年产1000吨聚丙烯酸钠车间工艺设计(8)

年产1000吨聚丙烯酸钠车间工艺设计 27

按照装料系数0.7计算，需要调配釜的体积为

查表得标准椭圆封头的体积为应釜体的总高度，则：

、

。令：h为釜体直边高度、H为反

若取H/D=1.5，则有h=D

用于制造反应釜的上下封头都是标准封头，所以可选为此值，即1.8m 釜体的直边高度为

釜体实际高度为

取封头直边高度40mm，釜体圆形直筒部分高度：

分散介质调配釜的实际体积为：

实际长径比：

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由于是均相液体的混合，此体系对搅拌功能要求的比较简单，任何类型的搅拌器都可以选用，此设计选用桨式搅拌器，搅拌电机功率为3 kw，转速为60 r/min。

实际生产中，为了降低成本，拟不使用分散介质调配釜，直接用贮罐储存分散介质，由于分散剂使用量很小，人工将分散剂加入分散介质中调配使用。 7.1.4 聚合反应釜的选取

单体溶液和分散介质的总体积为

按装料系数0.7计算，需反应釜的体积为

查表得标准椭圆封头的体积为应釜体的总高度，则：

、

。令：h为釜体直边高度、H为反

若取H/D=1.5，则有h=D

用于制造反应器的上下封头选用标准封头。所以选定釜体直径2.0m。

釜体的直边高度为

釜体实际高度为

取封头直边高度40mm，釜体圆形直筒部分高度：

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反应釜的实际体积为：

实际长径比：

该釜为反相悬浮聚合，反应釜的容积、结构、材质以及搅拌型式等都影响聚合过程和产品质量。为了增加液体的剪切作用，加强搅拌的激烈程度看，常在反应釜内靠近器壁的地方装上挡板，挡板的作用是可避免液体在旋转的搅拌轴中心形成液面凹陷的漩涡现象，增加被搅拌液体的湍流程度，将切线流动转变为轴向和径向流动，改善搅拌效果。在釜顶安置回流冷凝器，可将单体蒸汽冷凝回流，以增加传热面积；在聚合釜夹套中安装螺旋型导流板，冷却水不走短路时，水对釜壁的导热系数可提高8倍以上

图 7.2反应釜结构

实际生产中所用的搅拌器必须兼具剪切作用相循环作用，适当转速，悬浮聚合体系达到一定的循环流动和剪切流动，使釜内各部分达到温度均一、浓度均一，并使釜内单体均匀分散，悬浮成微小的液滴，加强聚合釜内壁的传热。

年产1000吨聚丙烯酸钠车间工艺设计 30

由于是非均匀相液体混合，而且聚合物黏度较大，采用涡轮式搅拌装置，转速为250r/min，搅拌电机功率7.5 kw的标准设备。

综上所述，年产1000吨聚丙烯酸钠反应釜容积2.53m、长径比

。

，釜体直径2.0m、高度H＝

7.1.5 釜体夹套尺寸的确定

所谓夹套就是在釜体外侧用焊接或法兰连接的方式装设各种形状的钢结构，是与釜体外壁形成密封的空间。在此空间内通入加热或冷却物质，可加热或冷却反应釜内的物料。

夹套与筒体的连接方式有两种，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，或是由于夹套与筒体材料不同而不能相焊的场合。另一种是不可拆卸的夹套，如焊接式和铆接式。

图 7.3 可拆卸夹套 图 7.4 不可拆卸夹套

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散热方式，夹套的尺寸通常根据工艺和安装的要求而定，夹套的内径D1与釜体内径D0有关，有如下关系

表7-3 夹套内径与釜体内径关系

D0（mm） D1（mm）

500～600 D0+50

700～1800 D0+100

2000～3000 D0+200

>3000 D0+250

配碱釜夹套直径为

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中和釜夹套直径为

分散介质釜中是简单混合，无发热，所以不用设置夹套。 聚合釜夹套直径为

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。

本设计的聚合反应釜采用河南一诺医药化工容器有限公司定制的反应釜 具体参数如下

表 7-4 定制反应釜参数

项目 容积/m3 釜体内径/m 夹套直径/m 釜体高度/m 搅拌装置

规格 7.84 2.0 2.2 2.53 KF-800涡轮式

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