年产100万吨聚氯乙烯生产工艺过程的初步设计(18)
主体材料 SA516Gr70+SA240 316L SA285-B/SA-105
腐蚀裕度/mm 1.6 1.6
焊缝系数 1 0.85
容器类别 Ⅱ
内表面处理 釜内表面抛光Ra0.1-0.2μm 内件外表面抛光Ra0.3μm
传动方式 上传动
电动机参数 6000v，355kw，4P，50Hz，dΠBT4
减速机 B2SV12，I=12.5
扭矩变矩器 EL9
搅拌器形式 三层平直叶浆式
轴封形式 双端面机械密封
搅拌转速（r/min） 91（60-120）
生产能力（t/a） ≥60000
设备质量/t 8.88
3.1.2 聚合釜台数及设备后备系数的计算
加料时间：水和单体：70min 助剂30min
冷搅时间：25min
出料时间：25min
排空时间：30min
清釜时间：30min
聚合辅助时间：τa=30×2+25×2+70+30=210min=3.5h
聚合时间：τR=6.5h
每釜聚合时间：τT=τa+τR=6.5+3.5=10h
每天生产的批次：α=24/τT=24/10=2.4≈2B
有相关文献查得，VCM和脱盐水的部分物性参数如表3-2
表3-2 水和氯乙烯的部分物性参数
温度/℃ 水的密度/(kg/m3) 氯乙烯的密度/(g/cm3)
50 983.2 0.8564
60 988.1 0.8363
在55℃时由内插法的可得：水的密度：ρ水=985.65kg/m3，ρVCM=0.8464g/cm3
由于PVC在此温度下的密度为：ρPVC=1400kg/m3，可知在反应过程中每批的最大体积为：VR=M1/ρVCM+M2/ρ水=958.70m3
反应釜的实际个数为：nT=VR/(VT×α)
已知数据为：搅拌釜式反应器的装料系数可为α=0.8，V1=135m3
可知：nT=958.70/(135×0.8)=8.88≈9（个），为确保设备文修是不影响生产的，选用一台备用机，所以本设计选10个搅拌釜式反应器。
釜后备系数=（实际釜台数-理论台数）/理论台数=（10-8.88）/9=12.4%
3.1.3 聚合釜外型尺寸的设计
（1）确定封头的外型
与本设计采用的聚合釜配套的封头为标准椭圆封头，由相关文献查知，应取得封头高度为：h1=50mm，封头高度为：h=0.25D=0.25×4200=1050mm，封头侧面积为：S侧=1.083D2=19.10m2，封头体积为：V封=0.131D3=9.71。
（2）封头与筒形的连接
本聚合釜的封头与筒体的连接方式拟采用焊接连接，由于其在简单、造价低、密封性能好。
（3）长径比和釜体内径
由135m3的聚合釜的相关参数知：H/D=2.03，釜体内径：D=4200mm。
（4）釜体直边高度
釜体直边高度为：h=H-2×h封
由135m3的聚合釜的相关参数知：反应器附体高度为H=8510mm，则h=8510-2×1050=6410mm
3.1.4 搅拌装置的设计
由135m3的聚合釜相关参数知，本设计的搅拌装置采用的是三层两叶平桨搅拌器。桨式搅拌器直径Dj=（1/4~3/4）D，则可设Dj=1/2D=2100mm。叶片厚度b=（0.1~0.25）Dj，则可设b=0.15Dj=315mm。叶片下侧离封头底端的距离h=（0.2~1）Dj，则可设h=0.5Dj=1050mm。搅拌轴总长为10600mm。搅拌转速n=91r/min。
3.1.5 工艺管口的设计
（1）氯乙烯进料管口
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