年产5011t乙酸乙酯反应器的设计方案

1 1 年产 5011t 乙酸乙酯反应器的设计方案 第一章 前 言 酸乙酯的理化性质 醋酸乙酯 写 又名乙酸乙酯，简称乙酯，分子式子量 色透明液体，具有挥发性，有水果香味。点 相对密度 20），蒸汽压（ 20） 化热 g，比热容 g. ），爆炸极限 体积）。能与氯仿、醇、丙酮及醚等混溶 ,微溶于水。 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。我们所说的陈酒很好喝，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，才会积累导致陈酒香气的乙酸乙酯。 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 7。 表 1 熔点 ( ) 界温度 ( ) 2 2 折光率（ 20 ) 界压 力 (点 ( ) 醇 /水分配系数的 对数值 密度 (水 =1) 点 ( ) 对蒸气密度 (空气 =1) 燃温度 ( ) 426 饱和蒸气压 (7 ) 爆炸上限 %(V/V) 烧热 (kJ/炸下限 %(V/V) 温下的分子偶极距 10 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 (155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内，回收或运至废物处理场所处置。 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。 酸乙酯的国内外生产现状 外情况 国外发达国家工业生产乙酸乙酯主要采用乙醇醋酸直接酯化法和乙醛缩合 3 3 法。美国乙酸乙酯近几年生产量都在 50 万 t 以上 , 是世界上乙酸乙酯贸易量最大的国家。由于美国产业结构的特点 , 可获得廉价的乙醇 ( 乙醇价格为我国的 1/ 2 1/ 3) 和醋酸 (基本上采用 生产即甲醇低羰基合成法 ),因而美国只有一套由 司以乙醛为原料生产乙酸乙酯的装置 , 其生产方法还是乙醇醋酸的直接酯化法 , 主要是以浓硫酸 为催化剂的反应精馏法。日本近几年乙酸乙酯产量在 30 万 t 左右 , 欧洲的产量在 25 万 t 左右。由于日本和欧洲有大量的乙烯法乙醛资源可利用 , 因此大都采用乙醛缩合法合成乙酸乙酯。非洲的乙酸乙酯生产主要集中在南非 ,其中萨索尔 (化学工业公司乙酸乙酯的产量是全非洲第一 , 是第一家采用英国 程公司开发的乙醇脱氢法生产乙酸乙酯的工厂。 表 010年醋酸乙酯主要生产厂家情况 11 生产厂家名称 地址 生产能力 (万吨 /年 ) 美国塞拉尼斯公司 得克萨斯州潘帕 国伊斯曼化学公司 得克萨斯州朗 维尤 国 马萨诸塞 西罗地亚公司 帕利尼涯 西哥塞拉尼斯公司 卡格来吉拉 国 学公司 赫尔 班牙 司 塔拉戈纳 典 醇化学公司 多姆斯乔 本昭和电工公司 南阳 本千叶公司 市原 本协和发酵公司 四日市 度 机工业公司 马哈德 度 加劳拉尼蜡 国 三星 /司 蔚山 国国际酯类公司 蔚山 加坡塞拉尼斯公司 裕廊岛 尼昭和酯类公司 梅拉克 4 4 南非萨索尔公司 赛库达 国内情况 我国的乙酸乙酯生产一直沿用传统的乙醇和醋酸直接酯化法工艺。 事实上，近几年随着我国乙酸乙酯产能的不断扩大，企业在满足国内市场的同时也在积极开拓海外市场。 2005年，我国乙酸乙酯还是净 进口 国，进口量为 5万吨。 2006年，我国已由乙酸乙酯净进口国转变为净出口国，净出口量达 10万吨。 2008年我国乙酸乙酯出口量继续增加，达 信今后我国质优价廉的乙酸乙酯产品将会更多地打入国际市场，占据更大的市场份额。 