12立方米搅拌装置(反应釜)设计毕业设计[管理资料]

摘要
带搅拌的夹套反应釜是化学、医药及食品等工业中常用的典型反应设备之一。

它是一种在一定压力和温度下，借助搅拌器将一定容积的两种（或多种）液体以及液体或气体物料混匀，促进其反应的设备。

一台带搅拌的夹套反应釜。

它主要由搅拌容器、搅拌装置、传动装置、轴封装置、支座、人孔、工艺接管和一些附件组成。

本文主要介绍的时一种推进式夹套反应釜设计，包括整体结构设计、强度校核以及一些工艺设计。

夹套反应釜分罐体和夹套两部分，主要有封头和筒体组成，多为中、低压压力容器；搅拌装置有搅拌器和搅拌轴组成，其形式通常由工艺而定；传动装置主要有电动机、减速器、联轴器和传动轴等组成；轴封装置一般采用机械密封或填料密封；它们与支座、人孔、工艺接管等附件一起，构成完整的夹套反应釜。

关键词：反应釜、筒体设计、夹套设计、法兰、接管、焊缝、开孔补强
reactor design
Abstract
A stirred jacketed reactor is the chemical, pharmaceutical and food industries in the typical reaction to one of the devices used. It is a certain pressure and temperature, by means of a stirrer to a volume of two (or more) of liquid and the liquid or gas,Body material mix, promoting the reaction of the device.
A jacketed stirred reactor. It mainly consists of mixing vessel, a stirring device, transmission device, the shaft sealing device, bearing, manholes, pipe connection and some accessories.
This paper describes time-jacketed reactor one kind push design, including the overall structural design, strength check, and some process design. Jacketed reactor tank and a jacket of two parts, the main composition and the cylinder head, mostly in low pressure vessel; stirring means with a stirrer and the stirring shaft, whose form is usually determined by the process and; transmission main motor, reducer, couplings and drive shafts and other components; seal device commonly used mechanical seal or packing seal; them with support, manholes, and other accessories takeover process, together constitute a complete jacketed reactor.
Keywords: reactor、cylinder design、jacket design、flange、receivership、welds, opening reinforcement
引言
反应釜的广义理解即有物理或化学反应的不锈钢容器，根据不同的工艺条件需求进行容器的结构设计与参数配置，设计条件、过程、检验及制造、验收需依据相关技术标准，以实现工艺要求的加热、蒸发、冷却及低高速的混配反应功能。

压力容器必须遵循GB150{钢制压力容器}的标准，常压容器必须遵循NB/{钢制焊接常压容器}的标准。

随之反应过程中的压力要求对容器的设计要求也不尽相同。

生产必须严格按照相应的标准加工、检测并试运行。

不锈钢反应釜根据不同的生产工艺、操作条件等不尽相同，反应釜的设计结构及参数不同，即反应釜的结构样式不同，属于非标的容器设备。

不锈钢反应釜广泛应用于石油、化工、橡胶、农药、染料、医药、食品等生产型用户和各种科研实验项目的研究，用来完成水解、中和、结晶、蒸馏、蒸发、储存、氢化、烃化、聚合、缩合、加热混配、恒温反应等工艺过程的容器。

反应釜是综合反应容器，根据反应条件对反应釜结构功能及配置附件的设计。

从开始的进料-反应-出料均能够以较高的自动化程度完成预先设定好的反应步骤，对反应过程中的温度、压力、力学控制（搅拌、鼓风等）、反应物/产物浓度等重要参数进行严格的调控。

第1章绪论
反应釜的广义理解即有物理或化学反应的不锈钢容器，根据不同的工艺条件需求进行容器的结构设计与参数配置，设计条件、过程、检验及制造、验收需依据相关技术标准，以实现工艺要求的加热、蒸发、冷却及低高速的混配反应功能。

