反应釜设计

第一章 反应釜釜体与传热装置

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。釜体的结构型式通常是立式圆筒形，其高径比值主要依据操作容器的装液高径比以及装料系数大小而定。传热方式有两种：夹套式壁外传热结构和釜体内部蛇管联合使用。根据工艺需要，釜体上还需要安装各种工艺接管。所以，反应釜釜体和传热装置设计的主要内容包括釜体的结构和部分尺寸、传热形式和结构、各种工艺接管的安设等。

1.1反应釜釜体

1.1.1确定反应釜釜体的直径和高度

在已知搅拌器的操作容积后，首先要选择筒体适宜的长径比（H/D i ），以确定筒体直接和高度。选择筒体长径比主要考虑一下两方面因素：

① 长径比对搅拌功率的影响：在转速不变的情况下，P ∝D 5(其中D ：搅拌器直径；P ：搅拌功率），P 随釜体直径的增大而增大很多，减小长径比只能无谓的损耗一些搅拌功率。一次一般情况下，长径比应该大一点。

② 长径比对传热的影响：当容积一定时H/D i 越高越有利于传热。 长径比的确定通常采用经验值。

表1-1

种类 罐体物料类型 H/D i 一般搅拌罐 液-固或液-液相物料 1-1.3 气-液相物料 1-2

发酵罐类 1.7-2.5

在确定反应釜直径和高度时，还应该根据反应釜操作时所允许的装料程度---装料系数η等予以综合考虑，通常装料系数η可取0.6-0.85.如果物料在反应过程中产生泡沫或沸腾状态，η应取较低值，一般为0.6-0.7；若反应状态平稳，可取0.8-0.85（物料粘度大时可取最大值）。因此，釜体的容积V 与操作溶积V 0有如下关系：

V=V 0/η…………………………………………………………………（1.1） 选取反应釜装料系数η=0.8，由V=V 0/η可得设备容积：

V 0=V ×η=1×0.8=0.83m 选取H/D i =1.0，

由公式

m D H V D i

i 08.10.10

.14433

=??==

ππ……………………………………（1.2）

将计算结果圆整至公称直径标准系列，选取筒体直径D i =1000mm ，查《化工设备机械基础》表8-27，DN=1000mm 时的标准封头曲面高度h=250mm ，直边高度h 2=25mm ，封头容积V h =0.1513m ，由手册查得每一米高的筒体容积为3195.0m V =。

由公式可知筒体高度m V V V H h 08.195

.0151

.011=-=-=

…………………（1.3） 筒体高度圆整为H=1000mm 。

于是11000/1000==i D H ，复核结果符合原定范围。

1.1.2确定反应釜夹套的直径和高度

Dj 可根据罐体内径按下表推荐的数据选取。

表1.2夹套直径Dj 与罐体直径Di 的关系（mm ） Di 500~600 700~1800 2000~3000 Dj Di+50 Di+100

Di+200

对于筒体内径Di=700~1800mm ，夹套内径Dj=Di+100，因此

Dj=1000+100=1100mm ，符合压力容器公称直径系列。 按式

mm

D V V V V V H i h

h

j 634.01.14

198

.018.04

2

2

01

=?-?=

?-=

-=

π

π

η……………………………（1.4）

取夹套高度Hj=800mm ，则夹套顶部与釜体法兰间应留有足够的距离：

mm mm H H H j 200~15020080010000>=-=-=这样便于筒体法兰拆装。 验算夹套传热面积：

2

213585.3163.17.046.3m m F H F F h j >=+?=+=

（查 化工设备基础 16-5 16-6得 2

21163.1,46.3m F m F h ==）

夹套传热面积符合传热要求。

1.1.3夹套类型的选择 U 型整体夹套

夹套的材料为Q345R ，许用应力

[]MPa t 345=σ 由GB150.2查得在135℃时许用应力

[]MPa t

189=σ 选取夹套的设计压力为MPa P c 0.440.4×1.1==

夹套筒体与内筒的环焊缝采用单面焊，局部无损检测，焊缝系数φ=0.8，2C =2mm C1=0.3mm

夹套的壁厚的计算

[]mm C P D P c

t

i c d 51.3244.08.018921100

4.02.2=+-???=+-=

φσδ 所以夹套圆筒的厚度圆整为mm 6。 1.1.4夹套圆筒的应力计算 夹套圆筒的有效厚度的计算

mm C C n e 7.323.0621=--=--=δδ

圆筒的应力计算

()()MPa D P e e i c t 625.657

.327.3110044.02=?+?=+=

δδσ

所以应力强度符合要求。 1.1.5夹套试验压力 夹套的水压试验

[]

[]t

T P P σσ25.1=

MPa

55.0345345

44.025.1=??=

所以夹套水压试验压力为0.55MPa 。 夹套压力试验前的应力校核

压力试验前，应按下式校核夹套应力：

()e

e i T T D P δδσ2+=

()MPa

7.506

26110055.0=?+?=

MPa s 4.2483458.09.09.0=??=φσ 液压试验时，T σ满足

s T φσσ9.0≤

所以夹套试验前得应力校核满足要求。

当夹套充压时将使釜体受外压作用，因水压试验压力值大于设计压力，可能使釜体在夹套水压试验压力作用下外压失稳，因此应考虑在釜体内适当充压。由于夹套的水压试验压力为0.55MPa ，小于釜体的许用外压0.61MPa ，故不需要充压。

