의약 농약류 교반 설비

정밀화학공업, 의약, 농약 등 업종에서 관련된 단원의 조작종류가 다양하고 각기 특징이 있다.일반적인 물리과정, 례를 들면 증류, 냉각, 용해, 농축 및 일부 동력학의 통제를 받는 균상반응, 교반은 통제요소가 아니다. 일반적인 교반설비 (예를 들면 표준유리솥) 는 모두 공예요구를 만족시킬수 있으며 설계의 중점은 에너지소모의 크기와 구매원가의 높고낮음에 더욱 관심을 돌리고있다.

그러나 대부분의 단원 조작 과정의 교반 설비는 여전히 전문적으로 설계해야 한다. 이러한 과정은 연속 질화, 염화, 가성, 축합, 대체, 불화, 아세틸화, 술폰화, 암모니아, 산화, 추출, 결정, 수해, 물세탁 등을 포함한다. 어떻게 각 공정 과정의 핵심 문제를 포착하여 목적성 있는 교반기 설계를 진행할 것인가는 장기적인 공정 경험과 풍부한 전문 지식에 의존해야 한다.원래 이런 믹서기를 대함에 있어서 하나의 설비문제일뿐만아니라 더욱 많은것은 하나의 공예문제이다. 공예과정을 숙지하고 본질문제를 파악하여 반응의 화학특성과 반응기의 전달특성을 서로 일치시켜야만 공예효과를 *화할수 있다.

◇연속 질화 반응

벤젠, 클로로벤젠, 톨루엔의 다부직렬 연속 혼산 질화 공정을 예로 들면, 반응기의 직렬 수량, 단부체적, 장경비, 내장 환열관, 교반기의 형식, 순환량, 절단량, 유형 등 매개변수는 모두 반응동력학을 기초로 설계해야만 이상적인 체류시간 분포와 전환율을 얻을 수 있다.이밖에 믹서기의 설계는 또 고려해야 한다. 1. 전환률에 대응하는 전열능력은 같은 전열면적과 반응온도에서 이는 전열계수에 의해 결정되며 전열계수의 높낮이는 믹서기의 설계와 밀접한 관계가 있다.2. 절단량의 크기, 절단량이 너무 많고 에너지 소모가 높으며 후속 기름과 물의 분리 과정에 어려움을 초래한다. 절단량이 너무 작으면 물과 기름의 상분산 정도에 직접적인 영향을 주고 반응 속도가 낮아진다.

◇염화 반응

유기물 (예: 방향탄화수소, 잡환화합물) 의 염화는 대부분 단부간헐조작방법을 사용하는데 다급염화반응이 존재하고 각 반응활성에너지의 차이가 작기 때문에 원료의 전환율, 목표산물의 선택성, 염소qi의 이용률과 반응시간 등 4자간의 조화는 비교적 어려워 보인다.

믹서기를 최적화하고 반응기의 장경비를 증가시키는것은 효과적인 방법으로서 염소qi의 분산정도를 높이고 반응을 가속화할수 있으며 염소qi의 체류시간의 연장도 일정한 정도에서 염소qi의 리용률을 높일수 있지만 여전히 10% 이상의 염소qi가 랑비될수 있다.

원 정회사가 설계한 이중솥직렬간헐조작의 교반반응기는 이런 문제들을 잘 해결할수 있다.

1.첫솥과 끝솥은 서로 다른 반응조건에서 진행할 수 있어 선택성을 높이기 위해 가능성을 제공한다;

2.첫 번째 솥은 염소qi 이용률을 추구하지 않고 통염소 속도를 높이고 반응 시간을 단축하며 전환율을 높일 수 있다;

3.첫솥 반응이 끝난 후에도 말솥의 원료 농도는 여전히 매우 높고, 염소qi는 쉽게 넘치지 않아 염소qi의 이용률을 99% 이상으로 높인다.

물론 이 공예는 또 3부련속공예를 채용하여 생산능력을 더욱 크고 조작을 더욱 간단하게 할수 있다.

총적으로 단부간헐, 이중부간헐 또는 3부련속공예를 막론하고 교반기의 합리적인 설계는 극히 중요하다.

◇산화반응

순산소 산화를 사용하는 반응은 자흡식 교반 반응기를 사용하는 것이 좋다. 관련 내용은"액상 촉매 수소 첨가 및 기타 가스-액체 반응 기술과 장비"를 참조한다. 촉매 수소 첨가와 달리 산소 순도는 일반적으로 수소만큼 높지 않다. 자흡식 산화 반응기는 여전히 소류량을 지속적으로 비워 타성 가스가 풍부하지 않도록 해야 한다.물론 일부 원료의 농도가 낮고 산소소모가 적으며 반응압력이 낮은 대형반응기는 터보프로펠러와 다층광엽축류프로펠러를 조합한 형식도 있다. 례를 들면 80m3의 쌍감포스핀산소산화로 초감포스핀을 생성하는 반응기이다.

공기산화반응기는 자흡식교반반응기를 채용하기에 적합하지 않다. 그 원인은 공기중의 고농도의 질소가 재빨리 기상공간에 풍부해지고 기상과 액상 사이에서 순환하는 기본은 질소일뿐 산화반응은 재빨리 종지된다.그러므로 공기산화반응기는 장경이 비교적 큰 다층교반반응기를 사용하는것이 좋다.믹서기의 설계는 체계의 점도, 통기량, 반응압력, 배기가스 중용제 회수의 난이도, 배기가스 중 산소 농도 요구 등 요소와 밀접한 관련이 있다.

