IC反应器的设计
IC反应器
1.设计说明
IC反应器，即内循环厌氧反应器，相似由2层UASB反应器串联而成。
其由上下两个反应室组成。在处理高浓度有机废水时，其进水负荷可提高至35～50kgCOD/(m3·d)。与UASB反应器相比，在获得相同处理速率的条件下，IC反应器具有更高的进水容积负荷率和污泥负荷率，IC反应器的平均升流速度可达处理同类废水UASB反应器的20倍左右。
设计参数
（1）参数选取
设计参数选取如下：第一反应室的容积负荷N
V1
＝35kgCOD/(m3·d)，：第二反
应室的容积负荷N
V2
＝12kgCOD/(m3·d)；污泥产率0.03kgMLSS/kgCOD；产气率0.35m3/kgCOD
（2）设计水质
设计参数
COD
cr BOD
5
SS
进水水质/ (mg/L) 24074 12513 1890
去除率/ % 85 90 30
出水水质/ (mg/L) 3611 1251 1323
（3）设计水量
Q＝3000m3/d＝125m3/h=0.035m3/s
2.反应器所需容积及主要尺寸的确定（见附图6-4）
（1）有效容积本设计采用进水负荷率法，按中温消化（35～37℃）、污泥为颗粒污泥等情况进行计算。
V＝
v e
N C
C
Q)
(
式中 V－反应器有效容积，m3；
Q－废水的设计流量，m3/d；
N
v
－容积负荷率，kgCOD/（m3·d）；
C 0－进水CO
D 浓度，kg/m 3； C e －出水COD 浓度，kg/m 3。
IC 反应器的第一反应室去除总COD 的80％左右，第二反应室去除总COD
的20％。
第一反应室的有效容积 V 1＝
v
e N C C Q ％80)(0?-＝3580)611.3074.24(3600％
?-?＝1684m 3
第二反应室的有效容积 V 1＝
v
e N C C Q ％20)(0?-＝3520)611.3074.24(3600％
?-?＝1228m 3
IC 反应器的总有效容积为V ＝1684＋1228＝2912m 3，这里取3000m 3 本设计设置两个相同的IC 反应器， 则每个反应器容积为V ’＝3000/2＝1500m 3 （2） IC 反应器几何尺寸
本设计的IC 反应器的高径比为2.5 V ＝AH ＝42H
D π＝4
5.23
D π
则D ＝3
/1)5.24(
π
V ＝8.2m ，取9m ， H ＝2.5×9＝22.5m ，取23m 。 每个IC 反应器总容积负荷率： N V ＝
V
C C Q e )(0-＝12502)
611.3074.24(3600?-?＝30.5[kgCOD/(m 3·d)]
IC 反应器的底面积A ＝42
D π＝4
914.32
?＝63.6m 2，则
第二反应室高 H 2＝
A
V 2＝6.632/1228＝9.65m ，取9.5m
第一反应室的高度 H 1＝H －H 2＝23－10＝13.5m （3） IC 反应器的循环量
进水在反应器中的总停留时间为t HRT ＝
Q
V ＝
2
/1501206
＝16h 设第二反应室内液体升流速度为4m/h ，则需要循环泵的循环量为256m 3/h 。
第一反应室内液体升流速度一般为10～20m/h ，主要由厌氧反应产生的气流推动的液流循环所带动。
第一反应室产生的沼气量为 Q 沼气＝Q （C 0－C e ）×0.8×0.35
＝3600/2×（24.074－3.611）×0.8×0.35＝10313×2＝20626m 3/d
每立方米沼气上升时携带1～2m 3左右的废水上升至反应器顶部，则回流废水量为10313～20620 m 3/d ，即430～859 m 3/h ，加上IC 反应器废水循环泵循环量256 m 3/h ，则在第一反应室中总的上升水量达到了686～1115 m 3/h ，上流速度可达10.79～17.53m/h ，可见IC 反应器设计符合要求。
（4） IC 反应器第一反应室的气液固分离几何尺寸
① 沉淀区设计
三相分离器沉淀区固液分离是靠重力沉淀达到的，其设计的方法与普通二沉池设计相似，主要考虑沉淀面积和水深两相因素。 根据Stokes 公式：v s ＝
μ
ρρ18)(2
1p
s gd -
＝18
0071.01.0981)105.1(2???-＝3.83cm/s ＝138.2m/h
μ ＝0.0071g/（cm ·s ）；颗粒污泥密度取1.05g/cm 3
第一反应室三相分离器设计示意图（见附图6-5）。三相分离器单元结构设计图（见附图6-6）。
计算B －B ‘间的负荷可以确定相邻两上挡板间的距离。B －B ‘间水流上升速度一般小于20m/h ，则B －B ‘间的总面积S 为：
S ＝
20Q ＝20
256＝12.8m 2 式中Q 为IC 反应器循环泵的流量。
设一个三相分离器单元宽为1800mm ，则每个IC 器反应器内可安装5个
三相分离器单元。
设两上挡板间的间距b
1
＝450mm，三相分离器沉淀区斜壁倾斜度选50°，上挡板三角形与集气罩顶相距300mm，则
2（h
1/tg50°）＋b
1
＝1800
三相分离器上挡板高度：h
1
＝804.4mm
设两相邻下挡板间的间距b
2＝200mm；上下挡板间回流缝b
3
＝150mm，板
间缝隙液流速度为30m/h；气封与下挡板间的距离b
4
＝100mm；两下挡板间距
离（C－C‘）b
5
＝400mm，板间液流速度大于25m/h，则
b
2＋b
5
＋2（
50
2
tg
h
）＝1800
三相分离器下挡板高度：h
2
＝715mm
②反应器顶部气液分离器的设计
IC顶部气液分离器的目的是分离气和固液，由于采用切线流状态，
上部分离器中气和固液分离较容易，这里设计直径为3m的气液分离
器，筒体高2m，下锥底角度65°，上顶高500mm。
3.IC反应器进水配水系统的设计
①布水方式
采用切线进水的布水方式，布水器具有开闭功能，即泵循环时开口出
水，停止运行时自动封闭。本工程拟每2～5m2设置一布水点，出口
水流速度2～5m/s。
拟设24个布水点，每个负荷面积为S
i ＝
24
6.
