化工反应工程反应器课程设计--乙酸乙酯间歇釜式反应器设计

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1、 化学反应工程课程设计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 1.1设计题目 80000t/y乙酸乙酯反应用间歇釜式反应器设计 1.2设计任务及条件 （1）反应方程式： )()()()( 2523523 SOHRHC O O CCHBOHHCACOOHCH （2）原料中反应组分的质量比：A：B：S=1：2：1.35。 （3）反应液的密度为 1020kg/ 3 m,并假设在反应过程中不变。C100 时被搅拌液体物料 的物

2、性参数为： 比热容为 1 3.124 KmolJC p ，导热系数CmW/325.0，黏度 sPa .101.5 4 。 （4）生产能力：80000t/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： Kcccckr SRBAA / 1 100时，min)./(1076.4 4 1 molLk ，平衡常数 K=2.92。反应器填充系数可取 0.70-0.85。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。 （

3、6）最大操作压力为 1 0.4PM Pa。加热的方式为用夹套内的水蒸汽进行电加热。 1.3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 2.1 反应器类型选择 常用反应器的类型有：管式反应器；釜式反应器；有固体颗粒床层的反应 器；塔式反应器；喷射反应器；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

4、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。 2.2 物料衡算 根据生产任务计算原料处理量：80000t/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： hkmol/09.284 4.088 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=4.35kg原料液中含 1kg乙 酸，可求单位时间的原料液量为： hmq/70.72 1020 35.46009.284 3 0 式中，60

5、 为乙酸的相对分子质量。原料液的起始组成为： Lmolc 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： Lmolc B /195.10 46 260908.3 0 LmolcS/586.17 18 35.160908.3 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 AAA Xcc1 0 ， AABB Xccc 00 ， AAR Xcc 0 ， AASS Xccc 00 带入速率方程，整理后得： 2 0 2 1AAA ccXbak 其中， 00AB cca ， 0000 1 ASAB ccccb ， 11c 。 带入数据： 61.2908.3195.10a， 15.592.2908.3586.17908.3195.101b 6575.092.211c 根据公式： 0 X A f A A O A dX tc R 求得反应时间 aXacbb aXacbb Ln acbck cXba dX ck t Af Af A X A A A Af 24 24 4 11 2 2 2 01 0 2 01 其中，434.46575.