เครื่องปฏิกิริยาแรงดันสูง คืออะไร ความปลอดภัย การออกแบบ และการใช้งานในอุตสาหกรรม

ตอบคําถามหลัก:เครื่องปฏิกิริยา ความดันสูง คืออะไร และมันถูกออกแบบอย่างไร เพื่อให้ใช้งานได้ปลอดภัย มากกว่าขั้นต่ําความดันตามมาตรฐาน?เครื่องปฏิกิริยาความดันสูง คือ เครื่องประกอบความดันที่ออกแบบมาเพื่อดําเนินปฏิกิริยาเคมีที่ความดันภายในมากกว่า 15 psi (1.03 bar)ขั้นต่ําที่เกินข้อบังคับของกรณี ASME สําหรับเครื่องปั่นและภาชนะความดัน, การผลิตและการตรวจสอบ ระบบปฏิกิริยาเหล่านี้ถูกสร้างขึ้นจากเหล็กคาร์บอนโกหก, เหล็กไร้ขัด (304 / 316L) หรือเหล็กสแตนเลสแปลก เช่น Inconel 625 และ Hastelloy C-276,มีความหนาของผนังที่คํานวณให้ทนความดันการออกแบบตั้งแต่ 10 บาร์ถึงมากกว่า 1500 บาร์ ในการใช้งานอย่างรุนแรง เช่น การผลิตพอลีเอเธลีนความหนาแน่นต่ํา (LDPE)

1. หลักการออกแบบและความปลอดภัยของเรอคเตอร์ความดันสูง

·**ความสอดคล้องกับกฎหมาย ASME และการคํานวณความหนาของผนัง**หนาของผนังถูกกําหนดโดยสูตร t = (P × R) / (S × E − 0.6 × P) โดยที่ P คือความดันการออกแบบR คือรัศมี, S คือความเข้มข้นที่อนุญาต และ E คือประสิทธิภาพร่วม สําหรับความดันที่มากกว่า 1,000 บาร์ การแบ่ง 2 กับการวิเคราะห์ธาตุจํากัด (FEA) เป็นสิ่งจํากัด

·**สถาปัตยกรรมความปลอดภัยหลายชั้น**รองรับความดันสูงรวมอุปกรณ์ความปลอดภัยที่ไม่จําเป็น: ผังแตก (ผังระเบิด) ตั้งอยู่ที่ 110% ของความดันออกแบบเป็นการป้องกันความดันเกินหลักวาล์วช่วยความปลอดภัยที่ติดสปริง (spring-loaded safety relief valve) เป็นเครื่องป้องกันรอง, และระบบล็อคกันที่ป้องกันการเปิดหัวปฏิกิริยาเมื่อความดันภายในเกิน 0.5 บาร์การบรรลุการกักกันการรั่วไหลของสื่อที่เป็นพิษหรือเผาไหม้.

·** การจัดการความร้อนและการวิเคราะห์ความเครียด**การทําความร้อนหรือทําความเย็นอย่างรวดเร็วจะสร้างความร้อนที่สร้างความเครียดในผนังของภาชนะผู้ออกแบบใช้ FEA เพื่อตรวจสอบว่าความเครียดประถมรวมกับความเครียดประถมยังคงอยู่ภายใต้ขอบเขตที่อนุญาตของ ASME. เสื้อหลายโซนหรือโค้ลเย็นภายในให้อัตราการกําจัดความร้อนที่ 50 ~ 500 kW / m3 ซึ่งจําเป็นสําหรับปฏิกิริยา exothermic อย่างมากเช่นการเรือนไฮโดรเจนแบบกระตุ้น

2ประเภทหลักของโรงงานปฏิกิริยาความดันสูง

·** ระบบปฏิกิริยาไฮโดรเจนเคตัลติก**ใช้งานในความร้อน 20?? 200 บาร์กับก๊าซไฮโดรเจน ผ่านเครื่องกระตุ้นโลหะที่สนับสนุน (Pd / C, Pt, Ni) ใช้ในการนําน้ํามันออกเป็นไฮโดรเจน, การสังเคราะห์สารเคมีละเอียด, และการชําระน้ํามันเครื่องปั่นแบบแม่เหล็กให้ความปลอดภัยในการเก็บไฮโดรเจน, และโค้ลเย็นภายในกําจัดความร้อน 120 ~ 150 kJ / mol ของการไฮโดรเจน

