反应时间、温度、装料系数、物料膨胀比、投料比、转化率、投料变化情况以及物料和反应产物的物性数据、化学性质等。 (3)计算反应釜体积 (4)确定反应釜设计（选用）体积和台数。 如系非标准设备的反应釜，则还要决定长径比以后再校算，但可以初步确定为一个尺寸，即将直径确定为一个国家规定的容器系列尺寸。 (5)反应釜直径和筒体高度、封头确定。 (6)传热面积计算和校核。 (7)搅拌器设计。 (8)管口和开孔设计。 (9)画出反应器设计草图（条件图），或选型型号。 3.设计要求（1）进行罐体和夹套设计计算；（2）选择接管、管法兰、设备法兰；（3）进行搅拌传动系统设计；（4）设计机架结构；（5）设计凸缘及选择轴封形式；（6）绘制配料夹套反应釜的总装配图；（7）从总装图中测绘一张零件图或一张部件图。1罐体和夹套的设计1.1 确定筒体内径表4-2 几种搅拌釜的长径比i值搅拌釜种类设备内物料类型长径比i值一般搅拌釜液-固相或液-液相物料i＝1～1.3气-液相物料i＝1～2发酵罐类I＝1.7～2.5 当反应釜容积V小时，为使筒体内径不致太小，以便在顶盖上布置接管和传动装置，通常i取小值，此次设计取i＝1.1。一般由工艺条件给定容积V、筒体内径按式4-1估算：得D=1366mm.式中V－－工艺条件给定的容积，；i——长径比，（按照物料类型选取，见表4-2）由附表4-1可以圆整＝1400，一米高的容积＝1.539 1.2确定封头尺寸椭圆封头选取标准件，其形式选取《化工设备机械基础课程设计指导书》图4-3，它的内径与筒体内径相同，釜体椭圆封头的容积由附表4-2 ＝0.4362 ，（直边高度取50mm）。1.3确定筒体高度反应釜容积V按照下封头和筒体两部分之容积之和计算。筒体高度由计算H1==（2.2-0.4362）/1.539=1.146m，圆整高度＝1100mm。按圆整后的修正实际容积由式V=V1m×H1+V封=1.539×1.100+0.4362=2.129 式中；——一米高的容积/m ——圆整后的高度，m。1.4夹套几何尺寸计算夹套的结构尺寸要根据安装和工艺两方面的要求。夹套的内径可根据内径由500~600700~18002000~3000 +50 +100 +200选工艺装料系数=0.6~0.85选取，设计选取＝0.80。1. 4.1夹套高度的计算H2=（ηV-V封）/V1m=0.755m1.4.2.夹套筒体高度圆整为＝800mm。1.4.3罐体的封头的表面积由《化工设备机械基础》附表4-2查的F封=2.345。1.4.4一米高的筒体内表面由《化工设备机械基础》附表4-1查的。F1m=4.401.4.5实际的传热面积F== 5.6665>3，由《化工设备机械基础》式4-5校核5.6665〉3所以传热面积合适。2夹套反应釜的强度计算强度计算的参数的选取及计算均符合GB150-1998《钢制压力容器》的规程。此次设计的工作状态已知时，圆筒为外压筒体并带有夹套，由筒体的公称直径mm，被夹套包围的部分分别按照内压和外压圆筒计算，并取其中较大者。...[ 过程装备夹套反应釜化工机械化工课程设计] 反应釜设计 摘要
酚醛树脂
酚醛树脂 以酚类与醛类为原料，在催化剂作用下，缩聚而得到的树脂，统称为酚醛树脂。酚醛树脂是应用于工业上最早的一种合成树脂。 由于它原材料来源丰富，合成工艺简单，成本较低，而且具有良好的化学性能、物理性能、力学性能和电气绝缘性能，具有广泛的用途。它可以根据不同的使用要求，合成各种使用性能的酚醛树脂，例如，可制成耐热纤维、黏合剂、泡沫塑料等。 酚醛纤维 酚醛纤维具有优异的阻燃、抗烧蚀、高热稳定性和吸声等特性，得到了广泛应用。酚醛纤维是过量的苯酚与甲醛反应生成直线性酚醛树脂，酚醛树脂经熔融纺丝，在酸和醛的混合液中固化形成不溶不熔纤维。纺出纤维的固化反应，就是此聚合物纤维原丝在酸催化作用下进一步同甲醛发生的加成缩合反应，生成亚甲基桥键-CH2-和亚甲基醚键-CH2OCH2-化合物。 (l)酚醛纤维的制备在草酸催化作用下，使过量苯酚与甲酸反应，合成直线形热塑性酚醛树脂；进一步分馏，制备出软化点130℃、数均分子量2000和游 离酚含量小于0.3%的高纯可纺性热塑性酚醛树脂；再经熔融纺丝，纺制成平均 直径1Oum的纤维；将初生纤维固定在石墨夹板上，浸入盛有甲醛和盐酸水溶液的固化液的反应器内，按一定的升温速率升温至95℃，进行固化反应，得到酚 醛纤维。