Thi?t b? tr?n thu?c tr? sau d??c ph?m

Trong các ngành công nghiệp hóa chất tốt, dược phẩm và thuốc trừ sâu, các hoạt động của các đơn vị liên quan rất đa dạng và có đặc điểm riêng. Quá trình vật lý thông thường như chưng cất, làm mát, hòa tan, cô đặc và một số phản ứng đồng nhất được kiểm soát bởi động lực học, khuấy không phải là yếu tố kiểm soát, thiết bị khuấy chung (chẳng hạn như nồi hấp thủy tinh tráng men tiêu chuẩn) có thể đáp ứng các yêu cầu công nghệ, trọng tâm của thiết kế tập trung nhiều hơn vào kích thước tiêu thụ năng lượng và chi phí mua lại cao và thấp.

Tuy nhiên, hầu hết các đơn vị hoạt động quá trình khuấy thiết bị vẫn cần phải được thiết kế chuyên nghiệp, các quá trình này bao gồm nitrat hóa liên tục, clo hóa, thêm, ngưng tụ, thay thế, flo hóa, acyl hóa, sulfonic hóa, ammonia phân, oxy hóa, chiết xuất, tinh thể, thủy phân, rửa nước và như vậy, làm thế nào để nắm bắt các quá trình công nghệ khác nhau của vấn đề cốt lõi để thiết kế máy khuấy mục tiêu, là cần phải dựa vào kinh nghiệm kỹ thuật lâu dài và chuyên môn phong phú. Ban đầu xem xét các máy khuấy này, không chỉ là một vấn đề thiết bị, mà còn là một vấn đề quá trình, chỉ khi bạn biết quá trình quá trình, nắm bắt các vấn đề cơ bản, để các đặc tính hóa học của phản ứng và đặc tính truyền của lò phản ứng phù hợp với nhau, bạn có thể làm cho hiệu ứng quá trình * hóa.

◇Phản ứng Nitrat hóa liên tục

Lấy quá trình nitrat hóa axit hỗn hợp liên tục của benzen, chlorobenzen và toluene làm ví dụ, số lượng hàng loạt của lò phản ứng, khối lượng nồi hấp đơn, tỷ lệ đường kính dài, ống trao đổi nhiệt tích hợp, loại khuấy, khối lượng tuần hoàn, khối lượng cắt, dòng chảy và các thông số khác được thiết kế trên cơ sở động lực học phản ứng, để có được sự phân bố thời gian lưu trú lý tưởng và tỷ lệ chuyển đổi. Ngoài ra, thiết kế khuấy cũng cần xem xét: 1, khả năng truyền nhiệt tương ứng với tỷ lệ chuyển đổi, trong cùng một khu vực truyền nhiệt và nhiệt độ phản ứng, nó phụ thuộc vào hệ số truyền nhiệt, và hệ số truyền nhiệt cao và thấp liên quan chặt chẽ đến thiết kế khuấy; 2, kích thước của khối lượng cắt, khối lượng cắt quá lớn, tiêu thụ năng lượng cao và làm cho quá trình tách dầu và nước tiếp theo gây khó khăn, khối lượng cắt quá nhỏ, ảnh hưởng trực tiếp đến mức độ phân tán pha dầu nước, dẫn đến tốc độ phản ứng giảm.

◇Phản ứng clo

Việc clo hóa các chất hữu cơ (chẳng hạn như các hydrocacbon thơm, các hợp chất dị vòng) hầu hết sử dụng phương pháp hoạt động không liên tục của nồi hấp, do sự hiện diện của phản ứng clo hóa đa cấp và sự khác biệt nhỏ về năng lượng kích hoạt của mỗi phản ứng, tỷ lệ chuyển đổi nguyên liệu, chọn lọc các sản phẩm mục tiêu, việc sử dụng clo qi và thời gian phản ứng giữa bốn điều này có vẻ khó khăn hơn.

Tối ưu hóa máy khuấy, tăng tỷ lệ đường kính dài của lò phản ứng là một phương pháp hiệu quả, có thể cải thiện mức độ phân tán clo-qi, làm cho phản ứng nhanh hơn, thời gian lưu trú của clo-qi kéo dài cũng có thể cải thiện việc sử dụng clo-qi ở một mức độ nhất định, tuy nhiên, vẫn có thể có hơn 10% clo-qi bị lãng phí.

Lò phản ứng khuấy được thiết kế bởi Công ty Harazheng với hoạt động liên tục song song nồi hấp có thể giải quyết những vấn đề này rất tốt:

1. Nồi hấp và nồi hấp có thể được thực hiện trong các điều kiện phản ứng khác nhau, cung cấp khả năng cải thiện tính chọn lọc;

2. Nồi hấp đầu tiên không theo đuổi việc sử dụng clo qi, có thể cải thiện tốc độ thông qua clo, rút ngắn thời gian phản ứng và cải thiện tỷ lệ chuyển đổi;

3. Sau khi kết thúc phản ứng của nồi hấp đầu tiên, nồng độ nguyên liệu thô của nồi hấp vẫn cao và clo qi không dễ bị tràn, do đó, việc sử dụng clo qi được cải thiện lên hơn 99%.

