年产吨乙酸乙酯的反应器的设计方案.doc

年产吨乙酸乙酯的反应器的设计 河南城建学院化学化工系 《反应工程》 课 程 设 计 说 明 书 指导教师:李 晓艳 学生姓名: 班级学号: 2012年5月 28 日至6月8日 目 录 一、设计任务书…………………………………………………………3 二、概述…………………………………………………………………6 三、工艺设计计算…………………………………………………….7 1.设计依据………………………………………………………7 2. 设计方案……………………………………… ……………7 3. 设计计算………………………………………………………7 3.1间歇反应釜的生产计算…………………………………….7 3.2连续反应釜的生产计算………………………………………9 3.3热量的衡算…………………………………………………..12 四、设备设计与选型…………………………………………………..17 1.反应釜及夹套的设计计算……………………………………17 2.搅拌器的设计…………………………………………………18 3.夹套式反应釜附属装置的确定………………………………21 五、总结…………………………………………………………………24 六、参考文献……………………………………………………………25化学工程与工艺专业《化学反应工程》 课程设计任务书 一、设计项目 年产(2000+学号×100)吨乙酸乙酯的反应器的设计 二、设计条件 生产规模:5800 吨/年 生产时间:连续生产8000小时/年,间隙生产6000小时/年 物料损耗:按5%计算 乙酸的转化率:60% 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:- rAkCA2。A为乙酸,建议采用配比为乙酸:乙醇1:5(摩尔比),反应物料密度为0。85?/l,反应速度常数k为15.00/(kmol.min) 四、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。 概 述 此次课程设计,是结合《化学反应工程》这门课程的内容及特点所进行的一次模拟设计。它结合实际进行计算,对我们理解理论知识有很大的帮助。同时,通过做课程设计,我们不仅熟练了所给课题的设计计算,而且通过分析课题、查阅资料、方案比较等一系列相关运作,让我们对工艺设计有了初步的设计基础。在设计过程中解决所遇难题,对我们养成独立思考、态度严整的工作作风有极大的帮助,并为我们以后从事这个行业做好铺垫。 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。酯化反应器设计的基本要求是满足传质和传热要求。因此需要设计搅拌器。另外,反应器要有足够的机械强度,抗腐蚀能力;结构要合理,便于制造、安装和检修;经济上要合理,设备全寿命期的总投资要少。 夹套式反应釜具有以下特点:1、温度容易控制。2、浓度容易控制。3、传质和传热良好。4、设备使用寿命长。 产品乙酸乙酯简介: 无色澄清液体,有强烈的醚似的气味,清灵、微带果香的酒香,易扩散,不持久。 分子量 88.11,沸点:77.2℃ ,微溶于水,溶于醇、醚等多数有机溶剂.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。 工艺设计计算 1. 设计依据 《乙酸乙酯生产设计任务书》 2. 设计方案 对于乙酸乙酯的生产既可以采用间歇式生产,也可以采用连续式生产。本次设计将根据自己的生产规模计算,对设计方案进行比较,得出合理的工艺设计流程。 3. 工艺计算及方案选择 3.1 间歇釜进料 3.1.1 流量的计算 3.1.1.1 乙酸乙酯的产量 化学反应方程式: 乙酸乙酯的相对分子质量为88,所以要求的生产流量为 F酯 3.1.1.2 乙酸的流量 乙酸采用工业二级品(含量98%),乙酸与乙酸乙酯的物质的量比为1:1,乙酸的转化率%,物料损失以5%计, 则乙酸的进料量 FA03.1.1.3 乙醇的流量 乙醇与乙酸的摩尔配比为5:1,则乙醇的进料量为 F乙醇5×19.66 98.3kmol/h 3.1.1.4硫酸的流量:总物料的质量流量如下计算, W总FAM