畢業(yè)設(shè)計----聚氯乙烯反應(yīng)釜設(shè)計-wenkub
2022-12-12 19:36:51 本頁面
【正文】 mm，內(nèi)夾套直徑 ￠ 4200mm ，筒體切線長度 5940mm ，長徑比為 。從制造費用上比較， 100m3聚合釜制造費用不高于 400萬元 /臺，而 70m3聚合釜制造費用約為二百七十萬元 /臺 ,100m3聚合釜比較經(jīng)濟。一般氯乙烯單體聚合的最高溫度選為 80℃ ，對應(yīng)的蒸汽壓力為 ,考慮到安全系數(shù)，一般懸浮法聚氯乙烯聚合釜的設(shè)計最高工作壓力定為。如果不從工藝方面采取措施（如設(shè)置釜頂冷凝器等），聚合反應(yīng)時間將會增加 25%。 對外夾套結(jié)構(gòu)而言，釜體壁厚是影響傳熱的主要部分，占總熱 阻的 56%以上，因此減少金屬壁厚的熱阻是提高聚合釜傳熱效率的主要方向，但釜體壁厚受壓力和材料強度的制約，無法進一步減薄。 上海森松和北京化二的技術(shù)人員對于夾套的方式進行比較，重點對以下 4 種換熱內(nèi)夾套的方式進行了研究，圖 1 為螺旋導流板全流通夾套結(jié)構(gòu)，圖 2 為半圓管夾套結(jié)構(gòu)，圖 3 為角鋼全流 通內(nèi)夾套結(jié)構(gòu)，圖 4 為半管層疊焊接全流通內(nèi)夾套結(jié)構(gòu)。到目前還沒有 1 個理論公式可完全精確地描述攪拌流場的狀況。實驗中可以用示蹤粒子的徑向軸向運行軌跡的循環(huán)次數(shù)統(tǒng)計規(guī)律來定量，循環(huán)量是比較數(shù)據(jù)，很難用絕對的數(shù)值來表示循環(huán)流量對于傳熱和水油的分散與混合起著重要的作用；剪切強度主要由攪拌器和釜擋板的相互作用提供，為懸浮液中的物質(zhì)之間提供傳質(zhì)并且使懸浮 VCM 液滴提供破碎和 聚集的能量。分散劑的品種和使用量必須與攪拌器的型式匹配一致，才能生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。大型反應(yīng)釜一般采用底伸式攪拌器，與頂伸式攪拌比較，攪 拌軸短而細，一般只有頂伸式的 1/3，可以節(jié)約電能，但其制造水平要求高，尤其是攪拌軸密封系統(tǒng)要有不間斷的水沖洗，防止物料沉積。在聚合反應(yīng)中 ,攪拌葉對懸浮物料起著混合和分散的作用，直接關(guān)系到顆粒的形態(tài)、產(chǎn)品質(zhì)量、分散劑的用量、傳熱效果等。攪拌的轉(zhuǎn)速對于懸浮液的流場的狀態(tài)起到至關(guān)重要的作用，攪拌轉(zhuǎn)速越高，流場的混合和剪切就越強，但轉(zhuǎn)速太高將會導致電力浪費。變頻器技術(shù)是集電力技術(shù)、微電子技術(shù)、控制技術(shù)為一體的先進、成熟、可靠的自動化技術(shù)。 105m3聚合釜攪拌電機功率為 315kW，而 105m3聚合釜的最大實際輸出功率不超過 210kW， 127m3聚合釜電機功率為 310kW,135m3聚合釜電 機功率為 335kW,通過對 100m3聚合釜的攪拌軸功率計算與實際的經(jīng)驗相結(jié)合，將電機功率選定在 250~280kW 較為合理。 ，內(nèi)冷擋板（管型）越多，傳熱面積越大，對于聚合的傳熱越有力，反應(yīng)時間越短； b.