2精细化工过程与设备 第二课 釜式反应器.pptVIP

精细化工过程与设备 授课教师 张大德代 第二章 釜式反应器 第二章 釜式反应器 第二章 釜式反应器 §2.1 概述 精细化工生产中经常遇到气－液、液－液和液－固相反应，应用最为广泛的一类反应设备是釜式反应器。它们被用于进行许多不同的反应过程，例如：硝化、还原、磺化、碱熔、氯化和缩合等，以及各种辅助过程，例如：溶解、稀释、中和、酸化、混合等。图2.1是一种标准的釜式反应器。它由钢板卷焊制成圆筒体，再焊接上由钢板压制的标准釜底，并配上釜盖、夹套、搅拌器等部件。 第二章 釜式反应器 右图是一种典型的釜式反应器，由图可见其结构主要由以下几部分组成：壳体结构、搅拌器、密封装置和换热装置。 第二章 釜式反应器 釜式反应器具有各种各样的搅拌装置、不同形式的传热装置，并且同时又装配着许多零件，这些零件和结构往往也可能以不同的组合形式出现在其它形式的反应设备中，因此我们仔细研究这类设备的结构之后，对于其他形式的反应器的结构也就不难理解和掌握了。 釜式反应器一般在常压之下操作，也可以在加压之下操作。但即使是在常压之下操作的反应釜，一般也将它设计到能耐三个大气压，因为工业上常利用压缩气体从设备内压出液体物料。而压料用的压缩气体的压力一般在三个大气压以下。既然有在加压之下使用的可能性，那么就必须具有能保证内部空间密闭性的结构。这种密闭结构对于那些能放出具有危险性（易燃、易爆、有毒）的蒸汽或气体的物料也是必须的。因此按照3－4个大气压设计的反应釜是应用得非常广泛的一类设备。 §2.2釜式反应器的壳体结构 （1）罐体 碟形　 球形 锥形 平面形 图 2.3 釜式反应器的壳体结构 釜式反应器容积和结构尺寸，有国家标准。在选型和设计时可以参考。 釜式反应器的壳体结构包括筒体、底、盖（或称封头）、手孔或人孔、视镜及各种工艺接管口等。 釜式反应器的筒体皆制成圆筒形。 釜底和釜盖常用的形状有平面形、碟形、椭圆形和球形， 釜底也有锥形，见图。 §2.2釜式反应器的壳体结构 图2.4 罐体及罐体的焊接 罐体是将钢板卷成圆筒形，沿着直线进行V形加强焊而制成的。罐体的高度，除了应符合生产过程的要求外，通常尽可能使罐体的高度接近罐体的直径，或尽可能按钢板的规格考虑。一般用钢板的宽度作为罐体的高度。如果一块钢板的宽度比罐体的高度大需要切割时，则应按钢板的宽度的二分之一、三分之一或四分之一进行切割。相当一部分反应釜罐体的高度与直径之比为二比一。 §2.2釜式反应器的壳体结构 （2）底和盖 底和盖可以有各种不同的式样，常用的有折边椭圆形、折边球形、平面形和蝶形，有时也用锥形。各种底和盖式样的选择是根据设备的操作条件来决定的。 带折边椭圆形底 带折边球形底 无折边的底 锥型底 平底 反应釜的盖 图2.5 反应釜的底和盖 §2.2釜式反应器的壳体结构 在一般的釜式反应器中最常用的是折边椭圆形和折边球形的底和盖。它们适用于操作压力大于0.7大气压的设备，是用钢板由冲压或人工锻打而制成的。用作底时与同样直径的罐体焊接在一起即可。而用作顶盖时，则将它们与法兰焊在一起。从应力分布情况来看，椭圆形的底应力分布较为均匀，而折边球形的底在转折处有应力集中现象，因此在选型和设计时一般都推荐椭圆形底。 在生产过程中，为了使非均相的混合物分离，常采用具有锥形底的设备，其角度有30°和45°两种。 对于不受压力的反应器及容器，常采用平底及平盖的设备。 §2.2釜式反应器的壳体结构 （3）法兰 罐体的上端和顶盖上焊以成对的法兰，法兰之间安放填料，然后借螺钉将其拧紧，以保证反应设备的密闭。法兰可由钢板切成（适用于罐体直径不大的情况），或由扁钢或角钢圈制，或用钢铸制，或者锻制。关于法兰的直径、厚度、螺钉的规格、数量等均在国家标准中有具体规定。 平焊法兰 对焊法兰 图2.6 反应釜的法兰 §2.2釜式反应器的壳体结构 （4）人孔（或手孔） 在大多数反应釜的盖上都有人孔(或手孔),人孔（或手孔）被用来加入固态物料，和清理检修反应釜内部。人孔的直径为400毫米（圆形的）或300×400毫米（椭圆形的），大部分人孔是圆形的。人孔或手孔有多种形式，它包括焊接固定在釜盖上的孔