夹套椭圆形封头的计算

设计温度下标准椭圆封头的计算厚度的计算

[]mm P D P c t

i c 51.344

.05.08.018921100

44.05.02=?-???=-=

φσδ 则夹套椭圆形封头厚度圆整为mm 6。 有效厚度的计算

mm 65.11100%15.0=?

mm mm C C n e 65.17.323.0621≥=--=--=δδ

所以夹套封头厚度符合要求。

1.2确定反应釜内筒的材料和壁厚

筒体材料的选用要根据所给相关数据来选取，材料Q345R ，屈服极限345s MPa σ= 内压圆筒壁厚的计算

设计压力MPa P c 0.110.1×1.1== 内压圆筒的计算厚度

[]mm C P D P c

t

i c d 3.2211.08.018921000

11.022=+-???=+-=

φσδ 取名义厚度为6mm 外压圆筒的计算与校核

mm

D D e n i o 40261012mm

6×210002=--==+=+=δδ

则mm L 810252503

1

700=+?+=

1.17 1.171012

1012

4

18833.3c e

r D L D mm δ==?= cr L L <筒体属于短圆筒，则此釜体的临界压力P cr 为

2.5

2.5

05

0 2.59 2.410110122.5981010120.667cr e D MP P E a

D L δ???? ? ?????=??==?

筒体的许用应力

[]0.2220.660473.4cr P P MPa P MPa

m ===<=

因此厚度取为6不合适，现在取

8n mm δ=6e mm

δ=

2.5

2.5

05

0 2.59 2.610122.5110 1.8498101012cr e D P MP E a

D L δ???? ? ?????=??==?

[]0.611.840443.cr P MPa P Pa

m P M ===>=

所以筒体

8n mm δ=，此时筒体在承受内压和外压时强度均能满足要求。

筒体椭圆形封头的计算 釜体的水压试验

[]

[]t

T P P σσ25.1=

MPa

14.034534511.025.1=??=

釜体水压试验压力取为0.2MPa 。 釜体压力试验前的应力校核

压力试验前，应按下式校核夹套应力：

()e

e i T T D P δδσ2+=

()MPa

1.254

2410002.0=?+?=

MPa s 4.2483458.09.09.0=??=φσ 液压试验时，T σ满足

s T φσσ9.0≤

所以釜体试验前得应力校核满足要求。

第二章 反应釜附件的选型及尺寸设计

2.1釜体法兰联接结构的设计

设计内容包括：法兰的设计、密封面形式的选型、垫片设计、螺栓和螺母的设计。 2.1.1法兰的设计

根据DN ＝1000mm 、P ＝0.1MPa ，由JB/T 4700-2000表1选择甲型平焊法兰， 查《化工设备机械基础》表10-2得D=1130mm D1=1090mm D2=1055mm D3=1045mm D4=1042mm d=23mm,法兰厚度为40mm ，总质量65.1kg ，螺栓M20,32个。

2.1.2采用平面密封 2.1.3垫片的选用

GB/T 3985石棉橡胶板，根据法兰DN=1000mm PN=0.25MPa ，查表10-12得D=1044mm d=1004mm 。厚度取为3mm 。 2.1.4螺栓 、螺母的设计

()()20.3~0.52403256~10929~103S H h d m L m

δ++++=?++?+==

螺栓螺母的尺寸选用见《画法几何与机械制图》附录5，查F.2附表5 公称长度l=90mm ，k=12.5mm

垫圈采用标准弹簧垫圈h=5mm

2.1.5垫片、螺栓、螺母材料的选用 由《化工设备机械基础》表10-15确定 甲型平焊法兰 Q345R 石棉橡胶板 GB/T 3985 螺栓 GB/T 699 35 螺母 Q235-A 2.2管口结构

反应釜上设有各种工艺物料进出管口、温度计和压力表接口、用于观察釜内搅拌反应情况的视镜、直径较大的反应釜上封头，还设有检修所需的人孔。上述管口的结构和有关标准均与一般容器的管口相同，但对进出口管需要另加注意。

2.2.1进料管口

进料管一般都从釜顶引入，液相进料管需伸进釜内，防止液料沿封头内壁流入法兰密封面，对密封面和釜壁产生局部腐蚀。液相进料管下端管口呈45°切口，可使小流量时液流集中，减少静电。

2.2.2出料管口

反应釜的出料有上出料和下出料两种方式。当需要将釜内液料输送到较高位置的设备中去或釜内液料有强腐蚀性或毒性而又无匹配的泵时，可利用压缩空气或氮气将液料经压料管从上部压出，这就是上出料。为减小因搅拌而引起的压料管晃动，可用管卡或擦板将其固定。

下出料即在釜低中央开设一个卸料管口，适用于需将釜内物料放入另一个较低位置的设备

2.3接管垫片尺寸及材质 2.4人孔的设计

为了安装、检修操作的方便，需在容器顶部封头上开一个人孔或手孔，根据文献知当Di>1000mm 时，需设一人孔 2.5视镜的选择

视镜主要用来观察设备内物料及其反应情况，也可以作为液面指示镜。常用的视镜有三种：视镜、带颈视镜和压力容器视镜（分别有带颈与不带颈两种）。在选择视镜时，应优先选择不带颈的视镜，因为该视镜结构简单，不易结料，窥视范围大；当视镜需要斜装或设备直径较小时，采用带颈视镜；压力容器视镜用于公称压力较大的场合（>0.6MPa ）。

由于釜内介质压力较低，且考虑DN=1000mm ，由反应釜设计条件单可知，本设计选用两个DN=125mm 的不带颈视镜。该类视镜具有结构简单，不易结料，窥视范围大等优点.

