一、反應(yīng)設(shè)備
1.定義
在工業(yè)生產(chǎn)過程中，為化學(xué)反應(yīng)提供反應(yīng)空間和反應(yīng)條件的裝置稱為反應(yīng)設(shè)備或反應(yīng)器。
2.反應(yīng)設(shè)備的危險(xiǎn)性
反應(yīng)設(shè)備中的化學(xué)反應(yīng)需在一定的條件（壓力、溫度、催化劑等）下進(jìn)行。因此，反應(yīng)設(shè)備屬于維持一定壓力、完成化學(xué)反應(yīng)的壓力容器，通常還裝設(shè)一些加熱（冷卻）裝置、觸媒筐和攪拌器，以便于對反應(yīng)進(jìn)行控制。此外，由于涉及反應(yīng)器物系配置、投料速度、投料量、升溫冷卻系統(tǒng)、檢測、顯示、控制系統(tǒng)以及反應(yīng)器結(jié)構(gòu)、攪拌、安全裝置、泄壓系統(tǒng)等。
反應(yīng)設(shè)備具有較大的危險(xiǎn)性，易于引發(fā)各類事故，如檢修中未進(jìn)行徹底置換、違章動(dòng)火、物料性能不清、開車程序不嚴(yán)格、操作中超壓和泄漏造成的爆炸事故，因泄漏嚴(yán)重、違章進(jìn)入釜內(nèi)作業(yè)造成的中毒事故等。觸媒中毒、冷管失效也是常見的反應(yīng)器事故形式。
?。?）固有危險(xiǎn)性
①物料：化工反應(yīng)設(shè)備中的物料大多屬于危險(xiǎn)化學(xué)品，如果物料屬于自燃點(diǎn)和閃點(diǎn)較低的物質(zhì)，一旦泄漏后，會(huì)與空氣形成爆炸性混合物，遇到點(diǎn)火源（明火、火花、靜電等），可能引起火災(zāi)爆炸，如果物料屬于毒害品，一旦泄漏，可能造成人員中毒窒息。
?、谠O(shè)備裝置：反應(yīng)器設(shè)計(jì)不合理、設(shè)備結(jié)構(gòu)形狀不連續(xù)、焊縫布置不當(dāng)?shù)?，可能引起?yīng)力集中，材質(zhì)選擇不當(dāng)，制造容器時(shí)焊接質(zhì)量達(dá)不到要求，以及熱處理不當(dāng)?shù)?，可能使材料韌性降低。容器殼體受到腐蝕性介質(zhì)的侵蝕，強(qiáng)度降低或安全附件缺失等，均有可能使容器在使用過程中發(fā)生爆炸。
（2）操作過程危險(xiǎn)性
?、俜磻?yīng)失控引起火災(zāi)爆炸：許多化學(xué)反應(yīng)，如氧化、氯化、硝化、聚合等，均為強(qiáng)放熱反應(yīng)，若反應(yīng)失控或突遇停電、停水，造成反應(yīng)熱蓄積，反應(yīng)釜內(nèi)溫度急劇升高、壓力增大，超過其耐壓能力，會(huì)導(dǎo)致容器破裂，不穩(wěn)定的過熱液體會(huì)引起二次爆炸（蒸汽爆炸），噴出的物料再迅速擴(kuò)散，反應(yīng)釜周圍空間被可燃液體的霧滴或蒸汽籠罩，遇點(diǎn)火源還會(huì)發(fā)生三次爆炸（混合氣體爆炸），導(dǎo)致反應(yīng)失控的主要原因有反應(yīng)熱未能及時(shí)移出、反應(yīng)物料沒有均勻分散和操作失誤等。
②反應(yīng)容器中高壓物料竄入低壓系統(tǒng)引起爆炸：與反應(yīng)容器相連的常壓或低壓設(shè)備，由于高壓物料竄入，超過反應(yīng)容器承壓極限，從而發(fā)生物理性容器爆炸。
?、鬯魵饣蛩┤敕磻?yīng)容器發(fā)生事故：如果加熱用的水蒸氣、導(dǎo)熱油或冷卻用的水漏入反應(yīng)釜、蒸留釜，可能與釜內(nèi)的物料發(fā)生反應(yīng)，分解放熱，造成溫度、壓力急劇上升，物料沖出，發(fā)生火災(zāi)事故。