63
＝2.65m2。
②配水系统形式
本工程采用无堵塞式进水分配系统（见附图6-7）。为了配水均匀一般采用对称布置，各支管出水口向着池底，出水口池底约20cm，位于服务面积的中心点。管口对准池底反射锥体，使射流向四周均匀散布于池底，出水口支管直径约20mm，每个出水口的服务面积为2～4m2。
单点配水面积S
i
＝2.65m2时，配水半径r＝0.92m。
取进水总管中流速为1.6m/s，则进水总管管径为：
D ＝π
v Q 2＝2×
14.36.136002
/150?＝0.128m ＝128mm 配水口8个，配水口出水流速选为2.5m/s ，则配水管管径
d ＝πμ
n 36002
/1502?＝5.214.3836002/1502???＝36mm 4. 出水系统设计
出水渠宽取0.3m ，工程设计4条出水渠。设出水渠渠口附近流速为0.2m/s ，则出水渠水深＝渠宽流速流量
?＝2
.03.043600/150??＝0.145m
5. 排泥系统设计
取X ’＝0.05kgVSS/kgCOD ，根据VSS/SS ＝0.8，则X ＝0.05/0.8＝0.06kgSS/kgCOD
产泥量为：△X ＝XQS r ＝24074×0.85×0.06×3600×10-3＝4420kgMLSS/d 每日产泥量4420kgMLSS/d ，污泥含水率P 为98％，因含水率>95％，去s ρ＝1000kg/m 3，则每个IC 反应器日产泥量为Q s ＝)1(P X
s -?ρ＝)98
1(10002/4420％-?＝
110.5m 3/d 。
这里假设第一反应室污泥浓度为100gSS/L ，第二反应室为20gSS/L ，则IC 反应器中污泥总量为：
G ＝100V 1＋20V 2＝100×1684＋30×1228＝205 240kgSS 因此，IC 反应器的污泥龄为205 240/4420＝46d
在离两级三相分离器下三角以下0.5m 处各设一排泥口，在反应器设放空管，口径为100mm 。 6. 产气量计算
每日产气量：24074×0.85×0.35×3600×10-3＝25783.3m 3/d 每平方米沼气发电2kW ·h ，沼气用于发电，电量为： W ＝25783.3×2＝51566.6 kW ·h/d
夹套搅拌反应器设计(DOCX 30页)
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夹套搅拌反应器设计 课程设计说明书设计题目夹套搅拌反应器设计 学生 学号 专业班级 指导老师耿绍辉 化工设备基础 Nefu.20121228
夹套搅拌反应器设计 目录 第一章设计方案简介 1.1反应釜的基本结构 1.2反应釜的机械设计依据 第二章反应釜机械设计的内容和步骤 第三章反应釜釜体的设计 3.1 罐体和夹套计算 3.2厚度的选择 3.3设备支座 3.4手孔 3.5选择接管、管法兰、设备法兰 第四章搅拌转动系统设计 4.1转动系统设计方案 4.2转动设计计算：定出带型、带轮相关计算 4.3选择轴承 4.4选择联轴器 4.5罐体搅拌轴的结构设计、搅拌器与搅拌轴的连接结构设计4.6电动机选择 第五章绘制装配图 第六章绘制大V带轮零件图 第七章本设计的评价及心得体会 第八章参考文献
夹套搅拌反应器设计 第一章设计方案简介 搅拌设备在石油、化工、食品等工业生产中应用范围很广，尤其是化学工业中，很多的化工生产或多或少地应用着搅拌操作，化学工艺过程的种种物理过程与化学过程，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时作为反应器来应用的，而带搅拌的反应器则以液相物料为特征，有液-液、液-固、液-气等相反应。 搅拌的目的是：1、使互不相溶液体混合均匀，制备均匀混合液、乳化液、强化传质过程；2、使气体在液体中充分分散，强化传质或化学反应；3、制备均匀悬浮液，促使固体加速溶解、浸取或发生液-固化学反应；4、强化传热，防止局部过热或过冷。所以根据搅拌的不同目的，搅拌效果有不同的表示方法。 搅拌操作分为机械搅拌和气流搅拌。气流搅拌是利用气体鼓泡通过液体层，对液体产生搅拌作用，或使气泡群以密集状态上升借所谓气升作用促进液体产生对流循环。与机械搅拌相比，仅气泡的作用对液体所进行的搅拌时比较弱的，所以在工业生产，大多数的搅拌操作均是机械搅拌。本设计实验要求的就是机械搅拌搅拌器设备的设计遵循以下三个过程：1根据搅拌目的和物理性质进行搅拌设备的选型。2在选型的基础进行工艺设计与计算。3进行搅拌设备的机械设计与费用评价。在工艺与计算中最重要的是搅拌功率的计算和传热计算。 1.1反应釜的基本结构
釜式反应器设计说明书123
一概述1.1醋酸乙酯生产工艺的现状和特点 醋酸乙酯分子式C 4H 8 O 2 ，又名：乙酸乙酯，英文名称：acetic ester；ethyl acetate， 简称EA。醋酸乙酯是醋酸工业重要的下游产品，也是一种重要的绿色有机溶剂，溶解能力及快干性能均属上乘，主要用做涂料(油漆和瓷漆)、油墨和粘合剂配方中的活性溶剂，也可用做制药和有机化学合成的工艺溶剂。 EA可用于制造乙酰胺、乙酰醋酸酯、甲基庚烯酮等，并在香料、油漆、医药、火胶棉、硝化纤维、人造革、染料等行业中广泛应用，还可用作萃取剂和脱水剂，亦可用于食品工业。还可用于硝酸纤维、乙基纤维、氯化橡胶和乙烯树脂、乙酸纤维素脂、纤维素乙酸丁酯和合成橡胶等的生产过程；也可用于复印机的液体硝基纤维墨水。在纺织工业中用作清洗剂；在食品工业中作为特殊改性酒精的香味萃取剂；在香料工业中是重要的香料添加剂，可作为调香剂的组份。同时醋酸乙酯本身也是制造染料、香料和药物的原料。在高级油墨、油漆及制鞋用胶生产过程中，对醋酸乙酯的质量要求较高。 当前全球醋酸乙酯的市场状况是：欧美等发达国家醋酸乙酯的市场发展比较成熟，产量和消费量的增长都比较缓慢，亚洲尤其是中国成为醋酸乙酯生产和消费增长最为快速的国家和地区。由于中国国内快速发展的市场，尤其是建筑、汽车等行业的强劲发展，推动国内醋酸乙酯的需求，但是同时，醋酸乙酯生产能力的增长也非常快速，市场未来发展充满了机遇与挑战。 醋酸乙酯消费持续增长的主要原因是它取代了污染空气环境的用于表面涂层和油墨配方的甲乙酮和甲基异丁基酮。醋酸乙酯作为优良溶剂，正逐步替代一些低档溶剂，发展潜力较大。 受消费拉动，20世纪90年代以来，我国醋酸乙酯生产发展迅速。“八五”期间，产量年均增长率为13.0%；1995-2000年，年均增长率达到20.5%；2000-2002年，年均增长率高达30.5%。目前我国有醋酸乙酯生产企业30多家，年产能力为57.2万吨。其中，万吨级以上规模的企业有14家，年产能力为47万吨。2001年5月，山东金沂蒙集团将醋酸乙酯产能增至8万吨/年，2003年6月又扩能至16万吨/年；2001年，上海石化采用黑龙江省石化研究院技术，建成2万吨/年乙醛缩合法生产醋酸乙酯装置；2002年5月，中英合
