第一章 設(shè)計任務(wù)1 設(shè)計題目年產(chǎn)50乙酰水楊酸的反應釜2處理能力年產(chǎn)500t乙酰水楊酸日產(chǎn)500t/00天=67kg天=10165mol/天 1 1 A×95 115/9.6%得A1155ml即Ma=1。55t則Mb=1155×.5×102=.5t催化劑硅鎢酸=11555×.004×283=78.63 設(shè)備形式連續(xù)操作反應釜 設(shè)計基本方法及操作條件年工作日00天,以水楊酸與乙酸酐為基本反應物,以硅鎢酸為催化劑收率92.6%，且水楊酸乙酸酐硅鎢酸為12.0024，溫度控制76到80攝氏度。第二章 設(shè)計內(nèi)容1 確定反應器的形式與材質(zhì) 本設(shè)計是設(shè)計乙酰水楊酸（阿司匹林）的工業(yè)合成反應釜，年產(chǎn)量500t，設(shè)計為連續(xù)操作的完全混合流反應器（CSR）,由于反應用的是酸性催化劑，且反應物也是酸性的，所以整個反應體系都屬酸性,不易采用不銹鋼材質(zhì)，建議采用搪玻璃材質(zhì).2 物料衡算下面為工業(yè)合成乙酰水楊酸的化學反應式年產(chǎn)量：500噸年工作日：300天日產(chǎn)量:1.6噸收率：92.6%日產(chǎn)500t/30天=167k/天=1016mol/天 1 1 A×% 101592.得A=155mol即Ma1.59t則Mb=1555×。×02=95t催化劑硅鎢酸=1555×0。0024×283786Kg設(shè)總投料量：母液量=：1母液量=總投量/7總投量155t+2.95t+7。6Kg=4。63則母液=0。66t由于該反應收率高達92。6，所以可以近似為不可逆反應，設(shè)轉(zhuǎn)化率,將水楊酸記為，將乙酸酐記為B，乙酰水楊酸記為R，則該反應的速率方程為 （)=k ，且，k0.92（）。由公式計算得則由得V0。534裝量系數(shù)為5,則實際容積 確定反應釜臺數(shù)和連接方式 由于實際體積較小,所以選一個反應釜。4 確定反應釜的直徑和筒體高度反應釜容積為0。712，反應器的裝料系數(shù)為5，攪拌裝置配置的電機功率為3K，攪拌軸轉(zhuǎn)速為8r/min,攪拌槳形式為槳式；.1 釜體直徑對于直立的反應釜來說，釜體的設(shè)備容積通常是指圓柱形筒體及下封頭所包含的容積,即 V=VTF式中VT設(shè)備筒體部分容積，mV 封頭容積，m3根據(jù)及選定的L/值，將釜體視為圓柱形筒體,可以初步估算筒體內(nèi)徑，根據(jù)以往經(jīng)驗可認為/=1.，且0.71，則=，圓整后i10mm,根據(jù)規(guī)定取1000mm。2 釜得確定體PN因操作壓力為W=.1MPa,查標準得P02MPa4.3 釜體筒體壁厚的設(shè)計因釜體上裝有安全閥,取=1。1,=1.1=1。0.10.11Pa =14.81012×0-6=.016MPa由于=00%=15%5，因此可以忽略，取=P=0。1MPa,=1.(100%無損探傷)，0.5 ,因帶有夾套，雙面腐蝕=1,查表得筒體材料=10Mp 。由公式=得由=+0。25+=1.m取=m。44 釜體封頭的設(shè)計由題目可得該反應釜的封頭采用標準橢圓形封頭，類型是EA.P=1。=1。1010。1MPa，。006MP(可忽略，道理同上）壓力同釜體=0。11MPa，=.(10無損探傷），=0。25 ,因帶有夾套，雙面腐蝕=,查表得封頭材料=18Mp .由公式得=+0。25+1=。76m取封頭與筒體一致，則=6m。.5 筒體高度H的設(shè)計由DN=10m查HA標準可知VF=0113m3筒體每米高容積V1=0。785m3 ,則： 筒高估算為H= 圓整取H=7mm。