畢業(yè)設(shè)計----聚氯乙烯反應(yīng)釜設(shè)計-全文預(yù)覽
【正文】 起，沒有任何死角，釜內(nèi)平滑通暢，可以很好地滿足氯乙烯懸浮聚合反應(yīng)的混合、剪切和循環(huán)的要求，在保持釜內(nèi)物料呈良好的懸浮狀態(tài)的同時，又可以兼顧防黏釜的問題。 （ 6）內(nèi)冷擋板。采用變頻調(diào)節(jié)技術(shù)后，電機(jī)定子電流下降，電源頻率下降，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況明顯改善，延長了使用壽命，降低了設(shè)備的維修費(fèi)用，轉(zhuǎn)距大、啟動電流小，軟啟動和停止時對于電網(wǎng)無沖擊。根據(jù)反應(yīng)原理，選用變頻器控制攪拌的轉(zhuǎn)速，在不同反應(yīng)階段，控制不同的攪拌轉(zhuǎn)速，達(dá)到聚合反應(yīng)的最佳效果。 100m3聚合釜的設(shè)計采 用單層四葉渦輪平漿葉。 （ 3）漿葉形式。攪拌形式按其安裝位置分為頂伸式攪拌器和底伸攪拌器。剪切強(qiáng)度一般使用單位體積的攪拌功率來表征。攪拌流場是由循環(huán)流量和剪切強(qiáng)度組成。 100m3聚合釜采用圖 1和圖 3 為 120mm 條型復(fù)合鋼板（ 3+8mm）焊接而成為全流通結(jié)構(gòu)或角鋼全流通內(nèi)夾套結(jié)構(gòu)，設(shè)計的傳熱系數(shù)均可以達(dá)到 1074kcal/m2?? h?℃，是釜外夾套的 倍，其綜合性能最佳，解決了諸多技術(shù)難點(diǎn) ,比較適合目前我國的 現(xiàn)狀，應(yīng)用前景廣闊。使得夾套內(nèi)的冷卻水與釜內(nèi)的介質(zhì)僅隔幾毫米厚度，金屬壁厚的熱阻大大下降，提高了釜的傳熱系數(shù) 。 上海森松和北京化二對于聚合釜換熱方式進(jìn)行了研究。如 70m3 聚合釜的直徑為 3810mm，如果使用不銹鋼和碳鋼的復(fù)合鋼板的厚度為 3mm+27mm,而 100m3 聚合釜的直徑為 ，如果使用復(fù)合鋼板的厚度為 3mm+30mm， 100m3聚合釜壁的傳 熱系數(shù)比 70m3傳熱系數(shù)降低 7%。 聚合釜換熱方式的選擇與優(yōu)化 聚合釜的換熱能力的大小決定釜的生產(chǎn)能力 ,聚合釜的換熱能力取決于 3 個因素，即傳熱系數(shù)、換熱面積、換熱的溫差。設(shè)備總體技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平，可用于生 產(chǎn)各種型號的懸浮法 PVC樹脂，尤其是生產(chǎn)用于注塑料的高型號樹脂（ SG7和 SG8樹脂） ,更顯出其獨(dú)特的優(yōu)勢，并實(shí)現(xiàn)全過程自動化控制。 第 2 頁 共 17 頁 一 、 工藝設(shè)計 1 聚合釜的設(shè)計 聚合釜容積的選型 聚合釜容積的選型與制造費(fèi)用、運(yùn)行費(fèi)用、運(yùn)輸條件、生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量等密切相關(guān)。 70m3 聚合釜由于長徑比適中、生產(chǎn)強(qiáng)度大、換熱能力好、運(yùn)輸方便、綜合性能好，在建設(shè) 10萬 t/a 的聚氯乙烯生產(chǎn)裝置時具有較好的綜合經(jīng)濟(jì)效益，但隨著新建或擴(kuò)建聚氯乙烯生產(chǎn)裝置規(guī)模越來越大，如建設(shè) 20 萬 t/a 以上生產(chǎn)裝置，需要采用至少 2 條生產(chǎn)線，采用 70m3聚合釜就存在設(shè)備投資較大建設(shè)費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用較高、單釜生產(chǎn)能 力偏低、控制不方便等不足，目前不少廠家在進(jìn)行二期或三期 ,擴(kuò)建項(xiàng)目時，首選是采用 100m3以上聚氯乙烯大型反應(yīng)釜。行業(yè)內(nèi)和行業(yè)外企業(yè)為追求較高利潤，競相建設(shè)和擴(kuò)產(chǎn) , 近幾年國 pvc 熱的顯著特征是大干快上。