化工生產(chǎn)單元操作設(shè)備簡(jiǎn)介(參考版)
2025-06-19 04:22本頁(yè)面
【正文】 流化床反應(yīng)器的主要控制點(diǎn)為反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力和反應(yīng)時(shí)間。流化床反應(yīng)器的基本特點(diǎn)是所用的催化劑顆粒小、重度輕，床層始終處于激烈的湍動(dòng)狀態(tài)。為防止催化劑顆粒堵塞過濾器，從上部噴入某種氣體進(jìn)行周期性反吹清灰。如圖1 所示，流化床催化反應(yīng)器中催化劑在氣流的作用下呈流態(tài)化。如反應(yīng)器的入口溫度、床層溫度、反應(yīng)溫度和反應(yīng)器初期與末期的溫度變化等，反應(yīng)器的總壓、反應(yīng)物料的分壓及各因素對(duì)壓力的影響等。固定床反應(yīng)器的缺點(diǎn)是：傳熱情況較差，當(dāng)反應(yīng)放熱量很大時(shí)，即使是列管式反應(yīng)器也可能出現(xiàn)反應(yīng)溫度失去控制，急劇上升，超過允許范圍的飛溫現(xiàn)象；操作過程中催化劑不能更換，不宜需要催化劑頻繁再生的反應(yīng)，因此常代之以流化床反應(yīng)器或移動(dòng)床反應(yīng)器。如圖1 。固定床反應(yīng)器的床層靜止不動(dòng)，流體通過床層進(jìn)行反應(yīng)，主要用于實(shí)現(xiàn)氣固相催化反應(yīng)，如氨合成塔等。⑥管式反應(yīng)器的缺點(diǎn)是，反應(yīng)速率較低時(shí)，所需管道過長(zhǎng)。④當(dāng)物料的處理量較大時(shí)，管內(nèi)物料一般處于高度湍動(dòng)狀態(tài)，各物料微團(tuán)在反應(yīng)器內(nèi)停留的時(shí)間大致相同，故反應(yīng)比較均勻。②管式反應(yīng)器的傳熱可以?shī)A套傳熱、套筒傳熱、電加熱和煙道氣加熱等。管式應(yīng)器的結(jié)構(gòu)可以是單管，也可以是多管并聯(lián)；可以是直管，也可以是盤管；可以是空管，也可以是管內(nèi)填充填料的填充管，以進(jìn)行多相催化反應(yīng)，如列管式固定床反應(yīng)器。，可采用多級(jí)反應(yīng)釜串聯(lián)的反應(yīng)器。，檢查不合格不得運(yùn)行。，一定停止攪拌，切斷電源，關(guān)閉各相關(guān)閥門。，并注意反應(yīng)時(shí)間。，在攪拌裝置正常運(yùn)行條件下，按照工藝要求加料。②反應(yīng)釜的操作、管路、儀表和其他輔助系統(tǒng)等。攪拌形式一般有槳式、 錨式、框式、螺條式、刮壁式等；高轉(zhuǎn)速類有分散葉輪式、渦輪式、高剪切式、推進(jìn)器式等。反應(yīng)釜的加熱形式有氣加熱、水加熱(或冷卻)、油加熱、電加熱、明火加熱等。典型反應(yīng)器列舉（1）反應(yīng)釜①反應(yīng)釜的構(gòu)造圖1 反應(yīng)釜構(gòu)造與反應(yīng)釜系統(tǒng)如圖1 所示，反應(yīng)釜一般屬于全混流反應(yīng)器。不同的反應(yīng)要求的壓力也不同，反應(yīng)器可在常壓、加壓或減壓（真空）條件下操作。反應(yīng)器的操作條件直接決定反應(yīng)過程和反應(yīng)結(jié)果。如圖1 。非理想混合流動(dòng)如圖1 。（2）按流動(dòng)模型分類：平推流反應(yīng)器、理想混合流反應(yīng)器和非理想混合流反應(yīng)器。反應(yīng)器的分類工業(yè)反應(yīng)器可以按照不同的分類依據(jù)進(jìn)行分類，如操作方式、流動(dòng)模型和結(jié)構(gòu)類型等。反應(yīng)器內(nèi)一般均設(shè)有攪拌器。⑨板式塔的設(shè)計(jì)比填料塔要準(zhǔn)確。⑦填料塔的壓降比板式塔小，因而對(duì)真空操作更為適宜。⑤對(duì)于腐蝕性物系，填料塔更適合，因可采用瓷質(zhì)填料。 ③當(dāng)塔設(shè)備內(nèi)部有化學(xué)反應(yīng)需要傳熱或生產(chǎn)中需要側(cè)線出料時(shí)，填料塔也不如板式塔方便。②板式塔的清洗亦比填料塔方便。 ①填料塔操作彈性較小，當(dāng)液體負(fù)荷較小時(shí)，填料表面不容易潤(rùn)濕，傳質(zhì)就效果急劇下降；當(dāng)液體負(fù)荷過大時(shí)，則容易產(chǎn)生液泛。另外，填料塔塔頂也經(jīng)常設(shè)置除沫器。因此，當(dāng)填料層較高時(shí)，需要進(jìn)行分段，中間設(shè)置再分布裝置。當(dāng)液體沿填料層向下流動(dòng)時(shí)，有逐漸向塔壁集中的趨勢(shì)，使得塔壁附近的液流量逐漸增大，這種現(xiàn)象稱為壁流。