夹套式加氢搅拌反应釜的设计

-1-课程设计课程名称化工设备机械基础课程设计题目名称夹套反应釜的设计专业班级化学工程与工艺（2）班学生姓名李洋学号50905032003指导教师秦英月二O一三年一月十二日蚌埠学院课程设计任务书2009届应用化学与环境工程系化学工程与工艺（2）班专业（班级）学生姓名李洋学号50905032003课题名称夹套反应釜的设计加氢反应釜1.1任务书1.2设计内容根据任务书要求，设计夹套反应釜的主要搅拌容器、搅拌装置、传动装置、支座、人孔和工艺接管。1.3设计数据基础可查相关教材或工具手册设计参数要求容器内夹套内盘管工作压力，MPa3.00.580.4设计压力，MPa3.40.60.5工作温度，℃120120100设计温度，℃150160150介质乙醇，癸二腈、氢气等蒸汽，冷却水全容积，m32.8操作容积，m3焊接系数η1.00.851.0腐蚀情况弱推荐材料Q345R，022Cr17Ni12Mo2搅拌形式搅拌轴转速，r/min轴功率，KW1.4工作计划1、领取设计任务书，查阅相关资料（3天）；2、确定设计方案，进行相关的设计计算（5天）；3、校核验算，获取最终的设计结果（2天）；4、编写课程设计说明书（论文），绘制草图等（3天）。1.5设计成果要求1、通过查阅资料、设计计算等最终提供课程设计说明书（论文）电子稿及打印稿1份，设计结果的A1图纸一张。2、课程设计结束时，将按以下顺序装订的设计成果材料装订后交给指导教师：（1）封面（具体格式见附件1）（2）课程设计任务书（3）目录（4）课程设计说明书（论文）（具体格式见附件2）（5）参考文献（6）课程设计图纸（可不装订，另交）（7）对设计过程的评述和有关问题的讨论。1.6几点说明1、本设计任务适用班级：08应用化学（本）精细化工方向；2、课程设计说明书（论文）格式也可参阅《蚌埠学院本科生毕业设计（论文）成果撰写规范》中的相关内容。任务书审定日期：年月日指导教师任务书批准日期：年月日教研室主任任务书下达日期：年月日学生目录一、加氢反应釜设计...................................................................................................................-1-1.1、加氢反应釜的总体结构.............................................................................................-1-1.1.1筒体的直径与高度............................................................................................-1-1.1.2夹套的结构........................................................................................................-1-1.1.3厚度的确定........................................................................................................-1-1.1.4蛇管的设置........................................................................................................-1-1.1.5工艺管口............................................................................................................-2-1.2、反应釜釜体的一些相关计算.....................................................................................-2-1.2.1、确定筒体和封头型式.....................................................................................-2-1.2.2罐体几何尺寸计算...........................................................................................-2-1.2.3夹套几何尺寸计算...........................................................................................-3-1.2.4夹套反应釜的强度计算...................................................................................-4-1.3反应釜的搅拌装置.....................................................................................................-4-1.4搅拌器的安装方式及其与轴连接的结构设计...........................................................-4-1.4.1搅拌轴设计.......................................................................................................-5-1.5反应釜的传动装置.......................................................................................................-5-1.6常用电机及其连接.......................................................................................................-5-1.7釜用减速机类型，标准及其选用................................................................................-6-1.8反应釜的一些常用惯量...............................................................................................-6-1.8.1凸缘法兰...........................................................................................................-6-1.8.2安装底盖...........................................................................................................-6-1.8.3机架....................................................................................................................-6-1.8.4联轴器...............................................................................................................-6-1.8.5反应釜的轴封装置............................................................................................-6-1.9反应釜的其他附件.....................................................................................................-7-1.9.1支座...................................................................................................................-7-1.9.2人孔....................................................................................................................-7-1.9.3设备接口............................................................................................................-7--1-一、加氢反应釜设计1.1、加氢反应釜的总体结构加氢反应釜的主要部分是容器，其筒体是圆柱形的，封头是椭圆形的，附体结构与传热面积有关，加氢反应釜是将夹套与蛇管联合起来使用的，釜体上按工艺要求还需要安装各种接口。因此，反应釜釜体的设计要确定如下内容：釜体的结构型式和各部分尺寸，传热形式和结构，工艺管口的安排和设计等。1.1.1筒体的直径与高度筒体的基本尺寸首先决定于工艺要求。在确定反应釜直径及高度时，还应根据反应釜操作时所允许的装满程度——装料系数等予以综合考虑，通常装料系数η可取0.6—0.85。如反应时易起泡沫或呈沸腾状态，η应取低值，如取0.6—0.7；反应状态稳定，η可取0.8—0.85（物料粘度较大时，可取最大值）。因此设备容积V与操作容积V0应有如下关系：V0=η·V，在生产重要合理选用装料系数，以尽量提高设备效率。1.1.2夹套的结构夹套传热结构简单，基本上不需要进行维修，采用夹套传热时，因夹套向外有热量散失，故需要在夹套体外包以保温材料。本设计仅圆筒和下封头部分有夹套，夹套顶端的封闭结构通常是由夹套筒体扳边而成，再焊在金壁上。当夹套中用蒸汽作为载热体时，一般从上端进入夹套，凝液从夹套底部排出；如用液体作为冷却液时则相反，采取下端进、上端出，以使夹套中经常充满液体，充分利用传热面积，加强传热效果。夹套直径Dj与筒体直径Di的关系Di500—600700—18002000—3000DjDi+50Di+100Di+200夹套的下封头根据直径及所选形式，按标准选取。夹套筒体的高度Hi主要取决于传热面积F的要求，夹套的高度一般应不低于料液的高度，以保证充分传热。夹套高度的确定还需要考虑两个因素：当反应釜筒体与上封头用设备法兰联接时，夹套顶边至少应在法兰下方150—200nm处；二当反应釜具有耳座时，须考虑避免因夹套顶部位置而影响耳座的焊接地位。1.1.3厚度的确定中低压反应釜釜体部分和夹套厚度，基本上按容器设计方法来确定。反应釜在压力状态下操作，如不带夹套，则筒体及上、下封头均按内压容器设计，以操作时釜内最大压力为工作压力；如带夹套，则反应釜筒体及下封头应按内压和外压分别计算，并取两者中的壁厚较大值。按内压计算时，最大压力差为釜内工作压力；按外压计算时，最大压力差为夹套内工作压力或夹套内工作压力加0.1MPa。上封头