-反應(yīng)設(shè)備的使用與維護(hù)

1、第五章 反響設(shè)備的運(yùn)用與維護(hù).第一節(jié) 反響設(shè)備的任務(wù)過程及類型第二節(jié) 反響器的構(gòu)造及特點(diǎn)第三節(jié) 反響設(shè)備的運(yùn)用及維護(hù).第一節(jié) 反響設(shè)備的任務(wù)過程及類型定義：用于完成化學(xué)反響的設(shè)備稱為反響設(shè)備也稱反響器。.一、反響設(shè)備的任務(wù)過程及作用 煉油、化工消費(fèi)過程中，在反響器中進(jìn)展的不僅僅是單純的化學(xué)反響過程，同時還存在著流體流動、物料傳熱、傳質(zhì)等物理傳送過程 。 反響器的任務(wù)過程就是以化學(xué)動力學(xué)為根底的反響過程和以熱量傳送、質(zhì)量傳送、動量傳送為根本內(nèi)容的傳送過程同時進(jìn)展、相互作用、相互影響的復(fù)雜過程。.一個設(shè)計合理、性能良好的反響器，應(yīng)能滿足如下幾方面的要求：滿足化學(xué)動力學(xué)和傳送過程的要求，做到反響速度

2、快、選擇性好、轉(zhuǎn)化率高、目的產(chǎn)品多、副產(chǎn)物少。能及時有效地輸入或輸出熱量，維持系統(tǒng)的熱量平衡，使反響過程在適宜的溫度下進(jìn)展。有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和抗腐蝕才干，滿足反響過程對壓力的要求，保證設(shè)備經(jīng)久耐用，消費(fèi)平安可靠。制造容易，安裝、檢修方便，操作調(diào)理靈敏，消費(fèi)周期長。.二、反響設(shè)備的類型分類型式反應(yīng)器類別1反應(yīng)器類別2應(yīng)用1、根據(jù)物料的聚焦?fàn)顟B(tài)分類（其實質(zhì)按宏觀動力學(xué)特征分類）均相反應(yīng)器氣相反應(yīng)器液相反應(yīng)器非均相反應(yīng)器氣-液反應(yīng)器苯烴化制乙苯氣-固反應(yīng)器乙烯直接氧化制環(huán)氧乙烷液-液反應(yīng)器液-固反應(yīng)器氣-液-固反應(yīng)器.2、根據(jù)反應(yīng)器結(jié)構(gòu)型式分類（其實質(zhì)是按傳遞過程的特性分類）釜式反應(yīng)器均相反應(yīng)過程管

3、式反應(yīng)器均相反應(yīng)過程塔式反應(yīng)器非均相反應(yīng)過程固定床反應(yīng)器非均相反應(yīng)過程流化床反應(yīng)器非均相反應(yīng)過程3、根據(jù)操作方法分類間歇式反應(yīng)器半間歇式反應(yīng)器連續(xù)式反應(yīng)器.4、根據(jù)溫度條件分類等溫反應(yīng)器適用于熱效應(yīng)不大，或能及時輸入或輸入熱量能夠保證等溫條件的反應(yīng)過程。非等溫反應(yīng)器5、根據(jù)傳熱方式分類絕熱式反應(yīng)器外熱式反應(yīng)器自熱式反應(yīng)器.第二節(jié) 反響器的構(gòu)造及特點(diǎn)一、釜式反響器槽式反響器優(yōu)點(diǎn)：適用的溫度和壓力范圍寬、順應(yīng)性強(qiáng)、操作彈性大、延續(xù)操作時溫度濃度容易控制、產(chǎn)質(zhì)量量均一。缺陷：用在較高轉(zhuǎn)化率工藝要求時，需求較大容積。. 適用范圍：通常在操作條件比較緩和的情況下操作，如常壓、溫度較低且低于物料沸點(diǎn)時，運(yùn)