压力容器必须遵循GB150{钢制压力容器}的标准，常压容器必须遵循NB/{钢制焊接常压容器}的标准。

随之反应过程中的压力要求对容器的设计要求也不尽相同。

生产必须严格按照相应的标准加工、检测并试运行。

不锈钢反应釜根据不同的生产工艺、操作条件等不尽相同，反应釜的设计结构及参数不同，即反应釜的结构样式不同，属于非标的容器设备。

不锈钢反应釜广泛应用于石油、化工、橡胶、农药、染料、医药、食品等生产型用户和各种科研实验项目的研究，用来完成水解、中和、结晶、蒸馏、蒸发、储存、氢化、烃化、聚合、缩合、加热混配、恒温反应等工艺过程的容器。

反应釜是综合反应容器，根据反应条件对反应釜结构功能及配置附件的设计。

从开始的进料-反应-出料均能够以较高的自动化程度完成预先设定好的反应步骤，对反应过程中的温度、压力、力学控制（搅拌、鼓风等）、反应物/产五浓度等重要参数进行严格的调控。

反应釜材质一般有碳锰钢、不锈钢、锆、镍基（哈氏、蒙乃尔）合金及其它复合材料。

反应釜可采用SUS304、SUS316L等不锈钢材料制造。

搅拌器有锚式、框式、桨式、涡轮式，刮板式，组合式，转动机构可采用摆线针轮减速机、无级变速减速机或变频调速等，可满足各种物料的特殊反应要求。

密封装置可采用机械密封、填料密封等密封结构。

加热、冷却可采用夹套、半管、盘管、米勒板等结构，加热方式有：蒸汽、电加热、导热油，以满足耐酸、耐高温、耐磨损、抗腐蚀等不同工作环境的工艺需要。

而且可根据用户工艺要求进行设计、制造。

根据反应釜的制造结构可分为开式平盖式反应釜、开式对焊法兰式反应釜和闭式反应釜三大类。

反应釜按材质及用途可分为不锈钢反应釜,搪玻璃反应釜。

每一种结构都有他的适用范围和优缺点。

其主要类型有以下几种：
不锈钢反应釜
不锈钢反应釜由釜体、釜盖、夹套、搅拌器、传动装置、轴封装置、支承等组成。

材质一般有碳锰钢、不锈钢、锆、镍基（哈氏、蒙乃尔）合金及其它复合材料；根据反应釜的制造结构可分为开式平盖式反应釜、开式对焊法兰式反应釜和闭式反应釜三大类。

不锈钢反应釜搅拌形式一般有锚式、桨式、涡轮式、推进式或框式等，搅拌装置在高径比较大时，可用多层搅拌桨叶，也可根据用户的要求任意选配.。

不锈钢反应釜的密封型式不同可分为：填料密封机械密封和磁力密封。

加热方式有电加热、热水加热、导热油循环加热、外(内)盘管加热等，冷却方式为夹套冷却和釜内盘管冷却。

不锈钢反应釜广泛应用于石油、化工、橡胶、农药、染料、医药、食品，用来完成硫化、氢化、烃化、聚合、缩合等工艺过程的压力容器，例如反应器、反应釜、分解锅、聚合釜等。

搪玻璃反应釜
搪玻璃反应釜是将含高二氧化硅的玻璃，衬在钢制容器的内表面，经高温灼烧而牢
固地密着于金属表面上成为复合材料制品。

因此搪玻璃反应釜具有玻璃的稳定性和金属强度的双重优点，是一种优良的耐腐蚀设备。

搪玻璃反应釜技术规范：使用压力：。

耐酸性：对各种有机酸、无机酸、有机溶剂均有较好的抗蚀性。

耐碱性：搪玻璃对碱性溶液抗蚀性较酸溶液差。

但将我厂搪玻璃试样置于1N氢氧化钠溶液腐蚀，试验温度80℃时间48h。

操作温度：搪玻璃设备加热和冷却时，应缓慢进行。

我厂制造的搪玻璃设备使用温度为-20－200℃，耐温急变性≥200℃。

瓷层厚度：，。

耐压电：搪玻璃具有良好的绝缘性，当搪玻璃在规定厚度内用20KV高频电火花检查瓷层时，高频电火花不能击穿瓷层。

