、八 、亠 刖言 聚合釜制备高分子化合物的主要设备。一般是立式圆柱形高压釜，带有夹套, 以便通入蒸汽或冷水来加热或冷却。用于乳液聚合的，内有不锈钢的水平桨式搅 拌器，由电动机通过传动装置和减速器传动。聚合釜是聚氯乙烯生产线上的关键 设备，其性能好坏直接影响着 PVC生产的产量和生产成本，也影响着操作工人 的身心健康。几十年来，国内外PVC釜生产厂一直致力于聚合釜的开发工作 ： 为PVC生产提供了一批又一批的新型聚合釜,极大地进了 PVC工业的发展。 1压力容器简述 1.1压力容器的定义及应用 压力容器是内部或外部承受气体或液体压力、 并对安全性有较高要求的密封 容器。通常，当容器承受内牙大于O.IMPa时，才称压力容器。当内压小于O.IMPa 时，称常压容器；当内压小于零时，成为外压容器。压力容器的常见结构型式有 两种：圆筒形容器和球形容器。圆筒形压力容器通常由筒体、圭寸头、接管、法兰 等零件和部件组成，压力容器工作压力越高，筒体的壁就应越厚。 [1] 压力容器是石油、化工、冶金、轻工、能源以及日常生活中都广泛使用的一 种特种设备。很多压力容器是在高温、高压、深冷或强腐蚀介质等苛刻工况下运 行，存在着发生爆炸等恶性事故的危险。 压力容器的基本要求，强度：金属抵抗永久变形和断裂的能力。 常用的强度 判据如屈服强度、抗拉强度。强度是是涉及安全的主要问题；刚度：刚性是在外 力作用（制造、运输、安装与使用）下产生不允许的弹性变形，如法兰（密封）、 管板等；稳定性：在外力作用下防止突然失去原有形状的稳定性， 如外压及真空 容器；耐久性和密封性。[2] 1.2压力容器的分类[1] 压力容器种类多，操作条件复杂，有真空容器，也有高压超高压设备和核能 容器；温度也存在从低温到高温的较大范围，处理的介质大多具有腐蚀性，或易 燃、易爆、有毒，甚至剧毒。这种多样性的操作特点给压力容器从选材、制造、 检验到使用、维护以致管理等诸方面造成了复杂性， 因此对压力容器的制造、现 场组焊、检验等诸多环节提出了越来越高的要求。压力容器的型式繁多。根据不 同压力容器可有许多分类方法，常用的有以下几种. （一） 按压力分类 按所承受压力（P）的高低，压力容器可分为低压，中压，高 压，超高压四个等级。具体划分如下： 低压容器，0.] P1.6MPa ; 中压容器：1.6 P10MPa; 高压容器，10 P100MPa; 超高压容器：100MPa （二） 按其功能分类 反应容器（代号R :用于完成介质的物理、化学反应。 换热容器（代号E :用于完成介质的热量交换。 分离容器（代号S）:用于完成介质的流体压力平衡缓冲和气体净化分离。 储存容器（代号C,其中球罐为B）:用于储存、盛装气体、液体、液化气 体等介质。 （三）按安全技术管理要求分类 第三类容器 第二类容器 第一类容器 其中聚合釜属于反应容器，制备高分子化合物的主要设备。 2 PVC聚合釜概述 PVC 及 PVC聚合釜 聚氯乙烯树脂是世界五大著名的树脂之一，全称 Polyv inyl chloride polymer，简称PVC聚氯乙烯本色为微黄色半透明状，有光泽。透明度胜于聚 乙烯、聚丙烯，差于聚苯乙烯，随助剂用量不同，分为软、硬聚氯乙烯，软制品 柔而韧，手感粘，硬制品的硬度高于低密度聚乙烯，而低于聚丙烯，在屈折处会 出现白化现象。常见制品：板材、鞋底、玩具、门窗、电线外皮、文具等。是一 种使用一个氯原子取代聚乙烯中的一个氢原子的高分子材料。 聚氯乙烯是乙烯基聚合物中最主要的品种， 其产量曾占世界合成树脂的第一 位，现在其产量仅次于各种聚乙烯的总产量。聚氯乙烯的分子结构通式是 ，分子量约4?15万。聚氯乙烯制品种类的多样化是其它塑料品种所不及的， 它 的用途广泛，既可用作绝缘材料、防腐蚀材料、日用品材料，又可用作建筑材料、 农用材料。氯乙烯原料来源充沛、价格低廉，所以聚氯乙烯是得到广泛应用的通 用塑料品种之一。 PVC具有优良的耐化学腐蚀性、电绝缘性和阻燃性，质量轻，机械强度高， 易加工，它柔韧性好，绝缘性高，强度也高，不易溶解等等，可用于生产建筑材 料、包装材料、电子材料、日用消费品等，广泛应用于工业、农业、建筑、交通 运输、电力电讯和包装等各领域。