4、用此類反響器最為普遍。.根本構(gòu)造：殼體攪拌器密封安裝換熱安裝.1、殼體構(gòu)造包括：筒體、底、蓋封頭、人孔或手孔、視鏡及各種工藝接納口等。.筒體為圓筒形。底、蓋常用的外形有平面、碟形、橢圓形和球形封頭。手孔或人孔是為了檢查設(shè)備內(nèi)部空間以及安裝裝配設(shè)備內(nèi)部構(gòu)件而設(shè)置的。釜式反響器的視鏡主要是為了察看設(shè)備內(nèi)部的物料反響情況。工藝接納口主要用于進(jìn)、出物料及安裝溫度、壓力的測定安裝。.2、攪拌器攪拌器是釜式反響器最重要部件，其作用是加強(qiáng)物料的均勻混合，強(qiáng)化釜內(nèi)的傳熱和傳質(zhì)過程。常用攪拌器有槳式、框式、錨式、旋槳式、渦輪式和螺帶式等。槳式、框式和錨式攪拌器均屬于低速攪拌器，具有構(gòu)造簡單、制造方便的特點(diǎn)。.槳

5、式 彎葉開啟渦輪 折葉開啟渦輪 推進(jìn)式平直葉圓盤 框式 錨式 渦輪螺帶式 螺桿式. 槳式攪拌器由鋼條制成，一端為平軛形，是攪拌器中構(gòu)造最簡單的一種。因槳葉程度裝設(shè)，故可呵斥程度液流，普通僅適用于不需求猛烈混合的過程。. 框式攪拌器在程度槳之外增設(shè)垂直槳葉，構(gòu)成一個框，可較好地攪拌液體。. 錨式攪拌器由鑄鐵制成，外形如錨，轉(zhuǎn)動時幾乎觸及釜體的內(nèi)壁，可及時刮除壁面堆積物，有利于傳熱。此種攪拌器適用于粘稠物料的攪拌。. 旋槳式攪拌器用23片推進(jìn)式槳葉裝于轉(zhuǎn)軸上而成。具有構(gòu)造簡單、制造方便、可在較小的功率下得到高速旋轉(zhuǎn)的優(yōu)點(diǎn)，但攪拌較高粘度液體時，攪拌效率不高。. 渦輪攪拌器由一個或數(shù)個安裝在直軸上的

6、渦輪所構(gòu)成。最適用于大的延續(xù)攪拌操作，除稠厚的漿糊物料外，幾乎可運(yùn)用于任何情況。缺陷是消費(fèi)本錢較高。.3、密封安裝 靜止的攪拌釜封頭和轉(zhuǎn)運(yùn)的攪拌軸之間設(shè)有攪拌軸密封安裝，以防止釜內(nèi)物料走漏。 軸封安裝主要有填料密封和機(jī)械密封兩種。. 填料密封的構(gòu)造大體上如下圖，它是由襯套、填料箱體、填料環(huán)、壓蓋、壓緊螺栓等組成。. 機(jī)械密封是一種功耗小、走漏率低、密封性能可靠、運(yùn)用壽命長的轉(zhuǎn)軸密封，被廣泛地運(yùn)用于各個技術(shù)領(lǐng)域。與填料密封相比，機(jī)械密封的走漏率大約為填料密封的百分之一。機(jī)械密封在運(yùn)轉(zhuǎn)時，除了裝在軸上的浮動環(huán)由于磨損需作軸向挪動補(bǔ)償外，安裝在浮動環(huán)上的輔助密封那么隨浮動環(huán)沿軸外表作微小的軸向挪動，

