一种氯化聚乙烯固定床式反应釜的制作方法

本实用新型属于化工设备技术领域，具体的说是一种氯化聚乙烯固定床式反应釜。

背景技术：

氯化聚乙烯是由高密度聚乙烯经氯化取代反应制得的高分子材料，主要用作树脂抗冲改性剂和合成橡胶。目前，该产品的主流生产方法为溶液悬浮相法，所采用的反应釜都是碳钢搪玻璃反应釜。

现在使用的碳钢搪玻璃反应釜，伴随着产能从千吨级扩大到数万吨级,反应釜容积也不断扩大，随之暴露出换热面积不足的问题。最早使用3000L～12500L容积的反应釜时，单纯通过夹套升降温的缺点还不是很明显。随着反应釜开始采用40000L～60000L容积的，单位溶液体积对应的夹套换热面积明显下降，升降温能力不足的问题暴露出来，使采用大体积反应釜的规模优势受到了制约，没有表现出应有的规模效益。为满足使用需求，人们针对提升反应釜的换热能力也做出很多改进，大都是采用搅拌提高转速、改变折流作用、使用效率好的搅拌桨叶等等，但都是小幅度的改良，没有从根本上解决问题。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术中的不足，本实用新型的目的在于提供一种氯化聚乙烯固定床式反应釜，该反应釜换热效率高，缩短反应时间，降低能耗，提高单釜产能。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案为：

提供了一种氯化聚乙烯固定床式反应釜，包括由釜壁、上封头和下封头构成的反应釜主体，所述反应釜主体的内部设置有多个固定床列管，所述固定床列管纵向布置，固定床列管的顶端和底端分别安装在管板上，所述管板横向安装在釜壁的内侧且分别位于釜壁的上部和下部；固定床列管的内部形成控温循环液的流动通道，控温循环液入口和控温循环液出口设置在釜壁上，固定床列管围绕形成导流筒。

进一步的，所述固定床列管由碳化硅管构成。

进一步的，所述固定床列管与管板的连接处设置有列管密封件。

进一步的，所述反应釜主体的内部设有搅拌桨叶，所述搅拌桨叶包括上层搅拌桨叶和底层搅拌桨叶，所述上层搅拌桨叶位于导流筒内，底层搅拌桨叶位于下封头内，搅拌桨叶的搅拌轴顶端连接驱动装置。

进一步的，所述下封头的底端设置有氯气进口。

进一步的，所述氯气进口处设置有流量计。

进一步的，所述下封头处设置有温度计，所述温度计的测温端延伸至反应釜主体的内部。

进一步的，控温循环液入口和控温循环液出口之间通过管路相连通，所述管路上设置有循环泵。

进一步的，所述管路上设置有冷却水入口、蒸汽入口和混合器，所述混合器与所述管路连通，所述蒸汽入口设置在混合器上以使蒸汽和冷却水在混合器内混合。

进一步的，所述混合器设置在控温循环液入口和循环泵之间。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型示例的氯化聚乙烯固定床式反应釜，在传统搪玻璃反应釜的基础上，将釜的中部改为固定床结构，同时取消了夹套设置，是针对传统搪玻璃反应釜的换热能力不足的问题作出的革命性改进，利用新增加的固定床式换热，极大提高反应釜的换热能力，使料浆能迅速达到需要的温度，并伴随反应随之进行，从而达到缩短反应时间的目的，从而产生更大单釜产量，同时节约能源。

2、本实用新型示例的氯化聚乙烯固定床式反应釜，固定床列管由碳化硅管构成，碳化硅的最高传热系数高达1400W/m²K，而传统搪玻璃釜的碳钢搪玻璃复合层的传热系数小于42W/m²K，碳化硅的导热效率是搪玻璃的33.3倍，因为碳化硅极高的换热效率，增加1平方的碳化硅固定床层，就可以替代33.3平方的夹套。以12500L搪玻璃釜为例，它的夹套换热面积一般为32m²,用1m²的碳化硅固定床就可以替代，如果采用2m²的碳化硅固定床，则换热速度会增加1倍。这就极大地解决了制约氯化聚乙烯反应的换热问题，显著提升反应釜的利用率，对反应过程的温控调节带来很大方便，使反应更精准控制，使产品的各项指标波动性减小，有助于显著提高产品的品质，为生产单位稳定产品质量，为氯化聚乙烯用户减少因质量波动而带来的的损失。

3、本实用新型示例的氯化聚乙烯固定床式反应釜，固定床列管与管板的连接处设置有列管密封件，有效的避免控温循环液的泄露，既保证了换热效率，又保证了产品良好的品质。

4、本实用新型示例的氯化聚乙烯固定床式反应釜，搅拌桨叶包括上层搅拌桨叶和底层搅拌桨叶，上层搅拌桨叶位于导流筒内，底层搅拌桨叶位于下封头内，反应釜主体内的料浆能够得到全面的搅拌，搅拌效率高，进一步提升换热能力，降低热损失。

