氯乙烯懸浮聚合的大型聚合釜制造技術

氯乙烯懸浮聚合的大型聚合釜，包括釜體、傳動裝置、攪拌器、聚合反應ＤＣＳ控制系統；傳動裝置包括電機、扭矩轉換器、減速機；攪拌器裝設在釜體內，其特點在于：釜體的直筒段外壁上固設有螺旋狀半管，在釜體的底部外壁上固設有螺旋狀半管；在釜體的頂部裝設有冷凝器；在釜體內裝設有內冷套管，內冷套管下端伸出釜體，并裝設有進水口和出水口。本實用新型專利技術攪拌強度剪切力和循環次數比較適中，產品粒子集中而均勻，傳動平穩，運轉周期長，傳熱效果好，可以得到顆粒形態好、分子量分布均勻、吸油率較高、黑黃點及晶點少的高品質的聚氯乙烯產品，且連續生產而不用清釜。為我國ＰＶＣ行業生產增添了一個新釜種，將促進我國ＰＶＣ生產的發展。（*該技術在2014年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種聚合釜，具體是涉及一種氯乙烯懸浮聚合的大型聚合釜。
技術介紹
在聚氯乙烯生產過程中，聚合釜是主要的生產設備，其技術性能的優劣直接影響到聚氯乙烯的產量、質量和運行的經濟性等。目前，國產的聚氯乙烯聚合釜只有70m3、48m3、30m3、13.5m3和7m3幾種中小釜型。這些中小型聚合釜單位體積產量小，能耗高，而且相對投資大，生產效率低，已呈淘汰之勢。隨著聚氯乙烯工業的發展，氯乙烯聚合釜也在向著最經濟、生產效率高、建設費用及維修費用低、產品質量好、產量大的方向發展。錦西化工機械(集團)有限責任公司以中國石化齊魯分公司年產40萬噸聚氯乙烯項目為依托，研制開發了LF135型聚氯乙烯聚合釜。這種型號的聚合釜目前國內外沒有成品。在氯乙烯懸浮聚合過程中，一直存在著粘釜、產品顆粒不均勻、傳熱差等問題，嚴重影響聚氯乙烯產品的品質；特別是粘釜是聚氯乙烯生產中始終沒有解決的問題，一般聚氯乙烯生產過程中，每一次聚合后都要對釜進行清洗，影響聚合釜生產能力的發揮。而上述問題的產生，除與聚合工藝有關外，還與聚合釜的結構，包括配套設備的設計有關。一般聚合釜采用冷卻套形式冷卻，有整體夾套、螺旋導流型夾套、半管螺旋夾套，目前聚合釜的設計已經不再采用整體夾套，因為冷卻水由夾套下口進入，經夾套環直升而上，由上口溢出，水流速度很低，湍流程度不夠，冷卻效果極差。采用螺旋夾套傳熱雖然有所改善，在加工較好的情況下，可以獲得較大流速(2～3m/S)，從而大幅度地提高傳熱效果，是比較理想的冷卻方法，但因受到加工制造的限制，冷卻水容易走“短路”，使傳熱系數低，因此聚合釜的冷卻方法也有待改進。專利
技術實現思路
本技術要解決的技術問題，是提供一種生產效率高，建設、運行及維護費用低、產量大的氯乙烯懸浮聚合的大型聚合釜。采用的技術方案是氯乙烯懸浮聚合的大型聚合釜，包括釜體、傳動裝置、攪拌器和聚合反應控制系統。釜體的容積為110--145m3、長徑比為1.92--2.15、公稱直徑為3.5--4.6米、釜體高度為7--15米。釜體直筒段外壁上固設有螺旋狀半管，釜體底部封頭外壁上固設有螺旋狀半管。在釜體頂部安裝有冷凝器和帶有聯鎖裝置的快開入孔。在釜體內裝設有內冷套管，內冷套管的下端伸出釜體部分上裝設有進水口和出水口。在釜體內裝設有攪拌器。攪拌器由裝設在攪拌軸上的攪拌槳構成，攪拌槳為三層二葉槳式攪拌槳。傳動裝置，包括電機、扭矩轉換器、減速機。電機輸出軸通過聯軸器與扭矩轉換器的輸入軸連接，扭矩轉換器的輸出軸通過聯軸器與減速機的輸入軸連接。減速機的輸出軸通過聯軸器與攪拌器的攪拌軸連接。電機、扭矩轉換器、減速機由固定在釜體頂部的支架予以支承。上述攪拌軸上設置有長鍵，用以調整攪拌器間的作用高度。上述減速機輸出軸通過聯軸器與短軸連接，短軸另一端與裝設在攪拌軸上端的機械密封連接。上述聚合反應控制系統采用DCS控制系統。上述攪拌軸由設置在釜底的支撐機構予以支撐。該支撐機構包括帶有調偏結構的底軸承，底軸承設有可從軸套與軸瓦之間注水的進水口。本技術的聚合釜長徑比適中，單位體積產量大，可達到438噸/(立方米·年)。本技術采用三層二葉槳式攪拌器，其攪拌強度剪切力和循環次數比較適中，產品粒子集中而均勻；本技術采用頂伸式傳動裝置，傳動平穩，運轉周期長，所以傳熱效果好，采用本技術的聚合釜及工藝生產聚合氯乙烯，可以得到顆粒形態好、分子量分布均勻、吸油率較高、黑黃點及晶點少的高品質的聚氯乙烯產品。且連續生產而不用清釜。本技術及相應工藝的成功應用，為我國PVC行業生產增添了一個新釜種，將促進我國PVC生產的發展。