龙沙杯华南区第三届学生化工设计创业赛
年产1000吨苯二甲酸二辛酯项目
设备设计计算说明书
XX学院
DOTP项目设计策划团队
指导老师：
二○○九年八月
搅拌反应釜 3
1 搅拌反应釜尺寸设计 3
11 反应釜体积 3
12 反应釜直径高度 3
13 壁厚 4
14 夹套 4
2 搅拌器设计选型 5
21 叶轮尺寸确定 5
22 挡板 5
23 搅拌器转速 6
24 搅拌器功率 6
3 搅拌轴设计 7
31 轴强度计算 7
32 轴刚度计算 8
4 传动装置 9
41 电机 9
42 减速器 9
5 反应釜传热计算 10
51 夹套壁釜液传热系数 10
52 釜壁垢层传热系数 10
53 夹套联苯釜壁热系数 11
54 夹套总传热系数 12
6 夹套传热面积 12
61 需夹套传热面积 12
62 夹套实际传热面积 12
7 附件开孔设计 13
71 开孔补强 13
72 轴封 13
73 底座 14
74 支座 15
二 水洗釜 16
1 水洗釜尺寸设计 16
11 水洗釜体积 16
12 水洗釜直径高度 17
13 壁厚 17
2 搅拌器设计 17
21 液层高度 17
22 叶轮 18
23 搅拌器转速 18
24 搅拌功率 18
3 搅拌轴设计 19
31 轴强度计算 20
32 轴刚度计算 20
4 传动装置 21
41 电机 21
42 减速器 21
5 附件开孔设计 22
51 开孔 22
52 轴封 22
53 支座 23
三 乙二醇蒸发器 24
1 参数 24
2 蒸发器选型 24
3 蒸发量加热蒸汽消耗量传热面积计算 24
31 蒸发量 25
32 加热蒸汽消耗量 25
33 蒸发器传热面积 26
4 蒸发器结构尺寸计算 26
41 加热选择数初步估计 26
42 循环选择 26
43 加热室直径加热数目确定 27
44 分离室直径高度确定 27
5 蒸发装置辅助设备开孔设计 28
51 接尺寸确定 28
52 气液分离器 28
53 蒸汽冷凝器 29
54 淋水板设计 29
55 封头选择 31
56 底座选择 31
57 法兰选择 32
6 计算结果汇总 32
四 滤器 33
五 设备 33
1 容器储罐类 33
11 异辛醇原料储罐 33
12 异辛醇计量罐 33
13 搅拌配料罐 34
14 分液罐 34
2 换热类 34
21 混合气体（乙二醇异辛醇）冷凝器 34
22 DOTP产品冷凝器 35
23 乙二醇产品冷凝器 35
3 机泵类 35
31 异辛醇进料泵 35
32 联苯输送泵 36
33 料液输送泵 36
搅拌反应釜
1 搅拌反应釜尺寸设计
11 反应釜体积
物料衡算结果知：
生产釜成品需废涤纶质量：58453 kg废涤纶密度需异辛醇质量：118732 kg异辛醇密度
废涤纶占体积： 0424 m3
异辛醇占体积： 1427 m3
物料总体积： 0424 + 1427 1851 m3
催化剂加入取 V 1860 m3
考虑废涤纶较松散呈沸腾状态釜安装附件参化工设备设计基础根标准投料系数范围取反应釜投料系数07需反应釜体积：
m3
12 反应釜直径高度
参化工设备设计基础取反应釜长径HDi＝12反应釜径Di 式估算：
11数长径代入公式求径：1353 m取圆整值1400mm
选取标准反应釜具体参数：
釜体容积 2689 m3封头容积 0421 m3选取釜体壁厚s 10 mm封头直边高度40 mm曲边高度350 mm表面积F2306 m2
筒体高度：m取圆整值15 m
釜总高度：＝ m
13 壁厚
根设计务反应釜工作时压力03 MPa径＝1400 mm取设计压力p033 MPa
原材料腐蚀强济方面考虑反应釜采通材料0Cr18Ni9查化工设备机械基础附表知0Cr18Ni9材料205℃H12时圆筒壁厚选10 mm许压力038MPa椭圆封头厚度釜壁选10 mm许压力049MPa设计压力033MPa均符合设计求
14 夹套
选常拆式连接结构夹套筒间采焊接加工简单密封
考虑加热介质性质选取夹套材料釜体致材料型号0Cr18Ni9
夹套需壁厚式计算：
夹套压015MPa计算压力015110165MPa查设计温度许压力122MPa焊接系数取09腐蚀裕量C取2 mm
305 mm
考虑容器制造运输安装程中刚度强度求参化工设备机械基础选取夹套壁厚8 mm
夹套径釜尺寸系列选取利标准选择夹套封头夹套径取1400+100＝1500 mm符合压力容器公称直径
夹套筒体高度式估算：
＝＝＝0950 m
反应釜筒体封头采法兰连接考虑物料反应情况选取夹套筒体高度＝12 m夹套顶边距离法兰高度H0＝1512＝03 m符合釜体法兰螺栓装拆距离
2 搅拌器设计选型
反应釜液固非均相反应考虑加入物料物料粘度选斜桨式搅拌器
21 叶轮尺寸确定
化工设备设计基础：
取＝05叶轮直径d＝140005＝700 mm
取＝6叶片宽度Bd6＝7006＝1167 mm取120 mm
取＝025叶轮安装高度C＝0251400350 mm
取Z＝2叶片数2
22 挡板
消圆柱状回转区漩避免固体堆积液体粘附反应釜采离壁安装竖挡板挡板数4板宽釜体径110B 140 mm 挡板釜壁缝隙板宽1614016＝2333取25 mm
23 搅拌器转速
搅拌器转速n直径d叶端切线速度u间关系式：
叶端切线速度反映搅拌作剧烈程度根搅拌目物料性质等确定桨式搅拌器切线速度范围：10～50 ms取u＝3 ms 转速：
rmin
24 搅拌器功率
化工厂设计搅拌器设计斜式搅拌器消耗功率罗顿顾斯许爱弗兰脱等导出般关联式计算：
功率函数＝系数（搅拌器尺寸关）雷诺数值列公式计算：
代入数值：
中料液混合黏度＝33661106103＝3723 103 kg(ms)
值查桨式搅拌器功率函数图（—关联图）＝053数值代入总公式：
搅拌器功率消耗：
kW
考虑温度计套等附件搅拌功率消耗：＝12＝2712＝324 kW
3 搅拌轴设计
根轴方面求较高特点选调质处理45#钢作轴材料许扭转应力： 30~40 MPa
31 轴强度计算
轴扭转强度条件：
式中：——轴横截面剪应力MPa——轴传递扭距——轴抗扭截面系数——降低材料许应力MPa45钢取30 MPa~ 40MPa
实心轴
＝324 kW取30 MPa
＝ 4001 mm
32 轴刚度计算
防止搅拌轴产生扭转变形运转中引起振动影响正常工作应轴扭转变形限制允许范围规定设计扭转刚度条件工程单位长度扭转角超许扭转角[]作扭转刚度条件
式中：——轴扭转变形扭转角mG——搅拌轴材料剪切弹性模数MPa碳钢合金钢81104MPa——轴截面极惯性矩mm4实心轴＝——许扭转角m般传动搅拌轴＝05~10 m取05 m
述实心轴直径：＝4831 mm
搅拌轴直径应时满足强度刚度两条件取两者较值取d＝4831 mm考虑轴键孔轴横截面局部削弱介质搅拌轴腐蚀搅拌轴直径增圆整便零件相配合取60 mm
4 传动装置
41 电机
确定搅拌器马达需实际功率考虑搅拌液体时克服流体摩擦阻力消耗功率外考虑搅拌器空运转时克服机械摩擦阻力需功率马达运转时实际功率两者般中型搅拌器15 kW马达运转时实际功率＝324+15＝474 kW
