Контакты

Программное обеспечение

О компании

Ассортимент

Химия

/

Цельнокорпусные эмалированные реакторы

/

GMP-подход Lab316 в производстве ректификационных установок

Эмалированные реакторы цельнокорпусного типа

ЛАБ316 проектирует и производит цельнокорпусные эмалированные реакторы для проведения промышленных химических процессов в агрессивных и коррозионно-активных средах. Неразъёмная конструкция корпуса снижает количество крупных фланцевых соединений и подходит для длительной эксплуатации оборудования с постоянной технологической конфигурацией.

Реакторы выпускаются номинальным объёмом от 2 000 до 50 000 литров и комплектуются теплообменной рубашкой, верхнеприводной мешалкой, механическим уплотнением, технологическими патрубками и системой автоматизации. Конструкция аппарата подбирается по составу продукта, температуре, давлению, вакууму, вязкости и требованиям производственного процесса.

Номинальный объём — от 2 000 до 50 000 литров
Цельнокорпусная неразъёмная конструкция
Стеклоэмалевое покрытие рабочих поверхностей
Рубашка для нагрева и охлаждения продукта
Работа под давлением и вакуумом в расчётном исполнении
Подбор мешалки, привода и автоматизации под процесс

Подобрать реактор

Цельнокорпусные эмалированные реакторы применяются для проведения промышленных химических процессов, связанных с воздействием кислот, солевых растворов, органических растворителей и других коррозионно-активных сред.

Внутренние поверхности аппарата защищены стеклоэмалевым покрытием, которое изолирует продукт от металлического корпуса и снижает риск коррозии оборудования.

Главное отличие цельнокорпусной модели — отсутствие разъёма между крышкой и корпусом.

Верхнее днище является частью единого корпуса, а доступ внутрь аппарата осуществляется через отдельный люк. Такая конструкция подходит для производств с постоянной технологической схемой, где не требуется регулярно снимать верхнюю часть реактора или менять внутренние элементы.

Цельнокорпусные реакторы используются для синтеза, смешивания, растворения, нейтрализации, нагрева, охлаждения, кристаллизации, поликонденсации и других периодических процессов.

Когда выбирают цельнокорпусный эмалированный реактор

Цельнокорпусное исполнение целесообразно применять, когда оборудование предназначено для длительной работы в составе постоянной производственной линии.

Такой реактор выбирают, если необходимо:

работать с крупными промышленными партиями продукта;
сократить количество крупных разъёмных соединений;
обеспечить стабильную герметичность аппарата;
проводить процессы под давлением или вакуумом;
использовать постоянную конфигурацию мешалки и внутренних устройств;
интегрировать реактор в автоматизированную технологическую линию;
снизить объём операций по разборке оборудования;
обеспечить длительную эксплуатацию при повторяющихся режимах.

Цельнокорпусные модели особенно востребованы на химических производствах, где оборудование используется для выпуска одной продукции либо ограниченной группы составов по отработанной технологии.

Неразъёмная конструкция корпуса

Корпус реактора состоит из цилиндрической обечайки, верхнего и нижнего днищ, соединённых в единую конструкцию.

Между верхней частью и корпусом отсутствует крупный кольцевой фланец, характерный для разъёмных моделей.

Такая конструкция обеспечивает:

равномерное распределение механических нагрузок;
уменьшение количества уплотнительных соединений;
стабильную геометрию аппарата;
удобную теплоизоляцию корпуса;
возможность изготовления реакторов большого объёма;
интеграцию в промышленные технологические установки.

На корпусе предусматриваются опорные элементы, патрубки теплообменной рубашки, нижний слив и соединения для подключения технологических коммуникаций.

Доступ к внутреннему объёму

Несмотря на неразъёмную конструкцию, цельнокорпусный реактор оснащается технологическим люком. Через него выполняются осмотр стеклоэмалевого покрытия, очистка, обслуживание и контроль внутренних элементов.

Размер и расположение люка выбираются с учётом:

габаритов аппарата;
внутренней конфигурации;
требований к техническому обслуживанию;
расположения мешалки;
условий монтажа реактора;
регламентов конкретного производства.

На крупных моделях может предусматриваться дополнительное смотровое оборудование и несколько точек контроля внутреннего пространства.

