KADAMM РЕА-Д — Реакторы высокого давления (автоклавы лабораторные) 10–50 л

Ряд KADAMM РЕА-Д 10–50 л — это нержавеющие напольные автоклавы для опытно-промышленной и лабораторной работы, рассчитанные на партии от 6 до 33 л. Предельная температура у всех +350 °C; рабочее давление у KADAMM РЕА-Д10 и РЕА-Д20 составляет 22 МПа, у KADAMM РЕА-Д50 — 10 МПа. Устройство повторяет настольные 0.25–5 л: сосуд из SS304/SS316 (под заказ — Хастеллой), крышка со статическими уплотнениями, привод мешалки через магнитную муфту, встроенный модульный электронагрев, предохранительный клапан и манометр. Разница в масштабе: питание 380 В, нагреватели на 8, 10 и 15 кВт, частотный привод 50–600 об/мин, масса брутто от 225 до 514 кг. Ряд закрывает переход от лабораторного скрининга к опытному производству — гидротермальный синтез, окисление, полимеризацию и гидрирование ведут партиями в десятки литров по тому же принципу.

Ряд из трёх напольных автоклавов: 10 л и 20 л — 22 МПа, 50 л — 10 МПа

У KADAMM РЕА-Д10 сосуд 10 л, нагреватель 8 кВт и давление 22 МПа, в упаковке 970×620×1380 мм он весит 225 кг брутто. KADAMM РЕА-Д20: 20 л, 22 МПа, 10 кВт; упакован в 1020×870×1430 мм, 308 кг брутто. KADAMM РЕА-Д50 рассчитан на 50 л и рабочее давление 10 МПа при нагреве 15 кВт; упаковка 1700×820×1580 мм, 514 кг брутто. Почему у 50-литрового сосуда предел ниже: стенка под 22 МПа при том же материале утолщается пропорционально диаметру, и на 50 л автоклав получился бы слишком тяжёлым для большинства применений. Полимеризации, гидротермальному синтезу и гидрированию при 1–5 МПа хватает 10 МПа, а если методике нужно 15–22 МПа, партию делят на две загрузки РЕА-Д20. Порты крышки у всего ряда одни и те же — ввод газа, отбор проб, термогильза, манометр, предохранительный клапан; общие также питание 380 В и привод с частотным регулированием 50–600 об/мин.

Как ряд 10–50 л греется (8–15 кВт) и отводит тепло

С ростом объёма растёт и мощность нагрева — 8 кВт у 10 л, 10 кВт у 20 л, 15 кВт у 50 л, — поэтому выход на температуру не затягивается. Электронагрев выполнен встроенным модулем с контроллером и датчиком в термогильзе, теплоноситель и внешний термостат не требуются; при +350 °C это решающее обстоятельство, ведь лабораторных масляных термостатов на такую температуру не существует. Но с масштабом приходит и проблема тепловыделения реакции. Поверхность 50-литрового сосуда на единицу объёма втрое меньше, чем у 1-литрового, поэтому экзотермическая полимеризация или гидрирование, которые в настольном автоклаве охлаждаются через стенку, тут способны разогнаться без принудительного теплоотвода. В таких процессах закладывайте змеевиковое охлаждение (опция под заказ, комплектацию уточняйте у менеджера) и дозируйте газ порциями, следя за ростом температуры и давления.

Магнитная муфта и частотный привод 50–600 об/мин

Во всех трёх автоклавах мешалку крутит магнитная муфта: момент от двигателя с частотным регулированием проходит через герметичную стенку магнитным полем, поэтому ни вала через крышку, ни сальника нет. Для 10–50 л это вдвойне ценно — с размером сосуда растёт момент на валу, а значит, и износ сальника, работающего под давлением. Частотный регулятор плавно выставляет от 50 до 600 об/мин и держит скорость, когда вязкость меняется (скажем, масса густеет по ходу полимеризации); при перегрузке муфта проскальзывает и тем бережёт привод. Порты и крышка уплотнены статически, среда изолирована полностью, так что ряд годится для водорода, оксида углерода и других токсичных и горючих сред.

Как перенести методику с настольного автоклава

По материалам сосуда, набору портов, магнитной муфте, температуре +350 °C и давлению 22 МПа (за исключением 50 л) напольный ряд совпадает с настольным KADAMM РЕА-Д 0.25–5 л . Благодаря этому масштабировать проще: процесс, отлаженный на 1–2 л, переходит на 10–20 л при прежних уставках температуры и давления, а пересчитывать приходится лишь загрузку, обороты мешалки (50–600 об/мин вместо 50–1000 у настольных) и время выхода на режим. Заполнять сосуд по-прежнему можно максимум на 2/3 номинала — в РЕА-Д10 это 6–7 л, в РЕА-Д20 13 л, в РЕА-Д50 до 33 л. Сталь подбирают по среде: для нейтральных — SS304, для кислых и хлоридных — SS316, для особо агрессивных под заказ — сплав Хастеллой.