從攪拌功能角度考慮，適度的安裝檔板，可以改變流體的狀況，增加剪切強度，有利于懸浮液 的分散和 混合 。但 采用大聚合釜技術(shù)后，聚合釜的除熱問題一直沒有徹底解決。冷凝器通常是多管型的，安裝在聚合釜頂部，含有氯乙烯單體的蒸汽從反應(yīng)混合物中升入冷凝器，冷凝成液態(tài)，在沒有保護膠的情況下，落入聚合釜中，會增加樹脂中的凝膠量；另一種相反的觀點則認為回流冷凝器對氯乙烯單體與水的共沸混合物的除熱是非常有效的，這些冷凝液滴落到聚合釜中以后，在有攪拌的條件下，不會影響聚氯乙烯樹脂的 質(zhì)量。為防止在冷凝器內(nèi)產(chǎn)生黏壁物，提高換熱速度，凈化由回流冷凝器凈化的部分冷卻的單體和蒸汽，在轉(zhuǎn)化率達 40%~70%時，為儲存冷凝氯乙烯單體提供了回收槽。電動驅(qū)動的特點是工作平穩(wěn)、準確，可進行微機程控遠距離控制；噴淋閥配有過載、短路、斷路等保護裝置，使用的安全可靠性大大加強；噴淋閥絲杠處安裝了防止操作人員誤操作造成超行程的防鎖死裝置，問題處理完畢后，打開防鎖裝置可繼續(xù)使用，不影響生產(chǎn)。 第 7 頁 共 17 頁 電動專用柱塞式出料閥是手動出料閥的替代產(chǎn)品，它通過電力控制，電機帶動減速機內(nèi)的蝸輪和蝸桿及閥桿的旋轉(zhuǎn)，使閥門中的柱塞做上下往復(fù)直線運動，通過行程開關(guān)控制柱塞移動的距離，達到閥開、閥關(guān)的目的。 第 8 頁 共 17 頁 聚合周期 聚合周期也稱為聚合批次時間，它是標志聚合生產(chǎn)技術(shù)的一個重要指標，由聚合反應(yīng)時間和聚合輔助時間構(gòu)成。 配方設(shè)計 適宜的生產(chǎn)配方不僅保證聚合反應(yīng)的正常進行與獲得質(zhì)量優(yōu)良的產(chǎn)品，而且也是降低消耗定額和降低成 本的手段之一。 水油比是配方設(shè)計中需要研究的一個重要因素，水油比是初始加入無離子水的體積與加入 VCM 的體積之比。目前國外最高的聚合生產(chǎn)技術(shù)可以達到每年 600t/ m3pvc樹脂，國內(nèi) 70m3聚合釜生產(chǎn)強度一般可達到 280t/(m3 反應(yīng)中途注水 反應(yīng)中途注水的工藝是根據(jù)反應(yīng)狀況在反應(yīng)過程的某一階段用泵向釜內(nèi)注入一定量的水，以保持物料體積恒定。綜合多種因素考慮，一般將轉(zhuǎn)化率控制在 85%~90%比較適宜。 第 10 頁 共 17 頁 二、 機械設(shè)計 在化工生產(chǎn)中，帶攪拌的反應(yīng)釜具有廣泛應(yīng)用。 H 夾 由傳熱面積來決定，夾套高一般不低于料液高，以保證充分的熱交換。 采用多層攪拌，各層漿葉間的距離為（ 1~） D，如距離遠則各層漿葉之間的作用場可能有未受到攪拌區(qū)，距離近則來自相鄰漿葉的液流可能速度相近也混合不好，選擇間距 c 推進式攪拌器常用轉(zhuǎn)速為 100~500rPm。 基于上述 3 個問題 ,該課題采用機械填料與微納米磁性流體聯(lián)合密封方案 ,來解決其密封泄漏問題 ,結(jié)構(gòu)如圖 2 所示。密封結(jié)構(gòu)如圖 3 所示。 （ 2）電磁線圈的磁感應(yīng)強度 B 和磁場強度 H :
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