精細化工反應(yīng)器及車間工藝設(shè)計

精細化工反應(yīng)器及車間工藝設(shè)計隨著精細化工行業(yè)的蓬勃發(fā)展，化工類產(chǎn)品的種類也在逐漸增多。每種化工產(chǎn)品都有其相應(yīng)的生產(chǎn)流程和反應(yīng)器皿，需要結(jié)合其化學(xué)反應(yīng)特征經(jīng)過精細化的工藝設(shè)計后才能進行生產(chǎn)操作。反應(yīng)器操作原則是否合理、工藝流程設(shè)計是否科學(xué)都與化工產(chǎn)品最終的獲得率及產(chǎn)品質(zhì)量有密切關(guān)聯(lián)?；ぎa(chǎn)品精細化反應(yīng)特點化工產(chǎn)品的精細化反應(yīng)涉及到的化學(xué)反應(yīng)種類更為復(fù)雜，反應(yīng)的類型多為鏈式、平行等有機反應(yīng)類型，所產(chǎn)生的化工生成物也不僅包括我們的所需產(chǎn)品，另外還包括部分副產(chǎn)品。在確定好化工產(chǎn)品的精細化生產(chǎn)路徑及合適的反應(yīng)容器后，需要考慮如何實現(xiàn)最終目標產(chǎn)品生產(chǎn)的最優(yōu)化，盡可能減少副產(chǎn)品的生成?；ぎa(chǎn)品精細化合成時由于化工原料不同，整個反應(yīng)過程也不同使整個反應(yīng)過程形成液固、液液非均相等的多種非羅相系統(tǒng)。從這種非均相反系統(tǒng)出發(fā)，要求在化工產(chǎn)品精細化生產(chǎn)及反應(yīng)器的設(shè)計中充分考慮傳質(zhì)問題。由于大部分精細化化工產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中都會伴隨大量熱量的釋放，整個精細化化工反應(yīng)過程熱效應(yīng)大。因此，為了有效的進行溫度控制，保證反應(yīng)容器具備較好的導(dǎo)熱效果，否則一旦熱量在反應(yīng)容器中聚集可能引發(fā)爆炸，導(dǎo)致產(chǎn)生安全事故。精細化工反應(yīng)器的類型及其操作類別2.1精細化工反應(yīng)器的類型按照精細化工反應(yīng)器外形特征可將反應(yīng)器具體分為立式、臥式、管式、塔式、固定床式、流化床式、噴射型、泵式等多種類型。各種類型按其結(jié)構(gòu)特點又可進一步細分：立式還可分為帶橢圓底或折邊球型、帶錐形底型以及半球形底;臥式可分為臥式圓筒內(nèi)設(shè)攪拌型、圓筒型;管式反應(yīng)器可分為水平管式、垂直排管、環(huán)形管內(nèi)設(shè)攪拌器、水平管帶螺桿攪拌器等類型;塔式反應(yīng)器可分為圓柱形塔體內(nèi)設(shè)鼓泡器及擋板、塔內(nèi)有塔板結(jié)構(gòu)、塔內(nèi)有填充物、塔內(nèi)有攪拌或脈沖震動裝置;固定床式分為單筒體內(nèi)裝催化劑、列管式管內(nèi)催化劑;流化床式可分為圓筒體、流化狀態(tài)催化劑;噴射器型類似于噴射器結(jié)構(gòu);泵式與水環(huán)式平泵結(jié)構(gòu)相似。2.2精細化工反應(yīng)器的操作類別化工反應(yīng)器通常分為三種操作類別。首先是分批式操作，指的是只向反應(yīng)器中加一次反應(yīng)原料，在原料充分反應(yīng)后再取出。這種操作類別主要適用于生產(chǎn)速度較慢，反應(yīng)過程中放熱較少的情況，通常與攪拌鍋等類型的反應(yīng)器共同使用，且該操作類型不適宜大規(guī)模的生產(chǎn)其次是連續(xù)式操作，這種操作類型與前一種剛好相反，是在反應(yīng)器中連續(xù)加入化工反應(yīng)原料。通常適用于產(chǎn)成品種類單一，且對產(chǎn)量要求較高的化工生產(chǎn)情況。該種操作類別相關(guān)的工藝系數(shù)都為定值，不允許隨意更改，因此屬于穩(wěn)態(tài)操作類型。在利用現(xiàn)代機械化自動化的操作系統(tǒng)后，這種反應(yīng)類別實際上能夠在一定程度上減輕操作人員的工作強度，減少其工作量。最后是半連續(xù)式或者半分批式操作，指的是在精細化化工生產(chǎn)過程中部分化工原料只向反應(yīng)器中加一次，而另一部分需要連續(xù)加入，整個反應(yīng)過程中按照一定的反應(yīng)周期進行操作。這種操作類別可以允許操作人員通過調(diào)節(jié)增加化工原料的速度及時間控制化工反應(yīng)速度的快慢，一般出現(xiàn)在小規(guī)模的精細化化工生產(chǎn)過程中。精細化工車間工藝設(shè)計流程精細化工車間工藝流程設(shè)計主要分為以下幾個步驟:①科學(xué)進行工藝路線的選擇以及論證;②按照精細化生產(chǎn)需求設(shè)計工藝流程以及生產(chǎn)方案，合理的確定反應(yīng)儀器、生產(chǎn)順序以及原料的進料安排;③準備精細化工車間工藝流程設(shè)計所需的全部資料;④在系統(tǒng)環(huán)境下進行物料以及能量的守衡計算，根據(jù)質(zhì)量守恒定律計算車間的收率以及階段性的收率，按照物料衡算的方法及步驟完成物料衡算。具體包括一般物料的衡算以及復(fù)雜過程物料的衡算。根據(jù)熱量衡算方程式計算標準化學(xué)反應(yīng)熱以及物理過程熱效應(yīng)。估算常用熱力學(xué)數(shù)據(jù):⑤進行設(shè)備工藝的設(shè)計，包括選擇何種定型及非定型設(shè)備、設(shè)備的設(shè)計條件等;⑥進行工藝流程圖的設(shè)計與繪制，明確設(shè)計的內(nèi)容以及繪制的步驟方法，按照規(guī)定的設(shè)計原則及要求進行操作;⑦進行車間及管道的設(shè)計及布置，按照精細化化工車間的布置原則及要求進行布置，標明具體的視圖表示以及標注方法;⑧進行管道的設(shè)計以及布置，包括管道、閥件等畫法、管道標注等信息;⑨向與該設(shè)計相關(guān)的非工藝專業(yè)人士提供設(shè)計要求及設(shè)計條件;⑩編制精細化車間工藝流程說明書，說明書中要詳細寫明設(shè)計的內(nèi)容、設(shè)計的程序以及施工工藝流程等。結(jié)束語綜上所述，隨著科技水平的不斷發(fā)展進步與人們?nèi)粘Ｉ钏降奶岣?，有力地推進了精細化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，精細化工產(chǎn)品已經(jīng)成為人們生產(chǎn)生活必不可少的一部分。在進行精細化工產(chǎn)品生產(chǎn)的過程中，充分的了解各種精細化學(xué)反應(yīng)器的種類及操作類別，合理的進行工藝流程的設(shè)計和規(guī)劃對