般情况启动功率达运转功率15倍47415＝711 kW实际选7 kW马达选1500 rminY系列三相异步电动机安装形式V1(直立)型型号Y 200 M4参数：
电动机选型相关参数
项目
数值说明
电动机类型
Y系列三相异步电动机
标定型号
Y 200 M4
功率kW
7
频率Hz
50
电压V
380
功率kW
7
转速rmin
1450
标准编号
GB 75587
42 减速器
电动机减速机配套减速机设置机座安装反应釜封头考虑传动装置轴封装置安装时求保持定心度装卸检修方便常封头焊底座整传动装置连机座轴封装置起安装底座
根设计需选立式摆线针齿行星减速机型号：BLD 75417参数：
项目
数值说明
减速机类型
摆线针齿行星减速机
标定符号
BLD 75417
公称出轴转速 rmin
85
公称减速
17
减速器选型相关参数
5 反应釜传热计算
51 夹套壁釜液传热系数
Chilton Drew Jekens夹套搅拌器公式：
＝
相关参数计算：
（中：075 kcalkg℃00812 kcalmh℃3539104 kgsm2
——液体体温度粘度器壁温度t ＝200 ℃时＝347
——液体器壁温度粘度器壁温度＝210 ℃时＝30 ）
壁总传热系数：
＝35775 kcalmh℃
52 釜壁垢层传热系数
取垢层厚度03 mm查：＝18 kcalmh℃
碳素钢厚度： mm查：＝380 kcalmh℃
53 夹套联苯釜壁热系数
热系数lehrer公式计算：
＝
相关数：夹套定性温度取 tw 210℃查：＝0094 kcalmh℃058 kcalmh℃904 kgm31368 kcalmh材料热膨胀系数常数 mh2
联苯质量流量W：W＝0313600＝1116 kgh
联苯接径25 mm
夹套总高度：＝16 m
相关参数计算：
m
＝＝251621 mh
＝＝＝542 mh
＝135233 mh
＝7926714
＝
＝
＝28751 kcalm2h℃
54 夹套总传热系数
＝＝14918 kcalm2h℃
6 夹套传热面积
61 需夹套传热面积
釜流体升温维持衡综合 175 ℃
＝ ℃
＝ kcalh
需夹套传热面积：
＝＝529 m2
62 夹套实际传热面积
夹套面积高度16 m封头高度039 m：
＝31414（14039）＝444 m2
封头表面积：
m2
夹套实际面积：
＝4440+2306 ＝6746 m2
> A需加盘
7 附件开孔设计
71 开孔补强
711 开孔
开孔口表
符
号
途
名称
公称尺寸
mm
接规格
mm
接外伸
长度mm
标准号
法兰
形式
连接面
形式
a
孔
400
4026
150
HG20594
WN
SO
b
测温孔
50
5735
120
HG20595
WN
RF
c
备口
50
5735
120
HG20595
WN
RF
d
进料口
80
894
120
HG20595
WN
RF
e
备口
50
5735
120
HG20595
WN
RF
s12
视镜口
80
l12
蒸汽进出口
50
5735
120
HG20595
WN
RF
l3
冷凝水出口
50
5735
120
HG20595
WN
RF
n
出料口
80
894
120
HG20595
WN
RF
WN——带颈焊法兰SO——带颈焊法兰RF——密封面形式
712 补强
化工设备设计基础设计压力等25 MPa接公称外径等89 mm时壳体开孔行补强开孔孔需补强
采补强圈补强补强圈器壁采搭接结构材料器壁相焊接方便补强圈放外面单面补强设计条件GB150规定选补强圈厚度1515456＝684mm取8mm
中：mm
72 轴封
反应加压轴封头间应轴密封轴封机械密封填料密封
机械密封求较高场合泄漏量寿命长摩擦损耗功率等优点装拆困难特安装技术求高成高适生产场合
填料密封结构简单装拆方便造价低廉摩擦损耗功率定泄漏等特点
设计反应釜压力高电机功率选较济方面考虑采填料密封：石墨石棉填圈选配套JXLD型机座相关参数(mm)：
JXLD型
Ⅰ型
机型
轴径d
H
H3
重量kg
JXLD6
65
660
156
130
外型联接尺寸
H1
H2
H4
D1
D2
D3
D4
D5
D6
n1M1
f2
b2
n2
400
205
50
400
360
316
530
480
410
8M12
8
22
12
18
尺寸符号示意图：
JXLD型机座示意图
73 底座
底座焊接釜体封头减速机机座轴封装置定位安装面均底座样两者安装时定心度保证搅拌轴减速机利连接搅拌轴穿轴封装置进够良运转选底座材料Q235A安装时先搅拌轴减速机机座轴封装置底座装配放封头位置找准试运转利底座点焊定位封头然卸整传动装置轴封装置底座封头焊牢
74 支座
选耳式支座（简称耳座）筋板支脚板组成优点简单轻便减少器壁产生局部应力支座器壁间加垫板图示：
耳式支座示意图
1垫板2筋板3支脚板
形式结构规格尺寸材料安装求JBT 472592耳式支座作标准采A型耳式支座（较宽安装尺寸称长臂支座）标准耳式支座材料选Q235A·F
设备总重量估算：
①釜投料量：物料衡算知投料量：178805 kg
②反应釜质量：筒体封头夹套均碳素钢密度：
筒体质量： kg
封头质量：化工设备机械基础查公称直径1400 mm 标准椭圆型封头质量：183 kg封头质量： kg
夹套质量： kg
反应釜总质量：＝923 kg
③联苯质量： kg
④传动装置质量：考虑电动机减速器搅拌机机座等附属构件约310 kg
设备总质量：178805 + 923 + 275 +310 329605 kg
设备总重量：G＝329605×981＝32334 N
釜径支座系列标准选允许载荷60 kNA型支座参数尺寸见表：
表五 A型支座系列参数尺寸（mm）
支
座
号
支座体允许载荷 (kN)
适容器
公称直径
DN
高度H
脚螺栓
支座质量
（kG）
d
规格
A型
4
60
1000～2000
250
30
M24
111
底板
筋板
垫板
l1
b1
1
s1
l2
b2
2
l1
b1
1
e
200
140
14
70
160
160
8
315
250
8
40
标记：JBT 472592耳座A4材料Q235A·F
二 水洗釜
1 水洗釜尺寸设计
11 水洗釜体积
进料温度170℃该温度异辛醇密度乙二醇密度
物料占体积：
冷水占：
取投料系数08水洗釜体积：
12 水洗釜直径高度
选取釜径筒体高度1400 径选取壁厚标准椭圆封头：曲边高度直边高度表面积容积该釜全容积：
需体积相选合适
釜总高度：＝
13 壁厚
水洗釜常压操作设计压力气压操作温度60℃选0Cr18Ni9作釜材料60℃许应力130 MPa
采双面焊局部损探伤取焊缝系数＝09
般钢板负偏差：
单面腐蚀：
考虑容器制造运输安装程中刚度强度求取标准壁厚8mm
封头厚度筒体厚度相满足设计求
2 搅拌器设计
21 液层高度
液层高度：
22 叶轮
选斜桨式搅拌器
化工设备设计基础：
取＝05叶轮直径d＝140005＝700 mm
取＝6 叶片宽度Bd6＝7006＝1167 mm取120mm
取＝025叶轮安装高度C＝0251400350 mm
取Z＝2叶片数2
23 搅拌器转速
化工设备设计基础：搅拌器转速n直径d叶端切线速度u间关系式：