2.6支座的选型及设计

2.6.1支座的选型及尺寸的初步设计 夹套反应釜多为立式安装，最常用耳式支座。标准耳式支座分为A 型和B 型两种。当设备需要保温或直接支承在楼板上是选B 型，否则选A 型。 2.6.2支座载荷的校核计算

第三章 搅拌装置的设计

3.1搅拌器的型式

搅拌装置由搅拌器、搅拌轴及其支撑组成。电动机驱动搅拌轴上的搅拌器以一定的方向和转速旋转，使静止的流体形成对流循环，并维持一定的湍流强度， 从而达到加强混合、提高传热和传质速率的目的。

搅拌器又称搅拌桨或搅拌叶轮，是搅拌反应器的关键部件，其功能是提供过程所需的能量和适宜的流动状态。其类型分为:推进式、浆式、涡轮式、锚式、框式、螺杆式、螺带式等，搅拌器选型时，主要考虑:

① 具有显著的搅拌效果，特别是对多相反应。 ② 搅拌所消耗的能量应尽可能小。

③ 保证从反应器壁或侵入式热交换装置到反映混合物能有高的给热系数。 由表18-47

本设计的搅拌器选择不带挡板的直叶六叶开启式涡轮搅拌器。

mm D D D D i j i j 500~200)5.0~2.0(5

.0~2.0/===

i j D D /取标准值0.33，所以mm D j 330=

mm D b D b j j 5.82~33)25.0~1.0(25

.0~1.0/===

取mm b 66=

mm 330~66)1~2.0(j ==D h

取mm 250=h

3.2搅拌轴直径的设计

3.2.1搅拌功率的计算

220.33d 292950Re 0.75

n μ

ρ

?=?=

=

由《化工原理课程设备设计》式2-4

12

352

lg Re

N g n d n d ζζρ?-??

???

=

查表2-5得：2

11

40

ζζ==

?由2-2拉什顿Re ?-关系图得4?=，代入上式得 12

lg R 2e

35110.7W

n d g N d n ζζ?ρ-?? ?

??

==

3.2.2搅拌轴的强度设计

反应釜的搅拌轴承受扭转和弯曲的联合作用，其中以扭转作用为主。在设计圆轴直径时，假定轴发生纯扭转变形，用强度条件进行初步计算，然后用增加安全系数，降低材料的许用应力以弥补由于忽略弯曲等作用引起的误差。

选择搅拌轴的材料为45钢。查《化工设备设计》表3-6知45钢的许用轴向应力

[]30~40MPa τ=

由强度条件max []T

M W ρ

ττ≤=

得[]

6

9.54910P n W ρτ≥??

[]

631009.54910..23P n d mm

τ?≥=

由表18-33取d=50mm 3.2.3搅拌轴的刚度校核

搅拌轴在运转过程中不能产生过大的扭转变形，否则会引起振动，造成轴封失效，因此要将轴的扭转变形限制在一定的许可范围内。为此，需要对搅拌轴进行刚度校核。

,max 3a 4m x 1.021801010[]

T G M J ρθπθ-=??≤?= 3.2.4搅拌轴的支承条件

1 1/40~50 /4~5

L d L B ≤≤

3.2.5挡板和导流筒

由于雷诺数较小，搅拌时处于层流区，不需要设置挡板和导流筒

第四章反应釜的传动装置

反应釜的传动装置包括电动机、减速机、机架、传动轴、传动轴联轴器、搅拌釜内联轴器、活套法兰、安装底盖、搅拌轴轴封等。

反应釜的传动装置通常设置在反应釜的顶盖（上封头）上，一般采用立式布置，电动机经减速机将转速减至工艺要求的搅拌转速，再通过联轴器带动搅拌轴转速，从而带动搅拌器转动。电动机与减速机配套使用，减速机下设置一机架，安装在反应釜的封头上。考虑到传动装置与轴封装置安装时要求保持一定的同心度以及装卸检修的方便，常在机架下安装一个安装底盖，还在上封头的开口处安装一个凸缘法兰。

4.1电动机的选用

电动机功率

' 1.1'

0.12

0.96

6

m

a

N N N

k N w η

+

==

=

电机选用Y80M1，功率为0.55kw n=1500r/min

由JB/T 10391-2002表5 机座不带底脚，端盖上有凸缘

D=19mm E=40mm F=6mm N=130mm L=290mm

4.2减速机的选用

减速机主要形式：

目前我国已颁布的标准釜用立式减速机，有摆线针齿行星减速机、两级齿轮减速机、三角皮带减速机和谐波减速机四种。

a.摆线针齿星减速机：减速比87~9，转速16~160r/min,功率0.6~30kw。特点是

传动效率高，结构紧凑，拆装方便，寿命长，承载能力高，工作平稳，允许正反转。

b.两级齿轮减速机：为两级同中心距并流式斜齿轮减速传动装置。减速比

11.6~5.63，转速125~250r/min，功率0.6~30Kw。体积小，效率高，制造成

本低，结构简单，装配检修方便，可以正反转。

c.三角皮带减速机：单级三角皮带传动的减速装置。减速比 4.53~2.9，转速

320~550r/min，功率0.6~5.5Kw。结构简单，过载打滑，起保护作用，允许反转。

d.谐波减速机：减速比359~90，转速4~16r/min，功率0.6~13Kw。结构简单，

重量轻，承载能力高，运转平稳，封闭性好，可用于有防爆要求的场合。

表4.1釜用立式减速机的基本特性

特性

减速机类型

摆线针齿行星

减速机

两级齿轮减速

机

三角皮带减速

机

谐波减速机

减速比范围87-9 11-6 4.5-3 360-90

输出轴转速范

围r/min，(配用

四级电动机)

