不锈钢反应釜具有耐高温、耐腐蚀、生产能力强,使用周期长等优点,广泛用于石油、化工、橡胶、、染料、、食品等用来完成硫化、硝化、氢化、烃化、聚合、缩合等工艺过程的压力容器。结构特点传动系统由三相异步电动机和立式行星摆线针轮减速机组成,安装在釜体上盖,结构紧凑。它是融合了反应容器,反应条件控制系统,原料进料、产品导出系统的一类生产或实验器械。能够以较高的自动化程度完成预先设定好的反应步骤,对反应过程中的温度、压力、力学控制(搅拌、鼓风等)、反应物/产物浓度等重要参数进行严格的调控。
此次设计的不锈钢反应釜是为一万吨有机颜料车间设备改进与更新及工艺优化过程使用的。另外,由于反应釜外部所接管线比较多,特别是顶盖上面,所以选择了在内部贴680mm×8mm的补强圈。用户在使用过程中的基本的操作参数为:釜内工作压力:0.2MPa,工作温度:120℃。夹套工作压力:0.60MPa,工作温度:164℃,介质为蒸汽。我为其设计的基本构造为全封闭式结构包括釜体(上下标准压力容器椭圆封头、筒体构成)、夹套、搅拌器、传动装置、轴封装置、支承等结构。
因油加热反应釜传热系数相对较低,应尽可能布置较多的传热面。在保持容积不变的前提下, 适当减小筒体直径可以增大传热面。采用双相不锈钢2205计算出的厚度比采用普通的不锈钢的要小,这是因为双相不锈钢力学性能优异,强度高,在固溶状态下的室温屈服强度比未添加氮的标准奥氏体不锈钢高两倍多,这样在某些应用中就可以减小壁厚。加热面与冷却面的配置简单的夹套中, 流体处于自然流动状态, 传热情况不良。为了提高给热系数, 必须增加流体的扰动, 使流体处于湍流状态。常采用的办法是将夹套做成外蛇管式结构, 在夹套中装设导流板或扰流喷嘴。在设计的过程中从某造漆厂了解到, 在高温及温变较大的情况下, 不锈钢半圆蛇管与釜壁因温差应力有焊点开焊的现象, 因此, 我们从加工制造角度和安全性考虑, 采用了导流板结构。
化工反应釜生产作业情况及其结构改进必要性反应釜作为现代化工生产中应用的重要设备,主要由罐体、罐盖以及进料口、搅拌装置、出料口、冷凝管、加热层、回收罐等构成,其在化工生产中的作业应用频率相对较高,且其内部反应以高温、高压或者是超高压条件为主,进行反应的原料与催化剂主要是、或者是具有不稳定性的物质,因此,化工反应釜生产作业中,如果加热层对反应釜罐体内部物料的加热得不到准确控制,在温度升高不能及时调节情况下,就会造成反应釜容器内部的压力过大,从而因散热不良或者是局部反应过于剧烈等,导致各种***事故发生,对化工生产安全产生不利影响。釜体及夹套的壁厚计算釜体的设计及计算由于夹套内具有一定的压力,计算釜体及其下封头壁厚时,需同时考虑承受内、外压力的情况。此外,化工反应釜的容器内部空间与体积较大,而容器口部较小,也会因残留杂质的长时间使用造成在容器内壁堆积,如果得不到及时清理,对其正常化工反应及正常作业使用都会造成不利影响。针对这种情况,为避免安全事故发生,就需要根据化工反应釜的作业环境与系统结构设计,通过优化改进,减少事故问题的发生,对化工生产安全进行保障。
原反应釜出现的问题及原因分析 反应釜是生产黄连素的主要设备之一, 原反应釜的釜体采用的材质是普通不锈钢(304);夹套采用的材质是碳钢(Q235-A)。运行约22 个月, 发现釜体上封头R 过渡区处及人孔焊缝处出现细水珠, 从人孔向内壁观察, 发现金属表面失去光泽, 表面***粗糙, 上封头内壁发现有一片凹坑, 有的已有豆粒大小。运行约22个月,发现釜体上封头R过渡区处及人孔焊缝处出现细水珠,从人孔向内壁观察,发现金属表面失去光泽,表面***粗糙,上封头内壁发现有一片凹坑,有的已有豆粒大小。筒体一处有一直径为300mm 的鼓疱, 可见此釜已严重腐蚀, 尤其上封头腐蚀严重, 已直接影响投料生产。腐蚀的初步分析如下:①在长时间高温下易于分解, 生成甲醛和盐酸气CH2Cl2+H2O ※HCHO +HCl。②反应后期有饱和溶液生成,并有晶体析出。③在常温下对金属就有一定的腐蚀作用。
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