广泛的应用于人们的生产生活。 PVC为无定形 结构的白色粉末，支化度较小。工业生产的 PVC分子量一般在5万?12万范围 内，具有较大的多分散性，分子量随聚合温度的降低而增加；无固定熔点， 80? 85C开始软化,130 C变为粘弹态，160?180C开始转变为粘流态；有较好的机械 性能，抗张强度60MPa左右，冲击强度5?10kJ/m2有优异的介电性能。 聚氯乙烯超过100C则会逐渐分解出HCl,光线作用下会逐渐老化降解变黄， 软化点较低，机械性能较差。但由于它可以与许多添加剂，特别是增塑剂，稳定 剂，润滑剂混融性好，可加工为硬质及软质的各种塑料。 是应用广泛的通用材料 之 一 [3] 氯化乙烯基最初是在1835年在Justus von Liebig 实验室合成出来的。而 聚氯乙烯是由Baumann在1872年合成的。但是直到20世纪20年代才在美国生 产出了第一个聚氯乙烯的商业产品，在接下来的 20年内欧洲才开始大规模生 产。 根据海关数据显示，2010年12月中国PVC纯粉进口量为139297吨，环比 显著增长21%同比显著增长36%去年1-12月份PVC屯粉进口量累计为1199119 吨，累计同比减少26.4%。[4] 我国PVC亍业采用大型聚合釜生产装置成为近年来明显的发展趋势。北京化 二与上海森松公司吸收国内外先进技术和实践经验， 对聚合釜容积的选型、换热 方式、搅拌结构和方式、 关键配件选择等进行了认真的讨论研究并进行了严格的 计算，研制和开发了 100n3型聚合釜，北京化二在吸收国内外各种先进工艺技术 的基础上，开发了拥有自主知识产权的成套工艺。 100m3聚合釜采用不锈钢复合 钢板内夹套结构的聚合釜型， 聚合釜的设计采用底伸式搅拌形式， 采用双端面平 衡型机械密封， 密封环隙处配置注水系统， 可以有效地防止悬浮物的沉积， 100m 3聚合釜的设计采用单层四叶涡轮平浆叶 [5] 。 PV（聚合釜的基本结构见表1 。 表1 典型PVC聚合釜的基本结构 随着PVC生产装置规模的不断扩大,大型聚合釜已在国内外PVC装置中普遍 采用。通常我们将 30 m3 以下的釜称之为小型釜 ,而容积在70 m3 以上的釜称之 为大型釜。采用大型釜的好处是 : PVC 树脂产品质量和均一性提高 ,装置建设的 占地面积减少 , 装置建设降低 , 装置生产管理费用和维修费用降低。因此 , 在 新建或扩建的单釜生产线万t/ a 以上的PVC生产装置中,大多采 用了 70?200 m3的聚合釜。 几种国产聚合釜的基本特性：LF - 30 W型、LF - 70 型、RLF -48型PVC 聚合釜的结构分别见图 1?3 , 技术特性分别见表 3?5。 表3 L F - 30 W型PVC聚合釜的技术特性 表4 L F - 70 型 PVC 聚合釜的技术特性 表5 RL F - 48 型PVC聚合釜的技术特性 国产聚合釜在国内PVC生产装置中已广泛应用,对我国PVC工业的发展发挥 着重要作用。据初步统计 , 到2002 年国内 PVC 生产装置中聚合釜的总容量大约为 13 000 m3 , 其中国产釜合釜容量约 11 500 m3 , 占总量的88 %。 30 m3 聚合釜曾 一度成为我国 PVC 生产装置的主体釜型 ,时至今日,随着生产装置规模的不断扩 大，国产70 m3釜已在江苏江东、四川金路等5套PVC生产装置中投入使用,并有 数十台订货正在施工之中。 [6] PVC聚合釜工艺设计 （ 1 ）涂釜操作 密闭入料涂釜时， 根据设定的程序和时间， 首先进行液封排水， 然后启动真 空循环泵， 同时开高搅， 涂釜蒸汽经排液后与涂釜液混合， 通过喷嘴均匀喷入釜 中。通过真空泵釜底、釜顶切换打循环，可使涂釜均匀无死角。开盖入料涂釜时 同样开高搅， 但不开涂釜真空泵。 整个过程中需注意搅拌功率， 并观察排水时是 否见水。 [7] 涂釜过程调试点包括喷淋水量、蒸汽预涂时间、蒸汽流量、涂釜剂 流量等。蒸汽预涂时间可以参照冷釜情况下开始预涂到整个聚合釜温度分布均匀 所需的时间。涂釜剂流量的选择比较关键 ,过大的流量涂布时间短 , 雾化不均匀 ; 过小的流量涂釜剂过稀 , 效果不佳。