КАДАММ ЦТ-К — криотермостат для реакторов 200–300 л, −80…+200 °C

КАДАММ ЦТ-К 200–300 л — криотермостаты пилотного класса для рубашек стеклянных и нержавеющих реакторов на 150, 200 и 300 л: один прибор охлаждает теплоноситель до −40 или −80 °C и греет его до +200 °C, удерживая уставку с точностью ±0.1 °C. Насос мощностью 750 Вт прокачивает 80 л/мин при напоре 22 м — этого достаточно, чтобы продавить теплоноситель через рубашку реактора 200 л и шланги и вернуть его в бак без падения расхода. Электронагрев 18 кВт у исполнений −40 °C и 24 кВт у исполнений −80 °C выводит рубашку с партией в 100–130 л на рабочую температуру за время, сопоставимое с лабораторным масштабом. Питание — 380 В, три фазы; прибор рассчитан на теплоносители вязкостью до 500 сСт, то есть на силиконовые масла, которыми весь диапазон от −80 до +200 °C закрывается одной заливкой.

Состав ряда 200–300 л: два бака, две глубины холода, четыре Ex

В карточке шесть артикулов. КАДАММ ЦТ-К200-40 и ЦТ-К200-80 — стандартные исполнения под реакторы 150–200 л: бак 50 л, из которых нагреваемый объём внутреннего контура — 30 л; диапазоны −40…+200 °C и −80…+200 °C, нагрев 18 и 24 кВт соответственно; без нагрузки бак выходит на −40 °C у первого и на −82 °C у второго. КАДАММ ЦТ-К200-40Ex и ЦТ-К200-80Ex повторяют их по баку, насосу и нагреву, но выполнены во взрывозащищённом исполнении и штатно несут PLC-модуль с USB-портом. КАДАММ ЦТ-К300-40Ex и ЦТ-К300-80Ex — самые крупные в ряду: бак 80 л с нагреваемым объёмом 50 л и отдельный масляный бак 800×800×800 мм, под реакторы 300 л; выпускаются только во взрывозащищённом исполнении, тоже с PLC и USB. У всех шести — один насос 750 Вт на 80 л/мин и 22 м, стабильность ±0.1 °C, питание 380 В. Холодопроизводительность, хладагент, габариты и масса для этого диапазона подтверждаются в паспорте при заказе — уточняйте у менеджера. Криотермостаты для реакторов 100 л — в карточке КАДАММ ЦТ-К100, для 50 л — в карточке КАДАММ ЦТ-К50.

Нагрев 18 и 24 кВт: почему мощность растёт вместе с глубиной холода

Разница в мощности нагрева между исполнениями −40 и −80 °C заложена в конструкцию. Прибор с глубиной −80 °C оснащён более мощной холодильной машиной — на такие температуры выходят каскадной схемой из двух ступеней, — а обратный ход из глубокого холода к рабочей температуре нагрева требует больше энергии: нужно поднять 30 л теплоносителя в контуре, содержимое рубашки и сам сосуд с продуктом с −80 °C, а не с −40. Чтобы цикл «холодная загрузка — нагрев — реакция — охлаждение на кристаллизацию» у обоих исполнений занимал сопоставимое время, нагрев у исполнения −80 увеличен с 18 до 24 кВт. Для пользователя это значит, что глубину холода выбирают только по температуре процесса, не опасаясь, что более глубокий прибор окажется медленнее на стадии нагрева. Обратная сторона той же физики: холодопроизводительность любой компрессорной машины падает с понижением температуры теплоносителя, и у нижнего предела остаётся малая доля мощности от той, что доступна при +20 °C. Поэтому глубину берут с запасом не менее 10 °C: реакция при −30 °C ведётся на исполнении −40, при −50…−70 °C — на исполнении −80. Регулирование — PID по датчику в баке; с внешним датчиком PT100 в реакторе прибор держит температуру самой среды с точностью ±0.5 °C, что для экзотермических стадий важнее, чем ±0.1 °C по баку.

Насос 80 л/мин и напор 22 м: гидравлика рубашки пилотного реактора

У реакторов 150–300 л рубашка — это десятки литров теплоносителя, длинный кольцевой канал вокруг сосуда и верхний штуцер, расположенный заметно выше бака термостата: рамы стеклянных реакторов 150–200 л имеют высоту 2.7–2.8 м. Насосу нужно одновременно поднять столб жидкости, преодолеть сопротивление рубашки и шлангов и сохранить расход, при котором перепад температур между входом и выходом рубашки остаётся малым — иначе нижняя часть сосуда греется, а верхняя отстаёт, и продукт у стенки перегревается. Насос 750 Вт с подачей 80 л/мин и напором 22 м рассчитан именно на такую гидравлику; допустимая вязкость среды до 500 сСт означает, что расход сохраняется и на холоде, когда силиконовое масло заметно густеет. Практическое следствие: шланги к реактору выбирают по сечению штуцеров прибора и минимальной длины, для работы ниже 0 °C — с теплоизоляцией, иначе часть холода уйдёт в воздух помещения, а на шлангах намёрзнет иней. Объём заливки — 50 или 80 л бака плюс рубашка и шланги; какой теплоноситель на какой диапазон — в FAQ ниже.

