本實用新型涉及聚偏氯乙烯領(lǐng)域，更具體的說，本實用新型涉及一種用于聚偏氯乙烯生產(chǎn)的聚合釜。

背景技術(shù)：

聚偏二氯乙烯(簡稱PVDC)的主要組分為偏二氯乙烯(VDC)，由于具有對稱的分子結(jié)構(gòu)和疏水基氯的存在，使其有較高的結(jié)晶性和熔點，阻水、阻氧性能好，且對氣體的阻隔性不受環(huán)境濕度的影響，廣泛應(yīng)用于食品、藥品、軍工等領(lǐng)域。

在聚偏氯乙烯生產(chǎn)過程中，聚合釜是主要的生產(chǎn)設(shè)備，其技術(shù)性能的優(yōu)劣直接影響到聚偏氯乙烯的產(chǎn)量、質(zhì)量和運行的經(jīng)濟性等。目前，能夠生產(chǎn)聚偏氯乙烯樹脂的生產(chǎn)商，僅有國外美國DOW化學(xué)公司和日本吳羽公司，國內(nèi)為浙江巨化股份有限公司電化廠?，F(xiàn)全球聚偏氯乙烯的年產(chǎn)量約為10萬噸，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足市場需求。目前上述生產(chǎn)商使用的聚偏氯乙烯聚合釜，美國DOW化學(xué)公司為40m³聚合釜，日本吳羽公司為60m³聚合釜，浙江巨化股份有限公司電化廠使用的聚合釜為30m³。為了進(jìn)一步提高聚偏氯乙烯產(chǎn)量，提高勞動生產(chǎn)率，迫切需要開發(fā)60m³以上的大型聚偏氯乙烯聚合釜。

另外，在聚偏氯乙烯的生產(chǎn)過程中，一直存在著粘釜、產(chǎn)品顆粒不均勻、傳質(zhì)傳熱差、機封易泄漏、人孔開啟困難等問題，嚴(yán)重影響聚偏氯乙烯產(chǎn)品生產(chǎn)的品質(zhì)和效率。特別是粘釜嚴(yán)重是聚偏氯乙烯生產(chǎn)過程中始終沒有解決的問題，一般聚偏氯乙烯生產(chǎn)過程中，每一次聚合后都要對釜進(jìn)行高強度壓力(500bar)長達(dá)4小時的清洗，影響聚合釜生產(chǎn)能力的發(fā)揮。而上述問題的產(chǎn)生，除與聚合工藝有關(guān)外，還與聚合釜的結(jié)構(gòu)設(shè)計有關(guān)。特別是攪拌器的結(jié)構(gòu)型式對PVDC聚合攪拌的效果有很大的影響。每一種結(jié)構(gòu)的攪拌器都只對某一種或幾種攪拌操作有良好的效果，任何一種攪拌器不可能適合所有PVDC聚合的攪拌操作。針對特定的攪拌操作工況，選擇合適的攪拌器型式對PVDC聚合工藝十分重要。聚合釜內(nèi)的攪拌器型式一般有錨式、漿式、渦輪式、推進(jìn)式和框式。

錨式：一般用于高粘度流體的攪拌，由于該攪拌器直徑很大，因此只能被用于低轉(zhuǎn)速工況下。

普通推進(jìn)式和漿式：對流體作用的剪切力較低，難以使高粘度流體充分?jǐn)嚢杌旌?。反?yīng)過程中樹脂粘度升高顆粒變粗，容易爆聚。

渦輪式：應(yīng)用于高轉(zhuǎn)速攪拌，轉(zhuǎn)速太高會使PVDC樹脂顆粒變得不規(guī)整，顆粒之間相互粘接，反應(yīng)熱難以移出，容易產(chǎn)生爆聚。