?、苷麴s冷凝系統(tǒng)缺少冷卻水發(fā)生爆炸：物料在蒸餾過程中，如果塔頂冷凝器冷卻水中斷，而釜內(nèi)的物料仍在繼續(xù)蒸餾循環(huán)，會(huì)造成系統(tǒng)由原來的常壓或負(fù)壓狀態(tài)變成正壓，超過設(shè)備的承受能力發(fā)生爆炸。
?、萑萜魇軣嵋鸨ㄊ鹿剩悍磻?yīng)容器由于外部可燃物起火，或受到高溫?zé)嵩礋彷椛?，引起容器?nèi)溫度急劇上升，壓力增大發(fā)生沖料或爆炸事故。
?、尬锪线M(jìn)出容器操作不當(dāng)引發(fā)事故：很多低閃點(diǎn)的甲類易燃液體通過液泵或抽真空的辦法從管道進(jìn)入反應(yīng)釜、蒸餾釜，這些物料大多數(shù)屬絕緣導(dǎo)電性較差，如果物料流速過快，會(huì)造成積聚的靜電不能及時(shí)導(dǎo)除，發(fā)生燃燒爆炸事故。
3.反應(yīng)器安全運(yùn)行的基本要求
?。?）必須有足夠的反應(yīng)容積，以保證設(shè)備具有一定的生產(chǎn)能力。保證物料在設(shè)備中有足夠的停留時(shí)間，使反應(yīng)物達(dá)到規(guī)定的轉(zhuǎn)化率。
?。?）有良好的傳質(zhì)性能，使反應(yīng)物料之間或與催化劑之間達(dá)到良好的接觸。
?。?）適當(dāng)?shù)臏囟认逻M(jìn)行。
?。?）有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和耐腐蝕能力，并要求運(yùn)行可靠，經(jīng)濟(jì)適用。
?。?）在滿足工藝條件的前提下，結(jié)構(gòu)盡量合理，并具有進(jìn)行原料混合和攪拌的性能，易加工。
?。?）材料易得到，價(jià)格便宜。
?。?）操作方便，易于安裝、維護(hù)和檢修。
二、換熱設(shè)備
1.定義
在工業(yè)生產(chǎn)中，為了工藝流程的需要，往往需要進(jìn)行各種不同方式的熱量變換，如加熱、冷卻、蒸發(fā)和冷凝等，換熱器就是用來實(shí)現(xiàn)上述熱量交換與傳遞的設(shè)備。通過各種設(shè)備，以便使熱量從溫度較高的流體傳遞給溫度較低的流體，以滿足生產(chǎn)工藝的需要。換熱器在化工生產(chǎn)中起著非常重要的作用，它對于裝置的安穩(wěn)長期運(yùn)行和熱能有效利用的經(jīng)濟(jì)性等方面都有很大的影響。
2.常見故障及預(yù)防措施
?。?）管束故障
管束的腐蝕、磨損造成管束泄漏或者管束內(nèi)結(jié)垢造成堵塞引起故障。為了提高傳熱效果，防止管束腐蝕或堵塞，采取了以下幾種方法：
?、賹鋮s水進(jìn)行添加阻垢劑并定期清洗。
?、诒３止軆?nèi)流體流速穩(wěn)定。如果流速增大，則導(dǎo)熱系數(shù)變大，但磨損也會(huì)相應(yīng)增大。
?、圻x用耐腐蝕性材料（不銹鋼、銅）或增加管束壁厚的方式。
?、墚?dāng)管的端部磨損時(shí)，可在入口200mm長度內(nèi)接入合成樹脂等保護(hù)管束。
?。?）振動(dòng)造成的故障
造成振動(dòng)的原因包括：由泵、壓縮機(jī)的振動(dòng)引起管束的振動(dòng)；由旋轉(zhuǎn)機(jī)械產(chǎn)生的脈動(dòng)；流人管束的高速流體（高壓水、蒸汽等）對管束的沖擊。降低管束的振動(dòng)常采用以下方法：
?、俦M量減少開停車次數(shù)。
?、谠诹黧w的入口處，安裝調(diào)整槽，減小管束的振動(dòng)。
?、蹨p小擋板間距，使管束的振幅減小。
④盡量減小管束通過擋板的孔徑。
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