Tất nhiên, quá trình này cũng có thể áp dụng quy trình liên tục ba nồi hấp, làm cho công suất lớn hơn và hoạt động dễ dàng hơn.

Tóm lại, thiết kế hợp lý của máy khuấy là rất quan trọng, cho dù đó là liên tục nồi hấp, liên tục nồi hấp đôi hoặc quá trình liên tục ba nồi hấp.

◇Phản ứng oxy hóa

Phản ứng oxy hóa oxy tinh khiết thích hợp để sử dụng lò phản ứng khuấy tự hút, nội dung liên quan được nêu chi tiết "Hydrogen xúc tác lỏng và các công nghệ và thiết bị phản ứng khí lỏng khác", khác với hydrogen xúc tác, độ tinh khiết oxy nói chung không cao như hydro, lò phản ứng oxy hóa tự hút vẫn cần một lượng nhỏ liên tục rỗng để tránh làm giàu khí trơ. Tất nhiên, cũng có một số lò phản ứng lớn có nồng độ nguyên liệu thấp, tiêu thụ oxy thấp và áp suất phản ứng thấp sử dụng kiểu kết hợp tuabin với cánh quạt lưu lượng cánh quạt rộng nhiều lớp, chẳng hạn như lò phản ứng oxy hóa glyphosate kép 80m3 để tạo ra glyphosate.

Lò phản ứng oxy hóa không khí không nên sử dụng lò phản ứng khuấy tự hút, lý do là nồng độ nitơ cao trong không khí nhanh chóng được làm giàu trong không gian pha khí, lưu thông giữa pha khí và pha lỏng về cơ bản là nitơ, phản ứng oxy hóa nhanh chóng kết thúc. Do đó, lò phản ứng oxy hóa không khí nên sử dụng lò phản ứng khuấy nhiều lớp có đường kính dài tương đối lớn. Đối với thiết kế của máy khuấy, nó liên quan chặt chẽ đến các yếu tố như độ nhớt của hệ thống, lượng thông khí, áp suất phản ứng, khó thu hồi dung môi trong khí thải và yêu cầu nồng độ oxy trong khí thải.

◇Phản ứng nhanh

Đối với một số phản ứng có tốc độ phản ứng rất nhanh, để kiểm soát tốc độ phản ứng, nhiệt độ phản ứng và hàm lượng tạp chất, một trong những nguyên liệu phản ứng sử dụng phương pháp nhỏ giọt (hoặc dòng chảy) để làm cho phản ứng tương đối dịu đi. Phương pháp này rất hiệu quả nhưng vẫn có những nhược điểm:

1. Khi các thành phần nhỏ giọt chiếm tỷ lệ phần trăm thể tích cao hơn, mức vật liệu của lò phản ứng thay đổi rất nhiều. Tình hình dòng chảy của vị trí nhỏ giọt bề mặt cũng thay đổi rất nhiều. Tốc độ khuếch tán của nồng độ nguyên liệu thô giảm khi bề mặt chất lỏng tăng;

2. Khi khả năng lưu thông của máy khuấy không đủ, nồng độ nguyên liệu của vị trí thả quá cao, tốc độ phản ứng cục bộ quá nhanh, phản ứng dễ dàng hình thành điểm nóng, quá nóng cục bộ khiến phản ứng phụ khó kiểm soát.

3. Một số phản ứng nhanh, sau khi nhỏ giọt do kết tủa của các chất tạo ra dẫn đến độ nhớt của hệ thống tăng lên, tại thời điểm này các thành phần nhỏ giọt khó khuếch tán hơn, đặc biệt là trong chất lỏng giả dẻo.

Thiết kế ban đầu của những máy khuấy phản ứng nhanh này có chỗ độc đáo, ý tưởng chủ đạo là làm thế nào để phân tán nhanh chóng các thành phần nhỏ giọt thông qua thiết kế hợp lý, loại bỏ các điểm nóng của phản ứng. Đồng thời, còn cần tối ưu hóa vị trí cộng đồng, phương thức cộng đồng, một số phản ứng nhanh còn cần pha loãng độ cột độ ban đầu của cộng đồng.

◇Kết tinh

Kết tinh là quá trình kết tủa chất tan từ dung dịch, có hai phương pháp làm bay hơi kết tinh cô đặc và làm mát kết tinh.

