反应釜设计PPT课件
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第11章 夹套反应釜设计..
三、外压釜体壁厚的设计
(1)外压圆筒壁厚的计算------简化公式设计法 ①设计外压的确定
根据设计条件单中釜体和夹套内介质的工作压力，确定设计 外压 p 。 ②圆筒壁厚的计算 假设圆筒的壁厚为Sn ，由 Se = Sn – C、Do Di 2Sn 分别计算 Do 出 Se 、 Do Lcr 1.17 D o 由公式 计算出临界长度 Lcr 值
Se
2 1 L H h 计算出筒体的计算长度 L L H h i 由 或 i 3 3 将 L 与 Lcr 进行比较，若 L ＞ Lcr ，筒体为长圆筒；
若 L ＜ Lcr ，筒体为短圆筒
Se 3 长圆筒临界压力： pcr 2.2 E ( ) DO
t
立式带夹套的反应釜设计
带有搅拌装置的釜式反应器是化工、医药、染料、涂料等 电动机 行业生产中常用的典型设备 减速器 机 架 反应釜通常由釜体、传热、 搅拌、传动、密封等装置及 密封装置 有关附件组成。
釜 体 搅拌轴 温度计
夹套 搅拌桨
釜体是物料进行反应的空间，由筒体及上、下封头组成。 传热装置是为了提供化学反应所需的热量或带走反应生成 的热量。除了图中所用的夹套传热外，还有蛇管形式的传 热装置。 搅拌装置由搅拌器和搅拌轴组成，其作用是迅速均匀地混 合物料，强化传质传热过程，从而加快反应速率。 为使搅拌器能够以一定的转速转动，需要设置与之配套的 由电动机和减速机等组成的传动装置。反应釜上除了 有设备法兰、管法兰等静密封结构外，还有保证转轴密封 的动密封装置。 附件
四、釜体的压力试验 压力试验的目的是检验釜体的宏观强度(是否有异常变形)和 致密性(有无泄漏)。是化工设备出厂时必须进行的工序。
反应釜结构与操作PPT课件
反应釜结构与操作
1
整体概述
概况一
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概况二
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概况三
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2
反应釜分类
• 连续与间歇 • 高压、常压与负压 • 秃顶与平顶 • 带换热与非带换热 • 不锈钢与搪瓷 • 固定式与可倾倒式
20
搅拌装置
典型搅拌器结构示意
21
搅拌装置
常用搅拌器及流型示意
22
搅拌装置
搅拌附件 ◆ 挡板
挡板的作用是避免旋 涡现象，增大被搅拌液体 的湍流程度，将切向流动 变为轴向和径向流动，强 化反应器内液体的对流和 扩散，改善搅拌效果。
搅拌反应器的挡板结构
23
搅拌装置
可有效 地防止 粘滞液 体在挡 板处形 成死角， 以防止 固体颗 粒的堆 积。
在高粘度 物料中使 用桨式搅 拌器时， 可安装横 挡板以增 加掺合作 用，挡板 宽度可与 搅拌叶同 宽。
对于低粘度液体 挡板装在壁上。
对于中等粘度液 体挡板离开槽壁 （或固—液相操 作时）
对于高粘度液体 挡板离开槽壁并 与槽壁成一定角 度。竖向挡板安 装方式。
24
搅拌装置
◆ 导流筒 ● 导流筒的作用---提高混合效率 一方面提高了对液体的搅拌程度， 加强了搅拌器对液体的直接机械 剪切作用；另一方面由于限定了 液体的循环路径，确立了充分循 环的流型，使器内所有物料均能 通过导流筒内的强烈混合区，减少了走短路的机会。 ● 导流筒的组成 导流筒是一个圆筒，安装在搅拌器的外面。常
反应器填料密封结构
1—本体； 2—螺钉； 3—衬套； 4—螺塞； 5—油圈； 6—油杯； 7—密封圈；8—水夹套； 9—油环； 10—填料； 11—压盖； 12—螺母； 13—双头螺柱
1
整体概述
概况一
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概况二
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概况三
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2
反应釜分类
• 连续与间歇 • 高压、常压与负压 • 秃顶与平顶 • 带换热与非带换热 • 不锈钢与搪瓷 • 固定式与可倾倒式
20
搅拌装置
典型搅拌器结构示意
21
搅拌装置
常用搅拌器及流型示意
22
搅拌装置
搅拌附件 ◆ 挡板
挡板的作用是避免旋 涡现象，增大被搅拌液体 的湍流程度，将切向流动 变为轴向和径向流动，强 化反应器内液体的对流和 扩散，改善搅拌效果。
搅拌反应器的挡板结构
23
搅拌装置
可有效 地防止 粘滞液 体在挡 板处形 成死角， 以防止 固体颗 粒的堆 积。
在高粘度 物料中使 用桨式搅 拌器时， 可安装横 挡板以增 加掺合作 用，挡板 宽度可与 搅拌叶同 宽。
对于低粘度液体 挡板装在壁上。
对于中等粘度液 体挡板离开槽壁 （或固—液相操 作时）
对于高粘度液体 挡板离开槽壁并 与槽壁成一定角 度。竖向挡板安 装方式。
24
搅拌装置
◆ 导流筒 ● 导流筒的作用---提高混合效率 一方面提高了对液体的搅拌程度， 加强了搅拌器对液体的直接机械 剪切作用；另一方面由于限定了 液体的循环路径，确立了充分循 环的流型，使器内所有物料均能 通过导流筒内的强烈混合区，减少了走短路的机会。 ● 导流筒的组成 导流筒是一个圆筒，安装在搅拌器的外面。常
反应器填料密封结构
1—本体； 2—螺钉； 3—衬套； 4—螺塞； 5—油圈； 6—油杯； 7—密封圈；8—水夹套； 9—油环； 10—填料； 11—压盖； 12—螺母； 13—双头螺柱
(完整版)反应釜课件
第二节釜体及传热装置
一、釜体的尺寸
釜体的尺寸主要是确定它的容积、长径比和壁厚。 1、反应釜的容积
V0 ? V ??