Стеклоэмалевое покрытие

Внутренняя поверхность корпуса покрывается стеклоэмалью, которая после высокотемпературного обжига образует плотный химически стойкий слой.

Покрытие отделяет рабочую среду от стальной основы и позволяет использовать реактор для многих агрессивных химических составов.

Эмалированное исполнение может распространяться на:

внутреннюю поверхность корпуса;
верхнее и нижнее днища;
вал и рабочий орган мешалки;
термогильзы;
внутренние части патрубков;
сливное устройство;
дополнительные элементы, контактирующие с продуктом.

Химическая совместимость оценивается по составу среды, концентрации компонентов, температуре, длительности контакта и наличию твёрдых абразивных частиц.

Теплообменная рубашка

Цельнокорпусный реактор оснащается наружной рубашкой для нагрева, охлаждения и поддержания температуры продукта. По рубашке может циркулировать пар, горячая вода, охлаждающая вода, раствор гликоля, термомасло или другой теплоноситель.

Рубашка применяется для:

нагрева сырья перед началом реакции;
поддержания заданного температурного режима;
отвода тепла экзотермических процессов;
охлаждения реакционной массы;
проведения кристаллизации;
снижения температуры продукта перед выгрузкой.

Площадь теплообмена, схема движения теплоносителя и расположение патрубков рассчитываются по объёму аппарата и тепловой нагрузке процесса.

Перемешивающее устройство

В верхней части корпуса устанавливается привод перемешивающего устройства. Мешалка подбирается по вязкости, плотности, фазовому составу и технологической задаче.

Возможна установка:

пропеллерной мешалки;
турбинного рабочего органа;
лопастной мешалки;
якорной мешалки;
рамной конструкции;
многоярусного перемешивающего устройства;
комбинированной системы.

Для крупнотоннажных аппаратов особенно важен расчёт циркуляции продукта по всей высоте и диаметру реактора. Неправильно подобранная мешалка может привести к образованию застойных зон, неравномерному нагреву и увеличению продолжительности процесса.

Привод и уплотнение вала

Мотор-редуктор размещается над верхним днищем на опорной стойке. Мощность привода определяется объёмом реактора, типом мешалки, частотой вращения и сопротивлением продукта.

Для герметизации места ввода вала применяется механическое уплотнение.

В зависимости от условий процесса может использоваться:

одинарное механическое уплотнение;
двойное уплотнение;
система подачи затворной жидкости;
контроль давления уплотняющей среды;
охлаждение узла уплотнения;
взрывозащищённое исполнение привода.

При работе с токсичными, летучими или пожароопасными продуктами конструкция уплотнения и вспомогательных систем определяется отдельно.

Работа под давлением и вакуумом

Цельнокорпусные реакторы могут проектироваться для эксплуатации под избыточным давлением или вакуумом. Расчётное исполнение корпуса, патрубков, люка, рубашки и механического уплотнения определяется до изготовления оборудования.

При подборе необходимо указать:

максимальное рабочее давление;
требуемую глубину вакуума;
температуру продукта;
параметры теплоносителя;
возможные скачки давления;
наличие газовой фазы;
требования к инертной атмосфере;
характеристики предохранительной арматуры.

Расчётное давление до 0,4 МПа в корпусе и до 0,6 МПа в рубашке при расчётной температуре от −19 до +200 °C. Окончательные рабочие значения фиксируются в документации на конкретный аппарат.

Технологические патрубки и оснащение

На верхнем днище и корпусе располагаются патрубки для загрузки сырья, отвода паров, подключения вакуума, подачи инертного газа и установки контрольно-измерительных приборов.

Реактор может комплектоваться:

загрузочными патрубками;
технологическим люком;
смотровым стеклом;
патрубком вакуумирования;
линией подачи инертного газа;
отводом парогазовой смеси;
датчиками температуры и давления;
термогильзой;
устройством отбора проб;
датчиком уровня;
моющей головкой;
предохранительной арматурой;
нижним эмалированным сливным клапаном.

Количество, диаметры и расположение соединений определяются до изготовления корпуса, поскольку последующее изменение цельнокорпусной конструкции может быть ограничено.

Нижний слив продукта

В нижней точке аппарата предусматривается сливной патрубок или специальный клапан. Конструкция должна обеспечивать максимально полное опорожнение реактора и минимизировать образование остаточных зон.

