反应工程课程设计.docVIP

一、设计项目 年产2000吨乙酸乙酯的反应器的设计 　 二、设计条件 生产规模：2000+学号×100 吨/年 生产时间：连续生产8000小时/年，间隙生产6000小时/年 物料损耗：按5%计算 乙酸的转化率：60% 三、反应条件 反应在等温下进行，反应温度为80℃，以少量浓硫酸为催化剂，硫酸量为总物料量的1%，当乙醇过量时，其动力学方程为：- rA=kCA2。A为乙酸，建议采用配比为乙酸：丁醇=1：5（摩尔比），反应物料密度为0。85㎏/l，反应速度常数k为15.00/（kmol.min） 四、设计要求 1、设计方案 对进行。 3、反应器的工艺设计计算 生产线数，反应器个数，单个反应器体积。 。 5、图面应包括设备的主要工艺尺寸，技术特性表和接管表。 设计说明书内容 设计任务书； 目录； 设计方案； 工艺设计； 搅拌器的设计； 设计； 参考资料。主要设备的图。 述 此次课程设计，是结合《化学反应工程》这门课程的内容及特点所进行的一次模拟设计。它结合实际进行计算，对我们理解理论知识有很大的帮助。同时，通过做课程设计，我们不仅熟练了所给课题的设计计算，而且通过分析课题、查阅资料、方案比较等一系列相关运作，让我们对工艺设计有了初步的设计基础。在设计过程中解决所遇难题，对我们养成独立思考、态度严整的工作作风有极大的帮助，并为我们以后从事这个行业做好铺垫。 酯化反应是有机工业中较成熟的一个工艺。尽管现在研制出不同的催化剂合成新工艺，但设计以硫酸作为催化剂的传统工艺是很有必要的。酯化反应器设计的基本要求是满足传质和传热要求。因此需要设计搅拌器。另外，反应器要有足够的机械强度，抗腐蚀能力；结构要合理，便于制造、安装和检修；经济上要合理，设备全寿命期的总投资要少。 夹套式反应釜具有以下特点：1、温度容易控制。2、浓度容易控制。3、传质和传热良好。4、设备使用寿命长。 产品乙酸乙酯简介： 无色澄清液体，有强烈的醚似的气味，清灵、微带果香的酒香，易扩散，不持久。 分子量 88.11，沸点：77.2℃ ，微溶于水，溶于醇、醚等多数有机溶剂.通过给定设计的主要工艺参数和条件，综合系统地应用化工理论及化工计算知识，完成对反应釜的工艺设计和设备设计。 工艺设计计算 1. 设计依据 《乙酸乙酯生产设计任务书》 2. 设计方案 对于乙酸乙酯的生产既可以采用间歇式生产，也可以采用连续式生产。本次设计将根据自己的生产规模计算，对设计方案进行比较，得出合理的工艺设计流程。 3. 工艺计算及方案选择 3.1 间歇釜进料 3.1.1 流量的计算 3.1.1.1 乙酸乙酯的产量 化学反应方程式： 乙酸乙酯的相对分子质量为88，所以要求的生产流量为 F酯= 3.1.1.2 乙酸的流量 乙酸采用工业二级品（含量98%），乙酸与乙酸乙酯的物质的量比为1:1，乙酸的转化率%,物料损失以5%计， 则乙酸的进料量 FA0= 3.1.1.3 乙醇的流量 乙醇与乙酸的摩尔配比为5：1，则乙醇的进料量为 F乙醇=5×26.4=132kmol/h 3.1.1.4 总物料量流量：F= FA0+F乙醇=26.4+ 132=158.4 kmol/h 3.1.1.5 硫酸的流量：总物料的质量流量如下计算， W总=FAMA+F乙M乙+W硫酸= 因硫酸为总流量的1%，则 W硫酸=7733.30.01=77.33，即可算其物质的量流量 F硫酸=77.33/98=0.789 表1 物料进料量表 . 名称 乙酸 丁醇 浓硫酸 流量kmol/h 26.4 132 0.789 3.1.2 反应体积及反应时间计算 当乙醇过量时，可视为对乙酸浓度为二级的反应，其反应速率方程（A为乙酸） 当反应温度为80℃，催化剂为硫酸时，反应速率常数k=15.00=0.9m3/(kmol.h) 因为乙醇大大过量，反应混合物密度视为恒定，等于0.85kg/L 当乙酸转化率%，由间歇釜反应有： 根据经验取非生产时间，则反应体积 因装料系数为0.75，故实际体积 要求每釜体积小于5m3 则间歇釜需3个，每釜体积V=4.28 m3圆整，取实际体积。 3.2 连续性进料的计算 3.2.1 流量的计算 3.2.1.1 乙酸乙酯的产量 化学反应方程式： 乙酸乙酯的相对分子质量为88，所以要求的生产流量为 F酯= 3.2.1.2 乙酸的流量 乙酸采用工业二级品（含量98%），乙酸与乙酸丁酯的物质的量比为1:1，乙酸的转化率%,物料损失以5%计， 则乙酸的进料量 FA0 =