夹套式反应器温度串级控制控制方案设计
目录 一.概述……………………………………………………………2-6页 1.1化学反应器的基本介绍………………………………… 2-3页 1.2夹套式反应器的控制要求…………………………………3 页 1.3夹套式反应器的扰动变量………………………………3-4页 1.4基本动态方程式…………………………………………4-6页二．控制系统方案的确定…………………………………………6-7页三．控制系统设计…………………………………………………7-18页 3.1被控变量和控制变量的选择………………………………7-8页 3.2主、副回路的设计…………………………………………8-9页 3.3现场仪表选型………………………………………………9-12页 3.4主、副控制器正反作用选择………………………………12-13页 3.5控制系统方框图……………………………………………13页 3.6分析被控对象特性及控制算法的选择……………………13-14页 3.7控制系统整定及参数整定…………………………………14-18页四．课程设计总结……………………………………………………18页五．结束语……………………………………………………………18页六．参考文献…………………………………………………………19页
一概述 1.1 化学反应器的基本介绍 反应器（或称反应釜）是化工生产中常用的典型设备，种类很多。化学反应器在结构、物料流程、反应机理、传热、传质等方面存在差异，使自控的难易程度相差很大，自控方案差别也比较大。 化学反应器可以按进出物料状况、流程的进行方式、结构形式、传热情况四 个方面分类： 一、按反应器进出物料状况可分为间歇式和连续式反应器 通常将半连续和间歇生产方式称为间歇生产过程。间歇式反应器是将反应物 料分次获一次加入反应器中，经过一定反应时间后取出反应中所有的物料，然后重新加料在进行反应。间歇式反应器通常适用于小批量、多品种、多功能、高附加值、技术密集型产品的生产，这类生产反应时间长活对反应过程的反应温度有严格程序要求。 连续反应器则是物料连续加入，化学反应连续不断地进行，产品不断的取出，是工业生产最常用的一种。一些大型的、基本化工产品的反应器都采用连续的形式。 二、从物料流程的进行方式可分为单程与循环两类 物料在通过反应器后不再进行循环的流程称为单程，当反应的转化率和产率都较高时，可采用单程的排列。如果反应速度较慢，祸首化学平衡的限制，物料一次通过反应器转化不完全，则必须在产品进行分离后，把没有反应的物料与新鲜物料混合后，再送送入反应器进行反应。这种流程称为循环流程。 三、从反应器结构形式可分为釜式、管式、塔式、固定床、流化床、移动床反应器等。 四、从传热情况可分为绝热式反应器和非绝热式反应器[1]。 绝热式反应器与外界不进行热量交换，非绝热式反应器与外界进行热量交换。一般当反应过程的热效应大时，必须对反应器进行换热，其换热方式有夹套式、蛇管式、列管式等。如今用的最广泛的是夹套传热方式，且采用最普通的夹套结构居多。随着化学工业的发展，单套生产装置的产量越来越大，促使了反应设备的大型化。也大大促进了夹套反应器的反展。 夹套式反应器是一类重要的化工生产设备，由于化学反应过程伴有许多化学和物理现象以及能量、物料平衡和物料、动量、热量和物质传递等过程，因此夹套反应器操作一般都比较复杂，夹套反应器的自动控制就尤为重要，他直接关系到产品的质量、产量和安全生产。
乙酸乙酯反应器设计说明书(河南城建)
乙酸乙酯反应器设计说明书 专业：化学工程与工艺 姓名：xxx 学号：1014111 指导教师：赵海鹏 化学与材料工程学院 2014年5月
主要符号一览表V——反应釜的体积 t——反应时间 c——反应物A的起始浓度 A f——反应器的填充系数 D——反应釜的内径 i H——反应器筒体的高度 P——操作压力 P c——设计压力 φ——取焊缝系数 [σ]t——钢板的许用应力 C1——钢板的负偏差 C2——钢板的腐蚀裕量 S——筒壁的计算厚度 S——筒壁的设计厚度 d S——筒壁的名义厚度 n H——反应器夹套筒体的高度 j v——封头的体积 P——水压试验压力 T D——夹套的内径 j
目 录 绪论 ................................................................................................... 错误！未定义书签。 第1章 设计方案 ....................................................................................................................... 3 第二章 物料计算及方案选择 (3) 2.1间歇进料的计算 ................................................................................................................. 3 2.2连续性进料的计算 ............................................................................................................. 4 2.3方案选择 ............................................................................................................................. 6 第3章 热量核算 .. (7) 3.1热量衡算总式 (7) 3.2每摩尔各种物值在不同条件下的 ,p m c 值 (8) 3.3各种气象物质的参数如下表 ............................................................................................. 