甲醛浓度、盐酸浓度、升温速率等因素对固化反应产生影响，最终影响酚醛纤维的性能。 (2)影响酚醛纤维性能的因素初生纤维的熔并温度随着甲醛浓度的增大而依次降低。其原因在于甲醛与酚醛树脂具有良好的相容性，甲醛的浓度越高，对酚醛树脂的渗透性越强；甲醛对酚醛树脂有显著的溶胀作用，并使其在甲醛浓溶液中的熔点降低。为提高+CH2OH在纤维内部的扩散速度，在+CH20H马初生纤维的液固反应体系中，选用高浓度的+CH30(18.5%)，即HCHO (37%)与HCl(37%)各50%相混合。将初生纤维置于18.5%的盐酸溶液中，按10℃／h的速率升温至95℃，并在此温度下恒温2h。初生纤维在反应结束后变成棕红色纤维，将此反应生成 物用热台显微镜和IR进行分析，结果表明，初生纤维经盐酸处理后亚甲基-CH2-和酚羟基-OH 吸收峰相对强度减少，出现了新的吸收峰芳香醚键C-O-C和芳香酮键C-C=O。这可能是初生纤维在强酸作用下酚羟基之间、酚羟基与亚甲基之间发生了脱水缩合反应，导致了芳环中取代基数目增多，交联程度提高，酚醛纤维熔点的提高，热台显微镜分析结果显示，经过HCl处理的酚醛纤维依然为可熔融物，这说明在盐酸作用下只能发生部分交联，发生高度交联化必须存在交联基因的供应体。 纤维内部芳环之间的交联基团越多，宏观上反应在力学性能上拉伸强度越高。在较低的酸浓度下，酚醛纤维拉伸强度随酸浓度的提高而增大，在酸浓度为12%
反应釜的设计
目录 第一章. 绪论 (1) 1.1产品概述 (1) 1.2 合成醇酸树脂的原料 (1) 1.3 醇酸树脂的合成原理 (5) 1.4 合成工艺 (6) 1.4.1 按合成原料分类 (7) 2．聚酯化反应 (8) 1.4.2 按工艺分类 (9) 第二章. 设计内容 (11) 2.1设计依据 (11) 2.2设计原则 (12) 2.2.1生产规模 (12) 2.2.2生产方式 (12) 2.2.3投料方式 (12) 2.2.4流程特点 (12) 2.2.5设备选型原则 (13) 2.2.6生产制度 (13) 2.2.7原料的技术规格 (13) 2.2.8配方设计 (14) 2.3物料衡算过程 (14) 2.4热量衡算 (17) 2.4.1热量衡算概述 (17) 2.4.2热量衡算 (17) 3.1 反应釜与稀释釜的选型 (19) 3.2反应釜与封头厚度的确定 (20) 3.3 搅拌桨 (21) 3.4 支座及夹套的选型 (23) 3.5 视镜人孔及接管 (24) 3.6 搅拌桨电机、减速器 (25) 3.7 油泵的选型 (25) 3.8 输送泵的选型 (26) 3.9 真空缓冲罐的选取 (26) 3.10 废水接收罐的设计 (26) 3.11 CO2系统的确定 (26) 3.12 冷凝器的选择与设计 (27) 参考书目 (27) 心得与体会 (29)
第一章. 绪论 1·1产品概述 多元醇和多元酸可以进行缩聚反应，所生成的缩聚物大分子主链上含有许多酯基（－COO－），这种聚合物称为聚酯。涂料工业中，将脂肪酸或油脂改性的聚酯树脂称为醇酸树脂（alkyd resin），而将大分子主链上含有不饱和双键的聚酯称为不饱和聚酯，其它的聚酯则称为饱和聚酯。这三类聚酯型大分子在涂料工业中都有重要的应用醇酸树脂指由多元醇、多元酸与油或其脂肪酸反应生成的产物，它不同于单纯由多元醇、多元酸制成的聚酯树脂。醇酸树脂是由多元醇、多元酸和一元酸缩聚而成的线性树脂，具有合成技术成熟、制造工艺简便、原料易得到以及树脂涂膜综合性能好等特点，在涂料用合成树脂中用量最大用途最广。但醇酸树脂涂料也存在一些缺点，如涂膜干燥缓慢、硬度低、耐水性差等，这将导致施工周期延长，也影响其应用范围。 醇酸树脂同时还具有原料容易获得，生产工艺简易，性能优良，施工方便的特点。同时，它本身就是一种漆料，能制成清漆、磁漆、底漆、腻子等，还可以与硝化棉、过氯乙烯树脂、氨基树脂、氯化橡胶、环氧树脂等合用，提高和改进其他各类涂料产品的性能。 1·2 合成醇酸树脂的原料 一. 多元醇 制造醇酸树脂的多元醇主要有丙三醇（甘油）、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、季戊四醇、乙二醇、1，2－丙二醇、1，3－丙二醇等。其羟基的个数称为该醇的官能度，丙三醇为3官能度醇，季戊四醇为四官能度醇。根据醇羟基的位置，有伯羟基、仲羟基和叔羟基之分。它们分别连在伯碳、仲碳和叔碳原子上。 羟基的活性顺序为：伯羟基＞仲羟基＞叔羟基