年产能在 3万 吨的企业有 7家，分别为：江西南昌赣江溶剂厂（年产能 8万吨）、吉林燃料乙醇公司（年产能 5万吨）、广东顺德集团（年产能 5万吨）、河南焦作金玉龙公司（年产能 4万吨）、天津冠达公司（年产能 4万吨）、江苏江阴百川化学工业公司（年产能 3万吨） 、河南孟州华兴公司（年产能 3万吨）等。 表 产能力及工艺路线 8 生产厂家名称 方法 生产能力 (万吨 /年 ) 四川扬子江乙酰化工公司 乙酸酯化法 80 山东金沂蒙集团公司 乙酸酯化法 80 乙醇脱氢法 江西澉江溶液厂 乙酸酯化法 40 上海石化股份有限公司 乙醛缩合化法 20 上海试剂有限公司 乙酸酯化法 20 成都有机化工厂 乙酸酯化法 20 贵州有机化工厂 乙酸酯化法 20 建德有机化工厂 乙酸酯化法 10 云南溶剂厂 乙酸酯化法 10 广东顺德市气体溶剂厂 乙酸酯化法 10 5 5 广东中山市中糖有机化工公司 乙酸酯化法 10 6 6 第二章 乙酸乙酯制备工艺的比较 验室制法 化学方程式： 243 3 2 3 2 3 2C H C O O H C H C H O H C H C O O C H C H H O浓 乙酸乙酯的制取：先加乙醇，再加浓硫酸（加入碎瓷片以防暴沸），最后加乙酸然后加热（可以控制实验）。 （ 1）酯化反应是一个可逆反应。为了提高酯的产量，必须尽量使反应向有利 于生成酯的方向进行。一般是使反应物酸和醇中的一种过量。在工业生产中，究竟使哪种过量为好，一般视原料是否易得、价格是否便宜以及是否容易回收等具体情况而定。在实验室里一般采用乙醇过量的办法。乙醇的质量分数要高，如能用无水乙醇代替质量分数为 95%的乙醇效果会更好。催化作用使用的浓硫酸量很少，一般只要使硫酸的质量达到乙醇质量的 3%就可完成催化作用，但为了能除去反应中生成的水，应使浓硫酸的用量再稍多一些。 （ 2）：液体加热至沸腾后，应改用小火加热。事先可在试管中加入几片碎瓷片，以防止液体暴沸。 （ 3）导气管不要伸到 止由于加热不均匀，造成 1) 浓硫酸既作催化剂，又做吸水剂。 2) 液的作用是：饱和碳酸钠溶液的作用是冷凝酯蒸气，减小酯在水中的溶解度（利于分层），除出混合在乙酸乙酯中的乙酸，溶解混合在乙酸乙酯中的乙醇。 跟挥发出的乙酸反应，生成没有气味的乙酸钠，便于闻到乙酸乙酯的香味。 3) 为有利于乙酸乙酯的生成，可采取以下措施： 制备乙酸乙酯时，反应温度不宜过高。 最好使用冰醋酸和无水乙醇。同时采用乙醇过量的办法。 起催化作用的浓硫酸的用量 很小，但为了除去反应中生成的水，浓硫酸的用量要稍多于乙醇的用量。 使用无机盐 7 7 用 原因。虽然也能吸收乙酸和乙醇，但是碱会催化乙酸乙酯彻底水解，导致实验失败。 乙稀与醋酸直接酯化生产醋酸乙酯用磷酸盐作催化剂。 乙醛缩合法：以烷基铝为催化剂将乙醛进行缩合反应生产醋酸乙酯国外工业生产大多采用此工艺。 业乙酸乙酯的合成工艺 乙酸乙酯的合成路线主要有四种，即乙醇乙酸酯化法（其中包括了乙酸乙醇直接酯化法和反应精馏法），乙醛缩合法，乙醇脱氢法，乙烯 和乙酸直接加成法。应当说，乙醇乙酸酯化法在乙酸乙酯的合成中依然占有相当大的比例，尤其是在美国等国家，在国内多数企业也依然采用乙酸酯化法；德国、日本等国有多套乙醛直接缩合生成乙酸乙酯的装置；乙醇脱氢法与乙烯和乙酸直接加成法在其中所占的比例较小，技术有待成熟。下面简单介绍四种方法的优势与缺陷。 （ 1）乙醇乙酸酯化法 反应式： 243 3 2 3 2 3 2C H C O O H C H C H O H C H C O O C H C H H O浓 乙醇乙酸酯化法由乙酸和乙醇在硫酸等催化剂作用下直接酯化成乙酸乙酯，常用的工艺是用浓硫酸作催化剂的均相催化反应精馏，该工艺是目前国内广泛采用的生产工艺，浓硫酸有酸性强、吸水性强、性能稳定、 价廉等优点，而且溶于反应物料中，是均相催化反应，反应均匀，因而在全塔内都能进行催化反应 11。催化作用不受塔内温度限制，反应机理清楚，容易实现最优控制，这些优点可以使反应精馏生产装置大型化。