专利名称：大型氯乙烯聚合反应釜的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种通过悬浮法聚合工艺生产聚氯乙烯的大型氯乙烯聚 合反应釜，属于化工机械领域。
技术背景氯乙烯聚合反应釜是聚氯乙烯树脂生产过程中最关键的设备。随着技术 的不断进步、聚氯乙烯的生产规模的不断扩大、节约生产成本、降低劳动强 度、减少能耗的意识的加强，采用大型氯乙烯聚合反应釜生产装置已成为近 年来的发展趋势。随着反应釜釜型增大，传热能力、搅拌强度和传动的平稳可靠以及如何 保证产品质量成为必须要解决的问题。目前国内现有中小型反应釜的传热大多依靠壳体外表面进行，多采用螺 旋导流板整体夹套和间隙半管夹套旋导流板整体夹套流道面积大且导流板 与夹套之间有间隙，水流速度低、换热效果差；间隙半管夹套由于每圈半管 与相邻半管之间留有一定的间隙用于焊接，使得传热面积不能得到有效充分 利用，传热能力明显受限。在目前常用的上传动结构中，随着釜型增大搅拌传动机构相应增大，使 得用于支承搅拌传动机构的支架过于庞大，且占用釜顶大部分空间，使得釜 顶部分换热面积不能充分利用且上部管口布置困难，另外大型釜的轴比较长， 上传动结构中为縮小轴径及保证传动的稳定性常设置底轴承，极易产生塑化 片而影响产品质量，而且底轴承的维修更换不方便，增加了维修难度和时间。目前常用的下传动结构中，搅拌轴通常采用悬臂轴，只适用于高径比较
小的矮胖型釜，大型聚合反应釜采用这种结构，就存在搅拌轴增大，消耗功 率增加，配用机封、减速机和电机加大，或者轴端搅拌器的摆动加大，搅拌 轴跳动而容易对机械密封造成损坏。由亍目前使用的聚合反应釜的机械密封外壳材质为碳钢，为了避免锈蚀， 都是采用油封，缺点是密封油漏入釜内对聚氯乙烯质量会产生一定的影响。 发明内容本实用新型目的是提供一种传热效率高、生产强度大、传动平稳可靠、 产品质量稳定的大型氯乙烯聚合反应釜。本实用新型釆用的技术方案是大型氯乙烯聚合反应釜，包括壳体和传 动装置，壳体上部固定有釜顶回流冷凝器；壳体外壁设置有半管夹套；壳体 内装设有一根或两根内冷挡板，壳体下端设置短锥裙座支撑整个釜体，其特 征是地面安装的传动装置通过机架连接与壳体下部，传动装置后连接有搅 拌轴，搅拌轴为通轴，搅拌轴上端与壳体之间有釜顶轴承，搅拌轴下端与壳 体之间有机械密封，搅拌轴上固定有搅拌器；半管夹套之间为无间隙的搭接 式结构；内冷挡板为套管结构，其外管采用碳钢镀铬或不锈钢三维内肋管。所述的大型氯乙烯聚合反应釜，其特征是搅拌器为三层两叶平桨或三层二叶后掠桨，桨叶直径与壳体内径之比为0. 45-0. 58。所述的大型氯乙烯聚合反应釜，其特征是机械密封材质是不锈钢，其 内的密封介质是水。所述的大型氯乙烯聚合反应釜，其特征是壳体内壁采用机械抛光加电解抛光处理，表面粗糙度Ra小亍0.08um。所述的大型氯乙烯聚合反应釜，其特征是壳体容积为120-200nf，高径 比1.6-2.4，直径4.(H5.2米。 积极效果采用本实用新型提供的无间隙搭接式半管夹套，换热面积比 传统间隙式半管夹套增加22%;内冷挡板外管采用碳钢镀铬或不锈钢三维内肋 管比采用不锈钢光管传热效率提高3-5倍，再加上采用较大换热面积的釜顶回流冷凝器，充分满足了聚合反应的换热要求，使聚合温度变化控制在土O. 1 °C，保证聚氯乙烯达到预定的聚合度；根据工艺要求搅拌器采用三叶后掠桨 或两叶平桨，配套一根或两根内冷挡板，形成最佳的搅拌体系，进一步提高 了搅拌效率和传热效果，保证产品颗粒形态好、分子量分布均匀；机械密封 采用水封，避免产品受到密封油污染而影响产品质量；壳体内壁采用机械抛 光加电解抛光处理，表面粗糙度Ra小于0. 08 u m，有效防止聚合反应过程中 物料粘釜，使生产连续进行而不用清釜；短锥裙座结构，方便传动装置的安 装、检修和下封头布管、配管；传动装置下置，其庞大的重量由地面基础支 承，传动平稳可靠，方便安装，易于维护。综上优势，再配以相应的聚合工 艺，本实用新型的大型氯乙烯聚合反应釜生产强度可达480t/m3.a，是大型聚 氯乙烯装置的理想配置。
