化學與化工學院制
摘要本文為3000噸msds間歇釜式攪拌反應器設計，通過熱量和物料衡算大致確定了，反應器的主體尺寸為，反應器體積16.66，反應器尺寸高2.9m，直徑2.
8m，夾套尺寸直徑3.0m，高1.4m，選用簡單的生蒸汽加熱和內熱管進行移熱，採用電機帶動攪拌。
此次設計對反應釜的簡單設計有著一定的指導作用。
關鍵字：間歇釜式反應器夾套攪拌器物熱衡算
abstract
this msds batch reactor for the 3,000 tons of reactor design, mixing, heat and material balance by roughly identified, the main body of the reactor size, reactor volume of 16.66, reactor size high-2.9m, diameter 2.
8m, jacket size diameter 3.0m, high-1.4m, students use a ****** tube steam heating and heat transfer heat, stirring with motor drive.
the ****** design of the reactor with some guidance .
化學反應工程是化學工程學科的乙個分支，通常簡稱為反應工程。其內容可以概括為兩個方面，即反應動力學和反應器的設計和分析。反應動力學主要研究化學反應進行的機理和速率。
為了獲得進行工業反應器的設計和操作所必需的動力學知識，如反應模式、速率方程及反應活化能等等，動力學研究是必不可少的。
釜式反應器是工業上廣泛應用的反應器之一，既可以用來進行均相反應，又可以用於多相反應，如氣液、液固、液液及氣液固等反應。在操作方式上，可以是連續操作，也可以間歇或半間歇操作。本設計為間歇反應器的設計。
具體設計情況如下：
1、設計任務
設計題目：等溫間歇反應釜式反應器的設計
設計任務：乙酸和乙醇進行酯化反應，其產量為
設計內容：1、設計反應器的初始條件
2、物料、熱量衡算
3、裝置設計
4、裝置輔助裝置的設計
2、設計基本條件
反應方程式為： ，原料液中反應液的質量比為：，反應液的密度為，並假定在反應過程中不變。
每批裝料、卸料、清洗等輔助操作時間為1小時。反應在100℃喜愛等溫操作，器反應速率方程為：
其中在100℃時，,平衡常數。乙酸的轉化率為40%，根據反應物料的特性，取反應器的填充係數為f=0.75。
熔點(℃)：16.7。
沸點(℃)：118.1。
相對密度(水=1)：1.05。
相對蒸氣密度(空氣=1)：2.07。
飽和蒸氣壓(kpa)：1.52(20℃)。
閃點：39℃。燃燒熱(kj/mol)：
873.7。辛醇-水分配係數(kow)：
-0.31～0.17。
沉積物-水分配係數(koc)：65。生物轉化和降解係數(kb)：
1e-7，**極限4%～17%（體積）。
密度：0.789 g/cm^3; 液熔點：
-114.3 °c(158.8k)；沸點：
78.4°c (351.6k)；在水中溶解時：
pka =15.9；黏度：1.
200 (cp), 20.0 °c ；分子偶極矩：5.
64fc·fm (1.69 d)；折射率：1.
3614，相對密度(水=1)：0.79；相對飽和蒸氣密度(空氣=1)：
1.59；飽和蒸氣壓(kpa)：5.
33(19℃)，燃燒熱(kj/mol)：1365.5；臨界溫度(℃)：
243.1；臨界壓力(mpa)：6.
38；閃點(℃)：12；引燃溫度(℃)：363；**上限%(v/v)：
19.0；**下限%(v/v)：3.
3水的物性詳細參見參考文獻[1]附表進行選取不同溫度下的水的相應物性。
熔點: 84°c(lit.)；沸點:
76.5-77.5°c(lit.
)；密度: 0.902g/mlat 25°c(lit.
)；蒸氣密度: 3 (20 °c, vs air)；蒸氣壓: 73 mm hg ( 20 °c)；折射率:
n20/d 1.3720(lit.)；閃點:
26°f；水溶解性: 80 g/l (20 c)
首先計算原料處理量，根據設計要求給定的乙酸乙酯產量，可計算出每小時的乙酸需用量為
式中：t代表時間，h;
m代表乙酸乙酯的生產量，kg;
y代表乙酸的轉化率；
由於原料液中乙酸：乙醇：水=1：2：1.35，則每4.35kg原料中含1kg乙酸，由此可以算出單位時間的原料液用量為：
（式中60為乙醇的相對分子質量）
則原料液的起始組成如下：
通過乙酸的起始濃度和原料液中個組分的質量比，可求出乙醇和水的起始濃度如下：
根據速率方程與轉化率的函式關係可知：
將上述四個方程帶入速率方程得：
其中：間歇反應器是乙個封閉系統，與環境沒有物質的交換，液無功的交換，所以間歇反應可是為是等容過程，因此反應體積可視為常數，又因該反應為均相反應，所以反應時間為：
將帶入t得反應時間
式中：將有關資料帶入上式得：
間歇反應器的反應體積系根據單位時間的反應物料處理量及操作時間來決定，因此可得，間歇反應器的反應體積：
反應的實際體積為：
將反應釜體視為筒體，取高徑比（l/d）=1.0
由體積關係式：，可知，結果不正確，圓整得2800mm。
。反應物料的飽和蒸汽壓如下：水在操作溫度（100℃）下的飽和蒸汽為（文獻【1】15頁表1.
3.1），乙醇（100℃）對應的飽和蒸汽壓為（文獻【1】15頁表1.3.
1 ），其他物質的蒸汽壓p（ pa），可按下式計算
，（文獻【2】177頁表4.9）
式中 a、b、c——，
t——溫度，℃
d——壓力單位的換算因子，其值為2.1249
則， 綜合以上資料可以發現，乙醇在操作反應過程為氣態，然而你對應的飽和蒸汽壓最大為222.3kpa，針對於反應器上端的空氣，在反應過程中可以假想為乙醇形成的飽和氣體，因此操作壓力可大致取為0.5，故：。
設計壓力p：：＝（1.05～1.1），取＝1.1=1.1×0.5=0.55mpa；
設計溫度：100℃
許用應力：根據本設計選材為q235-a，則你對應的物性引數如下：焊縫係數：
＝1.0（雙面對接焊，100%無損探傷）；裝置材料的選擇：本設計中考慮到反應溫度為100℃，許用應力：
根據材料q235-a、設計溫度，（文獻[3]208頁附表1）知＝113；
鋼板負偏差：＝0.8；
腐蝕裕量：＝2.0（雙面腐蝕）。
由公式得：
，圓整後可得
圓整，前面假設的壁厚對應負偏差想吻合，故正確。
根據設計材料的最小壁厚關係，可知材料16mr的，考慮筒體的加工壁厚不小於6mm，故筒體的壁厚取合理。
＝1.1=0.55；
）＝1.0（整板沖壓）；
＝0.8；
＝2.0。
由公式，可知封頭壁厚的確定如下：
圓整後取，
同時根據設計參考，取封頭壁厚與筒體壁厚一致即。
校核反應反應釜體與封頭水壓實驗強度，根據式：
式中：， ==10-2.8= 7.2，（文獻[3]附表1）。
水壓試驗滿足強度要求。
因，則，又因
式中：v——反應反應釜體總體積；
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