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摘要：氢化反应釜搅拌器在长时间的运行过程中难免会出现一些问题，需要采取措施进行改造。鉴于此，本文针对某药业有公司工业生产中氢化反应釜中采用的自吸式+推进式搅拌器存在设计较复杂、耗能较高等问题，将其改造成自吸式搅拌器，实践证明，改造后的自吸式搅拌器效果良好，切实可行，达到了预期效果。
关键词：氢化反应釜；搅拌器；改造
引言
反应釜是用于化学反应的设备，由于其成本低、热交换能力强和产品质量稳定等特点，成为生产聚合物的核心设备，在化工、生物制药、石油生产等行业中得到了广泛的应用。搅拌器是氢化反应釜的重要组成部分之一，合理地选择反应釜搅拌器的型式，对于提高生产效率和产品质量具有重要的意义。本文通过对某药业有公司工业生产中氢化反应釜中自吸式+推进式搅拌器存在的问题进行阐明，对其进行了改造，将原搅拌器改造成了自吸式搅拌器，较好地解决一些问题。
1.概况
在某药业有公司氢化反应生产过程中，原氢化釜中的搅拌器采用的是自吸式+推进式搅拌器，反应釜上端空间的氢气在液相内得不到循环，气液接触面积小，使氢气不能充分地与液体接触，又由于气液的不相溶性，且气液密度差别比较大，反应釜内未反应的氢气大量积聚在反应釜上部空间，严重影响了反应速度，同时催化剂的悬浮不均匀也制约了反应速率，使反应时间增长，既影响了产品的收率，产量低，也造成了产品质量不尽人意。另外，因搅拌器体形“臃肿”，故运转阻力大，耗电较高，维修不方便。针对此，需要对氢化釜原搅拌器进行改造。
2.氢化反应釜搅拌器的工作原理
经多次讨论和综合分析，将搅拌轴由实心轴改为空心轴，并在空心搅拌轴的叶轮部位设4个相同的φ18的孔。根据文丘里喷射原理，电机通过减速机来驱动内部空心自吸式搅拌器旋转，而搅拌器附近流体在叶轮作用下同样作圆周运动，所产生的离心力对搅拌器内部产生抽吸作用，使搅拌器内部形成负压区。由于搅拌器内部是通过空心轴与氢气相连通，故使液面上的氢气持续不断地被高速运动的液体夹带后从叶轮排出，在反应釜内不断被吸入至深层液相，并被搅拌分散于液相之中，周而复始，形成均匀的气液混合体系，从而实现了高效气液接触，强化了气液传质过程，缩短了气液反应时间。
下层推进式搅拌器的功能是将固体催化剂均匀悬浮，并将从自吸式叶轮喷出的气体均匀地弥散在整个反应釜内，获得较高的反应速率。
2.1自吸式+推进式搅拌器
由图1可见，原搅拌器在实心搅拌轴上设有搅拌片以及有孔罩，其搅拌片包括从下到上依次设置的第1～5搅拌片。
第1搅拌片由至少2片平直的翅片组成。
第2搅拌片由至少3片螺旋式翅片组成。
第3搅拌片由至少3片倾斜的翅片组成。
第4搅拌片由至少3片螺旋式翅片组成。
第5搅拌片由至少3片倾斜的翅片组成；第5搅拌片位于有孔罩内。
氢气只是从上面开始接触到液面，液体和气体接触面积小，不能充分深入液体内部与之充分融合，反应速度低，反应时间较长，影响了产品收率，搅拌效率不高，且由于体形较大，耗电也较高。
2.2自吸式搅拌器
改造后自吸式搅拌器示意图如图2所示。
由图2可见，该反应釜由上下2层搅拌器组成，上层自吸式搅拌器具有将液面上部的气体重新吸入并有效地分散于液相中的特殊功能，从而大幅度提高了气、液相的混合效果。但是自吸式搅拌器只是将气体引入液相，并不能在液体中混合均匀，需要靠下层具有轴向推力的推进式搅拌器产生轴向力来推动液体上下湍动进行混合，具有分散进气和悬浮催化剂的功能，使气、液、固三相均匀混合在一起，反应充分，有效提高了加氢反应的速度与效率，能降低功耗，提高收率，从而使产品质地均匀，达到预期效果。
3.改造效果
改进后的自吸式搅拌器，单位时间内吸气量大，釜内气、液、固三相分布更均匀，混合效果更好，且攪拌器结构紧凑，无需大量循环辅助装置，减少了投资，操作简单，强化了气液固的传质过程，加快了反应速度，缩短了反应时间，由原来的12h缩短到现在的7h，班产量提高了约12t，提高了收率，由78%左右提高到86%以上。同时，因对搅拌器进行了“瘦身”，电耗也大幅降低。
4.结语
综上，经生产实践证明，改造后的自吸式搅拌器成功克服了原搅拌器的缺点，是一种比较理想的气液固自吸式搅拌器。其反应时间由原来的12h缩至7h，强化了气液固的传热过程，提高了收率，产品收率由78%左右提高到86%以上，改造效果好，特别适用于气-液、气-液-固非均相反应过程。此研究成果可为类似氢化反应釜搅拌器的改造方面提供有益的借鉴意义。
参考文献：
[1] 闫鲁忠，赵洋.反应釜搅拌器集装式机械密封系统的改造与应用[J].石油和化工设备，2010，13（1）：40-44.
[2] 李迎春，孟保勋，魏新军.苯加氢反应釜搅拌器的国产化改造[J].河南化工，2015，32（3）：50-51.