如使用了喷淋阀自带的雾化喷头 , 也可以不 安装流量调节阀 , 可使用小孔径的孔板来达到限流和雾化的目的。提前量设置很 简单,先设为0 , 当涂釜结束时,涂釜剂超过配方量的值就是提前量。 [8] （2）加水操作 开盖入料时需先抽线MPS后再加水，先开低搅，根据 设定料位低搅高搅自动切换，同时开启釜底、釜顶注水。去离子水从釜底入料， 同时加入分散剂， 当达到配方设定值时， 通过氮气管线进行氮气鼓泡， 置换釜内 空气，达设定量时关闭。 密闭入料时同样先启动搅拌并注水， 加去离子水到设定 量，同时加入设定量的分散剂。 [7] （3） 引发剂和分散剂入料 浓度较低的分散剂和引发剂可以减少助剂计量的误差 , 但浓度过低会延长加 料时间,适宜的分散剂加料量在150?300 kg/釜，引发剂在50?100 kg/釜。由 于省掉了循环管道的开关阀 , 分散剂和引发剂的称重速度由管道高度差和称重进 料管道直径决定。应加装合适孔径的孔板 , 将分散剂称重速度控制在 1 kg/ s , 引发剂称重速度控制在 0. 6 ?0. 8 kg/ s 。从称重槽向釜内加入助剂的速度由 泵出口的孔板孔径决定 , 应控制加料速度在 1. 5 kg/ s 左右。在分散剂和引发剂 加料接近结束时 , 要冲洗槽 , 将槽壁和泵机、管道内残留的助剂尽可能全部加入 聚合釜。选择合适的喷头 , 使冲洗水流量大于助剂进料流量 , 避免称重槽打空。 当称重槽内残留助剂质量为 10?20 kg 时, 开始冲洗, 冲洗水量可设在 75?100 kg 。分散剂为2 次加料, 省略第1 次槽冲洗,只进行第2 次槽冲洗。 [8] （4） 单体入料 单体加入量达到设定值时， 釜顶开始充入设定量的氮气， 同时开启引发剂管 线注水、涂釜管线注水和釜顶冷凝器注水。单体加入量达设定值时，加料完成。 在单体进料完成进料总质量的 95 %时, 将单体流量调节阀开度调小 , 使流量降为 正常值的 25 %左右, 这样可以减少单体阀关闭时间不一致带来的影响 , 提高单体 进料精度。 （ 5）聚合反应 聚合反应是聚氯乙烯生产的关键单元， 冷水系统自动调节釜温， 当反应达设 定时间， 釜顶开始间歇排氮气， 直到釜顶冷凝器换热达设定值。 各管线注水量按 设定量正常加入，保证聚合釜的填料系数不变，监测聚合搅拌轴的功率、温度、 压力、循环水的温度和流量， 对监测数据进行计算并与动力学、 热力学模型进行 比较判断聚合反应是否正常。 [7] （6）出料 出料过程包括出料、 回收及母液水冲洗步骤。 当釜内压力低于设定值时， 可 根据物料型号决定是否自升温， 如需自升温， 完毕后可自压出料， 不能出料则加 入终止剂。 出料前视型号加入消泡剂。 出料时搅拌切到低搅， 由出料管线加入中 和剂和添加剂。 当釜压降到设定值时， 自动开启出料泵， 釜内按程序进行一次回 收，且对釜顶冷凝器和分散板进行多次冲洗。出料完成后，冲洗出料管线。 该工艺纯水入料是冷热水分开入料， 冷水入料过程中将分散剂加入冷水管道 中一同入料。 分散剂加入过程中要保证温度控制在浊点以下， 否则分散剂容易析 出，影响分散效果 . 在入料过程中还需要注意引发剂的称量， 引发剂为高浓度原 液，称量不准可能导致引发剂加入量偏差较大，造成反应不稳定加单体的同时， 启动入氮程序。 加入氮气的目的是在反应前期对釜顶冷凝器进行氮封， 使反应前 期釜顶冷凝器换热量为零。 在正常反应过程中需要特别注意的是反应前期的搅拌 功率。正常反应时釜顶冷凝器的换热量不宜设置太大， 排氮速度也不宜过快， 否 则容易起泡沫， 造成气相粘釜和釜顶冷凝器自聚堵塞。 正常反应过程中需多注意 聚合釜的泡沫液位计， 为了防止釜内气相空间自聚， 需要在釜顶分配台处增加热 水伴热管道， 这样可以使釜顶分配台管道内液化的单体迅速气化， 防止单体在管 道内积聚。出料时还应多注意出料槽液位，根据出料槽液位判断物料是否出尽； 同时应观察气柜高度，防止气柜过高酿成安全事故。 [9] PVC聚合釜结构设计 （1） 釜体 釜体由筒体、 封头、夹套封头及凸缘组成。 釜体材料采用碳钢及不锈钢复合 钢板，釜体外部设置传统的圆筒形夹套 , 夹套内壁与釜体外壁间设置了螺旋导流 板。