12.11. Эксплуатация реакционного оборудования.

Реакторы предназначены для проведения химических реакций и отличаются большим разнообразием. Как правило, для проведения того или иного процесса рекомендуется своя конструкция реактора. Основным эксплуатационным параметром для реакционных аппаратов является температура. При отклонении температуры от заданного значения реакция может пойти в другом направлении, что может привести к непредсказуемым последствиям. Во избежание аварийных ситуаций связанных с изменением температуры, в реакционных аппаратах решаются вопросы реорганизации теплообмена в зависимости от типа процесса: экзо или эндотермическая реакция. Для регулирования температуры в реакторах используют различные встроенные или выносные теплообменники или теплообменные элементы, используемые подачу холодного газа, в реакционное пространство или регулируют, соотношение количество и температуры в компонентах сырьевой смеси.

Оформление реакционных аппаратов зависит от ряда факторов:

1. От агрегатного состояния реакционной смеси. Здесь выделяют аппараты для проведения жидкостных реакций, газовых, газожидкостных и реакций протекающих в газовой фазе на твердом катализаторе.

б) От наличия катализатора – каталитические и не каталитические. Каталитические процессы в свою очередь подразделяются в зависимости от состояния катализатора: реакция протекает в не подвижном слое катализатора, в псевдоожижином слое и с использованием движущего слоя катализатора.

в) Реакции подразделяются в зависимости от теплового эффекта. Экзотермические (выделение тепла) и эндотермические (поглощение тепла).

При оформлении реакционных аппаратов нужно предусматривать отвод и подвод тепла в зону реакции.

12.12. Эксплуатация реакционных аппаратов для жидкостных процессов.

Для проведения жидкостных реакций чаще всего используют реакционные аппараты с мешалками. Наиболее распространенный тип реактора - кубовый реактор с мешалкой и рубашкой различных типов. Кроме того, используют реакторы колонного типа, разбитые по высоте на ряд секции, в каждой из которой происходит перемешивание и теплообмен. Используются также горизонтальные секционные аппараты, разбитые на ряд секции по длине аппарата. Для организации теплообмена в аппарате чаще всего используют рубашки. Для реакций, протекающих с большим тепловым эффектом можно использовать аппарат с трубками Фильда.

При эксплуатации аппаратов с мешалками необходимо следить за герметичностью аппарата, а именно в узлах соединения вала с крышкой аппарата. Для обеспечения герметичности используют сальниковые или торцевые уплотнения. Перемешивающие устройства, используемые в этих аппаратах, могу быть различной конструкции. Чаще всего это мешалки (лопастные, якорные, турбинные и т. д. ).Для поддержания необходимой температуры по всему объему аппарата необходимо обеспечить интенсивное перемешивание и подвод или отвод тепла. Помимо рубашек различных конструкций могут использоваться встроенные внутренние теплообменники. Это трубчатые аппараты или наружные змеевиковые. Выбор материала аппарата и способа уплотнения необходимо производить с учетом агрессивности среды. При выборе типа перемешивающего устройства необходимо учитывать характер процесса и возможные изменения свойств реакционной массы и допустимых параметров процесса (увеличение вязкости, образование коллоидных отложений). При проведении реакции, связанной с полимеризацией, когда полимеризация является не желательным процессом, в этом случай можно добавлять ингибиторы полимеризации. Процессы полимеризации необходимо проводить очень осторожно, так чтобы не допустить резкого нарастания молекулярной массы образующихся полимеров, что может привести к закупорки и забивки аппарата. Это может привести также к выходу из строя перемешивающих устройств.