[3] 王高生，宋涛，彭占录，等.釜式反应釜搅拌器故障分析与改造[J].当代化工，2016，45（7）：1474-1475.
关键词：氢化反应釜；搅拌器；改造
引言
反应釜是用于化学反应的设备，由于其成本低、热交换能力强和产品质量稳定等特点，成为生产聚合物的核心设备，在化工、生物制药、石油生产等行业中得到了广泛的应用。搅拌器是氢化反应釜的重要组成部分之一，合理地选择反应釜搅拌器的型式，对于提高生产效率和产品质量具有重要的意义。本文通过对某药业有公司工业生产中氢化反应釜中自吸式+推进式搅拌器存在的问题进行阐明，对其进行了改造，将原搅拌器改造成了自吸式搅拌器，较好地解决一些问题。
1.概况
在某药业有公司氢化反应生产过程中，原氢化釜中的搅拌器采用的是自吸式+推进式搅拌器，反应釜上端空间的氢气在液相内得不到循环，气液接触面积小，使氢气不能充分地与液体接触，又由于气液的不相溶性，且气液密度差别比较大，反应釜内未反应的氢气大量积聚在反应釜上部空间，严重影响了反应速度，同时催化剂的悬浮不均匀也制约了反应速率，使反应时间增长，既影响了产品的收率，产量低，也造成了产品质量不尽人意。另外，因搅拌器体形“臃肿”，故运转阻力大，耗电较高，维修不方便。针对此，需要对氢化釜原搅拌器进行改造。
2.氢化反应釜搅拌器的工作原理
经多次讨论和综合分析，将搅拌轴由实心轴改为空心轴，并在空心搅拌轴的叶轮部位设4个相同的φ18的孔。根据文丘里喷射原理，电机通过减速机来驱动内部空心自吸式搅拌器旋转，而搅拌器附近流体在叶轮作用下同样作圆周运动，所产生的离心力对搅拌器内部产生抽吸作用，使搅拌器内部形成负压区。由于搅拌器内部是通过空心轴与氢气相连通，故使液面上的氢气持续不断地被高速运动的液体夹带后从叶轮排出，在反应釜内不断被吸入至深层液相，并被搅拌分散于液相之中，周而复始，形成均匀的气液混合体系，从而实现了高效气液接触，强化了气液传质过程，缩短了气液反应时间。
下层推进式搅拌器的功能是将固体催化剂均匀悬浮，并将从自吸式叶轮喷出的气体均匀地弥散在整个反应釜内，获得较高的反应速率。
2.1自吸式+推进式搅拌器
由图1可见，原搅拌器在实心搅拌轴上设有搅拌片以及有孔罩，其搅拌片包括从下到上依次设置的第1～5搅拌片。
第1搅拌片由至少2片平直的翅片组成。
第2搅拌片由至少3片螺旋式翅片组成。
第3搅拌片由至少3片倾斜的翅片组成。
第4搅拌片由至少3片螺旋式翅片组成。
第5搅拌片由至少3片倾斜的翅片组成；第5搅拌片位于有孔罩内。
氢气只是从上面开始接触到液面，液体和气体接触面积小，不能充分深入液体内部与之充分融合，反应速度低，反应时间较长，影响了产品收率，搅拌效率不高，且由于体形较大，耗电也较高。
2.2自吸式搅拌器
改造后自吸式搅拌器示意图如图2所示。
由图2可见，该反应釜由上下2层搅拌器组成，上层自吸式搅拌器具有将液面上部的气体重新吸入并有效地分散于液相中的特殊功能，从而大幅度提高了气、液相的混合效果。但是自吸式搅拌器只是将气体引入液相，并不能在液体中混合均匀，需要靠下层具有轴向推力的推进式搅拌器产生轴向力来推动液体上下湍动进行混合，具有分散进气和悬浮催化剂的功能，使气、液、固三相均匀混合在一起，反应充分，有效提高了加氢反应的速度与效率，能降低功耗，提高收率，从而使产品质地均匀，达到预期效果。
3.改造效果
改进后的自吸式搅拌器，单位时间内吸气量大，釜内气、液、固三相分布更均匀，混合效果更好，且攪拌器结构紧凑，无需大量循环辅助装置，减少了投资，操作简单，强化了气液固的传质过程，加快了反应速度，缩短了反应时间，由原来的12h缩短到现在的7h，班产量提高了约12t，提高了收率，由78%左右提高到86%以上。同时，因对搅拌器进行了“瘦身”，电耗也大幅降低。
4.结语
综上，经生产实践证明，改造后的自吸式搅拌器成功克服了原搅拌器的缺点，是一种比较理想的气液固自吸式搅拌器。其反应时间由原来的12h缩至7h，强化了气液固的传热过程，提高了收率，产品收率由78%左右提高到86%以上，改造效果好，特别适用于气-液、气-液-固非均相反应过程。此研究成果可为类似氢化反应釜搅拌器的改造方面提供有益的借鉴意义。
参考文献：
[1] 闫鲁忠，赵洋.反应釜搅拌器集装式机械密封系统的改造与应用[J].石油和化工设备，2010，13（1）：40-44.
[2] 李迎春，孟保勋，魏新军.苯加氢反应釜搅拌器的国产化改造[J].河南化工，2015，32（3）：50-51.
[3] 王高生，宋涛，彭占录，等.釜式反应釜搅拌器故障分析与改造[J].当代化工，2016，45（7）：1474-1475.