【强烈推荐】年产5005t乙酸乙酯间隙釜式反应器的设计毕业论文
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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。
化工设备机械基础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。
1 设计任务及条件1.1设计任务及条件乙酸乙酯酯化反应的化学式为:CH3COOH+C2H5OH=====CH3COOC2H5+H2OA B R S1、原料中反应组分的质量比为:A:B:S=1:2:1.35,反应液的密度为1020Kg/m3,并假定在反应过程中不变。
生产时间:连续生产8000小时/年,间隙生产6000小时/年。
釜式反应器的设计釜式反应器是一种广泛应用于化学反应过程中的设备,其设计需要考虑多种因素,如反应物的性质、反应温度、反应压力、设备的材料等。
本文将介绍釜式反应器设计的基本原则和主要结构。
1. 引言釜式反应器是一种用于化学反应的设备,其结构简单,操作方便,适用范围广泛。
在化工、石油、制药等领域中,釜式反应器被广泛应用于各种化学反应过程。
然而,釜式反应器的设计需要充分考虑反应过程的特点和反应物的性质,以确保反应的稳定进行和设备的安全使用。
2. 釜式反应器设计的基本原则釜式反应器的设计应遵循以下基本原则:2.1 容积效率为提高设备的利用率和生产效率,釜式反应器的容积应适当。
过小的容积会导致反应物浓度过高,影响反应的进行和产品的质量;过大的容积则会导致反应物浓度过低,增加设备的投资和维护成本。
2.2 传质速率在化学反应过程中,反应物和产物的浓度分布会对反应速率产生影响。
因此,釜式反应器的设计应考虑传质速率,以促进反应物和产物在设备内的均匀分布。
2.3 温度控制化学反应的速度通常与温度密切相关。
在某些反应过程中,微小的温度变化可能会导致反应速度的显著变化。
因此,釜式反应器的设计应考虑温度控制,以确保反应在预设的温度范围内进行。
2.4 压力控制在某些反应过程中,压力的变化会对反应的进行和产品的质量产生重要影响。
因此,釜式反应器的设计应考虑压力控制,以保持设备内的压力稳定。
3. 釜式反应器的结构釜式反应器的主要结构包括釜底、釜壁、进料口、出料口、排污口等。
以下是各部分的设计原理和选型依据:3.1 釜底釜底是釜式反应器的底部,其设计应考虑以下因素:3.1.1支撑性:釜底应具有足够的支撑力,以承受反应过程中产生的压力和设备自重。
3.1.2 耐腐蚀性:应根据反应介质的性质选择合适的材料,以抵抗化学腐蚀。
3.1.3 排放口:应在釜底设置排放口,以便排放反应过程中产生的废液和废物。
3.2 釜壁釜壁是釜式反应器的主体部分,其设计应考虑以下因素:3.2.1耐压性:釜壁应具有足够的耐压性,以承受反应过程中产生的压力和设备内外的温差应力。
毕业设计(论文)设计(论文)题目:5万吨/年乙酸乙酯生产工艺设计学院名称:化学工程学院专业:化学工程与工艺班级:07-1摘要乙酸乙酯是一种重要的化工溶剂。
乙酸乙酯在涂料、粘合剂、制药和油墨等领域的应用十分广泛,其合成过程也受到广泛重视。
传统的乙酸乙酯合成工艺为酯化法,即乙酸和乙醇在浓硫酸的催化作用下直接合成乙酸乙酯。
乙醛缩合法、乙醇脱氢法、醋酸∕乙烯加成法等是近年来开发的新技术[1],相对于传统的合成工艺,乙醛缩合法、乙醇脱氢法、醋酸∕乙烯加成法因其热力学上的有利性和经济上的合理性,被许多中外企业所采用。
但基于国情及各方面的因素考虑,本论文采用乙醇脱氢法生产乙酸乙酯,并用了ASPEN模拟进行了物料和热量衡算。
关键词:乙酸乙酯;乙醇脱氢法;工艺设计;ASPEN模拟;衡算ABSTRACTEthyl acetate (EA) is an important chemical solvent. EA is widly used in applications of coatings, adhesives, pharmaceuticals and printing ink and its synthesis meyhod has get a lot of interests. The traditional synthesis method of EA is esterification, in which EA was made by direct esterification of ethanol and acetic acid with a sulphuric acid catalyst.Aldehyde condensation, dehydrogenation of ethanol and acetate/ethylene addition reaction are the new technologies developed in recent years. Compared with the traditional synthesis, these new methods have adopted by many