5.1 反应釜的选择由物料衡算求出每天需处理的物料体积后，即可着手计算反应釜的容积与个数，令：V h —每小时需处理的物料体积，m 3/h ；V R —反应器的有效容积或反应体积，即物料所占有的体积，m 3； V RS —单台反应器的有效容积，m 3； V T —反应器的总容积，m ³； V TS —每台反应器的容积，m ³； V d —每天所需处理的物料体积，m ³/d ；ϕ—装料系数，此系数一般为0.4~0.85，对于不起泡、不沸腾的物料可取0.7~0.85，对于起泡或沸腾的物料可取0.4~0.6；τ—达到规定转化率所需要的反应时间，h ；τ'—辅助操作时间，h ；δ—生产能力后备系数，11.85%~12.56%5.1.1 成盐反应釜容积的计算与选择成盐反应过程反应时间h 2=τ，辅助操作时间h 3='τ，则总的反应时间为h 5。

在常温下，投入的原料量及其密度如下：二甲苯：kg m 12900=， 33/860/86.0m kg cm g ==ρ2，5-二氯苯酚：kg m 1352=，33/1532/532.1m kg cm g ==ρ 氢氧化钾：kg m 7.1264=， 33/2044/044.2m kg cm g ==ρ每天处理的总原料量体积为：38.1720447.126415322.334686012900m V d =++=每小时处理的原料体积为：3742.0248.17m V h ==反应器的有效容积为：3708.3)(m V V h R ='+=ττ 反应器的总容积为：3131.752.0708.3m V V RT ===ϕ（取ϕ=0.52） 取N=2，33.566m )(='+=NV V h TS ϕττ在N=2，V TS =4m 3时：每天需要操作的总批次数位：558.852.048.17=⨯==ϕαTS d V V 每天每台反应器可操作的批次数：：8.4322424=+='+=ττβ 完成人任务所需要的反应器的台数：783.18.4558.8===βαP N 生产能力后备系数：%17.12783.1783.12=-=-=P P N N N δ δ的数值在11.85%-12.56%之间较为合适，所以设计合理。

则选取容积为4000L 的开式搪玻璃釜式脱水反应器2台，其规格见下表表5-1开式搪玻璃釜式脱水反应器的主要技术参数[15]公称容积VN/L 公称直径D g /mm(L) 计算容积VJ/L 容积系数VN/VJ 夹套换热面积/m 2 公称压力P g/MPa 4000 1600 4348 0.9211.7 1 介质温度釜体材质 搅拌轴公称直径d g /mm电动机功率/kW电动机型式搅拌轴公称转速/(r/min)参考质量/kg0~200℃Q235-A954.0Y 型或YB型浆式12545805.1.2羧基化反应釜容积的计算与选择羧基化反应过程反应时间h 7=τ，辅助操作时间h 4='τ，则总的反应时间为11h 。

羧基化反应过程的原料是上一步成盐反应产物再加上部分物质组成，估算其每天投入原料体积：V d =18m 3，则：每小时处理的原料体积为：375.02418m V h ==反应器的有效容积为：325.8)(m V V h R ='+=ττ反应器的总容积为：322.1458.025.8m V V RT ===ϕ（取ϕ=0.58） 取N=2，318.8~82.7258.015.1~1.125.8)(m N V V h TS =⨯⨯='+=ϕδττ在N=2，V TS =8m 3时：每天需要操作的总批次数位：879.358.0818=⨯==ϕαTS d V V 每天每台反应器可操作的批次数：：182.2112424=='+=ττβ 完成人任务所需要的反应器的台数：778.1182.2879.3===βαP N 生产能力后备系数：125.1778.12===P N N δ δ的数值在1.1~1.15之间，所以设计合理。

由于在高温高压环境下反应，则选取容积为8000L 的闭式搪玻璃釜式高压反应器2台，其规格见下表：表5-1不锈钢釜式高压反应器的主要技术参数[15]公称容积VN/L 公称直径D g /mm(L) 计算容积VJ/L 容积系数VN/VJ 夹套换热面积/m 2 公称压力P g/MPa 8000 2000 9060 0.88 18.38 10 介质温度釜体材质 搅拌轴公称直径d g /mm 电动机功率/kW电动机型式搅拌轴公称转速/(r/min)参考质量/kg 0~200℃Q235-A9511Y 型或YB型叶轮式12562805.1.2O －烷基化反应釜容积的计算与选择O －烷基化反应过程反应时间h 6=τ，辅助操作时间h 6='τ，则总的反应时间为12h 。

