连续搅拌釜式反应器设计.doc

学院：化工学院专业：化学工程与工艺目录一、设计任务-1-二、拟定反映器及各种条件-1-三、反映釜相关数据的计算-1-1.体积-1-2.内筒的高度和内径-2-3.内筒的壁厚-2-四、夹套的计算-3-1.夹套的内径和高度-3-2.夹套壁厚-3-五、换热计算-3-1.所需的换热面积-3-2.实际换热面积-4-3.冷却水流量-4-六、搅拌器的选择-4-七、设计结果一览表-5-八、参考文献-5-一、设计任务某工段需要天天生产8吨乙酸丁酯。以乙酸和丁醇为原料，规定乙酸的转化率大于等于50%.其中原料中乙酸的浓度。设计一反映器以达成规定。二、拟定反映器及各种条件选用连续釜式反映器（CSTR），选用螺旋导流板夹套，取，查文献资料得：可取反映温度为100℃，反映动力学方程为（A为乙酸）搅拌釜内的操作压力为；夹套内为冷却水，入口温度为30℃，出口温度为40℃，工作压力;反映方程为：三、反映釜相关数据的计算1.体积由于该反映为液相反映，物料的密度变化很小，故可近似认为是恒容过程。原料解决量：反映器出料口物料浓度：反映釜内的反映速率：空时：理论体积：取装填系数为0.75，则反映釜的实际体积为：2.内筒的高度和内径由于此反映为液—液反映，故而取筒体内径圆整并查《化工机械基础》附录12，选取筒体直径查得此时1m高的容积为，1m高的表面积为查得当时，椭圆形封头曲面高度，直边高度，内表面积，容积筒体高度圆整为2.1m因此在1~1.3的范围内，故而设计合理3.内筒的壁厚由于反映液有腐蚀性，故而选用Q235-A为筒体材料；内筒受外压大于内压，故为外压容器；查得100℃时Q235-A材料的弹性模量取有效壁厚，负偏差，腐蚀浴度故名义厚度外径临界长度为短圆筒临界压力由于故设计合理四、夹套的计算1.夹套的内径和高度由于，所以由于查《化工机械基础》附录中无1700mm公称直径，故而取夹套高度圆整为2.夹套壁厚夹套为内压容器；同内筒同样，选用Q235-A为夹套材料；查得在30℃~70℃范围内许用应力设计压力取所以：计算壁厚圆整为设计壁厚名义壁厚即：夹套壁厚为3.45mm五、换热计算1.所需的换热面积查得此反映的反映热所以热负荷由于本次反映传热为一边为恒温的传热，故：依经验取所以理论所需换热面积考虑15%的面积浴度，2.实际换热面积由此可见此反映釜的换热面积足够。3.冷却水流量冷却水的定性温度查得此时比热容为因此冷却水的流量为由此可见：反映放热较少，所需的冷却水的量也比较少。六、搅拌器的选择由查《化工设计》相关反映釜的技术指标可得：选择的搅拌器功率为5.5KW，搅拌轴的公称直径为95mm设计结果一览表反映器类型CSTR实际体积（m3）4.794内筒直径（mm）1600内筒高度（m）2.1内壁材料Q235-A夹套直径（mm）1800夹套高度（m）1.6内筒壁厚（mm）7.8夹套壁厚（mm）3.45所需换热面积（m2）1.71实际换热面积（m2）11.01冷却水流量（L/s）0.15换热系数（W/(m2·℃）50