? -- 装料系数
? 一般取0.6～0.8
二、传热装置
? 传热装置是用来加热或冷却反应物 料，使之符合工艺要求的温度条件的 设备。其结构形式主要有夹套式、蛇 管式、列管式、外部循环式等，也可 用直接火焰或电感加热。
列管式
对于大型反应釜，需高速传热时， 可在釜内安装列管式换热器。
外部循环式
当反应器的夹套和蛇管 传热面积仍不能满足工艺 要求，或由于工艺的特殊 要求无法在反应器内安装 蛇管而夹套的传热面积又 不能满足工艺要求时，可 以通过泵将反应器内的料 液抽出，经过外部换热器 换热后再循环回反应器内。
冷、热源的选择
高温热源的选择
一般的低压饱和水蒸汽加热时最高只能达到150160℃，需要更高温度时则需考虑高温热源的选择 问题。化工厂常用的高温热源有以下几种： ?压力高的饱和水蒸汽 压力可达一至数MPa，来源有高压蒸汽锅炉、利 用反应热的废热锅炉或热电站的蒸汽透平。 缺点:需高压管道输送蒸汽，费用高，且远距离输 送时热损失大。 ?高压汽水混合物 个别设备需高温加热时，较经济可行。可用于温度 为200-250℃的加热要求。
?电加热： 是一种操作方便、热效率高、便 于实现自控和遥控的一种高温加热方法。有 电阻加热、感应电流加热、短路电流加热三 种类型。
?烟道气加热： 用煤气、天然气、石油加工 废气或燃料油等燃烧时产生的高温烟道气作 热源加热设备，可用于300℃以上的高温加 热。缺点是热效率低，给热系数小，温度不 易控制。可用于300℃以上的高温加热。
低温冷源的选择 冷却用水 ：水的冷却效果好，最为常用。 随水的硬度不同，对换热后的水出口温度 有一定限制，一般不宜超过60℃，在不宜 清洗的场合不宜超过50℃，以免水垢的迅 速生成。 空气：在缺乏水资源的地方可采用空气冷 却，其主要缺点是给热系数低，需要的传 热面积大。
反应釜设计PPT演示课件
反应釜设计
1
反应釜设计
反应釜的总体结构 釜体及传热装置设计 搅拌器 传动装置与搅拌轴
搅拌反应器的轴封
2
一、反应釜的总体结构
搅拌设备由主要由釜 体部分、搅拌装置、 轴封、传热装置和传 动装置五大部分组成。
3
一、反应釜的总体结构
釜传传搅体热动拌部装装装分置置置包的一是括作般为筒用由了体是电使，控机各上制、种、反减物 下应速料封过器混头程、合以中联均及的轴匀各热器，种量等常接传组用管递成搅口。。拌等常器。 筒用搅如体外拌桨的置轴式直式用、径夹联涡和套轴轮高或器式度内与、决置减推定式速进釜蛇器式 容管相等积。联各的，有大传不小递同，来的应自尺根电寸据机和工的范艺动围， 要加力可求热。根确介为据定质保被其常证搅长选反拌径用应物比蒸釜料。汽筒的，体粘有空度、
物料粘度较大可取大值。
12
②估算筒体内径D1
釜体全容积 V ：
V
4
D12 H1
4
D13
H1 D1
D1
3
4V
i
③确定公称直径DN（查表）
④确定筒体高度 H1 V V封
V 1m
V封－封头容积， V1m－1米高筒体容积（查附表）
⑤修正实际容积
V=V1m×H1+V封
13
2、夹套的几何尺寸计算
①夹套直径D2(mm) ②夹套高度H2
H 2 V V封
V 1m
V封－下封头容积，V1m－ 1米高筒体的容积。
夹套直径D2 (mm)
D1 500～600 700～1800 2000～3000
D2
D1+50
D1+100
D1+200
1
反应釜设计
反应釜的总体结构 釜体及传热装置设计 搅拌器 传动装置与搅拌轴
搅拌反应器的轴封
2
一、反应釜的总体结构
搅拌设备由主要由釜 体部分、搅拌装置、 轴封、传热装置和传 动装置五大部分组成。
3
一、反应釜的总体结构
釜传传搅体热动拌部装装装分置置置包的一是括作般为筒用由了体是电使，控机各上制、种、反减物 下应速料封过器混头程、合以中联均及的轴匀各热器，种量等常接传组用管递成搅口。。拌等常器。 筒用搅如体外拌桨的置轴式直式用、径夹联涡和套轴轮高或器式度内与、决置减推定式速进釜蛇器式 容管相等积。联各的，有大传不小递同，来的应自尺根电寸据机和工的范艺动围， 要加力可求热。根确介为据定质保被其常证搅长选反拌径用应物比蒸釜料。汽筒的，体粘有空度、
物料粘度较大可取大值。
12
②估算筒体内径D1
釜体全容积 V ：
V
4
D12 H1
4
D13
H1 D1
D1
3
4V
i
③确定公称直径DN（查表）
④确定筒体高度 H1 V V封
V 1m
V封－封头容积， V1m－1米高筒体容积（查附表）
⑤修正实际容积
V=V1m×H1+V封
13
2、夹套的几何尺寸计算
①夹套直径D2(mm) ②夹套高度H2
H 2 V V封
V 1m
V封－下封头容积，V1m－ 1米高筒体的容积。
夹套直径D2 (mm)
D1 500～600 700～1800 2000～3000
D2
D1+50
D1+100
D1+200
反应釜的设计计算PPT课件
•
—反应时间，143.75min；
• X A —乙酸酐的转化率92％。
• Q0 —单位时间原料液处理量，0.6m3/h；
• V —反应器的实际体积，1.8m3；
• —装料系数0.8；
•
.
