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)釜是一種能進(jìn)行綜合反應(yīng)的設(shè)備容器，比如水解反應(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)和各種的恒溫反應(yīng)等。

高壓反應(yīng)釜廣泛用于石油、化工、橡膠、農(nóng)藥、染料、醫(yī)藥和食品等行業(yè)，用以完成磺化、硝化、氫化、烴化、聚合、縮合等工藝過程，以及有機(jī)染料和中間體的許多其它工藝過程的反應(yīng)設(shè)備。

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

高壓反應(yīng)釜內(nèi)的工作溫度對化學(xué)反應(yīng)有極大的影響。在分析對象的特征時(shí)，有許多簡化和假設(shè)，以便于分析，例如忽略熱交換中的能量損失，忽略反應(yīng)過程中許多復(fù)雜的化學(xué)現(xiàn)象和不確定性。事實(shí)上作為被控對象的反應(yīng)釜工作溫度與一般的工業(yè)對象對比，主要有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：

一是非線性。對于一個(gè)溫度過程系統(tǒng)，沒有傳導(dǎo)、對流和輻射三種形式的傳熱，但在不同不同階段的比例不同。事實(shí)上，只有一維導(dǎo)熱可以看作是線性的，輻射熱量是問題的四次方函數(shù)，對流傳熱受多種因素的影響，一般也是非線性的。

在整個(gè)溫區(qū)內(nèi)，被控對象的動(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)特性可以看成近似線性的。針對被控對象的上述特點(diǎn)，應(yīng)綜合考慮系統(tǒng)的魯棒性和快速性的要求，提高溫度測量的精度和測量穩(wěn)定性。最終設(shè)計(jì)和開發(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)過程中伴有很強(qiáng)的熱效應(yīng)，導(dǎo)致高壓反應(yīng)釜內(nèi)溫度急劇升高，此后在夾套中通以液態(tài)氮帶走多余的熱量，以使釜內(nèi)溫度降低。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)釜的溫度控制分升溫和降溫兩種(視內(nèi)部是放熱反應(yīng)還是吸熱)，升溫采用蒸汽、熔鹽或者其他加熱介質(zhì)，降溫一般是冷卻水或者其他介質(zhì)，不論加熱或者降溫都是采取加熱或者冷卻介質(zhì)流量控制，手動(dòng)開關(guān)閥門，或者用自動(dòng)控制采用溫度顯示信號通過控制器控制加熱、冷卻介質(zhì)的調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)流量來控制。

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，避免溫度過高損壞攪拌器。

高壓反應(yīng)釜在工作過程中禁止升溫過快或急速冷卻，以防過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，然后將主螺栓對稱均等地旋松卸下。