年产20万吨可发性聚苯乙烯聚合工段工艺设计(24)
如果按操作方式，反应器有间歇式、连续式和半连续式三种。
本工艺过程是低温悬浮聚合，反应中放出大量的热，且体系黏度低，在反应过程中，为了更好的除去热量，可选用釜式搅拌反应器，并配以适当的搅拌桨叶及除热方式来满足工艺要求。
釜内可设搅拌装置及挡板，并可根据不同的情况在釜内安装换热器或在釜外设置夹套，可满足不同的换热需求。
表5.1 三种反应器的特点
管式反应器 釜式反应器 固定床、流化床反应器
传热面积大，传热系数高，流动系数高，流体流速快，反应物料停留时间短，便于分控制以创造最适宜的温度梯度和浓度梯度。还有结构简单，耐高温等优先。 可间歇操作也可连续操作，停留时间可以可短，温度压力的范围可高可低，在停止操作时易于开启进行清理。 它们的共同特点是气固相间传热、传热面积大、传热系数高，便于实现过程连续化和自动化。但停留时间分布和温度分布明显不同
5.1.4釜的选型
每一个聚合釜都有高径比，当i趋于1时，釜趋于矮胖型，釜内液体表面更新容易，脱单体容易，适用于间歇反应。i增加时，釜趋于细长型，这是单位釜容的夹套传热面积相应增大，有利于传热，同时i增大，对气体吸收有利，可以减少物料的反混。但是i越大，这同一釜容的轴越长，加工越困难，支撑要求也高，搅拌器结构变得复杂不易检修。一般搅拌釜的高径比i=H/Dt，液-固相或液-液相取1～1.3，气-液相取1～2。
表5.2 釜体的长径比经验表[19]
种类 物料类型 H/D
一般搅拌罐 液—固 1～1.5
液—液 1～1.5
气—固 1～2
发酵罐 1.7～2.5
根据以上得知：
在气—液相中， i取1~2。故本设计取i=2
已知公式： = - (5.4)
其中： －反应釜的直径；
－反应釜的高度；
－反应釜的体积；
－反应釜封头的体积。
（ i取1～3)
初选搅拌釜式反应器的体积为240m3，则聚合釜的 和 的确定可选为：
图5.1 聚合釜筒体几何图
已知： ＝240m3
i＝2
则 (5.5)
则有 =5.35m
经过圆整至标准的公称直径
表5.3 压力容器的公称直径[20]
300 350 400 340 500 550 600 650
700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400
1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200
2300 2400 2600 2800 3000 3200 3400 3600
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