酯化釜设计正文

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1、南华大学机械工程学院毕业设计刖弓反应设备是通过化学反应得到反应产物的设备，或是为细胞或酶提供适宜的反应环境以达到细胞生长代谢和进行反应的设备。几乎所有的过程设备中，都包含了反应设备的存在。因此如何选用的反应器型式，确定最佳的操作条件和设计合理可靠的反应器，满足日益发展的过程工业的需求具有十分重要的意义。经过近一个世纪的实验研究和理论探索，当今的流体混合技术已进人快速发展时期，并积累了大量可用于分析和预测混合体系的设计经验和关联式。但由于流体混合体系的多样性和物料流变特性的复杂性，目前对于搅拌设备的选型和设计

2、还主要依赖经验和实验,对其优劣很难用理论预测，对于能耗和牛产成木，只能在一定规模的牛产装置上进行对比后才能分出高低。另外对搅拌设备的放大规律至今仍无足够的认识，缺少理论指导。本次设计的搅拌设备是酯化釜，酯是一类重要的有机化工产品，除本身是溶剂、增塑剂而用于很多工业部门外，还大量用来生产聚酯，也有一部分用作有机合成的原料。酯类生产的历史悠久，其基础理论的研究也早已开始，英国化学家A.W.威廉森在1852年已经提出了由酸与醇合成酯的理论。可生成酯的方法很多，工业上绝大多数直接酯化过程均为液相反应，由于受平衡限制

3、，反应不能进行完全，故常用从反应混合物屮移走反应产物（水，酯或两者在一起）的办法来移动平衡点。反应器可以是连续式的或间歇式的。间歇式反应器通常为带搅拌的反应釜；连续式反应器则是塔式的。为防止无机酸催化剂对设备的腐蚀，须妥善选择反应器的材质及结构。酯化釜的目的是借助搅拌器的作用是使酸跟醇在高温的条件下反应生成酯。本题口主要解决的问题是该设备的设计，包括搅拌装置、轴封和搅拌罐三大部分设计,并画出相应的设备图。笫1页共68页酯化釜设计1.1概论酯化釜，顾名思义就是发生酯化反应的设备，属于搅拌设备。搅拌设备常被称作

4、搅拌釜（或搅拌槽），当搅拌设备用作反应器时，又被称为搅拌釜式反应器，有时简称反应釜。釜体的结构型式通常是立式圆筒形，其高径比值主要依据操作是容器装液高径比以及装料系数大小而定。而容器的装液高径比乂视容器内物料的性质、搅拌特征和搅拌器层数而异，一般取1〜1・3,最大时可达6。釜底形状有平底、椭圆底、锥形底等有时亦可用方形釜。同时，根据工艺的传热要求，釜体外可加夹套，并通以蒸气、冷却水等载热介质；当传热面积不足时，还可在釜体内部设置盘管等。在选择酯化釜时，应根据牛产规模（即物料处理量）、搅拌操作目的和物料特性确

5、定搅拌容器的形状和尺寸，在确定搅拌容器的容积时应合理选择装料系数，尽量提高设备的利用率。如果没有特殊需要，釜体一般宜选用最常用的立式圆筒形容器，并选择适宜的筒体高径比（或容器装液高径比）。若有传热要求，则釜体外须设置夹套结构。夹套种类有整体夹套、螺旋挡板夹套、半管夹套、蜂窝夹套，传热效果依次提高但制造成木也相应增加。当酯化釜釜卧式放置时，大多进行半釜操作。因此卧式釜与立式釜相比有更多的气-液接触而积，因而卧式釜常用于气-液传质过程，如气-液吸收或从高粘度液体中脱除少量易挥发物质，另一方面，卧式釜的料层较浅，

6、有利于搅拌器将粉末搅动，并可借搅拌器的高速冋转使粉体抛扬起来，使粉体在瞬间失重状态下进行混合。酯化釜的材料要满足生产工艺的要求，例如耐压、耐温、耐介质腐蚀，以及保证产甜清洁等。由于材料的不同，搅拌容器的制造工艺、结构也有所不同,因此可分为钢制搅拌设备、搪玻璃搅拌设备和带衬里的搅拌设备等。装衬里的目的是为了耐蚀或保护产品的清洁，衬里的种类很多，主要有不锈钢、铝、钛、铅、银、错、耐酸瓷砖、辉绿岩板、橡胶等。酯化釜在工业生产中应用范围很广，尤其是化学工业中，很多的化工生产都或多或少的应用着搅拌操作。搅拌可使两种或

7、多种的物质在彼此之中相互分散，从而达到均匀混合，也可以加速传热和传质过程。化学工艺过程的种种化学变化，是以参加反应物质的充分混合为前提的。对于加热，冷却和液体萃取以及气体吸收等物理变化过程，也往往要采用搅拌操作才能得到好的效果。搅拌设备在许多场合是作为反应器来应用的。搅拌设备的作用如下：1.使物料混合均匀2.使气体在液相中很好的分散3.使固体粒子在液相中均匀的悬浮使不相溶的另一液相均匀悬浮或充分乳化4•强化相间的传质5.强化传热酯化釜可以从各种不同的角度进行分类，如按照工艺用途分类，其中重要的结构搅拌器，我

8、们可以按照搅拌器结构形式分类或按搅拌装置的安装形式分类，以下仅就搅拌装置的各种安装形式进行分类和选取，主要种类和各种的功能如表1.Io表1.1各种搅拌装置及其特点种类主要特点立式容器中心搅拌将搅拌装置安装在立式设备筒体的屮心线上，驱动方式一般为皮带传动和齿轮传动，用普通电机直接连接或与减速器直接连接。偏心式搅拌搅拌装置在立式容器上偏心安装，能防止液体在搅拌器附近产生“圆柱状回转区”，可以产生与加挡板时相近似的搅拌