液體從塔頂經(jīng)液體分布器噴淋到填料上，并沿填料表面流下；氣體從塔底送入，經(jīng)氣體分布裝置（小直徑塔一般不設(shè)氣體分布裝置）分布后，與液體呈逆流連續(xù)通過填料層的空隙，在填料表面上，氣液兩相密切接觸進(jìn)行傳質(zhì)。其工作原理和操作運(yùn)行類似于板式塔，下面仍以精餾用塔為例簡(jiǎn)介填料塔。⑧為了保證精餾塔的正常運(yùn)行和產(chǎn)品質(zhì)量，可能需要考慮阻聚劑和其他助劑，切換再沸器和加料位置等。⑥在各工藝條件滿足要求后，開始塔頂和塔釜產(chǎn)品采出。④在控制好塔壓的狀態(tài)下進(jìn)行工藝調(diào)節(jié)，將相關(guān)參數(shù)調(diào)整到位。②先用實(shí)物料將塔內(nèi)氮?dú)庵脫Q干凈，然后用氣相物料（也可用氮?dú)猓┏鋲褐敛僮鲏毫Γ龠M(jìn)液體物料。（5）精餾塔運(yùn)行與維護(hù)精餾塔的控制要求主要包括產(chǎn)品質(zhì)量控制、物料平衡控制、能量平衡控制和約束條件控制（精餾塔的操作限度）等。精餾一般主要控制參數(shù)有進(jìn)料量、進(jìn)料組成、進(jìn)料溫度、塔頂溫度、回流溫度、塔釜溫度、塔（頂）壓力、塔壓差、回流量（或回流比）、塔釜液位和回流罐液位等，也可出現(xiàn)靈敏板溫度。再沸器是供給精餾塔熱能的最重要的部分，一般采用立式管殼式換熱器（也有臥式或傾斜式），管內(nèi)走塔釜液，管外走加熱介質(zhì)，一般設(shè)有安全閥，由于其內(nèi)外壓差比較大，一般都有膨脹節(jié)。由于液滴回到塔板上又被分散，這種液滴的反復(fù)形成和聚集，使傳質(zhì)面積大大增加，而且表面不斷更新，有利于傳質(zhì)與傳熱進(jìn)行，也是一種較好的接觸狀態(tài)。：當(dāng)氣速繼續(xù)增加，由于氣體動(dòng)能很大，把板上的液體向上噴成大小不等的液滴，直徑較大的液滴受重力作用又落回到板上，直徑較小的液滴被氣體帶走，形成液沫夾帶。圖1 精餾流程示意圖：當(dāng)氣速繼續(xù)增加，氣泡數(shù)量急劇增加，氣泡不斷發(fā)生碰撞和破裂，此時(shí)板上液體大部分以液膜的形式存在于氣泡之間，形成一些直徑較小，擾動(dòng)十分劇烈的動(dòng)態(tài)泡沫，在板上只能看到較薄的一層液體。氣泡之間相互碰撞，形成各種多面體的大氣泡，板上為以氣體為主的氣液混合物。：隨著氣速的增加，氣泡的數(shù)量不斷增加。：當(dāng)氣速較低時(shí)，氣體以鼓泡形式通過液層。（3）篩板塔板上的氣液接觸狀態(tài)圖1 塔板上的氣液接觸狀態(tài)如圖1 所示，塔板為氣液接觸和傳質(zhì)與傳熱提供了場(chǎng)所。塔頂蒸汽最終進(jìn)入冷凝器變?yōu)槔淠?，冷凝液的一部分作為回流液返回精餾塔塔頂，其余部分作為塔頂產(chǎn)品采出。加料板以下（包括加料板）的部分完成下降液體中重組分的提濃，除去大部分的輕組分，因而稱為提餾段。圖1 塔內(nèi)氣液流動(dòng)與塔內(nèi)篩板如圖1 ，一個(gè)完整的精餾塔應(yīng)包括精餾段和提餾段。 （2）板式塔的精餾原理精餾單元操作是通過加熱，使均相液體混合物系本身汽化而造成汽、液兩相，在揮發(fā)性差異的驅(qū)動(dòng)下，使大部分易揮發(fā)組分由液相向氣相傳遞，大部分難揮發(fā)組分由氣相向液相傳遞，是氣、液兩相之間的傳質(zhì)過程，其過程伴隨著動(dòng)量傳遞和熱量傳遞。除沫器用于捕集在氣流中的液滴，使用高效的除沫器、對(duì)于提高分離效率，改善塔后設(shè)備的操作狀況，回收物料及減少環(huán)境污染等都非常重要?？赊D(zhuǎn)動(dòng)的吊柱設(shè)置在塔頂，用于安裝和檢修時(shí)運(yùn)送塔內(nèi)的構(gòu)件。塔體上還要設(shè)置人孔或手孔、平臺(tái)、扶梯、吊柱、保溫圈等。板式塔主要包括篩板塔、浮閥塔和泡罩塔，下面以精餾為例來介紹篩板塔。塔設(shè)備具有較大的長(zhǎng)徑比和物料處理能力，能夠滿足高溫高壓和低溫低壓的各種條件，塔內(nèi)結(jié)構(gòu)各有不同，一般為非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。三、氣液傳質(zhì)裝置氣液傳質(zhì)設(shè)備是氣液傳質(zhì)單元操作過程的專用設(shè)備，它必須為氣液傳質(zhì)過程提供所需的一切條件，如氣液接觸面積、氣液混合與分離的接觸場(chǎng)所和空間、溫度和壓力等。 b. 點(diǎn)火前準(zhǔn)備：空氣預(yù)熱系統(tǒng)各閥關(guān)閉；消防蒸汽引至爐前，消防器材準(zhǔn)備就緒；燃料管線試壓合格，并逐個(gè)把火嘴貫通，引燃料至爐前；打開排放大氣
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