1前言

    隨著(zhù)我國國民經(jīng)濟的高速增長(cháng)，PVC樹(shù)脂的需求量也在迅猛增長(cháng)。據2002年預測，未來(lái)8a內我國PVC的需求量將達到每年900-1000萬(wàn)t，成為全球的PVC消費國。這也成為目前許多國內PVC生產(chǎn)廠(chǎng)家正在或計劃新、改、擴建大型PVC生產(chǎn)裝置的主要原因。尤其是近2a，我國正在或計劃建設的 20萬(wàn)t以上的大中型PVC裝置就有10余套，如山東、遼寧、江蘇、河北、四川、云南、福建、內蒙、新疆等地區都有20-40萬(wàn)t/a的PVC裝置的建設計劃，甚至100萬(wàn)t/a的電石法PVC裝置也正在籌劃之中。到2010年，預計我國將新增PVC生產(chǎn)能力300萬(wàn)t/a以上。聚合釜是PVC生產(chǎn)裝置中的關(guān)鍵設備，若按70m3聚合釜的生產(chǎn)強度計算，上述新增生產(chǎn)能力的PVC生產(chǎn)裝置至少還需要70m3聚合釜150臺。

    目前，國內外PVC樹(shù)脂的生產(chǎn)方法主要有3種，即懸浮法、乳液法和本體法。其中懸浮法生產(chǎn)PVC產(chǎn)量所占比例，但近幾年乳液法和本體法生產(chǎn)因其樹(shù)脂的獨到之處在國內外也有長(cháng)足進(jìn)展。各種生產(chǎn)方法對聚合釜的攪拌、傳熱均有不同的要求，錦西化工機械(集團)有限責任公司對各種生產(chǎn)方法的PVC聚合釜進(jìn)行了多年的研究開(kāi)發(fā)，形成了我國的PVC聚合釜系列，并已批量投產(chǎn)。

    2 國內外PVC聚合釜結構發(fā)展特點(diǎn)

    2.1 懸浮法PVC聚合釜的基本結構參數
    典型懸浮法PVC聚合釜的基本結構參數見(jiàn)表1。
    表1 典型懸浮法PVC聚合釜的基本結構參數
    項目 德許爾斯 美國西方化學(xué) 日本信越 中國塘沽
    容積/m3 200 135 127 108
    內徑/mm 5000 4200 4200 4200
    筒節高/mm 8450 8510 7900 6210
    高徑比 1.6 2.0 1.88 1.48
    攪拌器型式 一層三葉后掠漿 三層平漿 三層平漿 二層三葉子漿
    擋板及數量 4組平板 1組套管式 1組平板 6組排管式
    密封型式 機械密封 機械密封 機械密封 機械密封
    外冷器 有 有 有 有
    傳動(dòng)型式 下置 上置 上置 下置
    續表1
    項目 法國EVC 韓國LG 中國無(wú)錫 中國西安
    容積/m3 105 70 70 30
    內徑/mm 4250 3300 3810 2600
    筒節高/mm 5940 7100 4828 5020
    高徑比 1.4 2.15 1.27 1.9
    攪拌器型式 二層四葉平漿 三層平漿 二層三葉后掠漿 三層三葉后掠漿
    擋板及數量 2組平板 2組平板 4組套管式 4組套管式
    密封型式 機械密封 機械密封 機械密封 機械密封
    外冷器 有 有 無(wú) 無(wú)
    傳動(dòng)型式 下置 下置 下置 上置

    2.2聚合釜的結構發(fā)展特點(diǎn)

    2.2.1 大型化
    隨著(zhù)PVC生產(chǎn)裝置規模的不斷擴大，大型聚合釜已在國內外PVC裝置中普遍采用。通常將30m3以下的釜稱(chēng)為小型釜，容積在70m3以上的釜稱(chēng)為大型釜。
    采用大型釜的好處是：(1)PVC樹(shù)脂產(chǎn)品質(zhì)量和均一性提高；(2)裝置的占地面積減少；(3)裝置建設投資降低；(4)裝置生產(chǎn)管理費用和維修費用降低。
    因此，在國內外新建或擴建的單條生產(chǎn)線(xiàn)生產(chǎn)能力在5萬(wàn)t/a以上的PVC生產(chǎn)裝置中，大多采用了70-200m3的聚合釜。

    2.2.2 高生產(chǎn)強度
    生產(chǎn)強度是指聚合釜每立方米容積每年的生產(chǎn)量。聚合釜生產(chǎn)強度取決于2個(gè)方面的因素，一是聚合釜設計的傳熱能力，二是化工工藝設計的聚合反應時(shí)間和生產(chǎn)輔助時(shí)間。
    提高聚合釜的傳熱能力通常采用的攪拌與擋板組合、高傳熱系數的傳熱結構、適宜的冷卻水流速和回流冷凝器等。
    縮短聚合生產(chǎn)周期通常的工藝措施有加冷熱水技術(shù)；防黏釜技術(shù)；采用復合引發(fā)劑，降低熱負荷分布指數；帶壓出料；采用部分冷凍水等。
    聚合釜的高傳熱能力與其適應的化工工藝措施相結合，保證了聚合釜的高生產(chǎn)強度。
    近幾年，我國的一些樹(shù)脂生產(chǎn)廠(chǎng)采取了許多工藝措施，使得在用的聚合釜生產(chǎn)強度大幅度提高，有的國產(chǎn)聚合釜生產(chǎn)強度已經(jīng)超過(guò)了350t/(m3?a)，甚至可達到400t/(m3?a)以上，這一指標為目前國際的水平。

    2.2.3 使用的安全可靠性大大加強
    聚合釜大型化和生產(chǎn)強度強化以后，每釜投入單體量達數十t，乃至上百t，如果產(chǎn)品質(zhì)量出現瑕疵或設備發(fā)生故障，將造成巨大的經(jīng)濟損失和嚴重的事故后果。所以對聚合釜的設計制造質(zhì)量提出了更高的要求。
    在攪拌冷模試驗技術(shù)放大的基礎上，進(jìn)行聚合釜攪拌器的選型和結構設計，對樹(shù)脂質(zhì)量和傳熱效果提供了可靠保證，聚合釜攪拌轉速可調，更適應不同型號樹(shù)脂的生產(chǎn)。
    聚合釜的安全泄放裝置采用安全閥與爆破膜的組合結構，解決了單一安全閥易堵、失靈的弊病。
    聚合釜的軸封多采用帶集油盤(pán)的雙端面機械密封，國內配套的機械密封使用壽命有的已經(jīng)達到了16000h，泄漏量指標降到5mL/h以下。
    聚合釜運行過(guò)程的全程自控和完善的連鎖系統更保證了聚合釜長(cháng)期穩定的運行。