用浓硫酸作催化剂，也有其不可克服的缺点，即硫酸严重腐蚀设备，其强氧化性引起磺化、碳化或聚合等副反应，产品纯度低，后处理进程复杂，三废量大。另一种酯化的工艺是催化精馏法，它采用固体酸作催化剂，属非均相反应精馏。在酯化合成方面，已经开发出的固体催化剂有沸石分子筛、离子交换树脂、金属硫酸盐、固体超强酸等，具有产物纯度高，反应 选择性强，酯收率高，反应条件温和，副产物较少等优点。但若简单地将固体酸催化剂于反应中取代硫酸，催化剂在反应液中很快失去活性。催化精馏法不容易实现工业化和大型化的困难，在于催化精馏属非均相催化反应精馏过程，机理较复杂，目前理论还不能很好地解释这一过程，在国际上还没有一个国家提出催化精馏塔的设计方法。 9 8 8 （ 2）乙醛缩合法 反应式：52332 O 三乙醇铝乙醛 缩合法是由两分子乙醛经 应缩合成一分子乙酸乙酯，催化剂为乙醇铝、氯化铝及氯化锌等，反应温度为 010生产工艺是将乙醛、乙醇铝催化剂及助催化剂连续送入反应器，反应液经蒸发浓缩后，再经三塔精馏，获得纯度 上的乙酸乙酯产品。乙醛缩合法优点在于反应是在常压低温下进行，转化率和收率高，对设备要求不高，生产成本较酯化法低；缺点是受原料来源限制，仅适宜于乙醛资源丰富的地区，催化剂乙醇铝无法回收，最后通过加水生成氢氧化铝排放，对环境有一定污染。 乙醛缩合法在欧洲和日本是生产乙酸乙酯的主 流生产方法，在我国工业性生产厂很少。乙醛贮存运输不方便，一般都是自产自用，因此乙醛缩合法乙酸乙酯生产装置都是建在有乙醛生产的厂内。在冰醋酸价格高的地方，该法有很强的竞争优势。该法在国外已经大型化，在国内尚有催化剂和工程上的问题没解决，有待突破。该法的产品只能用于化工原料，不能用于食用香料，这是因为乙醛 及副产物无法除尽。 （ 3） 乙烯加成法 反应式：523322 O O 随着化学化工产业的迅速发展，炼油技术的不断提高，乙烯已经成为一种丰富的原料。 由于乙烯与乙酸直接加成反应生产乙酸乙酯利用丰富的乙烯原料，原料利用合理，来源广泛，价格低廉，生产成本较低，且对合成乙酸乙酯具有较高的产率与选择性，既是一种原子经济型反应，又是一种环境友好型反应。缺点是此催化体系对设备腐蚀严重，投资成本高。该工艺采用的催化剂主要有液体无机酸和有机磺酸类、分子筛类和杂多酸类催化剂。同时该工艺依赖于石化工业，需要有大量的乙烯资源，只能在乙烯和乙酸资源相对比较丰富而廉价的地区才可以考虑。石油价格的不断上涨，造成该工艺的劣势更加凸现，在中国这样自身石油储量及产量不高需要大量进口石油的 国家，如果盲目发展这一工艺生产乙酸乙酯缺乏战略考虑。 （ 4） 乙醇脱氢法 9 9 反应式：252323 2 O H 催化剂以乙醇为原料生产乙酸乙酯，传统工艺必须经过乙醇氧化脱氢为乙醛、乙醛氧化成乙酸、乙酸与乙醇酯化 3 个工段才能完成。乙醇脱氢法则只用乙醇一种原料，经过单一催化剂脱氢后直接得到乙酸乙酯，因此，这种方法也简称一步法，以区别于传统的三工段工艺。乙醇脱氢法总反应实际上也是经过 3 个步骤完成的。具体的反应机理有两种，一种是 “脱氢歧化酯化 ”机理，另一种是 “半缩醛 ”机理，即三个步骤分别为乙醇脱氢为乙醛、乙醇与乙醛反应生成半缩醛、半缩醛脱氢为乙酸乙酯。 20 世纪 90 年代初清华大学化学系首先对此工艺进行研究，开发出催化剂获得了国家专利。 1996 年西南化工研究院也开始进行乙醇脱氢法生产乙酸乙酯的研究，目前还在进行工业试验，取得了不小的进展。英国 程公司于 20 世纪 90 年代研究乙醇脱氢法生产乙酸乙酯，同时已经在南非建成第一家工业化生产工厂。 该工艺的关键问题在于催化剂，根据反应历程，产物中有中间产物乙醛与乙酸，另外还有副产物 乙烯、丙酮、丁酮、 2于氢气对平衡的抑制及降低副反应要求，单程转化率只能控制在 60%70%。该工艺反应工段，但分离设备较多，流程较复杂，主要的副产物必须分离。 