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1、 设计任务书一、设计项目年产5022吨乙酸乙酯的反应器的设计 二、设计条件1、 生产规模：5022吨/年2、 生产时间：连续生产8000小时/年，间隙生产6000小时/年3、 物料损耗：按5%计算4、乙酸的转化率：52%三、反应条件反应在等温下进行，反应温度为80，以少量浓硫酸为催化剂，硫酸量为总物料量的1%，当乙醇过量时，其动力学方程为： rA=kCA2。A为乙酸，采用配比为乙酸：乙醇=1：5（摩尔比），反应物料密度为0.85/l，反应速度常数k为15.00L/（kmolmin）四、设计要求1、 设计方案比较 对所有的设计方案进行比较，最后确定本次设计的设计方案。 2、 反应部分的流程设计（
2、画出反应部分的流程图）（需根据计算结果进行比较做改 动）3、反应器的工艺设计计算生产线数，反应器个数，单个反应器体积。 4、搅拌器的设计对搅拌器进行选型和设计计算。 5、设计计算说明书内容 设计任务书； 目录； 前言（对设计产品的理化性能，国内外发展概况，应用价值及其前景等方面进行介绍）设计方案比较；(合成工艺介绍，通过分析各种工艺优缺点，得到本设计选用的合成工艺流程)工艺流程图设计； 反应器的设计；车间设备布置设计；（主要设备的布置）环境保护；设计总结； 参考资料。6、绘制主要设备的装配图。 用A1图纸绘制主要设备装配图（图面应包括设备主视图、局部视图等，并配备明细表、管口表、技术性能表、技
3、术要求等），要求采用CAD制图。 指导老师：薛永萍，刘阳 2013年12月23日摘 要 乙酸乙酯是一类重要的有机溶剂。纯净的乙酸乙酯是一种无色透明的、具有刺激性气味的液体，是一类重要的有机化工基本原料，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。目前，我国采用传统的方法制备,即以乙酸和乙醇为原料，浓硫酸为催化剂直接催化合成乙酸乙酯。由于催化剂浓硫酸的使用，反应易生成副产物乙烯，反应应在控制好温度的同时，一方面加入过量的乙醇，另一方面在反应过程中不断蒸出生成的产物和水，促进平衡向生成酯的方向移动。 本选题为年产量为5022吨乙酸乙酯的反应器
4、的设计，选择温度为80,采用乙酸：乙醇=1：5（摩尔比），乙酸转化率52%，通过对工业生产中的物料衡算，热量衡算和合成工艺的设备等方面的计算，选择采用间歇釜式反应器并对其进行计算。经过计算,夹套筒体高度为1380mm，内径为1750mm，釜体高度为1940mm，公称直径为1600mm。搅拌器的形式为圆盘式搅拌器，搅拌轴直径800mm，电机功率为1.44KW。最后根据这些计算结果为工业设计提供较为详尽的数据与图纸。本项目设计的结果具有一定的市场运用价值，可以指导社会工业化的生产。关键词：乙酸乙酯；酯化法；工艺设计；衡算；间歇式反应器ABSTRACTEthyl acetate is an impo
5、rtant organic solvent. Pure ethyl acetate ,which is a colorless and transparent liquid with a pungent odor, is a kind of important organic solvent and organic chemical raw material, and is widely used for cellulose acetate, ethyl cellulose, chlorinated rubber, vinyl resin, cellulose acetate resin, s
6、ynthetic rubber, and the production process of paints and varnishes. At present, our country use the traditional method namely using acetic acid and ethanol as raw materials, concentrated sulfuric acid as catalyst to prepare for synthesis of ethyl acetate directly. Due to the use of concentrated sul
7、furic acid, the reaction is easily to product ethylene as a by-products , so the reaction should be in good control of temperature ,at the same time, add an excess of ethanol on the one hand, and steam out the produced products and water on the other hand, so as to facilitate the balance towards the
8、 produce of ester direction . The design of this topic is for the reactor of ethyl acetate which annual output is 5022 tons , choosing the temperature of 80 , using acetic acid: alcohol =1:5 (molar ratio), the conversion rate of acetic acid is 52%, Based on the calculation of the material balance in
9、 the industrial production, heat balance and synthesis process equipment and so on, we choose to select batch reactor and calculate it. Through calculation, the sleeve body height is 1380mm, the inner diameter is 1750mm, the body height is 1940mm, the nominal diameter diameter is 1600mm. The form of
10、 the agitator is disc type agitator, the stirring shaft diameter is 800mm,the motor power is 1.44KW.Finally, according to the results of the simulation, we provide more detailed data and drawings for industrial design.The result of the project designed has a certain value in market, and it can guide
11、 the social industrial production.Key Words：Ethyl acetate; Esterification method; Process design; Balance calculation; Batch reactor 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
12、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：夹套式反应釜具有以下特点：1、温度容易控制。2、浓度容易控制。3、传质和传热良好。4、设备使用寿命长。产品乙酸乙酯简介： 无色澄清液体，有强烈的醚似的气味，清灵、微带果香的酒香，易扩散，不持久。分子量 88.11，沸点：77.2 ，微溶于水，溶于醇、醚等多数有机溶剂.通过给定设计的主要工艺参数和条件，
13、综合系统地应用化工理论及化工计算知识，完成对反应釜的工艺设计和设备设计。 目 录第1章 设计方案的比较- 1 -1.1设计依据- 1 -1.2 设计方案- 2 -1.3 间歇釜进料- 2 -1.3.1 流量的计算- 2 -1.3.2 反应体积及反应时间计算- 3 -1.4 连续性进料的计算- 3 -1.4.1 流量的计算- 3 -1.4.2 反应体积及反应时间计算- 4 -1.4.3 反应时间- 5 -1.5设计方案的选择- 5 -1.6 工艺流程图- 5 -第2章 热量衡算- 6 -2.1工艺流程- 6 -2.2热量衡算- 6 -2.2.1各物质的热容计算- 6 -2.2.2各物质在的焓值-
14、 8 -2.2.3热量衡算- 9 -2.3换热设计- 9 -2.4水的用量计算- 10 -第3章 反应釜体及夹套的设计计算- 11 -3.1 筒体和封头的几何参数的确定- 11 -3.1.1 筒体和封头的型式 - 11 -3.1.2 筒体和封头的直径- 11 -3.1.3 确定筒体高度H- 11 -3.1.4 夹套直径、高度的确定- 11 -3.2 釜体及夹套厚度的计算- 12 -3.2.1设备材料- 12 -3.2.2 内压设计计算- 12 -3.2.3 外压设计计算- 12 -3.2.4 釜体封头壁厚计算- 13 -3.2.5 夹套筒体壁厚设计计算- 13 -3.2.6 夹套封头壁厚设计与
15、选择- 13 -3.2.7. 反应釜设计参数- 14 -3.3 夹套式反应釜附属装置的确定- 14 -3.3.1支座的选定- 14 -3.3.2反应釜总重 - 14 -3.3.3 人孔- 14 -3.3.4 进口管选择- 14 -3.3.5 进料管计算和选择- 15 -3.3.6出料管计算- 15 -3.3.7 温度计接管- 16 -3.3.8 不凝气体排出管- 16 -3.3.9 压料管- 16 -第4章 搅拌器设计- 17 -4.1 搅拌器的形式选择- 17 -4.2 搅拌器转速- 17 -4.3 功率计算- 17 -4.3.1传动功率- 17 -4.3.2 电机功率- 17 -4.4 减速器的选择- 17 -4.5 电动机的选择- 17 -4.6
