簡述反應釜的分類、原理和發(fā)展趨勢

發(fā)布時間：2020-12-08

反應釜常用于石油化工、橡膠、農(nóng)藥、染料、醫(yī)藥等行業(yè)，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(shè)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(zhì)的不同，反應釜的材料選擇及結(jié)構(gòu)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(shè)備的外觀尺寸，一般取反應釜有效高度Hgz/反應釜內(nèi)徑Di=1.0~1.2，如果 Hgz/Di>1.5，則需增設(shè)槳葉數(shù)。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(shè)備的結(jié)構(gòu)上設(shè)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(jié)構(gòu)、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(jié)構(gòu)反應釜結(jié)構(gòu)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(zhì)過程。

二、操作壓力反應釜操作壓力較高。釜內(nèi)的壓力是化學反應產(chǎn)生或由溫度升高而形成，壓力波動較大，有時操作不穩(wěn)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�；瘜W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(tǒng)有敞開式和密閉式兩種。敞開式較簡單，它由循環(huán) 泵、水槽、管道及控制閥門的調(diào)節(jié)器所組成，當采用高壓水時，設(shè)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(nèi)，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(zhì)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(tǒng)時，可用其它介質(zhì)來代替水和蒸汽，如礦物油(275～300℃)、聯(lián)苯醚混合劑(沸 點258℃)、熔鹽(140～540℃)、液態(tài)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(shè)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(shè)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(chǎn)生溫差壓力。采用電加熱時，設(shè)備較輕便簡單，溫度較易調(diào)節(jié)，而且不用泵、爐子、煙囪等設(shè)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、反應釜攪拌結(jié)構(gòu)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(chǎn)品質(zhì)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(shè)備內(nèi)部檢修。

六、化工生產(chǎn)對反應釜 的要求和發(fā)展趨勢：1、大容積化，這是增加產(chǎn)量、減少批量生產(chǎn)之間的質(zhì)量誤差、降低產(chǎn)品成本的有效途徑和發(fā)展趨勢。染料生產(chǎn)用反應釜國內(nèi)多為6000L以 下，其它行業(yè)有的達30m3;國外在染料行業(yè)有20000～40000L，而其它行業(yè)可達120m3。2、反應釜的攪拌器，已由單一攪拌器發(fā)展到用雙攪拌 器或外加泵強制循環(huán)。反應釜發(fā)展趨勢除了裝有攪拌器外，尚使釜體沿水平線旋轉(zhuǎn)，從而提高反應速度。3、以生產(chǎn)自動化和連續(xù)化代替笨重的間隙手工操作，如采 用程序控制，既可保證穩(wěn)定生產(chǎn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量，增加收益，減輕體力勞動，又可消除對環(huán)境的污染。4、合理地利用熱能，選擇適合的工藝操作條件，加強保溫措 施，提高傳熱效率，使熱損失降至低限度，余熱或反應后產(chǎn)生的熱能充分地綜合利用。熱管技術(shù)的應用，將是今后反應釜發(fā)展趨勢。

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