9 3.4每摩尔物质在100℃下的焓值 .......................................................................................... 9 3.5总能量衡算 ....................................................................................................................... 10 3.6换热设计 ........................................................................................................................... 11 第4章 反应釜釜体设计 (15) 4.1反应器的直径和高度 ....................................................................................................... 15 4.2筒体壁厚的设计 ............................................................................................................... 16 4.3釜体封头厚 ....................................................................................................................... 16 第5章 反应釜夹套的设计 .. (18) 5.1夹套DN 、PN 的确定 ...................................................................................................... 18 5.2夹套筒体的壁厚 ............................................................................................................... 18 5.3夹套筒体的高度 ............................................................................................................... 19 5.4夹套的封头 ....................................................................................................................... 19 5.5传热面积校核 ................................................................................................................... 19 第6章 反应釜釜体及夹套的压力试验 (20) 6.1釜体的水压试验 ............................................................................................................... 20 6.2夹套的液压试验 ............................................................................................................... 21 第7章 搅拌器的选型 . (22) 7.1搅拌桨的尺寸及安装位置 ............................................................................................... 22 7.2搅拌功率的计算 ............................................................................................................... 22 7.3搅拌轴的的初步计算 ....................................................................................................... 21 7.4夹套式反应釜附属装置的确定 ....................................................................................... 21 总结 24 致谢 25 参考书目 26
乙酸乙酯反应器课程设计
《反应工程》 课程设计说明书 院（部）名称化学与材料工程学院学生姓名 设计项目乙酸乙酯的反应器设计 指导教师 专业班级化学工程与工艺
前言 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复杂性，学习初次尝试反应釜机械设计。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。 反应工程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： 1、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。 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、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。 3、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。 4、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。