Chinese and foreign enterprises because of its favorable thermodynamic and economic rationality. However,based on national conditions and taking into consideration various aspects, this thesis used Ethanol dehydrogenation was to produce ethyl acetate. ASPEN simulation is carried out to calculate the material and heat balance.Key Words:Ethyl acetateReactive Ethanol dehydrogenation was; Process design; ASPEN simulation; Balance calculation目录1 项目总论 (1)1.1项目意义 (1)1.2建设规模 (1)1.3厂区及生产概况 (2)2 市场分析 (3)2.1产品的性质与用途 (3)2.1.1 物化特性 (3)2.1.2 主要用途 (3)2.2国、内外产业状况 (4)2.2.1 国外生产状况及发展动向 (4)2.2.2 国内生产状况及发展动向 (5)2.3产品的市场需求预测 (7)2.3.1 进出口情况 (7)2.3.2 消费现状及发展前景 (9)3 厂址的选择及布置 (10)3.1厂址选择原则 (10)3.2选择原因 (10)3.2.1 原料来源方便 (10)3.2.2 地理位置优越 (10)3.2.3 交通发达 (11)3.2.4 社会经济效益 (11)3.3厂区概况 (11)3.3.2 厂址地区的自然条件 (12)3.3.3 厂址地区的交通运输条件 (13)3.3.4 基础设施建设 (14)3.4厂址布置 (15)3.4.1 厂区概况 (15)4 工艺设计方案 (16)4.1概述 (16)4.1.1 生产规模 (16)4.1.2 原料 (16)4.1.3 产品规格 (16)4.2工艺设计方案 (16)4.2.1原料路线确定的原则和依据 (16)4.3工艺方案设计及说明 (19)4.3.1流程简介 (19)4.4物料衡算 (20)4.4.1 衡算原理 (20)4.5热量衡算 (25)4.5.1衡算原理 (25)4.6典型设备设计及选型 (27)4.6.1换热器计算说明书 (27)4.6.2 脱氢缩合反应器参数说明 (31)4.6.3 设备一览表 (32)5 公用工程和辅助设施方案 (34)5.1总图运输 (34)5.1.1 总平面布置 (34)1、总平面布置原则 (34)5.1.2工厂运输 (35)5.1.3工厂绿化 (35)5.1.4 排渣 (35)5.2给排水 (35)5.2.1 概述 (35)5.2.2 工厂给水 (36)5.2.3 工厂排水 (36)5.2.4 污水处理 (36)5.3供电与电讯 (36)5.3.1 供电 (36)5.3.2 电信 (37)5.4通风及空气调节 (37)5.4.1 通风及空调设置的原则 (37)5.4.2 采暖、通风及空调方案 (38)5.5化验室 (38)5.6维修 (38)5.6.1 机修 (38)5.6.2 电修 (38)5.6.3 仪表修理 (38)5.7仓库 (38)5.8土建 (39)6 总结 (40)致谢 (41)参考文献 (42)1 项目总论1.1项目意义本项目为年产5万吨的乙酸乙酯工厂,利用来自宁波化工园区提供的乙醇来生产乙酸乙酯产品。
化工工艺设计课程设计任务书
设计任务:年产××吨乙酸乙酯生产工艺设计
年产量:1200吨+ 10×学号后两位
生产时间:间歇生产,每年300天,每天8小时
产品规格:产品纯度99%
具体的生产方案选择及生产流程自行确定
设计要求:
1.编制设计说明书,其内容主要包括:
一概述:所设计的产品的性能、用途、在国民经济及人民生活中的重要性;产品的市场需求;产品生产方法、规格及特点
二生产方案和工艺流程确定
三生产流程简述:叙述生产过程,写出反应方程式,说明工艺操作条件,如温度、压力、流量等;说明原料的储存方式;说明流程中的控制方案等四工艺计算书:1.计算基准2. 物料衡算3.热量衡算
五设备的设计计算与选型:非标设备设计计算,标准设备计算选型
六车间布置
七参考文献
八附工程图纸
2.绘制物料流程图1张,A2图纸
3.绘制带控制点的工艺流程图1张,A2图纸。
年产5005t乙酸乙酯间隙釜式反应器的设计课程设计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308.8m 、换热量为66.510/h KJ 。
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。