投入的物料及其密度如下：2-羟基-3，6-二氯苯甲酸：kg m 5.2868=， 33/1600/6.1m kg cm g ==ρ硫酸二甲酯：kg m 7.3666=， 33/1330/33.1m kg cm g ==ρ 盐酸溶液：kg m 5.5058=， 33/1100/1.1m kg cm g ==ρ氢氧化钾溶液：kg m 5543=， 33/1430/43.1m kg cm g ==ρ每天处理的原料量体积为：L V d 5.130246.15.286843.155431.15.505833.17.3666=+++=由于是固体与液体混溶，则取313m V d = 每小时处理的原料体积为：3542.02413m V h ==反应器的有效容积为：3504.6)(m V V h R ='+=ττ 反应器的总容积为：3033.972.0504.6m V V RT ===ϕ（取ϕ=0.72）取N=2，3194.5~968.4272.015.1~1.1504.6)(m N V V h TS =⨯⨯='+=ϕδττ在N=2，V TS =5m 3时：每天需要操作的总批次数位：611.372.0513=⨯==ϕαTS d V V 每天每台反应器可操作的批次数：：2122424=='+=ττβ 完成人任务所需要的反应器的台数：806.1182.2611.3===βαP N 生产能力后备系数：107.1806.12===P N N δ δ的数值在1.1~1.15之间，所以设计合理。

选取容积为5000L 的开式搪玻璃釜式蒸馏反应器2台，其规格见下表：表5-1开式搪玻璃釜式蒸馏反应器的主要技术参数[15]公称容积VN/L 公称直径D g /mm(L) 计算容积VJ/L 容积系数VN/VJ 夹套换热面积/m 2 公称压力P g/MPa 5000 1750 5435 0.9213.4 1 介质温度釜体材质 搅拌轴公称直径d g /mm电动机功率/kW电动机型式搅拌轴公称转速/(r/min)参考质量/kg0~200℃Q235-A9511Y 型或YB型浆式805274釜直径与高度的计算一般情况下釜式反应器的高度H 为直径D 的1.2倍左右，釜盖和釜底均采用标准椭圆形封头，封头高度H 1（不含直边）为直径D 的0.25倍，则釜式反应器的圆筒体高度H 2（含封头直边）为：D 7.0D 25.02D 2.1H 2H H 12=⨯-=-=反应釜的有效容积[14]322TS D 262.0H D V +⨯4π=所计算出的直径及高度需要圆整，看是否符合装料系数。

（1）成盐反应釜计算由于成盐釜是根据计算选出的公称容积是4000L 的搪玻璃釜式反应器，其工艺规格已知，根据D=1600mm,可以计算出：mmD H mm D H mmD H 112016007.07.0400160025.025.0192016002.12.121=⨯===⨯===⨯== （2）羧基化反应釜釜的计算由于成盐釜是根据计算选出的公称容积是8000L 的搪玻璃釜式反应器，其工艺规格已知，根据D=2000mm,可以计算出：mmD H mm D H mm D H 140020007.07.0500200025.025.024*******.12.121=⨯===⨯===⨯== （3）O －烷基化反应釜的计算由于成盐釜是根据计算选出的公称容积是5000L 的搪玻璃釜式反应器，其工艺规格已知，根据D=1750mm,可以计算出：mmD H mm D H mm D H 122516007.07.05.437175025.025.021*******.12.121=⨯===⨯===⨯== 氟化过程选择耐高压的不锈钢反应釜，其公称容积是2000L, 则由公式322TS D 262.0H D V +⨯4π=求出后并圆整可得：D=1400mm,H=1680mm,H 1=350mm,H 2=980mm 取直边高度为25mm,查手册[20]得32m 3977.0V m 235.2F ==封头封头， 则釜体容积为322m 227.2V 2)h 2H (D 4V =⨯+-π=封头,装料系数0.71.54/2.22≈=ϕ，在0.7~0.85之间，符合要求。

5.3 反应釜材质与搅拌器型式的选择（1）氯化过程氯化反应是常温进料，在80℃常压的条件下发生反应，根据工艺条件可知需要加热和冷却，采用夹套加热冷却。

考虑到所加原料的性质、用量及溶剂、催化剂的性质及对设备的腐蚀程度选择2台2000L的搪玻璃釜式反应器；由于传热量较大，选择六叶直径圆盘涡轮式搅拌器，其搅拌轴公称直径为80mm，搅拌轴公称转速为125r/min。

（2）氟化过程由于氟化反应所加的原料有无水HF，而氟化氢具有腐蚀性，并且此反应是高温高压条件下的反应，综合考虑各方面的因素选择2000L的不锈钢高压釜式反应器，内衬聚四氟乙烯材料。

由于反应过程中需要加热，采用夹套中通水蒸气进行加热。

考虑到反应釜中存在具有腐蚀性的氟化氢，采用涡轮式搅拌器，搅拌轴直径是80mm，搅拌速度80r/min。

5.4主要设备型式与规格表5-3 主要设备规格[21]设备名称材质规格数量氯化釜搪玻璃2000L 2蒸馏釜搪瓷2000L 1结晶釜搪玻璃2000L 1氟化釜不锈钢2000L 1中和釜搪瓷2000L 1萃取釜不锈钢2000L 1干燥釜不锈钢2000L 1过滤器不锈钢2000L 1常压蒸馏釜不锈钢2000L 1减压蒸馏釜不锈钢2000L 1。