叶端切线速度反映搅拌作剧烈程度根搅拌目物料性质等确定桨式搅拌器切线速度范围：10～50 ms考虑物料取u＝3 ms 转速：
rmin
24 搅拌功率
设备采斜桨式搅拌器功率消耗式计算：
系数指数值搅拌器尺寸关列公式计算：
中：
乙二醇占摩尔：
理分求出异辛醇占摩尔：00380水占摩尔：09281
混合液体粘度公式：＝6645
代入数值：
值查桨式搅拌器功率函数图（—关联图）＝048数值代入总公式：
：
kW
考虑温度计套等附件搅拌功率消耗：＝12＝20912＝251 kW
3 搅拌轴设计
根轴方面求较高特点选调质处理45#钢作轴材料许扭转应力： 30~40 MPa
31 轴强度计算
轴扭转强度条件：
式中：——轴横截面剪应力MPa——轴传递扭距——轴抗扭截面系数——降低材料许应力MPa45钢取30 MPa~ 40MPa
实心轴
＝251 kW取30 MPa
＝ 3675
32 轴刚度计算
防止搅拌轴产生扭转变形运转中引起振动影响正常工作应轴扭转变形限制允许范围规定设计扭转刚度条件工程单位长度扭转角超许扭转角[]作扭转刚度条件
式中：——轴扭转变形扭转角mG——搅拌轴材料剪切弹性模数MPa碳钢合金钢81104MPa——轴截面极惯性矩mm4实心轴＝——许扭转角m般传动搅拌轴＝05~10 m取05 m
述实心轴直径：＝2502
搅拌轴直径应时满足强度刚度两条件取两者较值取d＝3675考虑轴键孔轴横截面局部削弱介质搅拌轴腐蚀搅拌轴直径增圆整便零件相配合取直径d 45
4 传动装置
41 电机
反应釜相考虑搅拌液体时克服流体摩擦阻力消耗功率外考虑水洗釜空转时克服机械摩擦阻力需功率马达运转时实际功率两者参反应釜马达运转时实际功率＝251+15＝366 kW
般情况启动功率达运转功率15倍36615＝549 kW实际选5 kW马达选1500 rminY系列三相异步电动机安装形式V1(直立)型型号Y 200 M4参数：
电动机选型相关参数
项目
数值说明
电动机类型
Y系列三相异步电动机
标定型号
Y 200 M4
功率 kW
5
频率 Hz
50
电压 V
380
转速 rmin
1440
标准编号
GB 75587
42 减速器
反应釜相似根设计需选立式摆线针齿行星减速机型号：
BLD 55417参数：
减速器选型相关参数
项目
数值说明
减速机类型
摆线针齿行星减速机
标定符号
BLD 75417
公称出轴转速 rmin
85
公称减速
17
5 附件开孔设计
51 开孔
轴孔搅拌轴相符取45 mm
进出料孔取50 mm
测温孔取25 mm
入水孔取60 mm
水洗釜常压操作补强
52 轴封
水洗釜常压操作采般石墨石棉填圈密封
选配套JXLD型机座部分尺寸(mm)：
JXLD型机座选型相关参数
JXLD型
Ⅰ型
机型
轴径d
H
H3
重量kg
JXLD6
65
660
156
130
外型联接尺寸
H1
H2
H4
D1
D2
D3
D4
D5
D6
n1M1
f2
b2
n2
400
205
50
400
360
316
530
480
410
8M12
8
22
12
18
联轴器：选刚性突缘式联轴器
53 支座
选耳式支座形式结构规格尺寸材料安装求JBT 472592耳式支座作标准采A型耳式支座标准耳式支座材料选Q235A·F
设备总重量估算：
①釜料液质量：
②水洗釜设备质量：
筒体质量：
封头质量： kg
kg
③传动装置质量：考虑电动机减速器搅拌机机座等附属构件约310 kg
水洗釜设备物料总质量：2035+55857+310＝290357 kg
总重量：G＝295757 ×981＝2848402 N
设备总重量约30 kN釜径支座系列标准选允许载荷60 kNA型支座参数尺寸见表：
A型支座系列参数尺寸(mm)
支
座
号
支座体允许载荷 (kN)
适容器
公称直径
DN
高度H
脚螺栓
支座质量
（kG）
d
规格
A型
4
60
1000～2000
250
30
M24
111
底板
筋板
垫板
l1
b1
1
s1
l2
b2
2
l1
b1
1
e
200
140
14
70
160
160
8
315
250
8
40
标记：JBT 472592耳座A4材料Q235A·F
三 乙二醇蒸发器
1 参数
：18000 kg：143167 kg：159367 kg
料液浓度()：011(wt)质量分率产品浓度()：09(wt)质量分率
处理量()159367(kgh)
加料方式：泡点进料
原料液温度：50℃
混合液汽化温度：1045℃
2 蒸发器选型
中央循环式蒸发器适处理结垢严重腐蚀性较溶液种蒸发器结构紧凑制造方便传热较操作等优点应十分广泛标准蒸发器称
次设计采中央循环式蒸发器蒸发程中采饱蒸汽间壁加热常作热源蒸汽称做次蒸汽溶液蒸发出蒸汽做二次蒸汽蒸发设备作进入蒸发器原料液加热部分气化浓缩完成液时需排出二次蒸气夹带液滴雾沫相分离
3 蒸发量加热蒸汽消耗量传热面积计算
已知：原料液流量15936715936711594 kgh设计加热蒸汽绝压强04 MPa蒸发室绝压强012 MPa根化工原理（册）表52 蒸发器总传热系数K值选取蒸发器均总传热系数1200 W(㎡℃)
乙二醇质量水质量
原料液组成（质量分数）
设计乙二醇提纯90时完成液组成09
31 蒸发量
蒸发量计算公式
32 加热蒸汽消耗量
乙二醇水溶液组成较时稀释热忽略应溶液焓衡算求加热蒸汽消耗量
化工原理册附表查压强04 MPa时饱蒸汽压参数：
温度 1434℃
蒸汽焓
液体焓
化工原理册附表查压强012 MPa时饱蒸汽压参数：
温度 1045℃
蒸汽焓
原料液焓完成液焓
已知值代入焓衡算式：
解 D1691 kgh
QD(
33 蒸发器传热面积
℃
㎡
安全取S12×21532584㎡
4 蒸发器结构尺寸计算
41 加热选择数初步估计
蒸发器加热选取： 缝钢
S——蒸发器传热面积m2
L——加热长度m
d0——加热外径m
加热规格长度确立式初步估算需子数加热固定板考虑板厚度占传热面积计算时长应（L—01）m
42 循环选择
中央循环式蒸发器循环截面积取加热总截面积40100加热总截面积n’计算循环径D1表示加热面积较蒸发器应较百分数取加热面积80
选取子直径：循环长加热长相19m
43 加热室直径加热数目确定
加热室径取决加热循环规格数目板排列方式
加热板排列方式三角形排列正方形排列心圆排列
次设计子正三角形排列取加热心距
束中心线数
初步估算加热室径
中 取
查化工设备机械基础国家标准压力容器公称直径表选取加热室壳体径壁厚
加热排列方式心距作图
通作图求加热数初步估算
相误差
误差计算合理加热室规格次选定
44 分离室直径高度确定
附录查012 MPa压强蒸汽密度019868kg二次蒸汽体积流量
确定分离室体积高度直径符合列关系
——蒸发体积强度m3(m3s)般允许值
次设计取允许蒸发体积强度U15
利关系确定高度直径时应考虑原：
(1)分离室高度直径中央循环式蒸发器分离室般18m保证足够雾沫分离高度分离室直径太少否二次蒸汽流速导致雾沫夹带现象严重次设计取分离室高度19m
(2)条件允许情况分离室直径量加热室相样结构简单制造方便
(3)高度直径适施工现场安放
分离室直径
