单釜三釜实验结论

实验指导书（综合性实验）

实验项目名称：单釜、三釜串联反应器返混测定远程实验 实验项目性质：综合性 所涉及课程： 计划学时：6学时 一、 实验目的

在研究工业生产反应器内进行的液相反应时，不仅要了解浓度、温度等因素对反应速度的影响，还要考虑物料的流动特性和传热与传质对反应速度的影响。由于种种原因造成的涡流、速度分布等使物料产生不同程度的返混。返混不仅会改变反应器内的浓度分布从而影响反应率，同时还会给反应的放大、设计带来很大的困难。

反应器的返混程度是很难直接观察和度量的。返混会产生两个孪生现象：其一是改变了反应器内的浓度分布；其二是造成物料的停留时间分布。测定物料的停留时间分布是一种比较简单的方法。因此，通常采用测定停留时间分布的来探求反应器的返混程度。通过测定反应器的停留时间分布，对过程的物理实质加以概括和简化，可以概括出流动模型。因此实验中要求学生了解和掌握如下内容：

(1) 了解全混釜和多釜串联反应器的返混特性； (2) 掌握停留时间分布的测定方法；

(3) 了解停留时间分布与多釜串联模型的关系； (4) 了解模型参数n的物理意义及计算方法。

二、 实验原理

在连续流动釜式反应器中，激烈的搅拌使反应器内物料发生混合，反应

聚氯乙烯悬浮聚合釜的设计

绪论 ........................................................................ 3

1.1聚氯乙烯概述 ......................................................... 3 1.2 聚氯乙烯应用，改性与发展 ........................................... 4

1.2.1 PVC性能及应用 ................................................ 4 1.3 聚氯乙烯的生产方法 ................................................... 7

1.3.1 悬浮法 ......................................................... 8 1.3.2 乳液聚合法 ..................................................... 9 1.4 悬浮聚合的反应设备 ..................

计算机控制多釜串并联 返混实验装置说明书

天津大学化工基础实验中心

2012．02

在连续流动反应器中进行化学反应时，反应进行的程度除了与反应系统本身的性质有关以外，还与反应物料在反应器内停留时间长短有密切关系。停留时间越长，则反应越完全。停留时间通常是指从流体进入反应器时开始，到其离开反应器为止的这一段时间。显然对流动反应器而言，停留时间不象间歇反应器那样是同一个值，而是存在着一个停留时间分布。造成这一现象的主要原因是流体在反应器内流速分布的不均匀，流体的扩散，以及反应器内的死区等。

停留时间分布的测定不仅广泛应用于化学反应工程及化工分离过程，而且应用于涉及流动过程的其它领域。它也是反应器设计和实际操作所必不可少的理论依据。

一、实验装置的基本功能和特点:

1.通过实验了解停留时间分布测定的基本原理和实验方法。 2.掌握停留时间分布的统计特征值的计算方法。

3.学会用理想反应器的串联模型来描述实验系统的流动特性。 二、实验装置简介： 1．实验装置流程图：

图一 实验设备流程示意图

1-水箱；2-水泵：3-转子流量计；4，5-KCL的进样口；6、7-进水阀； 8-搅拌电机；9-釜式反应器；10-溢流

反应釜设计

1、概述

反应釜(或称反应器)是通过化学反应得到反应产物的设备，或者是为细胞或酶提供适宜的反应环境以达到细胞生长代谢和进行反应的设备。几乎所有的过程装备中，都包含有反应釜，因此如何选用合适的反应器系列，确立最佳的操作条件和设计合理可靠的反应器，满足日益发展的过程工业的需求具有十分重要的意义。

反应釜的主要作用是提供反应场所，并维持一定的条件，是化学反应的过程按预定的方向进行，得到合格的反应产物。

一个设计合理、性能良好的反应釜，应能满足如下要求：

1、应满足化学动力学和传递过程的要求，做到反应速度快、选择性号好、转化率高、目的产品多、副产物少；

2、应能及时有效的输入或输出热量，维持系统的热量平衡，使反应过程在适宜的温度下进行；

3、应有足够的机械强度和耐蚀能力，满足反应过程对压力的要求，保证设备经久耐用，生产安全可靠；

4、应做到制造容易、安装检修方便，操作调解灵活，生产周期长。反应釜的概述和作用.