反应器设计说明书
反应器设计 工艺计算 （1）计算反应物的流量 污水的体积流量V A 为： V A = 10m 3 /h 液氧的体积流量V B 为： V B =0.0772m 3/h 进料气的总体积流量为： V o = 10+0.0772=10.0772 m 3 /h=0.0028 m 3 /s 空间时间 τ=500s （5）计算所需反应器的容积 V R =τV 0 所需反应器的容积为： V R =τV O =500×0.0028=1.4 m 3 按照GB150-1998《钢制压力容器》进行结构设计计算。 1、筒体 (1) 筒体内径:900mm (2) 筒体高度h=2200mm 设计压力：P c =30MPa 设计温度取400? C 筒体材料：2520钢 焊接接头系数 Φ=1.0 钢板厚度负偏差C 1=0,腐蚀裕量C 2=1.0mm,厚度附加量C= C 1+ C 2=1.0mm. 筒体的计算厚度计算 δ = P D P c i t c 2[]σφ-=26.73mm 考虑厚度附加量并圆整至钢板厚度系列，得材料名义厚度δn = 28. 强度校核 有效厚度δe =δn - C 1- C 2= 27 σt = e e i c d p δδ2) (+=497 <[σ]t φ=520mpa 符合强度要求。 （2）根据筒径选用非金属软垫片： 垫片厚度：3 垫片外径:865 垫片内径：815
表3-2 筒体法兰数据 2、封头 （1）封头内径：900mm 设计压力：c p =30mpa 设计温度取400? C 封头材料：2520钢 焊接接头系数 Φ=1.0 钢板厚度负偏差C 1=0,腐蚀裕量C 2=1.0mm,厚度附加量C= C 1+ C 2=1.0mm. 封头的计算厚度计算 选用标准椭圆形封头，K=1.0 δ = c t i c 5.0][2P D KP -φσ= 1.03090026.34m m 25201-0.530??=??? 考虑厚度附加量并圆整至钢板厚度系列，取封头名义厚度与筒体厚度相同，得材料名义厚度δn = 28mm. 强度校核 有效厚度δe =δn - C 1- C 2=27mm σt = e e i c 2) 5.0(δδ+KD P =30 1.09000.527507.5227??+?=?（） MPa<[σ]t φ = 520MPa 符合强度要求。 接管计算（按照GB150-1998） 接管材料为2520号钢，筒体材料为2520号钢 (1)污水进口接管 []3090026.7325201302c i t c p d m m p δσ??===??-- u V d i π04=取u=3 m/s,求的34.3i d m m = 圆整取 485?? 接管材料2520钢 液氧进口接管 体积流量为V=2.14?10-5 取u=0.5 m/s 管径为7.38i d m m == 取174??的热轧无缝钢管
乙酸乙酯反应器设计
青海大学《化工过程设备设计Ⅱ》 设计说明书 设计题目：年产×103t乙酸乙酯反应器设计 班级：2013级化工2班 姓名：邬天贵 学号：30
前言 乙酸乙酯，又称醋酸乙酯，分子式C4H8O2。它是一种无色透明易挥发的可燃性液体，呈强烈清凉菠萝香气和葡萄酒香味。乙酸乙酯能很好的溶于乙醇、氯仿、乙醚、甘油、丙二醇和大多数非挥发性油等有机溶剂中，稍溶于水，25℃时，1ml乙酸乙酯可溶于10ml水中，而且在碱性溶液中易分解成乙酸和乙醇。水能使其缓慢分解而呈酸性。乙酸乙酯与水和乙醇都能形成二元共沸混合物，与水形成的共沸物沸点为℃，其中含水量为%（质量分数）。与乙醇形成的共沸物沸点为℃。还与%的水和%的乙醇形成三元共沸物，其沸点为℃。 乙酸乙酯应用最广泛的脂肪酸酯之一，具有优良的溶解性能，是一种较好的工业溶剂，已经被广泛应用于醋酸纤维、乙基纤维、氯化橡胶、乙醛纤维树脂、合成橡胶等的生产，也可用于生产复印机用液体硝基纤维墨水，在纺织工业中用作清洗剂，在食品工业中用作特殊改性酒精的香味萃取剂，在香料工业中是最重要的香味添加剂，可作为调香剂的组分，乙酸乙酯也可用作黏合剂的溶剂，油漆的稀释剂以
及作为制造药物、染料等的原料。 目前，国内外市场需求不断增加。在人类不断注重环保的今天，在涂料油墨生产中采用高档溶剂是大势所趋。作为高档溶剂，乙酸乙酯在国内外的应用在持续稳定的增长，在建筑、汽车等行业的迅速发展，也会带动对乙酸乙酯类溶剂的需求。 工业生产技术 目前全球乙酸乙酯工业生产方法主要有醋酸酯化法、乙醛缩合法、乙醇脱氢法和乙烯加成法等。传统的醋酸酯化法工艺在国外被逐步淘汰，而大规模生产装置主要采用后三种方法，其中新建装置多采用乙烯加成法。本设计采用醋酸酯化法。 醋酸酯化法 在硫酸催化剂作用下，醋酸和乙醇直接酯化生成乙酸乙酯。该工艺方法技术成熟，投资少，操作简单，但缺点是生产成本高、硫酸对设备腐蚀性强、副反应多、产品处理困难、环境污染严重。目前我国大多数企业仍采用醋酸酯化法生产乙酸乙酯。
(完整)反应器初步设计说明书
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目录 第 1 章反应器设计 (1) 1.1 反应器设计概述 (1) 1.2 反应器的选型 (1) 第 2 章催化剂 (3) 2.1 催化剂的选择 (3) 2.2 催化剂失活的原因 (3) 2.3 催化剂再生的方法 (3) 第 3 章丙烷脱氢反应器 (4) 3.1 主反应及副反应方程式 (4) 3.2 反应机理 (4) 3.3 动力学方程 (4) 3.3.1 催化反应动力学模型 (4) 3.3.2 失活动力学 (5) 3.4 反应器设计思路说明 (6) 3.4.1 反应条件 (6) 3.4.2 反应器类型的选择 (7) 3.4.3 反应器数学模拟 (7) 3.4.4 反应器体积的计算 (7) 3.5 催化剂设计 (11) 3.5.1 催化剂用量 (11) 3.5.2 催化剂来源 (11) 3.5.3 催化剂的装填 (11) 3.6 反应器内部结构设计 (11) 3.6.1 催化剂床层开孔 (11) 3.6.2 催化剂分布器 (12) 3.6.3 气体分布器 (12) 2