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AbstractThe 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 material balance, heat balance, the reactor volume of 8.08 cubic meters, heat transfer for the 6.5×106 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 tower 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 cleaning agents and natural spices, but also an important raw material for pharmaceutical industry and organic synthesis. Its production, represents a country's production level. Synthesis of ethyl acetate to play the role of other synthetic materials. Program design of this, ethyl acetate is used in esterification 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 sufficient 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 equipment 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复杂性,学习初次尝试反应釜机械设计。
最新精品文档,知识共享!摘要本次设计的搅拌设备是PP聚合釜,聚合釜的结构采用夹套式。
内筒介质为PP、设计压力为1.5MPa;夹套内介质为导热油、设计压力为0.3MPa;主体材质为16MnR;搅拌速度为130r/min。
操作时夹套内的油冷却内筒的物料。
设计方法采用压力容器的常规设计方法,遵循《化工设备》要求,按照GB150-98《钢制压力容器》等技术法规执行,设计内容主要包括设计方案的选择;釜体(内筒和夹套)强度、结构的设计、校核和水压试验;搅拌装置设计与校核;传热装置设计、传动装置设计以及反应釜其他零部件设计等。
聚合釜作为反应容器的一种,其应用前景广泛,尤其是在石油与化工行业中更是得到了广泛的应用。
本次设计的聚合釜混合性能好、能耗低、结构简单、紧凑,占用空间及作业面积较小、操作维修方便、易于使物料形成轴向流型并在彼此之间相互分散,能增大不同物相间的接触面积,大大加快传热和传质过程,能保证石油化工行业连续不间断的生产要求。
关键词:反应釜;聚合釜;搅拌设备;传热装置;最新精品文档,知识共享!AbstractThe design involves the mixing equipment is naphthalene polymerization reactor, polymerization reactor structure with jacket. Naphthalene medium within the tube, the design pressure of 1.5MPa; folder comprising a medium for the oil, the design pressure is 0.3MPa; the main material for the 16MnR; stirring speed 130r/min. Operation, the oil cooling kit folder within the tube material. Pressure vessel design using conventional design methods, follow the "chemical device" requirement, according to GB150-98 "steel pressure vessel" and the implementation of technical regulations, design mainly includes design of the program of choice; kettle body (inner tube and jacket) strength, structural design, check and pressure test; agitator design and verification; heat transfer equipment design, transmission design, and reactor design of other components.Polymerization reactor as a reaction vessel, its wide usage, especially in the oil and chemical industry is widely