26500l酯化反应器设计(附件)【字数：14572】
摘 要摘 要在我国国民经济迅猛发展的过程中，化纤工业起到的作用是不可小视的。反应器则是化纤生产中，实现化学反应不可或缺的主要设备之一。反应设备可以用来完成酯化反应获得初级产品，在酯化反应过程中反应器需要经受高温、高压、腐蚀环境的考验，所以它的结构设计取决于它作为反应容器能否实现所要的功效。 我国反应器设备行业起步较晚，但是依托于我国机械工业的迅猛发展，反应器设备行业的市场需求量与日俱增。此外，我国反应器设备在国内市场占有率颇高，但是竞争也相当激烈。我国目前的反应器设备对国内来说供应充足，但是难以与国外抗衡，主要的原因是核心技术掌握不足。反应器是综合反应容器，根据反应条件对反应器结构及配置附件设计，反应器由罐体、夹套、搅拌器、传动装置、轴封装置、附件等组成。在进料-反应-出料过程中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、反应物/产物浓度等重要参数进行严格的调控。本文对反应器设计方面做了以下设计与研究（1） 反应器各部件的几何尺寸设计计算。（2） 基于设计的尺寸，利用三维软件，对反应器的各零部件三维建模，进行概念设计。（3） 利用软件，设计反应器工程图（总装图及主要的零部件图），进行详细设计。关键词 反应器；三维建模；工程图
目 录
第一章 绪 论 1
1.1 课题的背景和意义 1
1.2 国内外研究概论 2
1.3研究方案和方法 5
1.3.1 研究方案 5
1.3.2 研究方法 6
1.3.3 研究内容 7
第二章 酯化反应器结构设计 7
2.1酯化反应器总体设计 7
2.2 筒体内径厚度设计 9
2.3 封头设计 10
2.3.1 封头几何尺寸设计 10
2.3.2 封头建模 11
2.4筒体建模 13
2.4.1筒体长度设计 13
2.4.2 筒体建模 14
2.5.1 夹套设计 14
2.5.1 夹套几何尺寸设计 14
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
2.5.2夹套建模 16
2.6强度校核 17
2.7法兰的设计 19
2.8接管设计 19
2.9支座设计 20
第三章 搅拌器及传动装置的设计 22
3.1 搅拌器的概述 22
3.2 搅拌器的选型 23
3.3 搅拌轴的结构设计 23
3.4 搅拌器桨叶设计 24
3.5底部支撑 25
3.6驱动与传动 26
结语 27
4.1虚拟样机 27
4.2设计心得 28
致 谢 29
参考文献 30
第一章 绪 论
1.1 课题的背景和意义
反应器是化工化纤生产装置中最基本的设备，用于几种原料之间的互相反应，获得中间或最终产品。也就是说，反应器是用来完成硫化、硝化、氢化、烃化、聚合、缩合等工艺过程的压力容器，反应器可以提供反应时所需的环境：温度、压力、反应速度、物料的数量与浓度等。
现代工业级反应器自1912年发明以来取得迅猛发展，据不完全统计全世界反应器的消费总量达3500万台套，且至今仍以每年3～5%的速度递增。我国正处于反应釜生产和消费应用的高速增长期，已广泛应用于石油、化工、轻工、食品、酿酒、制药、家电、水电、机械、建筑、市政和各种民用工程中。1990年我国反应器消费量为26万吨，1999年为153万吨，2000年为173万吨，2001年为225万吨，2004年反应器消费量达到447万吨左右，即跃居全世界第一位，此后一直稳居领先地位。
反应器作为化学、医药及食品等工业中常用的典型设备之一，在日常生活或者工业生产等领域应用十分广泛，因此其设计研究备受世界各国政府及研究机构的高度重视。反应器因其高温高压易爆炸等特点而被分类为特种设备，其设计、生产必须严格按照相应的标准加工、检测并试运行。反应器根据不同的生产工艺、操作条件等，其结构样式及运行参数可以划分为标准反应容器和非标的反应容器两大类。??
