高壓反應(yīng)釜具靜密封、無泄漏、無噪音、無污染、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、操作簡單、堅(jiān)固耐用、結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn),因而能在高溫、高壓、高真空、高轉(zhuǎn)速、懸浮、對流狀態(tài)下,使反應(yīng)介質(zhì)*處于靜密封狀態(tài)中,安全的進(jìn)行易燃、易爆、劇毒、氫氣等苛刻介質(zhì)的高效反應(yīng)。
高壓反應(yīng)釜由鍋蓋、鍋體、夾套、攪拌器、支承及傳動裝置、軸封裝置等裝置組成,加工材質(zhì)及其開孔可根據(jù)用戶的要求進(jìn)行制定。加熱形式有油加熱、電加熱、水加熱、氣加熱、明火加熱等多種方式。
高壓反應(yīng)釜的溫度控制難點(diǎn)有:
一、難控性:反應(yīng)過程中如果熱量移去不及時(shí)、不均勻,會使反應(yīng)溫度一直往上升,極易因局部過熱而造成“飛溫”現(xiàn)象,產(chǎn)生“爆聚”;反之,如果熱量移去過多,會造成反應(yīng)溫度一直往下跌,造成反應(yīng)熄滅。而聚合反應(yīng)好壞的主要因素就是溫度控制的好壞,溫度的變化將直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量,所以此過程中的溫度控制是重要的也是難點(diǎn);反應(yīng)工藝以及反應(yīng)設(shè)備的約束及外界環(huán)境對反應(yīng)影響的不確定性因素也使得控制的難度增加。
二、復(fù)雜性:化學(xué)反應(yīng)的生產(chǎn)過程伴隨著物理化學(xué)反應(yīng)、生化反應(yīng)、相變過程及物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)換和傳遞,因而是一個(gè)十分復(fù)雜的工業(yè)生產(chǎn)過程。
三、時(shí)滯性:所用反應(yīng)釜容量大、釜壁厚,因此是一個(gè)熱容量大、純滯后時(shí)間長的被控對象。
四、非線性:隨著反應(yīng)的進(jìn)行,各傳熱媒體的傳熱系數(shù)成非線性變化,并且對各種外界環(huán)境的變化比較敏感;加上反應(yīng)過程增益變化也會很大,甚增益變化方向都是不一樣的;而且隨著反應(yīng)的進(jìn)行,釜內(nèi)固體顆粒增多,釜的傳熱系數(shù)也會隨著發(fā)生不規(guī)則變化。
五、建模難:反應(yīng)過程化學(xué)反應(yīng)機(jī)理較為復(fù)雜,尤其是聚合反應(yīng)過程設(shè)計(jì)物料、能量的平衡,反應(yīng)動力學(xué)等,加上外界條件如原料純度、催化劑類型、原料添加數(shù)量的變化、熱水溫度、循環(huán)冷卻液流量的變化等對系統(tǒng)的影響較大,推導(dǎo)機(jī)理模型較為困難;又由于化學(xué)反應(yīng)放熱過程的復(fù)雜性和非線性,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,各傳熱媒體的傳熱系數(shù)不規(guī)則變化對各種外部干擾的影響比較敏感,依照機(jī)理法和二乘法等傳統(tǒng)的建模方法,要建立反應(yīng)過程的數(shù)學(xué)模型是非常困難的。