一、概述
聚氯乙烯是大宗基础化工原料之一, 在塑料加工中占有相当大的比重, 在国民经济中占有重要地位, 特别是在建材业“以塑代木”, “以塑代钢”的政策导向指引下, 聚氯乙烯塑料门窗、给排水管、农业灌溉给水管大量采用, 促进国内市场对聚氯乙烯树脂需求旺盛。目前, 由于悬浮法生产聚氯乙烯的工艺简单、生产成本低、便于大规模生产、产品性能稳定等特点, 成为目前世界各国广泛采用的一种聚合方法。近年来, 世界各国在提高树脂质量、开发新型引发剂、高效助剂、采用大型聚合釜、计算机控制技术、防粘釜技术、三废治理、减少树脂中残留VCM含量、开发专用树脂等方面取得了很大成功, 使得悬浮法生产正向着节能、安全、环保的方向发展, 生产工艺日趋完善, 并得到更加广泛地应用。
在聚氯乙烯的生产中, 核心设备无疑就是聚氯乙烯聚合釜, 既影响着聚氯乙烯树脂产能, 也影响了它的质量。目前, 国内常用的几种聚合釜体积分别是70 m3、106 m3、127 m3及135 m3, 其中70 m3是早些年常用的聚合釜。随着大型聚合釜的引入, 近些年普遍采用体积大于100 m3聚合釜。这几年, 随着对产能增加而占地面积减少的要求, 大型聚氯乙烯聚合釜凸显优势, 例如127 m3、135 m3、甚至200 m3的聚合釜。本文重点介绍一种新型的、釜底带有称量功能的135m3的高产能聚合釜。此聚合釜与以往的相比, 具有容积大, 产能高, 能够准确把握反应终点、液位测量极其准确的优点。
二、大型聚合釜的性能特点
1.135m3聚合釜的简介
该釜内直径4400mm, 筒体切线长度7800mm, 公称体积135m3, 每釜产能可达7.5万吨/年, 是目前国内应用的最大能力的聚氯乙烯聚合釜。该釜采用全通流螺旋半圆管夹套结构, 内设四根内冷管, 传热系数大。由于容积大, 反应过程中放热较多, 单纯依靠夹套和内冷管已经不能完全移走反应热量, 因此, 聚合釜顶气体出口处增设釜顶冷凝器, 能够有效的移走反应过程中放出的热量, 以保证聚氯乙烯在稳定的温度下生产, 保证了树脂质量。
聚合釜的技术特性见下表。
2.135m3聚合釜的称量系统
135聚合釜与其他聚合釜显著不同点在于其增加了称量系统。通过底部的称量计, 可以准确的反应加料过程中的加料量, 并校验前序管道流量计的数值, 及早发现管道中流量计发生误差以便修正。称量计通过连接座与传感器连接后, 由传感器产生信号并输出放大, 与预定值对比。随着反应过程的进行, 聚合釜内液体容积越来越小, 粘度越来越大, 通过称量计判断反应的进程, 根据重量分析反应是否完成。
3.135 m3聚合釜的传动系统
搅拌是影响聚氯乙烯树脂质量的重要因素之一, 主要表现在影响PVC树脂的粒径和粒径分布、孔隙率等。在实际生产中, 要保证搅拌的单位体积功率、循环次数以及能量分布满足生产要求, 可以通过适当改变搅拌桨叶的角度、桨叶的宽度或直径等参数, 满足对聚氯乙烯树脂颗粒特性的要求。
氯乙烯悬浮聚合要求搅拌有一定的剪切, 循环性能, 工业上通用的桨业有平桨、斜桨、三叶后掠式和布鲁马金型桨叶。该135m3聚合釜的搅拌器为下装式设置, 这样不仅能降低搅拌轴的长度, 同时有利于釜顶接管布置和釜顶涂釜、喷淋及清釜。该聚合工艺的搅拌器形式为一层三叶后掠式桨叶, 该桨叶能够增加轴向推动力, 能使聚合釜轴向混合均匀, 有利于改善树脂的颗粒度分布和釜内的温度分布, 提高釜的传热效率和产品的内在品质。
4.135m3聚合釜的液位测量
传统聚合釜的液位测量采用带远传的磁翻板式的液位计。在使用过程中, 由于聚氯乙烯浆料粘稠, 易发生堵塞, 并且由于有气相参与反应, 造成频繁误报, 严重影响正常生产。经车间论证超声波液位计和压差液位计均不适用, 监视该釜的液位确实对生产、安全有积极作用。135m3聚合釜采用核辐射放射性液位计, 既测量准确, 又可实现非接触测量。在测量过程中, 只要距离放射源一定距离, 对人体基本无伤害。采用放射性液位计, 从很大程度上解决了聚合釜浆料粘度和气液两相对液位测量造成的困扰。结论
影响聚氯乙烯树脂质量和产能的因素很多。近年来, 135m3聚合釜及其生产工艺, 因其自身的优越性, 越来越多的应用于生产设计中。135m3聚合釜生产工艺, 自动化程度高, 产品性能优良, 由于进料效率和单台釜生产能力的提高, 缩短了生产周期, 经济效益非常可观, 令该釜在市场具有极强的竞争力。135m3聚合釜与其他容积的聚合釜相比, 具有非常明显的优势, 在同等生产能力的基础上, 最大限度地降低了成本, 提高了聚氯乙烯树脂的质量, 降低了对环境的危害, 自动化程度非常高, 创造了更大的经济效益和社会效益。
摘要：大型聚氯乙烯聚合釜是一种新型的、大容积的聚合釜, 与以往的聚合釜相比, 具有容积大, 产能高, 带有称量系统, 能够准确把握反应终点的优点。本文从聚合釜的结构、搅拌器型式及液位计型式来叙述此釜的优良性能。
关键词：大型聚合釜,搅拌器,液位计
参考文献
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[3] 刘岭梅, 张建国, 浅析悬浮法聚氯乙烯生产中的几点技巧, 中国氯碱, 2008年第3期.