LF108型PV（聚合釜容积为108n3,釜体直径为4260mm筒体长径比为1:43:1 , 属矮胖型釜。 该釜的人孔、 进料口及清釜装置都集中在釜顶盖上的长颈人孔上, 故减少了 釜顶盖上的接管数量, 增大了釜顶上的操作空间。 釜体内部设置了直接焊在釜体 上的三角形内冷挡板, 在搅拌过程中起到换热及挡板作用, 避免内冷挡板的维修。 为了使物料不粘釜，釜体内表面均进行抛光处理，粗糙度 R=0.1~0.2卩m [10] 齐鲁石化公司氯碱厂引进的日本信越的127n3聚合釜和西方化学公司的135 m3聚合釜都是国外的大型聚合釜。在实际生产中，需要使聚合釜的生产强度得到 最大限度的发挥 , 而影响生产强度的一个来自结构方面的最重要参数就是聚合 釜的传热面积。两种釜的一些主要尺寸都比较相似 , 在结构上两者最大的区别就 是换热面积有很大不同 , 从表1中的尺寸结构可以看出其换热情况 。 表1 两种类型聚合釜的结构特点 两者的夹套有明显的不同：为了提高釜外壁传热系数，127m3聚合釜的夹套 内设有螺旋导流板，传热介质能获得较大的流速，传热能力增强；135m3聚合釜 的夹套是目前国内聚合釜中工艺设计比较先进的 , 它采用的是半管式夹套 ,这种 设计使传热介质流动加快且无短路 , 同时设置成多进多出的结构 , 最大限度地 提高了总体传热能力 , 这样的设计还增加了釜体的强度。 虽然两种聚合釜在容积 上相差不是很大，但是从上述分析中可以看出，135m3聚合釜的传热速率更优于 127 m3 聚合釜, 这就意味着其生产强度更大。 [13] （ 2）传动装置及搅拌系统 主电机通过减速机以弹性联轴器与机架内的两组轴承箱传动轴相连 , 这样搅 拌器的轴向力及径向力均由两组轴承承担 , 减速机、电机与基础固定 , 设备主体 支承采用裙座形式,因此设备运转会更加平稳。[11]70m3PV（聚合釜电机选用的 是160KW YB315L1-电机。减速机选用的是日本住友柱式会社专为吉化机配置生 产的新型减速机，其动力传输率高、运转稳定、噪声低、故障率低，电机及减速 机振动在7.1mm/s以下，保证了聚合釜整体运转的平稳。[12] 物料的分散混合是由搅拌来完成的， 这在聚合反应中是起着重要作用的， 决 定PV（树脂性能的主要因素是釜内结构和搅拌器所形成的搅拌流场，因此要想达 到降低生产成本、 提高产品质量、 减少助剂用量的目的， 可以采取提高搅拌性能 参数，改善聚合釜的搅拌结构的措施予以实现。 通过增加两块挡板的方法可以改 善釜内流动， 使功率得到加强， 漩涡得到消除， 上翘四叶斜浆的功率比四叶平浆 的功率略低， 双层三叶后掠式浆的消耗功率相对来说是比较小的， 但还需要进行 进一步的实验验证和优化。 [14] 介质流动特性是影响PVC产品质量的关键指标之一。108 nBPVC聚合釜在搅 拌器设计上采用了以实测数据为依据并通过冷模试验进行验证的设计方法。 试验 中通过对搅拌器的剪切、 循环性及泵送能力的测试 , 确定了该釜仍采用四叶平桨 搅拌器,其配置形式为一层桨单位体积功P v= 1~ 1. 2 kW/n3,物料的循环次数N c= 7~ 9 次/min。[11] 搅拌桨叶型式与釜型紧密相关， 不同釜型所采取的搅拌桨叶型式与层数也不 同。按桨叶的型式划分有多种搅拌型式。 现在使用的聚合釜主要由三叶后掠式和 平板浆式等构成。30m3聚合釜最初的设计为六层斜浆螺旋浆，四组八根内冷管， 经过不断的改进， 搅拌桨的型式各厂有所不同。 现在制造的四型釜采用三叶后掠 式搅拌桨。108n?聚合釜搅拌器采用二层三叶涡轮式。此种搅拌器的传质、循环 和剪切性能均比较适中， 所配置的套管式内冷管兼有挡板作用， 更增加了流场的 剪切性能。 [15] 在搅拌器形式不变的情况下 , 挡板数量的增加 , 增强了搅拌系统的剪切强度 和循环次数 ,同时增加了功率消耗 ;在挡板数量不变时 ,三叶后掠桨搅拌器的剪切 强度和循环次数略好于平桨搅拌器。 [16] （ 3）机械密封 LF108 型PV（聚合釜、LF135型 PV（聚合釜、100n3PV（聚合釜及70m3PV（聚合釜 采用的都是双端面机械密封，但各有特色。LF108型PV（聚合釜利用液压油站对机 械密封进行冷却及润滑， 机械密封上部设有注水系统向釜内注水， 防止固态物进 入机械密封系统。