·** ระบบปฏิกิริยาของน้ํายาที่มีความสําคัญสูงสุด**ทํางานเหนือจุดวิกฤตของของน้ําเหลวกระบวนการ (เช่น CO2 ที่ 31.1 °C และ 73.8 บาร์, หรือน้ําที่ 374 °C และ 221 บาร์)การสร้างอนุภาคยาวัสดุต้องทนความดันสูงและอุณหภูมิสูงพร้อมกัน

·** ระบบปฏิกิริยาโพลิมเมอเรชั่น (ออโตคลาฟหรือท่อ) **ผังปฏิกิริยาอัตโนมัติ LDPE ทํางานที่ 1,500 ราง 3,000 และ 150 ราง 300 ° C. การออกแบบไฮเปอร์คอมเพรสเซอร์และการปั่นหลายโซนควบคุมการพอลิมิเรซิสเอธิเลนรังสีอิสระระบบปฏิกิริยาแบบท่อสําหรับกระบวนการเดียวกันสามารถถึง 3500 bar ขนาดกว้างภายในต่ํากว่า 50 มิลลิเมตร จําเป็นต้องมีการโกหกหลอดแรงดันสูงเฉพาะ

ประเภทของปฏิกิริยาความดันสูง แมตริกซ์การเปรียบเทียบ

คําถามที่พบบ่อย (FAQ)

ขั้นต่ําความดันใดที่ทําให้เรอคเตอร์มีคุณสมบัติเป็น "ความดันสูง" ตาม ASME?

กฎหมาย ASME เรื่องไบเลอร์และภาชนะความดัน ส่วนที่ VIII ใช้กับภาชนะที่ทํางานมากกว่า 15 psi (ประมาณ 1.03 บาร์)การตรวจสอบ, และความต้องการการตรา รวมถึงการรับรอง U-stamp และการตรวจสอบโดยฝ่ายที่สาม

อะไรคือความแตกต่างระหว่างไส้แตกและวาล์วช่วยความปลอดภัย

ไดสก์แตกเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ครั้งเดียว ไม่ปิดใหม่ ที่แตกในความดันที่ระบุได้อย่างแม่นยํา ให้การออกอากาศเต็มรูได้ทันทีวาล์วช่วยความปลอดภัย คือ วาล์วกลไกที่ติดสปริงที่เปิดตามสัดส่วนและปิดอีกครั้งเมื่อความดันตกต่ํากว่าจุดตั้งระบบปฏิกิริยาความดันสูงมักจะใช้ทั้งคู่ในชุด: ไดสก์การแตกเป็นการป้องกันหลักและวาล์วบรรเทาเป็นรอง

ทําไมการเชื่อมต่อการขับเคลื่อนแม่เหล็กจึงใช้ในเรอคเตอร์ความดันสูง?

เครื่องขับเคลื่อนแม่เหล็กส่งทอร์คผ่านชั้นแยกที่ไม่ใช่แม่เหล็ก โดยกําจัดการปิดแกนแบบไดนามิค ซึ่งเป็นเส้นทางการรั่วไหลที่พบบ่อยที่สุดในโรงงานปฏิกิริยาที่กระตุ้นนี่คือการบรรลุระบบที่ปิดปิดอย่างแฮร์เมติก ที่สําคัญสําหรับการจัดการกับไฮโดรเจนก๊าซพิษ หรือวัสดุปิโรฟอร์ิกในความดันสูง

วัสดุอะไรที่ใช้สําหรับเรอคเตอร์ที่ทํางานมากกว่า 1,000 บาร์?

เหล็กเหล็กสแตนเลสต่ํา (เช่น SA-372) ด้วยการรักษาอัตโนมัติใช้สําหรับอัตโนมัติความดันสูงสุดการเคลือบด้วย Inconel 625 หรือ Hastelloy C-276 ให้ความทนทานต่อสารเคมีในขณะที่เหล็กพื้นฐานให้ความแข็งแรงโครงสร้างพื้นผิวภายในอาจมีหน้าแข็งด้วยสเตลลิตเพื่อความทนทานต่อการสวมใส่