- •1.2. Свойства поливинилхлорида и винилхлорида
- •1.3. Особенности полимеризации винилхлорида
- •Глава 2. ОБОРУДОВАНИЕ СТАДИИ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ ВИНИЛХЛОРИДА
- •2.1. Аппаратурно-технологическое оформление процесса полимеризации винилхлорида
- •2.2. Конструктивное оформление оборудования стадии полимеризации
- •2.3.1. Формирование капель эмульсии полимеризующегося ВХ
- •2.3.2. Формирование агрегированных зерен суспензионного ПВХ
- •2.3.3. Пористость суспензионного ПВХ
- •2.4. Теоретические основы расчета реактора полимеризации ВХ
- •2.4.1. Расчет реактора с теплообменом через охлаждающую рубашку
- •2.4.2. Расчет реактора с теплообменом в обратном конденсаторе
- •2.5. Примеры расчета оборудования стадии полимеризации
- •2.5.1. Расчет загрузки ВХ, воды и стабилизатора эмульсии
- •2.5.2. Расчет производительности реактора-полимеризатора
- •3.2. Конструктивное оформление оборудования стадии дегазации
- •3.3. Теоретические предпосылки расчета аппаратов дегазации
- •3.4. Примеры расчета оборудования стадии дегазации ПВХ
- •3.4.1. Расчет емкостного дегазатора
- •3.4.2. Расчет колонны дегазации
- •4.2. Конструктивное оформление оборудования стадии выделения ПВХ
- •4.4. Примеры расчета оборудования стадии выделения
- •4.4.1. Расчет крупности разделения суспензии ПВХ
- •4.4.2. Расчет производительности осадительной центрифуги непрерывного действия
- •5.2. Конструктивное оформление оборудования стадии сушки ПВХ
- •5.3. Теоретическое обеспечение расчета сушильных аппаратов для ПВХ
- •5.4. Примеры расчета сушильных аппаратов для суспензионного ПВХ
- •5.4.1. Расчет пневматической трубы-сушилки
- •5.4.2. Расчет барабанной сушилки
- •5.4.3. Расчет сушилки кипящего слоя
- •6.1.1. Рекуперация незаполимеризовавшегося ВХ конденсационным способом
- •6.1.2. Улавливание винилхлорида из абгазов абсорбционным способом
- •6.2. Конструктивное оформление оборудования стадии рекуперации ВХ
- •6.2.1. Газгольдеры
- •6.2.2. Конденсаторы
- •6.2.3. Абсорберы
- •6.2.4. Адсорберы
- •6.3.1. Давление газа в мокром газгольдере
- •6.3.2. Особенности расчета конденсаторов парогазовых смесей
- •6.3.3. Теоретические предпосылки к расчету абсорбера
- •6.3.4. Теоретическое обеспечение расчета адсорберов
- •6.4.1. Расчет конденсатора ВХ
- •6.4.3. Расчет адсорбера с полимерным поглотителем
- •7.4.1. Расчет радиального отстойника
- •7.4.2. Расчет батарейного гидроциклона
Отдегазированная суспензия из кубовой части колонны 10 непрерывно отводится насосом 13 на стадию выделения и сушки ПВХ. По ходу суспензия охлаждается в спиральном теплообменнике 11 до температуры не более 85оС
суспензией, подаваемой на колонну из емкостного дегазатора 5.
3.2. Конструктивное оформление оборудования стадии дегазации
Дегазатор емкостного типа может быть использован как предегазатор в двухступенчатых схемах дегазации суспензионного ПВХ при одновременном выполнении функции буферной емкости для обеспечения непрерывности по-
следующих технологических стадий производства (см. пп. 3.1). При определен-
ных условиях организации процесса емкостный дегазатор может находить применение как самостоятельный аппарат для полной дегазации суспензии ПВХ по одноступенчатой схеме.
В первом случае, учитывая количество выгружаемого из реактора-
полимеризатора суспензии ПВХ и склонность ее к вспениванию, это должен быть вертикальный аппарат значительного объема и с большим отношением высоты к диаметру.
На рис. 3.3, а схематически представлен емкостный дегазатор объемом
125 м3, используемый в производствах суспензионного ПВХ. Это вертикальный цилиндрический аппарат без каких-либо теплообменных устройств с отноше-
нием высоты корпуса к диаметру H/D = 2,9. Аппарат снабжен импеллерной мешалкой, установленной на вертикальном валу с верхним приводом от мото-
ра-редуктора. Уплотнение вала – двойное торцевое типа ТДП/110–25.
Вал мешалки имеет нижнюю опору, которая постоянно промывается обессоленной водой или маточником с целью предотвращения натирания корок.
