年产1.5万吨DOTP生产工艺流程及反应釜的设计
（1）计算污垢热阻RS
对被搅物料一侧的污垢热阻RS1，若是间歇操作，且每次清洗干净，允许不考虑，但对连续操作且不带刮壁的结构，应计入污垢热阻。釜内介质均为低粘度流体，故不采用刮壁结构，应计入污垢热阻RS2。
由参考文献[9]常见流体污垢热阻表7-7可知： 釜内为有机物，取RS1?0.176m2?K/KW 夹套内为水蒸气，取RS2?0.9?10?4m2?K/KW (2) 计算总热阻
?i ?i?1?in釜的筒体有效厚度?e?16?2.6?13.4mm 釜体采用20R，其导热率??44.19W/?m?℃? 故总热阻：
?i?e0.0134???3.032?10?4W/?m2?℃? ??44.19i?1?in(3) 计算搅拌容器内被搅物料对传热面的传热膜系数α1
影响因素有物料物性、搅拌器结构、尺寸、转速操作条件挡板等，一般情况下，物料黏度小，热阻就小，传热效果好，传热膜系数就大。
综合考虑搅拌目的、物料粘度、搅拌容器大小、经济性、功率、操作费用等因素,设计拟选用三叶推进式搅拌器。搅拌器规格:dD?0.35,Cd?1,即搅拌器：
d?700mm,C?700mm,z?3。
搅拌器可用轴套以平键和紧定螺钉与轴连接，轴转速定为n=150r/min。 对于三叶推进式搅拌器,按下式计算[8]:
CP???????0.33Re???????D???w??23130.14?d??D????0.25?C???H?L?0.15
式中，
C700??0.33； HL1765N?150r/min?2.5r/s；
1.943?2.23Cp??2.0865KJ/㎏?K；
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??0.17445W/?m?K?；
?Nd2982?2.5?0.72Re???19094.440；
?63?10?3???流体体被冷却校正项???????w?代入公式得:
0.14?1.0。
?2086.5?63?10??700?0.33?0.17445?1??19094.440??????20.17445???2000??274.759W/?m2?℃?
（4） 计算夹套的传热膜系数α2
由文献[2]知夹套内215℃水蒸气的物性如下:
23?313?0.25?0.330.15?1.0r=1902.5KJ/kg；λ=0.6548W/(m.℃)；μ=13.04×10-5pa.s；ρ=852.8kg/m3 夹套内传热为有相变蒸汽冷凝，传热膜系数为：
?g??r??2?1.13???L?t??2314?10?852.82?0.65483?1902.5?2?1.13???1723.072W/m?℃????52?5?13.04?10??（5）计算并校核K值
将上式所得?1、?2、RS1、RS2、
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??代入K的计算式得：
i?iK?1???e?RS1?RS2?1?2?11
?111??3.032?10?4?1.76?10?4?0.9?10?4274.7581723.072
?215.948W/?m2?℃?
K?K?250?215.948?100%??100%?13.62%,故K值满足传热系数要校核：K250求。
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3.4.2.3 校核热负荷Q
夹套所包围的罐体表面积一定要大于工艺要求的传热面积F，即：
F封?F筒?F，其中F筒?H2?F1m
?F封?F筒?4.493?2?6.28?17.053m2﹥13.650m2，满
故传热量:Q??K?S?t?215.948?17.053?5?18412.806W
?Q?＞Q,即满足传热要求。
3.5 反应釜搅拌装置的设计
3.5.1 搅拌器的选用
搅拌器的选择与搅拌目的、物料粘度、搅拌容器大小、经济性、功率、操作费用等有关。其选择依据[9]如下：
ⅰ釜内物料为低粘度流体，低粘度流体搅拌器常用的有推进式、桨式、涡轮式。 ⅱ搅拌器对流体产生两种作用。一种是剪切作用，与液液搅拌体系中液滴的细化，固液体系中粒子的破碎及气液搅拌体系中气泡的细微化有关；一种是循环作用，与混合时间、传热、固体的悬浮有关。
剪切型和循环型搅拌器一般可用功率准数NP和排量准数Nqd之比来区分，
NPNqd越大，表示功率消耗与剪切的比率大；NPNqd越小，表示功率消耗与循环
的比率大。由搅拌目的可知搅拌为了促进反应的进行，故选择循环量相对大的搅拌器。
综合考虑搅拌目的、介质粘度、使用条件，选用推进式搅拌器。对于低粘度流体的混合，推进式搅拌器循环能力强，动力消耗少，并可用到大容积釜中。
推进式搅拌器是典型的轴流式搅拌器，参考企业成功经验，选用三叶推进式搅拌器。设计规格选择[8]：dD?0.35,Dd?1，即搅拌器：
DN?700mm,C?700mm,z?3
式中，DN－叶轮直径；
C－搅拌器距离容器底部的高度。
搅拌器结构如3-1图所示，安装尺寸如表3-2所示。
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图3-1 搅拌器结构图 表3-2 推进式搅拌器尺寸表
搅拌器直径 DJ/mm 700 平均叶片宽度 d/mm 70 d1/mm 140 d2/mm M20 碳钢 ? 32°9′ h/mm 150 重量 ㎏ 键槽 B/mm 0.2∽0.35 取B=0.3DJ=210mm b/mm 20 t/mm 74.9 ?1/mm 22 ?2/mm 12 40.78 3.5.2 搅拌功率的计算
搅拌功率计算式： P?NP?N3d5
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式中，Np为搅拌功率准数。 3.5.2.1 计算功率准数NP
采用永田进治的搅拌功率计算式：
pB?100?1.2Re0.66??HL??0.35?D?A1.2 NP??B??sin????D?0.66?Re1000?3.2R?e???2??B???d?式中，A?14????670??0.6??185?；
?D??????D?B?10?1.3?4B?0.52?1.14d??DD???????；
24?b??d??b?p?1.1?4???2.5??0.5??7??；
?D??D??D?Hbd?0.3,?0.35,L?0.9。 DDD代入相关数据可得：
2??82.0625 A?14?0.3??670?0.35?0.6?185????B?10?1.3?4??0.3?0.5?2?1.14?0.35??????5.508
2p?1.1?4?0.3?2.5??0.35?0.5??7?0.34?2.187
?1000?1.2?19094.440.66?82.065Np??5.508??0.66?19094.44?1000?3.2?19094.44??0.6452.187?0.9?0.35?0.3???sin32?9??1.2
3.5.2.2 计算搅拌功率
将以上数据代入搅拌功率计算式可得：
P?NP?N3d5?0.645?982?2.53?0.75?1662W?1.662KW
3.5.3 搅拌轴设计
搅拌轴的设计主要是确定危险截面处轴的最小尺寸，进行强度刚度计算或校核，验算轴的临界转速，以便保证搅拌轴能安全平稳的运转。
一般情况下，搅拌轴轴径d必须满足强度和临界转速要求，当有特殊要求时，还应满足扭转或经向位移的要求。确定轴的实际位移时，通常还得考虑材料的腐蚀余量，最后把直径圆整为标准直径。
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