下面通过实施例，并结合附图对本实用新型作进一步描述图1为本实用新型实施例的结构示意图；图2为搅拌器三叶后掠式桨结构示意图；图3为搅拌器两叶平桨结构示意图；图4为无间隙式搭接半管夹套结构示意图；图5为不锈钢三维内肋管的结构示意图。在图中1为传动装置，2机械密封，3为搅拌轴，4为搅拌器，5为釜顶轴承，6
为釜顶回流冷凝器，7为内冷挡板，8为半管夹套，9为壳体，IO为裙座，11 为底座，12为防爆电机，13为液力变矩器，14是减速机，15是机架，16是 短轴。
具体实施方式
实施例h传动装置1釆用下置式传动结构，由底座ll、防爆电机12、液力变矩器13、减速机14、机架15、短轴16组成。防爆电机12、液力变矩器13和减速 机14安装在底座11上，底座ll安装在地面基础上，增加了传动的平稳性。 液力变矩器13能够消除冲击和震动，具有过载保护和良好的启动性能。减速 机14通过机架15与釜体下端联结，构成轴系支撑，减速机14输出轴通过短 轴16与搅拌轴下端连接，由于设置了短轴16，不需拆下减速机14和机架15 就可以进行机械密封组件的维护和更换，操作简便，极大地縮短了维修时间。上述的传动装置1驱动搅拌轴3，搅拌轴3带动平桨搅拌器4转动，搅拌 器4搅动物料，完成聚合过程。半管夹套8 —个侧面焊接在壳体9上，另--个侧面焊接在另一个半管夹 套8上，所以无需留有焊缝空隙，这种无间隙式搭接结构的半管夹套8，更好 地增加了换热面积，提高了传热系数；釜顶回流冷凝器6设置在壳体9上， 安装方式为偏心垂直，有利于气相上升和液相回流，使回流液体与釜内介质 迅速混合均匀；内冷挡板7下端固定在壳体下部，上端固定在壳体内侧壁， 为可拆结构，既防止了搅拌过程中产生晃动，又方便维护；上述结构在聚合 过程中起到充分换热的作用，维持了恒定的聚合反应温度。聚合反应完成后，就可以从釜内下料，完成工序。
主要结构同实施例1 一致，不同之处是搅拌器4为三叶后掠式桨结构。
权利要求1、大型氯乙烯聚合反应釜，包括壳体和传动装置，壳体上部固定有釜顶回流冷凝器；壳体外壁设置有半管夹套；壳体内装设有一根或两根内冷挡板，壳体下端设置短锥裙座支撑整个釜体，其特征是地面安装的传动装置通过机架连接与壳体下部，传动装置后连接有搅拌轴，搅拌轴为通轴，搅拌轴上端与壳体之间有釜顶轴承，搅拌轴下端与壳体之间有机械密封，搅拌轴上固定有搅拌器；半管夹套之间为无间隙的搭接式结构；内冷挡板为套管结构，其外管采用碳钢镀铬或不锈钢三维内肋管。
2、 如权利要求l所述的大型氯乙烯聚合反应釜，其特征是搅拌器为三层两叶 平桨或三层三叶后掠浆，桨叶直径与壳体内径之比为0. 45-0. 58。
3、 如权利要求1所述的大型氯乙烯聚合反应釜，其特征是机械密封材质是不 锈钢，其内的密封介质是水。
4、如权利要求l所述的大型氯乙烯聚合反应釜，其特征是壳体内壁采用机械 抛光加电解抛光处理，表面粗糙度Ra小于().08 p m。
5、如权利要求1所述的大型氯乙烯聚合反应釜，其特征是壳体容积为 120-200m''，高径比1.6-2. 4，直径4. 0-5. 2米。
专利摘要本实用新型涉及大型氯乙烯聚合反应釜，其特征是地面安装的传动装置通过机架连接与壳体下部，传动装置后连接有搅拌轴，搅拌轴为通轴，搅拌轴上端与壳体之间有釜顶轴承，搅拌轴下端与壳体之间有机械密封，搅拌轴上固定有搅拌器；半管夹套之间为无间隙的搭接式结构；内冷挡板为套管结构，其外管采用碳钢镀铬或不锈钢三维内肋管。无间隙搭接式半管夹套，换热面积比传统间隙式半管夹套增加22％；碳钢镀铬或不锈钢三维内肋管传热效率提高3-5倍，而且产品颗粒形态好、分子量分布均匀，传动平稳可靠，方便安装，易于维护。综上优势，再配以相应的聚合工艺，本实用新型的大型氯乙烯聚合反应釜生产强度可达480t/m<sup>3</sup>.a，是大型聚氯乙烯装置的理想配置。
文档编号C08F2/01GK201040741SQ20072007932
公开日2008年3月26日 申请日期2007年4月26日 优先权日2007年4月26日
发明者刘清胜, 荣 李, 杨克俭, 杨映晖, 宾 袁, 黄显忠 申请人:中国天辰化学工程公司;四川宜宾江源化工机械制造有限责任公司