連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器設(shè)計(jì)

1、學(xué)院：化工學(xué)院專業(yè)：化學(xué)工程與工藝- 1 -目 錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)- 1 -二、確定反應(yīng)器及各種條件- 1 -三、反應(yīng)釜相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算- 1 -1.體積- 1 -2.內(nèi)筒的高度和內(nèi)徑- 2 -3.內(nèi)筒的壁厚- 2 -四、夾套的計(jì)算- 3 -1.夾套的內(nèi)徑和高度- 3 -2.夾套壁厚- 3 -五、換熱計(jì)算- 3 -1.所需的換熱面積- 3 -2.實(shí)際換熱面積- 4 -3.冷卻水流量- 4 -六、攪拌器的選擇- 4 -七、 設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表- 5 -八、參考文獻(xiàn)- 5 -一、設(shè)計(jì)任務(wù)某工段需要每天生產(chǎn)8噸乙酸丁酯。以乙酸和丁醇為原料，要求乙酸的轉(zhuǎn)化率大于等于50%.其中原料中乙酸的濃度。設(shè)計(jì)一反應(yīng)器以達(dá)

2、到要求。二、確定反應(yīng)器及各種條件選用連續(xù)釜式反應(yīng)器（CSTR），選用螺旋導(dǎo)流板夾套，取，查文獻(xiàn)資料得：可取反應(yīng)溫度為100，反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程為（A為乙酸）攪拌釜內(nèi)的操作壓力為；夾套內(nèi)為冷卻水，入口溫度為30，出口溫度為40，工作壓力;反應(yīng)方程為：三、反應(yīng)釜相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算1.體積由于該反應(yīng)為液相反應(yīng)，物料的密度變化很小，故可近似認(rèn)為是恒容過程。原料處理量：反應(yīng)器出料口物料濃度：反應(yīng)釜內(nèi)的反應(yīng)速率：空時(shí)：理論體積：取裝填系數(shù)為0.75，則反應(yīng)釜的實(shí)際體積為：2.內(nèi)筒的高度和內(nèi)徑由于此反應(yīng)為液液反應(yīng)，故而取筒體內(nèi)徑 圓整并查化工機(jī)械基礎(chǔ)附錄12，選取筒體直徑查得此時(shí)1m高的容積為 ，1m高的表面積為查

3、得當(dāng)時(shí)，橢圓形封頭曲面高度，直邊高度，內(nèi)表面積，容積筒體高度 圓整為2.1m因此 在11.3的范圍內(nèi)，故而設(shè)計(jì)合理3.內(nèi)筒的壁厚由于反應(yīng)液有腐蝕性，故而選用Q235-A為筒體材料；內(nèi)筒受外壓大于內(nèi)壓，故為外壓容器；查得100時(shí)Q235-A材料的彈性模量取有效壁厚，負(fù)偏差，腐蝕浴度故名義厚度 外徑臨界長度 為短圓筒臨界壓力由于 故設(shè)計(jì)合理 四、夾套的計(jì)算1.夾套的內(nèi)徑和高度由于，所以 由于查化工機(jī)械基礎(chǔ)附錄中無1700mm公稱直徑，故而取夾套高度 圓整為2.夾套壁厚夾套為內(nèi)壓容器；同內(nèi)筒一樣，選用Q235-A為夾套材料；查得在3070范圍內(nèi)許用應(yīng)力設(shè)計(jì)壓力 取所以：計(jì)算壁厚 圓整為設(shè)計(jì)壁厚名義壁

4、厚 即：夾套壁厚為3.45mm五、換熱計(jì)算1.所需的換熱面積查得此反應(yīng)的反應(yīng)熱所以熱負(fù)荷由于本次反應(yīng)傳熱為一邊為恒溫的傳熱，故：依經(jīng)驗(yàn)取所以理論所需換熱面積考慮15%的面積浴度，2.實(shí)際換熱面積由此可見此反應(yīng)釜的換熱面積足夠。3.冷卻水流量冷卻水的定性溫度 查得此時(shí)比熱容為因此冷卻水的流量為由此可見：反應(yīng)放熱較少，所需的冷卻水的量也比較少。六、攪拌器的選擇由查化工設(shè)計(jì)相關(guān)反應(yīng)釜的技術(shù)指標(biāo)可得：選擇的攪拌器功率為5.5KW，攪拌軸的公稱直徑為95mm7、 設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表反應(yīng)器類型CSTR實(shí)際體積（m3）4.794內(nèi)筒直徑（mm）1600內(nèi)筒高度（m）2.1內(nèi)壁材料Q235-A夾套直徑（mm）1800夾套高度（m）1.6內(nèi)筒壁厚（mm）7.8夾套壁厚（mm）3.45所需