LF135型PV（聚合釜密封采用整体集装式双端面机械密封,采用 平衡液罐强制循环供油、手动泵补油的供油方式 , 可以保证机械密封的使用寿命 大于8 000 h ,单端面泄漏量小于8mL/h。70n3PV（聚合釜为了防止树脂颗粒进入 机械密封内而导致机械密封的损坏， 在双端面机械密封的上端面和釜之间形成一 个注水腔，内装有节流衬套。100n3PV（聚合釜密封环隙处配置注水系统， 可以有 效地防止悬浮物的沉积。人们发现，当理密度值高于 0.1 ，纵横比高于 0.04 时， 机械摩擦减少。纵横比小于 0.04将导致从混合到流体动力润滑状态过渡的一个较 低的速度。表面纹理对密封泄漏有着很大的影响。 [21] 对机械密封泄漏采取的应对措施：C型密封圈安装位结构设计，轴套密封 胶圈直接接触介质的C型圈改为包覆O型圈，而后侧的C型圈仍然采用硅氟橡胶， 这样既保证了防腐蚀、 耐高温又保证耐磨及密封性； 防止上动、 静环之间发生干 磨，对机封端面的比压进行调整， 双端面密封的压缩量基本上都是单端面密封压 缩量的两倍，因此单面是2?4mm双面时4?8mm为保障机封的使用寿命，对冷 却和润滑的条件进行改善， 可以对摩擦副过热现象和液膜气化及端面间摩擦热可 以有效的防止； 为了使机封可以在允许的温度范围内正常工作， 就要对机械密封 冷却水和温度的变化进行定期检查。 为避免冷却不良现象的发生， 要把出水温度 控制在40C以下，并且要注意冷却水堵塞和突然停水现象的发生， 导致密封出现 过热发生失效造成泄漏。 [17] （4）传热系统 聚合釜内的物料在进行聚合反应时将释放大量的热量， 传热能力是影响聚氯 乙烯产品质量和产量的另一关键指标 , 在聚氯乙烯生产过程中 , 对釜内介质的 温度及温差的控制是非常严格的 , 所以传热是聚氯乙烯厂最为关心的问题。 为了 提高传热效率 , 避免夹套结构所造成的水流短路现象 , 70 m3 PV（ 聚合釜采用半 圆管夹套的结构形式。采用半圆管夹套 ,有利于提高冷却水的流速 , 从而提高总 传热系数。 而全流通半圆管夹套结构 , 夹套的传热面积由 70m2 提高到84 m2, 提 高约20%, 从而提高了总的传热量 , 在较短时间内迅速撤离聚合热。为了提高内 冷管的传热系数 , 70 m3 PV（ 聚合釜的内冷挡板采用了技术先进的套管式内冷挡 板, 内冷挡板设置在釜底部 , 采用可拆式结构 , 为清釜及实现聚合釜整体抛光提 供了方便。[18]在LF3C一IV型釜中，选用IS200 —150-250循环水泵（Q=400m/h H=20 m）替代了原来的循环水泵（IS150 —125— 315 Q=200r3/h H=32 m），夹套和 内冷柱水分开供给， 总回水管线并在一起， 这样保证了循环上水在管道内流速控 制在3 m/ s以下，热交换充分，确保了使用高效复合引发剂体系 （TX99和TXEHP） 及增大VC人料量时，反应平稳进行。采用大流量、低温差冷却水，不仅有利于 提高产品质量， 而且能提高聚合釜给热系数， 增大聚合釜移热能力。 特别是在冷 却水出人口温度保持接近， 有利于保持有较高的平均温差， 使釜内热量容易移出。 [19] 2.4 PVC聚合釜制造 （1） 材料。严格按材料开云 开云体育官网采购说明书采购材料，并对其力学性能、弯曲性能和化学 成分进行检验，对钢板逐张进行超声波检测，应符合川级指标要求。 （2） 筒体和封头都严格按制造工艺制造， 筒体的纵环焊缝的对口错边量及棱角度、 封头的最大最小直径差等均在公差范围内。 釜体制造完成、 各项指标均检查合格 后与釜顶冷凝器试组装。 （3） 搅拌传动系统的制造应严格控制加工精度，在总组装前对搅拌轴、搅拌器等 传动部件进行复检， 机械密封进行组装前的静压试验， 所有零部件均检查合格后 进行总组装及以水代料的试运行， 试运行期间按试车工艺要求检查， 各项指标均 达到要求。 （4） 制造过程中的几点经验。 由于釜体封头旋压成型与理论尺寸存在误差，为了使夹套筒体、夹套封头和 夹套封闭件满足图纸的尺寸要求，在下料时，夹套筒体长度应富余 50?100 mm 以补偿釜体封头与夹套封头变形而造成夹套筒体长度短的不良后果。 