取圆整值
高径1~2范围
5 蒸发装置辅助设备开孔设计
51 接尺寸确定
（1）溶液进出口 取规格
（2）加热蒸气进口二次蒸汽出口 取规格
（3）冷凝水出口 取规格
52 气液分离器
蒸发操作时二次蒸汽中夹带量液体分离室初步分离防止损失产品防止污染冷凝液需设置气液分离器雾沫中液体聚集二次蒸汽分离气液分离器沫器
选择惯性式沫器工作原理利带液滴二次蒸汽突然改变运动方时液滴惯性作蒸汽分离
惯性式沫器尺寸关系：
中：
加热蒸气进口二次蒸汽出口接尺寸
：
规格表格中选相标准：
53 蒸汽冷凝器
蒸汽冷凝器作冷水二次蒸汽冷凝
二次蒸汽冷水直接接触进行热交换冷效果结构简单操作方便价格低廉广泛采
选孔板式蒸气冷凝器
冷凝器直径 选
54 淋水板设计
淋水板数：
淋水板取4块
淋水板间距：
L末015m
L0D+(015~03)m取
取：
弓型淋水板宽度：
面块（08~09）D
淋水板BD2+005 m
淋水板堰高h：
D<500mmh40mm
淋水孔径：
冷水循环取d10mm
淋水孔数：
淋水孔冷水流速
计算值值偏低设计取
般冷水温升高2～3℃时单位面积冷水量约1～17m3（㎡·h）次设计水进冷凝器温度25℃出冷凝器温度45℃取：X 30 kg
面计算知：
实际取
面计算数入式计算淋水孔数：
考虑长期操作易堵板孔数
板孔数
55 封头选择
般情况蒸发罐采半椭球形封头碟形封头设计采标准半椭球形封头封头具体参数见表示：
标准半椭球形封头
封头材料
碳素钢
低碳合金钢
复合钢板
锈钢
封头壁厚mm
4~8
10~18
>20
3~9
10~18
>20
直边高度mm
25
40
50
25
40
50
设计蒸发罐材料低碳合金钢方便封头材料选择低碳合金钢壁厚10 mm选择直边高度40 mm
56 底座选择
底座选择考虑设备试水质量设计试水质量143167kg 加热室直径支座系列标准选允许载荷20 kNA型支座参数尺寸见表：
A型支座系列参数尺寸（mm）
支
座
号
支座体允许载荷 (kN)
适容器
公称直径
DN
高度H
脚螺栓
支座质量
（kG）
d
规格
A型
2
20
500～1000
160
24
M20
30
底板
筋板
垫板
l1
b1
1
s1
l2
b2
2
l1
b1
1
e
125
80
8
40
100
100
5
200
160
6
24
标记：JBT 472592耳座A4材料Q235A·F
57 法兰选择
参考化工设备设计基础次设计采焊法兰（GB9119778）材料全Q235A具体见表：
连接件法兰选择（GB9119778）
连接件
封头
封头
加热蒸汽入口
汽凝冷水
原料液入口
循环
二次蒸汽出口
公称直径
1200
800
73
68
60
480
73
选法兰
Dg1200
Dg800
Dg73
Dg68
Dg60
Dg480
Dg73
鉴影响连接件密封性素垫片般垫片选耐油橡胶石棉网厚度δ＝2 mm
6 计算结果汇总
计算结果表示：
蒸发器参数
加热器直径
800 mm
溶液进出口径
60 mm
加热数目
80
蒸汽进出口径
73 mm
分离室直径
1200 mm
冷凝水出口径
68 mm
分离室高度
1900 mm
循环直径
480 mm
四 滤器
该设计反应流程间歇操作采工业应较广泛板框压滤机
板框压滤机结构简单制造方便占面积较滤面积较适应力
国家编制压滤机系列标准规定代号根生产务需选板框压滤机型号：BAS 2063525具体参数：
压滤机选型相关参数
项目
数值说明
种类
板框压滤机
型号
BAS 2063525
排出方式
暗流式
压紧方式
手动压紧
操作压力MPa
03
框边长mm
635
框厚mm
25
滤面积
20
滤框总容积
0262
生产力m3h
8
五 设备
1 容器储罐类
11 异辛醇原料储罐
备原料周天需异辛醇76405×3＝229215 kg（数物料衡算）考虑装料系数体积体积＝344 周需异辛醇体积344×7＝2411选容积250 原料储罐
12 异辛醇计量罐
釜反应需异辛醇质量118732 kg体积＝220 （）选容积250 计量罐
13 搅拌配料罐
搅拌罐中添加催化剂需搅拌溶解混合计算知异辛醇体积143 考虑催化剂加入体积约145 取装料系数08需体积＝18 选容积20 立式搅拌配料罐（配专电机搅拌器）
14 分液罐
水洗釜输出料液含异辛醇42327 kg水143167 kg乙二醇18000 kg料液温度约50℃该温度液体密度分：8199881085总体积＝213选容积25罐体罐体安装视镜观察罐分层情况
序号
流程编号
设备名称
设计条件
材质
备注
介质
温度
压力
1
异辛醇
储罐
异辛醇
常温
常压
Q235A
备原料周
2
V002
计量罐
异辛醇
催化剂
常温
常压
Q235A
3
V103
配料罐
异辛醇
催化剂
常温
常压
Q235A
4
V104
分液罐
异辛醇
乙二醇
水
常温
常压
Q235A
2 换热类
21 混合气体（乙二醇异辛醇）冷凝器
根生产务类生产装置资料参考流体力学传热选SC 600Ⅱ06720型换热器换热19mm心距25mm具体参数：
公称直径DNmm
公称压力
PNMPa
程数
N
子根
数n
中心排
数
程流通面积m2
换热长度Lmm
计算换热面积m2
600
06
2
416
23
00368
3000
720
22 DOTP产品冷凝器
21选SC 800Ⅱ062038型换热器具体参数：
公称直径DNmm
公称压力
PNMPa
程数
N
子根
数n
中心排
数
程流通面积m2
换热长度Lmm
计算换热面积m2
800
06
2
776
31
00686
4500
2038
23 乙二醇产品冷凝器
21选SC 450Ⅰ06410型换热器具体参数：
公称直径DNmm
公称压力
PNMPa
程数
N
子根
数n
中心排
数
程流通面积m2
换热长度Lmm
计算换热面积m2
450
06
1
237
17
00419
3000
410
3 机泵类
31 异辛醇进料泵
釜高228 架钢台38 计算原料液进料口间列伯努利方程：
中＝300 ＝0＝1约估算＝15
需泵压头535
参考化工原理册附表选IS型单级单吸离心泵型号：IS5032125水泵参数：
型号
转速n
rmin
流量
扬程H
m
效率
功率kW
必需气蚀余量
质量(泵底座)
meh
Ls
轴功率
电机功率
IS5032125
2900
125
347
20
30
113
22
20
3246
32 联苯输送泵
联苯反应釜夹套底进取输出夹套高度：30 输出口加热炉间列伯努利方程：
中＝30 ＝＝0＝0＝014 联苯夹套输出约估算＝50
需泵压头80
参考化工原理册附表选IS型单级单吸离心泵型号：IS5032125水泵参数：
型号
转速n
rmin
流量
扬程H
m
效率
功率kW
必需气蚀余量
质量(泵
底座)
meh
Ls
轴功率
电机功率
IS5032125
2900
125
347
20
30
113
22
20
3246
33 料液输送泵
三料液输送泵产生定压力生产程利进行述两泵选型计算选进料泵相型号离心泵参数相
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年产1000吨苯二甲酸二辛酯项目