3.7 反应器管口计算 (12) 3.7.1 进料管(以第一台反应器为例) (12) 3.7.2 出料管 (13) 3.7.3 吹扫空气入口 (13) 3.7.4 催化剂进料口 (13) 3.7.5 催化剂出口 (13) 3.7.6 排净口 (13) 3.7.7 人孔 (14) 3.7.8 催化剂床层固定钢 (14) 3.8 加热炉 (14) 3.9 机械强度的计算和校核 (14) 3.9.1 反应器材料的选择 (14) 3.9.2 反应器筒体厚度的选择 (14) 3.9.3 反应器封头厚度的计算 (15) 3.9.4 液压试验校核 (16) 3.9.5 反应器强度校核 (16) 3.9.6 反应器封头的选择 (25) 3.10 设计结果总结(以第一台反应器为例) (26) 第 4 章乙炔选择性加氢反应器 (26) 4.1 概述 (26) 4.2 反应方程式 (27) 4.3 催化剂的选用 (27) 4.4 设计简述 (27) 4.5 在Polymath中的模拟与优化 (29) 4.6 选择性加氢反应器总结 (30) 第 5 章参考文献 (30) 3
釜式反应器设计说明书123
一概述 1.1醋酸乙酯生产工艺的现状和特点 醋酸乙酯分子式C4H8O2，又名：乙酸乙酯，英文名称：acetic ester；ethyl acetate，简称EA。醋酸乙酯是醋酸工业重要的下游产品，也是一种重要的绿色有机溶剂，溶解能力及快干性能均属上乘，主要用做涂料(油漆和瓷漆)、油墨和粘合剂配方中的活性溶剂，也可用做制药和有机化学合成的工艺溶剂。 EA可用于制造乙酰胺、乙酰醋酸酯、甲基庚烯酮等，并在香料、油漆、医药、火胶棉、硝化纤维、人造革、染料等行业中广泛应用，还可用作萃取剂和脱水剂，亦可用于食品工业。还可用于硝酸纤维、乙基纤维、氯化橡胶和乙烯树脂、乙酸纤维素脂、纤维素乙酸丁酯和合成橡胶等的生产过程；也可用于复印机的液体硝基纤维墨水。在纺织工业中用作清洗剂；在食品工业中作为特殊改性酒精的香味萃取剂；在香料工业中是重要的香料添加剂，可作为调香剂的组份。同时醋酸乙酯本身也是制造染料、香料和药物的原料。在高级油墨、油漆及制鞋用胶生产过程中，对醋酸乙酯的质量要求较高。 当前全球醋酸乙酯的市场状况是：欧美等发达国家醋酸乙酯的市场发展比较成熟，产量和消费量的增长都比较缓慢，亚洲尤其是中国成为醋酸乙酯生产和消费增长最为快速的国家和地区。由于中国国内快速发展的市场，尤其是建筑、汽车等行业的强劲发展，推动国内醋酸乙酯的需求，但是同时，醋酸乙酯生产能力的增长也非常快速，市场未来发展充满了机遇与挑战。 醋酸乙酯消费持续增长的主要原因是它取代了污染空气环境的用于表面涂层和油墨
配方的甲乙酮和甲基异丁基酮。醋酸乙酯作为优良溶剂，正逐步替代一些低档溶剂，发展潜力较大。 受消费拉动，20世纪90年代以来，我国醋酸乙酯生产发展迅速。“八五”期间，产量年均增长率为13.0%；1995-2000年，年均增长率达到20.5%；2000-2002年，年均增长率高达30.5%。目前我国有醋酸乙酯生产企业30多家，年产能力为57.2万吨。其中，万吨级以上规模的企业有14家，年产能力为47万吨。2001年5月，山东金沂蒙集团将醋酸乙酯产能增至8万吨/年，2003年6月又扩能至16万吨/年；2001年，上海石化采用黑龙江省石化研究院技术，建成2万吨/年乙醛缩合法生产醋酸乙酯装置；2002年5月，中英合资BP--扬子江乙酰化工有限公司8万吨/年醋酸乙酯装置投产，采用BP 切换式醋酸乙酯技术生产醋酸乙酯和醋酸丁酯，工艺技术国内领先；2001年，江西南昌赣江溶剂厂将醋酸乙酯年产能力从2万吨扩至8万吨；2003年，江门谦信化工发展有限公司将产能从1.5万吨/年扩至3.5万吨/年。近2-3年内，国内新增醋酸乙酯年产能力达31万吨。 虽然我国醋酸乙酯市场仍有潜力，但由于扩能速度太快，近两年已出现开工率不足的现象。据了解，2002年国内装置平均开工率约77%，预计2003年平均开工率将为66%。目前市场已经饱和，产品价格呈走软趋势，利润已渐微薄。而在建和拟建醋酸乙酯项目尚有20万吨/年产能。如果这些项目到2005年如期投产，我国醋酸乙酯供应将平衡有余。随着国内新增能力陆续投产，近两年我国醋酸乙酯进口量有所下降。2001年进口5.35万吨，2002年进口4.8万吨，2003年上半年进口2.45万吨。 醋酸乙酯制备方法主要有醋酸酯化法、乙醛缩合法、乙醇脱氢法和乙烯加成法。 用醋酸和乙醇酯化制醋酸乙酯是开发较早，工艺成熟，且为目前主要采用的方法。反应在酸催化剂（如硫酸）存在下进行液相酯化，分为间歇法和连续法。间歇法使用釜式反
加氢反应器筒体制造工艺设计课程设计说明书
过程装备制造与检测课程设计说明书题目：加氢反应器筒体制造工艺设计 学生姓名： 学号： 院（系）： 专业： 指导教师：
目录 1.设计题目 (1) 2.设计背景 (1) 3.设备介绍及其发展 (1) 4.设计相关内容 (1) 4.1引用的主要标准及规范 (1) 4.2主要技术参数 (2) 4.3产品特点及问题分析 (2) 5.加氢反应器筒体制造 (3) 5.1筒体制造过程简明流程图 (3) 5.2筒体制造工艺过程卡片 (4) 5.3工艺设计 (5) 5.3.1选材 (5) 5.3.2材检 (5) 5.3.3划线 (7) 5.4 下料 (8) 5.5筒节的成形 (8) 5.5.1筒节弯卷成形分析 (8) 5.5.2成形设备分析 (10) 5.5.3弯卷成形的设计及相关计算 (9) 5.6装焊纵缝 (11) 5.7筒体内壁堆焊 (11) 5.6.1堆焊原理 (11) 5.6.2工艺参数选择 (12) 5.6.3优缺点及应用范围 (13) 5.6.4堆焊工艺设计 (14) 6.心得体会 (15)
参考文献 (16) 一设计题目 氢反应器筒体制造工艺设计 二设计背景 工程科学是关于工程实践的科学基础，现代过程装备与控制工程是工程科学的一个分支，因此，生产实习是工科学习的重要环节。在兰州兰石集团实习期间，对化工设备的发展前景和各种化工容器如反应釜、换热器、储罐、分液器和塔器等的有所了解和学习。生产实习的主要任务是学习化工设备的制造工艺和生产流程，将理论知识与生产实践相结合，理论应用于实际。因此，过程装备与检测的课程设计的设置是十分必要的。 由于我们实习的加工车间正在进行加氢反应器的生产，而加氢反应器是石油化工行业的关键设备，其生产工艺和设计制造在化工设备中具有显著的代表性，为此，选择加氢反应器这一典型的化工设备作为课程设计的设计题目。 三设备介绍及其发展 石油工业中常用的加氢反应器有两类：一类用于高沸点液体或固体（固体需先溶于溶剂或加热熔融）原料的液相加氢过程，如油脂加氢、重质油品的加氢裂解等。另一类反应器用于气相连续加氢过程。反应器的类型可以是列管式或塔式。根据化工生产的实际情况，相应选择合理的结构形式。 