簡述反應釜的分類,、原理和發(fā)展趨勢
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,。在設備的結(jié)構(gòu)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(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(chǎn)生溫差壓力,。采用電加熱時,設備較輕便簡單,,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*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zui低限度,余熱或反應后產(chǎn)生的熱能充分地綜合利用,。熱管技術的應用,,將是今后反應釜發(fā)展趨勢。