4.6 外壓筒體壁厚的設(shè)計反應在常壓下反應,所以外壓筒體壁厚和內(nèi)壓筒體一致，取=m綜上所述，取內(nèi)壓和外壓兩者中最大壁厚,即筒體與封頭=mm。5 熱量衡算前面已求出，每天需要的生成物體積為0534³，乙酰水楊酸密度1443kg m³,它的摩爾量為116mo（166Kg）,需要水楊酸1595Kg（1155mol），需要醋酸酐2887。5 ol (950Kg）。 又查資料得水楊酸和醋酸酐的比熱容分別為1。64kJ/（kg·）、188J/（kg·） 查資料得，反應放熱反應總放熱所以需冷卻釋放的能量為： 本次設(shè)計1個反應釜，則反應釜需要傳熱量反應釜中加料完成后,混合物中：比熱j/（gK)根據(jù)經(jīng)驗，取總傳熱系數(shù)K為493w(K)由公式 有 計算得傳熱面積A=.3校核 符合設(shè)計要求。6 輔助設(shè)備設(shè)計6。1 法蘭的設(shè)計 (1)法蘭的選型：甲型平焊法蘭 法蘭的標準代號:法蘭FF0-0 JB/T4701 法蘭的材料：0Cr8Ni10法蘭的結(jié)構(gòu)與尺寸公稱直徑DN/法蘭/螺栓D規(guī)格數(shù)量1001000M2062 密封面形式的選型 因為P=0.25MPa1.Ma， 查文獻知密封面采用光滑面或凹凸面。6。3 墊片的設(shè)計 墊片法蘭的選型、材料墊片選用耐油橡膠石油墊片，材料為耐油橡膠石棉板（2）墊片的結(jié)構(gòu)與尺寸內(nèi)徑d/mm 外徑D/m 厚度S/m 00 100 。4 工藝接管的設(shè)計（1)溫度計接口 采用無縫鋼管,伸入釜體內(nèi)一定長度.配用突面板式平焊管法蘭：20592法蘭 PL60。6 RF0Cri1Ti。（2）工藝物料進口 采用無縫鋼管,管的一端切成，伸入罐內(nèi)一定長度.配用的突面板式平焊管法蘭:HG2052 法蘭 L-0。6 RF r18Ni1Ti。（）放料口 采用無縫鋼管，接管與封頭內(nèi)表面磨平。配用突面板式平焊管法蘭：HG292 法蘭 PL10-0。 0Cr8Ni0Ti。與其配套的是手動下展式鑄不銹鋼放料閥，標記：放料閥6-100 HG1-81-3。（4）安全閥接口 采用無縫鋼管，接管與封頭內(nèi)表面磨平。配用突面板式平焊管法蘭：H259 法蘭 PL25。 RF 0Cr18N0T。（5）冷凝器接口 采用無縫鋼管，接管與封頭內(nèi)表面磨平。配用突面板式平焊管法蘭:HG092 法蘭 P100-。6 F 0Cr8Ni0i. 管法蘭尺寸的設(shè)計（1) 管法蘭的選型突面板式平焊法蘭代號PL 標準號HG2059(2） 管法蘭的尺寸查文獻2填下表接管名稱公稱直徑接管外徑連接 尺 寸法蘭厚度密封面厚度法蘭內(nèi)徑坡口寬度 安全閥接口231005511411433工藝物料進口5057418814121259溫度計接口65611301181441678冷凝器接口放料口10108210174414M161821066 墊片尺寸及材質(zhì) 管道法蘭用軟墊片查文獻3填下表密封面形式及墊片尺寸接管名稱密封面型式墊片尺寸（)墊片材質(zhì)外徑內(nèi)徑厚度安全閥接口RF6434耐油石棉橡膠板工藝物料進口R9612耐油石棉橡膠板溫度計接口RF160772耐油石棉橡膠板冷凝器接口、放料口R152152耐油石棉橡膠板.7 固體物料進口的設(shè)計固體物料進口的尺寸公稱壓力（）密封面形式公稱直徑螺栓直徑長度數(shù)量1.0MPa突面2502733030M207012總重(）1908420240。9固體物料進口的明細表件號名稱數(shù)量材料1人孔接管0r8Ni0T螺母153螺栓35法蘭11Cr18Ni9Ti5墊片1耐油石棉橡膠板法蘭蓋11C189T手柄1Q25-8銷軸1459開口銷235墊圈100HV11軸耳4Q235-A6. 視鏡的設(shè)計（1） 視鏡的選型 帶頸視鏡（） 視鏡的結(jié)構(gòu)視鏡主要用來觀察設(shè)備內(nèi)物料及其反應情況,也可以作為頁面指示鏡。