釜顶冷凝器下管箱由设备法兰、短节、锥体和接口法兰 4部分组成，组对这 4 部分时，由于短节比较短，如果先把法兰和短节组焊，焊接量大，会造成短节变 形而无法与锥体和接口法兰焊接，所以，先把这 4部分组对点焊，再一起焊接好 后转加工车间进行两法兰密封面和螺栓孔的加工，效果非常理想。 [10] 3 搅拌器 搅拌器简述 搅拌器是搅拌釜的重要组成部分。 搅拌器的作用： ⑴推动液体流动， 混匀物 料。⑵产生剪切力，分散物料，并使之悬浮。（3）增加流动的湍动，以提高传热 的效率。⑷加速物料的分散和合并，增大物质的传递速率。⑸在高粘体系中，可 以更新表面，促进低分子物 （ 水、单体、溶剂等 ） 蒸出。 搅拌器的分类。按构型分类：桨式涡轮式 （透平） 推进式（螺旋桨） 螺杆（螺 轴） 螺带。按流况分类：径向流动轴向流动。 按搅拌任务分类： 液体混合或乳化， 固体颗粒悬浮，气-液接触，化学反应，传热。按搅拌速度：高速型（几百r/min）： 涡轮式、螺旋桨 式、三叶后掠式，低速型（几十 r/min） ：桨式、三叶后掠式、 锚式、框式、螺带式、螺杆式。 抽象的新颖单片搅拌器的反应器是一种很有前途的替代常规的淤浆反应器。 在该反应器整体结构作为搅拌器的叶片， 创造了催化搅拌器。 整体式搅拌器的反 应器中最重要的优点是容易处理催化剂。 不同参数对单片搅拌器的反应器中的选 择性加氢性能有影响。 [22] 搅拌器结构 桨式搅拌器有平桨、斜桨、锚形桨及框形桨。平浆有双叶片和四叶片。浆式 搅拌器特点：结构简单、转速低、桨叶面积大、循环容 积及剪切力小，功率 消 耗小。平桨桨面与轴平行，液体以切线方向离开，桨叶水平液流搅动不激烈； 斜桨，将平桨倾斜一定角度（45° ~60°）而成，液流除径向外，还有轴向流动， 搅动较激烈。这两者剪切作用强，适用于 0.1-100Pa.s液体。无挡板时高速旋转 会形成漩涡。 推进式搅拌器常用于PVC勺悬浮聚合。其标准形式有三瓣叶片，且螺距=桨径 D;属循环型，主要是推动液体轴向流动；转速高，一般在 100-500r/min，最高 可达1700r/min ;剪切力小，与平桨合用，可增加剪切作用。特点：结构简单， 循环量大，常配备挡板或导流筒。主要参数：桨径/釜径二0.2~0.5，叶端速度： 5~15 m/s，适宜介质粘度 卩＜10Pa?So 涡轮式搅拌器又称透平搅拌器。叶片形式有平直叶片、弯曲开云 开云体育官网叶片、倾斜叶片、 圆盘平直叶片、圆盘弯叶、圆盘斜叶。其特点：能有效地完成几乎所有的搅拌操 作，能处理粘度范围很广的液体。产生径向流。剪切力大，循环能力较大。平直 叶片剪切大；弯曲叶片向流动方向弯曲，降低功率消耗，适用于含易碎固体颗粒 的液体的搅拌；倾斜叶片排液能力稍小，但轴向分流量大，有助于固体颗粒的悬 浮；如在涡轮的上侧或下侧加闭式盖板，可以控制抽液和排液。 锚式或框式搅拌器与釜底形状相近，间隙小；转速慢，剪切小，但搅动范围 大，不易产生死区；可促进传热。桨径/釜径=0.9?0.98，转速：1~100r/min ， 适宜介质粘度卩=100~1000 pa?s。 螺杆及螺带式搅拌器：螺杆搅拌器又称螺轴式，通常设置导流筒当 卩＞103Pa.s（高粘体系）时，宜用螺杆或螺带式搅拌器，用于层流区。螺带式有单 螺带、双螺带、四螺带。转动时，螺带使液体向上运动。螺轴使液体向下运动。 三叶后掠式搅拌器：上翘角B为15° ~20。，后掠角a ＜30°。上下循环流， 循环流量大，剪切力好。搅拌直径/釜径=0.5，转速：80~150r/min，低粘度场 合，如乳液、悬浮聚合体系。 3.3搅拌器的选用 搅拌器选用的基本要求：（1）保证物料的混合及操作要求（2）消耗最少的功率 （3）所需费用最低（4）操作方便、易于制造。搅拌器选用的一般考虑方法：（1） 无特殊要求时，可参照类似搅拌器经验地选定。⑵ 有严格要求时，应对设备、 工艺过程的操作类别、搅拌的要求及经济性做全面分析，评价，找到操作的主 要控制因素，然后选择相适应的搅拌器形式。⑶ 对于过程开发或生产规模很大 的工程，比较精确 可靠的方法是，在一定的实验基础上，研究出最 佳的搅拌器， 再用相似模拟放大技术设计计算。 