7
结构设计部分
• 釜体结构形式的选择 • 筒体：圆柱形 • 釜底的封头形状：标准椭圆型 • 顶盖连接方法：不可拆 • 换热器形式：U形夹套
.
12
结构设计计算结果
• 釜体筒体厚度的计算
•
设定操作温度T=100℃。腐蚀余量为 C2 2mm ，钢板负偏差 C1 0.3mm
• 取焊接接头系数 0.85 选材上，由于承受压力较高，所以选择Q345R。
t 189 MPa
• 内压 0.1MPa • 设计压力： pw 0.1MPa
•
p 1.1pw 0.11MPa
.
8
• 釜体直径的计算
结构设计计算结果
• 对于直立反应釜来说，釜体容积通常是指圆柱形筒体及下封头所包含的容积之
和，根据釜体容积和物料性质，选定
H
/ Di
值，估算筒体内径
D
。由于此反应
i
为液—液反应，故而取 H / D i 1 ，先忽略釜体封头的容积。
.
9
结构设计计算结果
• 筒体内径：
Di
3
4Vg
.
2
设计条件：
• 乙酸酐分解式为
（ C H 3C O ）2 O H 2 O 2 C H 3C O O H
• 该反应的反应速率方程为，反应温度下反应速率常数为0.08 m in -1。每小时处理
量为 0.6m3 ，原料中乙酸的浓度 CA0 95mol / m3 。试设计一台连续操作釜式
釜式反应器的结构课件
密封装置
总结词
密封装置的主要作用是防止反应物料泄漏，保证反应过程的密闭性。
详细描述
密封装置通常由密封垫、密封圈和紧固件组成。密封垫可以采用石棉垫、金属 垫等材料；密封圈可以采用橡胶、聚四氟乙烯等材料。密封装置的设计应考虑 耐腐蚀、耐高温和耐高压等性能要求。
进料/出料系统
总结词
进料/出料系统的主要作用是实现反应物料和生成物的进出料操作。
02
釜体
总结词
釜体的主要作用是提供反应所需的空 间，并承受反应物料的压力和温度。
详细描述
釜体通常由厚实的钢板焊接而成，能 够承受反应过程中产生的压力和温度。 根据不同的工艺需求，釜体有立式和 卧式两种常见结构。
搅拌装置
总结词
搅拌装置的主要作用是促进反应物料的混合，提高反应效率。
详细描述
搅拌装置通常由搅拌器、搅拌轴和搅拌桨组成。根据不同的 工艺需求，可以选择不同类型的搅拌桨，如推进式、涡轮式、 锚式等。搅拌装置的设计和安装应确保良好的混合效果和防 止死角。
材料选择
耐腐蚀性
选择具有良好耐腐蚀性能的材料，以适应反 应过程中可能产生的各种腐蚀性物质。
热稳定性
选择具有良好热稳定性的材料，以承受反应 过程中的高温和低温条件。
机械性能
确保材料具有足够的机械强度和稳定性，以 承受反应过程中的压力和温度变化。
经济性
在满足性能要求的前提下，考虑材料的经济 性，降低生产成本。
原料通过进料口进入反应釜，在搅拌作用 下与催化剂混合，加热至反应温度后进行 反应，产物通过出料口排出。
该釜式反应器具有较大的反应体积和高效 的搅拌能力，能够实现连续生产和提高产量。
某制药企业的釜式反应器案例
案例概述 某制药企业使用釜式反应器进行药物 中间体的合成。
《夹套反应釜设计》课件
靠。
高温处理技术
夹套反应釜需要在高温下运行，因 此需要采用耐高温材料和高温处理 技术，确保设备在高温下稳定运行
。
A
B
C
D
密封技术
夹套反应釜需要采用可靠的密封技术，确 保设备在高温、高压、腐蚀等恶劣条件下 不泄漏。
搅拌技术
为了使反应物充分混合，需要采用先进的 搅拌技术，提高混合效果和反应效率。
制造过程中的质量控制
详细描述
该化工厂为了提高生产效率和产品质量，采用了夹套反应釜进行高分子聚合物的合成。通过精确控制温度和压力 ，实现了高效、稳定的反应过程，提高了产品的性能和产量。
应用案例二：某制药企业的夹套反应釜改造
总结词
某制药企业原有的夹套反应釜存在能耗高、效率低的问题，需要进行改造。
详细描述
该制药企业通过对原有夹套反应釜进行技术升级和改造，优化了传热效果和搅拌性能，显著降低了能 耗和提高了生产效率。改造后的夹套反应釜在保证产品质量的同时，实现了节能减排的目标。
《夹套反应釜设计》 PPT课件
目 录