反应器是综合反应容器，既是静设备，也是动设备，根据反应条件对反应器结构功能及配置附件的设计，化工化纤生产线上采用的反应器通常具有以下特点：（1）几何尺寸大；（2）高温；（3）生产过程中会产生有毒介质；（4）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；（5）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。??
反应器材质一般有碳锰钢、不锈钢、锆、镍基（哈氏、蒙乃尔）合金及其它复合材料等。不锈钢反应器一般采用SUS304、SUS316L等不锈钢材料制造，其中铬镍奥氏体不锈钢材质的消费量占反应器总消费量的75%—80%。不锈钢反应器广泛应用于石油、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。?
随着化工产业的发展化工生产对反应器要求越来越高，化工生产对反应器集成设备的具体要求和发展趋势如下：?
（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。国内一般生产用反应器多为6000L以下，大型化工化纤装置中有的达30m3；而国外有报道采用反应器的体积可达120m3。?
（2）反应器的搅拌器复杂化。已由单一搅拌器发展到用双搅拌器或外加泵强制循环等，除了装有搅拌器外，且使反应器沿水平线旋转，从而大大提高反应速度。?
（3）反应器单元操作的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）热能利用高效化。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，如热管技术的应用，将是今后发展的方向。
本设计为26500L酯化反应器设计，本文在全面了解和掌握反应器的结构原理的基础上，根据反应器的以上应用特点，利用三维软件进行反应器的实体建模设计，并进而完成反应器的工程图，实现详细设计。通过此次设计可以为化纤生产装置提供关键设备，为该生产线提高产量、质量及实现自动化生产建立保障。
1.2 国内外研究概论
在我国国民经济迅猛发展的过程中，化学工业起到的作用是不可小视的。反应器则是化工生产中，实现化学反应不可或缺的主要设备之一。虽然我国反应器设备行业起步较晚，但是依托于我国机械工业的迅猛发展，反应器设备行业的市场需求量与日俱增。反应器设备主要适用于石油、化工、橡胶、农药、染料、医药、食品等行业，用来完成磺化、硝化、氢化、酯化、烃化、聚合、缩合等工艺过程，以及有机染料和中间体的许多其它工艺过程，目前常用的反应器设备，如钛反应器、实验室反应器、不锈钢反应器、磁力反应器等设备，我国均能生产满足市场供应。此外，我国反应器设备在国内市场占有率颇高，但是竞争也相当激烈。我国目前的反应器设备对国内来说供应充足，但是难以与国外抗衡，主要原因是核心技术掌握不足。
目 录
第一章 绪 论 1
1.1 课题的背景和意义 1
1.2 国内外研究概论 2
1.3研究方案和方法 5
1.3.1 研究方案 5
1.3.2 研究方法 6
1.3.3 研究内容 7
第二章 酯化反应器结构设计 7
2.1酯化反应器总体设计 7
2.2 筒体内径厚度设计 9
2.3 封头设计 10
2.3.1 封头几何尺寸设计 10
2.3.2 封头建模 11
2.4筒体建模 13
2.4.1筒体长度设计 13
2.4.2 筒体建模 14
2.5.1 夹套设计 14
2.5.1 夹套几何尺寸设计 14
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
2.5.2夹套建模 16
2.6强度校核 17
2.7法兰的设计 19
2.8接管设计 19
2.9支座设计 20
第三章 搅拌器及传动装置的设计 22
3.1 搅拌器的概述 22
3.2 搅拌器的选型 23
3.3 搅拌轴的结构设计 23
3.4 搅拌器桨叶设计 24
3.5底部支撑 25
3.6驱动与传动 26
结语 27
4.1虚拟样机 27
4.2设计心得 28
致 谢 29
参考文献 30
第一章 绪 论
1.1 课题的背景和意义