Выбор объёма, помещение и сеть 380 В

Ряд целиком напольный: каждому автоклаву нужны отдельная трёхфазная линия 380 В на 8–15 кВт, ровное основание под 225–514 кг брутто и свободное место сверху, чтобы поднимать крышку и обслуживать привод. На участке обязательны вытяжка над сосудом, отвод наружу продувочной линии и сброса предохранительного клапана, а при работе с водородом — газовая сигнализация. Объём выбирают по партии: на 6–7 л — РЕА-Д10, на 10–13 л — РЕА-Д20, на 20–33 л (давление до 10 МПа) — РЕА-Д50. Когда давление процесса не превышает 0.3 МПа и требуется рубашка под внешний термостат, подойдут нержавеющие рубашечные реакторы KADAMM РЕА-Н 50–300 л; партии до 3 л ведут на настольных автоклавах 0.25–5 л.

Реакторы KADAMM РЕА-Д 10–50 л напольного исполнения, рассчитанные на высокое давление, относятся к электрооборудованию для опытных участков и лабораторий. Их соответствие подтверждают по двум регламентам ЕАЭС — ТР ТС 004/2011 «О безопасности низковольтного оборудования» и ТР ТС 020/2011 «Электромагнитная совместимость технических средств»; изготовление ведётся по системе менеджмента качества ISO 9001, изделия несут знак CE. Вместе с автоклавом клиент получает декларацию соответствия, паспорт и русскоязычное руководство по эксплуатации.

Предел давления — 22 МПа для 10 и 20 л и 10 МПа для 50 л, температура до +350 °C; крышка несёт манометр и предохранительный клапан, все уплотнения статические. У сосудов этого объёма велико произведение давления на объём, поэтому, какие документы идут на сосуд под давлением и как его ставить на учёт и освидетельствовать, определяет паспорт поставки — это стоит уточнить у менеджера ещё до заказа. Взрывозащиты у автоклавов нет: если в работе водород или горючие газы, на участке нужны вытяжка, газовая сигнализация и вывод линий сброса наружу.

• Электробезопасность — трёхфазная сеть 380 В, 50 Гц; под нагреватель 8–15 кВт тянут отдельную линию с автоматом и заземлением согласно проекту участка.
• Защита от превышения давления — на крышке стоят манометр и предохранительный клапан; уставку, датчик давления и разрывную мембрану указывает паспорт.
• Термическая защита — нагревом управляет контроллер, датчик сидит в термогильзе; при +350 °C корпус снаружи горячий, поэтому зону ограждают и теплоизолируют, как указано в руководстве.
• Герметичность среды — благодаря магнитной муфте и статическим уплотнениям портов и крышки токсичные среды и водород наружу не уходят совсем.
• Документы в поставке — декларация соответствия ТР ТС, паспорт и руководство по эксплуатации; на сосуд под давлением документы выдают по запросу.

Что входит в конкретную поставку — охлаждающий змеевик, разрывная мембрана, датчик давления с выводом на контроллер, а также уставка предохранительного клапана и класс защиты корпуса, — указано в её паспорте; эти данные уточняйте у менеджера.

Автоклав 10–50 л весит 225–514 кг брутто, стоит на полу и питается от 380 В, поэтому для пуска нужен подготовленный участок, а обычно ещё и энергетик предприятия. Рекомендуем действовать так:

Обслуживание в процессе эксплуатации

• Уплотнение крышки — смотреть при каждом открытии; менять, если на нём следы среды, оно потеряло упругость или давление падает при опрессовке.
• Манометр и предохранительный клапан — манометр поверяют, клапан проверяют согласно регламенту из руководства и правилам предприятия; линия сброса всегда должна быть свободна.
• Магнитная муфта и привод — в смазке не нуждаются; следить за шумом и вибрацией, а если муфта проскальзывает под нагрузкой — сдать подшипники на проверку в сервис.
• Сосуд — мыть после каждого цикла и осматривать на отложения и питтинг; если он появился на хлоридных средах, стоит перейти на SS316 или Хастеллой.
• Нагреватель и электрика — модуль чистить, силовые клеммы 380 В подтягивать, показания датчика температуры сверять с эталонным термометром.