加氢反应器是石油化工行业的关键设备，通常是在高温(350-480℃)、高压(0一 25MPa)、临氢、有硫化氢等腐蚀介质的恶劣工作条件下运行。早期由于冶金水平和制造工业水平有限，多采用冷壁结构形式的加氢反应器。所谓冷壁一般指设计金属壁温在300℃以下的加氢反应器，为保持温度，一般在反应器壳体内壁装焊保温钉增设一定厚度的隔热内衬层。20世纪70年代以来，随着冶金、轧制、锻造工艺技术的不断提高，已能够生产出既严格控制化学成分又能保证良好综合力学性能的优质、大厚度加氢用钢板或大型锻件，且先进的可保证特殊技术要求的不锈钢堆焊材料和堆焊技术、工艺技术也已经成熟，近30年来，加氢技术发展迅速，热壁加氢反应器的应用更加广泛。热壁加氢反应器与冷壁加氢反应器相比具有以下显著优点:(1)在相同外形尺寸条件下，增大了反应器内部的有效容积，提高了生产能力;(2) 由于无内衬隔热层，避免了内衬板易破坏造成壳体局部超温导致局部鼓泡破坏;(3) 避免了上述原因造成设备频繁停车修复所造成经济和产量上的损失。因此，热壁加氢反应器逐步取代了冷壁加氢反应器，且具有越来越大型化的趋势。 四设计相关内容
反应器设计说明
乙酸乙酯反应器的设计 ： 班级：化学工程与工艺二班学号：3009207057
目录 第一章背景介绍 (3) 1 乙酸乙酯的理化性质 (3) 2 乙酸乙酯的用途 (3) 第二章乙酸乙酯的发展 (4) 1 乙酸乙酯的实验室制法 (4) 2 工业合成乙酸乙酯的工艺 (5) 第三章设计的方法与步骤 (6) 1 物料核算 (8) 1-1 流量计算 (8) 1-2 反应体积及时间的计算........................................................................。（9） 2 热量核算 (10) 2-1 能量衡算 (10) 2-2 换热设计 (13) 第四章设计心得 (14) 第五章文献检索 (15)
一、背景介绍 1、乙酸乙酯的理化性质 乙酸乙酯ethyl acetate 简写EA 乙酸乙酯又称醋酸乙酯。纯净的乙酸乙酯是无色透明具有刺激性气味的液体，是一种用途广泛的精细化工产品，具有优异的溶解性、快干性，用途广泛，是一种非常重要的有机化工原料和极好的工业溶剂，被广泛用于醋酸纤维、乙基纤维、氯化橡胶、乙烯树脂、乙酸纤维树酯、合成橡胶、涂料及油漆等的生产过程中。其主要用途有：作为工业溶剂，用于涂料、粘合剂、乙基纤维素、人造革、油毡着色剂、人造纤维等产品中；作为粘合剂，用于印刷油墨、人造珍珠的生产；作为提取剂，用于医药、有机酸等产品的生产；作为香料原料，用于菠萝、香蕉、草莓等水果香精和威士忌、奶油等香料的主要原料。我们所说的酒很好喝，就是因为酒中含有乙酸乙酯。乙酸乙酯具有果香味。因为酒中含有少量乙酸，和乙醇进行反应生成乙酸乙酯。因为这是个可逆反应，所以要具有长时间，才会积累导致酒香气的乙酸乙酯。 危险特性：易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氧化剂接触会猛烈反应。在火场中，受热的容器有爆炸危险。其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇明火会引着回燃。燃烧（分解）产物：一氧化碳、二氧化碳。现场应急监测方法：气体检测管法实验室监测方法：无泵型采样气相色谱法(WS/T155-1999，作业场所空气）应急处理处置方法：一、泄漏应急处理迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿消防防护服。尽可能切断泄漏源，防止进入下水道、排洪沟等限制性空间。小量泄漏：用活性炭或其它惰性材料吸收。也可以用大量水冲洗，洗水稀释后放入废水系统。大量泄漏：构筑围堤或挖坑收容；用泡沫覆盖，降低蒸气灾害。用防爆泵转移至槽车或专用收集器，回收或运至废物处理场所处置。 2、乙酸乙酯的用途 其主要用途有：作为工业溶剂，用于涂料、粘合剂、乙基纤维素、人造革、油毡着色剂、人造纤维等产品中；作为粘合剂，用于印刷油墨、人造珍珠的生产；作为提取剂，用于医药、有机酸等产品的生产；作为香料原料，用于菠萝、香蕉、草莓等水果香精和威士忌、奶油等香料的主要原料。用作溶剂，及用于染料和一些医药中间体的合成。是食用香精中用量较大的合成香料之一，大量用于调配香蕉、梨、桃、菠萝、葡萄等香型食用香精。是硝酸纤维素、乙基纤维素、乙酸纤维素和氯丁橡胶的快干溶剂，也是工业上使用的低毒性溶剂。还可用作纺织工业的清洗剂和天然香料的萃取剂，也是制药工业和有机合成的重要原料。
加氢反应器设计
加氢反应器的设计 一：加氢反应器的设计背景 工程科学是关于工程实践的科学基础，现代过程装备与控制工程是工程科学的一个分支，因此，生产实习是工科学习的重要环节。在兰州兰石集团实习期间，对化工设备的发展前景和各种化工容器如反应釜、换热器、储罐、分液器和塔器等的有所了解和学习。生产实习的主要任务是学习化工设备的制造工艺和生产流程，将理论知识与生产实践相结合，理论应用于实际。因此，过程装备与检测的课程设计的设置是十分必要的。由于我们实习的加工车间正在进行加氢反应器的生产，而加氢反应器是石油化工行业的关键设备，其生产工艺和设计制造在化工设备中具有显著的代表性，为此，选择加氢反应器这一典型的化工设备作为课程设计的设计题目。 二：加氢反应器的发展背景： 加氢反应器是石油化工行业的关键设备，通常是在高温(350— 480℃)、高压(0一25MPa)、临氢、有硫化氢等腐蚀介质的恶劣工作条件下运行。近30年来，加氢技术发展迅速，加氢反应器由内部衬非金属隔热层的冷壁结构发展成为壳体内壁堆焊不锈钢层的热壁结构即热壁加氢反应器。热壁加氢反应器与冷壁加氢反应器相比具有以下显著优点:(1)在相同外形尺寸条件下，增大了反应器内部的有效容积，提高了生产能力;(2) 由于无内衬隔热层，避免了内衬板易破坏造成壳体局部超温导致局部鼓泡破坏;(3) 避免了上述原因造成设备频繁停车修复所造成经济和产量上的损失。因此，热壁加氢反应器逐步取代了冷壁加氢反应器，且具有越来越大型化的趋势。随着工业技术的发展，加氢反应器的用途也越来越多，在石油炼制工业中除用于加氢裂化外,还广泛用于加氢精制,以脱除油品中存在的含氧、硫、氮等杂质，并使烯烃全部饱和、芳烃部分饱和，以提高油品的质量。在煤化工中用于煤加氢液化制取液体燃料。 在有机化工中则用于制备各种有机产品，例如一氧化碳加氢合成甲醇、苯加氢制环己烷、苯酚加氢制环己醇、醛加氢制醇、萘加氢制四氢萘和十氢萘（用作溶剂）、硝基苯加氢还原制苯胺等。此外，加氢过程还作为化学工业的一种精制手段，用于除去有机原料或产品中所含少量有害而不易分离的杂质，例如乙烯精制时使其中杂质乙炔加氢而成乙烯；丙烯精制时使其中杂质丙炔和丙二烯加氢而成丙烯；以及利用一氧化碳加氢转化为甲烷的反应，以除去氢气中少量的一氧化碳等。 三加氢反应器的主要设计参数 1：引用的主要标准及规范