При выборе сливного узла учитываются:

вязкость продукта;
наличие твёрдых частиц;
рабочее давление;
температура выгрузки;
склонность состава к кристаллизации;
требования к герметичности;
необходимость дистанционного управления.

Для вязких и кристаллизующихся продуктов может потребоваться увеличенный диаметр слива или специальная конструкция клапана.

Преимущества цельнокорпусного исполнения

Цельнокорпусные эмалированные реакторы обладают следующими преимуществами:

отсутствие разъёма между крышкой и корпусом;
уменьшенное количество крупных уплотнительных соединений;
возможность изготовления аппаратов большого объёма;
стабильная конструкция для постоянных технологических процессов;
работа под давлением и вакуумом в расчётном исполнении;
интеграция с промышленными системами автоматизации;
возможность установки различных типов мешалок;
стеклоэмалевая защита рабочих поверхностей;
подключение к системам нагрева и охлаждения;
длительная эксплуатация в составе производственной линии.

Базовый модельный ряд цельнокорпусных аппаратов включает реакторы номинальным объёмом от 2 000 до 50 000 литров.

ЛАБ316 предлагает цельнокорпусные эмалированные реакторы номинальным объёмом от 2 000 до 50 000 литров для промышленного синтеза, смешивания, растворения, нейтрализации, кристаллизации и других химических процессов.

Модельный ряд включает аппараты для среднетоннажных производственных участков и крупные реакторы, рассчитанные на работу в составе постоянных технологических линий. Для каждой модели подбираются перемешивающее устройство, мощность привода, конструкция теплообменной рубашки, механическое уплотнение и состав технологических патрубков.

Основные рабочие параметры

Параметр	Базовое значение
Номинальный объём	от 2 000 до 50 000 л
Полный объём	от 2,40 до 56,60 м³
Расчётное давление в корпусе	до 0,4 МПа
Расчётное давление в рубашке	до 0,6 МПа
Расчётная температура	от −19 до +200 °C
Тип конструкции	вертикальная, цельнокорпусная
Рабочая поверхность	стеклоэмалевое покрытие
Теплообмен	наружная рубашка
Перемешивающее устройство	верхнеприводное
Мощность базового привода	от 4 до 55 кВт
Работа под вакуумом	в расчётном исполнении
Регулирование скорости	частотный преобразователь по запросу

Указанные значения относятся к базовой линейке оборудования.

Окончательные рабочие параметры определяются расчётом и фиксируются в технической документации на конкретный реактор.

Технические характеристики модельного ряда

Номинальный объём, л	Полный объём, м³	Объём рубашки, м³	Площадь теплообмена, м²	Мощность привода, кВт	Ориентировочная масса, кг
2 000	2,40	0,48	7,60	4,0	2 250
3 000	3,85	0,62	9,84	5,5	3 220
5 000	6,00	0,85	13,96	7,5	4 600
6 300	6,82	0,98	15,80	11,0	5 130
8 000	9,04	1,57	18,50	11,0	7 060
10 000	11,65	1,80	21,60	15,0	8 040
12 500	13,60	2,10	25,20	15,0	9 490
16 000	17,28	2,38	29,20	22,0	12 570
20 000	21,70	2,74	33,90	22,0	14 350
30 000	34,30	3,50	43,60	37,0	21 980
50 000	56,60	7,90	67,40	55,0	35 150

Таблица отражает базовые параметры цельнокорпусных моделей. Масса, мощность привода и габариты могут изменяться в зависимости от типа мешалки, расчётного давления, конструкции рубашки и дополнительного оснащения.

Реакторы объёмом от 2 000 до 6 300 литров

Цельнокорпусные модели на 2 000, 3 000, 5 000 и 6 300 литров подходят для среднетоннажных производственных участков, где требуется сочетание промышленной производительности и сравнительно компактных габаритов.

Такие аппараты могут применяться для:

выпуска отдельных партий химической продукции;
приготовления растворов и реакционных смесей;
производства смол и полимерных составов;
проведения процессов нейтрализации;
растворения твёрдых компонентов;
нагрева, охлаждения и кристаллизации продукта.