• 夹套反应釜概述 • 夹套反应釜的设计原理 • 夹套反应釜的材料选择 • 夹套反应釜的制造工艺 • 夹套反应釜的性能测试与评估 • 夹套反应釜的应用案例分析
CHAPTER 01
夹套反应釜概述
定义与特点
定义
夹套反应釜是一种重要的化工设 备，主要用于进行各种化学反应 过程。
压力和温度方面，需要考虑到反应过程中可能出 现的压力波动、超压、真空等状况，以及温度变 化对反应过程的影响，从而合理设计夹套和加热 或冷却介质的选择和控制方式。
夹套反应釜的设计流程
夹套反应釜的设计流程通常包括以下几 个步骤
4. 根据设计要求进行图纸设计和审核， 并对夹套反应釜进行试制和测试，以确 保其性能和安全性符合要求。
高温处理技术
夹套反应釜需要在高温下运行，因 此需要采用耐高温材料和高温处理 技术，确保设备在高温下稳定运行
。
A
B
C
D
密封技术
夹套反应釜需要采用可靠的密封技术，确 保设备在高温、高压、腐蚀等恶劣条件下 不泄漏。
搅拌技术
为了使反应物充分混合，需要采用先进的 搅拌技术，提高混合效果和反应效率。
制造过程中的质量控制
详细描述
该化工厂为了提高生产效率和产品质量，采用了夹套反应釜进行高分子聚合物的合成。通过精确控制温度和压力 ，实现了高效、稳定的反应过程，提高了产品的性能和产量。
应用案例二：某制药企业的夹套反应釜改造
总结词
某制药企业原有的夹套反应釜存在能耗高、效率低的问题，需要进行改造。
详细描述
该制药企业通过对原有夹套反应釜进行技术升级和改造，优化了传热效果和搅拌性能，显著降低了能 耗和提高了生产效率。改造后的夹套反应釜在保证产品质量的同时，实现了节能减排的目标。
《夹套反应釜设计》 PPT课件
目 录
• 夹套反应釜概述 • 夹套反应釜的设计原理 • 夹套反应釜的材料选择 • 夹套反应釜的制造工艺 • 夹套反应釜的性能测试与评估 • 夹套反应釜的应用案例分析
CHAPTER 01
夹套反应釜概述
定义与特点
定义
夹套反应釜是一种重要的化工设 备，主要用于进行各种化学反应 过程。
压力和温度方面，需要考虑到反应过程中可能出 现的压力波动、超压、真空等状况，以及温度变 化对反应过程的影响，从而合理设计夹套和加热 或冷却介质的选择和控制方式。
夹套反应釜的设计流程
夹套反应釜的设计流程通常包括以下几 个步骤
4. 根据设计要求进行图纸设计和审核， 并对夹套反应釜进行试制和测试，以确 保其性能和安全性符合要求。
化工反应过程之釜式反应器
釜式反应器的搅拌装置
搅拌器的作用，通过搅拌达到物料的充分混合，增强 物料分子碰撞，强化反应器内物料的传质传热
搅 拌 器 类 型
搅拌器的选型主要根据物料性质、搅拌目的 及各种搅拌器的性能特征来进行
釜式反应器的搅拌装置
挡板：一般是指固定在反应釜内壁上的长条
挡 形板挡板。它可把切线流转变为轴向流和径 板 向流，增大了液体的湍动程度，从而改善了
多个连续操作釜式反应器的串联
FA0
FA1
C A0
CA1
1
FA2
CA2
2
FAi1
C Ai 1
FAi
CAi
i
FAN 1 CiN 1
FAN
CiN N
任一釜物料衡算 FA(i1)dt FAidt (rA )iVRidt 0
VR i
FA0
(x Ai x A(i1) ) (rA )i
c A0 V0
(x Ai x A(i1) ) (rA )i
V0 c p (T T0 ) KA(T TW ) VR (rA )(H r )
连续操作釜式反应器的热稳定性
热稳定性判断：
放热速率： QR VR (rA )(H r ) 恒容一级不可逆反应：
QR
V0cA0 (H r )k0 exp( E RT) 1 k0 exp( E RT)
移热速率： QC V0 c p (T T0 ) KA(T TW )
热稳定条件： Qc QR
dqr dqg dT dT
连续操作釜式反应器的热稳定性
操作参数的影响：
着火点和熄火点
定态温度会随着操作条件的改变而改变。 放热反应可能有多定态；吸热反应：定态唯一。
项目四、釜式反应器的技能训练
釜式反应器--化工ppt课件
VR V0
，量纲： 时间
09.06.2020
.