本次设计主要从反应釜的机械性能，强度要求出发，进行机械设计，包括釜体的尺寸计算，材料选择，夹套材料的确定，尺寸的计算，传动与搅拌装置的选型，法兰等零部件的设计。

2、工艺设计

2.1反应釜釜体

2.1.1釜体容积

对于反应釜，

1概述

（现状、应用: ……；工艺配方：……；性能指标：……；主要原料及主要特性参数：……） 2生产工艺流程

【工艺路线的选择……；工艺流程图(详见工艺流程图)；工艺流程叙述……(生产操作过程、各控制参数、操作时间等) 】

3生产控制及三废处理

各岗位生产控制（各岗位控制条件；……）

三废处理（废水及废液；废渣；废气）

4设备选型原则

主要设备的选型原则（反应釜的选型原则、搅拌器的选型原则）

辅助设备选型原则（泵的选型原则、各辅助设备（具体选型见后面章节））

5物料衡算

物料衡算的任务

衡算依据及收集的数据

衡算基准：（日产量，每釜日产能力及釜个数）

反应釜每批投料量

其它物料（水、汽等等）

6釜设计

设计任务

选择釜及夹套材料，确定聚合釜和夹套的几何尺寸，并对聚合釜及夹套进行强度计算。 设计依据

……

釜几何尺寸的确定

选定罐体高/径比i= （～） 由估算公式：3i

V 4D π?计算结果， 例如：初步选取公称直径为Dg2600的筒体，封头选取Dg2600的标准椭圆封头。查表得封头的尺寸如下：

曲边高度h 1=650mm ，直边高度h 2=50mm

内表面积F h = ，容积V h =

查表得Dg2000的筒体的有关数据如下：

一米高容积V 1= ； 一米高内表面积F 1=

则筒体高

安徽工程大学毕业设计（论文）

2.4 m3搅拌反应釜设计

摘 要

本文设计的搅拌设备是搅拌反应釜，反应釜的结构采用夹套式。内筒介质是染料及有机溶剂，设计压力为0.7MPa；夹套内介质为冷却水或蒸汽，设计压力为0.9MPa；主体材质为Q345R，搅拌速度为50r/min，反应釜体积为2.4m3，操作体积为2.0m3，轴功率为1.4KW。

搅拌反应釜主要由筒体和夹套组成，多为中、低压压力容器；搅拌装置由搅拌器和搅拌轴组成；传动装置是为搅拌装置设置的，主要由电动机、减速器、联轴器和传动轴等组成；轴封装置为动密封，一般采用机械密封或填料密封；它们与支座、人孔、工艺接管等附件一起，构成完整的搅拌反应釜。

设计方法采用压力容器常规设计方法，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，设计内容主要包括釜体（内筒与夹套）强度、结构设计、校核和水压试验；搅拌装置设计与校核；传动装置设计以及反应釜其他零部件设计等。

反应釜作为搅拌设备的一种，其应用前景广泛，尤其在石油与化工行业中更是得到了广泛的应用。

关键词 反应釜；釜体；搅拌装置；传动装置；附件

I

陈刚：2.4m3搅拌反应釜设计

Abstract

This design o

A

—

—

A

技术特性表

工作压力/MPa 设计压力/MPa 釜体 0.35 夹套 常压 釜体 0.385 夹套 0.1 釜体： 丙烯酸、丙物料名称 烯酸甲酯等有机物、N2（气） 夹套 导热油 焊缝系数? 电机功率/KW 安全阀启动压力 容器类别 釜体 0.85 夹套 0.85 4 0.385MPa 公称容积/ mm3 操作容积/ mm3 搅拌转速/rpm 腐蚀裕度/ mm 釜体0.0 工作温度/℃ 釜体 120 夹套 130 釜体 130 夹套 140 设计温度/℃ 夹套1.0 2.0 1.2 85 Ⅰ