框式：剪切力太強，容易使樹脂顆粒變形，不利于加工。

如中國專利公告號CN203754627U公開了一種PVDC反應(yīng)釜，包括外殼、若干個排料環(huán)組成的排料環(huán)陣列和頂蓋，排料環(huán)陣列的外圓與外殼的內(nèi)壁接觸；排料環(huán)包括排料環(huán)主體和連接管，排料環(huán)主體內(nèi)部設(shè)置有環(huán)型空心腔，在排料環(huán)主體的內(nèi)圓面環(huán)形陣列排布有若干排料孔，排料孔與環(huán)形空心腔連通；連接管固定在排料環(huán)主體上，與排料環(huán)主體的軸線平行，進(jìn)料管與環(huán)形空心腔連通；在排料環(huán)上設(shè)置有一個連接孔，連接孔的軸線與排料環(huán)主體軸線平行，排料環(huán)之間通過進(jìn)料管與與連接孔的配合進(jìn)行固定；頂蓋上環(huán)形陣列設(shè)置有若干用于固定進(jìn)料管的通孔。通過在反應(yīng)容易的外殼內(nèi)部固定層疊的排料環(huán)實現(xiàn)添加劑的加入，可以的根據(jù)添加劑的種類改變排料環(huán)的數(shù)量，不會影響反應(yīng)容易本體的強度。

又如《聚偏二氯乙烯生產(chǎn)技術(shù)及應(yīng)用進(jìn)展》(精細(xì)化工原料及中間體，2012年第4期)提及到聚合釜葉片采用斜槳，攪拌速度為2.0-5.3時，聚合反應(yīng)穩(wěn)定運行；《聚偏二氯乙烯的研發(fā)與應(yīng)用進(jìn)展》(合成樹脂及塑料，2011，28(4))提及到PVDC聚合釜的攪拌器為雙渦輪式。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)合理、傳質(zhì)傳熱效果好、粘釜情況良好、高效經(jīng)濟、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、單位體積產(chǎn)量高的用于聚偏氯乙烯生產(chǎn)的聚合釜。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是：一種用于聚偏氯乙烯生產(chǎn)的聚合釜，包括垂直安裝的釜體，所述的釜體內(nèi)設(shè)置有攪拌器，所述的攪拌器由攪拌軸和設(shè)置在所述攪拌軸上的槳葉組構(gòu)成，所述的攪拌軸上端與傳動裝置連接，所述的釜體直筒段設(shè)置有可使冷卻水沿著釜體外壁螺旋上升的螺旋夾套，所述的螺旋夾套設(shè)置有夾套水出口和夾套水進(jìn)口，所述的夾套水進(jìn)口設(shè)置在所述的釜體下部，所述的夾套水出口設(shè)置在所述的釜體上部，所述的釜體內(nèi)設(shè)置有內(nèi)冷管，所述的內(nèi)冷管一端從所述的釜體內(nèi)壁伸出至釜體的外部。

作為本實用新型的優(yōu)選實施方式，所述的螺旋夾套包括夾套殼體，所述的夾套殼體與所述的釜體之間設(shè)置有螺旋板。所述的螺旋角度α優(yōu)選為3-8°，螺旋板厚度S優(yōu)選為1-6mm，夾套與釜體間距W優(yōu)選為80-100mm；螺旋角度α優(yōu)選更為5-6°，螺旋板厚度S優(yōu)選更為3-5mm，螺旋板間距H優(yōu)選更為120-130mm，夾套與釜體間距W優(yōu)選更為90-95mm。

作為本實用新型的優(yōu)選實施方式，所述的槳葉組由自上而下沿所述的攪拌軸軸向設(shè)置的第一槳葉、第二槳葉和第三槳葉組成，所述的第一槳葉和所述的第二槳葉均為四葉45°斜槳葉，所述的第三槳葉為軸流式攪拌槳葉。

作為本實用新型的優(yōu)選實施方式，所述的第一槳葉在所述的釜體內(nèi)的高度優(yōu)選為所述釜體內(nèi)徑的0.5-0.6倍，所述的第二槳葉在所述的釜體內(nèi)的高度優(yōu)選為所述釜體內(nèi)徑的0.2-0.3倍，所述的第三槳葉在在所述的釜體內(nèi)的高度優(yōu)選為所述釜體內(nèi)徑的0.05-0.1倍。

作為本實用新型的優(yōu)選實施方式，所述的第一槳葉和所述的第二槳葉的直徑與釜體直徑之比均優(yōu)選為0.5，所述的第三槳葉直徑與釜體直徑之比優(yōu)選為0.3。