5、本实用新型示例的氯化聚乙烯固定床式反应釜，下封头的底端设置氯气进口，氯气进口处设置流量计，氯气按照设定的流量通入，方便工作人员的操作，提升产品的品质，避免原料的浪费，保证生产的稳定进行。

6、本实用新型示例的氯化聚乙烯固定床式反应釜，设置温度计，可测量反应过程中料浆的温度，以便在适宜的温度及时进行相应的工艺，便于反应过程的精准控制，提升产品的品质。

7、本实用新型示例的氯化聚乙烯固定床式反应釜，控温循环液入口和控温循环液出口之间的管路上设置循环泵、冷却水入口、蒸汽入口和混合器，冷却水和蒸汽在混合器内进行混合，便于控制控温循环液的温度，反应过程更加稳定。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型一个实施例的结构示意图；

图2为图1中I部分的局部放大图。

图中：1驱动装置，2加料口，3搅拌轴，4上层搅拌桨叶，5固定床列管，6导流筒，7釜壁，8底层搅拌桨叶，9列管密封件，10管板，11循环泵，12混合器，13温度计。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关实用新型，而非对该实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与实用新型相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

如图1所示，本实用新型的一个实施例提供了一种氯化聚乙烯固定床式反应釜，包括由釜壁7、上封头和下封头构成的反应釜主体，所述反应釜主体的内部设置有多个固定床列管5，所述固定床列管5纵向布置，固定床列管5的顶端和底端分别安装在管板10上，所述管板10横向安装在釜壁7的内侧且分别位于釜壁7的上部和下部；固定床列管5的内部形成控温循环液的流动通道，控温循环液入口和控温循环液出口设置在釜壁7上，固定床列管5围绕形成导流筒6。

固定床列管5由碳化硅管构成。碳化硅的最高传热系数高达1400W/m²K，而传统搪玻璃釜的碳钢搪玻璃复合层的传热系数小于42W/m²K，碳化硅的导热效率是搪玻璃的33.3倍，因为碳化硅极高的换热效率，增加1平方的碳化硅固定床层，就可以替代33.3平方的夹套。以12500L搪玻璃釜为例，它的夹套换热面积一般为32m²,用1m²的碳化硅固定床就可以替代，如果采用2m²的碳化硅固定床，则换热速度会增加1倍。这就极大地解决了制约氯化聚乙烯反应的换热问题，显著提升反应釜的利用率，对反应过程的温控调节带来很大方便，使反应更精准控制，使产品的各项指标波动性减小，有助于显著提高产品的品质，为生产单位稳定产品质量，为氯化聚乙烯用户减少因质量波动而带来的的损失。

如图2所示，为避免温控循环液的泄露，固定床列管5与管板10的连接处设置有列管密封件9。具体的，列管密封件9可采用密封圈等。

反应釜主体的内部设有搅拌桨叶，所述搅拌桨叶包括上层搅拌桨叶4和底层搅拌桨叶8，所述上层搅拌桨叶4位于导流筒6内，底层搅拌桨叶8位于下封头内，搅拌桨叶的搅拌轴3顶端连接驱动装置1，驱动装置1可采用电机，驱动系统的设置还沿用传统的搪玻璃反应釜的结构即可。

下封头的底端设置有氯气进口，氯气进口处设置有流量计。设置流量计可使氯气按照设定的流量通入，方便工作人员的操作，提升产品的品质，避免原料的浪费，保证生产的稳定进行。

下封头处设置有温度计13，所述温度计13的测温端延伸至反应釜主体的内部，可测量反应过程中料浆的温度，以便在适宜的温度及时进行相应的工艺，便于反应过程的精准控制，提升产品的品质。

控温循环液入口和控温循环液出口之间通过管路相连通，所述管路上设置有循环泵11、冷却水入口、蒸汽入口和混合器12，所述混合器12与所述管路连通，所述蒸汽入口设置在混合器12上以使蒸汽和冷却水在混合器12内混合，混合器12设置在控温循环液入口和循环泵11之间。通过冷却水和蒸汽的混合，实现对温度的控制。

使用时，不需要提前预热料浆，配置好的料浆从加料口2加入反应釜内，同时加入反应助剂，此时开启搅拌轴3的驱动装置1，开启循环控温系统的循环泵11和混合器12，料浆将在5分钟以内，迅速提升至反应需要的温度，开始反应。

在反应过程中，因为固定床列管5的超高换热效率，反应放热或是加热都很快达到要求，因此，极大地促进了反应速度，缩短了反应时间。当需要降温时，60000L的搪玻璃反应釜，从130℃将至进分离器的50℃，至少需要2个小时。采用本实用新型示例的固定床式反应釜后，降温时间会缩短到20分钟左右。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的实用新型范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述实用新型构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

除说明书所述的技术特征外，其余技术特征为本领域技术人员的已知技术，为突出本实用新型的创新特点，其余技术特征在此不再赘述。