7、故軸或軸套被磨損是微缺乏道的。因此可免去軸或軸套的維修。由于機(jī)械密封有很多優(yōu)點(diǎn)，因此，在攪拌設(shè)備上已被大量采用。.雙端面機(jī)械密封的詳細(xì)構(gòu)造. 機(jī)械密封的原理是：當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)時，設(shè)置在垂直于轉(zhuǎn)軸的兩個密封面其中一個安裝在軸上隨軸轉(zhuǎn)動，另一個安裝在靜止的機(jī)殼上，經(jīng)過彈簧力的作用，一直使它們堅持接觸，并作相對運(yùn)動，使走漏不致發(fā)生。機(jī)械密封常因軸的尺寸和運(yùn)用壓力添加而使構(gòu)造趨于復(fù)雜。在機(jī)械密封中，由于運(yùn)轉(zhuǎn)時密封環(huán)須作相對運(yùn)動，因此產(chǎn)生磨損和熱，為了使密封得到光滑和冷卻必需使冷卻光滑液在密封腔中不斷循環(huán)。.4、換熱安裝 換熱安裝是用來加熱和冷卻反響物料，使之符合工藝要求的溫度條件的設(shè)備。 各種換熱安裝的選擇

8、主要決議傳熱外表能否易被污染而需求清洗、所需傳熱面積的大小、傳熱介質(zhì)的走漏能夠呵斥的后果以及傳熱介質(zhì)的溫度和壓力等要素。.二、管式反響器 管式反響器主要用于氣相、液相、氣-液相延續(xù)反響過程，由單根直管或盤管延續(xù)或多根平行陳列的管子組成，普通設(shè)有套管或殼管式換熱安裝。.優(yōu)點(diǎn)：容積小、比外表大、返混少、反響混合物延續(xù)性變化、易于控制；缺陷：反響速度較慢時，那么所需管子長，壓降較大。.單管式反響器是最簡單的一種反響器，因其傳熱面積較小，普通僅適用于熱效應(yīng)較大的均相反響過程。多管式反響器的反響管內(nèi)還可填固體顆粒，以提高流體湍動或促進(jìn)非均一流體相的良好接觸，并可用來儲存熱量以更好地控制反響器的溫度。適用

9、于氣-固、液-固非均相催化反響過程。.單管式反響器.三、鼓泡塔反響器 氣體以鼓泡方式經(jīng)過液層進(jìn)展化學(xué)反響的塔式反響器，稱為鼓泡塔反響器。它廣泛用于氣-液相反響過程。. 鼓泡塔反響器的根本構(gòu)造是內(nèi)盛液體的空心圓筒，底部裝有氣體分布器，殼外裝有夾套或其他型式換熱器或設(shè)有擴(kuò)展段、液滴捕集器等。.程度多孔隔板：提高氣體分散程度和減少液體軸向循環(huán)。夾套換熱安裝：當(dāng)吸收或反響過程熱效應(yīng)不大時，可采用此安裝。換熱蛇管或塔外換熱安裝：當(dāng)反響熱效應(yīng)較大時可采用此安裝。.優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡單、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠、易于實現(xiàn)大型化、適宜于加壓操作、在采取防腐措施如襯橡膠、瓷磚、搪瓷等后可以處置腐蝕性介質(zhì)。缺陷：在簡單鼓泡塔內(nèi)不能處置

10、密度不均一的液體。. 填料鼓泡塔：為添加氣、液相接觸面積和減少返混，在塔內(nèi)的液體層中放置填料。 該塔與普通的填料塔不同，其填料是浸沒在液體中，填料間的空隙全是鼓泡液體。 該塔中液體在反響器中的平均停留時間很短，因此雖有利于傳質(zhì)過程，但傳質(zhì)效率較低，故不如中間設(shè)有隔板的多段鼓泡塔效果好。.四、固定床反響器 凡是流體經(jīng)過不動的固體構(gòu)成的床層而進(jìn)展化學(xué)反響的設(shè)備都稱為固定床反響器。該反響器尤其適用于氣-固相催化反響過程。.優(yōu)點(diǎn)：化學(xué)反響速度較快，為完成同樣消費(fèi)義務(wù)所需求的催化劑用量和反響器體積較小。有利于提高化學(xué)反響的較化率和選擇性。固定床內(nèi)的催化劑不易磨損，可以較長時間延續(xù)運(yùn)用。適宜在高溫高壓條件