Для обеспечения герметичности торцового уплотнения в него подается запирающая жидкость – обессоленная вода по схеме с естественной циркуляци-
ей (рис. 3.4). Давление запирающей жидкости поддерживается за счет подачи азота давлением 0,7 МПа. Запирающая жидкость (вода) циркулирует в замкну-
том контуре (пневмогидроаккумулятор – торцовое уплотнение – пневмогидро-
аккумулятор) вследствие разности плотностей нагретых и охлажденных слоев жидкости на разных уровнях. Циркулирующая запирающая жидкость охлажда-
ется оборотной водой в холодильнике.
84
2
3
1
1
4
5
3
2
5
а |
б |
Рис. 3.3. Дегазатор емкостный вертикальный с верхним (а) и нижним (б) приводом
мешалки:
1 – корпус; 2 – привод; 3 – уплотнение торцевое; 4 – вал; 5 – мешалка
85
|
|
|
|
Верхнее |
расположение |
||||
|
|
|
|
||||||
|
|
|
привода мешалки на верти- |
||||||
|
|
|
кальных |
аппаратах большой |
|||||
|
|
|
высоты имеет ряд недостат- |
||||||
|
|
|
ков, связанных с большой |
||||||
|
|
|
длиной вала мешалки: повы- |
||||||
|
|
|
шенная |
металлоемкость |
и |
||||
|
|
|
стоимость, |
необходимость |
|||||
|
|
|
значительного |
|
монтажного |
||||
|
|
|
пространства над аппаратом, |
||||||
|
|
|
сложность ремонта. |
Более |
|||||
|
|
|
рациональна конструкция ап- |
||||||
|
|
|
парата с нижним расположе- |
||||||
|
|
|
нием |
привода |
мешалки |
||||
|
|
|
(рис. 3.3, б). |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
Для осуществления та- |
|||||
|
|
|
кого |
варианта |
необходимо |
||||
|
|
|
применение |
редуктора |
с |
||||
|
|
|
|||||||
|
Рис. 3.4. Схема обвязки торцевого |
|
верхним выводом выходного |
||||||
|
уплотнения с естественной циркуляцией |
вала или установка промежу- |
|||||||
|
запирающей жидкости: |
|
точной зубчатой передачи. |
||||||
|
1 – камера торцевого уплотнения; 2 – теплообмен- |
При |
использовании |
ем- |
|||||
|
ник; 3 – фильтр; 4 – пневмогидроаккумулятор; |
костного дегазатора для пол- |
|||||||
|
5 – бак; 6 – воронка; 7 – манометры; 8 – запорная |
||||||||
|
арматура |
|
ной |
дегазации |
суспензии |
||||
|
|
|
ПВХ |
аппарат должен |
быть |
||||
оборудован устройством для барботажа |
паровой фазы. |
|
|
|
|
|
|||
|
В этом случае может оказаться |
целесообразным применение горизон- |
|||||||
тального аппарата, снабженного несколькими последовательно установленны-
ми перемешивающими устройствами. На рис. 3.5 схематически показана воз-
можная конструкция такого аппарата.
Аппарат имеет четыре мешалки турбинного типа, обладающие большим насосным эффектом. К каждой подведена циркуляционная труба с отверстиями вверху для сообщения с паровой фазой в верхней части аппарата. При работе мешалок достигается эффект паронаполнения жидкой фазы. Паровая фаза заса-
сывается из верхней части аппарата к рабочему колесу мешалки и в виде мел-
86
ких пузырьков распределяется по всему объему перемешиваемой жидкости.
При этом во много раз (в сотни и тысячи) возрастает площадь поверхности фа-
зового контакта на границе пар – жидкость, тем самым устраняется лимити-
рующее влияние массообменной стадии на процесс дегазации в целом.
Нагрев суспензии ПВХ можно осуществить через теплообменную рубаш-
ку дегазатора или острым паром в паровом смесителе на входе в аппарат.
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
12 |
11 |
10 |
9 |
Рис. 3.5. Емкостный горизонтальный дегазатор с аэрирующими мешалками:
1 – корпус; 2 – привод мешалки; 3, 7, 12 – штуцеры для ввода и вывода жидких и газовых
(паровых) сред; 4 – перегородка; 5 – циркуляционная труба; 6 – вал;; 8 – люк; 9 – направ-
ляющее кольцо; 10 – мешалка; 11 – рубашка
При необходимости можно применить циркуляцию суспензии с помощью насоса через паровой смеситель или теплообменник поверхностного типа. Ем-
костный дегазатор с барботажем пара – оптимальный вариант для дегазации марок ПВХ с плотной структурой полимерных зерен, предназначенных для пе-
реработки в жесткие изделия [1].
Колонные дегазаторы в производствах суспензионного ПВХ применяют-
ся в схемах двухступенчатой дегазации и устанавливаются на второй ступени.
Высокое содержание твердой фазы в суспензии и ее склонность к вспениванию
87
обусловливают определенные требования к конструкции колонны. Обычно это
колонны с тарелками барботажного типа.
Рис. 3.6. Колонна дегазации с барботажными тарелками:
1 – корпус; 2 – секция тарелки; 3 – люки; 4 – крышка; 5 – опора
88