设备设计计算说明书
XX学院
DOTP项目设计策划团队
指导老师：
二○○九年八月
搅拌反应釜 3
1 搅拌反应釜尺寸设计 3
11 反应釜体积 3
12 反应釜直径高度 3
13 壁厚 4
14 夹套 4
2 搅拌器设计选型 5
21 叶轮尺寸确定 5
22 挡板 5
23 搅拌器转速 6
24 搅拌器功率 6
3 搅拌轴设计 7
31 轴强度计算 7
32 轴刚度计算 8
4 传动装置 9
41 电机 9
42 减速器 9
5 反应釜传热计算 10
51 夹套壁釜液传热系数 10
52 釜壁垢层传热系数 10
53 夹套联苯釜壁热系数 11
54 夹套总传热系数 12
6 夹套传热面积 12
61 需夹套传热面积 12
62 夹套实际传热面积 12
7 附件开孔设计 13
71 开孔补强 13
72 轴封 13
73 底座 14
74 支座 15
二 水洗釜 16
1 水洗釜尺寸设计 16
11 水洗釜体积 16
12 水洗釜直径高度 17
13 壁厚 17
2 搅拌器设计 17
21 液层高度 17
22 叶轮 18
23 搅拌器转速 18
24 搅拌功率 18
3 搅拌轴设计 19
31 轴强度计算 20
32 轴刚度计算 20
4 传动装置 21
41 电机 21
42 减速器 21
5 附件开孔设计 22
51 开孔 22
52 轴封 22
53 支座 23
三 乙二醇蒸发器 24
1 参数 24
2 蒸发器选型 24
3 蒸发量加热蒸汽消耗量传热面积计算 24
31 蒸发量 25
32 加热蒸汽消耗量 25
33 蒸发器传热面积 26
4 蒸发器结构尺寸计算 26
41 加热选择数初步估计 26
42 循环选择 26
43 加热室直径加热数目确定 27
44 分离室直径高度确定 27
5 蒸发装置辅助设备开孔设计 28
51 接尺寸确定 28
52 气液分离器 28
53 蒸汽冷凝器 29
54 淋水板设计 29
55 封头选择 31
56 底座选择 31
57 法兰选择 32
6 计算结果汇总 32
四 滤器 33
五 设备 33
1 容器储罐类 33
11 异辛醇原料储罐 33
12 异辛醇计量罐 33
13 搅拌配料罐 34
14 分液罐 34
2 换热类 34
21 混合气体（乙二醇异辛醇）冷凝器 34
22 DOTP产品冷凝器 35
23 乙二醇产品冷凝器 35
3 机泵类 35
31 异辛醇进料泵 35
32 联苯输送泵 36
33 料液输送泵 36
搅拌反应釜
1 搅拌反应釜尺寸设计
11 反应釜体积
物料衡算结果知：
生产釜成品需废涤纶质量：58453 kg废涤纶密度需异辛醇质量：118732 kg异辛醇密度
废涤纶占体积： 0424 m3
异辛醇占体积： 1427 m3
物料总体积： 0424 + 1427 1851 m3
催化剂加入取 V 1860 m3
考虑废涤纶较松散呈沸腾状态釜安装附件参化工设备设计基础根标准投料系数范围取反应釜投料系数07需反应釜体积：
m3
12 反应釜直径高度
参化工设备设计基础取反应釜长径HDi＝12反应釜径Di 式估算：
11数长径代入公式求径：1353 m取圆整值1400mm
选取标准反应釜具体参数：
釜体容积 2689 m3封头容积 0421 m3选取釜体壁厚s 10 mm封头直边高度40 mm曲边高度350 mm表面积F2306 m2
筒体高度：m取圆整值15 m
釜总高度：＝ m
13 壁厚
根设计务反应釜工作时压力03 MPa径＝1400 mm取设计压力p033 MPa
原材料腐蚀强济方面考虑反应釜采通材料0Cr18Ni9查化工设备机械基础附表知0Cr18Ni9材料205℃H12时圆筒壁厚选10 mm许压力038MPa椭圆封头厚度釜壁选10 mm许压力049MPa设计压力033MPa均符合设计求
14 夹套
选常拆式连接结构夹套筒间采焊接加工简单密封
考虑加热介质性质选取夹套材料釜体致材料型号0Cr18Ni9
夹套需壁厚式计算：
夹套压015MPa计算压力015110165MPa查设计温度许压力122MPa焊接系数取09腐蚀裕量C取2 mm
305 mm
考虑容器制造运输安装程中刚度强度求参化工设备机械基础选取夹套壁厚8 mm
夹套径釜尺寸系列选取利标准选择夹套封头夹套径取1400+100＝1500 mm符合压力容器公称直径
夹套筒体高度式估算：
＝＝＝0950 m
反应釜筒体封头采法兰连接考虑物料反应情况选取夹套筒体高度＝12 m夹套顶边距离法兰高度H0＝1512＝03 m符合釜体法兰螺栓装拆距离
2 搅拌器设计选型
反应釜液固非均相反应考虑加入物料物料粘度选斜桨式搅拌器
21 叶轮尺寸确定
化工设备设计基础：
取＝05叶轮直径d＝140005＝700 mm
取＝6叶片宽度Bd6＝7006＝1167 mm取120 mm
取＝025叶轮安装高度C＝0251400350 mm
取Z＝2叶片数2
22 挡板
消圆柱状回转区漩避免固体堆积液体粘附反应釜采离壁安装竖挡板挡板数4板宽釜体径110B 140 mm 挡板釜壁缝隙板宽1614016＝2333取25 mm
23 搅拌器转速
搅拌器转速n直径d叶端切线速度u间关系式：
叶端切线速度反映搅拌作剧烈程度根搅拌目物料性质等确定桨式搅拌器切线速度范围：10～50 ms取u＝3 ms 转速：
rmin
24 搅拌器功率
化工厂设计搅拌器设计斜式搅拌器消耗功率罗顿顾斯许爱弗兰脱等导出般关联式计算：
功率函数＝系数（搅拌器尺寸关）雷诺数值列公式计算：
代入数值：
中料液混合黏度＝33661106103＝3723 103 kg(ms)
值查桨式搅拌器功率函数图（—关联图）＝053数值代入总公式：
搅拌器功率消耗：
kW
考虑温度计套等附件搅拌功率消耗：＝12＝2712＝324 kW
3 搅拌轴设计
根轴方面求较高特点选调质处理45#钢作轴材料许扭转应力： 30~40 MPa
31 轴强度计算
轴扭转强度条件：
式中：——轴横截面剪应力MPa——轴传递扭距——轴抗扭截面系数——降低材料许应力MPa45钢取30 MPa~ 40MPa
实心轴
＝324 kW取30 MPa
＝ 4001 mm
32 轴刚度计算
防止搅拌轴产生扭转变形运转中引起振动影响正常工作应轴扭转变形限制允许范围规定设计扭转刚度条件工程单位长度扭转角超许扭转角[]作扭转刚度条件
式中：——轴扭转变形扭转角mG——搅拌轴材料剪切弹性模数MPa碳钢合金钢81104MPa——轴截面极惯性矩mm4实心轴＝——许扭转角m般传动搅拌轴＝05~10 m取05 m
述实心轴直径：＝4831 mm
搅拌轴直径应时满足强度刚度两条件取两者较值取d＝4831 mm考虑轴键孔轴横截面局部削弱介质搅拌轴腐蚀搅拌轴直径增圆整便零件相配合取60 mm
4 传动装置
41 电机
确定搅拌器马达需实际功率考虑搅拌液体时克服流体摩擦阻力消耗功率外考虑搅拌器空运转时克服机械摩擦阻力需功率马达运转时实际功率两者般中型搅拌器15 kW马达运转时实际功率＝324+15＝474 kW
