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有机氟聚合釜相关技术的研讨 周风举陈奕涛 (成都市新都凯兴科技有限公司) l前言 1)反应器可以说是任何化学品生产的关键设备，各类化学品的品种品质及其生产能 力的发展过程，也是各种反应器研究的发展过程，因此反应器的种类如同化学品的种类一 样繁多，划分的方法也不计其数，有按压力划分的，按温度划分的，按型式划分的，按材 质划分的，按自动化程度划分的，按生产方式划分的(连续的、间歇的)：聚合反应形式有 悬浮聚合、本体聚合、分散聚合等，聚合产品的形态有颗粒状、乳液状等，聚合产品有均 聚、共聚、旁聚笛。各类反应器研究的难点，主要是如何满足反应过程中传热、传质等相 荚反麻条什的特殊性、极端性和安全性，从而达到提高化学品的品质和生产能力的要求， 并能安全的、长周期的运行。 2)聚合反廊的过程 TFE聚合I：艺过程大致为： 清釜an入去离子水(或溶剂)一釜内空气抽空一加入TFE单体、其它单体及助荆 等，釜内压力上升一夹套通热水对釜内反应物加热一反应启动，釜内温度上升一夹套通冷 水冷却一反应完成一卸压。卸料。 聚合为一放热反应，通常反廊压力为0．5．2．5MPa，反应温度为40．100℃，化学反应 热为：172．16kJ／mol 从聚合反应过程描述可看出，对聚合釜的设计和制造有着严格的要求，其表现如下： (1)反廊是在一定压力和温度下进行，冈此聚合釜必须按压力容器相关规范设计，具有 足够的强度及安全系数； (2)间歇生产，聚合釜承受交变循环载荷和交变温度，实际为一疲劳设备，应按相关规 范做疲劳分析评定： (3)聚合反应放出大量的热，这些热量必须及时通过内壁与夹套冷媒交换带走，这就要 求聚合釜要具相应的传热性能； (4)聚合过程中，釜中气液同三相应均匀混合，气相单体均匀地向液相传递，这就要求 仃～个高效的搅拌器，同时搅拌器所建立的流动场义影响着传热和J聚合物的品质； (5)由丁．聚合釜内肇及其它内件存在表面物理微观缺陷，同时内譬金属晶格结点间存在 火去Ll土。r的空穴，形成价键，并与TFE单体或单体自由基结合成化学键，TFE单体极易在 这监地方发生聚合，形成粘釜中心。粘釜不仅影响传热效果和产品质量，而且对安全的威 胁极人。因此镜面鼙的制造技术是减少和避免粘釜的一个关键。 2氟化工聚合用釜式反应器相关研究的初步探讨 由丁．聚合反应的过程的以上特点，因此，针对氟化工聚合用釜式反应器的研究、设计、 制造及检验，主要是从以一I-)L个方面进行： 2．1安全性能 (1)设计、制造及检验标准的选择 目前，对钢制压力容器的设计、制造及检验主要采用的标准为GB／T150．1998《钢制压 力容器》与JB4732-95《钢制压力容器一分析设计标准》(即国外的ASIDE标准的疲劳分析部 分) ①GB／T150．1998《钢制压力容器》标准里已明确规定，对“要求作疲劳分析的容器” 不属了二该标准的范围。(见标准1．3．h)。 ②JB4732—95《钢制压力容器一分析设计标准》里明确指出：“本标准是以分析设计为 基础的钢制压力容器标准，提供了以弹性应力分析和塑性失效准则、弹塑性失效准则为基 础的设计方法，对选材、制造、检验和验收规定了比GBfrlS0《钢制压力容器》更为严格 的要求”(见标准1．1)；同时，标准还规定(见标准3．10．2)容器整体部件，对丁常温抗 拉栏度5t，≤550Mpa的钢材，下列各项循环次数的总和不超过1000次，可免作疲劳分析。 即： A包括启动与停车在内的全范围压力循环的预计(设计)循环次数； B压力波动范同超过设计压力20％的：j‘：作压力循环的预计(设计)循环次数。 昆然，氟化：l：聚合用釜式反应器在实际使用过程中，压力波动范围从负压剑正压，压 力循环的次数(即使用次数，且不计聚合过程中压力与温差的波动)，已超过了上述的规定， 闪此，该类聚合用釜式反应器己属于疲劳容器，在设计、制造与检验时应采用JB4732—95 《钢制压力容器一分析设计标准》，这是安全生产的前提条件之一。 (2)整体结构的安全性： ①采用F搅拌、下机封结构： A便．jiJ在釜顶的正中位置布置防爆安全装置，当釜在使用过程中出现非正常爆聚时， 釜顶受到冲击载荷时应力分布相对均匀。 B对丁上搅拌、上机封结构，搅拌轴要伸入釜底，搅拌轴较长，工作状态时摆动较大，