LF108型 PV（聚合釜的搅拌系统采用下传动结构，由电机、变频调速器、减速 机、机架、传动轴、联轴器、机械密封、搅拌轴、搅拌器等组成。工作过程为起 动电机经减速机减速，工作时由变频调速器改变其输出频率来调整搅拌转速。 该 聚合釜属大型釜，采用了搅拌轴从釜底伸人、一层四平直叶桨的搅拌装置，这种 下传动的搅拌轴短，不需要设置中间轴承和底轴承，轴所承受的应力小，运转平 稳，对机械密封有利，设计时充分考虑了组装和维修的需要， 减速机与密封轴间 用短轴直联，不拆下减速机及机架就可直接拆换机械密封。底搅拌的传动装置安 放在地面基础上，便于维修，也有利于在封头上夹套的设置。 [10] 3.4搅拌器的寿命 随着搅拌器的使用频率和次数的增加， 它所承受的负荷也越来越大，搅拌器 机械密封损坏，使用寿命短。不但加大设备维修费用，而且严重影响装置稳定长 周期运行。例如：当浆液被搅拌时 ,搅拌过程中 （甚致是比较小的搅动 ）能引起浆 液变稠或变硬 , 使搅拌器损坏而修理又花钱又麻烦 ,并常导致工厂停产 ,经济损失 很大, 影响产品质量。图1所示的是一化肥厂用搅拌器来混合磷酸和氨的预中和罐 所搅拌的浆液非常稠 , 比重为15 -16 。搅拌器的浆叶安装在 14 英尺长的不锈钢轴 上 , 轴是悬臂安装在罐顶齿轮减速器的输出轴上的。 图1 原搅拌器 图2 改进后的搅拌器 在搅拌过程中 ,因浆液硬化,使搅拌轴弯曲 ,有时也损坏齿轮减速器。这个问 题可用改进的结构来解决 , 即将搅拌轴延长至罐底上新增加的轴承上 （ 增加轴的 刚度） ，见图2，并在电机和齿轮减速器之间用液力联轴器代替弹性联轴器 , 在万 一超载时 ,液力联轴器打滑 , 防止搅拌轴弯曲 , 避免齿轮减速器损坏。 [20] 4 设计内容 135m3PV（聚合釜的设计，概述现状、应用，工艺配方，性能指标，主要原料 及主要特性参数。生产工艺流程：工艺路线的选择，工艺流程图，工艺流程叙述 （ 生产操作过程、各控制参数、操作时间等 ） 。生产控制及三废处理：各岗位生产 控制，三废处理。设备选型原则：主要设备的选型原则（反应釜的选型原则、搅 拌器的选型原则），辅助设备选型原则（泵的选型原则、各辅助设备） 。物料衡 算：物料衡算的任务，衡算依据及收集的数据，衡算基准： （日产量，每釜日产 能力及釜个数），反应釜每批投料量，其它物料（水、汽等等） 。釜设计：设计 任务，选择釜及夹套材料， 确定聚合釜和夹套的几何尺寸， 并对聚合釜及夹套进 行强度计算。釜几何尺寸的确定 ，夹套几何尺寸的确定，釜壁厚的计算，夹套厚 度的计算，水压试验应力校核， 筒体水压试验应力校核， 夹套水压试验应力校核， 水压试验的顺序是先做聚合釜水压试验， 试验合格后再焊上夹套。 然后做夹套水 压试验。夹套水压试验压力时，聚合釜内至少要保持0.3MPa的压力。搅拌器的设 计：设计任务，确定搅拌器的型式、几何尺寸、转速、轴功率以及电动机、减速 机的选型。搅拌器型式及转速，搅拌器轴功率。釜的传动装置：聚合釜的搅拌器 由传动装置来带动， 传动装置通常设置在釜顶封头的上部。 聚合釜传动装置的设 计内容一般包括：电机、减速机的选型等。常见电机及其连接尺寸：电机功率必 须满足搅拌器运转功率与传动系统、 轴封系统功率损失的要求， 还要考虑到有时 在搅拌操作中会出现不利条件造成功率过大。釜用减速机类型、标准及其选用： 反应釜用的立式减速机， 主要的类型有谐波减速机、 摆线针轮行星减速机、 二级 齿轮减速机和V带传动减速机。凸缘法兰：选用M型凹面凸法兰。安装底座：安装 底座采用螺柱等紧固件， 上与机架连接， 下与凸缘法兰连接， 是整个搅拌传动装 置与容器连接的主要接件。 总结 聚合釜的大型化，产量大，容易实现 DC控制。监狱当前国内聚乙烯行业发 展情况，大型聚合釜可以节省设备和建设， 减少生产运营费用， 有效降 低产品成品， 大大提高了国内聚乙烯生产企业的市场竞争能力， 但是产能快速增 长,结构调整势在必行，质量不断提高 , 差别化发展是主基调， 环保瓶颈不断解决 , 为长期发展提供保障，产业布局调整是中国 PVC工业未来发展趋势，从整体上来 看,中国PVC工业已经由快速发展期过渡到结构调整期,中西部一体化电石法PVC 装置的快速发展，将会对未来PV（竞争格局产生重要的影响，伴随产业集中度的提 高,中国也会顺利完成从PV（生产大国向强国的转变,对世界PVC市场的影响会更 加明显。 