10 10 表 5 工艺方法 优点 缺点 酯化法 浓硫酸有酸性强、吸水性强、性能稳定、价廉等优点，而且溶于反应物料中，是均相催化反应，反应均匀，因而在全塔内都能进行催化反应。催化作用不受塔内温度限制，反应机理清楚，容易实现最优控制 设备腐蚀性大，浓硫酸易引起磺化、炭化和聚合等的副反应，产品纯度低，后处 理过程复杂，三废量大 乙醛缩合法 反应条件温和、原料消耗少、工艺简单、设备腐蚀小，国外工艺成熟，国内也取得重大进展 必须在乙醛的来源广泛区，催化剂处理上存在一定污染 乙醇脱氢法 原料利用上也较为的经济，可以副产氢气，没有腐蚀性 催化剂选择性较差，分离工段塔多，因而能耗比传统工艺还高，工艺不成熟 乙烯乙酸加成法 反应有较高的选择性和转化率 适合乙烯来源广的地区，乙烯价格上涨后，不利，工艺不成熟 11 11 第三章 工艺设计计算 计依据 乙酸乙酯生产设计任务书 计方案 对于乙酸乙酯的 生产既可以采用间歇式生产，也可以采用连续式生产。本次设计将根据自己的生产规模计算，对设计方案进行比较，得出合理的工艺设计流程。 艺计算及方案选择 歇釜进料 流量的计算 乙酸乙酯的产量 化学反应方程式： 243 3 2 3 2 3 2C H C O O H C H C H O H C H C O O C H C H H O浓 乙酸乙酯的相对分子质量为 88，所以要求的生产流量为 050113 酸的流量 乙酸采用工业二级品（含量 98%），乙酸与乙酸乙酯的物质的量比为 1:1，乙酸的转化率 x=料损失以 5%计， 则乙 酸的进料量 醇的流量 乙醇与乙酸的摩尔配比为 5： 1，则乙醇的进料量为 5 h 12 12 总物料量流量： F= 乙醇 =h 硫酸的流量：总物料的质量流量如下计算， W 总 = 乙 M 乙 +W 硫酸 = 因硫酸为 总流量的 1%，则 W 硫酸 =即可算其物质的量流量 F 硫酸 =8= 1 物料进料量表 . 名称 乙酸 丁醇 浓硫酸 流量 h 应体积及反应时间计算 当乙醇过量时，可视为对乙酸浓度为二级的反应，其反应速率方程2AA （ 当反应温度为 80，催化剂为硫酸时，反应速率常数k=因为乙醇大大过量，反应混合物密度视为恒定，等于 当乙酸转化率 x=51%，由间歇釜反应有： ()11(11)(02 o o AA ，则反应体积 3,00 ( 因装料系数为 实际 体积 13 13 9.5 要求每釜体积小于 5间歇釜需 2个，每釜体积 V= 连续性进料的计算 流量的计算 乙酸乙酯的产量 化学反应方程式： 243 3 2 3 2 3 2C H C O O H C H C H O H C H C O O C H C H H O浓 乙酸乙酯的相对分子质量为 88，所以要求的生产流量为 hk m 0 088 105 0 1 13 乙酸的流量 乙酸采用工业二级品（含量 98%），乙酸与乙酸丁酯的物质的量比为 1:1，乙酸的转化率 X=51%,物料损失以 5%计， 则乙酸的进料量 醇的流量 乙醇与乙酸的摩尔配比为 5： 1，则丁醇的进料量为 hk m o 乙醇 总物料量流量： F= hk m o 乙醇硫酸的流量：总物料的质量流量如下计算， W 总 = 乙 M 乙 +W 硫酸 = 因硫酸为总流量的 1%，则 W 硫酸 =即可算其物质的量流量 F 硫酸 =8= 14 14 表 2 物料进料量表 名称 乙酸 乙醇 浓硫酸 流量 h 反应体积及反应时间 计算 当乙醇过量时，可视为对乙酸浓度为二级的反应，其反应速率方程2AA （ 当反应温度为 80，催化剂为硫酸时，反应速率常数 k=15 应混合物密度视为恒定，等于 硫酸少量，忽略其影响， 对于连续式生产，若采用两釜串联 ，系统为定态流动，且对恒容系统，0不变， 0 变 22121101 )()( 2222121110ck 若采用两釜等温操作，则 21k代数解得 31 c 所以 32210100 装料系数为 实际体积 V=故采用一条的生产线生产即可，即两釜串联， 反应器的体积 应是外界向系统供热。 