13
3.3 等温条件下，分批式操作的完全混 合反应器（BR）理想反应器的设计分析
3.3.1 概述
★分批式（又称间歇）操作：
是指反应物料一次投入反应器内，而在反 应过程中不再向反应器投料，也不向外排出 反应物，待反应达到要求的转化率后再全部 放出反应产物。
例题3.2—P62~63，自学。
09.06.2020
.
31
3.3.5 连串反应
设在等温间歇反应器中进行如下的一级不 可逆连串反应（恒容）：
各组分的动力学方程： rAk1CA rPk1CAk2CQ rQ k2CP
设初值条件为：当t=0时， C AC A 0,C P0 ,C Q0
则有：
09.06.2020
★充分（完全）混合：
指反应器内的物料在搅拌的作用下，其参数（如
温度，浓度等）各处均一。
14
.
09.06.2020
15
.
09.06.2020
★间歇反应器特点
反应物料一次加入，产物一次取出。 物料充分混合，无返混；同一瞬时，反应器内各点温度相
同、浓度相同；而且出料与反应器内物料的最终组成相同； 所有物料在反应器内的反应时间（停留时间）相同。 非稳态操作，反应器内浓度、温度随反应时间连续变化。 具有周期性 具有灵活性
令
dC P dt
0
topt
lnk2 k1 k2 k1
09.06.2020
.
33
09.06.2020
.
34
C P ma x k k 1 1 C A k 0 2ex kp 2top tex kp 1 topt
反应釜设计
2.2.8容器支座的选用计算
反应釜的总质量包括罐体和夹套质量m1， 传动装置总质量ｍ２ ,物料重量计量m3. 由釜内夹套内部充满水时的质量比物料重 可得：
m m1 m2 m3 4323 .5 473.43 4140 8939 .93kg
根据表13-6，设计中选取B型耳式支座B5， 支座数为9个
设备接口
• 化工容器及设备，往往由于工艺操作等原 因，在筒体和封头上需要开一些各种用途 的孔。 • 接管和法兰是用来与管道和其他设备连接 的。标准管法兰的主要参数是公称直径和 公称压力。
• 反应釜机械设计是在工艺要求确 定后进行的。反应釜的工艺要求 通常包括反应釜的容积、最大工 作压力、工作温度、工作介质及 腐蚀情况、传热面积、搅拌形式、 转速及功率、装配哪些接管口等 几项内容。 • 上述工艺要求一般以表格及示意 图的反映在工艺人提出的设备设 计要求单中。下表所示就是第四 组反应釜的设备设计要求单。
计算内筒筒体封头厚度
• 同理得A=0.0025,同理由表得B=130， • 其许用外压力 B 130 [ p] 2..59MPa 2.5MPa R2o 1404 30 d 2n • d 2n 30mm 所以假设满足工艺要求
2.2.2水压试验及其强度校核
筒体材料为 16MnR ，该材料有 s =345 ，取 =0.8，则 t 0.9 s 0.9 345 310.5MPa 罐体筒体水压试验压力
• 安装底盖采用螺柱等紧固件，上与机架连接，下 与凸缘法兰连接，是整个搅拌传动装置与容器连 接的主要连接件。 • 安装底盖的常用形式为RS和LRS型，其他结构 （整体或衬里）、密封面形式（突面或凹面）以 及传动轴的安装形式（上装或下装），按 HG21565-95选取。 • 安装底盖的公称直径与凸缘法兰相同。形式选取 时应注意与凸缘法兰的密封面配合（突面配突面， 凹面配凹面）。 • 选用RS型。查资料可得，选取安装底盖 DN=250mm。
第一组-釜式反应器结构
硫酸具有酸性和腐蚀性。
应选用铸铁的反应釜：因为此反应釜耐酸具有良好的抗腐 蚀性，此生产过程无较大的冲击，且温度条件适合。
选用k型低压反应釜采用机械密封的方法。，以法兰连接的方法连接。
选用反应釜：
1、钢制反应釜: 特点是 制造工艺简单，造价费用较低，维护检修方 便，使用范围广泛，化工生产普遍采用。最常见的钢板反应釜的材料 为Q235A（或容器刚）。用Q235A材料制作的反应釜不耐酸性介质腐蚀， 不锈钢材料的反应釜可以耐一般酸性介质，经过镜面抛光的不锈钢制 反应釜还特别适用于高粘度体系聚合反应。
搪玻璃反应釜具有如下特性： 耐腐蚀性： 它能耐大多数无机酸、有机酸、有机溶剂等 介质，尤其在盐酸、硝酸、王水等介质中具有良好的耐腐 蚀性能。 耐热性 ： 允许在 -30 — +240 ℃范围内的使用，耐热温差 小于120℃，耐冷温差小于110℃。 耐冲击性 ： 耐冲击性较小，因而使用时应避免硬物冲 击碰撞。搪玻璃反应釜在运输和安装是要防止碰撞。加料 时严防重物掉入容器内。使用时要缓冲加压升温，防止剧 变。
搅拌装置由搅拌轴和搅拌电机组成，其目的是加强反应 釜内物料的均匀混合，以强化反应的传质和传热。 1.浆式搅拌器； 2.框式搅拌器；
3.锚式搅拌器；
4.旋桨式搅拌器； 5.涡轮式搅拌器； 6.螺带式搅拌器。
浆式搅拌器
框式搅拌器
锚式搅拌器
旋桨式搅拌器
涡轮式搅拌器
螺带式搅拌器
（三）换热装置
釜式反应器的筒体皆制成圆筒形。底、盖常用的形状有平 面形、碟形、椭圆形和球形，釜底也有锥形，见图。
平面形结构简单，容易制造，一般在釜体直径小，
《化学反应釜设计》PPT课件
厚度为0.58mm,加上腐蚀裕量1 mm ,所以名义厚度δn =3mm.