反应器是化工化纤生产装置中最基本的设备，用于几种原料之间的互相反应，获得中间或最终产品。也就是说，反应器是用来完成硫化、硝化、氢化、烃化、聚合、缩合等工艺过程的压力容器，反应器可以提供反应时所需的环境：温度、压力、反应速度、物料的数量与浓度等。
现代工业级反应器自1912年发明以来取得迅猛发展，据不完全统计全世界反应器的消费总量达3500万台套，且至今仍以每年3～5%的速度递增。我国正处于反应釜生产和消费应用的高速增长期，已广泛应用于石油、化工、轻工、食品、酿酒、制药、家电、水电、机械、建筑、市政和各种民用工程中。1990年我国反应器消费量为26万吨，1999年为153万吨，2000年为173万吨，2001年为225万吨，2004年反应器消费量达到447万吨左右，即跃居全世界第一位，此后一直稳居领先地位。
反应器作为化学、医药及食品等工业中常用的典型设备之一，在日常生活或者工业生产等领域应用十分广泛，因此其设计研究备受世界各国政府及研究机构的高度重视。反应器因其高温高压易爆炸等特点而被分类为特种设备，其设计、生产必须严格按照相应的标准加工、检测并试运行。反应器根据不同的生产工艺、操作条件等，其结构样式及运行参数可以划分为标准反应容器和非标的反应容器两大类。??
反应器是综合反应容器，既是静设备，也是动设备，根据反应条件对反应器结构功能及配置附件的设计，化工化纤生产线上采用的反应器通常具有以下特点：（1）几何尺寸大；（2）高温；（3）生产过程中会产生有毒介质；（4）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；（5）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。??
反应器材质一般有碳锰钢、不锈钢、锆、镍基（哈氏、蒙乃尔）合金及其它复合材料等。不锈钢反应器一般采用SUS304、SUS316L等不锈钢材料制造，其中铬镍奥氏体不锈钢材质的消费量占反应器总消费量的75%—80%。不锈钢反应器广泛应用于石油、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。?
随着化工产业的发展化工生产对反应器要求越来越高，化工生产对反应器集成设备的具体要求和发展趋势如下：?
（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。国内一般生产用反应器多为6000L以下，大型化工化纤装置中有的达30m3；而国外有报道采用反应器的体积可达120m3。?
（2）反应器的搅拌器复杂化。已由单一搅拌器发展到用双搅拌器或外加泵强制循环等，除了装有搅拌器外，且使反应器沿水平线旋转，从而大大提高反应速度。?
（3）反应器单元操作的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）热能利用高效化。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，如热管技术的应用，将是今后发展的方向。
本设计为26500L酯化反应器设计，本文在全面了解和掌握反应器的结构原理的基础上，根据反应器的以上应用特点，利用三维软件进行反应器的实体建模设计，并进而完成反应器的工程图，实现详细设计。通过此次设计可以为化纤生产装置提供关键设备，为该生产线提高产量、质量及实现自动化生产建立保障。
1.2 国内外研究概论
在我国国民经济迅猛发展的过程中，化学工业起到的作用是不可小视的。反应器则是化工生产中，实现化学反应不可或缺的主要设备之一。虽然我国反应器设备行业起步较晚，但是依托于我国机械工业的迅猛发展，反应器设备行业的市场需求量与日俱增。反应器设备主要适用于石油、化工、橡胶、农药、染料、医药、食品等行业，用来完成磺化、硝化、氢化、酯化、烃化、聚合、缩合等工艺过程，以及有机染料和中间体的许多其它工艺过程，目前常用的反应器设备，如钛反应器、实验室反应器、不锈钢反应器、磁力反应器等设备，我国均能生产满足市场供应。此外，我国反应器设备在国内市场占有率颇高，但是竞争也相当激烈。我国目前的反应器设备对国内来说供应充足，但是难以与国外抗衡，主要原因是核心技术掌握不足。
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