11、下操作。.缺陷：固定床會傳熱性較差，溫度控制較困難。固定床反響器不能運(yùn)用細(xì)粒催化劑，否那么流體阻力增大，影響正常操作。. 隨著化工消費(fèi)的開展，已出現(xiàn)多種型式的固定床反響器，以順應(yīng)不同的傳熱要求和傳熱方式，主要分為絕熱式和換熱式兩大類。一絕熱式固定床反響器1、單段絕熱式反響器 普通為一高徑比不大的圓筒體，除在圓筒體下部裝有柵板外，內(nèi)部無其他構(gòu)件，柵板上部均勻堆置催化劑。反響氣體經(jīng)預(yù)熱到適當(dāng)溫度后，從圓筒體上部通入，經(jīng)過氣體預(yù)分布安裝，均勻經(jīng)過催化劑層進(jìn)展反響，反響后的氣體由下部引出。.優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡單，造價低，反響器體積利用率較高；缺陷：整個反響過程沒有換熱或僅僅依托床壁散熱，當(dāng)反響熱效應(yīng)較大，而

12、反響速度較慢時，那么不能僅設(shè)置一層催化劑，因此僅適用于反響熱效應(yīng)較小、反響溫度允許動搖范圍較寬、單程轉(zhuǎn)化率較低的反響過程；.2、多段絕熱式反響器多段絕熱式反響器又分為中間換熱式和冷激式。中間換熱式是在段間裝有換熱器，其作用是上一段的反響氣冷卻，換熱設(shè)備可放在反響器外，也可放在反響器內(nèi)。冷激式是用冷激氣直接與反響器內(nèi)的氣體混合，以降低反響溫度。根據(jù)冷激氣體的不同，又可分為原料氣冷激式反響器和非原料氣冷激式反響器。.二換熱式固定床反響器 當(dāng)反響熱效應(yīng)較大時，為了維護(hù)適宜的溫度條件，必需利用換熱介質(zhì)來移走或供應(yīng)熱量。按換熱介質(zhì)不同，可分為對外換熱式反響器和本身換熱式反響器。.1、對外換熱式反響器 以

13、各種熱載體為換熱介質(zhì)的換熱式反響器稱為對外換熱式或外換熱式反響器。. 在化工消費(fèi)中運(yùn)用最多的是換熱較好的列管式固定床反響器。通常在管內(nèi)充填催化劑，管間通熱載體，氣體原料自上而下經(jīng)過催化劑床去進(jìn)展反響，而反響熱由床層經(jīng)過管壁與管外的熱載體進(jìn)展熱交換。這種反響器既適用于放熱反響，也適用于吸熱反響。. 特點(diǎn)：換熱效果較好，催化劑層的溫度較易控制，特別適用于以中間產(chǎn)物為目的的強(qiáng)放熱復(fù)雜反響過程。又因反響器內(nèi)物料流動近似于理想平推流，有能夠?qū)⒏狈错懴拗圃谳^低程度。但這種反響器的構(gòu)造比較復(fù)雜，而且不宜在高壓條件下操作。.2、本身換熱式反響器 在反響器內(nèi)，換熱介質(zhì)為原料氣，并經(jīng)過管壁與反響物料進(jìn)展換熱以維持

14、反響溫度的反響器。只適用于熱效應(yīng)不大的放熱反響以及高壓條件的反響過程。優(yōu)點(diǎn)是既能做到熱量自給，又不需求另設(shè)高壓換熱設(shè)備。.選擇固定床反響器的原那么：保證徑向、軸向溫度分布均勻，并使反響維持在最適宜的溫度范圍；催化劑裝量充足，并能充分發(fā)揚(yáng)作用；氣體物料經(jīng)過催化劑床層的阻力要小，并可加大空間速度以強(qiáng)化消費(fèi)，滿足工藝要求，提高產(chǎn)品收率。設(shè)備構(gòu)造簡單、操作方便、平安可靠。.五、流化床反響器 流體原料以一定的流動速度使催化劑顆粒呈懸浮湍動，并在催化劑作用下進(jìn)展化學(xué)反響的設(shè)備，稱為流化床反響器。它是氣固相催化反響常用的一種反響器。.特點(diǎn)：由于流化床所用固體顆粒比固定床小得多，因此具有較大的比外表積，使得流

