工作原理
在引发剂作用下,氯乙烯单体在水中按自由基聚合反应机理聚合成聚氯乙烯,该反应为放热反应,反应热由通入釜夹套的冷却循环水移走,反应终点加入终止剂杀死活性自由基来终止反应。
结构设计
釜体:由高强度、耐腐蚀的不锈钢等材料制成,能承受聚合反应的高压、高温及强腐蚀性介质,确保设备安全稳定运行。
搅拌系统:包括搅拌驱动机构、搅拌轴和搅拌桨,使氯乙烯单体在水中均匀分散,保证聚合反应平稳进行,提高产品质量均匀性。
冷却系统:通常采用夹套和内冷挡板等结构,通过通入不同温度和流速的冷却水,实现对聚合釜的高效冷却,精确控制反应温度。
进料与出料装置:釜体顶部设有多个进料口,用于投入氯乙烯单体、水、引发剂、分散剂等原料;底部设有出料口,并可配备防堵装置,确保出料顺畅。
涂釜装置:由涂釜管和涂釜喷头等组成,通过喷涂涂釜剂,降低釜体内壁、内部部件及釜顶冷凝器的结垢和粘料几率,延长聚合釜运行周期。
类型
悬浮法聚合釜:目前 PVC 树脂主要生产方法是悬浮聚合法,该聚合釜配有高效搅拌装置和温度控制系统,使氯乙烯单体均匀分散于水中,聚合反应平稳,生产的 PVC 树脂颗粒大小均匀度较好。
本体聚合釜:用于本体聚合,釜内不装搅拌器且不串联,氯乙烯单体在少量引发剂作用下直接聚合。生产的 PVC 树脂纯度高、透明度好,但散热困难,对聚合釜设计和制造要求高。
技术发展趋势
大型化:随着 PVC 生产规模扩大,聚合釜容积不断增大,如 136m³ 大型聚合釜的应用,可提高生产效率、降低成本、减少设备占地面积。
智能化控制:采用先进的 DCS 控制系统和智能仪表,实现对温度、压力、搅拌速度等参数的精确控制和自动调节,提高产品质量稳定性,降低人工操作风险。
节能环保:通过优化工艺和设备,降低能耗和物耗,减少 “三废” 排放,如回收利用清釜废水等,实现可持续发展。