16-100 125-250 320-500 4-16

功率范围kw 0.6-30 0.6-30 0.6-5.5 0.6-13

效率0.9-0.95 0.93 0.91 大于0.83

主要特点本机为利用少

齿内啮合行星

传动的减速装

置，减速比大，

寿命长，故障

少，装拆方便，

结构紧凑，重量

轻，与同功率的

涡轮减速机相

比，效率高而体

积可小一半左

右:有取代涡轮

减速机的趋向。本机为两级同

中心距斜齿轮

传动的减速装

置，传动比准

确，寿命长。

本机为单级三

角皮带传动的

减速装置，结构

简单，过载时会

产生打滑现象，

因此能起安全

保护作用，但由

于皮带滑动不

能保持精确的

传动比。

本NL为利用行

星轮

为柔轮的少齿

差内

啮合行星传动

的减

速装置,减速

比可

很大。

特性参数功率、按输出轴

轴颈面分的机

型号、减速比中心距三角皮带型号、

根数

柔轮分度圆直

径

应用条件对过载和冲击

载荷有较强承

受能力，可短期

过载75%，允许

正反旋转，可用

于有防爆要求

的车间，与电动

机直

联供应允许正反旋转，

应采用夹壳联

轴器或弹性块

式联轴器与搅

抖轴连接，不允

许承受外加轴

向载荷，适用于

连续搅拌的化

工设备，可用于

有防爆要求的

车间.与电动机

直联供应

允许正反旋转，

一

般以夹壳联轴

器与搅拌轴连

接，搅拌器重量

可由本机承受，

不能用于有防

爆要求的车问，

适用于连纯搅

拌的化工设备

可不需多级传

动而用十转速

低级的搅拌传

动装置，可用于

有防爆要求的

车间

标定符号BLD功率-机型

号-减速比

BLY机型号-减

速比-功率LC-中心距-顺

序号

P三角皮带型弓

根数-顺序号

XB柔轮分度圆

直径

-顺序号

标准图号HG5-744-78 HG5-745-78 HG5-746-78 HG5-747-78

根据要求选用两级齿轮减速器，LC系列圆柱齿轮减速机，标号为LC 75

中心距a=75mm 轴径d=30mm G=130mm F=58mm

4.3联轴器的选择

选用刚性夹壳联轴器，标号为JQ 50 4.4机架的选用

采用无支点机架

查表18-31机架底部尺寸DN=250mm

113395350290D mm K mm

D mm === 4.5凸缘法兰

查表18-28 DN=250mm D=395mm K=350mm Di=245mm h=65mm

选用R 型，DN250，材料为20钢的凸缘法兰，标记为HG21564-95 法兰 250-20 安装底盖 查表18-29 选用上装式突面整体无衬里 查表18-30尺寸为DN=250mm D=395mm K=350mm

4.6轴封装置

选用填料箱密封，查表18-32得

D=50mm

22240210D mm K mm ==

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。

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)

搅拌反应釜课程设计(优选.)

课程设计说明书 专业： 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 设计时间：

要求与说明 一、学生采用本报告完成课程设计总结。 二、要求文字（一律用计算机）填写，工整、清晰。所附设备安 装用计算机绘图画出。 三、本报告填写完成后，交指导老师批阅，并由学院统一存档。

目录 一、设计任务书 (5) 二、设计方案简介 (6) 1.1罐体几何尺寸计算 (7) 1.1.1确定筒体内径 (7) 1.1.2确定封头尺寸 (8) 1.1.3确定筒体高度 (9) 1.2夹套几何计算 (10) 1.2.1夹套内径 (10) 1.2.2夹套高度计算 (10) 1.2.3传热面积的计算 (10) 1.3夹套反应釜的强度计算 (11) 1.3.1强度计算的原则及依据 (11) 1.3.2按内压对筒体和封头进行强度计算 (12) 1.3.2.1压力计算 (12) 1.3.2.2罐体及夹套厚度计算 (12) 1.3.3按外压对筒体和封头进行稳定性校核 (14) 1.3.4水压试验校核 (16) （二）、搅拌传动系统 (16) 2.1进行传动系统方案设计 (17) 2.2作带传动设计计算 (17) 2.2.1计算设计功率Pc (17) 2.2.2选择V形带型号 (17) 2.2.3选取小带轮及大带轮 (17) 2.2.4验算带速V (18) 2.2.5确定中心距 (18) (18) 2.2.6 验算小带轮包角 1 2.2.7确定带的根数Z (18) 2.2.8确定初拉力Q (19) 2.3搅拌器设计 (19) 2.4搅拌轴的设计及强度校核 (19) 2.5选择轴承 (20) 2.6选择联轴器 (20) 2.7选择轴封型式 (21) （三）、设计机架结构 (21) （四）、凸缘法兰及安装底盖 (22) 4.1凸缘法兰 (22) 4.2安装底盖 (23) （五）、支座形式 (24) 5.1 支座的选型 (24) 5.2支座载荷的校核计算 (26)

反应釜课程设计说明书

课程设计 资料袋 机械工程学院（系、部） 2012 ~ 2013 学年第二学期 课程名称指导教师职称 学生专业班级班级学号题目酸洗反应釜设计 成绩起止日期 2013 年 6 月 24 日～ 2013 年 6 月 30 日 目录清单 . . .