Ex, PLC и USB: взрывозащита с журналом процесса

Четыре из шести артикулов — взрывозащищённые: КАДАММ ЦТ-К200-40Ex, ЦТ-К200-80Ex, ЦТ-К300-40Ex и ЦТ-К300-80Ex. Они предназначены для установки рядом с реактором во взрывоопасной зоне, где перерабатываются ЛВЖ: эфиры, углеводороды, спирты, низкокипящие хлорпроизводные. Стандартные ЦТ-К200-40 и ЦТ-К200-80 в зону не ставятся — их выносят за её пределы и соединяют с рубашкой шлангами, что на пилотном объёме означает длинную трассу и потерю части напора. Ex-исполнения штатно оснащены PLC-модулем: многоступенчатые программы температура–время, удалённое управление и выгрузка журнала через USB. Для пилотного участка это рабочая необходимость — запись температуры рубашки по времени входит в протокол партии, а ступенчатый профиль охлаждения на кристаллизации воспроизводится без оператора у прибора. У стандартных исполнений PLC и USB — опция. Маркировка взрывозащиты, категория зоны и подтверждающие документы приводятся в паспорте конкретной поставки — уточняйте у менеджера до заказа.

Как подобрать криотермостат к реактору 150–300 л

Правило КАДАММ для криотермостатов: бак подбирается по объёму рубашки реактора, глубина холода — по требуемой температуре среды с запасом не менее 10 °C. Для стеклянных КАДАММ РЕА-Р 150 и 200 л, подъёмных поворотных КАДАММ РЕА-П и нержавеющих КАДАММ РЕА-Н тех же объёмов подобраны ЦТ-К200-40 и ЦТ-К200-80 — так они и стоят на шаге «Комплект» в конфигураторах этих карточек; для нержавеющих реакторов 300 л — ЦТ-К300-40Ex и ЦТ-К300-80Ex. Холодопроизводительность у нижнего предела диапазона существенно меньше, чем при +20 °C, поэтому для реакции при −20 °C с заметной экзотермой берут исполнение −40, а исполнение −80 — когда рабочая температура ниже −30 °C. Три условия, без которых пилотный криотермостат не выйдет на паспортные параметры: трёхфазная линия 380 В с автоматом по паспорту (нагрев до 24 кВт плюс компрессоры и насос), помещение с вентиляцией, способной отводить тепло конденсатора холодильной машины, — либо опция водяного охлаждения конденсатора, — и ровный пол с доступом к прибору для обслуживания. Если нужен только нагрев рубашки 150–200 л, проще и дешевле термостат закрытого контура КАДАММ ЦТ-НЗ200; если только холод — криостаты КАДАММ ЦТ-О100 с баком 100 л. Для реакторов свыше 300 л предназначен промышленный КАДАММ ЦТ-К1000-40 с баком 400 л.

Криотермостаты КАДАММ ЦТ-К 200–300 л поставляются как электрооборудование для лабораторий и пилотных участков: подтверждается соответствие требованиям технических регламентов ЕАЭС ТР ТС 004/2011 «О безопасности низковольтного оборудования» и ТР ТС 020/2011 «Электромагнитная совместимость технических средств», продукция выпускается в системе менеджмента качества ISO 9001. С прибором передаются паспорт, руководство по эксплуатации на русском языке и декларация соответствия.

Стандартные КАДАММ ЦТ-К200-40 и ЦТ-К200-80 не являются взрывозащищёнными и устанавливаются вне взрывоопасной зоны. Взрывозащищённые ЦТ-К200-40Ex, ЦТ-К200-80Ex, ЦТ-К300-40Ex и ЦТ-К300-80Ex выполнены с учётом требований ТР ТС 012/2011 «О безопасности оборудования для работы во взрывоопасных средах»; применимость к конкретной зоне, маркировка взрывозащиты и подтверждающие документы — по паспорту конкретной поставки. Холодильная машина герметичная, с защитой компрессора по давлению и от перегрева; нагрев отключается при выходе за верхний предел температуры.

• Электробезопасность — питание 380 В, три фазы; нагрев 18 или 24 кВт плюс компрессоры и насос 750 Вт — отдельная линия с автоматом и заземлением по паспорту исполнения.
• Термическая безопасность — теплоноситель до +200 °C и до −80 °C в одном контуре: теплоизолированные шланги, защита рук и глаз при заливке и отборе, крышка бака закрыта во время работы.
• Холодильная машина — закрытый контур хладагента, воздушное охлаждение конденсатора; защиты по давлению, перегреву компрессора и по питанию; водяное охлаждение конденсатора — опция.
• Взрывозащита — четыре Ex-исполнения с PLC и USB для установки в зоне; категория зоны и маркировка — в паспорте поставки; стандартные исполнения выносятся за пределы зоны.
• Документы в поставке — паспорт, руководство по эксплуатации, декларация соответствия ТР ТС; сертификаты, протоколы и документы по взрывозащите — по запросу.

Холодопроизводительность при +20 °C и у нижнего предела, тип и заправка хладагента, габариты, масса и полная маркировка взрывозащиты Ex-исполнений — в паспорте конкретной поставки; уточняйте у менеджера.

Криотермостаты ЦТ-К 200–300 л — напольные приборы с трёхфазным питанием и холодильной машиной, поэтому ввод в эксплуатацию начинается с подготовки помещения и линии, а не с подключения шлангов. Порядок, который мы рекомендуем для любого из шести артикулов:

Обслуживание в процессе эксплуатации

• Теплоноситель — контроль уровня и состояния масла; замена по регламенту руководства или при потемнении и росте вязкости; при смене типа среды — промывка контура.
• Конденсатор холодильной машины — чистка решётки и рёбер от пыли по графику: загрязнённый конденсатор снижает холодопроизводительность и перегревает компрессор.
• Шланги и штуцеры — осмотр при каждом изменении диапазона температур; замена при потере эластичности, трещинах и следах масла у хомутов.
• Насос — смазка не требуется; проверять расход по времени выхода рубашки на уставку — падение расхода указывает на загустевший теплоноситель или засор.
• Журнал и программы — у Ex-исполнений — периодическая выгрузка журнала по USB и резервная копия программ PLC.