applied. The design of the polymerization reactor well mixed performance, low energy consumption, simple structure, compact, space and operating smaller, easy maintenance, easy to form axial flow of materials and with each other dispersed in, can increase the The contact area between phases of different materials, greatly speeding up the process of heat and mass transfer, to ensure uninterrupted oil-chemical industry production requirements.Key words:Reactor; polymerization reactor; mixing equipment; heat transfer devices;最新精品文档,知识共享!目录第1章绪论 (3)第2章设计方案的选择及设计参数的确定 (7)2.1 搅拌反应釜类型的选择 (7)2.2 设计参数的确定 (8)2.2.1 设计压力的确定 (8)2.2.2 设计温度的确定 (9)2.2.3 釜体材料的选择 (9)第3章反应釜的结构设计 (11)3.1 釜体的选型及尺寸确定 (11)3.1.1 釜体材料及结构型式的选择 (11)3.1.2 釜体直径及高度计算 (11)3.1.3 釜体厚度计算 (13)3.2 封头的选型及尺寸确定 (15)3.2.1 封头材料及结构型式的选择 (15)3.2.2 封头的厚度计算 (16)第4章反应釜的传热装置 (19)4.1 传热装置的类型及选择 (19)4.2 传热装置的尺寸计算 (20)4.2.1 夹套直径及高度的选择 (20)4.2.2 夹套筒体厚度的计算 (20)4.2.3 夹套封头厚度的计算 (21)第5章反应釜的传动装置 (22)5.1 传动方式 (22)5.1.1 电机的选用 (22)5.1.2 减速机的选用 (23)5.2 传动方式的机座 (23)第6章反应釜的搅拌装置 (25)最新精品文档,知识共享!6.1 搅拌器的类型及选择 (25)6.2 搅拌功率的计算 (26)6.3 搅拌轴的校核 (27)6.3.1 搅拌轴材料的选择 (27)6.3.2 搅拌轴的强度校核 (27)6.3.3 搅拌轴的刚度校核 (28)第7章反应釜的密封与其他附件 (30)7.1 反应釜的密封装置 (30)7.2 设备的支座 (32)7.3 联轴器的选用 (32)7.4 法兰的选用及校核 (33)7.5 容器的开孔与补强 (36)7.5.1 开孔补强的设计与补强结构 (36)7.5.2 开孔补强的计算 (40)参考文献 (44)致谢 (46)最新精品文档,知识共享!第1章绪论在生产实践中,许多化工生产过程都需要反应设备,广泛应用于物料混合、溶解、传热、制备悬浮液、聚合反应和制备催化剂等生产过程。
1绪论1.1 乙酸乙酯概述1.1.1 乙酸乙酯的简介乙酸乙酯(EA),又名醋酸乙酯,英文名称:Ethyl acetate。
分子式为:C2H8O4。
它是一种无色透明具有流动性并且是易挥发的可燃性液体[1],呈强烈清凉菠萝香气和葡萄酒香味。
乙酸乙酯能很好的溶于乙醇、氯仿、乙醚、甘油、丙二醇、和大多数非挥发性油等有机溶剂中,稍溶于水(25℃时,1mL乙酸乙酯可溶于10mL水中),而且在碱性溶液中易水解成乙酸和乙醇。
水分能使其缓慢分解而呈酸性。
乙酸乙酯与水和乙醇皆能形成二元共沸混合物,与水形成的共沸混合物沸点为70.4℃,其中含水量为6.1%(质量分数)。
与乙醇形成的共沸混合物的沸点为71.8℃。
还与7.8%的水和9.0%的乙醇形成三元共沸混合物,其沸点为70.2℃。
下表为乙酸乙酯的一些物化参数。
表1.1 乙酸乙酯的物化参数[2]折光率(20℃) 1.3708-1.3730临界压力(MPa) 3.83沸点(℃)77.06辛醇/水分配系数的对数值0.73对密度(水=1)0.894-0.898闪点(℃)7.2相对蒸气密度(空气=1)3.04引燃温度(℃)426饱和蒸气压(kPa)13.33(27℃)爆炸上限%(V/V)11.5燃烧热(kJ/mol)2244.2爆炸下限%(V/V) 2.0室温下的分子偶极距 6.555×10-301.1.2 乙酸乙酯的用途乙酸乙酯是重要的精细化工原料。
它是一种具有优异溶解性能和快干性能的溶剂,已广泛应用于化工、医药、纺织、染料、橡胶、涂料、油墨、胶粘剂的生产中,或作为原料、或作为工艺溶剂、萃取剂、稀释剂等等;由于它具有天然水果香味,因此还可作为调香剂组分,应用于香料、食品工业中;也可作为粘合剂用于印刷油墨、人造珍珠等的生产;作为提取剂用于医药、有机酸的产品的生产等;此外还可用作生产菠萝、香蕉、草莓等水果香精和威士忌、奶油等香料的原料。