耐冲击性：玻璃层的内应力越小，弹性越好，硬度越大，抗弯抗压强度越高，则耐冲击就越好。

我厂之玻璃层在规定厚度内，用直径30mm，重量112g钢球冲击时，其冲击功为282×10-3J（优等品指标为260×10-3J）
磁力搅拌反应釜
采用静密封结构，搅拌器与电机传动间采用磁力偶合器联接，由于其无接触的传递力矩，以静密封取代动密封，能彻底解决以前机械密封与填料密封无法解决的泄漏问题，使整个介质各搅拌部件完全处于绝对密封的状态中进行工作，因此，更适合用于各种易燃易爆、剧毒、贵重介质及其它渗透力极强的化学介质进行反应，是石油、化工、有机合成、高分子材料聚合、食品等工艺中进行硫化、氟化、氢化、氧化等反应最理想的无泄漏反应设备。

不饱和聚酯树脂全套设备
不饱和聚脂树脂设备由立式冷凝器、卧式冷凝器、反应釜、储水器、分馏柱五部分组成
适用范围：用于生产不饱和聚酯树脂、酚醛树脂、环氧树脂、ABS树脂、油漆的关键设备。

根据反应釜的密封型式不同可分为：填料密封，机械密封和磁力密封。

蒸汽反应釜
使用的前提是客户本身备有外加入源（如蒸汽）或冷却源（如自来水）。

必须注意，蒸汽加热方式为上进下出液体加热或冷却为下进上出。

在各种方式出口管路无阀门，保证畅通。

电加热反应釜
电加热反应釜具有加热迅速、耐高温、耐腐蚀、无环境污染等特点，广泛应用于石油、化工、橡胶、农药、染料、医药、食品等行业，也用来完成硫化、硝化、氢化、烃化、缩合、聚合等工艺过程。

电加热反应釜材质一般有碳锰钢、不锈钢、锆、镍基（哈氏、蒙乃尔、因康镍）合金及其它复合材料；根据反应釜的制造结构可分为开式平盖式反应釜、开式对焊法兰式反应釜和闭式反应釜三大类，每一种结构都有他的适用范围和优缺点。

根据反应釜的密封型式不同可分为：填料密封，机械密封和磁力密封。

种子罐、发酵罐
发酵设备是广泛用于微生物生长的一种反应设备。

在发酵种子罐内各种微生物在适当的环境中生长，新陈代谢和形成发酵产物。

因此该设备广泛地用于制药、味精、酶制剂、食品等行业。

反应釜体普遍采用钢制(或衬里)、铸铁或搪玻璃。

反应釜所用的材料、搅拌装置、加热方法、轴封结构、容积大小、温度、压力等各有异同、种类很多，它们的基本特点分述如下：
结构：反应釜结构基本相同，除有反应釜体外，还有传动装置、搅拌和加热(或冷却)装置等，可改善传热条件，使反应温度控制得比较均匀，并不强化传质过程。

操作压力：反应釜操作压力较高。

釜内的压力是化学反应产生或由温度升高而形成，压力波动较大，有时操作不稳定，突然的压力升高可能超过正常压力的几倍，因此，大部分反应釜属于受压容器。

操作温度：反应釜操作温度较高，通常化学反应需要在一定的温度条件下才能进行，所以反应釜既承受压力又承受温度。

获得高温的方法通常有以下几种：水加温要求温度不高时可采用，其加热系统有敞开式和密闭式两种。

敞开式较简单，它由循环泵、水槽、管道及控制阀门的调节器所组成，当采用高压水时，设备机械强度要求高，反应釜外表面焊上蛇管，蛇管与釜壁有间隙，使热阻增加，传热效果降低。

蒸汽加热加热温度在100℃以下时，可用一个大气压以下的蒸汽来加热；100~180℃范围内，用饱和蒸汽；当温度更高时，可采用高压过热蒸汽。

用其它介质加热若工艺要求必须在高温下操作或欲避免采用高压的加热系统时，可用其它介质来代替水和蒸汽，如矿物油(275～300℃)、联苯醚混合剂(沸点258℃)、熔盐(140～540℃)、液态铅(熔点327℃)等。