常用的視鏡有視鏡、帶頸視鏡和壓力容器視鏡（分別有帶頸和不帶頸兩種）幾種.（3) 視鏡的規(guī)定標記、標準圖號、視鏡的尺寸和材料 規(guī)定標記：視鏡 DN=2、P。標準圖號:595-4-7視鏡的尺寸12視鏡玻璃單頭螺柱數(shù)量直徑×長度01516013388M138 視鏡的材料件號名稱數(shù)量材料件號名稱數(shù)量材料視鏡玻璃1鋼化硼硅玻璃（GJ501986-0)壓緊環(huán)A32襯 墊2石棉橡膠板(GB398513）5單頭螺柱A（G0176）接 緣11Cr1i9Ti6螺母A3（B52-6）6。9 支座的選型及設(shè)計(1)支座的選型 由于設(shè)備外部設(shè)置有100mm的保溫層，所以選耳式B型支座,支座數(shù)量為4個。（） 支座載荷計算及尺寸的初步設(shè)計筒體質(zhì)量：D10,=6mm，每米質(zhì)量124.k,則： 0.77124。796.02kg 筒體封頭質(zhì)量:DN=00,=6m的橢圓形封頭質(zhì)量為53.9k，則: =25。9=0。8kg介質(zhì)質(zhì)量：介質(zhì)密度以水計，容積為072,則質(zhì)量為： 附件質(zhì)量：人孔約42，其它附件約31g，則:=73kg冷凝器重量:=100kg則重質(zhì)量為:289k支座最大載荷為：=09.5g1N根據(jù)公稱直徑和最大載荷，查文獻1得支座尺寸如下表： B型耳式支座的尺寸（m） 底板 筋板 墊板地腳螺栓支座重量l1b112b22l3b33ed規(guī)格 kg25004017029016010312508403024577 攪拌裝置的選型與尺寸設(shè)計7。1 攪拌軸直徑的初步計算（1） 攪拌軸直徑的設(shè)計 電機的功率=3.0W ,攪拌軸的轉(zhuǎn)速85r/in，材料為5鋼 ， 0MP,剪切彈性模量GPa,許用單位扭轉(zhuǎn)角=10°/m.由得:（）利用截面法得： （)由 得： 攪拌軸為實心軸,則: 得=34。8mm圓整后考慮腐蝕裕量，取d=0 .（2） 攪拌軸剛度校核 得 所以圓軸的剛度足夠，考慮到攪拌軸與聯(lián)軸器配合,取d=50m .2 攪拌軸臨界轉(zhuǎn)速校核計算由于反應釜的攪拌軸轉(zhuǎn)速=8200,故不作臨界轉(zhuǎn)速校核計算。3 聯(lián)軸器的型式及尺寸的設(shè)計(1） 聯(lián)軸器型式的確定 由于選用擺線針輪減速機，所以聯(lián)軸器的型式選用立式夾殼聯(lián)軸節(jié)（D型）。標記為：DN 50 H5213-6,結(jié)構(gòu)如圖.由文獻分別確定聯(lián)軸節(jié)的尺寸和零件及材料,尺寸如表，零件及材料如表.由于聯(lián)軸節(jié)軸孔直徑50m，因此攪拌軸的直徑d調(diào)整至50mm.（） 聯(lián)軸器的尺寸 查文獻4填下表夾殼聯(lián)軸節(jié)的尺寸軸孔直徑0螺栓數(shù)量規(guī)格13564290903836M4570100860.4(3） 聯(lián)軸節(jié)的零件及材料夾殼聯(lián)軸節(jié)的零件及材料件號名 稱材 料件號名稱材料左、右夾殼1Cr18NTi（GB2100)4螺 母0C18NiTi(GB/T 617）2吊環(huán)0Cr18Ni9Ti(GB43 ）5螺 栓A-0（GB/ 782)3墊 圈A10(G/T 97.2)7。4 攪拌槳尺寸的設(shè)計（） 框式攪拌槳的尺寸 框式攪拌槳的尺寸螺栓螺孔螺栓螺孔數(shù)量數(shù)量1400M16216.5M18370重量9154017010359不大于0。