淺談山梨醇用反應(yīng)釜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

田遠(yuǎn)強(qiáng)++張?chǎng)?+袁美靜

摘 要： 針對(duì)市場(chǎng)上山梨醇用反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)多變、種類(lèi)繁多造成后期維護(hù)、管理困難的現(xiàn)象，介紹了一種針對(duì)不同規(guī)格的山梨醇用反應(yīng)釜通用的技術(shù)設(shè)計(jì)、制作、檢驗(yàn)要求。

關(guān)鍵詞：山梨醇反應(yīng)釜；結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；檢驗(yàn)要求

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.14.036

0 前言

近年來(lái)，隨著山梨醇行業(yè)的不斷發(fā)展，生產(chǎn)山梨醇用設(shè)備也是多種多樣，給今后設(shè)計(jì)、制造、維修、管理造成一定困難。本文針對(duì)不同容積、不同材質(zhì)及攪拌系統(tǒng)的山梨醇用反應(yīng)釜，提出統(tǒng)一的設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)布局及合適的攪拌系統(tǒng)要求，該要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、在安全生產(chǎn)的溫度、壓力范圍內(nèi)，提高了反應(yīng)自動(dòng)吸氫的速度，并且適用范圍大的山梨醇用加氫反應(yīng)釜。

1 山梨醇加氫釜主要設(shè)計(jì)條件

設(shè)備技術(shù)參數(shù)有：（1）釜內(nèi)設(shè)計(jì)壓力/工作壓力、設(shè)計(jì)溫度/工作溫度；夾套設(shè)計(jì)壓力/工作壓力、設(shè)計(jì)溫度/工作溫度；內(nèi)盤(pán)管設(shè)計(jì)壓力/工作壓力、設(shè)計(jì)溫度/工作溫度； （2）設(shè)備材料牌號(hào)：釜體材質(zhì)、夾套材質(zhì)、內(nèi)盤(pán)管材質(zhì)等；（3）設(shè)備結(jié)構(gòu)參數(shù)：人孔、封頭、夾套、內(nèi)盤(pán)管等形式；（4）設(shè)備容積；（5）設(shè)備工作介質(zhì)；（6）夾套換熱面積、內(nèi)盤(pán)管換熱面積（夾套及內(nèi)盤(pán)管亦可作為加熱或冷卻使用）；（7）攪拌系統(tǒng)參數(shù)、目的、攪拌轉(zhuǎn)速；（8）軸封形式；（9）電機(jī)及減速機(jī)結(jié)構(gòu)形式、防爆等級(jí)等；（10）設(shè)備管口；（11）攪拌軸的設(shè)計(jì)方式。

2 基本原理

攪拌反應(yīng)釜是石油化工、精細(xì)化工、有機(jī)合成及催化加氫、糖醇等行業(yè)中必不可少的化工設(shè)備。山梨醇反應(yīng)釜設(shè)計(jì)壓力通常為13.2MPa、溫度為300℃以上，且要求零泄露，因此采用了磁力驅(qū)動(dòng)靜密封。生產(chǎn)時(shí)需要將葡萄糖、氫氣、固體催化劑混合進(jìn)行高溫、高壓反應(yīng)，這種反映除了要采用合理的攪拌軸封形式，還要充分考慮攪拌系統(tǒng)對(duì)反應(yīng)時(shí)間及氫氣與物料的充分接觸的影響，以提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率。

3 設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

（1）合理設(shè)置氫氣輸入管。氫氣輸入管應(yīng)插入液面下部，以便氫氣能夠直接輸入物料底部使之與固體催化劑充分接觸，并對(duì)催化劑有一定懸浮作用和物料推動(dòng)作用，同時(shí)減小了攪拌功率的消耗，能夠促進(jìn)攪拌反應(yīng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)；（2）合理選擇組合式攪拌器。攪拌軸上設(shè)有的組合式攪拌器，應(yīng)具備氣體自吸功能，這樣氣泡分散好，催化劑能夠均勻懸浮，可大幅度提高氣含率和氣—液相的接觸面積，能夠降低氣、液、固三相體系反應(yīng)時(shí)間、提高產(chǎn)品收率，并且減少物料對(duì)攪拌器的影響，使反應(yīng)釜在較低轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)達(dá)到理想攪拌效果；（3）合理選擇電機(jī)減速機(jī)。選擇的電機(jī)減速機(jī)應(yīng)該具有具有噪聲低、傳遞力矩大，維修方便的特點(diǎn)；（4）合理配備變頻調(diào)速器。調(diào)速器能夠保證設(shè)備啟動(dòng)平穩(wěn)、震動(dòng)小、能耗低，還能夠防止因?yàn)楣腆w物料比重大造成啟動(dòng)困難的現(xiàn)象；（5）外部夾套與內(nèi)部盤(pán)管的換熱面積應(yīng)合理。外部夾套與內(nèi)部盤(pán)管應(yīng)起到平衡反應(yīng)物料溫度的作用，使其反應(yīng)溫度控制在最佳范圍，同時(shí)使其攪拌軸受力更加合理，運(yùn)轉(zhuǎn)更加平穩(wěn)，使反應(yīng)釜用在適應(yīng)工藝放大上不受限制。

4 制造注意事項(xiàng)