电加热将电阻丝缠绕在反应釜筒体的绝缘层上，或安装在离反应釜若干距离的特设绝缘体上，因此，在电阻丝与反应釜体之间形成了不大的空间间隙。

前三种方法获得高温均需在釜体上增设夹套，由于温度变化的幅度大，使釜的夹套及壳体承受温度变化而产生温差压力。

采用电加热时，设备较轻便简单，温度较易调节，而且不用泵、炉子、烟囱等设施，开动也非常简单，危险性不高，成本费用较低，但操作费用较其它加热方法高，热效率在85%以下，因此适用于加热温度在400℃以下和电能价格较低的地方。

反应釜搅拌结构：在反应釜中通常要进行化学反应，为保证反应能均匀而较快的进行，提高效率，通常在反应釜中装有相应的搅拌装置，于是便带来传动轴的动密封及防止泄漏的问题。

反应釜的工作：反应釜多属间隙操作，有时为保证产品质量，每批出料后都需进行清洗；釜顶装有快开人孔及手孔，便于取样、测体积、观察反应情况和进入设备内部检修。

1、应安装在坚固、平整的工作台上，工作台高度根据使用情况决定，设备与工作台四周应留有一定的空间（≥360cm），以便安装与后期维修。

2、安装时要求传动轴与地水平面垂直，不垂直度（倾斜度）不得大于设备总高度的1/1000。

3、设备本身各工艺接管上的自备件，安全阀，必须按反应釜的要求配备。

4、安装完毕检查各连接部件及传动部位是否牢固可靠，各连接管道、管口、密封件及整机做气密试验，应无泡、冒、滴、漏现象。

5、开机前减速机注入46#机械油，打开电机防护罩用手转动风叶检查有无卡怠现象，搅拌桨有无刮壁现象，清理釜内污物，方可开机。

空车运转30分钟无不正常噪音、振动，方可正式投料生产。

另视生产情况定期更换减速机油。

1、大容积化，这是增加产量、减少批量生产之间的质量误差、降低产品成本的有效途
径和发展趋势。

染料生产用反应釜国内多为6000L以下，其它行业有的达30m³；国外在染料行业有20000～40000L，而其它行业可达120 m³。

2、反应釜的搅拌器，已由单一搅拌器发展到用双搅拌器或外加泵强制循环。

反应釜发展趋势除了装有搅拌器外，尚使釜体沿水平线旋转，从而提高反应速度。

3、以生产自动化和连续化代替笨重的间隙手工操作，如采用程序控制，既可保证稳定生产，提高产品质量，增加收益，减轻体力劳动，又可消除对环境的污染。

4、合理地利用热能，选择最佳的工艺操作条件，加强保温措施，提高传热效率，使热损失降至最低限度，余热或反应后产生的热能充分地综合利用。

热管技术的应用，将是今后反应釜发展趋势。

第2章 反应釜釜体的设计
釜体DN 、PN 的确定
.1 釜体DN 的确定
将釜体视为筒体，取L /D=
由V =(π/4)2i D L ，L =i D
则
=
Di 1.12m = （1-1） 圆整mm Di 1200=
由[]2表8-1查得釜体的mm DN 1200=
釜体PN 的确定
因操作压力c p ＝MPa ，
故：PN ＝MPa
釜体筒体壁厚的设计
设计参数的确定
设计压力p ：p ＝
工作压力c p ： c p =MPa ；
设计温度t ： 150℃ ；
焊缝系数Φ： Φ＝（双面对接焊，100%无损探伤）；
许用应力[]t σ：根据材料Q235-A 、设计温度150℃，由文献[2]252页表知[]t σ＝113MPa ；
钢板负偏差1C ：1C ＝mm （GB6654）
腐蚀裕量2C ：2C ＝mm （双面腐蚀）。

