反应釜的搅拌装置设计

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反应釜设计说明书 ..

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已知：反应釜装料量 体积 9434.0060L

反应温度 25-80℃

反应压力1MPa

一、 反应釜体积的确定

装料体积 V。=9434.0060L

反应釜容积 V

装料系数η 取值范围 0.7-0.9

根据公式 V=ηV。

取反应釜容积 V=12000L

二、 反应釜高经比的确定

高经比确定因素

1. 高经比越大，夹套传热面积增大，导热率上升

2. 高经比越小，搅拌器功率相对增大（搅拌器功率与桨叶半径的5次方成正比）

3. 若反应为发酵反应，则反应速率与空气接触面积正相关

考虑本反应为非发酵反应第三条不予考虑

综合1，2条并参照标准反应釜选用表，取H=3650mm，D=2200mm

三、 搅拌功率的确定

搅拌功率P=NpρN3d5

1.其中Np为雷诺系数，根据反应器类型查雷诺曲线图可得Np=5.03

2. N为反应釜转速，转速可取60-100r/min，即1-1.67r/s

3.d为桨叶半径，根据经验，桨叶半径与釜内径之比在0.2至0.5之间，以0.33居多。考虑制作方便，取桨叶半径为800mm。

4. ρ为反应液密度，反应釜物料衡算

物质 质量（吨） 密度（g/cm3） 体积(L)

第一步 TDI 1.5577 1.22 1276.8361

N220 1.8475 0.99 1866.1768

第二步 TMP 0.1979 1．0889 181.7752

BDO 0.2955 1.02 289.7206

BT（溶剂） 0.3127 0.79 395.8682

第三步 DMPA 0.3377 0.84 401.9941

E20 0.2239 - 223.865

BT（溶剂） 0.6547 0.79 791.7364

第四步 BT（溶剂） 0.6547 0.79 791.7364

搅拌反应釜半管夹套的设计

不锈钢反应釜半管夹套的结构特点以及半管成型原理,半管夹套中间部分为釜体，釜体外纵向环绕着半管，且半管内装有循环冷却水，半管横截面为半圆形，釜体与环绕的半管之间是焊接在一起的。

半管采用的原料为金属板料。然后将板料通过前后直排的数组成型辊轮(凹凸轮)，凹凸轮的回转带动金属板料向前输送，紧接着进行横向弯曲形成半圆形，随后纵向弯曲呈环状。

夹套设计注意要点

(1)设计时要注意保证半管夹套内循环介质物的流通截面积以及其导热或保温性能：一般夹套内直径和容器内直径存在以下关系，在设计时可遵照这种关系进行设计：当容器内直径小于600mm时，半管内直径为容器内直径+L(L≤lOOmm)}当容器内直径介于600mm和

1800ram之间时，半管内直径为容器内直径+lOOmm；当容器内直径大于2000ram时，半管内直径为容器内直径+200mm。

(2)设计时要注意设置防冲板：为了避免夹套蒸汽或其他介质污染容器入口处外壁，就需要在设计时设计一个防冲板，此防冲板焊接在容器外壁且正对着夹套介质入口处。当容器和夹套之间存在一个大于 50mm的空间距离时则要设计一个进口挡板。

(3)设计时要注意设置排气孔：为了能够使夹套空间内充满介质，就需要排除夹套空间所有气体，这就需要在夹套顶端设计一个直径不小于10mm的排气孔，且越是处于夹套顶端其排气效果越好。

(4)做好探伤检测和热处理工作：若容器内介质为高度危害介质或极度危害介质时，要做好lO0％射线探伤检测，然后进行封闭件和容器焊接后的热处理工作；对于有热处理要求的要在完成封闭件和容器的焊接工作之后再进行热处理工作。

3．半管机的主要结构及其作用

半管机工作流程主要包括四个步骤，带料支撑装置放置金属带料，通过导入装置进入半管滚压装置，最后滚压完成通过输出托辊输出半管，其具体解释如下：

带料支撑装置一端放置卷成卷的金属带料，其可围绕一中心轴转动而被不断输入到滚压装置内，带料导入装置主要是调节带料导入方向的，使带料能够不偏移导入方向且恰好能够被导入到初级成型滚轮之间。

课程设计

设计题目 搅拌式反应釜设计 _______

学生姓名 _______________________

学 号 ___________________________

专业班级 过程装备与控制工程

指导教师 ________________________ “过程装备课程设计”任务书

设计者姓名： 班级:

指导老师：

1. 设计内容

设计一台夹套传热式带搅拌的反应釜

2. 设计参数和技术特性指标

3. 设计要求

（1）进行罐体和夹套设计计算；（2）选择接管、管法兰、设备法兰；（3）进行 搅拌传动系统设计；（4）设计机架结构；（5）设计凸缘及选择轴封形式；（6）绘 制配料反应釜的总装配图；（7）绘制皮带轮和传动轴的零件图 设计参数及要求

容器内 夹套内

工作压力，MPa

设计压力，MPa

工作温度，C

设计温度，C v 100 v 150

介质 有机溶剂 蒸汽

全容积，mi

操作容积，m5

传热面积，mf > 3

腐蚀情况 微弱

推荐材料 Q345R

搅拌器型式 推进式

搅拌轴转速 250 r/min

轴功率 3 kW

接管表

符

号 公称尺

寸DN 连接面 形式 用途

A 25 PL/RF 蒸汽入口

B 65 PL/RF 加料口

C1,2 100 视镜

D 25 PL/RF 温度计管口

E 25 PL/RF 压缩空气入口

F 40 PL/RF 放料口

G 25 PL/RF 冷凝水出口 学号:

日期： 1罐体和夹套的设计

1.1 确定筒体内径

表4-2 几种搅拌釜的长径比i值

搅拌釜种类 设备内物料类型 长径比i值

一般搅拌釜 液-固相或液-液相物料 i = 1 〜1.3

气-液相物料 i = 1 〜2

发酵罐类 I = 1.7 〜2.5

当反应釜容积V小时，为使筒体内径不致太小，以便在顶盖上布置接管和

传动装置，通常i取小值，此次设计取i = 1.1 o

精细化工工程课程设计任务书

班级：化学工程与工艺专业

设计题目：热引发的苯乙烯单体聚合用反应釜的设计

一 设计条件

1、生产能力： 6000 吨聚苯乙烯／年。

2、以甲苯为稀释剂，在反应液中质量分数为12%。

3、考虑到物料黏度和传热的需要，苯乙烯单体聚合一般采用4到5级反应釜进行反应，反应最终聚合转化率为0.795，反应液中最终含聚合物的质量分数为70%。本设计任务主要是对第一个反应釜进行设计，第一个反应釜中聚合转化率为0.45。

目录

1.设计方案简介........................................................................................................................................................1

1.1聚苯乙烯的生产方法 ..................................................................................................................................1

2.基本设计条件的选定 ..........................................................................................................................................2

2.1反应温度的确定 ...........................................................................................................................................2