（1）封頭凸緣的組焊加工 封頭凸緣用于連接釜體與軸系，它與釜體中心的垂直度、同軸度直接影響攪拌軸的平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。因此封頭凸緣組焊加工應(yīng)注意以下兩個(gè)步驟及要點(diǎn)：1）封頭有較大孔時(shí)，應(yīng)先開(kāi)孔、組焊，或先組焊一段短節(jié)，校形后找正封頭下端面及中心，再組對(duì)、組焊粗加工過(guò)的凸緣，決不可在凸緣與封頭組焊或加工后，再開(kāi)孔組焊；2）凸緣粗加工后與封頭組焊時(shí)，應(yīng)保證相應(yīng)的同軸度、垂直度要求，應(yīng)保證封頭下端面及凸緣各配合基準(zhǔn)面與封頭中心線的垂直度及同軸度，同軸度應(yīng)小于其外徑的1/1000。

（2）攪拌器組對(duì)、施焊、加工要點(diǎn)：1）胎具設(shè)計(jì)。 攪拌器組對(duì)、加工必須使用專(zhuān)用胎具，每組槳葉及筋板位置按攪拌器圖樣設(shè)計(jì)；2）組對(duì)施焊。應(yīng)保證槳葉的中心層面里端與輪轂接合面對(duì)準(zhǔn)，壓板螺栓固定，然后點(diǎn)焊-校正-對(duì)稱(chēng)施焊，應(yīng)避免焊接變形；3）精加工。 需保證外圓與內(nèi)孔同心，質(zhì)量對(duì)稱(chēng)均勻。攪拌器制造完成后應(yīng)逐件進(jìn)行動(dòng)平衡試驗(yàn)合格。

5 組裝要點(diǎn)

加氫釜的運(yùn)轉(zhuǎn)精度，除保證釜體凸緣及軸系各零部件的制作精度外，還要保證設(shè)備的組裝精度。（1）改進(jìn)組裝試車(chē)工裝，設(shè)計(jì)制作組裝試車(chē)用工裝底座、平臺(tái)；（2）將加氫釜設(shè)備釜體豎立固定于工裝平臺(tái)上，將攪拌器先放入釜內(nèi)。凸緣平面用水平儀找水平，以凸緣基準(zhǔn)面為準(zhǔn)，利用專(zhuān)用工裝，采用吊線墜的方法，檢查凸緣基準(zhǔn)面與釜體的垂直度、同軸度至符合要求；（3）按軸上各件順序安裝軸承、聯(lián)軸節(jié)等，要點(diǎn)是調(diào)整好軸承間隙，符合標(biāo)準(zhǔn)要求；（4）以凸緣平面、凸臺(tái)外圓為定位基準(zhǔn)，安裝減速機(jī)架。注意位置放正、間隙調(diào)勻；（5）將攪拌軸組件吊入釜內(nèi)，注意耦合器與凸緣止口的間隙。正確安裝攪拌器；（6）安裝電機(jī)加減速機(jī)，要點(diǎn)是放正減速機(jī)座，調(diào)勻與連接法蘭的間隙﹔組對(duì)聯(lián)軸節(jié)，使減速機(jī)軸與攪拌軸的同軸度控制在0.05mm/m內(nèi)；（7）盤(pán)車(chē)檢測(cè)上軸端處徑向跳動(dòng)及下軸下端偏擺量符合圖樣。

6 試運(yùn)轉(zhuǎn)要點(diǎn)

加氫釜在組裝后必須試運(yùn)轉(zhuǎn)，以考查組裝的準(zhǔn)確性和預(yù)先發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。嚴(yán)禁空載運(yùn)轉(zhuǎn)。試運(yùn)轉(zhuǎn)一般以容積70%水代料進(jìn)行，試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間應(yīng)不少于2h，應(yīng)無(wú)異常現(xiàn)象。然后釜內(nèi)充水達(dá)到工作液面高度，并使釜內(nèi)達(dá)到工作壓力狀態(tài)，進(jìn)行帶載運(yùn)轉(zhuǎn)。負(fù)載試運(yùn)時(shí)間應(yīng)不少于4h，并注意在負(fù)荷改變后各部件運(yùn)轉(zhuǎn)情況的變化， 檢查以下指標(biāo)符合圖樣要求：（1）電機(jī)的電流、電壓；（2）電機(jī)、減速機(jī)、外露軸承的溫升及發(fā)熱情況；（3）檢查（聽(tīng)）電機(jī)、減速機(jī)有無(wú)異常聲響，釜體內(nèi)攪拌是否平穩(wěn)、有無(wú)噪聲；（4）用振動(dòng)儀測(cè)量電機(jī)、減速機(jī)及釜體的振動(dòng)情況。 總之，達(dá)到設(shè)備電流穩(wěn)定，無(wú)不正常的噪音及震動(dòng)、無(wú)泄漏、運(yùn)動(dòng)部件無(wú)嚴(yán)重磨損發(fā)熱，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)安全、平穩(wěn)。

7 結(jié)束語(yǔ)

從2000年開(kāi)始山梨醇行業(yè)不斷發(fā)展壯大，對(duì)山梨醇加氫反應(yīng)釜的日常維護(hù)、保養(yǎng)等越來(lái)越受到廠家的重視，這就對(duì)反應(yīng)釜的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化提出了越來(lái)越高的要求，本文能夠適應(yīng)設(shè)備容積從2000L～30000L 不等，設(shè)計(jì)材料牌號(hào)為純不銹鋼或復(fù)合板S30408、S32168、 S31603等不同材質(zhì)、不同接管法蘭管口及攪拌系統(tǒng)等的設(shè)計(jì)、制造。

參考文獻(xiàn)：

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