120m3聚氯乙烯反应釜的设计+CAD图纸(3)
1.3 聚氯乙烯的介绍
PVC的主要用途有：PVC一般软制品（软管、电缆、汽车配件）、PVC薄膜（热合加工包装袋、雨衣）、PVC涂层制品（人造革、地板革）、PVC泡沫制品（泡沫拖鞋、防震缓冲包装材料）、PVC透明片材（薄壁透明容器、真空吸塑包装）、PVC硬板和板材（硬管、异型管、波纹管）等等。生产聚氯乙烯的方法主要有四种方法生产：悬浮聚合、本体聚合、乳液聚合、微悬浮聚合法。悬浮法以其生产过程简单，便于控制及大规模的生产，产品适应性强，是PVC主要的生产方式，生产量约占总量的80%。
根据李健[3]在年产8万吨聚氯乙烯合成工艺设计中表明，悬浮法PVC生产技术易于调节品种，生产过程易于控制，设备和运行费用低，易于大规模组织生产而得到广泛的应用，成为诸多生产工艺中最主要的生产方法。悬浮聚合法生产聚氯乙烯树脂的一般工艺过程是在清理后的聚合釜中加入水和悬浮剂、抗氧剂、然后加入氯乙烯单体，在去离子水中搅拌，将单体分散成小液滴，这些小液滴由保护胶加以稳定，并加入可溶于单体的引发剂或引发剂乳液，保持反应过程中的反应速度平稳，然后升温聚合，一般聚合温度在45~70℃之间。
1.4 釜体设计
聚合釜容积的选型与制造费用、运行费用、运输条件、生产效率和产品质量等密切相关。根据邴涓林、金永利、李承志[4]的设计研究，100m3聚合釜直径为4300mm，内夹套直径4200mm，筒体切线长度5940mm，长径比为1.38。从运输条件来考虑，直径4500mm以内运输较为容易。从制造费用上比较，100m3聚合釜比较经济。从生产强度上来看，该聚合釜单釜生产设计能力也可以很好地满足目前国内新建或扩建PVC装置大型化的需要。本课题的装料容积为98m3，全容积为120m3，在经济性，运输成本，生产效率和质量方便都有一定的保证。
聚合釜的大型化的一个主要问题就是当釜的直径增大时，其釜壁实际厚度必须增加，否则达不到耐压等级。根据蔺东等人[5]在LFl08型PVC聚合釜的设计与制造的研究，在选材方面，严格按材料采购说明书采购材料，并对其力学性能、弯曲性能和化学成分进行检验，对钢板逐张进行超声波检测，应符合Ⅲ级指标要求，釜体材料为16MnR+316L，夹套材料为Q235-B/16MnR。釜体内表面均进行抛光处理，粗糙度Ra=0.1～0.2μm，使物料不粘釜。
根据朱卫国等人[6]在120m3PVC聚合釜釜体制造工艺的研究，釜体内径为4120mm，筒体长度为7550mm，釜体上封头、下封头和夹套封头为EHA型椭圆封头。釜体筒体、下封头采用双面复合钢板(304+16MnR+316L)，上封头采用单面复合钢板(16MnR+316L)，夹套筒体和封头采用16MnR，另外，聚合釜釜体采用双面复合钢板，在国内反应釜的制造历史上尚属首次。
1.5 传热系统
在136m3PVC大型聚合釜研发与设计研究中，设计有多种传热方式，即夹套包括内夹套和上下封头夹套、和搅拌挡板，这样的设计就能防止热量堆积发生爆聚，使聚合过程平稳、快速进行，满足整个聚合反应中的换热要求。茅陆荣等人在研究中分别计算了采用半管外夹套、全流通复合板内夹套以及全流通内夹套三种情况对比，对于外夹套而言，釜体壁厚是关键，减少金属壁厚可提高聚合釜传热效率，但由于釜体壁厚受压力和材料强度的制约，无法进一步减薄。
挡板的设计原则主要从三个方面考虑，从传热角度考虑，内冷挡板越多，传热面积越大，对于聚合的传热越有力，反应时间越短；从搅拌功能危度考虑，适度的安装挡板，可以改变流体的状况，增加剪切强度，有力于悬浮液的分散和混合；从聚合反应防粘釜角度考虑，内冷挡板越少越好，最好不设内冷挡板，釜内结构越简单越好。根据王明杰[7]在105m3聚合釜挡板改造的研究，对原聚合釜进行挡板改造，通过新增2个非对称的三角挡板，原挡板尺寸位置不变。挡板的改造使换热面积增加、搅拌效果改善，缩短了聚合周期，提高单釜产能。