般情况启动功率达运转功率15倍47415＝711 kW实际选7 kW马达选1500 rminY系列三相异步电动机安装形式V1(直立)型型号Y 200 M4参数：
电动机选型相关参数
项目
数值说明
电动机类型
Y系列三相异步电动机
标定型号
Y 200 M4
功率kW
7
频率Hz
50
电压V
380
功率kW
7
转速rmin
1450
标准编号
GB 75587
42 减速器
电动机减速机配套减速机设置机座安装反应釜封头考虑传动装置轴封装置安装时求保持定心度装卸检修方便常封头焊底座整传动装置连机座轴封装置起安装底座
根设计需选立式摆线针齿行星减速机型号：BLD 75417参数：
项目
数值说明
减速机类型
摆线针齿行星减速机
标定符号
BLD 75417
公称出轴转速 rmin
85
公称减速
17
减速器选型相关参数
5 反应釜传热计算
51 夹套壁釜液传热系数
Chilton Drew Jekens夹套搅拌器公式：
＝
相关参数计算：
（中：075 kcalkg℃00812 kcalmh℃3539104 kgsm2
——液体体温度粘度器壁温度t ＝200 ℃时＝347
——液体器壁温度粘度器壁温度＝210 ℃时＝30 ）
壁总传热系数：
＝35775 kcalmh℃
52 釜壁垢层传热系数
取垢层厚度03 mm查：＝18 kcalmh℃
碳素钢厚度： mm查：＝380 kcalmh℃
53 夹套联苯釜壁热系数
热系数lehrer公式计算：
＝
相关数：夹套定性温度取 tw 210℃查：＝0094 kcalmh℃058 kcalmh℃904 kgm31368 kcalmh材料热膨胀系数常数 mh2
联苯质量流量W：W＝0313600＝1116 kgh
联苯接径25 mm
夹套总高度：＝16 m
相关参数计算：
m
＝＝251621 mh
＝＝＝542 mh
＝135233 mh
＝7926714
＝
＝
＝28751 kcalm2h℃
54 夹套总传热系数
＝＝14918 kcalm2h℃
6 夹套传热面积
61 需夹套传热面积
釜流体升温维持衡综合 175 ℃
＝ ℃
＝ kcalh
需夹套传热面积：
＝＝529 m2
62 夹套实际传热面积
夹套面积高度16 m封头高度039 m：
＝31414（14039）＝444 m2
封头表面积：
m2
夹套实际面积：
＝4440+2306 ＝6746 m2
> A需加盘
7 附件开孔设计
71 开孔补强
711 开孔
开孔口表
符
号
途
名称
公称尺寸
mm
接规格
mm
接外伸
长度mm
标准号
法兰
形式
连接面
形式
a
孔
400
4026
150
HG20594
WN
SO
b
测温孔
50
5735
120
HG20595
WN
RF
c
备口
50
5735
120
HG20595
WN
RF
d
进料口
80
894
120
HG20595
WN
RF
e
备口
50
5735
120
HG20595
WN
RF
s12
视镜口
80
l12
蒸汽进出口
50
5735
120
HG20595
WN
RF
l3
冷凝水出口
50
5735
120
HG20595
WN
RF
n
出料口
80
894
120
HG20595
WN
RF
WN——带颈焊法兰SO——带颈焊法兰RF——密封面形式
712 补强
化工设备设计基础设计压力等25 MPa接公称外径等89 mm时壳体开孔行补强开孔孔需补强
采补强圈补强补强圈器壁采搭接结构材料器壁相焊接方便补强圈放外面单面补强设计条件GB150规定选补强圈厚度1515456＝684mm取8mm
中：mm
72 轴封
反应加压轴封头间应轴密封轴封机械密封填料密封
机械密封求较高场合泄漏量寿命长摩擦损耗功率等优点装拆困难特安装技术求高成高适生产场合
填料密封结构简单装拆方便造价低廉摩擦损耗功率定泄漏等特点
设计反应釜压力高电机功率选较济方面考虑采填料密封：石墨石棉填圈选配套JXLD型机座相关参数(mm)：
JXLD型
Ⅰ型
机型
轴径d
H
H3
重量kg
JXLD6
65
660
156
130
外型联接尺寸
H1
H2
H4
D1
D2
D3
D4
D5
D6
n1M1
f2
b2
n2
400
205
50
400
360
316
530
480
410
8M12
8
22
12
18
尺寸符号示意图：
JXLD型机座示意图
73 底座
底座焊接釜体封头减速机机座轴封装置定位安装面均底座样两者安装时定心度保证搅拌轴减速机利连接搅拌轴穿轴封装置进够良运转选底座材料Q235A安装时先搅拌轴减速机机座轴封装置底座装配放封头位置找准试运转利底座点焊定位封头然卸整传动装置轴封装置底座封头焊牢
74 支座
选耳式支座（简称耳座）筋板支脚板组成优点简单轻便减少器壁产生局部应力支座器壁间加垫板图示：
耳式支座示意图
1垫板2筋板3支脚板
形式结构规格尺寸材料安装求JBT 472592耳式支座作标准采A型耳式支座（较宽安装尺寸称长臂支座）标准耳式支座材料选Q235A·F
设备总重量估算：
①釜投料量：物料衡算知投料量：178805 kg
②反应釜质量：筒体封头夹套均碳素钢密度：
筒体质量： kg
封头质量：化工设备机械基础查公称直径1400 mm 标准椭圆型封头质量：183 kg封头质量： kg
夹套质量： kg
反应釜总质量：＝923 kg
③联苯质量： kg
④传动装置质量：考虑电动机减速器搅拌机机座等附属构件约310 kg
设备总质量：178805 + 923 + 275 +310 329605 kg
设备总重量：G＝329605×981＝32334 N
釜径支座系列标准选允许载荷60 kNA型支座参数尺寸见表：
表五 A型支座系列参数尺寸（mm）
支
座
号
支座体允许载荷 (kN)
适容器
公称直径
DN
高度H
脚螺栓
支座质量
（kG）
d
规格
A型
4
60
1000～2000
250
30
M24
111
底板
筋板
垫板
l1
b1
1
s1
l2
b2
2
l1
b1
1
e
200
140
14
70
160
160
8
315
250
8
40
标记：JBT 472592耳座A4材料Q235A·F
二 水洗釜
1 水洗釜尺寸设计
11 水洗釜体积
进料温度170℃该温度异辛醇密度乙二醇密度
物料占体积：
冷水占：
取投料系数08水洗釜体积：
12 水洗釜直径高度
选取釜径筒体高度1400 径选取壁厚标准椭圆封头：曲边高度直边高度表面积容积该釜全容积：
需体积相选合适
釜总高度：＝
13 壁厚
水洗釜常压操作设计压力气压操作温度60℃选0Cr18Ni9作釜材料60℃许应力130 MPa
采双面焊局部损探伤取焊缝系数＝09
般钢板负偏差：
单面腐蚀：
考虑容器制造运输安装程中刚度强度求取标准壁厚8mm
封头厚度筒体厚度相满足设计求
2 搅拌器设计
21 液层高度
液层高度：
22 叶轮
选斜桨式搅拌器
化工设备设计基础：
取＝05叶轮直径d＝140005＝700 mm
取＝6 叶片宽度Bd6＝7006＝1167 mm取120mm
取＝025叶轮安装高度C＝0251400350 mm
取Z＝2叶片数2
23 搅拌器转速
化工设备设计基础：搅拌器转速n直径d叶端切线速度u间关系式：
