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简述反应釜的分类、原理和发展趋势

Source: Time:2018-12-28 13:29:57 frequency:

反应釜常用于石油化工、橡胶、农药、染料、医药等行业,用以完成磺化、硝化、氢化、烃化、聚合、缩合等工艺过程,以及有机染料和中间体的许多其它工艺过程的反应设备。
反应釜常用于石油化工、橡胶、农药、染料、医药等行业,用以完成磺化、硝化、氢化、烃化、聚合、缩合等工艺过程,以及有机染料和中间体的许多其它工艺过程的反应设备。
   低压反应釜,一般是指1.6MPa以下的反应釜。由于工艺条件和介质的不同,反应釜的材料选择及结构也不尽相同,但基本组成是相同的,它包括传动装置、传热和搅拌装置、釜体(上盖、筒体、釜底)、工艺接管等。设备的外观尺寸,一般取反应釜有效高度Hgz/反应釜内径Di=1.0~1.2,如果Hgz/Di>1.5,则需增设桨叶数。桨叶直径di通常取1/3/Di,上、下桨叶的间距应略大于桨径。在设备的结构上设置必要的传热和搅拌装置是为了强化反应过程。
    反应釜体普遍采用钢制(或衬里)、铸铁或搪玻璃。反应釜所用的材料、搅拌装置、加热方法、轴封结构、容积大小、温度、压力等各有异同、种类很多,它们的基本特点分述如下:
    一、结构反应釜结构基本相同,除有反应釜体外,还有传动装置、搅拌和加热(或冷却)装置等,可改善传热条件,使反应温度控制得比较均匀,并不强化传质过程。
    二、操作压力反应釜操作压力较高。釜内的压力是化学反应产生或由温度升高而形成,压力波动较大,有时操作不稳定,突然的压力升高可能超过正常压力的几倍,因此,大部分反应釜属于受压容器。
    三、操作温度反应釜操作温度较高,通常化学反应需要在一定的温度条件下才能进行,所以反应釜既承受压力又承受温度。获得高温的方法通常有以下几种:
    1、水加温要求温度不高时可采用,其加热系统有敞开式和密闭式两种。敞开式较简单,它由循环泵、水槽、管道及控制阀门的调节器所组成,当采用高压水时,设备机械强度要求高,反应釜外表面焊上蛇管,蛇管与釜壁有间隙,使热阻增加,传热效果降低。
    2、蒸汽加热加热温度在100℃以下时,可用一个大气压以下的蒸汽来加热;100~180℃范围内,用饱和蒸汽;当温度更高时,可采用高压过热蒸汽。3、用其它介质加热若工艺要求必须在高温下操作或欲避免采用高压的加热系统时,可用其它介质来代替水和蒸汽,如矿物油(275~300℃)、联苯醚混合剂(沸点258℃)、熔盐(140~540℃)、液态铅(熔点327℃)等。
    4、电加热将电阻丝缠绕在反应釜筒体的绝缘层上,或安装在离反应釜若干距离的特设绝缘体上,因此,在电阻丝与反应釜体之间形成了不大的空间间隙。前三种方法获得高温均需在釜体上增设夹套,由于温度变化的幅度大,使釜的夹套及壳体承受温度变化而产生温差压力。采用电加热时,设备较轻便简单,温度较易调节,而且不用泵、炉子、烟囱等设施,开动也非常简单,危险性不高,成本费用较低,但操作费用较其它加热方法高,热效率在85%以下,因此适用于加热温度在400℃以下和电能价格较低的地方。
    四、反应釜搅拌结构在反应釜中通常要进行化学反应,为保证反应能均匀而较快的进行,提高效率,通常在反应釜中装有相应的搅拌装置,于是便带来传动轴的动密封及防止泄漏的问题。
    五、反应釜的工作反应釜多属间隙操作,有时为保证产品质量,每批出料后都需进行清洗;釜顶装有快开人孔及手孔,便于取样、测体积、观察反应情况和进入设备内部检修。
    六、化工生产对反应釜的要求和发展趋势:
    1、大容积化,这是增加产量、减少批量生产之间的质量误差、降低产品成本的有效途径和发展趋势。染料生产用反应釜国内多为6000L以下,其它行业有的达30m³;国外在染料行业有20000~40000L,而其它行业可达120m³。
    2、反应釜的搅拌器,已由单一搅拌器发展到用双搅拌器或外加泵强制循环。反应釜发展趋势除了装有搅拌器外,尚使釜体沿水平线旋转,从而提高反应速度。
    3、以生产自动化和连续化代替笨重的间隙手工操作,如采用程序控制,既可保证稳定生产,提高产品质量,增加收益,减轻体力劳动,又可消除对环境的污染。
    4、合理地利用热能,选择最佳的工艺操作条件,加强保温措施,提高传热效率,使热损失降至最低限度,余热或反应后产生的热能充分地综合利用。热管技术的应用,将是今后反应釜发展趋势。
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