畢業(yè)設(shè)計(jì)----聚氯乙烯反應(yīng)釜設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-01-06 19:36 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 的觀點(diǎn)。一種觀點(diǎn)認(rèn)為冷凝器導(dǎo)致了物料凝膠量增加。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(hù)膠的情況下，落入聚合釜中，會(huì)增加樹脂中的凝膠量；另一種相反的觀點(diǎn)則認(rèn)為回流冷凝器對(duì)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(huì)影響聚氯乙烯樹脂的 質(zhì)量。 100m3聚合釜釜頂冷凝器的面積根據(jù)循環(huán)水冷卻水的溫度不同而異，一般設(shè)計(jì)為140~200m2。同時(shí)采用回流冷凝器時(shí)，將體系內(nèi)的氮?dú)夂筒荒詺怏w排凈，防止惰性氣體聚集在冷凝器的頂部，影響冷凝效果的發(fā)揮。在配方設(shè)計(jì)中盡量不使用帶有揮發(fā)性的引發(fā)劑或溶劑，防止釜內(nèi)霧沫夾帶而使冷凝器堵塞。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(dá) 40%~70%時(shí)，為儲(chǔ)存冷凝氯乙烯單體提供了回收槽。另外將回流冷凝器的溫度要控制在比聚合釜低10~15℃，以防止回流冷凝器和聚合 釜的 聯(lián)接處產(chǎn)生結(jié)垢物。 100m3聚合釜設(shè)計(jì)采用電動(dòng)驅(qū)動(dòng)的噴淋閥和專用柱塞式出料閥。 噴淋閥有氣動(dòng)和電動(dòng) 2 種驅(qū)動(dòng)，目前電動(dòng)驅(qū)動(dòng)基本上取代了氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn)是工作平穩(wěn)、準(zhǔn)確，可進(jìn)行微機(jī)程控遠(yuǎn)距離控制；噴淋閥配有過載、短路、斷路等保護(hù)裝置，使用的安全可靠性大大加強(qiáng)；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)。 目前專為聚合釜配套的柱塞式出料閥有氣動(dòng)和電動(dòng) 2 種形式，大部分用戶采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)。電機(jī)裝置同時(shí)配備“短路 ”、“斷路”、“過載”等，綜合保護(hù)器可調(diào)節(jié)，性能安全可靠。由于采用柱塞式結(jié)構(gòu)，所以在開閉過程中運(yùn)行平穩(wěn)，密封性能好，阻力小，同時(shí)柱塞與釜口平齊，不會(huì)留下死角，避免對(duì)樹脂質(zhì)量造成影響。 第 7 頁 共 17 頁 電動(dòng)專用柱塞式出料閥是手動(dòng)出料閥的替代產(chǎn)品，它通過電力控制，電機(jī)帶動(dòng)減速機(jī)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(yùn)動(dòng)，通過行程開關(guān)控制柱塞移動(dòng)的距離，達(dá)到閥開、閥關(guān)的目的。 2 技術(shù)設(shè)計(jì) 生產(chǎn)單元的劃分 100m3聚合釜生產(chǎn)裝置的界區(qū)范圍，包括從單體儲(chǔ)存、配料、聚合、汽提和干燥至成品的包裝。 當(dāng)建設(shè)規(guī)模為 10 萬 ~12 萬 t/a 聚合裝置時(shí)，配料系統(tǒng)、聚合、汽提系統(tǒng)和干燥系統(tǒng)建設(shè)為 1 條生產(chǎn)線，當(dāng)建設(shè)規(guī)模為 20 萬 t/a 聚合裝置時(shí)，一般采用 5 臺(tái)聚合釜組成 1 條生產(chǎn)線、 2 條汽提和 2 條干燥生產(chǎn)線，整個(gè)工藝流程按功能劃分為以下單元。 A 單元：單體裝卸和貯存單元； B 單元：氯乙烯單體和無離子水儲(chǔ)存加料單元； C 單元：分散劑、引發(fā)劑及其他化學(xué)助劑的配 制 ，貯存和加料單元； D 單元：防黏釜?jiǎng)┑呐渲谩⑼坎?、廢水處理及高 壓 水清釜； E 單元：聚合； F 單元：氯乙烯單體的加收； G 單元：尾氣處理單元； H 單元：離心脫水； I 單元 ：成品干燥； K 單元：成品包裝。 第 8 頁 共 17 頁 聚合周期 聚合周期也稱為聚合批次時(shí)間，它是標(biāo)志聚合生產(chǎn)技術(shù)的一個(gè)重要指標(biāo)，由聚合反應(yīng)時(shí)間和聚合輔助時(shí)間構(gòu)成。一般將聚合周期分為 3 個(gè)階段 6 個(gè)步驟。（ 1）入料前的檢查和涂壁；（ 2）加料；（ 3）冷攪和升溫；（ 4）聚合反應(yīng)；（ 5）終止反應(yīng)和出料；（ 6）回收排氣。 100m3 聚合釜的聚合反應(yīng)周期的設(shè)計(jì)值為 以內(nèi)，每臺(tái)釜每天至少可以生產(chǎn) 個(gè)批次。 配方設(shè)計(jì) 適宜的生產(chǎn)配方不僅保證聚合反應(yīng)的正常進(jìn)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。 懸浮法聚合配方的內(nèi)容主要包括：（ 1）填料系數(shù)；（ 2）單體與水的比例；（ 3）分散劑用量；（ 4）引發(fā)劑用量；（ 5）終止劑用量；（ 6）其他助劑用量（如鏈轉(zhuǎn)移劑、抗靜電劑、緩沖劑，消泡劑，潤滑劑等）。 聚合釜內(nèi)所有加入物料的體積之和與釜的有效容積的比值稱為填料系數(shù)。一般懸浮法聚氯乙烯生產(chǎn)的釜的填料系數(shù)設(shè)計(jì)值在百分之八十左右。 水油比是配方設(shè)計(jì)中需要研究的一個(gè)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。水油比從最初的 2:1 改進(jìn)到 1:1。一般大釜比小釜的水油比低。 第 9 頁 共 17 頁 生產(chǎn) 強(qiáng)度 生產(chǎn)強(qiáng)度是單位體積的聚合釜在單位時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)的樹脂量，是一個(gè)綜合性的技術(shù)指標(biāo)，體現(xiàn)了生產(chǎn)技術(shù)的水平。目前國外最高的聚合生產(chǎn)技術(shù)可以達(dá)到每年 600t/ m3pvc樹脂，國內(nèi) 70m3聚合釜生產(chǎn)強(qiáng)度一般可達(dá)到 280t/(m3 a),若采用的較低循環(huán)水溫度 (例如不高于 5℃循環(huán)水），生產(chǎn)強(qiáng)度可以達(dá)到 350t/(m3 a)。 70m3聚合釜設(shè)計(jì)的生產(chǎn)強(qiáng)度為 400t/ 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。 反應(yīng)中途注水技術(shù) 已經(jīng)是懸浮法聚氯乙烯生產(chǎn)中不可缺少的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，經(jīng)過多年的生產(chǎn)實(shí)踐和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的積累，已經(jīng)成為聚氯乙烯生產(chǎn)通用技術(shù)。但對(duì)于注水量、注水起止時(shí)間的控制仍然需要根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，以滿足生產(chǎn)的實(shí)際需要達(dá)到最佳效果。 聚合轉(zhuǎn)化率是指聚合反應(yīng)中生成的聚合物占所加入單體質(zhì)量的百分比。綜合多種因素考慮，一般將轉(zhuǎn)化率控制在 85%~90
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