15、化床單位體積內(nèi)氣固相間接觸面積很大，并且降低了內(nèi)分散阻力，添加了內(nèi)外表的利用率，從而提高了相界面的傳質(zhì)、傳熱速度。由于流化床內(nèi)固體顆粒不斷沖刷換熱器外表的猛烈運(yùn)動，促使壁面氣膜變薄，使床面不斷更新，從而提高了床層對壁面的給熱系數(shù)，因此所需換熱器的傳熱面積較小。.由于流化床中的固體顆粒有類似于流體的流動性，因此從床層中取出顆?；蛳虼矊又袇⑴c新的顆粒都很方便，可使反響過程和再生過程實現(xiàn)延續(xù)化及自動化。流化床內(nèi)氣流和固體顆粒沿設(shè)備軸向混合返混很嚴(yán)重，使已反響的物質(zhì)前往，稀釋了參與反響的物質(zhì)，致使反響速度降低。又由于氣體部分成為大氣泡經(jīng)過床層接觸不良，催化劑的利用率降低，氣體在床層內(nèi)的停留時間分布不均

16、勻，因此添加了副反響，導(dǎo)致反響過程的轉(zhuǎn)化率下降和選擇性變差。.由于固體顆粒間猛烈碰撞，呵斥催化劑磨損破碎，添加了催化劑的損失和防塵的困難。同時，由于固體顆粒的磨蝕作用，管子和容器的磨損也很嚴(yán)重。.適用范圍熱效應(yīng)很大的放熱或吸熱反響，要求有均勻的催化劑溫度并需求準(zhǔn)確控制溫度的化學(xué)反響；催化劑運(yùn)用壽命短，操作較短時間就要更新或活化的反響；某些可以在高濃度下比較平安操作的氧化反響。不適用范圍：要求高轉(zhuǎn)化率的反響，要求催化劑床層溫度分布的反響.二流化床反響器的構(gòu)造1、按照固體顆粒是否循環(huán)分類非循環(huán)操作流化床（單器）多用于催化劑使用壽命較長的氣固相催化反應(yīng)過程循環(huán)操作流化床（雙器）多用于催化劑使用壽命較

17、短且容易再生的氣固相催化反應(yīng)過程.2、按照床層的外形分類圓筒形流化床應(yīng)用廣泛圓錐形流化床適用于催化劑粒度分布較寬的體系；也適用于氣體體積增大的反應(yīng)過程.3、按照床層中是否置有內(nèi)部構(gòu)件分類自由床反應(yīng)速度快、延長接觸時間不致產(chǎn)生嚴(yán)重副反應(yīng)，或?qū)τ诋a(chǎn)品要求不嚴(yán)的催化反應(yīng)過程限制床反應(yīng)速度慢、級數(shù)高和副反應(yīng)嚴(yán)重的氣固相催化反應(yīng)4、按照床層內(nèi)層數(shù)的多少分類單層流化床氣固相催化反應(yīng)多層流化床逆相操作、氣固接觸時間短，且滿足不了高轉(zhuǎn)化率及程序變溫要求的反應(yīng).第三節(jié) 反響設(shè)備的運(yùn)用與維護(hù)一、釜式反響器的運(yùn)轉(zhuǎn)與操作一開車通往氮?dú)鈱酆舷到y(tǒng)進(jìn)展試漏、氮?dú)庵脫Q；檢查轉(zhuǎn)動設(shè)備的光滑情況，投運(yùn)冷卻水、蒸汽、熱水、氮?dú)狻?/p>

