畢業(yè)設(shè)計(jì)----聚氯乙烯反應(yīng)釜設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧資料
2024-12-09 19:36本頁(yè)面
【正文】 70m3聚合釜生產(chǎn)強(qiáng)度一般可達(dá)到 280t/(m3一般大釜比小釜的水油比低。 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(wú)離子水的體積與加入 VCM 的體積之比。 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)。 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?jī)?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。（ 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。 第 8 頁(yè) 共 17 頁(yè) 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。 當(dāng)建設(shè)規(guī)模為 10 萬(wàn) ~12 萬(wàn) 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(wàn) 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。 第 7 頁(yè) 共 17 頁(yè) 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(guò)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(mén)中的柱塞做上下往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，通過(guò)行程開(kāi)關(guān)控制柱塞移動(dòng)的距離，達(dá)到閥開(kāi)、閥關(guān)的目的。電機(jī)裝置同時(shí)配備“短路 ”、“斷路”、“過(guò)載”等，綜合保護(hù)器可調(diào)節(jié)，性能安全可靠。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(guò)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(wèn)題處理完畢后，打開(kāi)防鎖裝置可繼續(xù)使用，不影響生產(chǎn)。 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。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。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。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(méi)有保護(hù)膠的情況下，落入聚合釜中，會(huì)增加樹(shù)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(shù)脂的 質(zhì)量。對(duì)釜頂回流冷凝器有2 種不同的觀點(diǎn)。但 采用大聚合釜技術(shù)后，聚合釜的除熱問(wèn)題一直沒(méi)有徹底解決。 100m3聚合釜經(jīng)過(guò)攪拌模擬試驗(yàn)和參考實(shí)際的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，綜合多種因素，選定在釜內(nèi)設(shè)有 2 塊三角型內(nèi)冷擋板，由于其換熱面積只有 4 m3，換熱效果可以忽略不計(jì)，擋板與釜壁聯(lián)結(jié)在一起，沒(méi)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(shí)，又可以兼顧防黏釜的問(wèn)題。 ，內(nèi)冷擋板（管型）越多，傳熱面積越大，對(duì)于聚合的傳熱越有力，反應(yīng)時(shí)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(qiáng)度，有利于懸浮液 的分散和 混合 。 （ 6）內(nèi)冷擋板。 105m3聚合釜攪拌電機(jī)功率為 315kW，而 105m3聚合釜的最大實(shí)際輸出功率不超過(guò) 210kW， 127m3聚合釜電機(jī)功率為 310kW,135m3聚合釜電 機(jī)功率為 335kW,通過(guò)對(duì) 100m3聚合釜的攪拌軸功率計(jì)算與實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，將電機(jī)功率選定在 250~280kW 較為合理。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(zhǎng)了使用壽命，降低了設(shè)備的維修費(fèi)用，轉(zhuǎn)距大、啟動(dòng)電流小，軟啟動(dòng)和停止時(shí)對(duì)于電網(wǎng)無(wú)沖擊。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(jìn)、成熟、可靠的自動(dòng)化技術(shù)。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。攪拌的轉(zhuǎn)速對(duì)于懸浮液的流場(chǎng)的狀態(tài)起到至關(guān)重要的作用，攪拌轉(zhuǎn)速越高，流場(chǎng)的混合和剪切就越強(qiáng)，但轉(zhuǎn)速太高將會(huì)導(dǎo)致電力浪費(fèi)。 100m3聚合釜的設(shè)計(jì)采 用單層四葉渦輪平漿葉。在聚合反應(yīng)中 ,攪拌葉對(duì)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。 （ 3）漿葉形式。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(xì)，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。攪拌形式按其安裝位置分為頂伸式攪拌器和底伸攪拌器。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。剪切強(qiáng)度一般使用單位體積的攪拌功率來(lái)表征。實(shí)驗(yàn)中可以用示蹤粒子的徑向軸向運(yùn)行軌跡的循環(huán)次數(shù)統(tǒng)計(jì)規(guī)律來(lái)定量，循環(huán)量是比較數(shù)據(jù)，很難用絕對(duì)的數(shù)值來(lái)表示循環(huán)流量對(duì)于傳熱和水油的分散與混合起著重要的作用；剪切強(qiáng)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。攪拌流場(chǎng)是由循環(huán)流量和剪切強(qiáng)度組成。到目前還沒(méi)有 1 個(gè)理論公式可完全精確地描述攪拌流場(chǎng)的狀況。 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(jì)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，
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