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        根據物料腐蝕性合理選擇反應釜防腐涂層

        2017-11-13 17:21:40      點擊:
        反應釜在有機化工生產和精細化工生產中應用十分廣泛。不但用于酯化反、皂化反應應這樣的均相反應系統,而且廣泛用于除氣相反應以外的幾乎所有反應系統如,氣液式、液液、液固、氣液固、氣固等。曾經作為軍用毒劑的光氣就是在反應釜中,以活性炭為催化劑,由一氧化碳和氯氣合成的。反應釜易于清洗,一套設備可以生產多個品種?梢蚤g歇操作,也可以連續操作;連續操作時既可以單釜使用又可以多釜串聯使用。間歇操作的反應釜適用于反應速率慢的場合,如聚合、發酵等過程,實驗室中應用也較廣泛。用于處理腐蝕性物料時,反應釜內需作防腐處理,如采用襯鉛、橡膠、玻璃鋼等,最常見的為搪瓷釜和不銹鋼釜,攪拌器亦應作防腐處理。

        圖(1)由于沒有正確選擇防腐涂層,反應釜內壁已經嚴重腐蝕,隨時可能泄漏
        反應釜是廣泛應用于石油,化工,橡膠,農藥,染料,醫藥,食品,用來完成硫化,氫化,硝化,聚合,縮合等工藝過程的壓力容器。在連續使用過程中,腐蝕問題始終是限制其到達正常使用壽命的瓶頸之一。防止反應釜或降低反應釜的腐蝕速度是有待解決的問題。 
        一、反應釜設計上應該充分考慮結構的合理性及其選材的適用性等。
        在結構上,應盡量減少易滯留腐蝕介質的空間,同時增加介質的流動性。特別是水平面上的封閉式接管,如人孔等,這些管孔盡量設計在垂直的表面上。
        因為在反應釜的釜體頂部一般都是以氣相介質存在,在人孔圈這一部分空間里,介質相對靜止,介質蒸汽里的液滴倒掛在容器壁上,形成了一個局部腐蝕環境,液滴中活性離子在此表面附著,形成一個孔蝕起始點,以后孔蝕逐漸發展起來,因為這是比較有效的方法減少腐蝕。
        1、反應釜殼體部分的結構主要包括筒體、底、蓋(或稱封頭)手孔、或人孔、視鏡及各種各種工藝接管口等。反應釜的筒體皆為圓筒形,所有人孔、手孔視鏡及各種各種工藝接管口,除出料口外,一律開在頂蓋上。
        2、反應釜安裝攪拌器的作用是加強物料的均勻混合,強化釜內的傳熱和傳質過程。攪拌器的選型主要根據物料性質、攪拌目的的及各種攪拌器的性能特征來進行。

        圖(2)北京耐默公司劉工正在現場修復反應釜腐蝕
        (1)按物料黏度選型
        由于液體的黏度對攪拌狀態有很大影響,所以根據攪拌介質黏度大小來選型是一種基本的方法。
        (2)按攪拌目的選型
        根據攪拌過程的目的與攪拌器造成的流動狀態判斷該過程所使用的槳型,是一種比較合理的方法。
        在一般情況下,對低黏性均相液體混合,可選用任何形式的攪拌器;對非均相液體分散混合,選用旋槳式、渦輪式攪拌器為好;在有固體懸浮物存在,固液密度差較大時,選用渦輪式攪拌器,固液密度差較小時,選用槳式攪拌器;對于物料黏性很大的液體混合,可選用錨式攪拌器;對需要有更大攪拌強度或需使攪拌液體做上、下翻騰運動的情況,可根據需要在反應器內再裝設橫向或豎向擋板及導向筒等。
        根據酸堿的濃度不同,腐蝕氧化強度也不同,尤其是鹽酸、硝酸、硫酸等強酸;氫氧化鈉、氫氧化鉀等強堿。只有隔絕酸堿與反應釜的直接接觸,才能避免酸堿對反應釜的腐蝕,這就要求反應釜防腐涂料具有致密的涂層。
        二、在各金屬的鏈接出,應加工得更光滑圓潤些,如情況允許,可以把反應釜進行鈍化處理,經過鈍化處理的反應釜能夠使得致密的鈍化膜更有效的防止腐蝕。
        靜止的攪拌釜封頭和轉動的攪拌軸之間設有攪拌軸密封裝置,簡稱軸封,以防止釜內物料泄漏。軸封裝置主要有填料密封和機械密封兩種,還可用新型密封膠密封。填料箱密封結構簡單,填料裝卸方便,但使用壽命較短,難免微量泄漏。機械密封結構較復雜,但密封效果甚佳。
        軸封用來防止釜的主體與攪拌軸之間的泄漏,為動密封結構,主要有填料密封和機械密兩種。
        1、填料密封
        填料箱由箱體、填料油環、襯套壓蓋和壓緊螺栓等零件組成,旋轉壓緊螺栓時,壓蓋壓緊填料,使填料變形緊貼在軸表面上,達到密封目的。在化工生產中,軸封容易泄漏,一旦有毒氣體逸出會污染環境,因而需控制好壓緊力。壓緊力過大,軸旋轉時軸與填料間摩擦增大,會使磨損加快,在填料處定期加潤滑劑,可減少摩擦,并能‘少因螺栓壓緊力過大而產生的摩擦熱。填料要富有彈性,有良好的耐磨性和導熱性。填料的彈性變形要大,使填料緊貼轉軸,對轉軸產生收縮力的同時還要求填料有足夠的圈數。
        使用中由于磨損應適當增補填料,調節螺栓的壓緊力,以達到密封效果。填料壓蓋要防止歪斜。有的設備在填料箱設有冷卻夾套,防止填料摩擦發熱。

        圖(3)反應釜生產車間是化工行業腐蝕最嚴重的區域
        (二)機械密封
        機械密封在反應釜上已廣泛應用,它的結構類型很多,但其工作原理和基本結構是相同的。
        機械密封是由動環、靜環、彈簧加荷裝置(彈簧、螺栓、螺母、彈簧座 及輔助密封圈4個部分組成。由于彈簧力的作用使動環緊緊壓在靜環上,軸旋轉時,彈簧座、彈簧、彈簧壓板、動環等零件隨軸一起轉動,而靜環則緊緊固定在座架上靜止不動,動環與靜環相接觸的環形密封端面阻止了物料的泄漏。機械密封結構較復雜,但密封效果甚佳。
        三、反應釜腐蝕的防治措施 
        1、針對孔蝕問題:應充分考慮反應釜設計的合理性和選材的適用性,應盡量減少易滯留腐蝕介質的空間,增加反應釜內介質的流動性,同時,各金屬連接處應加工的圓滑些。 
        2、對于下封頭應力腐蝕:應去除反應釜上的夾套或改善夾套結構,夾套內水中含氯離子濃度要低,并且對高壓反應釜做噴丸處理。 
        3、應對不銹鋼試樣進行陽極氧化處理實驗,使不銹鋼表面鈍化,減少表面的不均勻性。 
        4、應采用涂敷有機涂層對反應釜進行防腐。
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