淺談山梨醇用反應釜的結構設計

田遠強，張雯雯，袁美靜（威海化工機械有限公司，山東 威海 264203）

淺談山梨醇用反應釜的結構設計

田遠強，張雯雯，袁美靜
（威海化工機械有限公司，山東 威海 264203）

針對市場上山梨醇用反應釜結構多變、種類繁多造成后期維護、管理困難的現象，介紹了一種針對不同規格的山梨醇用反應釜通用的技術設計、制作、檢驗要求。

山梨醇反應釜；結構；設計；檢驗要求

0　前言

近年來，隨著山梨醇行業的不斷發展，生產山梨醇用設備也是多種多樣，給今后設計、制造、維修、管理造成一定困難。本文針對不同容積、不同材質及攪拌系統的山梨醇用反應釜，提出統一的設計、結構布局及合適的攪拌系統要求，該要求結構簡單、工作可靠、在安全生產的溫度、壓力范圍內，提高了反應自動吸氫的速度，并且適用范圍大的山梨醇用加氫反應釜。

1　山梨醇加氫釜主要設計條件

設備技術參數有：（1）釜內設計壓力/工作壓力、設計溫度/工作溫度；夾套設計壓力/工作壓力、設計溫度/工作溫度；內盤管設計壓力/工作壓力、設計溫度/工作溫度； （2）設備材料牌號：釜體材質、夾套材質、內盤管材質等；（3）設備結構參數:人孔、封頭、夾套、內盤管等形式；（4）設備容積；（5）設備工作介質；（6）夾套換熱面積、內盤管換熱面積（夾套及內盤管亦可作為加熱或冷卻使用）；（7）攪拌系統參數、目的、攪拌轉速；（8）軸封形式；（9）電機及減速機結構形式、防爆等級等；（10）設備管口；（11）攪拌軸的設計方式。

2　基本原理

攪拌反應釜是石油化工、精細化工、有機合成及催化加氫、糖醇等行業中必不可少的化工設備。山梨醇反應釜設計壓力通常為13.2MPa、溫度為300℃以上，且要求零泄露，因此采用了磁力驅動靜密封。生產時需要將葡萄糖、氫氣、固體催化劑混合進行高溫、高壓反應，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對反應時間及氫氣與物料的充分接觸的影響，以提高產品生產效率。

3　設計注意事項

（1）合理設置氫氣輸入管。氫氣輸入管應插入液面下部，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，并對催化劑有一定懸浮作用和物料推動作用，同時減小了攪拌功率的消耗，能夠促進攪拌反應的正常運轉；（2）合理選擇組合式攪拌器。攪拌軸上設有的組合式攪拌器，應具備氣體自吸功能，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、固三相體系反應時間、提高產品收率，并且減少物料對攪拌器的影響，使反應釜在較低轉速下運轉達到理想攪拌效果；（3）合理選擇電機減速機。選擇的電機減速機應該具有具有噪聲低、傳遞力矩大，維修方便的特點；（4）合理配備變頻調速器。調速器能夠保證設備啟動平穩、震動小、能耗低，還能夠防止因為固體物料比重大造成啟動困難的現象；（5）外部夾套與內部盤管的換熱面積應合理。外部夾套與內部盤管應起到平衡反應物料溫度的作用，使其反應溫度控制在最佳范圍，同時使其攪拌軸受力更加合理，運轉更加平穩，使反應釜用在適應工藝放大上不受限制。

4　制造注意事項

（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運轉。因此封頭凸緣組焊加工應注意以下兩個步驟及要點：1）封頭有較大孔時，應先開孔、組焊，或先組焊一段短節，校形后找正封頭下端面及中心，再組對、組焊粗加工過的凸緣，決不可在凸緣與封頭組焊或加工后，再開孔組焊；2）凸緣粗加工后與封頭組焊時，應保證相應的同軸度、垂直度要求，應保證封頭下端面及凸緣各配合基準面與封頭中心線的垂直度及同軸度，同軸度應小于其外徑的1/1000。

（2）攪拌器組對、施焊、加工要點：1）胎具設計。 攪拌器組對、加工必須使用專用胎具，每組槳葉及筋板位置按攪拌器圖樣設計；2）組對施焊。應保證槳葉的中心層面里端與輪轂接合面對準，壓板螺栓固定，然后點焊-校正-對稱施焊，應避免焊接變形；3）精加工。 需保證外圓與內孔同心，質量對稱均勻。攪拌器制造完成后應逐件進行動平衡試驗合格。

5　組裝要點

加氫釜的運轉精度，除保證釜體凸緣及軸系各零部件的制作精度外，還要保證設備的組裝精度。（1）改進組裝試車工裝，設計制作組裝試車用工裝底座、平臺；（2）將加氫釜設備釜體豎立固定于工裝平臺上，將攪拌器先放入釜內。凸緣平面用水平儀找水平，以凸緣基準面為準，利用專用工裝，采用吊線墜的方法，檢查凸緣基準面與釜體的垂直度、同軸度至符合要求；（3）按軸上各件順序安裝軸承、聯軸節等，要點是調整好軸承間隙，符合標準要求；（4）以凸緣平面、凸臺外圓為定位基準，安裝減速機架。注意位置放正、間隙調勻；（5）將攪拌軸組件吊入釜內，注意耦合器與凸緣止口的間隙。正確安裝攪拌器；（6）安裝電機加減速機，要點是放正減速機座，調勻與連接法蘭的間隙；組對聯軸節，使減速機軸與攪拌軸的同軸度控制在0.05mm/m內；（7）盤車檢測上軸端處徑向跳動及下軸下端偏擺量符合圖樣。

6　試運轉要點

加氫釜在組裝后必須試運轉，以考查組裝的準確性和預先發現問題。嚴禁空載運轉。試運轉一般以容積70%水代料進行，試運轉時間應不少于2h，應無異常現象。然后釜內充水達到工作液面高度，并使釜內達到工作壓力狀態，進行帶載運轉。負載試運時間應不少于4h，并注意在負荷改變后各部件運轉情況的變化， 檢查以下指標符合圖樣要求：（1）電機的電流、電壓；（2）電機、減速機、外露軸承的溫升及發熱情況；（3）檢查（聽）電機、減速機有無異常聲響，釜體內攪拌是否平穩、有無噪聲；（4）用振動儀測量電機、減速機及釜體的振動情況。 總之，達到設備電流穩定，無不正常的噪音及震動、無泄漏、運動部件無嚴重磨損發熱，設備運轉安全、平穩。

7　結束語

從2000年開始山梨醇行業不斷發展壯大，對山梨醇加氫反應釜的日常維護、保養等越來越受到廠家的重視，這就對反應釜的標準化、系列化提出了越來越高的要求，本文能夠適應設備容積從2000L～30000L 不等，設計材料牌號為純不銹鋼或復合板S30408、S32168、 S31603等不同材質、不同接管法蘭管口及攪拌系統等的設計、制造。

［1］機械攪拌設備［J］.北京：中國計劃出版社，2014.

［2］攪拌與混合設備設計選用手冊［K］.北京：化學工業出版社，2004.

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