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高压反应釜的技术设计
发布日期:2019-5-12 20:51:57  已经浏览 101 次
反应釜常用于石油化工、橡胶、农药、染料、医药等行业,用以完成磺化、硝化、氢化、烃化、聚合、缩合等工艺过程,以及有机染料和中间体的许多其它工艺过程的反应设备。高压反应釜是国内目前进行高温、高压化学反应最为理想的装置,特别是进行易燃、易爆、有毒介质的化学反应,更加显示出它的优越性。但高压反应釜同时也是危险性较大、容易发生泄漏和火灾爆炸事故的设备。
  文中主要说明了传统灌铅式内衬与液压胀贴式内衬的不同衬里结构以及各自的设计制造要点。
  1、技术参数的确定
  技术参数的确定是进行反应釜设计的第一步,也是关键的一步,它包括:
  1.1 设计压力(或最高工作压力)、设计温度(或最高工作温度)当用户提供的只是最高工作压力和最高工作温度时,先根据物料性质确定安全排放装置的形式、种类,再依据GB150-1998《钢制压力容器》附录B“超压泄放装置”的有关要求确定设计压力及设计温度。
  1.2 釜内容积釜内容积分为有效容积与全容积,用户一般给出的为有效容积(即操作容积)。此时,必须根据安全生产的要求确定物料充装系数,充装数一般为0.6~0.85,对于有容器法兰结构的釜体,物料充装高度不宜超出容器法兰密封面。
  1.3 物料名称及特性是确定结构及选材的重要因素。
  1.4 搅拌器型式及搅拌转速这关系到搅拌功率的大小及搅拌效果的好坏。
  1.5 电机功率若用户不能提供时,则必须要知道物料粘度、搅拌器型式、直径及搅拌转速,按“搅拌设备的计算”要求确定所需的搅拌功率,再计入轴封、轴承及减速机与传动副所损耗的功率,向上圆整标准的电机功率。
  2、轴封型式的确定
  目前常用的轴封型式有三种,即:填料密封、机械密封和磁力传动密封。
  2.1填料密封一般用于低转速、轴封泄漏要求不是很高的条件下,其最高压力一般可达到30MPa;且维护和使用方便,但转速受到填料种类及线速度限制。在P≤6.4MPa,且转速≤100rpm时,可采用无油润滑的单层填料函结构;在P>6.4MPa,且转速>100rpm则要考虑设置高压油泵加强润滑,并采用多级(二级)填料结构函,确保每级不少于7层填料函。同时还需考虑对搅拌轴封处进行镀铬处理,增加轴的耐磨性,或设置套管以保护搅拌轴不受磨损,届时更换套管即可。
  2.2机械密封可用于高转速、轴封泄漏要求较底的条件下。其使用压力不高,一般用于6.3 MPa以下场合,其维护使用不便,价格也较高。
  2.3磁力传动密封一般用于轴封泄漏要求非常高的条件下。它将动密封转为静密封,实现零泄漏。但不适合用于高温条件下,其造价高且维护不便。
  3、搅拌轴径及传动侧两轴承间距离的确定
  3.1搅拌轴径一般是根据搅拌功率、搅拌转速等扭转变形条件进行计算,从而估算搅拌轴径,再按临界转速、搅拌轴的强度来校核轴径。当无法确定搅拌功率时,可直接采用电机功率减去各传动副损耗的功率作为计算功率。
  3.2计算搅拌轴在轴封、轴端处的摆动量。
  3.3当临界搅拌速以及轴封、轴端处的摆动量不能满足要求时,可通过调整传动侧两轴承间的距离进行重新校核,通常两轴承间的距离取值为2.5~5倍搅拌轴直径。当仍无法达到要求时,则应考虑加大搅拌轴的轴径或在釜内设置底轴承。
  3.4轴封处搅拌轴摆动量的确定。轴封处搅拌轴摆动量的大小,直接影响到轴封的密封性能。允许摆动量的大小由釜内压力、允许泄漏量来确定。当不能加大轴径,而设置底部轴承仍无法达到允许摆动量时,可在釜内靠近轴封处设置中间轴承(尽量不在釜内设置轴承)。一般情况下,轴封处摆量应控制为:填料密封:0.08mm~0.13mm,机械密封:0.04mm~0.08mm。
  4、减速机输出轴与传动轴的连接
  当减速机机架采用单支点时,需要用钢性联轴器连接;当减速机机架采用双支点时,刚性联轴器和柔性联轴器均可使用,一般情况下优先选用刚性联轴器。
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