过程设备设计 设计说明书 酸洗反应釜的设计 起止日期： 2013 年 6 月 24 日至 2013 年 6 月 30 日 学生 班级 学号 成绩 指导教师(签字) 机械工程学院（部） 2013年6月26日

课程设计任务书 2012—2013学年第二学期 机械工程学院（系、部）专业班级 课程名称：过程设备设计 设计题目：酸洗反应釜设计 完成期限：自 2013 年 6 月 24 日至 2013 年 6 月 30 日共 1 周 指导教师（签字）：年月日系（教研室）主任（签字）：年月日 目录

第一章绪论 (4) 1.1 设计任务 (2) 1.2 设计目的 (2) 第二章反应釜设计 (2) 第一节罐体几何尺寸计算 (2) 2.1.1 确定筒体径 (2) 2.1.2 确定封头尺寸 (2) 2.1.3 确定筒体高度 (2) 2.1.4 夹套的几何尺寸计算 (3) 2.1.5 夹套反应釜的强度计算 (4) 2.1.5.1 强度计算的原则及依据 (4) 2.1.5.2 筒及夹套的受力分析 (4) 2.1.5.3 计算反应釜厚度 (5) 第二节反应釜釜体及夹套的压力试验 (6) 2.2.1 釜体的水压试验 (6) 2.2.1.1 水压试验压力的确定 (6) 2.2.1.2 水压试验的强度校核 (6) 2.2.1.3 压力表的量程、水温及水中Cl-的浓度 (6) 2.2.2 夹套的水压试验 (6) 2.2.2.1 水压试验压力的确定 (6) 2.2.2.2 水压试验的强度校核 (6) 2.2.2.3 压力表的量程、水温及水中Cl-的浓度 (6) 第三节反应釜的搅拌装置 (1) 2.3.1 桨式搅拌器的选取和安装 (1) 2.3.2 搅拌轴设计 (1) 2.3.2.1 搅拌轴的支承条件 (1) 2.3.2.2 功率 (1) 2.3.2.3 搅拌轴强度校核 (2) 2.3.2.4 搅拌抽临界转速校核计算 (2) 2.3.3 联轴器的型式及尺寸的设计 (2) 第四节反应釜的传动装置与轴封装置 (1) 2.4.1 常用电机及其连接尺寸 (1) 2.4.2 减速器的选型 (2) 2.4.2.1 减速器的选型 (2) 2.4.2.2 减速机的外形安装尺寸 (2) 2.4.3 机架的设计 (3) 2.4.4 反应釜的轴封装置设计 (3) 第五节反应釜其他附件 (1) 2.5.1 支座 (1) 2.5.2 手孔和人孔 (2) 2.5.3 设备接口 (3) 2.5.3.1 接管与管法兰 (3) 2.5.3.2 补强圈 (3) 2.5.3.3 液体出料管和过夹套的物料进出口 (4) 2.5.3.4 固体物料进口的设计 (4) 第六节焊缝结构的设计 (7) 2.6.1 釜体上的主要焊缝结构 (7) 2.6.2 夹套上的焊缝结构的设计 (8) 第三章后言............................................................. 错误!未定义书签。 3.1 结束语 ......................................................... 错误!未定义书签。 3.2 参考文献....................................................... 错误!未定义书签。

反应釜温度过程控制课程设计

过程控制系统课程设计 课题：反应釜温度控制系统 系别：电气与控制工程学院 专业：自动化 姓名：彭俊峰 学号：092413238 指导教师：李晓辉 河南城建学院 2016年6月15日

引言 (1) 1系统工艺过程及被控对象特性选取 (2) 1.1 被控对象的工艺过程 (2) 1.2 被控对象特性描述 (4) 2 仪表的选取 (5) 2.1过程检测与变送器的选取 (5) 2.2执行器的选取 (6) 2.2.1执行器的选型 (7) 2.2.2调节阀尺寸的选取 (7) 2.2.3调节阀流量特性选取 (7) 2.3控制器仪表的选择 (8) 3.控制方案的整体设定 (10) 3.1控制方式的选择 (10) 3.2阀门特性及控制器选择 (10) 3.3 控制系统仿真 (12) 3.4 控制参数整定 (13) 4 报警和紧急停车设计 (14) 5 结论 (15) 6 体会 (16) 参考文献 (17)

反应器是任何化学品生产过程中的关键设备，决定了化工产品的品质、品种和生产能力。釜式反应器是一种最为常见的反应器，广泛的应用于化工生产的各个领域。釜式反应器有一些非常重要的过程参数，如：进料流量（进料流量比）、液体反应物液位、反应压力、反应温度等等。对于这些参数的控制至关重要，其不但决定着产品的质量和生产的效率，也很大程度上决定了生产过程的安全性。 由于非线性和温度滞后因素很多，使得常规方法对釜式反应器的控制效果不是很理想。本文以带搅拌釜式反应器的温度作为工业生产被控对象，结合PID 控制方式，选用FX2N-PLC温度调节模块，同时为了提高系统安全性，设计了报警和紧急停车系统，最终设计了一套反应釜氏的温度过程控制系统。