热设计 换热采用夹套加热，设夹套内的过热水蒸气由 140降到 110，温差为30。 蒸气的用量 忽略热损失，则水的用量为 12o p oQ m c T T 23 23 2a b T 5 112 9 . 1 6a J m o l K 3 1 21 4 . 4 9 1 0b J m o l K 6 1 32 . 0 2 2 1 0c J m o l K 12 4 1 3 3 8 3 39822 3 6 22 9 . 1 6 1 4 . 4 9 1 0 3 9 8 2 . 0 2 2 1 0 3 9 8 2 9 . 1 6 5 . 7 6 7 0 . 3 2 0 3 113 4 . 6 0 6 7 J m o l K 111 . 9 2 3 K J K g K 312 1 0 2 3 1 . 6 7 k g /1. 5879 2 3 4 1 3 33 1 0 . 4 36 9o T 24 24 第五章 设备设计及选型 应釜体及夹套的设计计算 筒体和封头的几何参数的确定 筒体和封头的型式 选择圆筒体， 椭圆形封头。 筒体和封头的直径 反应物料为液夜相类型，由表 H/ 考虑容器不是很大，故可取H/式 33 6 m反应釜内径的估算值应圆整到公称直径 列，故可取 1600 封头取相同内径，其直边高度 23 初选 0 定筒体高度 H 当 600 40 ， 由附表 123可查得椭圆形封头的容积为 V 封 = 米高的容积 =米封V H = 1680 则 H/ 1680/1600 取椭圆封头，其公称直径为 1600面高度为 400边高度为 40积为 25 25 套直径、高度的确 定 根据筒体的内径标准，经计算查取，选取 800的夹套。夹套封头也采用椭圆形并与夹套筒体取相同直径 。 夹套高度 2H 米封1 ,式中为装料系数， = ，代入上式： 1100 体及夹套厚度的计算 设备材料 根据设备的工作条件，可选择 作为釜体及夹套材料，由附表 62查 得所选材料许用应力为： 100 = 113 设备的壁厚计算 釜体筒体壁厚计算 内压设计计算 根据工作条件，可选取 P=设计内压。 根据式（ 102筒体的设计厚度： 2t i2 中： d 圆筒设计厚度， 圆筒内径 ， P 内压设计压力， 焊接接头系数，考虑到夹套的焊接取 10）； 26 26 腐蚀裕量，取 2 t 材料许用应力： 100 = 113 考虑到钢板负偏差，初选 0.6 表 10）。 所以，内压计算筒体壁厚： 外压设计计算 按承受 外压设计 设筒体的设计壁厚 = 7 并决定 L/ 之值： 筒体外径， 2d =1600 +27 =1614 L 筒体计算长 度， L = 31h = 1400+31400 =1533 h 为封头的曲面高度），则： L/ 16141533 = 71614 230， 由图 10查得 A = 图 10差得 B = 65 则许用外压为： P = 7161465 = 可见， = 7 足 压稳定要求，考虑壁厚附加量 C = 2 = 2.6 ，筒体壁厚 n = + C = 7 + 9.6 圆整到标准钢板规格， n 取 10 综合外压与内压的设计计算，釜体的筒体壁厚为 10计算校核，满足设备安全要求。 体封头壁厚计算 按内压计算： S 封 = i 2 1600 27 27 = t = 113C = = 代入得 S 封 = 因为釜体的筒体 S 筒釜 = 10虑到封头与筒体的焊接方便，取封头与筒体厚S 封头 = 10采用图解法外压校核，由于 P ，外压稳定安全，故用 S 封筒 = 10 套筒体壁厚设计计算 根据式 （ 102 筒体的设计厚度： d = t i2+ 80 + 2 4.5 虑到钢板负偏差，初选 0.6 故夹套筒体的厚度为 整到标准系列取 6 校核，设备稳定安全。 套封头壁厚设计与选择 S 封夹 = 2 夹 S 封 夹 =2 0 + 5.1 圆整到规格钢板厚度， S 封夹 = 6夹套筒体的壁厚相同，这样便于焊接。