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反應釜的相關知識

來源: 時間:2013-07-04 08:20:54 次數:

反應釜常用于石油化工、橡膠、農藥、染料、醫藥等行業,用以完成磺化、硝化、氫化、烴化、聚合、縮合等工藝過程,以及有機染料和中間體的許多其它工藝過程的反應設備。低壓反應釜,一般是指1.6MPa以下的反應釜
反應釜常用于石油化工、橡膠、農藥、染料、醫藥等行業,用以完成磺化、硝化、氫化、烴化、聚合、縮合等工藝過程,以及有機染料和中間體的許多其它工藝過程的反應設備。低壓反應釜,一般是指1.6MPa以下的反應釜。由于工藝條件和介質的不同,反應釜的材料選擇及結構也不盡相同,但基本組成是相同的,它包括傳動裝置、傳熱和攪拌裝置、釜體(上蓋、筒體、釜底)、工藝接管等。設備的外觀尺寸,一般取反應釜有效高度Hgz/ 反應釜內徑Di=1.0~1.2,如果Hgz/Di>1.5,則需增設槳葉數。槳葉直徑di通常取1/3/Di,上、下槳葉的間距應略大于槳徑。在設備的結構上設置必要的傳熱和攪拌裝置是為了強化反應過程。反應釜體普遍采用鋼制(或襯里)、鑄鐵或搪玻璃。
 
        反應釜所用的材料、攪拌裝置、加熱方法、軸封結構、容積大小、溫度、壓力等各有異同、種類很多,它們的基本特點分述如下:
 
        一、結構
 
        反應釜結構基本相同,除有反應釜體外,還有傳動裝置、攪拌和加熱(或冷卻)裝置等,可改善傳熱條件,使反應溫度控制得比較均勻,并不強化傳質過程。
 
        二、操作壓力
 
        反應釜操作壓力較高。釜內的壓力是化學反應產生或由溫度升高而形成,壓力波動較大,有時操作不穩定,突然的壓力升高可能超過正常壓力的幾倍,因此,大部分反應釜屬于受壓容器。
 
        三、操作溫度
 
        反應釜操作溫度較高,通常化學反應需要在一定的溫度條件下才能進行,所以反應釜既承受壓力又承受溫度。獲得高溫的方法通常有以下幾種:
        1、水加溫
        要求溫度不高時可采用,其加熱系統有敞開式和密閉式兩種。敞開式較簡單,它由循環泵、水槽、管道及控制閥門的調節器所組成,當采用高壓水時,設備機械強度要求高,反應釜外表面焊上蛇管,蛇管與釜壁有間隙,使熱阻增加,傳熱效果降低。
        2、蒸汽加熱
        加熱溫度在100℃以下時,可用一個大氣壓以下的蒸汽來加熱;100~180℃范圍內,用飽和蒸汽;當溫度更高時,可采用高壓過熱蒸汽。
        3、用其它介質加熱
        若工藝要求必須在高溫下操作或欲避免采用高壓的加熱系統時,可用其它介質來代替水和蒸汽,如礦物油(275~300℃)、聯苯醚混合劑(沸點258℃)、熔鹽(140~540℃)、液態鉛(熔點327℃)等。
        4、電加熱
        將電阻絲纏繞在反應釜筒體的絕緣層上,或安裝在離反應釜若干距離的特設絕緣體上,因此,在電阻絲與反應釜體之間形成了不大的空間間隙。
        前三種方法獲得高溫均需在釜體上增設夾套,由于溫度變化的幅度大,使釜的夾套及殼體承受溫度變化而產生溫差壓力。采用電加熱時,設備較輕便簡單,溫度較易調節,而且不用泵、爐子、煙囪等設施,開動也非常簡單,危險性不高,成本費用較低,但操作費用較其它加熱方法高,熱效率在85%以下,因此適用于加熱溫度在400℃以下和電能價格較低的地方。
 
        四、攪拌結構
 
        在反應釜中通常要進行化學反應,為保證反應能均勻而較快的進行,提高效率,通常在反應釜中裝有相應的攪拌裝置,于是便帶來傳動軸的動密封及防止泄漏的問題。
 
        五、反應釜的工作
 
        反應釜多屬間隙操作,有時為保證產品質量,每批出料后都需進行清洗;釜頂裝有快開人孔及手孔,便于取樣、測體積、觀察反應情況和進入設備內部檢修。
 
        六、化工生產對反應釜的要求和發展趨勢
 
        1、大容積化,這是增加產量、減少批量生產之間的質量誤差、降低產品成本的有效途徑和發展趨勢。染料生產用反應釜國內多為6000L以下,其它行業有的達30m3;國外在染料行業有20000~40000L,而其它行業可達120 m3。
        2、反應釜的攪拌器,已由單一攪拌器發展到用雙攪拌器或外加泵強制循環。國外,除了裝有攪拌器外,尚使釜體沿水平線旋轉,從而提高反應速度。
        3、以生產自動化和連續化代替笨重的間隙手工操作,如采用程序控制,既可保證穩定生產,提高產品質量,增加收益,減輕體力勞動,又可消除對環境的污染。
        4、合理地利用熱能,選擇最佳的工藝操作條件,加強保溫措施,提高傳熱效率,使熱損失降至最低限度,余熱或反應后產生的熱能充分地綜合利用。熱管技術的應用,將是今后發展的方向。
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