試論化工生產(chǎn)中反應(yīng)釜溫度控制與維護(hù)措施

田成路 陳華 石守鑫 商丘國(guó)龍新材料有限公司

原料變?yōu)楫a(chǎn)品的化工生產(chǎn)過(guò)程中，反應(yīng)釜是其中的核心設(shè)備，其在各個(gè)階段的溫控效果更是與最終產(chǎn)品質(zhì)量的高低、生產(chǎn)效率之間存在著極為緊密的聯(lián)系。因此，對(duì)化工生產(chǎn)環(huán)節(jié)中反應(yīng)釜的溫控方案進(jìn)行深入分析，并制定具有針對(duì)性的維護(hù)方案具有極為重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、反應(yīng)釜工作特性

反應(yīng)釜中所產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)較為復(fù)雜，且在反應(yīng)過(guò)程中極易受到多種因素的影響，例如催化劑、外部環(huán)境以及各個(gè)階段原料添加量等，均與系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)之間存在著極為緊密的聯(lián)系。以原料自身轉(zhuǎn)化率為例，其受到溫度的影響極大，因此強(qiáng)化反應(yīng)釜的溫度控制具有極為重要的現(xiàn)實(shí)意義。反應(yīng)釜的溫控效果與其溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與工藝制度之間存在著較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，因此想要達(dá)到溫控目的，就必須從以下幾個(gè)層面入手：第一是控制其供熱制度，確保各個(gè)反應(yīng)階段的溫度始終保持恒定；第二是確保釜型與結(jié)構(gòu)的控制有效性，且需要保證整個(gè)反應(yīng)過(guò)程的密封效果；第三是強(qiáng)調(diào)壓力控制的重要性，從而達(dá)到充分反應(yīng)的目的，降低爆炸風(fēng)險(xiǎn)；第四是確保所設(shè)計(jì)應(yīng)用的溫控系統(tǒng)具有經(jīng)濟(jì)性與可靠性特點(diǎn)，始終保持反應(yīng)溫度處于正常范圍內(nèi)，繼而幫助降低反應(yīng)時(shí)間。

二、反應(yīng)釜溫控難點(diǎn)

（一）非線性與延遲性

第一是在實(shí)際的化學(xué)反應(yīng)環(huán)節(jié)，供熱系統(tǒng)將會(huì)產(chǎn)生變化，且變化過(guò)程具有極易受外部環(huán)境因素影響的特點(diǎn)[1]。再加上反應(yīng)釜反應(yīng)的整體趨勢(shì)差異性明顯，致使反應(yīng)釜的配套系統(tǒng)凸顯出了非線性系統(tǒng)特征；第二是由于反應(yīng)釜自身特點(diǎn)原因，無(wú)論是其自身體積還是容量均較大，因此吸熱與放熱反應(yīng)產(chǎn)生的時(shí)間并不固定，致使反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)。

（二）難控性

實(shí)際的化工生產(chǎn)環(huán)節(jié)，將會(huì)產(chǎn)生反應(yīng)放熱現(xiàn)象，繼而影響到了熱量的分布均勻效果。若無(wú)法確保排出的及時(shí)性，將使得反應(yīng)釜溫度大大提升，增大“聚爆”現(xiàn)象的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。若過(guò)程中余熱釋放過(guò)多，其整體穩(wěn)定性也將有所降低，因此確保反應(yīng)溫度的控制效果具有極為重要的現(xiàn)實(shí)意義。

三、溫控系統(tǒng)構(gòu)建

（一）軟件配置設(shè)計(jì)

為與合成釜、配料釜等工藝溫度控制效果相匹配，因此在設(shè)計(jì)反應(yīng)釜溫控系統(tǒng)時(shí)，就應(yīng)著重考慮到壓力、力量等測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)的測(cè)量實(shí)時(shí)性，且要求技術(shù)人員在軟件配置環(huán)節(jié)，明確各個(gè)系統(tǒng)部分的支撐條件，例如程序編輯、符號(hào)編輯以及硬件自我診斷等，繼而實(shí)現(xiàn)對(duì)梯形圖語(yǔ)言與指令表語(yǔ)言的針對(duì)性分析目標(biāo)，滿足在不同應(yīng)用環(huán)境與狀態(tài)下的數(shù)據(jù)使用要求[2]。另外，需要提高對(duì)通信環(huán)境統(tǒng)一環(huán)節(jié)的重視，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是以程序邏輯控制器為主體，將所產(chǎn)生的報(bào)警與編程信息傳輸至需求的操作界面，繼而達(dá)到有效控制反應(yīng)釜溫度的目的。建議為其添加合適的監(jiān)控軟件，以便獲取到反應(yīng)釜溫控的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況，不僅滿足了不同狀態(tài)下的工藝要求，同時(shí)大大提升了反應(yīng)釜的應(yīng)用安全性。

（二）硬件配置設(shè)計(jì)

作為技術(shù)人員需要提高對(duì)化工生產(chǎn)實(shí)際需求的重視，劃分出溫度數(shù)據(jù)的輸入、輸出模塊，且需要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求調(diào)配硬件控制系統(tǒng)的應(yīng)用靈活性。設(shè)計(jì)反應(yīng)釜溫控系統(tǒng)人機(jī)操作界面時(shí)，需要重點(diǎn)關(guān)注以下幾點(diǎn)內(nèi)容：第一是必須明確人機(jī)控制系統(tǒng)的核心類型，在滿足用戶不同層面上操作需求的同時(shí)，將溫控效果進(jìn)一步提升[3]。通過(guò)構(gòu)建兩臺(tái)計(jì)算機(jī)的反應(yīng)釜溫控系統(tǒng)，將能夠在聯(lián)系現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)后獲得溫控過(guò)程中的反應(yīng)釜現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況畫(huà)面，以方便對(duì)設(shè)備在不同狀態(tài)下的運(yùn)行參數(shù)予以調(diào)整；第二是為將反應(yīng)釜溫控效果最大限度的提升，應(yīng)提高對(duì)總控制畫(huà)面的重視，持續(xù)完善系統(tǒng)的反饋功能，以達(dá)到對(duì)溫度做實(shí)時(shí)有效調(diào)整的目的，降低“爆聚”等不安全事故的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。