反应釜温度过程控制课程设计

过程控制系统课程课题：反应釜温度控制系统 系另I」：电气与控制工程学院 专业：自动化_____________ 姓名： ________ 彭俊峰_____________ 学号：__________________ 指导教师： _______ 李晓辉_____________ 河南城建学院 2016年6月15日

反应器是任何化学品生产过程中的关键设备，决定了化工产品的品质、品种和生产能力。釜式反应器是一种最为常见的反应器，广泛的应用于化工生产的各个领域。釜式反应器有一些非常重要的过程参数，如：进料流量（进料流量比）、液体反应物液位、反应压力、反应温度等等。对于这些参数的控制至关重要，其不但决定着产品的质量和生产的效率，也很大程度上决定了生产过程的安全性。 由于非线性和温度滞后因素很多，使得常规方法对釜式反应器的控制效果不是很理想。本文以带搅拌釜式反应器的温度作为工业生产被控对象，结合PID 控制方式，选用FX2N-PLC 调节模块，同时为了提高系统安全性，设计了报警和紧急停车系统，最终设计了一套反应釜氏的温度过程控制系统。

1系统工艺过程及被控对象特性选取 被控对象的工艺过程 本设计以工业常见的带搅拌釜式反应器（CSTR）为过程系统被控对象。 反应器为标准3盆头釜，反应釜直径1000mm,釜底到上端盖法兰高度1376mm, 反应器总容积，耐压。为安全起见，要求反应器在系统开、停车全过程中压力不超过。反应器压力报警上限组态值为。反应器的工艺流程如图1-1所示。 S8Q A a珑厲娜口 图1-1釜式反应器工艺流程图 该装置主要参数如表1-1所示。各个阀门的设备参数如表1-2所示，其中，D g为阀门公称直径、K v为国际标准流通能力。 表1-1主要测控参数表

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

夹套反应釜-课程设计

课程设计任务书 ..................................................... 错误！未定义书签。 1.1. 1. 设计方案的分析和拟定 (4) 2. 罐体和夹套的设计 (5) 2.1. 罐体和夹套的结构设计 (5) 2.2. 罐体几何尺寸计算 (5) 2.2.1. 确定筒体内径 (5) 2.2.2. 确定封头尺寸 (6) 2.2.3. 确定筒体高度H1 (6) 2.3. 夹套几何尺寸计算 (6) 2.3.1. 确定夹套内径 (6) 2.3.2. 确定夹套高度 (7) 2.3.3. 校核传热面积 (7) 2.4. 夹套反应釜的强度计算 (7) 2.4.1. 强度计算的原则及依据 (7) 2.4.2. 按内压对筒体和封头进行强度计算 (8) 2.4.3. 按外压对筒体和封头进行稳定性校核 (10) 2.4.4. 水压试验校核 (11) 3. 反应釜的搅拌器 (12) 3.1. 搅拌器的选用 (12) 3.2. 挡板 (12) 4. 反应釜的传动装置 (12) 4.1. 电动机、减速机选型 (13)

4.2. 凸缘法兰 (13) 4.3. 安装底盖 (14) 4.4. 机架 (14) 4.5. 联轴器 (14) 4.6. 搅拌轴设计 (14) 5. 反应釜的轴封装置 (16) 6. 反应釜的其他附件 (17) 6.1. 支座 (17) 6.1.1. 确定耳式支座实际承受载荷Q (17) 6.1.2. 确定支座的型号及数量 (18) 6.2. 手孔 (18) 6.3. 设备接口 (18)

设计目的：培养学生把所学“化工机械基础”及其相关课程的理论知识，在设备课程设计中综合地加以运用，把化工工艺条件与化工设备设计有机结合起来，使所学有关机械课程的基本理论和基本知识得以巩固和强化。培养学生对化工设备设计的基本技能以及独立分析问题、解决问题的能力。 设计要求：（1）树立正确的设计思想。（2）要有积极主动的学习态度和进取精神。（3）学会正确使用标准和规范，使设计有法可依、有章可循。（4）学会正确的设计方法，统筹兼顾，抓主要矛盾。（5）在设计中应注意处理好尺寸的圆整，处理好计算与结构设计的关系。 设计内容：设计一台带有搅拌装置的夹套反应釜，包括设备总装配图一张，零部件图一至二张，设计计算说明书一份。 设计任务书 设计参数及要求 容器内夹套内工作压力，Mpa 设计压力，Mpa 0.2 0.3 工作温度，℃ 设计温度，℃<120 <150 介质有机溶剂冷却水或蒸汽全容积V ，m3 2.5 操作容积V1，m3 2.0 传热面积，m37 腐蚀情况微弱 推荐材料不锈钢 搅拌器型式桨式 搅拌速度，r/min <120