Выбор модели выполняется не только по объёму партии, но и по требуемому коэффициенту заполнения, свободному газовому пространству и особенностям перемешивания.

Реакторы объёмом от 8 000 до 20 000 литров

Модели на 8 000, 10 000, 12 500, 16 000 и 20 000 литров предназначены для стабильного выпуска продукции в составе промышленной технологической линии.

Увеличенный объём рубашки и площадь теплообменной поверхности позволяют организовать управляемый нагрев и охлаждение крупных партий. Для таких аппаратов особенно важны расчёт времени смешивания, распределения температуры и нагрузки на привод.

В зависимости от продукта реактор может оснащаться одноярусной, многоярусной или комбинированной мешалкой.

Реакторы объёмом 30 000 и 50 000 литров

Крупнотоннажные цельнокорпусные реакторы применяются на производствах с большим объёмом одной загрузки и постоянной технологической схемой.

Модель на 50 000 литров имеет полный объём около 56,60 м³, площадь теплообмена до 67,40 м² и базовую мощность привода 55 кВт.

Для оборудования такого класса отдельно рассчитываются:

нагрузки на корпус и опоры;
гидродинамика перемешивания;
мощность и крутящий момент привода;
продолжительность нагрева и охлаждения;
схема циркуляции теплоносителя;
расположение патрубков и площадок обслуживания;
требования к монтажу и фундаменту;
транспортировочные ограничения.

При необходимости крупный реактор поставляется в составе технологического комплекса с системой термостатирования, конденсации, вакуумирования и автоматического управления.

Индивидуальное исполнение

Цельнокорпусный эмалированный реактор проектируется под исходные данные заказчика.

В техническом задании согласовываются:

номинальный и рабочий объём;
расчётное и рабочее давление;
глубина вакуума;
температурный диапазон;
параметры теплоносителя;
конструкция рубашки;
тип мешалки;
мощность и исполнение привода;
механическое уплотнение;
количество и расположение патрубков;
конструкция люка;
нижний сливной клапан;
приборы контроля;
взрывозащищённое исполнение;
уровень автоматизации;
габариты и схема установки.

Технические характеристики конкретного реактора уточняются после анализа продукта, технологического режима и требований производственной площадки.

Система перемешивания цельнокорпусного эмалированного реактора рассчитывается с учётом большого рабочего объёма, геометрии аппарата и свойств продукта.

Для моделей вместимостью от 2 000 до 50 000 литров особенно важно обеспечить циркуляцию среды по всей высоте корпуса, равномерное распределение температуры и отсутствие застойных зон.

Тип рабочего органа, его диаметр, количество ярусов, частота вращения и мощность привода подбираются под конкретный процесс.

Использование стандартной мешалки без расчёта может привести к расслоению продукта, осаждению твёрдой фазы, локальному перегреву и увеличению продолжительности производственного цикла.

Задачи системы перемешивания

Перемешивающее устройство может выполнять одну или несколько технологических функций:

смешивание жидких компонентов;
растворение твёрдых веществ;
поддержание суспензии;
диспергирование одной жидкости в другой;
распределение вводимых реагентов;
выравнивание температуры по объёму;
повышение интенсивности теплообмена;
предотвращение осаждения частиц;
перемещение вязкого продукта вдоль стенок;
поддержание однородности во время реакции;
подготовка продукта к выгрузке.

Конфигурация мешалки определяется не только назначением процесса, но и тем, как изменяются вязкость, плотность и фазовый состав продукта на разных стадиях производства.

Пропеллерные мешалки

Пропеллерные рабочие органы создают направленный осевой поток и обеспечивают циркуляцию продукта по высоте реактора. Они подходят для маловязких жидкостей, приготовления растворов и процессов, где требуется быстрое распределение компонентов.

Пропеллерная мешалка может применяться для:

смешивания взаиморастворимых жидкостей;
растворения компонентов;
выравнивания температуры;
циркуляции среды через весь объём;
предотвращения локального перегрева;
сокращения продолжительности технологической стадии.

В крупнотоннажных реакторах могут использоваться несколько рабочих органов, установленных на одном валу на разных уровнях.

Турбинные мешалки

Турбинные мешалки формируют интенсивный радиальный или смешанный поток. Такое исполнение применяется при работе с многофазными системами, суспензиями, эмульсиями и процессами, требующими выраженного сдвигового воздействия.

