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课题介绍
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在化工生产过程中，为化学反应提供反应空间和反应条件的装置称为反应釜或反应设备。搅拌式反应釜在化工、食品、冶金、造纸、石油和水处理等行业中被广泛应用。尤其是在化学工业中，化学工艺过程的种种化学变化，是以参加反应物质的充分混合为前提的，对于加热、冷却和液体萃取以及气体吸收等物理变化过程，都需要采用搅拌操作才能得到好的效果[1]。尤其是许多反应需要两液相充分接触，以达到发生化学反应的同时，进行质量和热量传递的目的。例如冶金工业中湿法冶金的溶剂萃取，高分子聚合反应中乳液聚合，以及烃化、硝化反应等。采用机械搅拌促使两相接触，并使其中一相以液滴形式分散于另一相中是液液反应中最常用的方法[2]。合成材料的生产中，以搅拌式反应釜作为反应器约占反应器总数的90％，其它如染料、医药、农药、油漆等行业，搅拌设备的使用亦很广泛。搅拌式反应釜的应用范围之所以这样广泛，还因搅拌设备操作条件（如浓度、温度、停留时间等）的可控范围较广，又能适应多样化生产。在搅拌的反应器中，能量是通过旋转叶轮在所希望的速度提供的动能的形式供给的。搅拌釜式反应器被大量地用于：（1）混合两种可混溶的液体，（2）生成气液反应及液液反应生成的分散体，（3）保持在悬浮液中的固体颗粒，以促进固体的流体接触实现固体溶解，（4）结晶等[3]。3000L型反应分离器也属于反应釜中的一种，只是较其它的反应釜多了一个液-液分离机构。液-液分离器是广泛应用于分离混合液的一种装置。其原理是基于比重不同的两液相互不溶解,从而在分离器中分层,重相从分离器下口放出,轻相从上口流出。分离器中两液相分层液面的控制,通常是根据分离器的液面计依靠人工间歇排放来达到的[4]。这种反应分离器多用于制药业、化工行业中。4521
2 课题研究的意义
搅拌式反应釜在石油化工生产中被用于物料混合、溶解、传热、制备悬浮液、聚合反应、制备催化剂等。例如石油工业中异种原油的混合调整和精制，汽油中添加四乙基铅等填加物而进行混合，使原料液或产品均匀化。化工生产中，制造苯乙烯、乙烯、高压聚乙烯、聚丙烯、合成橡胶、苯胺染料和油漆颜料等工艺过程，都装备着各种型式的搅拌设备。但是普通的搅拌式反应釜只是作为一个反应容器，并不具备对产品和物料的分离。根据查阅的资料显示，目前也没有专门的添加液体物料的分离机构。本设计为小容量搅拌式反应分离器，其主要的结构即为普通的搅拌式反应釜。但是由于反应器内的化学反应为两种液相物料的合成反应，为了将合成液从混合液中分离提取出来，因此还需要在此基础上增加一个分离装置。分离器中两液相分层液面的控制，通常是根据分离器的液面计依靠人工间歇排放来达到的，因此排放次数十分频繁，排放时间约占整个操作的50%-70%。通过此次设计可以使我们除了能更好的掌握专业知识以外，还能更进一步的进行创新，从而获得更多的设计经验。
4 搅拌式夹套反应釜基本结构
下图介绍了一种典型的夹套反应釜的基本结构及构件。
图4.1是一种典型的搅拌式夹套反应釜，由图可见其结构主要是由以下几部分组成：壳体结构、搅拌器、密封装置和换热装置。其中：1-搅拌器；2-釜体；3-夹套；4-搅拌轴； 5-压料管；6-支架；7-人孔；8-轴封；9-传动装置
5课题研究的内容
该课程研究的主要内容为根据已知条件，设计3000L分离反应器，具体内容为:
5.1 确定工艺计算的物性数据，进行设备的工艺计算；