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]。

夹套反应釜设计

0.95m 3 夹套反应釜设计计算说明书 一、罐体和夹套设计计算 1.1 罐体几何尺寸计算 1.1.1 选择筒体和封头的形式 选择圆柱筒体及椭圆形封头。 1.1.2 确定筒体内径 已知设备容积要求0.95m 3 ，按式（4-1）初选筒体内径： 式中，V=0.95m 3 ，根据【2】38页表4-2，常反应物料为液-液类型， i =H 1/D 1=1～1.3，取 i =1.3，代入上式，计算得 3 31440.95==1.032i 3.14 1.1V D π?? ? 将D 1的估算值圆整到公称直径系列，取D 1=1100mm ， 1.1.3 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 。 1.1.4 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=0.1980 m 3 ，由附表D-1查得 筒体1m 高的容积V 1m =0.950 m 3 ，按式（4-2）: H 1=(V-V 封)/V 1m =（0.950-0.198）/0.95=0.7916m 考虑到安装的方便，取H 1=0.9m ，则实际容积为 V= V 1m ×H 1+ V 封=0.950×0.9+0.198=1.053 m 3 1.2 夹套几何尺寸计算 1. 2.1 选择夹套结构 选择【2】39页图4-4 (b)所示结构。 1.2.2 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。 1.2.3 确定夹套高度 装料系数η=操作容积/全容积=0.9/0.95=0.85 按式4-4计算夹套高度： H 2≥(ηV- V 封)/ V 1m =(0.85×1.053-0.198)/0.95=0.734 m 取H 2=750mm 。选取直边高度h 2=25mm 。 1.2.4 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=1.3980 m 2 查【2】附表D-1，一米高筒体内表面积F 1m =3.46 m 2 31 4i V D π ?罐体结构示意图

化工反应工程反应器课程设计

化学反应工程课程设计题目年产80000t乙酸乙酯间歇釜式反应器设计系别化学与化工学院 专业应用化学 学生姓名 学号年级 指导教师职称副教授 2013 年 6 月20 日

一、设计任务书及要求 1.1设计题目 80000t/y 乙酸乙酯反应用间歇釜式反应器设计 1.2设计任务及条件 （1）反应方程式： )()()()(2523523S O H R H C O O C CH B OH H C A COOH CH +?+ （2）原料中反应组分的质量比：A ：B ：S=1：2：1.35。 （3）反应液的密度为1020kg/3m ,并假设在反应过程中不变。C 100?时被搅拌液体物料的物性参数为： 比热容为13.124-??=K mol J C p ，导热系数()C m W ??=/325.0λ，黏度 s Pa .101.54-?=μ。 （4）生产能力：80000t/y 乙酸乙酯，年生产8000小时，，每小时生产10t,乙酸的转化率为40℅。每批装料、卸料及清洗等辅助操作时间为1h 。 （5）反应在100℃下等温操作，其反应速率方程如下： ()K c c c c k r S R B A A /1-= 100℃时，min)./(1076.441mol L k -?=，平衡常数K =2.92。反应器填充系数可取0.70-0.85。乙酸乙酯相对分子质量88；乙酸相对分子质量60；乙醇相对分子质量46；水相对分子质量18。 （6）最大操作压力为10.4P MPa =。加热的方式为用夹套内的水蒸汽进行电加热。 1.3设计内容 1、物料衡算及热量衡算； 2、反应器体积计算及高径比、直径等参数确定； 3、反应搅拌器设计； 4、其他配件； 5、带管口方位图的设备条件图绘制（不用绘制零件图，不用达到设备装配图水平）； 6、设计体会；

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

反应釜地设计的要求

目录 一、关于夹套反应釜设计任务说明-------------------------------（2） 二、夹套反应釜设计-------------------------------------------（3） 1.夹套反应釜的总体结构------------------------------------（3） 2.罐体和夹套的设计----------------------------------------（3） 3.反应釜的搅拌装置---------------------------------------（13） 4.反应釜的传动装置---------------------------------------（16） 5反应釜的轴封装置---------------------------------------（22） 6反应釜其它附件-----------------------------------------（23）三、附表----------------------------------------------------（28） 1筒体的容积、面积和质量-------------------------------（28） 2 以内径为公称直径的椭圆封头的型式和尺寸----------------（28） 四、参考----------------------------------------------------（29） 五、附图----------------------------------------------------（30）