国外乙酸乙酯的消费结构与我国有所不同,美国和欧洲国家乙酸乙酯最大的应用领域是涂料,其中美国涂料方面的消费量约占总消费量的60%,欧洲在涂料行业的消费量约占总消费量的50%。
年产量6500吨乙酸乙酯的生产工艺设计专业:化学工程与工艺姓名:*******学号:**********指导教师:某某化学与材料学院2014年5月课程设计任务书一、设计时间及地点1、设计时间:2014年5月26日—— 6月6日具体安排:2014年5月26日上午教师组织学生分组,布置课程设计任务2014年5月26日下午学生开始查阅资料,整理资料,理出设计思路2014年5月27日开始学生在教师指导下开始进行课程设计计算2014年6月3日开始学生在教师指导下编写设计说明书并绘制图纸2014年6月6日上午分组进行答辩2、设计地点:5#楼402教室二、设计目的和要求通过课程设计,要求更加熟悉工程设计基本内容,掌握化学反应器设计的主要程序及方法,锻炼和提高学生综合运用理论知识和技能的能力、独立工作和创新能力。
三、设计题目和内容设计题目:年产量6500T乙酸乙酯酯,乙酸的转化率为45%的反应器的设计。
乙酸乙酯酯化反应的化学式为:CH3COOH+C2H5OH=====CH3COOC2H5+H2OA B R S原料中反应组分的质量比为:A:B:S=1:2:1.35反应液的密度为1020kg/m3,并假定在反应过程中不变。
每批装料、卸料及清洗等辅助操作时间为1h,每天计24h每年300d。
反应在100℃下等温操作,其反应速率方程如下r R=k1(C A C B-C R C S/K)100℃时,k1=4.76×10-4L/(mol·min),平衡常数K=2.92。
反应器的填充系数f=0.8,为此反应设计一个反应器。
四、设计方法和步骤1、设计方案简介根据设计任务书所提供的条件和要求,通过对现有资料的分析对比,初步确定工艺流程。
对选定的工艺流程、主要设备的型式以及数值积分计算等进行简要的论述。
2、主要设备的工艺设计计算①反应的物料衡算、热量衡算、动量衡算②催化剂床层高度计算③出口转化率计算3、典型辅助设备的选型和计算:包括典型辅助设备的主要工艺尺寸计算和设备型号规格的选定4、制图:①绘制带控制点的工艺流程图②绘制主体设备图③绘制温度、转化率、压力与床层高度L曲线5、编写设计说明书五、设计成果的编制本课程的设计任务要求学生做设计说明书1份、图纸3张。
乙酸乙酯酯化法毕业设计摘要精选乙酸乙酯是无色透明液体,低毒性,有甜味,浓度较高时有刺激性气味,易挥发,对空气敏感,能吸水分,使其缓慢水解而呈酸性反应。
易燃。
蒸气能与空气形成爆炸性混合物。
以下是我们为你整理的乙酸乙酯酯化法毕业设计摘要,希望能帮助你毕业设计摘要的写作。
乙酸乙酯是一种非常重要的化工原料与低毒性绿色溶剂,广泛应用于涂料、染织、香料等领域。
乙醇乙酸酯化法是国内最主要的合成乙酸乙酯方法,该方法能间接利用生物资源,因此随着石化资源日渐减少,乙醇乙酸酯化法有着不错的发展前景。
由于酯化反应为可逆反应,因此引入精馏,与反应耦合构成反应精馏,利用反应精馏技术,来改进目前已经工业化的乙酸乙酯生产工艺是近年来研究热点。
本文考虑到传统酯化反应催化剂浓硫酸对设备的强腐蚀性,从考虑改善催化剂入手,选择了具有较高催化活性同时也对普通不锈钢材有良好缓蚀作用的杂多酸磷钨酸作为新型催化剂,解决了催化和设备腐蚀问题。
鉴于磷钨酸催化合成乙酸乙酯反应动力学的定量研究尚未见报道,这也使得评估其工业化价值非常困难。
本文通过大量实验定量测得了常压下在333、15K-378。
15K温度范围内磷钨酸催化乙酸与乙醇酯化反应的反应速率常数,并整理归纳导出了动力学方程和动力学参数的定量表达式,为磷钨酸催化剂应用于乙酸乙酯的工业化生产特别是反应精馏塔中的反应速率进行定量计算提供依据。
本文研究表明:在磷钨酸催化下,乙醇和乙酸合成乙酸乙酯的酯化反应为二级反应,反应速率常数可用Arrheniu方程描述,不仅与温度有关,而且受催化剂磷钨酸浓度影响。
在本文所研究的温度和催化剂浓度范围内,活化能和指前因子均随催化剂浓度增大而增大,指前因子κ0=ep(-4、23247+3、27731HPWu),活化能Ea、R=53、56093ep(HPWu、0。
39354)+5160。
65301、由于反应活化能随催化剂浓度变化的幅度不大,取不同催化剂磷钨酸浓度下得到的活化能均值作简化,可以得到反应活化能Ea为45、52KJmol-1,指前因子κ0=(0。
(此文档为word格式,下载后您可任意编辑修改!)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。
