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根据物料腐蚀性合理选择反应釜防腐涂层

2017-11-13 17:21:40      点击:
反应釜在有机化工生产和精细化工生产中应用十分广泛。不但用于酯化反、皂化反应应这样的均相反应系统,而且广泛用于除气相反应以外的几乎所有反应系统如,气液式、液液、液固、气液固、气固等。曾经作为军用毒剂的光气就是在反应釜中,以活性炭为催化剂,由一氧化碳和氯气合成的。反应釜易于清洗,一套设备可以生产多个品种。可以间歇操作,也可以连续操作;连续操作时既可以单釜使用又可以多釜串联使用。间歇操作的反应釜适用于反应速率慢的场合,如聚合、发酵等过程,实验室中应用也较广泛。用于处理腐蚀性物料时,反应釜内需作防腐处理,如采用衬铅、橡胶、玻璃钢等,最常见的为搪瓷釜和不锈钢釜,搅拌器亦应作防腐处理。

图(1)由于没有正确选择防腐涂层,反应釜内壁已经严重腐蚀,随时可能泄漏
反应釜是广泛应用于石油,化工,橡胶,农药,染料,医药,食品,用来完成硫化,氢化,硝化,聚合,缩合等工艺过程的压力容器。在连续使用过程中,腐蚀问题始终是限制其到达正常使用寿命的瓶颈之一。防止反应釜或降低反应釜的腐蚀速度是有待解决的问题。 
一、反应釜设计上应该充分考虑结构的合理性及其选材的适用性等。
在结构上,应尽量减少易滞留腐蚀介质的空间,同时增加介质的流动性。特别是水平面上的封闭式接管,如人孔等,这些管孔尽量设计在垂直的表面上。
因为在反应釜的釜体顶部一般都是以气相介质存在,在人孔圈这一部分空间里,介质相对静止,介质蒸汽里的液滴倒挂在容器壁上,形成了一个局部腐蚀环境,液滴中活性离子在此表面附着,形成一个孔蚀起始点,以后孔蚀逐渐发展起来,因为这是比较有效的方法减少腐蚀。
1、反应釜壳体部分的结构主要包括筒体、底、盖(或称封头)手孔、或人孔、视镜及各种各种工艺接管口等。反应釜的筒体皆为圆筒形,所有人孔、手孔视镜及各种各种工艺接管口,除出料口外,一律开在顶盖上。
2、反应釜安装搅拌器的作用是加强物料的均匀混合,强化釜内的传热和传质过程。搅拌器的选型主要根据物料性质、搅拌目的的及各种搅拌器的性能特征来进行。

图(2)北京耐默公司刘工正在现场修复反应釜腐蚀
(1)按物料黏度选型
由于液体的黏度对搅拌状态有很大影响,所以根据搅拌介质黏度大小来选型是一种基本的方法。
(2)按搅拌目的选型
根据搅拌过程的目的与搅拌器造成的流动状态判断该过程所使用的桨型,是一种比较合理的方法。
在一般情况下,对低黏性均相液体混合,可选用任何形式的搅拌器;对非均相液体分散混合,选用旋桨式、涡轮式搅拌器为好;在有固体悬浮物存在,固液密度差较大时,选用涡轮式搅拌器,固液密度差较小时,选用桨式搅拌器;对于物料黏性很大的液体混合,可选用锚式搅拌器;对需要有更大搅拌强度或需使搅拌液体做上、下翻腾运动的情况,可根据需要在反应器内再装设横向或竖向挡板及导向筒等。
根据酸碱的浓度不同,腐蚀氧化强度也不同,尤其是盐酸、硝酸、硫酸等强酸;氢氧化钠、氢氧化钾等强碱。只有隔绝酸碱与反应釜的直接接触,才能避免酸碱对反应釜的腐蚀,这就要求反应釜防腐涂料具有致密的涂层。
二、在各金属的链接出,应加工得更光滑圆润些,如情况允许,可以把反应釜进行钝化处理,经过钝化处理的反应釜能够使得致密的钝化膜更有效的防止腐蚀。
静止的搅拌釜封头和转动的搅拌轴之间设有搅拌轴密封装置,简称轴封,以防止釜内物料泄漏。轴封装置主要有填料密封和机械密封两种,还可用新型密封胶密封。填料箱密封结构简单,填料装卸方便,但使用寿命较短,难免微量泄漏。机械密封结构较复杂,但密封效果甚佳。
轴封用来防止釜的主体与搅拌轴之间的泄漏,为动密封结构,主要有填料密封和机械密两种。
1、填料密封
填料箱由箱体、填料油环、衬套压盖和压紧螺栓等零件组成,旋转压紧螺栓时,压盖压紧填料,使填料变形紧贴在轴表面上,达到密封目的。在化工生产中,轴封容易泄漏,一旦有毒气体逸出会污染环境,因而需控制好压紧力。压紧力过大,轴旋转时轴与填料间摩擦增大,会使磨损加快,在填料处定期加润滑剂,可减少摩擦,并能‘少因螺栓压紧力过大而产生的摩擦热。填料要富有弹性,有良好的耐磨性和导热性。填料的弹性变形要大,使填料紧贴转轴,对转轴产生收缩力的同时还要求填料有足够的圈数。
使用中由于磨损应适当增补填料,调节螺栓的压紧力,以达到密封效果。填料压盖要防止歪斜。有的设备在填料箱设有冷却夹套,防止填料摩擦发热。

图(3)反应釜生产车间是化工行业腐蚀最严重的区域
(二)机械密封
机械密封在反应釜上已广泛应用,它的结构类型很多,但其工作原理和基本结构是相同的。
机械密封是由动环、静环、弹簧加荷装置(弹簧、螺栓、螺母、弹簧座 及辅助密封圈4个部分组成。由于弹簧力的作用使动环紧紧压在静环上,轴旋转时,弹簧座、弹簧、弹簧压板、动环等零件随轴一起转动,而静环则紧紧固定在座架上静止不动,动环与静环相接触的环形密封端面阻止了物料的泄漏。机械密封结构较复杂,但密封效果甚佳。
三、反应釜腐蚀的防治措施 
1、针对孔蚀问题:应充分考虑反应釜设计的合理性和选材的适用性,应尽量减少易滞留腐蚀介质的空间,增加反应釜内介质的流动性,同时,各金属连接处应加工的圆滑些。 
2、对于下封头应力腐蚀:应去除反应釜上的夹套或改善夹套结构,夹套内水中含氯离子浓度要低,并且对高压反应釜做喷丸处理。 
3、应对不锈钢试样进行阳极氧化处理实验,使不锈钢表面钝化,减少表面的不均匀性。 
4、应采用涂敷有机涂层对反应釜进行防腐。