叶端切线速度反映搅拌作剧烈程度根搅拌目物料性质等确定桨式搅拌器切线速度范围：10～50 ms考虑物料取u＝3 ms 转速：
rmin
24 搅拌功率
设备采斜桨式搅拌器功率消耗式计算：
系数指数值搅拌器尺寸关列公式计算：
中：
乙二醇占摩尔：
理分求出异辛醇占摩尔：00380水占摩尔：09281
混合液体粘度公式：＝6645
代入数值：
值查桨式搅拌器功率函数图（—关联图）＝048数值代入总公式：
：
kW
考虑温度计套等附件搅拌功率消耗：＝12＝20912＝251 kW
3 搅拌轴设计
根轴方面求较高特点选调质处理45#钢作轴材料许扭转应力： 30~40 MPa
31 轴强度计算
轴扭转强度条件：
式中：——轴横截面剪应力MPa——轴传递扭距——轴抗扭截面系数——降低材料许应力MPa45钢取30 MPa~ 40MPa
实心轴
＝251 kW取30 MPa
＝ 3675
32 轴刚度计算
防止搅拌轴产生扭转变形运转中引起振动影响正常工作应轴扭转变形限制允许范围规定设计扭转刚度条件工程单位长度扭转角超许扭转角[]作扭转刚度条件
式中：——轴扭转变形扭转角mG——搅拌轴材料剪切弹性模数MPa碳钢合金钢81104MPa——轴截面极惯性矩mm4实心轴＝——许扭转角m般传动搅拌轴＝05~10 m取05 m
述实心轴直径：＝2502
搅拌轴直径应时满足强度刚度两条件取两者较值取d＝3675考虑轴键孔轴横截面局部削弱介质搅拌轴腐蚀搅拌轴直径增圆整便零件相配合取直径d 45
4 传动装置
41 电机
反应釜相考虑搅拌液体时克服流体摩擦阻力消耗功率外考虑水洗釜空转时克服机械摩擦阻力需功率马达运转时实际功率两者参反应釜马达运转时实际功率＝251+15＝366 kW
般情况启动功率达运转功率15倍36615＝549 kW实际选5 kW马达选1500 rminY系列三相异步电动机安装形式V1(直立)型型号Y 200 M4参数：
电动机选型相关参数
项目
数值说明
电动机类型
Y系列三相异步电动机
标定型号
Y 200 M4
功率 kW
5
频率 Hz
50
电压 V
380
转速 rmin
1440
标准编号
GB 75587
42 减速器
反应釜相似根设计需选立式摆线针齿行星减速机型号：
BLD 55417参数：
减速器选型相关参数
项目
数值说明
减速机类型
摆线针齿行星减速机
标定符号
BLD 75417
公称出轴转速 rmin
85
公称减速
17
5 附件开孔设计
51 开孔
轴孔搅拌轴相符取45 mm
进出料孔取50 mm
测温孔取25 mm
入水孔取60 mm
水洗釜常压操作补强
52 轴封
水洗釜常压操作采般石墨石棉填圈密封
选配套JXLD型机座部分尺寸(mm)：
JXLD型机座选型相关参数
JXLD型
Ⅰ型
机型
轴径d
H
H3
重量kg
JXLD6
65
660
156
130
外型联接尺寸
H1
H2
H4
D1
D2
D3
D4
D5
D6
n1M1
f2
b2
n2
400
205
50
400
360
316
530
480
410
8M12
8
22
12
18
联轴器：选刚性突缘式联轴器
53 支座
选耳式支座形式结构规格尺寸材料安装求JBT 472592耳式支座作标准采A型耳式支座标准耳式支座材料选Q235A·F
设备总重量估算：
①釜料液质量：
②水洗釜设备质量：
筒体质量：
封头质量： kg
kg
③传动装置质量：考虑电动机减速器搅拌机机座等附属构件约310 kg
水洗釜设备物料总质量：2035+55857+310＝290357 kg
总重量：G＝295757 ×981＝2848402 N
设备总重量约30 kN釜径支座系列标准选允许载荷60 kNA型支座参数尺寸见表：
A型支座系列参数尺寸(mm)
支
座
号
支座体允许载荷 (kN)
适容器
公称直径
DN
高度H
脚螺栓
支座质量
（kG）
d
规格
A型
4
60
1000～2000
250
30
M24
111
底板
筋板
垫板
l1
b1
1
s1
l2
b2
2
l1
b1
1
e
200
140
14
70
160
160
8
315
250
8
40
标记：JBT 472592耳座A4材料Q235A·F
三 乙二醇蒸发器
1 参数
：18000 kg：143167 kg：159367 kg
料液浓度()：011(wt)质量分率产品浓度()：09(wt)质量分率
处理量()159367(kgh)
加料方式：泡点进料
原料液温度：50℃
混合液汽化温度：1045℃
2 蒸发器选型
中央循环式蒸发器适处理结垢严重腐蚀性较溶液种蒸发器结构紧凑制造方便传热较操作等优点应十分广泛标准蒸发器称
次设计采中央循环式蒸发器蒸发程中采饱蒸汽间壁加热常作热源蒸汽称做次蒸汽溶液蒸发出蒸汽做二次蒸汽蒸发设备作进入蒸发器原料液加热部分气化浓缩完成液时需排出二次蒸气夹带液滴雾沫相分离
3 蒸发量加热蒸汽消耗量传热面积计算
已知：原料液流量15936715936711594 kgh设计加热蒸汽绝压强04 MPa蒸发室绝压强012 MPa根化工原理（册）表52 蒸发器总传热系数K值选取蒸发器均总传热系数1200 W(㎡℃)
乙二醇质量水质量
原料液组成（质量分数）
设计乙二醇提纯90时完成液组成09
31 蒸发量
蒸发量计算公式
32 加热蒸汽消耗量
乙二醇水溶液组成较时稀释热忽略应溶液焓衡算求加热蒸汽消耗量
化工原理册附表查压强04 MPa时饱蒸汽压参数：
温度 1434℃
蒸汽焓
液体焓
化工原理册附表查压强012 MPa时饱蒸汽压参数：
温度 1045℃
蒸汽焓
原料液焓完成液焓
已知值代入焓衡算式：
解 D1691 kgh
QD(
33 蒸发器传热面积
℃
㎡
安全取S12×21532584㎡
4 蒸发器结构尺寸计算
41 加热选择数初步估计
蒸发器加热选取： 缝钢
S——蒸发器传热面积m2
L——加热长度m
d0——加热外径m
加热规格长度确立式初步估算需子数加热固定板考虑板厚度占传热面积计算时长应（L—01）m
42 循环选择
中央循环式蒸发器循环截面积取加热总截面积40100加热总截面积n’计算循环径D1表示加热面积较蒸发器应较百分数取加热面积80
选取子直径：循环长加热长相19m
43 加热室直径加热数目确定
加热室径取决加热循环规格数目板排列方式
加热板排列方式三角形排列正方形排列心圆排列
次设计子正三角形排列取加热心距
束中心线数
初步估算加热室径
中 取
查化工设备机械基础国家标准压力容器公称直径表选取加热室壳体径壁厚
加热排列方式心距作图
通作图求加热数初步估算
相误差
误差计算合理加热室规格次选定
44 分离室直径高度确定
附录查012 MPa压强蒸汽密度019868kg二次蒸汽体积流量
确定分离室体积高度直径符合列关系
——蒸发体积强度m3(m3s)般允许值
次设计取允许蒸发体积强度U15
利关系确定高度直径时应考虑原：
(1)分离室高度直径中央循环式蒸发器分离室般18m保证足够雾沫分离高度分离室直径太少否二次蒸汽流速导致雾沫夹带现象严重次设计取分离室高度19m
(2)条件允许情况分离室直径量加热室相样结构简单制造方便
(3)高度直径适施工现场安放
分离室直径
取圆整值