作為本實用新型的優(yōu)選實施方式，所述的釜體上部還設(shè)置有清洗口和入料口，所述的釜體底部還設(shè)置有出料口。

作為本實用新型的優(yōu)選實施方式，所述的清洗口還設(shè)置有噴淋閥。

作為本實用新型的優(yōu)選實施方式，所述的釜體長徑比優(yōu)選為1.2-1.8，公稱直徑優(yōu)選為3.5-4.5米。

作為本實用新型的優(yōu)選實施方式，所述的釜體長徑比優(yōu)選為1.3-1.5，公稱直徑優(yōu)選為3.8-4米。

由于PVDC聚合工藝采用的是變溫聚合，反應(yīng)中各個時期的樹脂粘度變化很大，因此采用傳統(tǒng)的攪拌槳型式很難得到顆粒規(guī)整，易加工的PVDC樹脂。本發(fā)明采用的是三層復(fù)合槳葉組，上層和中層都采用45°十字斜槳葉，下層采用軸流式攪拌槳葉，以保證PVDC樹脂規(guī)整性，使其符合后期加工使用的要求。本實用新型的聚偏氯乙烯聚合釜槳葉組由自上而下沿所述的攪拌軸軸向設(shè)置有第一槳葉、第二槳葉和第三槳葉組成，所述的第一槳葉和所述的第二槳葉均為四葉45°斜槳葉，所述的第三槳葉為軸流式攪拌槳葉，所述的第一槳葉在所述的釜體內(nèi)的高度優(yōu)選為所述釜體內(nèi)徑的0.5-0.6倍，所述的第二槳葉在所述的釜體內(nèi)的高度優(yōu)選為所述釜體內(nèi)徑的0.2-0.3倍，所述的第三槳葉在在所述的釜體內(nèi)的高度優(yōu)選為所述釜體內(nèi)徑的0.05-0.1倍，所述的第一槳葉和所述的第二槳葉的直徑與釜體直徑之比均優(yōu)選為0.5，所述的第三槳葉直徑與釜體直徑之比優(yōu)選為0.3。采用這種結(jié)構(gòu)能保證聚合反應(yīng)的傳質(zhì)傳熱效果和較小的剪切力。

本實用新型采用的螺旋板夾套結(jié)構(gòu)區(qū)別于整體夾套、螺旋導(dǎo)流型夾套和半管螺旋夾套，它是在整體夾套的基礎(chǔ)上，夾套內(nèi)部與釜體外部之間，增加螺旋板結(jié)構(gòu)，螺旋板的螺旋角度α、螺旋板厚度S、夾套殼體與釜體間距W以及螺旋板間距H決定了釜的傳熱效率。螺旋板與夾套和釜體為滿焊，使冷卻水可以沿著螺旋板螺旋上升，用不大的水量可以獲得更好的傳熱效果，同時可采用用多進(jìn)口及多出口的方式，以更好的提高傳熱系數(shù)，傳熱系數(shù)可達(dá)K＝950W(m².K)，既提高傳熱系數(shù)，又增加釜體的強度。同時，聚合釜的溫度實現(xiàn)DCS自動化控制，聚合釜溫度變化可以控制在±0.1℃，釜的傳熱性能好，溫度控制精準(zhǔn)。

本實用新型采用內(nèi)冷管進(jìn)行釜內(nèi)傳熱，以彌補夾套傳熱面積的不足，且傳熱效果好。內(nèi)冷管固定方式獨特，從釜內(nèi)伸出至釜底外部，再在釜外固定密封，使內(nèi)冷管抽出方便，便于內(nèi)冷管的檢修和清洗，避免頂伸入式內(nèi)冷管有一部分面積未接觸傳熱而造成的損失。同時，內(nèi)冷管在釜內(nèi)起到擋板的作用，配合攪拌器使傳質(zhì)效果更好，使反應(yīng)均勻進(jìn)行。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下優(yōu)點：

1、結(jié)構(gòu)合理、傳質(zhì)傳熱效果好、粘釜情況良好，采用三層復(fù)合槳葉組保證聚合反應(yīng)的傳質(zhì)傳熱效果和較小的剪切力；采用的螺旋板夾套結(jié)構(gòu)，用不大的水量可以獲得更好的傳熱效果，既提高傳熱系數(shù)，又增加釜體的強度，聚合釜的溫度實現(xiàn)DCS自動化控制，聚合釜溫度變化可以控制在±0.1℃，釜的傳熱性能好，溫度控制精準(zhǔn)；采用內(nèi)冷管進(jìn)行釜內(nèi)傳熱，以彌補夾套傳熱面積的不足，且傳熱效果好，同時，內(nèi)冷管在釜內(nèi)起到擋板的作用，配合攪拌器使傳質(zhì)效果更好，使反應(yīng)均勻進(jìn)行；

