醋酸反应釜强度及结构设计
摘 要
醋酸反应釜由搅拌器和釜体组成。搅拌器包括传动装置，搅拌轴（含轴封），搅拌桨;釜体包括筒体，夹套和内件，盘管，导流筒等。工业上应用的搅拌釜式反应器有成百上千种，按反应物料的相态可分成均相反应器和非均相反应器两大类。非均相反应器包括固-液反应器，液-液反应器，气-液反应器和气-液-固三相反应器。本次设计的釜式反应器适用性广操作弹性大，是工业生产中最广泛使用的反应器。
搅拌反应釜主要由筒体和夹套组成，多为中、低压压力容器；搅拌装置由搅拌器和搅拌轴组成；传动装置是为搅拌装置设置的，主要由电动机、减速器、联轴器和传动轴等组成；轴封装置为动密封，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，构成完整的搅拌反应釜。
设计方法采用压力容器常规设计方法，遵循《化工设备》要求，按照GB150-98《钢制压力容器》等技术法规执行，设计内容主要包括釜体（内筒与夹套）强度、结构设计、校核和水压试验；搅拌装置设计与校核；传动装置设计以及反应釜其他零部件设计等。
关键词：反应釜； 釜体； 搅拌器
Abstract
Stirred tank reactor by the stirrer and the reactor body. The agitator gear stirring shaft ( with shaft seal), impeller, kettle body including a cylinder, jacket and coil, draft tube etc. Industrial application of stirred tank reactor, there are hundreds of homogeneous reaction and heterogeneous reactor can be divided into two major categories according to the phase of the reaction materials. The non - homogeneous reactor, including the solid - liquid reactor, liquid - liquid reactor, the gas - liquid reactor and gas - liquid - solid three-phase reaction device. The design of the tank reactor wide applicability of the operating flexibility,the most widely used in industrial production reactor.
Key words：Reactor; Electric; Agitator;
目录
摘 要 2
Abstract 3
目录 3
1引言 5
2 文献综述 7
2.1 反应釜研究的背景及意义 7
2.2反应釜的研究现状 7
2.3反应釜的发展趋势 8
2.4 设计条件及设计内容分析 9
3 反应釜釜体的设计 10
3.1 釜体DN的确定 10
3.1.1 釜体DN的确定 10
3.2 釜体筒体壁厚的设计 10
3.2.1 设计参数的确定 10
3.2.2 筒体壁厚的设计 10
3.3 釜体封头的设计 10
3.3.1 封头的选型 10
3.3.2 设计参数的确定 11
3.3.3 封头的壁厚得设计 11
3.3.4 封头的直边尺寸、体积的确定 11
3.4 筒体长度H的设计 11
3.5 外压筒体壁厚的设计 12
3.6 外压封头壁厚得设计 13
4 反应釜夹套得设计 13
4.1 夹套釜体DN，PN得确定 13
4.2 夹套筒体的设计 13
4.3 夹套封头的设计 14
4.4 传热面积的校核 15
5 反应釜釜体及夹套的压力试验 15
5.1 釜体的水压试验 15
5.2 釜体的气压试验 16
5.3 夹套的液压试验 17
6 反应釜附件的选型及尺寸设计 17
6.1 釜体法兰联接结构的设计 17
6.2 选用手孔，视镜等和工艺接管的设计 19
6.3 管法兰尺寸的设计 20
6.4 垫片尺寸及材质 21
6.5 手孔的设计 22
6.6 视镜的设计 23
6.7 支座的选型 25
7 搅拌装置的选型与尺寸设计 26
7.1 搅拌轴直径的初步计算 26
7.2 搅拌轴临界转速校核计算 26
7.3 联轴器的型式及尺寸的设计 26
7.4 搅拌桨尺寸的设计 28
7.5 搅拌轴的结构及尺寸的设计 29
8 传动装置的选型与尺寸设计 30
8.1电动机的选型 30
8.2减速器的选型 30
8.3机架的设计 30
8.4底座的设计 31
8.5凸缘法兰的选型 32
8.6 密封形式的选择 32
8.7安装底盖与密封箱体、机架的配置 33
9 焊缝结构的设计 35
9.1 釜体上主要焊缝结构的设计 35
9.2 夹套上的焊缝结构的设计 37
结论与展望 40
参考文献 40
致 谢 42
参考文献
[1] 对搅拌反应釜零泄漏密封方式的探讨[J].石油化工设备技术，ISSN1006-8805，CN11-2469,1997,6-48
[2] 朱有庭，曲文海，于浦义.化工设备设计手册（上、下卷）[M].北京：化学工业出版社 2004.8
[3] 吴宗泽.机械设计实用手册[M].北京：化学工业出版社 2001.5
[4] 张展，机械设计通用手册[M].北京：机械工业出版社 2008.5
[5] 巨勇智.过程设备机械基础[M].北京：国防工业出版社 2005.4
[6] 曲文海.压力容器与设备实用手册[M].北京：化学工业出版社 2000.3
[7] 朱海.机械加工工艺基础[M].北京：中国林业出版社，2006.7
[8] 陶栋才.现代设计方法[M].北京：中国石化出版社，2010.1
[9] 吴宗泽，罗圣国.机械设计课程设计手册[M].北京：高等教育出版社，2006.5
[10] 陈昀.聚合物合成工艺设计[M].北京：化学工业出版社，2004.6
[11] 石梦蝶.1.8M3PTAR101反应釜设计[D].湖南：湖南农业大学园艺园林学院，2008：11-13
[12] 张淑娟.画法几何与机械制图[M].北京：中国农业出版社，2007.8
[13] 濮良贵，纪名刚.机械设计（第八版）[M].北京：高等教育出版社，2006.5
[14] Orlov P. Fundamentals of Machine Design[M]. Moscow: Mir Pub.,1987
[15] Sors L. Fatigue Design Of Machine Components[M]. Oxford: Pergamon Press,1971
[16] 郑晓梅.化工制图[M].北京：化学工业出版社，2002
[17] 石法则.化工管道[M].北京：化学工业出版社，1983
[18] 茅晓东，李建伟.典型化工设备机械设计指导[M].上海：华东理工大学出版社，1995
[19] 李继和.机械密封技术[M].北京：化学工业出版社，1988
[20] 王凯等.工业聚合反应装置[M].北京中国石化出版社，1997
[21] 刘魁敏.计算机绘图AutoCAD2006中文版[M].北京：机械工工业出版社，2006
[22] 汤善甫，朱思明.化工设备基础（第二版）[M].上海：华东理工大学出版社 2004.12
http://www.bysj360.com/ http://www.bysj360.com/html/5215.html http://www.bysj360.com/html/5215.html