反应釜设计开题报告
齐齐哈尔大学 开题报告 学院 专业班级 学生姓名 指导教师 成绩
毕业设计（论文）开题报告 一、选题的依据、意义和理论或实际应用方面的价值 反应釜是广泛应用于石油化工，化学，制药，高分子合成，冶金，环保等领域的重要设备[1]。因此在工业发展过程中研究反应釜的改进技术会使我们提高工作效率，节省资金和时间。结构简单，加工方便，传质、传热效率高，温度浓度分布均匀，操作灵活性大，便于控制和改变反应条件，适合于多种，小批量生产[2]。适合于各种不同组态组合的反应物料，几乎所有有机合成的单元操作，只要选择适当的溶剂作为反应介质，都可以在釜式反应器内进行[3]。 在实际生产中所遇到的传热过程很少是单一的传热方式，往往是几种基本方式同时出现，这使实际的换热过程很复杂。流体的性质对换热换热器类型的选择将会产生很大的影响，如流体的物理性质，化学性质，结垢情况，以及是否有磨蚀性等因素，都对传热设备的选型有影响[4]。 通过对夹套传热反应装置的研究，可以让我了解当今传热反应装置的分类，以及每一种传热器应用的场合，和对物料的物理性质和化学性质的要求，同时也让我知道了传热器在我国化学工业中的应用。这对我以后的学习打下了坚实的基础。 二、本课题在国内外的研究现状 国内：我国正处于反应釜生产和消费的高速增长期，已广泛应用于石油化工、轻工、食品、酿酒、制药、家电、水电、机械、建筑、市政和各种民用器具中[5]。越来越多的学者致力于夹套传热反应装置的研究，国内由原料能源转变为最终有效利用能源转化率目前只有27%，节能的潜力很大。夹套传热设备总是应用的非常的广泛，在日产千吨的合成氨厂中，各种传热设备约占全厂设备总数的40%左右[6]。随着我国化工业的发展化工生产对反应釜的要求越来越高:1.大容积化，这是增加产量，减少批量之间的质量误差，降低产品成本的有效途径和发展趋势。2.反应釜的搅拌器，已由单一搅拌器发展到双搅拌器或外加泵制循环。3. 以生产连续化和自动化代替笨重的间隙手工操作。4.合理利用热能，选择最佳的工艺操作条件[7]。 国外：反应釜的研究备受各国政府和机构的重视，生产必须严格按照相应的标准加工，检测并试运行。不锈钢反应釜，根据不同的生产工艺、操作条件等，反应釜的设计结构和参数不同[8]。采用新技术，在提高和保证设备质量的前提下降低难度减少维护成本。国外的自动化水平高，在大工厂当中已经实现了电脑自动化生产[9]。外国的许多研究人员也在致力于夹套传热反应装置的研究，其中由美国专家史蒂夫研制出的多孔介质夹套传热反应装置，受到了各个国家的一致好评，把传热效率大大的提升[10]。
反应釜釜体设计
反应釜釜体的设计 目录 1概述 (2) 2工艺设计 (2) 釜体容积 (2) 最大工作压力 (2) p= (2) 根据要求操作压力 W 设计压力p＝（～）W p，取p＝W p=×=； (2) 工作温度 (3) 工作介质 (3) 3机械设计 (3) 釜体DN、PN的确定 (3) 3.1.1釜体DN的确定 (3) 3.1.2釜体PN的确定 (3) 釜体壁厚的确定 (3) 3.2.1筒体壁厚的设计 (3) 釜体封头的设计 (3) 3.3.1封头的选型 (3) 3.3.2封头的壁厚的设计 (3) 3.3.3封头的直边尺寸、体积及重量的确定 (4) 筒体长度H的设计 (4) 3.4.1筒体长度H的设计 (4) 3.4.2釜体长径比L/D i的复核 (4) 外压筒体壁厚的设计 (4) 3.5.1设计外压的确定 (4) 3.5.2试差法设计筒体的壁厚 (4) 3.5.3图算法设计筒体的壁厚 (5) 外压封头壁厚的设计 (5) 3.6.1设计外压的确定 (5) 3.6.2封头壁厚的计算 (5) 4总结 (6) 参考文献 (6)