Trong các lĩnh vực hóa chất tốt, dược phẩm và thuốc trừ sâu, kết tinh không chỉ là phương tiện tách chất tan khỏi dung dịch, mà còn là một phương pháp tinh chế quan trọng, điều này làm cho việc thiết kế nồi hấp tinh thể trở nên khó khăn hơn nhiều.

Vì vậy, thiết kế của nồi pha tinh thể khuấy phải xem xét nhiều yếu tố:

1. Khả năng tuần hoàn đầy đủ để duy trì sự lơ lửng của các hạt, sự đồng nhất của nồng độ hòa tan, sự đồng nhất của nhiệt độ;

2. Khả năng cắt thấp, giảm thiệt hại cho hình dạng tinh thể;

3. Cải thiện độ hoàn thiện của các bức tường bên trong và các thành phần bên trong của nồi hấp, giảm chất dính của nồi hấp;

4. Khi không thể tránh dính nồi hấp, có thể xem xét sử dụng khuấy tường cạo;

5. Giảm chênh lệch nhiệt độ truyền nhiệt, giữ cho dung dịch ở độ bão hòa thấp hơn, tỷ lệ tăng trưởng tinh thể so với tốc độ tạo hạt nhân tinh thể lớn hơn, tinh thể kết quả lớn hơn, hình dạng tinh thể cũng hoàn chỉnh hơn, độ tinh khiết của sản phẩm cao.

◇Phân tán chất lỏng

Sự phân tán chất lỏng tồn tại trong nhiều dự án quy trình, chẳng hạn như thủy phân, chiết xuất, rửa nước, v.v. Mục đích của khuấy là phân tán pha phân tán đồng đều trong pha liên tục dưới dạng giọt nhỏ nhất có thể, để tăng diện tích truyền khối lượng và rút ngắn thời gian hoạt động.

Máy khuấy phân tán chất lỏng thường được sử dụng với mái chèo tuabin cắt cao. Đã có phương pháp trưởng thành để tính toán tốc độ quay tới hạn biến mất của giao diện hai pha, diện tích giao diện hai pha, kích thước giọt phân tán. Sự khác biệt về mật độ, độ nhớt và độ căng giao diện giữa hai pha là ba thông số quan trọng của ZUI.

Máy khuấy phân tán chất lỏng được thiết kế theo phương pháp trên, tốc độ quay hoạt động cao hơn nhiều so với tốc độ quay tới hạn, tiêu thụ năng lượng thường tương đối cao, đặc biệt là thiết bị có tỷ lệ đường kính dài lớn và khối lượng lớn, thiết lập mái chèo cắt nhiều lớp làm tăng mức tiêu thụ năng lượng một lần nữa.

Máy khuấy phân tán dịch được thiết kế ban đầu trong khi đảm bảo hiệu quả công nghệ cũng rất quan tâm đến tiêu thụ năng lượng. Sử dụng một lớp đường kính nhỏ hơn tua bin tốc độ cao và đặt nó gần giao diện là một phương pháp tiết kiệm năng lượng, nhưng cũng có thể đảm bảo hiệu quả công nghệ, khi đường kính dài của thiết bị tương đối lớn, có thể thiết lập một lớp tua bin dòng chảy trong pha liên tục, để bù đắp cho phạm vi tác dụng của tua bin không thể lan truyền đến toàn bộ pha lỏng khiếm khuyết, và tiêu thụ năng lượng của tua bin dòng chảy chỉ là 10%~20% của tua bin.

◇Đình chỉ chất lỏng rắn

Có hai tình huống trong hệ thống treo chất rắn đòi hỏi thiết kế đặc biệt: một là hệ thống treo phù sa có hàm lượng rắn cao, mái chèo dòng trục nói chung sẽ thất bại, mái chèo lá hồ quang SP306 tích cực ban đầu được phát triển đặc biệt cho quá trình này, phù hợp với hệ thống có hàm lượng rắn lên đến 35%~65%, đặc biệt là do các hạt rắn nhỏ và hệ thống treo tạo ra độ nhớt nhất định, trong trường hợp có một lượng nhỏ khí cũng có thể được áp dụng. Một loại bột kim loại đình chỉ, chẳng hạn như quá trình giảm bột sắt, quá trình giảm với niken xương làm chất xúc tác, quá trình khử hydro với đồng làm chất xúc tác, quá trình sản xuất thiếc hữu cơ, vv, sự khác biệt lớn về mật độ của kim loại và pha lỏng dẫn đến khó khăn đình chỉ, khuấy cũng dễ bị mài mòn hoặc ăn mòn, hầu hết các loại khuấy trong dòng SP ban đầu miễn là thiết kế hợp lý có thể thích ứng với dịp này, lưỡi dao cũng có thể thực hiện các biện pháp cứng bề mặt, lớp lót và các biện pháp khác để chống mài mòn và ăn mòn.