年产80000t乙酸乙酯间歇釜式反应器设计课程设计大学毕设论文.doc

. .. 化学反应工程课程设计题目年产 80000t 乙酸乙酯间歇釜式反应器设计系别化学与化工学院专业应用化学学生姓名学号年级指导教师职称副教授 2013 年6月 20日. .. 一、设计任务书及要求 设计题目 80000 t/y乙酸乙酯反应用间歇釜式反应器设计 设计任务及条件(1)反应方程式: )()()()( 2523523SOHRH COOC CH B OH HCA COOH CH???(2)原料中反应组分的质量比: A:B: S=1 :2: 。( 3) 反应液的密度为 1020kg/ 3m , 并假设在反应过程中不变。 C100 ?时被搅拌液体物料的物性参数为: 比热容为 ????K mol JC p ,导热系数?? CmW???/325 .0?,黏度 s Pa .10 4????。(4)生产能力:80000 t/y乙酸乙酯,年生产 8000 小时,,每小时生产 10t, 乙酸的转化率为40℅。每批装料、卸料及清洗等辅助操作时间为 1h。(5)反应在 100 ℃下等温操作,其反应速率方程如下:?? kr SRBAA/ 1?? 100 ℃时, min) . /( 10 76 .4 41 mol Lk ???,平衡常数 K = 。反应器填充系数可取 0- 5 。乙酸乙酯相对分子质量 88; 乙酸相对分子质量 60; 乙醇相对分子质量 46; 水相对分子质量 18。(6)最大操作压力为 P MPa ?。加热的方式为用夹套内的水蒸汽进行电加热。 设计内容 1、物料衡算及热量衡算; 2、反应器体积计算及高径比、直径等参数确定; 3、反应搅拌器设计; 4、其他配件; 5、带管口方位图的设备条件图绘制(不用绘制零件图,不用达到设备装配图水平); 6、设计体会; . .. 7、参考文献。二、反应釜基本计算 反应器类型选择常用反应器的类型有: ①管式反应器;②釜式反应器;③有固体颗粒床层的反应器; ④塔式反应器; ⑤喷射反应器; ⑥其他多种非典型反应器。如回转窑、曝气池等。由于本设计是液液相反应,综合考虑以上反应器的处理能力以及其优缺点,选用釜式反应器。反应器的操作方式包括间歇、连续、半连续。由于反应原料是混合加入,不采用半连续反应釜。因此,本设计的反应器在间歇反应釜和连续反应釜之间选择。 物料衡算根据生产任务计算原料处理量: 80000 t/y乙酸乙酯,年生产 8000 小时,,每小时生产 10t, 乙酸的转化率为 40℅。每小时乙酸需用量为: h kmol / 09 . 284 88 10000 ??式中: 88为乙酸乙酯的相对分子质量。由于原料种乙酸:乙醇:水=1 : 2: 1。 35,则 1+2+1 .35 =4 .35 kg 原料液中含 1kg 乙酸,可求单位时间的原料液量为: hm q/ 70 . 72 1020 35 .4 60 09 . 284 3 0????式中, 60为乙酸的相对分子质量。原料液的起始组成为: L mol c A/ 908 .3 70 . 72 09 . 284 0??乙醇与水的相对分子质量分别为 46和 18 ,通过乙酸的起始浓度和原料中各组分的质量比,可求出乙醇和水的起始浓度为: L mol c B/ 195 . 10 46 2 60 908 .3 0????L mol c S/ 586 . 17 18 35 .1 60 908 .3 0???采用间歇反应釜,假设每批装料、卸料及清洗等辅助操作时间为 1h。求反应釜的实. .. 际体积为 V,计算如下:因为????1 0, 00??, 0?, 00??带入速率方程,整理后得: ?? 20 21AA Ac cX bak????其中, a?,??????? 00001 b ,???11c 。带入数据: 61 .2 908 .3 195 . 10??a ,???? 15 .5 92 .2 908 .3 586 . 17 908 .3 195 . 10 1???????b6575 .092 .211???c 根据公式: 0 X AfA AOA dX t c R ???求得反应时间?????? aX ac bb aX ac bb Ln ac bck cX ba dX ck t Af Af A XA AA Af24 244 11 2 2201 0 201????????????其中, ?? 434 .4 6575 .0 61 .24 15 .54 22??????? ac b 将有关数据带入上式得反应时间为: ???? min 9. 153 61 .22 40 .0 434 .4 15 .5 61 .22 40 .0 434 .4