08(2) 框式攪拌槳零件明細表零件明細表件號名稱數(shù)量材料件號名稱數(shù)量材料1槳葉2CrN2Mo2T5螺母8r1NiMoTi橫梁2Cr1Ni12MoTi6穿軸螺栓2r18Ni2MoTi3筋板4r18i2o2Ti7螺母r18Ni2oi連接螺栓8Cr8i1M2Ti.5 攪拌軸的結(jié)構(gòu)及尺寸的設(shè)計 攪拌軸長度的設(shè)計攪拌軸的長度近似由釜外長度、釜內(nèi)未浸入液體的長度、浸入液體的長度三部分構(gòu)成.即：L=+，其中=H- （:機架高；M：減速機輸出軸長度)=50076424m （：釜體筒體長度；：封頭深度;:液體的裝填高度）液體裝料高度的確定:式中操作容積（m3）;-釜體封頭容積(m3）；筒體的內(nèi)徑(m)液體的總裝填高度300+275+2=00mm =770+×(5)600770mm浸入液體攪拌軸的長度的確定:攪拌槳的攪拌效果和攪拌效率與其在釜體的位置和液柱高度有關(guān).攪拌槳浸入液體內(nèi)的最佳深度為：（見文獻4215)當=時為最佳裝填高度；當時，需要設(shè)置兩層攪拌槳。 由于=770mm1000mm,本設(shè)計只需使用單層框式攪拌槳。 攪拌槳浸入液體內(nèi)的最佳深度為:S=3=260/30mm 故浸入液體的長度=40mm 攪拌軸的長度L為：L=4+014mm 圓整 取100m .課程設(shè)計感想這次課程設(shè)計讓我明白了設(shè)計一個反應裝置真不容易，很多的資料數(shù)據(jù)都需要靠自己去查找，很多地方設(shè)計都不是很好，對于很多查數(shù)據(jù)的地方都查得不是很精確,有些地方的設(shè)計運用的公式更是需要翻閱大量的文獻才能找到，這對設(shè)計的難度進一步加大，但是同時更使我明白了我還需要學習的地方還有很多，不是那么一本書就能解決遇到的問題。在完成這次設(shè)計的最后我要感謝我們的趙老師的指導和幫助.參考文獻1劉俊明。課程設(shè)計指導書山西：太原理工大學出版社，010、2申迎華、郝曉剛.化工原理課程設(shè)計。北京：化學工業(yè)出版社，200、53夏清、陳常貴。化工原理（上冊)天津:天津大學出版社,2005、1夏清、陳常貴?；ぴ?下冊)天津:天津大學出版社，2、吳思方,發(fā)酵工廠工藝設(shè)計概論，中國輕工業(yè)出版社，1955張洪斌,藥物制劑工程計術(shù)與設(shè)備,化學工業(yè)出版社,200、藥劑學8G規(guī)范9潔凈廠房設(shè)計規(guī)范,2010雜志:醫(yī)藥工程設(shè)計目錄第一章 設(shè)計任務(wù)1設(shè)計題目12 處理能力13 設(shè)備形式14 設(shè)計基本方法及操作條件1第二章 設(shè)計內(nèi)容21 確定反應器的形式與材質(zhì)物料衡算2 確定反應釜臺數(shù)和連接方式34 確定反應釜的直徑和筒體高度341 釜體直徑42 釜得確定體PN4。 釜體筒體壁厚的設(shè)計44.4 釜體封頭的設(shè)計44.5 筒體高度的設(shè)計44.6 外壓筒體壁厚的設(shè)計55 熱量衡算56 輔助設(shè)備設(shè)計6. 法蘭的設(shè)計66。2 密封面形式的選型663 墊片的設(shè)計66. 工藝接管的設(shè)計66。 管法蘭尺寸的設(shè)計76.6 墊片尺寸及材質(zhì)76。 固體物料進口的設(shè)計6. 視鏡的設(shè)計69 支座的選型及設(shè)計7 攪拌裝置的選型與尺寸設(shè)計107。1 攪拌軸直徑的初步計算102 攪拌軸臨界轉(zhuǎn)速校核計算17。3 聯(lián)軸器的型式及尺寸的設(shè)計174 攪拌槳尺寸的設(shè)計127。5 攪拌軸的結(jié)構(gòu)及尺寸的設(shè)計1課程設(shè)計感想14參考文獻4文中如有不足，請您見諒！16 / 16