提高高粘度搅拌器的适用性

46 维纶通讯 2005年 6月 提高高粘度搅拌器的适用性水 徐凌云 (安微皖维集团股份有限公司，安徽巢湖 238002) [摘 要] 通过改变聚合釜搅拌器搅拌参数、聚合釜夹套温水温度、加大循环流量，解决高粘度液体在搅 拌中出现的树脂结壁问题。 [关键词] 搅拌 高粘度 结壁 1995年我厂 自行设计了一条醋酸乙烯聚合 生产线(Ⅱ列)，年生产能力为 5 0OO 吨(PVA17— 99)。投产后很快就达产达标。但时间不长，随着 维纶行业的不景气、纺织行业的限产压锭，以及价 格原因，效益受到很大影响。为此，公司适时提出 开发新品种的战略思路，决定在聚合工段 Ⅱ列试 生产高粘度产品。在接下来的一年多时间里，我 们先后生产出PVA20—99、22—99、24—99。但在 生产过程中，出现 了不少问题 ，其中最主要的问题 是聚合釜适应不了高粘度树脂的生产，聚合釜树 脂输送泵经常跳闸，管道内有硬块状树脂，聚合釜 内也有硬块状树脂结壁物 ，严重影响了生产 的稳 定。为解决这个问题，查阅了大量资料，结合我厂 的具体情况针对性地提出技改方案，实施后取得 了很好的效果。 1 高粘度液体的搅拌机理 高粘度液体的搅拌操作通常都处于层流状 态，其对应的粘度范围为 1 Pa·S至 1 000 Pa·S， 取决于搅拌器的规模。 在层流区混合高粘度物料时，物料单元经受 剪切细分作用而被拉长、拉细或分割，随着剪切时 间的增长，逐渐达到混合。同时，由于搅拌槽内剪 切场不是均匀的，高剪切区与低剪切区间的物料 交换速率或物料在全槽内的循环能力也是影响混 合的重要因素。此外槽内液体的速度波动也能促 进混合。 搅拌器型式确立应考虑搅拌槽内进行的物 理、化学过程对搅拌效果的要求。如对温度分布 的要求、消除死角的要求、对剪切速率大小及分布 的要求、换热速率的要求。 2 技改方案 2．1 改变聚合釜搅拌器搅拌参数 2．1．1 技改前聚合 Ⅱ列聚合釜搅拌器的情况 体积 ：15．26 m 简体直径： 1 800 mm 简体高度：6 000 mm 简体外设上下夹套： 上夹套：冷却，传热面积为9．5 m 下夹套：蒸汽加热，传热面积为 19 m 搅拌电机功率：7．5 kW 搅拌转速：一釜8 rpm；-"釜5．2 rpm 框式搅拌器：外圆柱直径 +3oo mm，圆柱中心 线距釜中心线 712 mm；内圆柱直径 +3oo mm，圆 柱中心线距釜中心线 400 mm；搅拌下横梁刮板距 釜底壁 45 mm。 整个搅拌装置略偏心。 2．1．2 技改后聚合釜搅拌器情况 框式搅拌器： 外圆柱直径 +290 mm，圆柱中心线距釜 中心 线 752 mm； 内圆柱直径+320 mm； (下转第49页) 收稿 日期 ：2004—10—27 作者简介：徐凌云 ，男 ，1969年生．1992年毕业于无锡轻-l-_~k 学院。曾在《维纶通讯》上发表过文章。 +系中国化纤工业协会 PVA·维纶专业委员会 2004’年会暨 《维纶通汛>第十八次会议学术交流，获三等奖。 维普资讯 http://www.cqvip.com 2005年第 25卷第2期 李明霞．KDON一350／900系统工艺改造 49 循环水上水 图 2 改造后 工 艺 流程 图 1一过滤器；2-一级压缩；3-二级压缩：4-一级冷却器：5一二级冷却器：6-冷干机 7一汽水分离器；8-分子筛纯化器：9一板式热交换器：1O一分馏塔 6 改造效果 通过工艺改造，进入分子筛纯化器气体的温 度降低，含湿量减小，分子筛纯化器的负荷减小， 达到了理想的气体净化效果。进板式热交换器的 气体温度低，产品复热后的污氮气体温度也低，满 足了分子筛再生气源规定的温度要求，纯化器按 规定要求能够及时切换。通过工艺改造，彻底解 决了压缩气体进板式热交换器温度高、湿度大、板 式阻力大，给工艺稳定造成的不良后果。冷干机 自2003年 10月 1日投入运行 以来 ，到 2004年 8 月，没有出现过一次板式热交换器阻力增大现象， 确保了本系统 的工艺生产运行稳定 ，保证了公 司 的安全稳定生产。 ‘+ —’卜 — 卜 —’卜 ”+ ”— 卜 —’卜 —‘卜 —’卜 “— 卜 —’卜 + + —’ + ”—’卜 — 卜 —’卜 — —’卜 —’卜 —’卜 —’卜 ‘—’卜 —’卜 -—’卜 + ···—卜 -+ 一—卜 一+ -+ 一+ 一+ -十 一+ 一+ 一 --+ 一+ 一+ + ·+ —． 一 (上接 第46页) 技改后 ：启用温水 系统 ，保持水 温在 61．5～ 搅拌下横梁刮板距釜底壁20 mm。 搅拌电机功率：l5 kW 下夹套 ：温水保温。 其它与技改前相同。 2．1．3 技 改 目的 (1)通过减小外圆柱直径 、增加内圆柱直径达 到平衡拌装置目的(做动平衡实验)，解决整个搅 拌装置偏心问题。 【2)遍过减小圆柱 中心线距釜壁距离达到加 强刮壁效果 目的，解决树脂结壁问题。 (3)通过增加内圆柱直径达到增强剪切场内 高剪切区与低剪切区间的物料交换速率。加强搅 拌效果。 (4)通过减小搅拌下横梁刮板距釜底壁距离， 解决搅拌死角问题。 (5)通过增加搅拌电机功率，满足由于桨径增 加，功率随着增加的要求，确保高粘度树脂生产稳 定。 2．2 改变聚合釜夹套温水温度 技改前：聚合 Ⅱ列聚合釜夹套采用蒸汽加热， 温水系统停用。 63 。 技改 目的： 防止聚合釜壁粘附的树脂 由于甲醇的挥发而 硬化结垢，形成硬块状树脂结壁物。 2．3 加大循环流置 技改前：聚合 Ⅱ列聚合釜循环 流量受树脂输 送泵的流量限制 ，只有 3 13"1 ／h左右。 技改后 ：更换树脂输送泵，新泵流量可以达到 20 m ／h，保证循环流量在 10 ITI ／h左右。 技改 目的： 利用增加槽内液体的循环能力、速度波动能 有效促进混合原理，加强搅拌效果。 3 技改效果 通过改变聚合釜搅拌参数、聚合釜夹套温水 温度、加大循环流量，顺利地解决了高粘度液体在 搅拌中出现的树脂结壁问题，使原生产中出现的 频繁开停车问题得到根本解决。 参考文献 1 化学工程手册．北京 ：化学工业出版社 ，1989 维普资讯 http://www.cqvip.com