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1、武昌理工学院课程设计说明书生命科学学院所属课程 化学反应工程 设计题目 年产5005t乙酸乙酯间隙釜式反应器的设计 专业 班级 学生姓名 朱超 设计组别 指导教师 薛永萍，刘阳 武昌理工学院生命科学学院印制摘 要本选题为年产量为年产5005t的反应器的设计。通过分别对连续釜式反应器和间隙釜式反应器的体积计算，和综合其他因素，得出最佳的反应器-间隙釜式反应器。 由物料衡算、热量衡算，得出反应器体积为、换热量为。设备设计结果表明，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
2、。搅拌器的形式为圆盘式搅拌器，搅拌轴直径75mm。乙酸乙酯是重要的化工原料，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。它的产量，代表着一个国家生产水平的高低。合成乙酸乙酯对合成其他物质起到抛砖引玉的作用。对此次的程序设计，乙酸乙酯采用的是酯化反应。酯化反应是有机工业中较成熟的一个工艺。尽管现在研制出不同的催化剂合成新工艺，但设计以硫酸作为催化剂的传统工艺是很有必要的。由于反应器要有足够的机械强度，抗腐蚀能力，本课程设计采用的是夹套式反应釜。通过给定设计的主要工艺参数和条件，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。在此基础上绘制了
3、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; 工艺流程图；物料衡算; 热量衡算; 壁厚设计Abstract The design for the annual output of reactor with an annual output of 5005t this topic. Based on the continuous stirred tank reactor and gap reactor volume calculation, and other factors, the reactor - gap reactor best. From the mate
4、rial balance, heat balance, the reactor volume of 8.08 cubic meters, heat transfer for the 6.5106 kJ per hour. The results showed that the characteristics of equipment design, size of the reactor for high 3350mm, diameter 3000mm; feature size jacket for high 2570mm, 3200mm diameter. Also on the towe
5、r body of the auxiliary equipment design, heat transfer is through the jacket and the inner cooling pipe joint action completed. A form for disc type stirrer, the stirring shaft diameter 75mm. Ethyl acetate is an important chemical raw material, extraction agent can be used as textile industrial cle
6、aning agents and natural spices, but also an important raw material for pharmaceutical industry and organic synthesis. Its production, represents a countrys production level. Synthesis of ethyl acetate to play the role of other synthetic materials. Program design of this, ethyl acetate is used in es
7、terification reaction. Esterification is a relatively mature technology of organic industry. Although now developed a new catalyst for the synthesis of different processes, but the design with sulfuric acid as catalyst in the traditional process is very necessary. Because the reactor should have suf
8、ficient mechanical strength, corrosion resistance, the curriculum design is jacketed reactor. The main process parameters given design and conditions, comprehensive and systematic application of chemical theory and calculation of chemical engineering knowledge, to complete the process design and equ
9、ipment for reactor. On the basis of drawing the batch reactor equipment diagram, process flow diagram and the overall process.Keywords: batch reactor; process flow diagram; material balance; heat balance; the design of wall thickness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
10、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
11、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。目 录摘 要IAbstractII前 言
12、III第1章 课程设计任务书1第2章 概 述3第 3 章 工艺设计计算43.1 设计依据43.2. 设计方案43.3 工艺计算及方案选择43.3.1 间歇釜进料43.1.2 乙酸乙酯的产量43.1.3 乙酸的流量43.1.4 乙醇的流量53.1.5 反应体积及反应时间计算53.2 连续性进料的计算63.2.2 乙酸的流量63.2.3 乙醇的流量63.2.6 反应体积及反应时间计算73.3 设计方案的选择8第4章 热量核算94.1工艺流程94.2物料衡算94.3能量衡算94.3.1热量衡算总式94.3.2每摩尔各种物值在不同条件下的值104.3.3各种气象物质的参数如下表114.3.4每摩尔物质
13、在100下的焓值114.3.5总能量衡算124.4换热设计13水蒸气的用量134.5传热面积校核14第 5 章 设备设计与选型155.1 反应釜体及夹套的设计计算155.1.1筒体和封头的几何参数的确定155.1.3 筒体和封头的直径155.1.4 确定筒体高度H155.1.5夹套直径、高度的确定165.2釜体及夹套厚度的计算165.2.1设备材料165.1.2 设备的壁厚计算165.1.3 釜体筒体壁厚计算165.1.4 内压设计计算165.1.5 外压设计计算175.1.6 釜体封头壁厚计算175.1.7 夹套筒体壁厚设计计算185.1.8夹套封头壁厚设计与选择185.1.9 反应釜设计参
14、数195.2 搅拌器设计195.2.1 搅拌器的形式选择195.2.4 电机功率195.2.5 减速器的选择205.2.6 电动机的选择205.3搅拌轴直径的设计计算205.3.2 搅拌轴强度计算205.3.3 搅拌轴刚度计算205.4夹套式反应釜附属装置的确定215.4.4 接管及其法兰选择21第6章反应釜釜体及夹套的压力试验246.1釜体的水压试验246.1.1水压试验压力的确定246.1.2水压试验的强度校核246.1.3压力表的量程、水温246.1.4水压试验的操作过程246.2夹套的液压试验256.2.1水压试验压力的确定256.2.2水压试验的强度校核256.2.3压力表的量程、水温256.2.4水压试验的操作过程25第7章 支座的选择26第8章 工艺流程图27参考文献27附 录28总 结30致 谢31第1章 课程设计任务书一、设计项目年产5005吨乙酸乙酯的反应器的设计 二、设计条件1、 生产规模：（5000+学号） 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：（50+学号）%（110号）；（40+学号）%（1120号）（30+学号）%（2130号）；（20+学
