反應(yīng)設(shè)備使用歷史悠久, 應(yīng)用廣泛, 由于在304反應(yīng)釜使用過(guò)程中涉及反應(yīng), 所以對(duì)反應(yīng)設(shè)備本身安全要求較高。我國(guó)《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》從管理及安全的角度出發(fā)對(duì)壓力容器進(jìn)行分類時(shí), 把反應(yīng)容器提高了一個(gè)等級(jí), 把中壓、介質(zhì)為或毒性程度為危害介質(zhì)、PV≥10 MPa· m3 的反應(yīng)容器劃分為三類壓力容器, 而且把低壓、介質(zhì)毒性為極度和高度危害、PV≥0.2 MPa· m3 的容器也劃分為三類容器。三類容器在設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)和使用管理方面提出嚴(yán)格要求, 以防止意外事故的發(fā)生。文中所介紹的反應(yīng)釜屬于三類容器, 其反應(yīng)介質(zhì)之一為, 工作壓力為0.7 MPa, 工作溫度接近180 ℃。為防止物料在釜壁上部的粘附,攪拌裝置上部安裝有刮料板,刮料板與釜壁間的距離可調(diào)。無(wú)色有毒, 極其(在空氣中含3% ～ 100%均可), 屬高度危害介質(zhì)。如何保證安全, 防止泄漏, 是設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)需重點(diǎn)解決的問(wèn)題。而密封難點(diǎn)集中反映在頂蓋與筒體相連接的部位, 主要是因?yàn)槠涿芊饷娣e大、密封不易保證造成的。

化工反應(yīng)釜生產(chǎn)作業(yè)情況及其結(jié)構(gòu)改進(jìn)必要性反應(yīng)釜作為現(xiàn)代化工生產(chǎn)中應(yīng)用的重要設(shè)備，主要由罐體、罐蓋以及進(jìn)料口、攪拌裝置、出料口、冷凝管、加熱層、回收罐等構(gòu)成，其在化工生產(chǎn)中的作業(yè)應(yīng)用頻率相對(duì)較高，且其內(nèi)部反應(yīng)以高溫、高壓或者是超高壓條件為主，進(jìn)行反應(yīng)的原料與催化劑主要是、或者是具有不穩(wěn)定性的物質(zhì)，因此，化工反應(yīng)釜生產(chǎn)作業(yè)中，如果加熱層對(duì)反應(yīng)釜罐體內(nèi)部物料的加熱得不到準(zhǔn)確控制，在溫度升高不能及時(shí)調(diào)節(jié)情況下，就會(huì)造成反應(yīng)釜容器內(nèi)部的壓力過(guò)大，從而因散熱不良或者是局部反應(yīng)過(guò)于劇烈等，導(dǎo)致各種危險(xiǎn)事故發(fā)生，對(duì)化工生產(chǎn)安全產(chǎn)生不利影響。此外，化工反應(yīng)釜的容器內(nèi)部空間與體積較大，而容器口部較小，也會(huì)因殘留雜質(zhì)的長(zhǎng)時(shí)間使用造成在容器內(nèi)壁堆積，如果得不到及時(shí)清理，對(duì)其正?；し磻?yīng)及正常作業(yè)使用都會(huì)造成不利影響。為此，本文以帶攪拌化工反應(yīng)釜為例，結(jié)合其工作情況，運(yùn)用事故樹(shù)安全分析法，針對(duì)化工反應(yīng)釜反應(yīng)過(guò)程中的壓力異常升高問(wèn)題及原因，對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行評(píng)價(jià)，并通過(guò)優(yōu)化改進(jìn)減少其不安全因素及隱患的存在。針對(duì)這種情況，為避免安全事故發(fā)生，就需要根據(jù)化工反應(yīng)釜的作業(yè)環(huán)境與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過(guò)優(yōu)化改進(jìn)，減少事故問(wèn)題的發(fā)生，對(duì)化工生產(chǎn)安全進(jìn)行保障。