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AbstractThe 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 material balance, , size of the reactor for the tower body of the auxiliary equipment design, completed. A form for disc type stirrer, the stirring shaft diameter 75mm.Ethyl acetate is an important chemical raw material, extraction agentcan be used as textile industrial cleaning agents and natural spices, but also an important raw material for pharmaceutical industry and organic synthesis. Its production, represents a country's production level. Synthesis of ethyl acetate to play the role of other synthetic materials. Program design of this, ethyl acetate is used in esterification 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 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 equipment 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; 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 (I)Abstract (II)前言 ........................................................................................................................................ I II 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 (4)3.1 设计依据 (4)3.2. 设计方案 (4)3.3 工艺计算及方案选择 (4)3.3.1 间歇釜进料 (4)3.1.2 乙酸乙酯的产量 (4)3.1.3 乙酸的流量 (4)3.1.4 乙醇的流量 (5)3.1.5 反应体积及反应时间计算 (5)3.2 连续性进料的计算 (6)3.2.2 乙酸的流量 (6)3.2.3 乙醇的流量 (6)3.2.6 反应体积及反应时间计算 (7)3.3 设计方案的选择 (8)第4章热量核算 (9)4.1工艺流程 (9)4.2物料衡算 (9)4.3能量衡算 (9)4.3.1热量衡算总式 (9)4.3.2每摩尔各种物值在不同条件下的值 (10)4.3.3各种气象物质的参数如下表 (11)4.3.4每摩尔物质在100℃下的焓值 (11)4.3.5总能量衡算 (12)4.4换热设计 (13)水蒸气的用量 (13)4.5传热面积校核 (14)第 5 章设备设计与选型 (15)5.1 反应釜体及夹套的设计计算 (15)5.1.1筒体和封头的几何参数的确定 (15)5.1.3 筒体和封头的直径 (15)5.1.4 确定筒体高度H (15)5.1.5夹套直径、高度的确定 (16)5.2釜体及夹套厚度的计算 (16)5.2.1设备材料 (16)5.1.2 设备的壁厚计算 (16)5.1.3 釜体筒体壁厚计算 (16)5.1.4 内压设计计算 (16)5.1.5 外压设计计算 (17)5.1.6 釜体封头壁厚计算 (17)5.1.7 夹套筒体壁厚设计计算 (18)5.1.8夹套封头壁厚设计与选择 (18)5.1.9 反应釜设计参数 (19)5.2 搅拌器设计 (19)5.2.1 搅拌器的形式选择 (19)5.2.4 电机功率 (19)5.2.5 减速器的选择 (20)5.2.6 电动机的选择 (20)5.3搅拌轴直径的设计计算 (20)5.3.2 搅拌轴强度计算 (20)5.3.3 搅拌轴刚度计算 (20)5.4夹套式反应釜附属装置的确定 (21)5.4.4 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 (24)6.1釜体的水压试验 (24)6.1.1水压试验压力的确定 (24)6.1.2水压试验的强度校核 (24)6.1.3压力表的量程、水温 (24)6.1.4水压试验的操作过程 (24)6.2夹套的液压试验 (25)6.2.1水压试验压力的确定 (25)6.2.2水压试验的强度校核 (25)6.2.3压力表的量程、水温 (25)6.2.4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)%(1—10号);(40+学号)%(11—20号)(30+学号)%(21—30号);(20+学号)%(31—40号)(10+学号)%(41—50号)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。