1概述 反应釜釜体的作用是为物料反应提供合适的空间。釜体中的筒体基本上是圆筒，封头常采用椭圆形封头、锥形封头和平盖，以椭圆形封头应用最广。根据工艺需要，釜体上装有各种接管，以满足进料、出料、排气等要求。为对物料加热或取走反应热，常设置外夹套或内盘管。上封头焊有凸缘法兰，用于釜体与机架的连接。操作过程中为了对反应进行控制，必须测量反应物的问的、压力、成分及其他参数，容器上还设置有温度、压力等传感器。支座选用时应考虑釜体的大小和安装位置，小型的反应器一般用悬挂式支座，大型的用裙式支座或支承式支座。 釜体结构简图 (CAD) 2工艺设计 釜体容积 对于反应釜，釜体容积通常是指圆柱形筒体及下封头所包含的容积之和。 根据釜体容积容积V的性质，选定H/Di的值，若忽略釜体低封头容积，可以认为 3/ 44 i i i i H V D H D H D D ππ?? === ? ?? 根据规定可知： i D=1200mm，又因为一般反应釜的/ i H D=1~1.3,,由此可得出 33 1.36~1.76 44 i i i H V D H D m D ππ?? === ? ?? 最大工作压力 根据要求操作压力 W p= 设计压力p＝（～） W p，取p＝ W p=×=；
微型高压加氢反应釜
微型高压加氢反应釜 微型高压加氢反应釜介绍 微型高压加氢反应釜具有耐高温、耐腐蚀、生产能力强等优点，广泛用于医药、饮料、化工、颜料、树脂、科研等工业部门。反应釜是融合了反应容器，反应条件控制系统，原料进料、产品导出系统的一类生产或实验器械。 微型高压加氢反应釜技术参数 型号SLM50 容积50ml 最高工作温度250℃ 加热方式模块加热 加热功率 1.2KW 搅拌速度0－1200rpm 搅拌方式内部磁力搅拌 最高工作压力标配10Mpa 结构材质标配316L不锈钢 微型高压加氢反应釜详情 世纪森朗微型高压加氢反应釜是实现反应过程的设备，化学反应工程以工业反应器中进行的反应过程为研究对象，运用数学模型方法建立反应器数学模型，研究反应器传递过程对化学反应的影响以及反应器动态特性和反应器参数敏感性，以实现工业反应器的可靠设计和操作控制。 搅拌方式：内部磁力搅拌，不存在轴封泄漏及其保养的问题，确保无泄露旋转部件，试验更加安全。 搅拌电机：原装进口大功率马达，强劲有力，高速稳定。 进气体阀：气体进气针型阀，质量可靠。 取样阀：便于反应过程中随时取样并分析反应进程 排气阀：方便在反应前对系统进行真空处理和置换气体使用，反应结束后作为放空阀. 压力表：实时监测反应压力 温度探头：深入反应釜体内部，实时监测反应温度 加热单元：模块加热，加热快速，控制精确。 世纪森朗微型高压加氢反应釜产品在设计开发、生产制造、安装调试、出厂检验每一个阶段都严格把关，确保每一台反应釜拥有最高的使用性和安全性。同时，北京世纪森朗实验仪器公司技术部非常愿意以专业培训的技术服务队伍向用户提供完美优质的售前技术咨询，与客户进行技术沟通，提供选型帮助；根据客户的实际要求定做特殊的反应釜，提供现场产品技术培训和安装调试及售后期服务。 北京世纪森朗友情提供 https://www.wendangku.net/doc/3d2982800.html,
聚氯乙烯反应釜的设计
摘要 随着国内聚氯乙烯行业的竞争越来越激烈，小规模聚氯乙烯生产设备将越来越表现出不经济性。考虑到今后国内新建聚氯乙烯生产设备规模至少将在20万t/a 以上，60m3聚氯乙烯反应釜及其成套工艺技术具有很大的推广前景。由于引进国外60m3以上聚氯乙烯反应釜及其成套工艺技术的设备和技术费用相当昂贵，在今后较长一段时期内，国产化60m3聚氯乙烯反应釜及其成套工艺技术将是企业的理想选择。因此，60m3聚氯乙烯反应釜的设计和成套工艺技术的开发，将极大的推动国内PVC行业的技术进步和长远发展。本次毕业设计是设计一个60m3聚氯乙烯反应釜，考虑到了筒体所受的内压和外压，进行了罐体和夹套内压强度计算，对罐体进行了外压强度校核，另外还设计了搅拌装置与传动装置，并对其进行了强度和刚度校核。 关键词：聚氯乙烯; 反应釜；设计 Abstract With 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 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 near 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 60m3PVC reactor.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 strength and stiffness. Key words: PVC; reactor; design