筒体壁厚的设计 由公式22[]c i d t c p D C p δσ=+Φ- 得： 1.10.21200 1.0 2.162113 1.0 1.10.2
d mm δ⨯⨯=+=⨯⨯-⨯ (1-2) 考虑1C ，则n δ'=d δ+1C =mm ，圆整3n mm δ=
刚度校核：不锈钢的min 3mm δ≥
考虑筒体的加工壁厚不小于5mm ，故筒体的壁厚取5i mm δ= 釜体封头的设计
封头的选型
由文献[]1316页表16-3选釜体的封头选标准椭球型，代号EHA 、标准JB/T4746—2002。

设计参数的确定
p ＝； c p =MPa ；
Φ＝（整板冲压）；
1C ＝mm （GB6654）； 2C ＝mm 。

封头的壁厚的设计
由公式 22[]0.5c
i
d t c
p D C p δσ=+Φ-得：
1.1
0.21200
1.0
2.162113 1.00.5 1.10.2d mm δ⨯⨯=+=⨯⨯-⨯⨯
(1-3) 考虑10.25C mm = ，圆整得3n mm δ=
根据规定，取封头壁厚与筒体壁厚一致5i mm δ=
封头的直边尺寸、体积及重量的确定
根据mm DN 1200=，由文献[2]196页表8-27知：
直边高度0h ;025h mm = 体积V ：V=3m
曲面2h ：300i h mm = 内表面积f ：f=2m
质 量m: m=
筒体长度H 的设计
筒体长度H 的设计
T F V V V =+，T F V V V =-，2
4i F D H V V π
=-
24F i
V V
H D π-==24(1.20.2545)3.14 1.2⨯-⨯=0. 836m
圆整得: H =840 mm
釜体长径比/i L D 的复核
2/(2)/i i L D H h D =+⨯= 8402300
1.21200+⨯=
~，满足要求。

外压筒体壁厚的设计
设计外压的确定
由设计条件单可知，夹套内介质的压力为常压，设计外压p =MPa 。

设计筒体的壁厚
查文献[]2449表18-4 当DN=1200mm ，5i mm δ=时。

[]0.17p Mpa = 不能满足要求。

同理查上述文献可知当8i mm δ=时，[]0.4p Mpa =，
满足外压的要求。

因为p ＝MPa <[]p ＝MPa ，所以假设i δ＝8mm 合理，取封头的壁厚i δ＝8mm 。

设计外压的确定
封头的设计外压与筒体相同，即设计外压p =MPa 。

设封头的壁厚n δ=8mm ，
则:e δ=n δ–C = = mm ，
对于标准椭球形封头
K =，i i R KD =＝×1200=1080mm ，/e Ri S =1080/ = 160
计算系数：A =0.1250.125/160
i e R S == ×10-4 由文献[2]中图14- 3中选取，在水平坐标中找到A =×10-4点，由该点做竖直线与对应的材料温度线相交，沿此点再做水平线与右方的纵坐标相交，得到系数B 的值为值为：B ≈80MPa 、E =×105MPa
根据[]p =/i e
B R S 得： []p =80160=（MPa ）． 因为p ＝MPa < []p ＝MPa ，
所以假设n δ＝8mm 偏大，考虑到与筒体的焊接，取封头的壁厚与筒体一致， 故取n δ＝8mm 。

由在文献[2]317中表, 釜体封头的结构如图1-1，封头质量：106（kg ）
图1-1 釜体封头的结构与尺寸
第3章 反应釜夹套的设计
夹套的DN 、PN 的确定 DN 的确定
由夹套的筒体内径与釜体筒体内径之间的关系可知：
100j i D D =+＝1200+100=1300mm
PN 的确定
由设备设计条件单知，夹套内介质的工作压力为常压，取PN ＝MPa 夹套筒体的设计
夹套筒体壁厚的设计
因为W p 为常压≤MPa ，所以需要根据刚度条件设计筒体的最小壁厚。

又因为j D ＝1300mm ＜3800mm ，取S min ＝2i D /1000且不小于3 mm 另加2C ， 所以S min ＝3+1=4（mm ），圆整n S =5mm 。

