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化工過程中如何安全有效的控制反應釜溫度

發表時間:2021-10-06 16:27

化工過程中如何安全有效的控制反應釜溫度



在醫藥合成、精細化工操作過程中,我們經常會遇到氧化反應、酸堿中和等強放熱反應,對于這些強放熱反應,如果操控不當或設備不給力就很容易出現安全事故或生產效率低的缺陷。

在持續的穩定放熱反應過程中,需要連續不間斷的向反應釜夾套內通冷卻水實施降溫才能勉強維持冷熱平衡,此謂“釜底抽薪”(嚴格意義上講,心火來自于反應液而不在夾套)。

但是,如果放熱突然加劇就極易引發沖料、溢鍋或更大的安全事故,這其中的主要原因是反應釜的單位體積換熱面積太小,單純的夾套降溫遠不能滿足放熱工藝對冷能的需要量。

反應釜及夾套如圖1所示

通常來講:

    一臺5m3反應釜的換熱面積是13m2,面積體積比是2.6;

    一臺3m3反應釜的換熱面積是9.7m2, 面積體積比是3.23;

    一臺 2m3反應釜的換熱面積是7.2m2, 面積體積比是3.6;

    一臺 1m3反應釜的換熱面積是4.5m2, 面積體積比是4.5;

    一臺 0.5m3反應釜的換熱面積是2.6m2, 面積體積比是5.2。

反應釜體積越大,其單位體積的換熱面積就越??;這對于放熱反應來說,單位體積的換熱面積越小對散熱和降溫越不利;但是,選擇的反應釜太小時對生產效率不利。

在實際操作過程中,通過采取延長加料時間、反應時間及降低冷卻水溫度等措施來實現安全生產與生產效率的平衡。

為了更好地解決反應釜換熱面積不足的問題,我們可引用外置換熱器,對反應物料實施外循環內降溫,此謂“揚湯止沸”。

通常采用的換熱器

固定板式換熱器

U型管式換熱器

塊孔式石墨換熱器

外置換熱器再配以反應液上抽料的思維,不僅有效解決了因反應釜單位體積的換熱面積過小而造成的降溫遲滯的問題,而且,由于設計了上抽料裝置,就避免了反應液因底部泄漏帶來的安全隱患;

本裝置還具有結構簡單、操作便捷、降溫效果好、能耗低的特點,具有較高的推廣應用價值。

當1臺外置換熱器不能滿足降溫需求時,可用2~4臺換熱器并聯。像這樣實際操作中,夾套降溫如同“釜底抽薪”,外置換熱器降溫似“揚湯止沸”,二者攜手更像奧特曼打怪獸,對付常規的放熱反應已不在話下。

實際應用中,引液器上口通過管道從反應釜上部插入反應釜底部,引液器下部開口通過管道與循環泵相連;這樣的設計能使引液器內一起充滿反應液,能夠確保上抽料的順利運行。

引用外置換熱器實施外循環內降溫的技術方案,它所產生的明顯的有益效果包括以下3方面:

1.實施外循環內降溫能夠使反應液溫度迅速降至目標溫度,使放熱反應可控;

2.反應液自上邊抽出的設計能夠避免因反應釜底部泄漏帶來的安全隱患;

3.由于縮短了加料時間和反應時間,對提高生產效率比較有利。

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