夹套选择
采用U型夹套,它是 一个薄壁筒体,套在搅拌 釜外部.夹套所包围的筒 体表面积即为传热面积.
夹套的特点是结构 简单,制造方便,基本不 需要检修.一般U型夹套 可以使用于2.5MPa以 下,压力高时可以采用蜂 窝式夹套.
夹套设计
反应器的选择与设计
有机化学
目录
反应器的分类 反应器的选择 反应器的设计
反应器分类
釜式反应器 管式反应器
高度与直径比约为2～3内设搅拌装置和 档板 均相、多相反应过程均可
长度远大于管径,内部没有任何构件
多用于均相反应过程
底层内部装有不动的固体颗粒,固体颗粒可
固定床反应器 以是催化剂或是反应物
用于多相反应系统
V0 = ηV η 取0.8
V4D12H14D13
H1 D1
4V
D1 3 i
Vo=1200L D1=1137mm 取1200mm H1=1478mm 取1500mm
釜体的厚度
设计参数：根据设计压力p=0.1013MPa, 设计温度 t=75℃ 根据设计压力和液柱静压力确定计算压力：
P=ƿgh ƿ=1.42g/ml
流化床反应器
反应器内部有固体颗粒的悬浮和循 环运动,提高反应器内液体的混合性 能
多相反应体系,可以提高传热速率
实验
OH + OHC-CO2H
O O
HO
+ H2O
△H=20KJ/mol
以二对叔丁基苯酚和乙醛酸为原料,二氯乙烷为溶剂,在对甲苯磺酸的催化作用下 缩合得到单边缩合产物.
实验特点
常压反应,反应温度70℃-80℃ 反应物、催化剂均溶于溶剂的均相反应 反应过程需要搅拌,反应时间短 产品不析出,蒸干溶剂,经重结晶得到产品
夹套选择
采用U型夹套,它是 一个薄壁筒体,套在搅拌 釜外部.夹套所包围的筒 体表面积即为传热面积.
夹套的特点是结构 简单,制造方便,基本不 需要检修.一般U型夹套 可以使用于2.5MPa以 下,压力高时可以采用蜂 窝式夹套.
夹套设计
反应器的选择与设计
有机化学
目录
反应器的分类 反应器的选择 反应器的设计
反应器分类
釜式反应器 管式反应器
高度与直径比约为2～3内设搅拌装置和 档板 均相、多相反应过程均可
长度远大于管径,内部没有任何构件
多用于均相反应过程
底层内部装有不动的固体颗粒,固体颗粒可
固定床反应器 以是催化剂或是反应物
用于多相反应系统
V0 = ηV η 取0.8
V4D12H14D13
H1 D1
4V
D1 3 i
Vo=1200L D1=1137mm 取1200mm H1=1478mm 取1500mm
釜体的厚度
设计参数：根据设计压力p=0.1013MPa, 设计温度 t=75℃ 根据设计压力和液柱静压力确定计算压力：
P=ƿgh ƿ=1.42g/ml
流化床反应器
反应器内部有固体颗粒的悬浮和循 环运动,提高反应器内液体的混合性 能
多相反应体系,可以提高传热速率
实验
OH + OHC-CO2H
O O
HO
+ H2O
△H=20KJ/mol
以二对叔丁基苯酚和乙醛酸为原料,二氯乙烷为溶剂,在对甲苯磺酸的催化作用下 缩合得到单边缩合产物.
