传统的乳液聚合生产一般都是采取搪玻璃蒸馏釜工艺,搪玻璃蒸馏釜通常是带夹套的搅拌釜,反应开始前,先把根据配方要求的各种物料加入蒸馏釜,再升温到反应温度,物料在适度的搅拌下进行反应。当反应完毕后,冷却、出料或加原材料调配成各种产品。
同传统的搪玻璃蒸馏釜相比,螺旋半园管夹套搪玻璃蒸馏釜有了很大的改进。螺旋半园管夹套搪玻璃蒸馏釜在欧美国家已普遍使用,我国除了在涂料行业中有个别生产厂家引进外,在乳液聚合行业中只有山西三维公司引进了德国一套5m3螺旋半园管夹套搪玻璃蒸馏釜。根据此设备使用经验;三维公司和山西化工机械厂合作制造了三台7m3螺旋半园管夹套搪玻璃蒸馏釜。目前均在使用中,本文根据乳液聚合生产实践,介绍这类设备在乳液聚合生产中的应用情况。
1螺旋半园管夹套搪玻璃蒸馏釜的特点。
与目前我国乳液聚合生产过程中普遍采用搪玻璃(或钢制)夹套蒸馏釜相匕匕,螺旋半园管夹套搪玻璃蒸馏釜有诸多优点。现以5m3搪玻璃蒸馏釜为例进行对比。
1.1釜体壁薄、钢材用量少
5m3螺旋半园管釜壁只有5mm厚,同体积的搪玻璃夹套釜壁厚10mm。螺旋半园管釜体的壁厚减薄,使釜体重量仅3000kg。而搪玻璃夹套釜重5032kg,所以节省钢材约2032kg。
1.2螺旋半园管起加强筋作用
釜体壁簿,半园管呈螺旋状焊在釜体周围作用如同加强筋,避免了釜体变形,使釜体壁薄成为可能。
1.3釜体总体直径小
5m3螺旋半园管夹套釜釜体Φ1754mm,内径Φ1650mm,5m3搪玻璃夹套釜外径Φ1924mm,内径Φ1750mm。螺旋半园管釜外径比搪玻璃夹套釜外径小170mm。釜体的总体直径小,有利于车间的平面布置,减少厂房占地面积。
1.4传热效率高
半管釜中流体的流速比搪玻璃夹套釜中的流速快得多,这不仅有利于提高给热系数值,而且使载热体不易在釜壁上结垢,再加上前述的釜体壁厚减薄,这对传热效率提高是非常有利的。
1.5能耗低
与搪玻璃夹套釜相比半管釜传热速率高,能缩短加热或冷却的时间,从而降低冷热能量的消耗。另外半管釜的总容积比夹套釜的总容积小的多,所以半管釜加热冷却载热体的能量与夹套釜相比所用的能量要少的多。
2螺旋半园管夹套蒸馏釜乳液聚合工艺
经计量的各种物料用泵打入螺旋半园管夹套搪玻璃蒸馏釜中。启动泵循环螺旋半园管夹套中的水,然后用蒸汽加热循环水使搪玻璃蒸馏釜达到反应温度,加入一定量的单体进行反应。聚合反应放出的热通过循环水带走,半管釜中的热水即起加热作用也起保温作用。
4应用及建议
与搪玻璃夹套釜相比,螺旋半园管釜具有结构紧凑,传热效率高,能耗低,钢材用量少等优点,从各方面来讲是较为合理的反应设备。但目前在我国推广还存在着一些问题,例如缺乏设计规范,制造较困难,加工费用高等问题。这些问题需要进一步解决。根据我们的乳液聚合生产实践及涂料行业应用情况,提出二点建议:(1)螺旋半园管夹套搪玻璃蒸馏釜优点显而易见,乳液聚合生产厂家尽可能使用这类设备。另外在使用过程中半园管夹套只作加热用,而不作冷却用,以减少温差应力对焊缝的影响可避免泄漏。(2)制造螺施半园管夹套搪玻璃蒸馏釜时,设计时可参照德国《化工设备用半园管夹套的DIN28128标准》有利于规范化,并特别注意选择有经验的设备制造厂家。