对于碳钢制造的筒体壁厚取n S ＝6mm 。

夹套筒体长度j H 的初步设计 j H =1
0.8 1.20.2550.6321.313
h V V mm V η-⨯-===
圆整后j H =660mm 夹套封头的设计 封头的选型
夹套的下封头选标准椭球型，内径与筒体相同（j D ＝1300mm ）。

代号EHA ，标准JB/T4746—2002。

椭球形封头壁厚的设计
因为W p 为常压≤MPa ，所以需要根据刚度条件设计封头的最小壁厚。

∵ j D ＝1300mm ＜3800mm ，取S
min
＝2i D /1000且不小于3 mm 另加
2C ，
∴S min ＝3+1=4（mm ）
对于碳钢制造的封头壁厚取n S ＝6mm 。

椭球形封头结构尺寸的确定
由文献[1]页表8－27。

见表2-1
表2-1封头尺寸
直边高度1h
深度2h
容积jF V
质 量
25mm 375mm 3m
kg
封头的下部结构如图2-1。

由设备设计条件单知：下料口的DN ＝50mm ，封头下部结构的主要结构尺寸min D ＝100mm 。

图 2-1 下封头的结构
传热面积的校核
DN =1200mm 釜体下封头的内表面积h F = 2m
DN =1200mm 筒体（1m 高）的内表面积1F = m 2 夹套包围筒体的表面积S F =1F ×j H = ×=（m 2）
h F +S F = + =)(2m >32m 故满足传热面积要求。

第4章 反应釜釜体及夹套的压力试验
釜体的水压试验
水压试验压力的确定
水压试验的压力：[]
1.25[]T t p p
σσ=且不小于(p
+)MPa ，查[][]1=t
σσ.0 1.250.22 1.00.275T P MPa =⨯⨯=，（p +）= MPa ，
取T p =MPa
液压试验的强度校核
由max ()
2()
T i n n p D S C S C σ+-=
- 得：
max σ＝
()
0.32(12008 1.25)
28.6028 1.25MPa ⨯+-=⨯- （4-1）
s σΦ =×235×=（MPa ）
由max σ＝MPa <s σΦ=MPa
故液压强度足够 ．3 压力表的量程
压力表的最大量程：P 表 =2T p =2×=MPa ≤P 表 ≤4P T ≤P 表≤MPa
水压试验的操作过程
操作过程：在保持釜体表面干燥的条件下，首先用水将釜体内的空气排空，MPa ，保压不低于30min ，MPa ，保压足够长时间，检查所有焊缝和连接部位有无泄露和明显的残留变形。

若质量合格，缓慢降压将釜体内的水排净，用压缩空气吹干釜体。

若质量不合格，修补后重新试压直至合格为止。

水压试验合格后再做气压试验。

气压试验的压力：
[]
1.15[]
T t
p p
σσ= (4-2) T p =××=（MPa ） 取T p =MPa
由max ()
2()
T i n n p D S C S C σ+-=
-得：
max σ＝0.26(12008 1.25)2(8 1.25)
⨯+-⨯- = MPa (4-3)
因为max σ＝MPa ＜S σΦ =×235×=（MPa ） 所以气压强度足够
做气压试验时，MPa ，保持5min 并进行初检。

MPa ，MPa 级差，MPa ，保持10min ，MPa ，保压足够长时间同时进行检查，如有泄露，修补后再按上述规定重新进行试验。

釜体试压合格后，再焊上夹套进行压力试验。

液压试验的压力：[]1.25[]T t p p
σσ=且不小于(p
+) MPa ，查[]
[]t
σσ= T p =××=MPa ，(p +)= MPa T p ＜(p +)， 取T p =MPa
由max ()
2()
T i n n p D S C S C σ+-=
- 得：
max σ＝
()()
0.412008 1.2528 1.25⨯+-⨯- = MPa （4-4）
因为max σ＝ MPa ＜ s σΦ=×235×=MPa 所以液压强度足够
压力表的量程：P 表 = 2T p =2×=MPa
≤ P 表≤4P T 即 ≤ P 表≤
在保持夹套表面干燥的条件下，首先用水将夹套内的空气排空，MPa ，保压不低于30min ，MPa ，保压足够长时间，检查所有焊缝和连接部位有无泄露和明显的残留变形。