经校核，设备稳定安全符合要求。 据附表 122可查取到夹套封头尺寸： 公称直径： 1800面高度： 450边高度： 40 28 28 应釜设计参数 表 4 夹套反应釜的相关参数 项目 釜 体 夹 套 公称直径 DN/600 1800 公称压力 度 /680 1200 筒体壁厚 /0 6 封头壁厚 /0 6 拌器设计 拌器的形式选择 根据工作条件，由于物料的黏度不大，考虑到物料的流动、搅拌目的及转速要求，选择搅拌器的形式为：双叶螺旋桨式，桨叶直径为 800 搅拌器转速 n：根据相关的工艺经验数据，选择 n = 100 动功率 P： 搅拌的雷诺数 e 则： 353 （ ） 电机功率 本设计中考虑传动效 率为 90%，则： P 电 = P/ 速器的选择 根据以上计算，并查取文献，选用 减速器，其出轴转速为 29 29 100用。 电动机的选择 选用电动机的型号为： 拌轴直径的设计计算 搅拌轴材料：选用 取其 =16 为轴材料的许用切应力，单位： 于 12 20 搅拌轴强度计算 d 3416100 365 33 圆整，取 d = 40 拌轴刚度计算 d 4 （式中 为轴的许用扭转角 (/m)，对于一般的传动，可取 )，本设计中物料黏度不大，取为 经计算比较，轴径为 40足强度、刚度要求，故选择搅拌轴径为 40 支座的选定 ：（以下参考书 3） 因发应釜需外加保温，故选 反应釜总重 Q = 中： 筒体与夹套筒体总重 封头 与夹套封头总重 料液重，按水压试验时充满水计 附件重，人孔重 900N，其它接管和保温层按 1000N 计 故： Q = 12357 + 4690 + 53057 + 1900 = 72004N 30 30 按两个支座承载计，每个支座承载 36002N 由表 11 选： 支座 B/T 4735孔 C：选用长圆型回转盖快开人孔 人孔 400300 79管及其法兰选择 水蒸气进口管： 1084， L=20010 号钢 法兰： 0592却水出口管： 57L=150 缝钢管 法兰： 0592料管： 乙酸进料管 0 0 0 0 01 0 4 v 管径 根据管子规格圆整选用 的无缝钢管， L=150兰： 0592醇醇进料管 管径 根据管子规格圆整选用 418 的无缝钢管， L=200兰： 0592硫酸进料管 31 31 管径 根据管 子规格圆整选用 418 的无缝钢管， L=100兰： 0592料管：出料总质量流量 k g / 0 9硫酸乙醇乙醇 kg/ ，则体积流量为 s/得，因进料黏度低，选取管道中流速 m/u 则管径 1 8 d 根据规格选取 57 无缝钢管。 法兰： 0592度计接管： 45L=100缝钢管 法兰： 0592凝气体排出管： 32L=100 缝钢管 法兰： 0592料管： 57L=200 缝钢管 法兰： 0592料管套管： 1084， L=200 10 号钢 法兰： 0592 32 32 参考文献： 1陈甘棠主编化学反应工程第三版 化学工业出版社， 2009 2陈国桓主编 化工机械基础第二版 . 化学工业出版社， 2007 3周大军、揭嘉主编 . 化工工艺制图 2005 4匡国柱 ,史启才编 . 化工单元过程及设备课程设计 M. 北京 : 化学工业出版社 , 2005. 5柴诚敬编 . 化工原理 M. 北京 : 高等教育 出版社 , 2000. 6管国锋 ,赵汝编 .化工原理 M. 北京 : 化学工业出版社 , 2008. 7朱有庭 , 曲文海编 . 化工设备设计手册 M. 化学工业出版社 , 2004. 8实用化学手册科学出版社 9姚玉英主编化工原理修订版 2006 10印永嘉等主编物理化学简明教程 等教育出版社， 2007 11丁伯民 , 黄正林编 . 化工容器 M. 化学工业出版社 . 2003. 12王凯 , 虞军编 . 搅拌设备 M. 北京 : 化学工业出版社 . 2003. 13郑津洋等编过程设备设计