不锈钢反应釜(尤其在中试及生产规模中)的预留口设计是其多功能性、可扩展性和工艺适应性的关键。以下是工业标准设计中常见的预留口类型、功能及技术规格,按安装位置分类说明:
一、顶部预留口(封头部位)
主进料口
规格:DN40~DN80(根据物料粘度定)
结构:法兰式(PN16/PN40)或快开卡箍(制药级)
用途:主原料投入、补加试剂。
特殊设计:可内伸至液面下(防挥发/氧化)。
搅拌器安装口
规格:DN100~DN150(匹配机械密封尺寸)
要求:中心定位(偏差≤0.5mm/m),带支撑凸台(抗振动)。
密封:标配ISO 21049双端面机械密封。
人孔/手孔
规格:
人孔:DN400(用于≥500L釜体)
手孔:DN150(中试釜常用)
标准:HG/T 21514~21535(钢制人孔)。
用途:内部清洗、检修、催化剂填装。
压力/真空口
规格:DN25~DN50
连接:
压力表(0~1.6MPa,精度0.25级)
真空规管(0~-0.1MPa)
安全阀接口(ASME Section VIII计算口径)。
惰性气体保护口
规格:DN25
设计:
双路设计(一路常开微正压,一路应急吹扫)
配止回阀(防倒吸)。
冷凝回流口
规格:DN40~DN50
用途:连接冷凝器进行溶剂回流。
特殊要求:倾斜15°(防积液)。
二、侧壁预留口(筒体部位)
温度传感器口
规格:DN20~DN25
类型:
PT100铂电阻(-50~300℃,±0.1℃)
热电偶套管(可更换传感器)。
插入深度:浸入液面≥100mm。
备用工艺口
规格:DN25~DN40(至少2个)
布局:对称分布(避免搅拌死区)
用途:
补加催化剂
pH计安装
在线拉曼探头(PAT过程分析)。
取样口
规格:DN15~DN25
关键设计:
双阀门结构(主阀+底阀防堵)
冷却夹套(高温物料取样防烫)
位置在液面中部(代表性强)。
视镜口
规格:DN80~DN100
类型:
带灯视镜(IP65防护)
高压石英视镜(耐压≥1.0MPa)
清洁:配喷淋球(CIP清洗)。
三、底部预留口
主出料口
规格:DN50~DN80
结构:
上展式放料阀(无残留设计)
液封高度≥50mm(防结晶堵口)
流速控制:可接节流阀(防高粘度物料剪切)。
排净口
规格:DN25
位置:绝对最低点(坡度≥3°)
用途:排空废液、清洗水。
四、夹套/盘管预留口
热媒体进口/出口
规格:DN32~DN50
连接:
蒸汽/冷却水(快速接头)
导热油(法兰式,耐高温密封)。
流向:下进上出(排尽气泡)。
急冷介质入口
规格:DN25
应用:聚合反应紧急终止。
五、特殊工艺接口
用途 | 规格 | 技术要求 |
---|---|---|
在线过滤 | DN50 | 烧结金属滤芯(5~50μm),反冲功能 |
真空进料 | DN40 | 配文丘里喷射器(真空度≤5kPa) |
固体加料 | DN80 | 快开式密封盖(O型圈+液压锁紧) |
气相色谱取样 | DN15(VCR接头) | 微流量调节阀(防体系失压) |
六、预留口设计规范
布局原则
最小间距:相邻法兰边缘距≥50mm(便于扳手操作)
高度分层:仪表口(高位)、工艺口(中位)、出料口(低位)
防干涉:避开搅拌电机支架、平台扶梯。
法兰标准
化工:HG/T 20592~20635(欧标PN系列)
制药:ISO 2852/ASME BPE(Tri-clamp卡箍)
压力等级:≥1.5倍设计压力(冗余安全)。
密封材质
通用:PTFE包覆垫片(-50~200℃)
高温:膨胀石墨+不锈钢内环(≤450℃)
超高纯:EPDM/FKM(符合FDA 21 CFR)。
七、接口冗余建议
中试反应釜至少预留30%备用接口(如:设计10个口需留3个备用),并符合:
位置:顶部/侧部各1个备用
规格:DN25/DN40各1个
密封:预装盲法兰(带压力测试嘴)
通过科学配置预留口,可大幅提升反应釜的工艺兼容性与生命周期价值,避免因接口不足导致的设备改造停机损失。