四、化工反應(yīng)釜溫控系統(tǒng)維護(hù)

（一）傳動(dòng)裝置的維護(hù)

對(duì)于反應(yīng)釜來(lái)說(shuō)，攪拌器的重要性毋庸置疑。因此，所應(yīng)用的電動(dòng)機(jī)對(duì)轉(zhuǎn)速有著較高的要求，更是起到了滿足減速器在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程攪拌需求的作用。減速器的安裝方式主要為立式安裝，應(yīng)確保各個(gè)零部件之間的潤(rùn)滑效果滿足設(shè)計(jì)需求，避免出現(xiàn)使用環(huán)節(jié)振動(dòng)與泄露的現(xiàn)象，時(shí)刻保持其處于正常的運(yùn)行模式下。因此，應(yīng)提高對(duì)傳動(dòng)裝置日常維護(hù)控制環(huán)節(jié)的重視。之所以在減速器轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，會(huì)有振動(dòng)現(xiàn)象出現(xiàn)，主要原因包括以下幾點(diǎn)：

第一是反應(yīng)過(guò)程中釜內(nèi)負(fù)荷超出設(shè)計(jì)要求，或是在有加料需求的狀態(tài)下均勻性受到影響；第二是齒輪側(cè)面縫隙與中心間距控制不合理；第三是在加工齒輪表面時(shí)，其自身精度與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求不符。若發(fā)現(xiàn)在減速器試運(yùn)行環(huán)節(jié)，有高于溫升標(biāo)準(zhǔn)的情況出現(xiàn)，則應(yīng)首先對(duì)齒輪軸彎曲現(xiàn)象予以考慮[4]。除此之外，若軸與軸套之間的配合效果不佳，過(guò)緊或過(guò)松同樣會(huì)影響到溫控效果。密封圈、填料以及軸承長(zhǎng)期無(wú)法獲得有效維護(hù)條件的情況下，將增大軸承磨損與松動(dòng)現(xiàn)象的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，且無(wú)法保證密封圈或填料的控制效果。

（二）攪拌器維護(hù)

攪拌器在反應(yīng)釜中具有極為重要的應(yīng)用地位，因此在保持其正常運(yùn)行狀態(tài)的基礎(chǔ)上，應(yīng)提高對(duì)擺動(dòng)量的重點(diǎn)強(qiáng)化，確保將其始終控制在合適范圍內(nèi)。對(duì)于攪拌器來(lái)說(shuō)，最為關(guān)鍵的控制內(nèi)容就是應(yīng)避免其發(fā)生反轉(zhuǎn)現(xiàn)象，且應(yīng)確保反應(yīng)釜始終與溫度計(jì)套管、壓料管之間保持合適的距離，繼而降低碰撞現(xiàn)象的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。此外，需要做好攪拌器的定期檢查工作，繼而避免出現(xiàn)套管腐蝕、裂紋以及軸承變形等現(xiàn)象。而在檢查中間軸承或底軸瓦時(shí)，則應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注以下兩點(diǎn)內(nèi)容：

第一是確保所設(shè)置底軸瓦間隙的科學(xué)性與合理性；第二是仔細(xì)檢查所應(yīng)用的潤(rùn)滑油的潔凈程度、類型等，以避免影響到中間軸承的應(yīng)用效果。此外，需要對(duì)設(shè)備各處螺栓的松動(dòng)情況予以核驗(yàn)，繼而降低反應(yīng)釜振動(dòng)現(xiàn)象的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。

（三）維護(hù)關(guān)鍵點(diǎn)

第一是確保反應(yīng)釜處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，嚴(yán)格遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行溫控任務(wù)，避免出現(xiàn)溫度或壓力超標(biāo)的現(xiàn)象；第二是應(yīng)嚴(yán)格遵循相關(guān)要求以落實(shí)溫控的相關(guān)措施；第三是需要避免出現(xiàn)內(nèi)壓應(yīng)力與溫差應(yīng)力之間相互疊加的現(xiàn)象，繼而降低應(yīng)變情況的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)；第四是需要對(duì)配料比例予以嚴(yán)控，以避免出現(xiàn)劇烈反應(yīng)，影響溫控效果與反應(yīng)時(shí)間。

五、結(jié)論

綜上所述，社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步，使得現(xiàn)階段的化工產(chǎn)業(yè)面臨著較多的發(fā)展機(jī)遇。但同時(shí)，由于對(duì)產(chǎn)品、原料等應(yīng)用要求的提升，也同樣使得目前的化工產(chǎn)業(yè)面對(duì)著諸多發(fā)展挑戰(zhàn)。因此，為適應(yīng)化工產(chǎn)業(yè)的未來(lái)可持續(xù)性發(fā)展需求，相關(guān)管理人員應(yīng)強(qiáng)化過(guò)程中的溫度控制，做好溫控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作，且需要強(qiáng)調(diào)溫控系統(tǒng)維護(hù)的重要意義，確保反應(yīng)釜反應(yīng)過(guò)程與設(shè)計(jì)要求相匹配，維持設(shè)備的長(zhǎng)期正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，繼而奠定我國(guó)未來(lái)化工產(chǎn)業(yè)可持續(xù)性發(fā)展的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。