年产20万吨可发性聚苯乙烯聚合工段工艺设计(26)
焊接连接：设备机构简单、造价低、密封性能好、但不利于设备安装与检修，为此常在釜体上封头上开设入孔。
封头连接选择依据：一般来说，对于搅拌釜反应器，若反应器直径较大，对密封要求较高，应采用焊接连接。若结构较小，内部结构比较复杂，对安装和检修要求较明确时可采用法兰连接。
本工艺由于反应器直径较大，对密封要求较高，所以采用焊接连接。[22]
图5.6焊接与法兰连接图
5.1.7夹套的直径和高度
夹套是外部传热构建，它是一个薄壁筒体，多数还带一个底封头，套在搅拌反应器低筒体和封头底外部，夹套壁和筒体壁构成一个可供介质流动低空间。
夹套与筒体低连接方式有两种，一种是可拆式夹套，用于需要检查筒体外部表面以及更换夹套的情况，或是由于夹套，筒体材料不同不能相焊的场合。另一种是不可拆卸的夹套，如焊接式和铆接式。
对有传热要求的反应釜可设置内冷管和夹套，最常见的是采用夹套式传热结构。
本设计采用夹套和内冷管两种撤热方式，夹套的尺寸通常根据工艺和安装的要求而定，夹套的内经D1与釜体内经D0有关，有如下关系[23]
表5.7 夹套内径与聚合釜内径关系
D0（mm） 500～600 700～1800 2000～3000 >3000
D1（mm） D0+50 D0+100 D0+200 D0+250
所以：夹套内径D1＝5500+250＝5750mm＝5.75m
夹套高度H1主要决定于传热面积下的要求，一般不低于料液高度，以保证充分传热，同时夹套上端离开筒体法兰应有150～200mm距离，以便上紧和拆卸筒体法兰的螺栓。
5.1.8聚合釜搅拌器的设计与选型
搅拌器有桨叶和轴所组成。由于搅拌任务的不同，桨叶要设计成不同的形式，主要有推进式、桨式、涡轮式等搅拌器。搅拌器搅拌可以提高化学反应密切相关的传热和传质速度。从聚合体系物料的相态来分，可分为均相的和非均相两类，前者如本体聚合和溶液聚合，后者如悬浮聚合和乳液聚合，以及一些有固话催化剂存在的聚合体系。均相体系对搅拌的主要要求是使物料搅动，以提高传热和传质速度，并使物料混合均匀。非均相体系除了上述要求外，还要求分散相在连续相中能够保持稳定的均匀分布。桨式搅拌的结构简单，搅拌器的运转速度在20～80转/分范围内，对搅拌带有固体颗粒的液体很有效果。斜桨是桨叶于旋转方向成一定倾斜角度，平桨则是桨叶与旋转方向垂直。平桨主要使物料产生斜线方向的流动，如搅拌挡板后可产生轴向的搅拌效果。斜桨于平桨相比轴向分流略多。即斜桨造成轴向流动，平桨造成径向流动，一般实际情况介于两者之间，而以一种情况为主。
悬浮聚合过程对搅拌的要求有两个方面：首先，由于搅拌剪切的作用，使单体以一定的粒度分布分散在水相中。其次，使分散的液滴以至固体颗粒能够完全悬浮在水相中。搅拌作用是分散和悬浮的源动力。
近年来，国内一些引进可发性聚苯乙烯悬浮聚合反应器，几乎也是都是用双叶三叶后掠式叶轮。[24]
图5.7 左、右面推进式搅拌器
图5.8 平桨式搅拌器
图5.9 涡轮式搅拌器
表5.8 搅拌器的特点与关系
操作类型 控制因素 适用搅拌器类型 D0/D2 H2/D0 层数及位置
调和 容积循环速率 推进式 3～4
不限 单层或多层
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