2、高效經(jīng)濟、單位體積產(chǎn)量高，本實用新型的用于聚偏氯乙烯生產(chǎn)的聚合釜新型容積60-75m3，傳質(zhì)傳熱效果好，粘釜情況良好，減少了清釜頻次，清洗時間縮短至2小時以下，單位體積產(chǎn)量高，大大提高了勞動生產(chǎn)率；

3、投資少，成本低，相同產(chǎn)能下聚合釜數(shù)量及相應(yīng)儀器設(shè)備大大減少，節(jié)省了設(shè)備投資，同時減少了操作員工人數(shù)，進(jìn)一步降低了生產(chǎn)成本；

4、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，聚合釜的溫度實現(xiàn)DCS自動化控制，聚合釜溫度變化可以控制在±0.1℃，釜的傳熱性能好，溫度控制精準(zhǔn)，投料誤差更小，反應(yīng)更加平穩(wěn)，產(chǎn)品質(zhì)量顯著提高，同時不同批次間產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性大大提高。

附圖說明

圖1是本實用新型的用于聚偏氯乙烯生產(chǎn)的聚合釜的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型的用于聚偏氯乙烯生產(chǎn)的聚合釜螺旋板夾套的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，傳動裝置1，入料口2，噴淋閥3，夾套水出口4，釜體5，螺旋夾套6，第一槳葉7，內(nèi)冷管8，第二槳葉9，第三槳葉10，出料口11，夾套水入口12，清洗口13，夾套殼體14，螺旋板15，攪拌軸16

具體實施方式

如圖1、圖2所示，本實用新型的用于聚偏氯乙烯生產(chǎn)的聚合釜釜體5內(nèi)設(shè)置有攪拌器，攪拌器由攪拌軸16和設(shè)置在攪拌軸16上的槳葉組構(gòu)成，攪拌軸16上端與傳動裝置1連接，釜體5直筒段設(shè)置有可使冷卻水沿著釜體5外壁螺旋上升的螺旋夾套6，螺旋夾套6包括夾套殼體14，夾套殼體14與釜體5之間設(shè)置有螺旋板15。螺旋夾套6設(shè)置有夾套水出口4和夾套水進(jìn)口12，夾套水進(jìn)口12設(shè)置在釜體5下部，夾套水出口4設(shè)置在釜體5上部，釜體5內(nèi)設(shè)置有內(nèi)冷管8，內(nèi)冷管8一端從釜體5內(nèi)壁伸出至釜體5的外部。槳葉組由自上而下沿攪拌軸16軸向設(shè)置的第一槳葉7、第二槳葉9和第三槳葉10組成，第一槳葉7、第二槳葉9和第三槳葉10均為四葉45°斜槳葉。釜體5上部設(shè)置有清洗口13和入料口2，釜體5底部設(shè)置有出料口11。清洗口13設(shè)置有噴淋閥3。

以下通過實施例對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本實用新型并不僅限于所述的實施例。

實施例1

聚合釜釜體5(釜體長徑比為1.8，公稱直徑為3.5米)內(nèi)設(shè)置有攪拌器，攪拌器由攪拌軸16和設(shè)置在攪拌軸16上的槳葉組構(gòu)成，攪拌軸16上端與傳動裝置1連接，釜體5直筒段設(shè)置有可使冷卻水沿著釜體5外壁螺旋上升的螺旋夾套6，螺旋夾套6包括夾套殼體14，夾套殼體14與釜體5之間設(shè)置有螺旋板15(螺旋板15的螺旋角度α為3°,螺旋板厚度S為1mm，螺旋板間距H為100mm，夾套殼體14與釜體5間距W為80mm)。螺旋夾套6設(shè)置有夾套水出口4和夾套水進(jìn)口12，夾套水進(jìn)口12設(shè)置在釜體5下部，夾套水出口4設(shè)置在釜體5上部，釜體5內(nèi)設(shè)置有內(nèi)冷管8，內(nèi)冷管8一端從釜體5內(nèi)壁伸出至釜體5的外部。槳葉組由自上而下沿攪拌軸16軸向設(shè)置的第一槳葉7(45°十字斜槳葉，第一槳葉7在釜體5內(nèi)的高度為釜體內(nèi)徑的0.5倍，第一槳葉7的直徑與釜體5直徑之比為0.5)、第二槳葉9(45°十字斜槳葉，第二槳葉9在釜體5內(nèi)的高度為釜體內(nèi)徑的0.2倍，第二槳葉9直徑與釜體5直徑之比為0.5)和第三槳葉10(采用軸流式攪拌槳葉，第三槳葉10在釜體5內(nèi)的高度為釜體內(nèi)徑的0.05倍，第三槳葉10直徑與釜體5直徑之比為0.3)組成。釜體5上部設(shè)置有清洗口13和入料口2，釜體5底部設(shè)置有出料口11。清洗口13設(shè)置有噴淋閥3。