课程设计—反应器的设计

日本宇部兴产公司是采用HSO工艺技术的最大己内酰胺生产商，现生产能力为365kt·a -1， 占世界己内酰胺总生产能力的6.84%，生产装置分布在日本、西班牙和泰国。该工艺技术成熟，投资小，操作简单，催化剂价廉易得，安全性好。但主要缺点是：(1)原料液NH3·H2O和H2SO4消耗量大，在羟胺制备、环己酮肟化反应和贝克曼重排反应过程中均副产大量经济价值较低的(NH4)2SO4，每生产1t己内酰胺大约会副产4.5t(NH4)2SO4，副产(NH4)2SO4最多；(2)能耗(水、电、蒸汽)高，环境污染大，设备腐蚀严重，三废排放量大。特别是(NH4)2SO4副产高限制了HSO工艺的发展。 1.3.2 SNIA工艺(甲苯法) 意大利SNIA公司开发的SNIA工艺是唯一以甲苯为主要原料的己内酰胺生产工艺。该工艺又称为甲苯法，是将甲苯氧化制得苯甲酸，加氢制得苯甲酸，接着与亚硝酰硫酸反应生成己内酰胺硫酸盐，己内酰胺硫酸盐再经水解得到己内酰胺。 在SNIA工艺制备己内酰胺中，含己内酰胺60%左右的酰胺油先经NH3·H2O苛化，然后经甲苯萃取、水萃取制成30%的己内酰胺水溶液。己内酰胺水溶液经KMnO4氧化和过滤、三效蒸发、脱水浓缩、预蒸馏、NaOH处理和蒸馏、轻副产物蒸馏和精馏、重副产物蒸馏和精馏等精制过程，才能得到符合标准的纤维级己内酰胺成品。 1999年，中国石化石家庄化纤责任有限公司采用意大利SNIA公司甲苯法生产技术， 耗资35亿元，建成一套生产能力为50kt·a -1 的己内酰胺生产装置，2002年与中国石化科 学研究院合作开发并应用非晶态镍催化剂引入苯甲酸加氢反应系统部分取代Pd/C催化 剂以及己内酰胺水溶液加氢取代KMnO4工艺技术，将生产能力扩建到70kt·a -1。 尽管SNIA工艺为己内酰胺生产提供了新的原料路线，采用甲苯为原料，不经过环己酮肟直接生产己内酰胺，但酰胺化反应过程条件苛刻，收率较低，生成的副产物成分复杂，每生产1t己内酰胺副产3.8t(NH4)2SO4。而且工艺精制过程存在流程长、工艺控制复杂、能耗大、产品质量不稳定、优级品率低的问题，投资大，生产设备高度专业化，难以转换用途。基于生产成本高、(NH4)2SO4副产品量大、影响己内酰胺质量的副产物多的问题，加之受SNIA公司规模及发展战略影响，目前国外已无采用SNIA工艺的己内酰胺生产装置。 1.3.3 BASF/Polimex-NO还原工艺(苯法) 德国BASF公司和波兰Polimex公司开发了BASF/Polimex-NO还原工艺，对硫酸羟胺制备进行了工艺改进：采用NH3与纯O2催化氧化制得NO，NO在搅拌釜式反应器中，反应温度40℃、压力1.5MPa、H2SO4介质和Pt催化剂作用下被H2还原来制备硫酸羟胺。环己酮肟生产采用二段逆流肟化流程，进料环己酮萃取肟化硫铵中的有机物后再进入肟化反应系统。在肟化过程中每生产1t环己酮肟(中间产品)会副产0.64t(NH4)2SO4，(NH4)2SO4溶液中的环己酮用蒸汽气提回收后返回反应系统。反应生成的环己酮肟经过饱和浓度的硫铵母液干燥脱水。环己酮肟在发烟H2SO4催化作用下经两级串联贝克曼重排器制得己

反应釜的设计

烟台大学课程设计 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)

烟台大学课程设计 烟台大学课程设计 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

年产6000吨乙酸乙酯间歇反应釜设计_毕业设计

年产6000t乙酸乙酯间歇反应釜设计 设计说明 本选题为年产量为年产6×103T的间歇釜式反应器的设计。通过物料衡算、热量衡算，反应器体积为3 27.52m、换热量为6 。设备设计结果表明， KJ 5.710/h 反应器的特征尺寸为高3350mm，直径3000mm；夹套的特征尺寸为高2570mm，内径为3200mm。还对塔体等进行了辅助设备设计，换热则是通过夹套与内冷管共同作用完成。搅拌器的形式为圆盘式搅拌器，搅拌轴直径75mm。 在此基础上绘制了间歇釜式反应器的设备图，和整体工艺的工艺流程图。 关键字：间歇釜式反应器; 物料衡算; 热量衡算; 壁厚设计;

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。 反应工程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。

立式搅拌反应釜设计

立式搅拌反应釜工艺设计 1. 推荐的设计程序 1.1 工艺设计 1、做出流程简图； 2、计算反应器体积； 3、确定反应器直径和高度； 4、选择搅拌器型式和规格； 5、按生产任务计算换热量； 6、选定载热体并计算K 值； 7、计算传热面积； 8、计算传热装置的工艺尺寸； 9、计算搅拌轴功率； 1.2 绘制反应釜工艺尺寸图 1.3 编写设计说明书 2. 釜式反应器的工艺设计 2.1 反应釜体积的计算 2.1.1 间歇釜式反应器 V a =V R /φ （2-1） V D =F v (t+t 0) （2-2） 式中 V a —反应器的体积，m 3； V R —反应器的有效体积，m 3。 V D —每天需要处理物料的体积，m 3。 F v —平均每小时需处理的物料体积，m 3/h ； t 0 —非反应时间，h ； t —反应时间，h ； ? =A x R A A A V r dx n t 0 （2-3） 等温等容情况下 ? =A x A A A r dx C t 0 0 （2-4）

对于零级反应 A A x k C t 0 = （2-5） 对一级反应 A x k t -= 11ln 1 （2-6） 对二级反应 2A →P ；A+B →P （C A0=C B0） () A A A x kC x t -= 100 （2-7） 对二级反应 A+B →P ()A B A B x x C C k t ---= 11ln 100 （2-8） φ—装料系数，一般为0.4～0.85，具体数值可按下列情况确定： 不带搅拌或搅拌缓慢的反应釜 0.8～0.85； 带搅拌的反应釜 0.7～0.8； 易起泡沫和在沸腾下操作的设备 0.4～0.6。 2.2反应器直径和高度的计算 在已知搅拌器的操作容积后，首先要选择罐体适宜的长径比(H/D)，以确定罐体直径和高度。长径比的确定通常采用经验值，即2-1 表2-1 罐体长径比经验表 在确定了长径比和装料系数之后，先忽略罐底容积，此时 ??? ? ??≈ ≈ i i i D H D H D V 32 44 π π （2-9） 选择合适的高径比，将上式计算结果圆整成标准直径。椭圆封头选择标准件，其内径与筒体内径相同。可参照《化工设备机械基础课程设计指导书》的附录查找。通过式（2-10）得出罐体高度。 π 4 2?-= i D V V H 封 （2-10） 其中 V 封——封头容积，m 3