实验特点
常压反应,反应温度70℃-80℃ 反应物、催化剂均溶于溶剂的均相反应 反应过程需要搅拌,反应时间短 产品不析出,蒸干溶剂,经重结晶得到产品
釜式反应器反应工程.pptx
cA0
A
c
0
AP AQ
P
Q
t
cP k1
cQ
k2
即：任意时刻两 个反应产物浓度 之比，等于两个 反应速率常数之 比
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
平行反应物系组成与反应时间关系示意图
第11页/共36页
等温 BR 的计算
复合反应
将上述结果推广到含有M个一级反应的平行反应系统 ：
M
反应物A的浓度为：
(t ki )
cA cA0e 1
P
1,2,N
Vr X Ap X Ap1
Q0 k(1 X Ap )
(1 k )N 1
1 X AN
N个釜 1 k 1 X Ap1
1 X Ap
1 [(
1
1
) N 1]
k 1 X AN
Vrp
Q0 (cAp1 cAp ) (RAp )
Q0cA0 ( X Ap X Ap1) [RAp ( X Ap )]
则：
dYp SdX A
X Af : 最终转化率
Ypf
X Af 0
SdX A
So X Af
So : 总选择性
Ypf : 总收率或最终收率
1 X Af
So X Af 0 SdX A
S : 瞬时选择性 Yp : 瞬时收率
第28页/共36页
釜式反应器中复合反应的收率与选择性
1.总收率与总选择性
总选择性和转化率的关系取决于反应动力学，反 应器形式和操作方式等。因此，同是釜式反应器， 由于操作方式不同，虽然最终转化率一样，但最终 收率却不一样。 当瞬时选择性随关键组分转化率增大而单调增加时， 收率顺序： 间歇釜＜多个连续釜串联＜单一连续釜 当瞬时选择性随关键组分转化率增大而单调下降时， 收率顺序： 间歇釜＞多个连续釜串联＞单一连续釜
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8
4 稳定性设计
P B
(Do / te)
将实际工作压力P与许可工作压力[P]比较 要求： P略小于 [P]
水压试验下的强度和稳定性校核
9
5 标准件的选择
1）釜体法兰 2）搅拌器、搅拌轴和联轴器 3）搅拌装置和密封装置 4）容器支座的选用 5）人孔、视镜、温度计、压力表接口 6）工艺接口
10
6 技术要求的提出
25
图纸打印与成果提交
打印时间：19周周2上午 打印地点与次序：另行通知（各班分阶段打印） 费用：免费一张/组，超过酌情收费。 成果提交与答辩 纸版设计说明书提交时间：
19周周2上午（各班分阶段提交并答辩）
地点与答辩次序：另行通知。 电子版设计说明书提交时间
19周周3晚12点结束。
26
设计成果提交
设计说明书
1. 任务书（粘贴即可） 2. 写作大纲/目录 （全文完成后，书写页码） 3. 设计目的和意义 4. 设计内容 5. 总结 6. 参考书（含网页，有引用编号） 7. 致谢
图纸打印版 折叠后与设计书放一起。 图纸电子版提交到邮箱 注明小组成员名称学号
27
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
29
19
3）图纸的生成 图纸全部采用Autocad生成，在读懂参考图纸的基
础上，根据所选择的题目（A,B,C,D）将自己的设 计内容画到样图中（实际上是在样图上修改），主 要包括：设计参数、计算结果（壁厚、直径、塔板 数、管口位置等等）、结构特征等等内容。
20
4）图纸全部采用绘图仪输出，图纸的大小为A1， 每组学生可免费输出一张图纸（地点另行通知）。
You Know, The More Powerful You Will Be
28
Thank You
在别人的演说中思考，在自己的故事里成长
Thinking In Other People‘S Speeches，Growing Up In Your Own Story 讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
23
24制图中应注意的几个源自题1. 采用标准图幅的图纸——A1号； 2. 图面清洁，整齐，字体工正，打印； 3. 技术要求表达清楚，语言简略； 4. 尺寸标注符合规定:如直径,箭头,引线； 5. 线的粗细、深浅符合制图规定和习惯。 6. 图纸版面符合规范 7.学校/班级/学号和签名用黑色水笔。 8. 签名位置：设计书封面 图纸栏
21
5）成绩评定： 每位学生在指定时间内将所设计的图纸和设计计
算书交到指导教师处，指导教师根据设计计算和 图纸问题对学生进行提问，原则上每位同学三个 问题（其中新技术为必答题），教师根据学生回 答的问题和设计计算质量给予成绩。
22
6）设计教室 本次课程设计全部在电脑上进行，学生在设计过
程中如有疑问可随时和指导教师联系。 7）答辩教室 答辩前通知
1）确定筒体的直径和高度
4V
Di 3 H / Di
H V Vh V1
H/Di应符合一定的要求
5
2）确定夹套的高度
Hj V Vh
V1
Hj应符合:
F1Hj FhF
6
2、材料的选择
根据介质、温度、压力等要求确定反应器各 部分的材料。
7
3、强度和刚度设计
td 2PtD iPC
危险工况-----设计压力P
对设备设计、制造、安装、检验等图纸上还未 表示清楚的问题用文字说明。
11
7 完成图纸
要求完成一张A1 图纸。
12
三、制图中应注意的几个问题
1、图面布置
2、图面上应有的内容
3、局部细节 细节1 细节2
细节3
13
细节1：容器法兰的连接
14
细节2：接管的画法
15
细节3：出料口的结构
16
8 任务及时间安排
本次课程设计采用分散时间进行的方 式，但必需在设计周完成所有的设 计任务
17
几点需要说明的问题
1）分组 本次课程设计采取学生自愿组合成组的方式进
行，要求每组5名同学，原则上组内同学来自于 一个班级。
18
2）新技术的应用 所设计设备上需要用到的最新研究成果，如新材
料、新方法、新工艺、新部件等，每组学生需要 上网查阅相关的文献资料（不少于5篇），该技术 需经论证，并尽可能应用到所设计的设备上。
过程设备机械基础
课程设计讲座—搅拌反应釜的设计
主讲：XXXXXXX
1
