郑州轻工业学院
本科毕业设计（论文）
题 目 年产1.5万吨DOTP生产工艺
流程及反应釜设计
学生姓名 周方方 专业班级 过程装备与控制工程08-1班 学 号 200804030153 院 系 材料与化学工程学院 指导教师(职称) 戚俊清（教授） 完成时间 2012年6月3日
年产1.5万吨DOTP生产工艺流程及反应釜的设计
目录
中文摘要..................................................................................... I 英文摘要.................................................................................... II 1 绪论 ........................................................................................ 1
1.1 DOTP发展史 ......................................................................... 1 1.2 DOTP特性及用途 ................................................................... 1 1.3 设计任务 .................................................................................. 2
2 DOTP生产工艺流程 ............................................................. 2
2.1 DOTP的性质 ........................................................................... 2 2.2 工艺生产方法 .......................................................................... 2
2.2.1 直接酯化法 .......................................................................................... 3 2.2.2 酯交换法 .............................................................................................. 4 2.2.3 醇解法 .................................................................................................. 4
2.3 工艺流程设计 .......................................................................... 4
2.3.1 生产工艺流程确定 .............................................................................. 4
2.4 酯交换工序 .............................................................................. 5
2.4.1 DOTP产量换算 .................................................................................... 5 2.4.2 总收率 .................................................................................................. 6 2.4.3 酯交换釜内原料量 .............................................................................. 6 2.4.4 反应釜出料量计算 .............................................................................. 8
2.5 中和、水洗工序 ...................................................................... 9 2.6 脱醇工序 .................................................................................. 9 2.7 汽提工序 .................................................................................. 9
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年产1.5万吨DOTP生产工艺流程及反应釜的设计
2.8 脱色、过滤 .............................................................................. 9
3 反应釜设计 ........................................................................... 9
3.1 反应釜选型 .............................................................................. 9 3.2 反应釜的总体结构 ................................................................ 10
3.2.1 反应釜筒体部分 ................................................................................ 10 3.2.2 反应釜的四大装置 ............................................................................ 10
3.3 反应釜釜体设计 .................................................................... 11
3.3.1 反应釜操作容积V0的确定 ................................................................ 11 3.3.2 反应釜罐体几何尺寸的确定 ............................................................ 12 3.3.3 反应釜罐体厚度、夹套厚度的计算 ................................................ 13 3.3.4 水压试验校核 .................................................................................... 17 3.3.5 反应釜夹套几何尺寸的确定 ............................................................ 18
3.4 夹套传热计算 ........................................................................ 18
3.4.1 热量计算 ............................................................................................ 18 3.4.2 校核热负荷 ........................................................................................ 19 3.4.2.1 确定传热面积 ................................................................................. 19
3.5 反应釜搅拌装置的设计 ........................................................ 22
3.5.1 搅拌器的选用 .................................................................................... 22 3.5.2 搅拌功率的计算 ................................................................................ 23 3.5.3 搅拌轴设计 ........................................................................................ 24 3.5.4 按临界转速校核搅拌轴的直径 ........................................................ 27 3.5.5 按强度校核搅拌轴直径 .................................................................... 28
3.6 反应釜传动装置设计 ............................................................ 31
3.6.1 电动机的选择 .................................................................................... 31 3.6.2 减速机的确定 .................................................................................... 33 3.6.3 传动装置的机架 ................................................................................ 34 3.6.4 反应釜的轴封装置 ............................................................................ 35
II
年产1.5万吨DOTP生产工艺流程及反应釜的设计
3.6.5 凸缘法兰 ............................................................................................ 36 3.6.6 安装底盖 ............................................................................................ 37 3.6.7 联轴器 ................................................................................................ 38
3.7 反应釜的其它附件 ................................................................ 41
3.7.1 支座 .................................................................................................... 41 3.7.2 釜体法兰连接结构的设计 ................................................................ 42 3.7.3 工艺接管的设计 ................................................................................ 43 3.7.4 人孔 .................................................................................................... 45
4 结束语.................................................................................. 47 致谢 .......................................................................................... 48 参考文献.................................................................................. 49
III
年产1.5万吨DOTP生产工艺流程及反应釜的设计
年产1.5万吨DOTP生产工艺流程及反应釜的设计
摘 要
本文以年产1.5万吨DOTP的生产任务为前提，分析增塑剂DOTP产品的物理、化学性质、生产工艺条件，最终确定DOTP的生产工艺流程、绘制出工艺流程图,并针对工艺流程中酯交换工序的反应釜进行设计。根据GB150及其它相关专业标准，从工艺、结构、材料等方面对反应釜进行了机械设计并校核，校核结果表明：设计的反应釜可以满足工艺要求和机械强度要求。最后根据计算设计的反应釜绘制装配图及相关零件图。
关键词 DOTP/工艺流程/反应釜设计
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