實施例2

聚合釜釜體5(釜體長徑比為1.5，公稱直徑為4米)內(nèi)設(shè)置有攪拌器，攪拌器由攪拌軸16和設(shè)置在攪拌軸16上的槳葉組構(gòu)成，攪拌軸16上端與傳動裝置1連接，釜體5直筒段設(shè)置有可使冷卻水沿著釜體5外壁螺旋上升的螺旋夾套6，螺旋夾套6包括夾套殼體14，夾套殼體14與釜體5之間設(shè)置有螺旋板15(螺旋板15的螺旋角度α為5°,螺旋板厚度S為3mm，螺旋板間距H為130mm，夾套殼體14與釜體5間距W為90mm)。螺旋夾套6設(shè)置有夾套水出口4和夾套水進(jìn)口12，夾套水進(jìn)口12設(shè)置在釜體5下部，夾套水出口4設(shè)置在釜體5上部，釜體5內(nèi)設(shè)置有內(nèi)冷管8，內(nèi)冷管8一端從釜體5內(nèi)壁伸出至釜體5的外部。槳葉組由自上而下沿攪拌軸16軸向設(shè)置的第一槳葉7(45°十字斜槳葉，第一槳葉7在釜體5內(nèi)的高度為釜體內(nèi)徑的0.55倍，第一槳葉7的直徑與釜體5直徑之比為0.5)、第二槳葉9(45°十字斜槳葉，第二槳葉9在釜體5內(nèi)的高度為釜體內(nèi)徑的0.25倍，第二槳葉9直徑與釜體5直徑之比為0.5)和第三槳葉10(采用軸流式攪拌槳葉，第三槳葉10在釜體5內(nèi)的高度為釜體內(nèi)徑的0.08倍，第三槳葉10直徑與釜體5直徑之比為0.3)組成。釜體5上部設(shè)置有清洗口13和入料口2，釜體5底部設(shè)置有出料口11。清洗口13設(shè)置有噴淋閥3。

實施例3

聚合釜釜體5(釜體長徑比為1.2，公稱直徑為4.5米)內(nèi)設(shè)置有攪拌器，攪拌器由攪拌軸16和設(shè)置在攪拌軸16上的槳葉組構(gòu)成，攪拌軸16上端與傳動裝置1連接，釜體5直筒段設(shè)置有可使冷卻水沿著釜體5外壁螺旋上升的螺旋夾套6，螺旋夾套6包括夾套殼體14，夾套殼體14與釜體5之間設(shè)置有螺旋板15(螺旋板15的螺旋角度α為8°,螺旋板厚度S為6mm，螺旋板間距H為150mm，夾套殼體14與釜體5間距W為100mm)。螺旋夾套6設(shè)置有夾套水出口4和夾套水進(jìn)口12，夾套水進(jìn)口12設(shè)置在釜體5下部，夾套水出口4設(shè)置在釜體5上部，釜體5內(nèi)設(shè)置有內(nèi)冷管8，內(nèi)冷管8一端從釜體5內(nèi)壁伸出至釜體5的外部。槳葉組由自上而下沿攪拌軸16軸向設(shè)置的第一槳葉7(45°十字斜槳葉，第一槳葉7在釜體5內(nèi)的高度為釜體內(nèi)徑的0.6倍，第一槳葉7的直徑與釜體5直徑之比為0.5)、第二槳葉9(45°十字斜槳葉，第二槳葉9在釜體5內(nèi)的高度為釜體內(nèi)徑的0.3倍，第二槳葉9直徑與釜體5直徑之比為0.5)和第三槳葉10(采用軸流式攪拌槳葉，第三槳葉10在釜體5內(nèi)的高度為釜體內(nèi)徑的0.1倍，第三槳葉10直徑與釜體5直徑之比為0.3)組成。釜體5上部設(shè)置有清洗口13和入料口2，釜體5底部設(shè)置有出料口11。清洗口13設(shè)置有噴淋閥3。