参考文献 李志义，喻健良， . 过程机械（上册）—过程容器及设备 [M]. 北京： 化学工业出版社， 2008. 豆丁网. 压力容器基础知识 . 赵德仁，张慰盛 .高聚物合成工艺学（第二版） [M]. 北京：化学工业出版 社.2011. .PVC悬浮聚合釜. ⑸ 邴涓林，金永利，李承志.100m3聚氯乙烯反应釜关键设备和成套工艺技术的 研制与开发 . 北京. 中国氯碱 .2006.32（3）. ⑹ 毕新华，王日晗，邓崇海，张纯德.PVC聚合釜的技术进展与开发应用.辽宁. 聚氯乙烯 .2004.3 （2）. 王世良.108n?聚合釜PV（生产技术的改进.辽宁.聚氯乙烯.2013.41 （3）. 刘亦斌，徐红.30m3聚合釜PV（生产工艺改进.辽宁.聚氯乙烯.2010.38 （ 5）. 刘绍然，张磊，郑志平.108m3聚合釜PV（生产运行总结.辽宁葫芦岛.聚氯乙 烯.2013.41（11） 蔺东，宋建华丄F108型PV（聚合釜的设计与制造.辽宁葫芦岛.聚氯乙 烯.2009.37 （1） . 王忠宏，罗忠新.108m3PV（聚合釜的研制.辽宁.聚氯乙烯，2007.（12） 金吉华，吕兆升.70m3PV（聚合釜的研发与结构特点.辽宁.聚氯乙烯,2007,9 吕胜召，罗小阳.127m3和 135m3PV（聚合釜生产能力及技术比较.辽宁.聚氯 乙烯,2006,11. 申国威.105m3PV（聚合釜搅拌性能研究与优化设计.新疆.新疆中泰化学股 份有限公司 . 高鹏.108m3聚氯乙烯聚合釜简单设计.2012 朱卫国，刘生宽，宋巧梅，王立新.127m3PV（聚合釜搅拌试验研究.辽宁. 聚氯乙烯 ,2009,37（6）. 申国威.70m3PV(聚合釜机械密封泄漏原因分析及防治措施.新疆.设备管 理. 茅陆荣.新型全流通夹套结构聚合釜开发与应用 .上海.化工设备与管 道 ,2007,44 (1 ). 蔺俊慈.改进聚合工艺提高聚合釜生产能力 .河北.中国氯碱,2003,18(5). S.Raghavachari. 袁人译 . 延长浆液搅拌器的寿命 . 石油化工设备技术 . Noel Brunetiere, Bernard Tournerie. Numerical analysis of a surface-textured mechanical seal operating in mixed lubrication regime. Tribology International.49 (2012) 80-89. I.Hoek，T.A.Nijhuis ，A.I.Stankiewicz ，J.A.Moulijn. Performance of the monolithic stirrer reactor: applicability in multiphase processes. Chemical Engineering Scienee 59 (2004) 4975 - 4981.
2、成为VIP后，下载本文档将扣除1次下载权益。下载后，不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们。
3、成为VIP后，您将拥有八大权益，权益包括：VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。
4、VIP文档为合作方或网友上传，每下载1次， 网站将根据用户上传文档的质量评分、类型等，对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档
1农业废弃物的快速堆肥菌剂及其生产有机肥的方法-南京农业大学.docx
原创力文档创建于2008年，本站为文档C2C交易模式，即用户上传的文档直接分享给其他用户（可下载、阅读），本站只是中间服务平台，本站所有文档下载所得的收益归上传人所有。原创力文档是网络服务平台方，若您的权利被侵害，请发链接和相关诉求至 电线) ，上传者
