聚合釜螺带式搅拌器改造.pdf

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1、236化工机械2010年聚合釜螺带式搅拌器改造于敏晶木(中国石油吉林石化公司)摘要针对聚合釜螺带式搅拌器在使用过程中存在的问题，从搅拌器的形式、桨叶及釜内设置等方面进行改造．以解决制约装置生产、消耗以及质量的“瓶颈”问题。关键词聚合釜螺带式搅拌器改造中图分类号TQ051．7+2文献标识码B文章编号0254-6094(2010)02-0236-03吉林石化分公司合成树脂厂ABS装置是引进日本合成橡胶公司(JSR)生产技术，采用乳液接枝——连续本体SAN掺混法生产技术，于1997年10月建成投产，2002、2003

2、年两次对装置进行扩能改造，目前生产能力达180kt／a。ABS聚合釜是进行乳液接枝聚合反应的场所，是ABS装置的核心设备，原采用的是螺带式搅拌，在生产过程中存有死区，搅拌器和釜壁非常容易挂胶结垢，经常需要人工清釜，每次运转周期短，成为制约装置生产、消耗及质量的“瓶颈”。1搅拌器的工作原理搅拌器包括传动装置、搅拌轴和搅拌桨叶。传动装置由电机和减速机组成，由传动装置驱动搅拌轴，使搅拌桨叶按照一定的转速旋转以实现搅拌的目的。搅拌器应用于化学反应，其主要作用是搅拌，使参加反应的物料混合均匀，气体在液相中很好的分散，固体

3、粒子在液相中均匀的悬浮，液．液相保持悬浮或乳化，强化相间的传热和传质。搅拌过程是完成化学反应的必要手段，通过搅拌可以使互溶液体的各部分接近均质状态，增大分散相的有效接触面积，可降低分散相周围的液膜阻力以增大相对速度，提高传热质速率等。搅拌器的功能是通过提供过程所需要的能量和适宜的流动状态以完成搅拌过程⋯，通过自身的旋转把机械能传递给流体，一方面在搅拌器附近区域的流体造成高湍流的充分混合区，另一方面产生一股高速射流推动全部液体沿一定途径在罐体内循环流动(图1)。图l搅拌器中的宏观混合模型l——充分混合区；2m很少

4、混合的缓慢流动2改造前聚合釜搅拌器的运行状况聚合釜原搅拌器结构采用的是螺带式搅拌，由搅拌轴和螺带式桨叶组成，结构示意如图2所示。该搅拌器于1997年投入使用，生产时其搅拌转数为13r／rain，搅拌介质为含胶量60％的ABS胶乳。由于其本身设计不足，在生产过程中存有死区，搅拌器和釜壁非常容易挂胶结垢，经常需要人工清釜，每次运转周期不足30批，每次清胶需要12h，使生产负荷受到严重影响。由于清胶频繁，造成ABS胶乳不足，常需降低后部生产负荷，这不仅造成物料、水、人工损失，同时对连续生产和质量稳定产生严重影响，是制

5、约连续稳定高负·于敏晶，女，1970年10月出生，工程师。辽宁省吉林市，132021。第37卷第2期化工机械237荷生产的主要“瓶颈”。每次清釜大约损失0．5t粉料，且检修清釜费用较高，造成产品单耗升高，清胶后产生的高浓度COD废水，使废水预处理单元出水COD波动较大，影响了ABS胶乳产品的单耗、质量和产量。带式桨叶挡板图2改造前搅拌器结构示意图3改造方法3．1总体思路由于影响搅拌过程的因素极其复杂，其选型既要考虑完成搅拌过程的搅拌效果，还应考虑动力消耗。在达到同样搅拌效果时，不希望消耗过多的功率；另外选型也需

6、考虑结构，因此一个完整的选型方案必须保证效果、安全与经济。基于以上因素，在借鉴原搅拌器结构及工作原理的基础上，开发一种结构更合理的搅拌形式，以增加聚合釜的有效容积，并使返混能力增强，提高搅拌效率进而降低釜内附件上聚合物的聚结程度，使反应釜不宜结垢挂胶，延长反应釜的清胶周期及反应釜的有效运转时间。3．2改造方案根据国内外ABS生产厂家聚合釜搅拌器的结构特点，反复查阅相关资料，结合搅拌器改造的总体思路，经过近百次小试，摸索出最佳技术方案，即将原来螺带式搅拌改造为新型平面框式搅拌，同时在釜内采用S形的浆叶和设置折流挡

7、板(图3)。图3改造后搅拌器结构示意图3．3改造创新点新型框式搅拌器结构简单，增加了聚合釜的有效容积，且具有以下特点ta．采用平面形框式搅拌，使得反应釜的高压清洗管定位更容易，清洗彻底；b．采用S形的桨叶结构，具有增强剪切和循环作用，混合效果最佳；O．在釜内新设置了两块折流挡板，增强了混合效果。3．4改造后需解决的问题因聚合釜配置了自动清洗单元，在每批反应结束后，由自动清洗单元完成对釜内壁的挂壁胶乳的自动清洗。由于清洗单元的操作是根据原螺带式搅拌而设计的，清洗头与搅拌器采用90。的定位角。在搅拌器形式改造后，存

8、在清洗单元与新的框式搅拌在安装上不匹配的问题，无法完成正常清洗操作，需解决改造后自动清洗单元清洗头定位问题。为了解决这一难题，通过各方面的工程技术人员的共同努力，把清洗头与搅拌器定位角改为180。，圆满解决了这一难题，使清洗管的定位更容易。4改造后运行效果经过上述改造后，聚合釜在新型搅拌器的搅拌作用下，聚合物的稳定性较好，聚合过程中产生的凝聚物极少，运行效果良好。延长ABS聚合釜的清胶