若质量合格，缓慢降压将夹套内的水排净，用压缩空气吹干。

若质量不合格，修
补后重新试压直至合格为止。

第5章反应釜附件的选型及尺寸设计
釜体法兰联接结构的设计
设计内容包括：法兰的设计、密封面形式的选型、垫片设计、螺栓和螺母的设计。

法兰的设计
根据DN＝1200mm、PN＝MPa，由文献[1]254页表10-2确定法兰的类型为甲型平焊法兰。

标记：法兰、 JB/T4701
材料：0Cr18Ni10Ti
法兰的结构和主要尺寸如图5—1 如表5—1
图5—1 甲型平焊法兰
公称直径DN/ mm
法兰/mm螺栓
D1D2D3D4D d规格数量
1200 1330 1290 1255 1241 1238 58 23 M20 48
密封面形式的选型
根据PN ＝MPa ＜MPa 、介质温度120℃和介质的性质，由文献[1]331页 表16－14 知密封面形式为光滑面。

垫片的设计
由文献【1】表331页16-14得垫片选用耐油橡胶石棉垫片，材料为耐油橡胶石棉板（GB/T539），结构及尺寸见图5—2 和。

尺寸见表5-2
图4-2 垫片的结构
mm D /0
mm d i /
mm /δ
1240
1125
2
螺栓、螺母和垫圈的尺寸规格
本设计选用六角头螺栓（C 级、GB/T5780-2000）、Ⅰ型六角螺母（C 级、GB/T41-2000）平垫圈（100HV 、GB/T95-2002） L 的计算：
螺栓的长度由法兰的厚度（δ）、垫片的厚度（S ）、螺母的厚度（H ）、垫圈厚度（h ）、螺栓伸出长度()5.03.0→d 确定。

其中δ=44mm 、S =2mm 、H =30mm 、h =34mm 、螺栓伸出长度取d 3.0=×23mm 螺栓的长度L 为：220.3L S H h d δ=++++
244230230.323=⨯+++⨯+⨯
=（mm ） 取L ＝133mm
螺栓标记： GB/T5780-2000 20133M ⨯ 螺母标记： GB/T41-2000 20M 垫圈标记： GB/T95-2002 24-100HV 法兰、垫片、螺栓、螺母、垫圈的材料
根据甲型平焊法兰、工作温度t =130℃的条件，由文献[3]附录8法兰、垫片、螺栓、螺母材料匹配表进行选材，结果如表4—2所示。

表4—3 法兰、垫片、螺栓、螺母的材料
法 兰 垫 片 螺 栓 螺 母 垫 圈 0Cr18Ni10Ti 耐油橡胶石棉 35 20 100HV 工艺接管的设计
由GB_T_17395查无缝钢管 5.2.1 水蒸气进口、水蒸气出口
采用φ57⨯，罐内的接管与夹套内表面磨平。