Турбинные рабочие органы подходят для:

диспергирования;
эмульгирования;
поддержания твёрдых частиц во взвешенном состоянии;
смешивания компонентов с различной плотностью;
распределения газа в жидкой фазе;
ускорения массообменных процессов.

Для промышленного реактора мощность турбинной мешалки должна определяться расчётом, поскольку интенсивное перемешивание создаёт значительную нагрузку на вал, привод и механическое уплотнение.

Лопастные мешалки

Лопастные мешалки используются для жидкостей низкой и средней вязкости. Они обеспечивают умеренную циркуляцию и подходят для процессов, в которых не требуется интенсивное диспергирование продукта.

Геометрия и угол наклона лопастей влияют на направление потока.

В зависимости от исполнения мешалка может формировать преимущественно осевое, радиальное или комбинированное движение среды.

Лопастные рабочие органы применяются для приготовления растворов, смешивания реагентов, поддержания однородности и выравнивания температуры.

Якорные и рамные мешалки

Для вязких продуктов применяются якорные или рамные мешалки, рабочие элементы которых проходят вблизи внутренних стенок реактора. Они перемещают продукт вдоль теплообменной поверхности и уменьшают вероятность образования застойных зон.

Такое исполнение подходит для:

смол;
полимерных составов;
концентрированных растворов;
вязких химических продуктов;
суспензий с высокой долей твёрдой фазы;
сред, вязкость которых увеличивается в процессе реакции;
продуктов, склонных к налипанию на стенки.

Работа на низкой частоте вращения требует привода с достаточным крутящим моментом. Поэтому номинальная мощность электродвигателя не является единственным параметром при подборе.

Многоярусные системы перемешивания

В высоких цельнокорпусных реакторах одного рабочего органа может быть недостаточно для циркуляции продукта по всему объёму. В таком случае на одном валу устанавливаются два или несколько ярусов мешалок.

Многоярусная система позволяет:

распределить поток по высоте аппарата;
уменьшить расслоение продукта;
обеспечить равномерную концентрацию компонентов;
поддерживать твёрдые частицы во взвешенном состоянии;
повысить однородность температуры;
сократить продолжительность смешивания.

Ярусы могут иметь одинаковую или различную геометрию.

Например, нижний рабочий орган обеспечивает подъём продукта от днища, а верхний — распределяет поток в верхней части реактора.

Комбинированные мешалки

Когда свойства продукта существенно меняются во время технологического цикла, применяется комбинированная система перемешивания.

Возможны следующие сочетания:

якорная и пропеллерная мешалки;
рамный и турбинный рабочие органы;
несколько турбин на одном валу;
осевая мешалка с нижним рабочим органом;
внешняя тихоходная и внутренняя быстроходная системы.

Комбинированное исполнение позволяет одновременно обеспечить движение вязкого продукта возле стенок и интенсивное смешивание во внутренней части аппарата.

Стеклоэмалевое исполнение рабочих элементов

Вал и мешалка, контактирующие с продуктом, могут выполняться со стеклоэмалевым покрытием.

Оно защищает металлическую основу от химически агрессивной среды и предотвращает непосредственный контакт продукта со сталью.

При проектировании эмалированной мешалки учитываются:

геометрия стальной заготовки;
возможность равномерного нанесения покрытия;
температурные деформации при обжиге;
балансировка рабочего органа;
допустимая механическая нагрузка;
защита покрытия от ударов и абразивного износа.

Привод перемешивающего устройства

Модельный ряд цельнокорпусных реакторов предусматривает базовую мощность привода от 4 до 55 кВт.

Конкретное значение определяется по расчётному моменту сопротивления, частоте вращения, диаметру мешалки и характеристикам продукта.

Привод может включать:

общепромышленный или взрывозащищённый электродвигатель;
цилиндрический, конический или планетарный редуктор;
частотный преобразователь;
датчик частоты вращения;
защиту двигателя от перегрузки;
контроль вибрации;
контроль температуры подшипников;
местное и дистанционное управление.

Для вязких продуктов особое значение имеет крутящий момент на валу.

При подборе нельзя ориентироваться только на мощность электродвигателя.