UASB反应器设计说明
UASB反应器设计说明 1）设计作用 UASB反应器是进行废水处理的主要构筑物之一，对高浓度的废水进行厌氧发酵，去除大部分的有机污染物。 （2）设计参数 选用设计资料参数如下： ①参数选取： 容积负荷（Nv）为：6kgCOD/(m3·d) ； 污泥产率为：0.1kgMLSS/kgCOD； 产气率为：0.5m3/kgCOD。 ②设计水质： UASB反应器进出水水质指标如表3-4： 表2-1UASB反应器进出水水质指标 水质指标进水水质(mg/l) 去除率（%）出水水质(mg/l) COD 2572 85 385.8 BOD 1109 85 166.35 SS 150 60 60 ③设计水量： Q = 1200m3/d = 50m3/h = 0.0139m3/s （3）工作原理 UASB，即上流式厌氧污泥床反应器，集生物反应与沉淀于一体，是一种结构紧凑、效率高的厌氧反应器，由污泥反应区、气液固三相分离器（包括沉淀区）和气室三部分组成。在底部反应区内存留大量厌氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物，把它转化为沼气。沼气以微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡，在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器，沼气碰到分离器下部的反射板时，折向反射板的四周，然后穿过水层进入气室，集中在气室沼气，用导管导出，固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沿着斜壁滑回厌氧反应区内，使反应区内积累大量的污泥，与污泥分离后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。 它的污泥床内生物量多，容积负荷率高，废水在反应器内的水力停留时间较短，因此所需池容大大缩小。设备简单，运行方便，勿需设沉淀池和污泥回流装置，不需充填填料，也不需在反应区内设机械搅拌装置，造价相对较低，便于管理，且不存在堵塞问题[7]。 （4）设计计算 ①反应器容积计算： UASB有效容积为：
反应器初步设计说明书
反应器初步设计说明书
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目录 第１章反应器设计.................. 错误!未定义书签。 1.１反应器设计概述?错误!未定义书签。 １．2 反应器的选型....................... 错误!未定义书签。第 2 章催化剂?错误!未定义书签。 2.１催化剂的选择 (2) ２．2 催化剂失活的原因?错误!未定义书签。 2.3 催化剂再生的方法?错误!未定义书签。 第 3 章丙烷脱氢反应器.............. 错误!未定义书签。 ３.1 主反应及副反应方程式?错误!未定义书签。 3.２反应机理?错误!未定义书签。 3.3 动力学方程 (3) ３.3.1 催化反应动力学模型?错误!未定义书签。 3．３．2 失活动力学?错误!未定义书签。 ３.4 反应器设计思路说明.................. 错误!未定义书签。 3.4.1 反应条件.................... 错误!未定义书签。 ３．4.2 反应器类型的选择......... 错误!未定义书签。 ３.４.3 反应器数学模拟?错误!未定义书签。 ３.4.4 反应器体积的计算........... 错误!未定义书签。 3．5 催化剂设计.......................... 错误!未定义书签。 3.５．1 催化剂用量?错误!未定义书签。 ３．5.2 催化剂来源 (10) 3.５.3 催化剂的装填............... 错误!未定义书签。 3.6 反应器内部结构设计................... 错误!未定义书签。 ３.6.１催化剂床层开孔............ 错误!未定义书签。 3．6.2 催化剂分布器 (11) 3.6.3 气体分布器?错误!未定义书签。 3.7 反应器管口计算?错误!未定义书签。
课程设计说明书催化反应器设计解析
课程设计说明书 武汉工程大学
化工与制药学院 课程设计说明书 课题名称催化反应器设计 专业班级 学生学号 学生姓名 学生成绩 指导教师 课题工作时间 武汉工程大学化工与制药学院
课程设计任务书 专业班级学生姓名 发题时间：年月日 一．课题名称 1万吨/年产邻二甲苯催化氧化制邻苯二甲酸酐反应器的设计二．课题条件（文献资料、仪器设备、指导力量） 在过量空气存在情况下，以五氧化二钒为催化剂对邻二甲苯氧化制备邻苯二甲酸酐产品，反应气中的苯酐产品通过两级冷却得以回收，第一级得到液体产品，第二级得到固体产品，最后，对粗品采用精馏的方法进行精制。反应器为列管式固定床反应器，管内装球型催化剂，管外采用熔盐循环以移走放应热，并副产高压水蒸气。反应产物以气体的形式从反应器移出，进入气体冷却器，用高压水冷却，并副产中压蒸汽。粗品采用精馏的方法进行精制得到产品邻苯二甲酸酐。邻二甲苯的转化率为100％，转化为苯酐的选择性为79％.生产时间按每年8000h 计算。 三．设计任务（含实验、分析、计算、绘图、论述等内容） 使用迭代方法来确定满足所有关于邻二甲苯转化率和温度分布要求的最优设计。由计算机模拟得到的设计参数包括：完全反应所需的管长，为有效控制温度所需的管径，能将温差减小到可接受程度的冷却剂流量以及为有效散热和防止反应器内出现热点所需的总传热系数。（设计参数包括：反应管直径长度、催化剂装填高度、壳程换热面积、压力降、冷却剂流量、沿管程温度分布、沿管程组成分布、传热速率、反应物及产物和冷却剂的流速。 要求：编写邻苯二甲酸酐催化反应器模拟计算的FORTRAN程序，并在计算机上计算出上述各项设计参数；用CAD画出邻二甲苯氧化制邻苯二甲酸酐的工艺流程图及催化反应器的外型图；设计说明书逻辑清楚，层次分明，书写工整，独立完成；附简短的中、英文摘要。