附圖說明圖1為本技術的一種實施例的結構示意圖。圖2為本技術傳動裝置結構示意圖。圖3為裝設有螺旋狀半管的釜體示意圖。圖4為攪拌器局部結構示意圖。圖5為槳葉結構示意圖。圖6為內冷套管示意圖。圖7為本技術的底軸承結構示意圖。圖8為釜體頂裝設的冷凝器和快開入口結構示意圖。具體實施方式氯乙烯懸浮聚合的大型聚合釜，包括釜體1、傳動機構、攪拌器和聚合反應DCS控制系統。釜體1長徑比為2.3；釜體1容積為137m3；釜體1公稱直徑為4.2米；釜體1高度為15米；釜體1的直筒段外壁上固設有螺旋狀半管3，在釜體1的底部外壁上固設有螺旋狀半管16(如圖1、圖3所示)。本技術的筒體冷卻采用筒體上固設螺旋半管型夾套結構使冷卻水沿半管螺旋上升，用不大的水量可以獲得較大流速4m/s，是多進口及多出口的方式，更好地提高了傳熱系數，傳熱系數可達K＝900W/(m2·K)，是螺旋導流板夾套的1.4倍，既提高傳熱系數，又增加釜體的強度，下封頭也采用螺旋半管夾套，并設置進出水口。有效避免冷卻水的“短路”現象。在釜體1的頂部設置有冷凝器7，冷凝器7通過冷凝器接口24與釜體1的頂壁連接(見圖8)。在釜體1的頂部還裝設有快開入口23。在釜體1內裝設有內冷套管5，內冷套管5的下端伸出釜體1，內冷套管下端裝設有進水口17和出水口18。內冷套管進行釜內傳熱，以彌補夾套傳熱面積的不足，采用碳鋼鍍鉻設計使傳熱效果更好，一般內冷套管的壁厚較薄，其熱系數K＝930～1163W/(m2·K)，內冷套管的傳熱面積是夾套傳熱面積的10％，卻傳導出聚合反應熱的20％，說明內冷套管的傳熱效率比夾套要高。內冷套管采用可拆式，便于維修、清洗抽出方便，另外內冷套管在釜內起到擋板的作用，配合攪拌器使剪切作用適中，得到上下循環流，使反應均勻進行；適合于固體顆粒在10目以下，濃度不大于50％，粘度在100厘泊以下的氯乙烯聚合。在釜體1內裝設有攪拌器，攪拌器包括攪拌軸8、攪拌槳4，攪拌槳為三層二葉槳式攪拌槳(見圖5)，槳葉直徑與釜體直徑之比為0.49，攪拌軸8上設有長鍵19。設置長鍵19可按生產需要調整攪拌器間的作用高度。在釜體1的釜底裝設有攪拌軸支承機構，包括裝設有調偏心結構的底軸承6。底軸承6設有可從軸套20和軸瓦21之間注水的進水口22。底軸承6支承攪拌軸8。裝設調偏機構，可有效避免總組裝時攪拌軸下端的偏心。一般氯乙烯聚合時，軸套和軸瓦在設備運轉時產生摩擦熱，物料容易進入并由于局部過熱產生塑化片，將攪拌軸“抱死”，難以清洗。本技術在釜底裝設有進水口22，配有注水泵進行連續注水，使水從軸套和軸瓦之間進入，將物料封住，克服了抱軸問題，而且起到局部冷卻的作用(見圖7)。本技術的傳動裝置2采用頂伸式傳動裝置，包括電機15、扭矩轉換器14、減速機13、聯軸器12、機械密封9。電機15輸出軸通過聯軸器與扭矩轉換器14的輸入軸連接，扭矩轉換器14的輸出軸通過聯軸器與減速機13的輸入軸連接。減速機13的輸出軸通過聯軸器12與由軸承箱11內軸承支承的接軸的一端連接，該接軸的另一端通過聯軸器與短軸10的一端連接，短軸10另一端與裝設在攪拌軸上的機械密封9連接(見圖2)。電機15、扭矩轉換器14、減速機13由固定在釜體1頂部的支架25予以支撐。聚合反應控制采用DCS控制系統，為已知技術。聚合的溫度實現DCS控制系統自動化控制，結合上述冷卻方式，聚合釜溫度變化可以控制在±0.1--0.2℃范圍內，釜的傳熱性能良好，不會出現超溫無法控制等現象。權利要求1.氯乙烯懸浮聚合的大型聚合釜，包括釜體(1)、傳動裝置(2)、攪拌器本文檔來自技高網...

【技術保護點】
氯乙烯懸浮聚合的大型聚合釜，包括釜體（１）、傳動裝置（２）、攪拌器、聚合反應ＤＣＳ控制系統；傳動裝置（２）包括電機（１５）、扭矩轉換器（１４）、減速機（１３）；攪拌器裝設在釜體（１）內，其特征在于：釜體（１）的直筒段外壁上固設有螺旋狀半管（３），在釜體（１）的底部外壁上固設有螺旋狀半管（１６）；在釜體（１）的頂部裝設有冷凝器（７）；在釜體（１）內裝設有內冷套管（５），內冷套管（５）下端伸出釜體（１），并裝設有進水口（１７）和出水口（１８）。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：谷文濤，畢新華，郝文生，羅忠新，張學剛，王忠宏，張純德，
申請(專利權)人：錦西化工機械集團有限責任公司，
類型：實用新型
國別省市：21[中國|遼寧]