化工过程中如何安全有效的控制反应釜温度

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在药物合成和精细化学操作过程中,我们经常遇到强烈的放热反应,例如氧化反应,酸碱中和等,对于这些放热反应,如果操作不当或设备不吸,就是容易发生安全事故或生产效率低下的缺陷。在连续稳定的放热反应过程中,有必要将冷却水连续通入反应器的外套进行冷却,以保持冷热平衡。这称为“从底部抽水”(严格来说,火来自反应液而不是夹套)。但是,如果放热突然加剧,则很容易引起物料冲洗,溢出或更大的安全事故。主要原因是反应器每单位体积的换热面积过小,且简单的夹套温降不能满足放热过程的冷能要求。
 
一般来说:
 
5M3反应器的传热面积为13m2,面积比为2.6。
 
3m3反应器的传热面积为9.7m2,面积体积比为3.23。
 
2 m3反应器的传热面积为7.2 m2,面积体积比为3.6。
 
1m3反应器的传热面积为4.5m2,面积体积比为4.5。
 
0.5m3反应器的传热面积为2.6m2,面积体积比为5.2。
 
反应器体积越大,每单位体积的热交换面积越小;对于放热反应,每单位体积的换热面积越小,越不利于散热和冷却。但是,反应器太小不利于生产效率。
 
在实际操作过程中,采取延长进料时间,反应时间,降低冷却水温度等措施,实现安全生产与生产效率的平衡。
 
为了更好地解决反应釜换热面积不足的问题,可以采用外部换热器在外部循环和内部冷却中对反应物料进行冷却,称为“煮汤停止沸腾”。
 
外部换热器与反应液上部萃取相结合的思想,不仅可以有效地解决由于反应器每单位体积的换热面积太小而导致的冷却延迟问题,而且还避免了因反应器底部泄漏而造成的潜在安全隐患。上提取装置的设计;当一个外部热交换器不能满足制冷需求时,可以并联连接两到四个热交换器。在实际操作中,夹套冷却就像“将底部移开”,而外部热交换器冷却就像“煮汤停止沸腾”。两者更像是超人战斗怪物。应对常规的放热反应也就不足为奇了。
 
在实际应用中,液体喷射器的上口通过管道从反应器的上部插入反应器的底部,液体喷射器的下部开口通过管道与循环泵相连。这种设计可以使液体喷射器充满反应液,并确保上部物料提取的平稳运行。
 
利用外部热交换器进行外部循环和内部冷却的技术方案可以产生明显的有益效果,包括以下三个方面:
 
1.外部循环和内部冷却,可使反应液温度迅速降至目标温度,使放热反应可控;
 
2.从顶部抽出反应液的设计,可以避免反应器底部泄漏造成的隐患;
 
3.由于缩短了进料时间和反应时间,有利于提高生产效率。
 
2020-03-19 10:02 13:53
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