接 管 表

编号 公称尺寸 联接尺寸标准 联接面形式 名 称 导热油出口 加热器套管 人 孔 工艺物料进口 导热油进口 放料口 视镜Ⅰ、Ⅱ 安全阀接口 温度计接口 冷凝器接口 a b1…12 c d e f g1、g2 h i k 50 65 450 50 50 100 150 25 65 100 PN0.1DN50HG20592 PN0.1DN25 HG20592 RF RF RF RF RF RF R

反应釜设计的有关内容

一、设计条件及设计内容分析

由设计条件单可知，设计的反应釜体积为1.5m、操作体积为1.2m；搅拌装置配制的电机功率为2.2KW、搅拌轴的转速为100r/min、搅拌桨的形式为浆式；加热的方式为用夹套内的水进行电加热；装置上设有8个工艺接管、2个视镜、4个耳式支座、10个电加热器套管、1个固体物料进口、2个测控接管。反应釜设计的内容主要有： （1）釜体的强度、刚度、稳定性计算和结构设计； （2）夹套的的强度、刚度计算和结构设计； （3）设计釜体的法兰联接结构、选择接管、管法兰； （4）人孔的选型及补强计算； （5）支座选型及验算； （6）视镜的选型；

（7）焊缝的结构与尺寸设计； （8）电机、减速器的选型；

（9）搅拌轴及框式搅拌桨的尺寸设计； （10）选择联轴器； （11）设计机架结构及尺寸； （12）设计底盖结构及尺寸； （13）选择轴封形式；

（14）绘总装配图及搅拌轴零件图等。

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1

第一章 反应釜釜体的设计

1.1 釜体公称直径DN和公称压力PN的确定

1.1.1 釜体DN的确定

将釜体视为筒体，取L/D=1.2 由V=(π/4)DiL，L=1.2Di 则：

2Di?34V34?1.5=，Di?1.168

3台蒸压釜安装施工方案

一、依据：

《石油化工换热器设备施工及验收规范》SH3532-95 《中低压化工设备施工与验收规范》HGJ209-83

《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-98 《石油化工施工安全规程》SH3505-99

蒸压釜设备装配图；业主提供的施工程序文件；

二、施工工艺程序：

图纸会审 设备开箱检查 基础检查划线验收 垫铁安装 设备吊装就位 设备找正 零部件安装 设备保温施工 设备 试运行 交工验收 三、方法： 1、施工准备：

1-1、施工现场的“三通一平”已具备，设备基础已中交合格； 1-2、施工方案已编制，并已审批； 1-3、施工所需的机具、人员已经到位；

1-4、所有用于测量的仪器已进行校核，并在使用合格周期内。 2、设备基础验收及处理：

2-1、设备安装前，应对基础进行检查，混凝土基础的外形尺寸、坐标位置及预埋件，应符合设计图样的要求；

2-2、混凝土基础的允许偏差，应符合下列要求：

2-3、预埋地脚螺栓的螺纹，应无损坏、锈蚀，且有保护措施；

2-4、滑动

化工设备机械基础课程设计题目：搅拌反应釜设计

一、设计任务书

试设计一搅拌反应釜，设计参数见技术特性表、管口表和工艺条件图，使用地点：某精细化工厂。

技 术 特 性 表

釜内 0.20 釜内 ≤120 工作压力（MPa） 夹工作温度（℃） 套 0.40 夹套 ≤150 釜内 溶液 型式 圆盘涡轮式 介 质 夹套 水蒸气 搅拌 转速 160r/min 腐蚀情况 轻微 功率 5.6kw 操作容积 2.0m 3 夹套传热面积 12.0m2 使 用 地 点 某精细化工厂 推 荐 材 料 釜体和封头：16MnR 夹套： Q235-C

管 口 表

编号 名称 公称直径Dg（mm） 编号 名称 公称直径Dg（mm） a 安全阀 40 e 液面计压25 力表 b视镜 80 f 手孔 250 1-2 c进料管 50 g 进蒸汽 35 1-2 d 温度计 65 h 出料管 65 i 排凝液管 25 开孔位置: Ф950

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工艺条件图

按照设计任务书提供的工艺条件，选定容器的型式和材料后，

进行反应釜的机械设计，主要是计算釜体和夹套的尺寸；选择搅拌器和设计搅拌轴；选择搅拌的传动装置和轴封装置；选择法兰、支座和各种工艺接管，并核算开孔补强；