◇빠른 반응

일부 반응속도가 매우 빠른 반응에 대해 반응속도, 반응온도와 불순물함량을 통제하기 위하여 그중 한 반응원료는 적가(또는 류가)의 방법으로 반응을 상대적으로 완화시켜 진행한다.이 방법은 매우 효과적이지만 여전히 단점이 있습니다.

1.드롭 성분은 비교적 높은 부피 백분율을 차지할 때, 반응기 재료의 위치 변화가 매우 크고, 액면 드롭 위치의 유동 상황도 매우 큰 변화가 발생하며, 원료 농도의 확산 속도는 액면의 상승에 따라 감소한다;

2. 믹서기의 순환 능력이 부족할 때, 적출 위치의 원료 농도가 너무 높고, 국부 반응 속도가 너무 빠르며, 반응이 쉽게 핫스팟을 형성하고, 국부 과열로 인해 부반응을 통제하기 어렵다.

3.일부 빠른 반응, 방울 첨가 후기에 생성물의 석출로 인해 시스템 점도가 증가하는데, 이때 방울 첨가 성분은 더욱 확산되기 어렵다. 특히 가소성 유체에서.

원래 이런 빠른 반응을 설계하고있던 교반기는 독특한 점이 있는데 주도사상은 바로 어떻게 합리적인 설계를 통해 점가성분을 재빨리 분산시켜 반응의 열점을 제거하는가 하는것이다.이와 동시에 적가위치, 적가방식을 최적화해야 하며 부분적 쾌속반응은 적가성분의 초기농도를 사전에 희석해야 한다.

◇결정

결정은 용질이 용액에서 석출되는 과정으로 증발 농축 결정과 냉각 결정의 두 가지 방법이 있다.

정밀화학공업, 의약, 농약 등 분야에서 결정은 용질과 용액을 분리하는 수단일 뿐만 아니라 정제하는 중요한 방법이기 때문에 결정솥의 설계 난이도를 크게 높인다.

그러므로 교반결정솥의 설계는 여러가지 요소를 고려해야 한다.

1.입자의 부상, 용질 농도의 균일, 온도의 균일을 유지하기 위해 충분한 순환 능력;

2.낮은 절단 능력으로 결정형에 대한 파괴를 감소시킨다;

3. 솥 내벽 및 내부 부재의 광결도를 높이고 점부물을 줄인다.

4. 부뚜막에 달라붙는 것을 피할 수 없을 때는 스크래치로 섞는 것을 고려할 수 있다.

5.전열온도차를 줄여 용액을 비교적 낮은 과포화도를 유지하게 한다. 결정의 성장속도와 결정의 생성속도의 비례가 비교적 크고 얻은 결정체가 비교적 크며 결정형도 비교적 완전하고 제품의 순도가 높다.

◇액체 분산

액액 분산은 많은 공정 공정에 존재하는데, 예를 들면 수해, 추출, 워싱 등이다. 교반의 목적은 분산상을 가능한 한 작은 액적 형식으로 연속상에 균일하게 분산시켜 전질 면적을 증가시키고 조작 시간을 단축시키는 것이다.

액체 분산 믹서는 일반적으로 높은 절단 터보 프로펠러를 사용하는데, 이미 성숙한 방법은 양상 인터페이스가 사라지는 임계 회전 속도, 양상 인터페이스 면적, 분산 액체 방울 크기를 계산하는데, 양상 사이의 밀도 차, 점도 차, 인터페이스 장력은 ZUI의 중요한 세 가지 매개변수이다.

상술한 방법에 따라 설계한 액액분산교반기는 운행회전속도가 림계회전속도보다 훨씬 높으며 에너지소모가 흔히 비교적 높다. 특히 장경이 크고 용적이 큰 설비는 다층커팅프로펠러의 설치로 에너지소모가 재차 증가된다.

원래 설계된 액액 분산 믹서는 공정 효과를 보장하는 동시에 에너지 소모에도 매우 관심을 기울인다.비교적 작은 직경의 고속 터보 프로펠러를 사용하여 인터페이스 부근에 설치하는 것은 에너지 절약과 공정 효과를 보장할 수 있는 방법이다. 설비의 길이가 비교적 클 때 연속상 내에 축류 프로펠러를 설치하여 터보 프로펠러의 작용 범위가 전체 액상에 파급될 수 없는 결함을 보완할 수 있다. 축류 프로펠러의 에너지 소모는 터보 프로펠러의 10~20% 에 불과하다.

◇고액 부상

고액부상에는 두가지 상황이 특수하게 설계되여야 한다. 하나는 고고함량의 진흙부상으로서 일반적인 축류프로펠러는 효력을 잃게 된다. 원 양의 SP306호엽프로펠러는 전문적으로 이런 공법을 위해 개발된것으로서 고함량이 35~65% 에 달하는 체계에 적합하다. 특히 고체립자가 작아 부상액에 일정한 점도가 생기는 경우 소량의 기체가 있는 경우에도 적용할수 있다.또 다른 금속 분말의 부상, 예를 들면 철분 환원 공정, 골격 니켈을 촉매로 하는 환원 공정, 구리를 촉매로 하는 탈수소 공정, 유기 주석의 생산 공정 등은 금속과 액상의 거대한 밀도 차이로 인해 부상이 어렵고 교반기도 쉽게 마모되거나 부식된다. 원래의 SP 시리즈 중 교반기 다수 형식은 합리적으로 설계하기만 하면 이런 장소에 적응할 수 있다. 필요할 때 날개는 표면 경화, 부식 방지 등 조치를 취할 수 있다.