18、工廠風(fēng)、儀表風(fēng)、光滑油等系統(tǒng)，投運(yùn)儀表、電氣、平安聯(lián)鎖系統(tǒng)；向聚合釜中參與溶劑或液態(tài)聚合單體；.當(dāng)釜內(nèi)液體淹沒最低一層攪拌葉后啟動釜攪拌器；繼續(xù)參與溶劑或單體，直到達(dá)正常料位為止；開場升溫，當(dāng)溫度達(dá)某一規(guī)定值時，向釜內(nèi)加催化劑、單體、溶劑、分子量調(diào)理劑等；控制聚合溫度、壓力、聚合釜料位等工藝指示，使之到達(dá)正常值。.二聚合系統(tǒng)的操作1、溫度控制關(guān)鍵操作控制聚合溫度的三種方法：經(jīng)過夾套冷卻水換熱；氣相外循環(huán)取熱；裝液外循環(huán)取熱。2、壓力控制聚合單體為氣相時：聚合釜壓力經(jīng)過催化劑的加料量和聚合單體的加料量來控制；聚合單體為液相時，聚合釜壓力主要取決于單體的蒸汽分壓(即聚合溫度。.3、料位控制 延續(xù)聚

19、合時經(jīng)過聚合漿液的出料速率來控制。料位普通控制在70%左右，料位控制過低，聚合產(chǎn)率低，料位控制過高，會呵斥聚合漿液進(jìn)入換熱器、風(fēng)機(jī)等設(shè)備中呵斥事故。4、漿液濃度控制 主要經(jīng)過控制溶劑的參與量和聚合產(chǎn)率來實現(xiàn)。 聚合產(chǎn)率的高低在聚合溫度的單體參與量不變的情況下，主要經(jīng)過催化劑參與量來調(diào)理。. 在發(fā)生聚合溫度失控時，應(yīng)立刻停進(jìn)催化劑、聚合單體，添加溶劑進(jìn)料量，加大循環(huán)冷卻水量，緊急放火矩泄壓，向后系統(tǒng)排聚合漿液，并適時參與阻聚劑。發(fā)生停攪拌事故時應(yīng)立刻參與阻聚劑，并采取其他相應(yīng)的措施。.三停車停進(jìn)催化劑、單體，溶劑繼續(xù)參與，維持聚合系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)一會兒；在聚合反響停頓后，停進(jìn)一切物料，卸料，停攪拌器

20、和其他運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備；用氮?dú)庵脫Q，置換合格后待檢修。.二、固定床反響器的運(yùn)轉(zhuǎn)與操作(以加氫裂化反響器為例一正常操作及控制1、反響溫度調(diào)控2、反響壓力調(diào)控3、其它要素氫油比，空速等.1、反響溫度調(diào)控催化劑床層溫度是反響部分最重要的工藝參數(shù)。提高反響溫度的優(yōu)缺陷：優(yōu)點(diǎn)：加快反響速度 ，加深原料的裂解程度，添加生成油中低沸點(diǎn)組成含量，增高氣體產(chǎn)率。缺陷：加快催化劑外表積炭結(jié)焦速度，影響運(yùn)用壽命。. 通常在催化劑活性允許的條件下，采用盡能夠低的反響溫度。調(diào)控反響溫度應(yīng)留意以下幾個方面：控制反響器入口溫度。 以加熱爐式換熱器提供熱源的反響，要嚴(yán)厲控制反響器入口物流的溫度，即控制加熱爐出口溫度或換熱器終溫，這 安裝重要的工藝目的。.控制反響床層間的急冷氫量。 正常操作中，用調(diào)理急冷氫量來降低床層溫度。原料組成的變化會引起溫度的變化。 原料組成發(fā)生變化，在加氫條件下，反響熱也會變化，從而會引起床層溫度的變化 。.留意反響器初期與末期溫度的調(diào)控。 通常在開工初期，催化劑的活性較高，反響溫度可低一些；隨著開工時間的延續(xù)，催化劑的活性有所下降，可在允許范圍內(nèi)順應(yīng)提高反響溫度。反響溫度的限制。 不同反響過程，對溫度的限制不一樣。.2、反響壓力調(diào)控 加氫裂化是氫氣存在下的高壓反響。反響壓力主要是氫氣的分壓。提高氫分壓，可以促使加氫反響的進(jìn)展，烯烴和芳烴的加氫反響加