Частотное регулирование

Частотный преобразователь позволяет изменять скорость мешалки в зависимости от стадии технологического процесса.

Различные режимы могут использоваться:

при первоначальной загрузке компонентов;
во время растворения;
при нагреве продукта;
в ходе химической реакции;
при добавлении реагентов;
во время охлаждения;
перед выгрузкой готового продукта.

Регулирование частоты вращения помогает уменьшить пенообразование, снизить нагрузку на привод и подобрать оптимальную интенсивность перемешивания для каждой стадии.

Механическое уплотнение вала

Место ввода вала в корпус реактора герметизируется механическим уплотнением. Его конструкция определяется рабочим давлением, вакуумом, температурой и опасностью продукта.

Возможны:

одинарное механическое уплотнение;
двойное механическое уплотнение;
подача затворной жидкости;
система поддержания давления;
охлаждение узла;
контроль температуры и давления;
сигнализация утечки.

Двойное уплотнение применяется при работе с токсичными, летучими, пожароопасными и особо агрессивными средами.

Расчёт гидродинамики реактора

Для крупнотоннажных аппаратов система перемешивания может проверяться с помощью гидродинамического моделирования.

Расчёт позволяет оценить:

направление потоков;
распределение скорости продукта;
наличие застойных зон;
циркуляцию возле днища и стенок;
распределение температуры;
время достижения однородности;
удержание твёрдых частиц;
нагрузку на мешалку;
потребляемую мощность.

По результатам расчёта уточняются тип, диаметр и количество рабочих органов, высота их установки, частота вращения и характеристики привода.

Данные для подбора мешалки

Для расчёта системы перемешивания необходимо предоставить:

рабочий и полный объём реактора;
плотность продукта;
начальную и конечную вязкость;
состав и концентрацию компонентов;
количество и размер твёрдых частиц;
наличие нескольких жидких фаз;
склонность к пенообразованию;
рабочую температуру;
давление или вакуум;
требуемое время смешивания;
задачу теплообмена;
последовательность загрузки компонентов;
требования к взрывозащищённому исполнению.

Система перемешивания цельнокорпусного эмалированного реактора проектируется одновременно с корпусом аппарата. Это позволяет согласовать конструкцию мешалки, привода, уплотнения, патрубков и внутренних элементов до начала изготовления оборудования.

Подбор цельнокорпусного эмалированного реактора

Подготовим коммерческое предложение и схему комплектации.

С этим оборудованием используют

Сопутствующие узлы и системы для построения технологического участка.

Системы захолаживания и термостатирования

Обеспечивают нагрев, охлаждение и поддержание заданной температуры продукта за счёт циркуляции теплоносителя через рубашку эмалированного реактора. Конфигурация системы подбирается по объёму аппарата, тепловой нагрузке и требуемому температурному диапазону.

Подробнее

Друк-фильтры и нутч-фильтры

Используются после реакционной стадии для разделения суспензий, отделения твёрдой фазы, промывки осадка и получения фильтрата. Оборудование может быть встроено в общую схему перемещения продукта между технологическими операциями.

Подробнее

Ректификационные установки

Применяются для последующего разделения и очистки жидких смесей, полученных в эмалированном реакторе. Реактор и ректификационная установка могут работать в составе единого технологического участка синтеза, подготовки и разделения продукта.

Подробнее

Напорные ёмкости

Предназначены для промежуточного накопления, хранения, дозированной подачи и перемещения химических растворов, реагентов и продуктов между стадиями производства. Исполнение ёмкости подбирается по свойствам среды, давлению и принятой технологической схеме.

Подробнее

CIP/SIP-системы

Используются для автоматизированной безразборной мойки и, при необходимости, стерилизации реакторов, трубопроводов, ёмкостей и других элементов технологической линии. Система проектируется под конфигурацию оборудования и требования к санитарной обработке.

Подробнее

Программное обеспечение Smartlab-316

Подходит для процессов, где важны автоматизированное управление, мониторинг, протоколирование и хранение параметров ректификации в более управляемом производственном контуре.

Подробнее

Часто задаваемые вопросы и ответы по цельнокорпусным эмалированным реакторам

Запросить КП на эмалированный реактор
разъёмного типа

Оставьте контакты — уточним параметры и подготовим коммерческое предложение.