文档介绍：提高聚***乙烯悬浮聚合生产力的工业应用摘要本文从改善***乙烯聚合工业悬浮工和年生产能力两方面来考虑。目前,这家工厂建有生产约300万吨/(M年)每反应器。为实现更高的产量,这两种技术被应用:提高反应的最终温度并通过加入其他反应物的途径。实验中我们对每种技术对树脂质量和生产量的影响进行了分析,并用统计手段对产品生产工艺和流程进行了优化组合。相比于以前的质量规范(表观密度,孔隙率,?值和平均粒径),最终产物的质量没有显著差异。%生产力,而且没有增加任何额外的投资。1介绍不断的提高设备的生产力是技术发展的趋势,化学工程的背景下,它能够促进设计更高效的机器设备。但是,流程优化有时可能没有任何的技术修改。这是特别有用的方法尤其对如聚***乙烯(PVC)的生产。PVC是最通用的塑料之一,因为该树脂需求量大,而且他可以很容易地制得非常刚性的或非常非常柔软的。这种材料已经广泛应用在建筑,玩具业,甚至血液和血浆调理[1]。PVC可以通过乳液聚合,悬浮液聚合,和分散方法生产。几乎80%是由悬浮方法制得[2],其特征在于反应器的间歇式系统。***乙烯单体(VCM)的分散在水中,然后剧烈搅拌并用胶体保护稳定化。整个过程包括五个步骤:(a)反应物加入(b)反应(c)回收未反应的单体,(D)反应残留物的处理;(五)离心和干燥。一个简化的流程图,对于一个典型的悬浮过程示于图1。图1PVC的生产过程中采用悬浮的简化流程生产力是体现在吨/(M年)每釜。作为这个过程采用了间歇式系统,其生产率可通过以下等式来表示:(1)其中P是反应器(吨/(立方米/年));p是反应器(吨/批)的生产力;c?是一个完整的周期(小时/批)的时间;year?是每年时间(h/年);opF是运算因子(生产的有效时间),rV是反应器(米的可用容积)。需要一个完整的周期时,也可表示为c?=r?+down?(2)其中r?是一个批次完成反应时间(h);down?是准备反应器新一批次的时间。停机时间可以计算如下:down?=covre eryMVC?+sludgetransfer?+clean up??+others?(3)其中covre eryMVC?是去除未反应单体的时间(h);sludgetransfer?是转移所产生残留的时间;clean up??是清理和准备反应器的时间(h);others?是时候让其他活动(吸尘,等待等)的时间(h)。表1显示了关于悬浮聚合的批次在各个阶段的时间演化[2]。--***-----(h)2提高聚合反应器的生产率热交换是主要的限制因素,涉及放热反应的反应器,因为它影响反应时间。通常反应器通过流有循环水的夹套冷却。许多操作改进已经在文献中(主要是在专利)进行了讨论:一种改进的更大的面的制冷外套,外环聚合阶段,回流冷凝器、长径比的增加反应的影响,夹套上的结壳的化学清洗,增加制冷流量,减少夹套的宽度,等等。Longeway和Witerhafer[3]提出,改变聚合反应器的温度可能会增加该过程的生产力和效率。随着反应的速率在聚合开始时比在末端提高得多,他们的建议使较高速率的热交换的过程的开始。在一系列40米的测试,他们的建议在反应釜中,首先在57℃,最后在36℃下,最终达到80%的转化率。这种技术也减少了反应时间由27%,以及热交换的效率提高了72%。关于该产品的质量,作者只报道,这是可能控制产品最终的分子量。根据平托和Giudici[4],减少了反应时间要求在同时从制冷系统中除去的热量以恒定速率聚合反应。一些方法可以应用,包括温度程序:即,改变温度在整个反应过程保持反应速率。这可以通过操纵所述冷却流体的温度和流量来实现的,但它是不容易实现的,例如在工业规模的复合致冷系统。利用文献中的一个数学模型[5],平托和Giudici[4]表明,优化引发剂的组成可以减少30%的MVC的聚合启动时间。这些实验是在20m3的体积反应器进行的。阿克苏诺贝尔[6]报道了另一种技术,以提高生产率,从而连续加成反应过程中快速引发剂最大化反应器的热交换能力。在这种情况下,反应速率可通过改变引发剂的量来控制。除了提高生产力,这个过程提高了最终产品的质量,似乎在产业化经营中更安全。VINNOLIT[7]做了一个反应器和一个高性能的热交换夹套,达到比平常系统约78%以上的效率。夹套的全部热交换系数比平常高185%。回流冷凝器(RC)的技术已经佐伯和江村[2]被提到。为增加反应器的生产率,但手段的最终产品的质量仍然是一个问题。RC增加了热交换表面,并且可以在一定的