一、课程设计的目的和意义
综合运用所学的知识 培养学生的工程设计能力 熟悉相关的设计规范
2
二、 设 计 内 容
3
机械设计
1、结构设计
2、材料选择
3、强度和刚度设计
4、稳定性设计
5、标准件的选择
6、技术要求的提出
7、制图
4
1、 结构设计
4 稳定性设计
P B
(Do / te)
将实际工作压力P与许可工作压力[P]比较 要求： P略小于 [P]
水压试验下的强度和稳定性校核
9
5 标准件的选择
1）釜体法兰 2）搅拌器、搅拌轴和联轴器 3）搅拌装置和密封装置 4）容器支座的选用 5）人孔、视镜、温度计、压力表接口 6）工艺接口
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6 技术要求的提出
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图纸打印与成果提交
打印时间：19周周2上午 打印地点与次序：另行通知（各班分阶段打印） 费用：免费一张/组，超过酌情收费。 成果提交与答辩 纸版设计说明书提交时间：
19周周2上午（各班分阶段提交并答辩）
地点与答辩次序：另行通知。 电子版设计说明书提交时间
19周周3晚12点结束。
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设计成果提交
设计说明书
1. 任务书（粘贴即可） 2. 写作大纲/目录 （全文完成后，书写页码） 3. 设计目的和意义 4. 设计内容 5. 总结 6. 参考书（含网页，有引用编号） 7. 致谢
图纸打印版 折叠后与设计书放一起。 图纸电子版提交到邮箱 注明小组成员名称学号
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写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
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19
3）图纸的生成 图纸全部采用Autocad生成，在读懂参考图纸的基
础上，根据所选择的题目（A,B,C,D）将自己的设 计内容画到样图中（实际上是在样图上修改），主 要包括：设计参数、计算结果（壁厚、直径、塔板 数、管口位置等等）、结构特征等等内容。
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4）图纸全部采用绘图仪输出，图纸的大小为A1， 每组学生可免费输出一张图纸（地点另行通知）。
You Know, The More Powerful You Will Be
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Thank You
在别人的演说中思考，在自己的故事里成长
Thinking In Other People‘S Speeches，Growing Up In Your Own Story 讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
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24制图中应注意的几个源自题1. 采用标准图幅的图纸——A1号； 2. 图面清洁，整齐，字体工正，打印； 3. 技术要求表达清楚，语言简略； 4. 尺寸标注符合规定:如直径,箭头,引线； 5. 线的粗细、深浅符合制图规定和习惯。 6. 图纸版面符合规范 7.学校/班级/学号和签名用黑色水笔。 8. 签名位置：设计书封面 图纸栏
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5）成绩评定： 每位学生在指定时间内将所设计的图纸和设计计
算书交到指导教师处，指导教师根据设计计算和 图纸问题对学生进行提问，原则上每位同学三个 问题（其中新技术为必答题），教师根据学生回 答的问题和设计计算质量给予成绩。
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6）设计教室 本次课程设计全部在电脑上进行，学生在设计过
程中如有疑问可随时和指导教师联系。 7）答辩教室 答辩前通知
1）确定筒体的直径和高度
4V
Di 3 H / Di
H V Vh V1
H/Di应符合一定的要求
5
2）确定夹套的高度
Hj V Vh
V1
Hj应符合:
F1Hj FhF
6
2、材料的选择
根据介质、温度、压力等要求确定反应器各 部分的材料。
7
3、强度和刚度设计
td 2PtD iPC
危险工况-----设计压力P
对设备设计、制造、安装、检验等图纸上还未 表示清楚的问题用文字说明。
11
7 完成图纸
要求完成一张A1 图纸。
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三、制图中应注意的几个问题
1、图面布置
2、图面上应有的内容
3、局部细节 细节1 细节2
细节3
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细节1：容器法兰的连接
14
细节2：接管的画法
15
细节3：出料口的结构
16
8 任务及时间安排
本次课程设计采用分散时间进行的方 式，但必需在设计周完成所有的设 计任务
17
几点需要说明的问题
1）分组 本次课程设计采取学生自愿组合成组的方式进
行，要求每组5名同学，原则上组内同学来自于 一个班级。
18
2）新技术的应用 所设计设备上需要用到的最新研究成果，如新材
料、新方法、新工艺、新部件等，每组学生需要 上网查阅相关的文献资料（不少于5篇），该技术 需经论证，并尽可能应用到所设计的设备上。
过程设备机械基础
课程设计讲座—搅拌反应釜的设计
主讲：XXXXXXX
1
一、课程设计的目的和意义
综合运用所学的知识 培养学生的工程设计能力 熟悉相关的设计规范
2
二、 设 计 内 容
3
机械设计
1、结构设计
2、材料选择
3、强度和刚度设计
4、稳定性设计
5、标准件的选择
6、技术要求的提出
7、制图
4
1、 结构设计