解讀高壓反應(yīng)釜的溫度特性和溫度控制方式

解讀高壓反應(yīng)釜的溫度特性和溫度控制方式

高壓反應(yīng)釜是水解反應(yīng)、中和反應(yīng)、結(jié)晶反應(yīng)、蒸餾反應(yīng)、蒸汽反應(yīng)、聚合反應(yīng)和各種恒溫反應(yīng)等綜合反應(yīng)的設(shè)備容器。

高壓反應(yīng)釜廣泛應(yīng)用于石油、化工、橡膠、農(nóng)藥、染料、醫(yī)藥、食品等行業(yè)，用于完成磺化、硝化、氫化、烴化、聚合、縮合等工藝，以及有機(jī)染料和中間體的許多其他工藝。

高壓反應(yīng)釜的溫度問(wèn)題，是很多客戶都會(huì)關(guān)注的問(wèn)題。它對(duì)生產(chǎn)的正常進(jìn)行有著重要的影響。今天，我們來(lái)說(shuō)說(shuō)高壓反應(yīng)釜的溫度特性和溫度控制問(wèn)題。

高壓反應(yīng)釜內(nèi)的工作溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)有極大的影響。在分析對(duì)象的特性時(shí)，為了方便分析，我們做了很多簡(jiǎn)化和假設(shè)，比如忽略了熱交換中的能量損失，忽略了反應(yīng)過(guò)程中許多復(fù)雜的化學(xué)現(xiàn)象和不確定性。事實(shí)上作為被控對(duì)象的反應(yīng)釜工作溫度與一般的工業(yè)對(duì)象對(duì)比，主要有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：

一是非線性。對(duì)于一個(gè)溫度過(guò)程系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，有三種傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射形式，但在不同階段，各種傳熱形式的比例是不同的。事實(shí)上，只有一維導(dǎo)熱才能被視為線性，輻射熱是問(wèn)題的四次方函數(shù)，受多種因素的影響，一般是非線性的。

在整個(gè)溫度區(qū)域，被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)參數(shù)隨著溫度的變化而變化。在工作點(diǎn)附近的小溫度范圍內(nèi)，其動(dòng)態(tài)特性可視為近似線性。針對(duì)被控對(duì)象的上述特點(diǎn)，應(yīng)綜合考慮系統(tǒng)的魯棒性和快速性的要求，提高溫度測(cè)量的精度和測(cè)量穩(wěn)定性。最終設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)出可靠性、穩(wěn)定性好，系統(tǒng)的性價(jià)比高的控制器。

二是時(shí)滯性。在反應(yīng)過(guò)程中，伴隨著強(qiáng)烈的熱效應(yīng)，導(dǎo)致高壓反應(yīng)釜內(nèi)溫度急劇升高，然后在夾套中用液氮帶走多余的熱量，從而降低釜內(nèi)溫度。但由于反應(yīng)釜內(nèi)外熱交換主要依靠反應(yīng)釜的間壁進(jìn)行熱傳導(dǎo)，內(nèi)壁加熱整個(gè)釜也需要一定的時(shí)間，導(dǎo)致系統(tǒng)表現(xiàn)出很大的時(shí)滯效應(yīng)。

三是時(shí)變性。高壓反應(yīng)釜的溫度控制特性主要取決于釜內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的強(qiáng)度，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程具有明顯的時(shí)變性，從初始加熱、中間恒溫到最終冷卻。并且，就某一個(gè)具體的階段而言，由于化學(xué)反應(yīng)的速度不穩(wěn)定，導(dǎo)致過(guò)程的增益、慣性時(shí)間和純滯后也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。

非線性、時(shí)滯性和時(shí)變性是高壓反應(yīng)釜的三大溫度特性，我們又該如何控制高壓反應(yīng)釜的溫度呢?

高壓反應(yīng)釜一般都有攪拌器，保證反應(yīng)釜內(nèi)溫度均勻。高壓反應(yīng)釜的溫度控制分為兩種:加熱和冷卻(視內(nèi)部是放熱反應(yīng)還是吸熱)。加熱采用蒸汽、熔鹽或其他加熱介質(zhì)，冷卻一般為冷卻水或其他介質(zhì)。無(wú)論是加熱還是冷卻，都采用加熱或冷卻介質(zhì)的流量控制，手動(dòng)開(kāi)關(guān)閥門(mén)，或通過(guò)控制器控制加熱和冷卻介質(zhì)的調(diào)節(jié)閥來(lái)控制自動(dòng)控制的溫度顯示信號(hào)。

高壓反應(yīng)釜是一種具有高壓操作的反應(yīng)容器，在高壓反應(yīng)釜通常情況下與高溫工作條件相連接。所以該類反應(yīng)釜在工作中除了壓力狀況需要控制之外，加熱和冷卻也是要特別注意的地方。具體如下：

如果高壓反應(yīng)釜配有磁力攪拌器，那在反應(yīng)過(guò)程中當(dāng)溫度到達(dá)100度以上時(shí)，必須向攪拌器通入冷卻水，避免溫度過(guò)高損壞攪拌器。

高壓反應(yīng)釜在工作過(guò)程中禁止升溫過(guò)快或急速冷卻，以防過(guò)大的溫度變化使反應(yīng)釜釜體造成裂紋。

高壓反應(yīng)釜反應(yīng)結(jié)束后，先進(jìn)行冷卻降溫，再放出高壓反應(yīng)釜內(nèi)的高壓氣體，使壓力降至常壓，然后將主螺栓對(duì)稱均等地旋松卸下。