浅谈山梨醇用反应釜的结构设计

田远强，张雯雯，袁美静（威海化工机械有限公司，山东 威海 264203）

浅谈山梨醇用反应釜的结构设计

田远强，张雯雯，袁美静
（威海化工机械有限公司，山东 威海 264203）

针对市场上山梨醇用反应釜结构多变、种类繁多造成后期维护、管理困难的现象，介绍了一种针对不同规格的山梨醇用反应釜通用的技术设计、制作、检验要求。

山梨醇反应釜；结构；设计；检验要求

0　前言

近年来，随着山梨醇行业的不断发展，生产山梨醇用设备也是多种多样，给今后设计、制造、维修、管理造成一定困难。本文针对不同容积、不同材质及搅拌系统的山梨醇用反应釜，提出统一的设计、结构布局及合适的搅拌系统要求，该要求结构简单、工作可靠、在安全生产的温度、压力范围内，提高了反应自动吸氢的速度，并且适用范围大的山梨醇用加氢反应釜。

1　山梨醇加氢釜主要设计条件

设备技术参数有：（1）釜内设计压力/工作压力、设计温度/工作温度；夹套设计压力/工作压力、设计温度/工作温度；内盘管设计压力/工作压力、设计温度/工作温度； （2）设备材料牌号：釜体材质、夹套材质、内盘管材质等；（3）设备结构参数:人孔、封头、夹套、内盘管等形式；（4）设备容积；（5）设备工作介质；（6）夹套换热面积、内盘管换热面积（夹套及内盘管亦可作为加热或冷却使用）；（7）搅拌系统参数、目的、搅拌转速；（8）轴封形式；（9）电机及减速机结构形式、防爆等级等；（10）设备管口；（11）搅拌轴的设计方式。

2　基本原理

搅拌反应釜是石油化工、精细化工、有机合成及催化加氢、糖醇等行业中必不可少的化工设备。山梨醇反应釜设计压力通常为13.2MPa、温度为300℃以上，且要求零泄露，因此采用了磁力驱动静密封。生产时需要将葡萄糖、氢气、固体催化剂混合进行高温、高压反应，这种反映除了要采用合理的搅拌轴封形式，还要充分考虑搅拌系统对反应时间及氢气与物料的充分接触的影响，以提高产品生产效率。

3　设计注意事项

（1）合理设置氢气输入管。氢气输入管应插入液面下部，以便氢气能够直接输入物料底部使之与固体催化剂充分接触，并对催化剂有一定悬浮作用和物料推动作用，同时减小了搅拌功率的消耗，能够促进搅拌反应的正常运转；（2）合理选择组合式搅拌器。搅拌轴上设有的组合式搅拌器，应具备气体自吸功能，这样气泡分散好，催化剂能够均匀悬浮，可大幅度提高气含率和气—液相的接触面积，能够降低气、液、固三相体系反应时间、提高产品收率，并且减少物料对搅拌器的影响，使反应釜在较低转速下运转达到理想搅拌效果；（3）合理选择电机减速机。选择的电机减速机应该具有具有噪声低、传递力矩大，维修方便的特点；（4）合理配备变频调速器。调速器能够保证设备启动平稳、震动小、能耗低，还能够防止因为固体物料比重大造成启动困难的现象；（5）外部夹套与内部盘管的换热面积应合理。外部夹套与内部盘管应起到平衡反应物料温度的作用，使其反应温度控制在最佳范围，同时使其搅拌轴受力更加合理，运转更加平稳，使反应釜用在适应工艺放大上不受限制。

4　制造注意事项

（1）封头凸缘的组焊加工 封头凸缘用于连接釜体与轴系，它与釜体中心的垂直度、同轴度直接影响搅拌轴的平稳运转。因此封头凸缘组焊加工应注意以下两个步骤及要点：1）封头有较大孔时，应先开孔、组焊，或先组焊一段短节，校形后找正封头下端面及中心，再组对、组焊粗加工过的凸缘，决不可在凸缘与封头组焊或加工后，再开孔组焊；2）凸缘粗加工后与封头组焊时，应保证相应的同轴度、垂直度要求，应保证封头下端面及凸缘各配合基准面与封头中心线的垂直度及同轴度，同轴度应小于其外径的1/1000。

（2）搅拌器组对、施焊、加工要点：1）胎具设计。 搅拌器组对、加工必须使用专用胎具，每组桨叶及筋板位置按搅拌器图样设计；2）组对施焊。应保证桨叶的中心层面里端与轮毂接合面对准，压板螺栓固定，然后点焊-校正-对称施焊，应避免焊接变形；3）精加工。 需保证外圆与内孔同心，质量对称均匀。搅拌器制造完成后应逐件进行动平衡试验合格。

5　组装要点

加氢釜的运转精度，除保证釜体凸缘及轴系各零部件的制作精度外，还要保证设备的组装精度。（1）改进组装试车工装，设计制作组装试车用工装底座、平台；（2）将加氢釜设备釜体竖立固定于工装平台上，将搅拌器先放入釜内。凸缘平面用水平仪找水平，以凸缘基准面为准，利用专用工装，采用吊线坠的方法，检查凸缘基准面与釜体的垂直度、同轴度至符合要求；（3）按轴上各件顺序安装轴承、联轴节等，要点是调整好轴承间隙，符合标准要求；（4）以凸缘平面、凸台外圆为定位基准，安装减速机架。注意位置放正、间隙调匀；（5）将搅拌轴组件吊入釜内，注意耦合器与凸缘止口的间隙。正确安装搅拌器；（6）安装电机加减速机，要点是放正减速机座，调匀与连接法兰的间隙；组对联轴节，使减速机轴与搅拌轴的同轴度控制在0.05mm/m内；（7）盘车检测上轴端处径向跳动及下轴下端偏摆量符合图样。

6　试运转要点

加氢釜在组装后必须试运转，以考查组装的准确性和预先发现问题。严禁空载运转。试运转一般以容积70%水代料进行，试运转时间应不少于2h，应无异常现象。然后釜内充水达到工作液面高度，并使釜内达到工作压力状态，进行带载运转。负载试运时间应不少于4h，并注意在负荷改变后各部件运转情况的变化， 检查以下指标符合图样要求：（1）电机的电流、电压；（2）电机、减速机、外露轴承的温升及发热情况；（3）检查（听）电机、减速机有无异常声响，釜体内搅拌是否平稳、有无噪声；（4）用振动仪测量电机、减速机及釜体的振动情况。 总之，达到设备电流稳定，无不正常的噪音及震动、无泄漏、运动部件无严重磨损发热，设备运转安全、平稳。

7　结束语

从2000年开始山梨醇行业不断发展壮大，对山梨醇加氢反应釜的日常维护、保养等越来越受到厂家的重视，这就对反应釜的标准化、系列化提出了越来越高的要求，本文能够适应设备容积从2000L～30000L 不等，设计材料牌号为纯不锈钢或复合板S30408、S32168、 S31603等不同材质、不同接管法兰管口及搅拌系统等的设计、制造。

［1］机械搅拌设备［J］.北京：中国计划出版社，2014.

［2］搅拌与混合设备设计选用手册［K］.北京：化学工业出版社，2004.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.14.036