高径1~2范围
5 蒸发装置辅助设备开孔设计
51 接尺寸确定
（1）溶液进出口 取规格
（2）加热蒸气进口二次蒸汽出口 取规格
（3）冷凝水出口 取规格
52 气液分离器
蒸发操作时二次蒸汽中夹带量液体分离室初步分离防止损失产品防止污染冷凝液需设置气液分离器雾沫中液体聚集二次蒸汽分离气液分离器沫器
选择惯性式沫器工作原理利带液滴二次蒸汽突然改变运动方时液滴惯性作蒸汽分离
惯性式沫器尺寸关系：
中：
加热蒸气进口二次蒸汽出口接尺寸
：
规格表格中选相标准：
53 蒸汽冷凝器
蒸汽冷凝器作冷水二次蒸汽冷凝
二次蒸汽冷水直接接触进行热交换冷效果结构简单操作方便价格低廉广泛采
选孔板式蒸气冷凝器
冷凝器直径 选
54 淋水板设计
淋水板数：
淋水板取4块
淋水板间距：
L末015m
L0D+(015~03)m取
取：
弓型淋水板宽度：
面块（08~09）D
淋水板BD2+005 m
淋水板堰高h：
D<500mmh40mm
淋水孔径：
冷水循环取d10mm
淋水孔数：
淋水孔冷水流速
计算值值偏低设计取
般冷水温升高2～3℃时单位面积冷水量约1～17m3（㎡·h）次设计水进冷凝器温度25℃出冷凝器温度45℃取：X 30 kg
面计算知：
实际取
面计算数入式计算淋水孔数：
考虑长期操作易堵板孔数
板孔数
55 封头选择
般情况蒸发罐采半椭球形封头碟形封头设计采标准半椭球形封头封头具体参数见表示：
标准半椭球形封头
封头材料
碳素钢
低碳合金钢
复合钢板
锈钢
封头壁厚mm
4~8
10~18
>20
3~9
10~18
>20
直边高度mm
25
40
50
25
40
50
设计蒸发罐材料低碳合金钢方便封头材料选择低碳合金钢壁厚10 mm选择直边高度40 mm
56 底座选择
底座选择考虑设备试水质量设计试水质量143167kg 加热室直径支座系列标准选允许载荷20 kNA型支座参数尺寸见表：
A型支座系列参数尺寸（mm）
支
座
号
支座体允许载荷 (kN)
适容器
公称直径
DN
高度H
脚螺栓
支座质量
（kG）
d
规格
A型
2
20
500～1000
160
24
M20
30
底板
筋板
垫板
l1
b1
1
s1
l2
b2
2
l1
b1
1
e
125
80
8
40
100
100
5
200
160
6
24
标记：JBT 472592耳座A4材料Q235A·F
57 法兰选择
参考化工设备设计基础次设计采焊法兰（GB9119778）材料全Q235A具体见表：
连接件法兰选择（GB9119778）
连接件
封头
封头
加热蒸汽入口
汽凝冷水
原料液入口
循环
二次蒸汽出口
公称直径
1200
800
73
68
60
480
73
选法兰
Dg1200
Dg800
Dg73
Dg68
Dg60
Dg480
Dg73
鉴影响连接件密封性素垫片般垫片选耐油橡胶石棉网厚度δ＝2 mm
6 计算结果汇总
计算结果表示：
蒸发器参数
加热器直径
800 mm
溶液进出口径
60 mm
加热数目
80
蒸汽进出口径
73 mm
分离室直径
1200 mm
冷凝水出口径
68 mm
分离室高度
1900 mm
循环直径
480 mm
四 滤器
该设计反应流程间歇操作采工业应较广泛板框压滤机
板框压滤机结构简单制造方便占面积较滤面积较适应力
国家编制压滤机系列标准规定代号根生产务需选板框压滤机型号：BAS 2063525具体参数：
压滤机选型相关参数
项目
数值说明
种类
板框压滤机
型号
BAS 2063525
排出方式
暗流式
压紧方式
手动压紧
操作压力MPa
03
框边长mm
635
框厚mm
25
滤面积
20
滤框总容积
0262
生产力m3h
8
五 设备
1 容器储罐类
11 异辛醇原料储罐
备原料周天需异辛醇76405×3＝229215 kg（数物料衡算）考虑装料系数体积体积＝344 周需异辛醇体积344×7＝2411选容积250 原料储罐
12 异辛醇计量罐
釜反应需异辛醇质量118732 kg体积＝220 （）选容积250 计量罐
13 搅拌配料罐
搅拌罐中添加催化剂需搅拌溶解混合计算知异辛醇体积143 考虑催化剂加入体积约145 取装料系数08需体积＝18 选容积20 立式搅拌配料罐（配专电机搅拌器）
14 分液罐
水洗釜输出料液含异辛醇42327 kg水143167 kg乙二醇18000 kg料液温度约50℃该温度液体密度分：8199881085总体积＝213选容积25罐体罐体安装视镜观察罐分层情况
序号
流程编号
设备名称
设计条件
材质
备注
介质
温度
压力
1
异辛醇
储罐
异辛醇
常温
常压
Q235A
备原料周
2
V002
计量罐
异辛醇
催化剂
常温
常压
Q235A
3
V103
配料罐
异辛醇
催化剂
常温
常压
Q235A
4
V104
分液罐
异辛醇
乙二醇
水
常温
常压
Q235A
2 换热类
21 混合气体（乙二醇异辛醇）冷凝器
根生产务类生产装置资料参考流体力学传热选SC 600Ⅱ06720型换热器换热19mm心距25mm具体参数：
公称直径DNmm
公称压力
PNMPa
程数
N
子根
数n
中心排
数
程流通面积m2
换热长度Lmm
计算换热面积m2
600
06
2
416
23
00368
3000
720
22 DOTP产品冷凝器
21选SC 800Ⅱ062038型换热器具体参数：
公称直径DNmm
公称压力
PNMPa
程数
N
子根
数n
中心排
数
程流通面积m2
换热长度Lmm
计算换热面积m2
800
06
2
776
31
00686
4500
2038
23 乙二醇产品冷凝器
21选SC 450Ⅰ06410型换热器具体参数：
公称直径DNmm
公称压力
PNMPa
程数
N
子根
数n
中心排
数
程流通面积m2
换热长度Lmm
计算换热面积m2
450
06
1
237
17
00419
3000
410
3 机泵类
31 异辛醇进料泵
釜高228 架钢台38 计算原料液进料口间列伯努利方程：
中＝300 ＝0＝1约估算＝15
需泵压头535
参考化工原理册附表选IS型单级单吸离心泵型号：IS5032125水泵参数：
型号
转速n
rmin
流量
扬程H
m
效率
功率kW
必需气蚀余量
质量(泵底座)
meh
Ls
轴功率
电机功率
IS5032125
2900
125
347
20
30
113
22
20
3246
32 联苯输送泵
联苯反应釜夹套底进取输出夹套高度：30 输出口加热炉间列伯努利方程：
中＝30 ＝＝0＝0＝014 联苯夹套输出约估算＝50
需泵压头80
参考化工原理册附表选IS型单级单吸离心泵型号：IS5032125水泵参数：
型号
转速n
rmin
流量
扬程H
m
效率
功率kW
必需气蚀余量
质量(泵
底座)
meh
Ls
轴功率
电机功率
IS5032125
2900
125
347
20
30
113
22
20
3246
33 料液输送泵
三料液输送泵产生定压力生产程利进行述两泵选型计算选进料泵相型号离心泵参数相
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