化工反應(yīng)釜事故樹(shù)進(jìn)行與之相對(duì)應(yīng)的成功樹(shù)構(gòu)建后，即可進(jìn)行徑集結(jié)構(gòu)函數(shù)計(jì)算求出，得到相應(yīng)的徑集, 然后，通過(guò)對(duì)反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)重要度的計(jì)算分析，在其結(jié)構(gòu)重要度分析中根據(jù)其構(gòu)建的事故樹(shù)結(jié)構(gòu)情況，可以通過(guò)徑集進(jìn)行判斷分析，后即可進(jìn)行事故樹(shù)安全分析，得出相應(yīng)的事故結(jié)果，所構(gòu)建的化工反應(yīng)釜壓力異常升高事故的主要原因包含攪拌效果差、溫度反饋不及時(shí)以及反應(yīng)前未將容器內(nèi)清理干凈等，根據(jù)其事故發(fā)生原因，可以通過(guò)對(duì)反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)的優(yōu)化改進(jìn)，減少其事故問(wèn)題及原因影響。其實(shí)選擇就是雙相不銹鋼2205,主要有以下兩個(gè)原因:一是雙相不銹鋼在抗晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕方面,特別是耐氯化物腐蝕的性能優(yōu)于奧氏體不銹鋼。結(jié)合上述的事故樹(shù)安全分析步驟，根據(jù)上述對(duì)化工反應(yīng)釜壓力異常升高引起的事故原因分析，在進(jìn)行帶攪拌化工反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)優(yōu)化與改進(jìn)設(shè)計(jì)中，

由于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的反應(yīng)釜為進(jìn)行清洗裝置配備，多采用人工清洗方式，并且其結(jié)構(gòu)中設(shè)置有一個(gè)攪拌裝置，進(jìn)行攪拌的形式較為單一，多以渦輪式、旋漿式以及框式、螺帶式、錨式等為主；此外，在作業(yè)過(guò)程中的溫度控制方面，針對(duì)化工反應(yīng)釜的溫度控制與信息反饋系統(tǒng)研究應(yīng)用較多，但是在與反應(yīng)點(diǎn)更加接近的溫度信息的讀取上存在較大的局限性，針對(duì)這種情況下，結(jié)合上述對(duì)化工反應(yīng)釜工作現(xiàn)場(chǎng)壓力異常升高致事故原因的分析，本文專門提出一種能夠更加方便的進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)控制的自洗型化工攪拌反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)。文中所介紹的反應(yīng)釜屬于三類容器,其反應(yīng)介質(zhì)之一為,工作壓力為0。

通常情況下, 可能有以下幾種材料可選作釜體的材質(zhì):①304 不銹鋼;②316 L 不銹鋼;③鈦等, 但通過(guò)對(duì)這些材料的鹽酸腐蝕速率圖及以上腐蝕原因分析可知, 普通的奧氏體不銹鋼已不在可選的范圍了, 而鈦又是一種很貴重的金屬, 且它與鋼之間的焊接技術(shù)還不成熟。其實(shí)選擇就是雙相不銹鋼2205, 主要有以下兩個(gè)原因:一是雙相不銹鋼在抗晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕方面, 特別是耐氯化物腐蝕的性能優(yōu)于奧氏體不銹鋼。試驗(yàn)表明, 在1 %的沸騰鹽酸中, 304、316L、鈦和2205 的腐蝕速率分別為:材料304, 316, TA, 2205, 腐蝕速率(mm/a)分別為304 ,0.3 , 0.2 , 0.1。在實(shí)際運(yùn)行中，攪拌器對(duì)轉(zhuǎn)速有著較高的要求，電動(dòng)機(jī)的使用是適應(yīng)減速器開(kāi)展整個(gè)運(yùn)動(dòng)期間的攪拌?？梢?jiàn)2205 鋼的耐鹽酸腐蝕性能明顯優(yōu)于其它三種材質(zhì);二是它的價(jià)格也不太昂貴?；?04 不銹鋼不能保證反應(yīng)釜長(zhǎng)期實(shí)際使用的事實(shí), 而雙相不銹鋼又對(duì)含Cl-等介質(zhì)具有良好的耐蝕性能, 故擬選擇2205 雙相不銹鋼作為反應(yīng)釜釜體的主要材質(zhì)。