由于國產(chǎn)化 pvc 生產(chǎn)技術(shù)的成熟，在很大程度上降低了行業(yè)進(jìn)入門檻。 我國 pvc 行業(yè)采用大型聚 合釜生產(chǎn)裝置成為近年來明顯的發(fā)展趨勢，前幾年北京化二在消化吸收國外引進(jìn)的先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，不斷摸索實(shí)踐，成功實(shí)現(xiàn)了 70m3聚合釜成套工藝及關(guān)鍵技術(shù)的國產(chǎn)化，并在國內(nèi)很多聚氯乙烯生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行了推廣應(yīng)用。北京化二與上海森松公司吸收 國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對聚合釜容積的選型、換熱方式、攪拌結(jié)構(gòu)和方式、關(guān)鍵配件選擇等進(jìn)行了認(rèn)真的討論研究并進(jìn)行了嚴(yán)格的計算，研制和開發(fā)了 100m3型聚合釜（該聚合釜正在申請專利），北京化二在吸收國內(nèi)外各種先進(jìn)工藝技術(shù)的基礎(chǔ)上，開 發(fā)了擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的成套工藝技術(shù)。釜體內(nèi)壁電解拋光 ,拋光精度 m ，機(jī)械密封使用壽命 12021h以上，泄漏量小于 5mL/h 。從生產(chǎn)強(qiáng)度上來看，該聚合釜單釜生產(chǎn)設(shè)計能力達(dá)到 t/a， 20萬 t/a聚氯乙烯生產(chǎn)裝置可以采用 1條生產(chǎn)線控制，可以很好地滿足目前國內(nèi)新建或擴(kuò)建 pvc裝置大型化的需要。我國聚氯乙烯樹脂標(biāo)準(zhǔn)有 8 個牌號 .SG_8 樹脂的反應(yīng)溫度最高一般為65~67℃ ，對應(yīng)的壓力為 ~，其實(shí)際工 作最高壓力不超過 ，聚合釜的設(shè)計最高工作壓力可以定為 。 換熱夾套方式可 以分為傳統(tǒng)的釜外冷卻夾套方 式和釜內(nèi)換熱夾套方式，釜外夾套冷卻方式具有制造簡單，釜的內(nèi)壁既承擔(dān)承重的作用也要承擔(dān)換熱的功能，由于內(nèi)壁較厚其換熱能力較低；釜內(nèi)換熱夾套方式制造技術(shù)要求高，釜自身和反應(yīng)物料的重量由釜外殼來承擔(dān)，釜內(nèi)壁只是起到隔絕冷卻介質(zhì)和換熱的功能，可以很大程度地減少釜內(nèi)壁的厚度，提高傳熱系數(shù)，提高聚合釜的生產(chǎn)強(qiáng)度。 100m3 聚合釜采用不銹鋼復(fù)合鋼板內(nèi)夾套結(jié)構(gòu)的聚合釜型，可以同時解決聚合釜強(qiáng)度和傳熱的問題。 第 4 頁 共 17 頁 通過對于聚合釜夾套方式的研究，認(rèn)為圖 4 半管層疊焊接全流通內(nèi)夾套結(jié)構(gòu)是最為理想的釜內(nèi)換熱夾套結(jié)構(gòu)，其換熱面積最大、傳熱系數(shù)最高，但制造水平要求高，制造成本較高，與之配套的防黏釜技術(shù)水平較為困難，存在一定的風(fēng)險。攪拌流場是決定 PVC 樹脂性能的主要因素。釜內(nèi)擋板起到了破壞和改變流場狀況，強(qiáng)化剪切強(qiáng)度和提高流場的剪切性能的作用。 （ 2）攪拌漿安裝位置。 100m3聚合釜的設(shè)計采用底伸式攪拌形式，采用雙端面平衡型機(jī)械密封，密封環(huán)隙處配置注水系統(tǒng)，可以有效地防止懸浮物的沉積。攪拌器性能和效果主要決定于攪拌轉(zhuǎn)速、幾何尺寸和形狀等。懸浮液體系隨著聚合反應(yīng)階段的不同，黏度逐漸變大，所需要的攪拌強(qiáng)度也應(yīng)該逐步加強(qiáng)。變頻器的工作原理是通過微電子器件、電力電子器件和控制技術(shù)，將供給電機(jī)定子的工 頻交流電源經(jīng)過二極管
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