配用突面板式平焊管法兰：HG20592
法兰 RF 0Cr18Ni10Ti。

安全阀进口
采用φ27×，接管与封头内表面磨平。

配用突面板式平焊管法兰：HG20592 法
兰 RF 0Cr18Ni10Ti。

温度计接口
采用φ21×，伸入釜体内一定长度。

配用突面板式平焊管法兰：HG20592-2009
法兰 RF 0Cr18Ni10Ti。

放料口
φ=⨯无缝钢管，接管与封头内表面磨平。

配用突面板式平焊管法兰：采用57 3.5
HG20592 法兰 RF 0Cr18Ni10Ti。

与其配套的是手动下展式铸不锈钢放料阀，标记：放料阀6-100 HG5-11-81-3.
进料口
采用φ57⨯，罐内的接管与下封头内表面磨平磨平。

配用突面板式平焊管法兰：HG20592 法兰 RF 20。

冷凝器接口
φ⨯无缝钢管，罐内的接管与下封头内表面磨平磨平。

配用突面板式平采用76 3.0
焊管法兰：HG20592 法兰 RF 20。

视镜
φ无缝钢管，接管与封头内表面磨平。

配用突面板式平焊管法兰：HG20592 采用4
89⨯
法兰 PL80-4 RF 0Cr18Ni10Ti。

管法兰尺寸的设计
工艺接管配用的突面板式平焊管法兰的结构如图。

由文献【3】311表10-25得并根
据0.25
=、0.6MPa和接管的DN，由板式平焊管法兰标准（HG20592）确定法PN MPa
兰的尺寸。

管法兰的尺寸见表4-3。

图5—3 板式平焊管法兰
垫片尺寸及材质
工艺接管配用的突面板式平焊管法兰的垫片尺寸、材质文献【4】49页表5-2查如表6-5所示。

垫片的结构
图4-4 管道法兰用软垫片
密封面形式及垫片尺寸
表4-5 密封面形式及垫片尺寸
接管名称 密封面
型式 垫片尺寸(mm ) 垫片材质 外径O D 内径i d
厚度δ
安全阀接口 RF 64 34 2 耐油石棉橡
胶板
水蒸气的进出口 RF 96 61 2 耐油石棉橡胶板
有机溶剂的进出口 RF 96 64 2 耐油石棉橡胶板
温度计接口 RF 54 27 2 耐油石棉橡胶板
冷凝器接口视镜1、2
RF
132
89
2
油石棉橡胶板
视镜的选型
由于釜内介质压力较低（W p ＝MPa ）且考虑1200=DN ，本设计选用两个DN =80的带颈视镜。

其结构见图4-6。

由文献【5】 4-159页表4-5-7确定视镜的规定标记、标准图号、视镜的尺寸及材料。

标 记：视镜ⅡPN ，DN 80 标准图号：HG502-1986-8。

图4-6 视镜的结构型式
表4-7 视镜的尺寸
DN
视镜玻璃 S d n ⨯
D
1D
1b 2b h
H d 1H
双头螺柱 数量 直径 80
160 130 36
24
86
133 140
8 M12
支座的选型及设计
支座的选型及尺寸的初步设计：
文献[]1 632页表22-25所以选耳式B 型支座，支座数量为4个 反应釜总质量的估算：1234F m m m m m =+++
式中：1m —釜体的质量（Kg ）；2m —夹套的质量（Kg ）；3m —搅拌装置的质量（Kg ）4m —附件的质量（Kg ）；
查文献可知1234200,103,160,37.m kg m kg m kg m kg ==== 500F m kg =
物料总质量的估算：W j d m m m =+
式中：j m —釜体介质的质量（Kg ）；d m —夹套内水蒸气的质量（Kg ）
反应釜的总质量估算为500Kg ，物料的质量为1200Kg （以水装满釜体计算），夹套的质量和水约为1500kg
装置的总质量：27005003200F W m m m kg =+=+=
每个支座承受的重量Q 约为：3200×＝（KN ）
根据1300DN 7.9Q KN =由文献[1]632表22-25初选B 型耳式支座，支座号为3。

标记： JB/T4725-92 耳座B3 材料：Q235-A·F
表6—16 B 型耳式支座的尺寸
支座载荷的校核计算
耳式支座实际承受的载荷按下式近似计算：
34()
[]10o
e e e m g G ph G S Q kn nD
-++=+⨯ 式中 D 支座的安装尺寸，mm g 重力加速度，取2
9.81m
g s =
D=)50205(2)82125()82621200(22-+⨯--⨯+⨯+=mm ， g ＝2/s m ，
15009.8114715()e G N =⨯=， o m =3200Kg ，1k =，n =4，p =0， 500()e S mm =
将已知值代入得=Q ()3
4 1.0631471550053009.8114715101441533.2-⨯+⨯⎡⎤⨯++⨯⎢⎥⨯⨯⎣⎦
KN 89.24=
因为Q KN 89.24=＜[Q]=30KN ，所以选用的耳式支座满足要求。