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平流反应釜的设备结构特点及优点

发布日期:[ 2014年10月27日 ] 共阅[ 5012 ]次

平推流反应釜是聚苯乙烯生产装置的关键设备。该反应釜吸收了国外先进技术,在搅拌传动系统、传热系统、密封系统等方面进行了合理的改进,采取了一些技术先进的设置。该釜由中航黎明锦西化工机械(集团)有限公司自主开发研制。
表1 平推流反应釜主要技术参数

1设备结构特点与主要技术参数

该反应釜主要由承压主体、搅拌传动系统、传热系统和密封系统等组成。其主要技术参数如表1所示。

承压主体由内筒体、外夹套、顶盖、底盖四大部件组成,详见图1。支座经局部应力分析计算后确定其结构尺寸。支座焊接在外夹套上。
图1 反应釜的承压主体结构
图2 改进前后的反应釜顶盖和底盖
图3 改进前后的反应釜导油管结构
图4 改进前后的密封结构

搅拌传动系统为立式通轴结构,39层搅拌器与38层盘管组间隔排列,最上层搅拌桨叶片的上表面距顶盖间距为20mm,最下层搅拌桨叶片的下表面距底盖间距为50mm。搅拌器均为三叶片形式,且三个叶片呈螺旋状上升排列。

传热系统由38层盘管组及外夹套体、外油管组成。导热油管采用内部盘管组接口外伸与油管焊接的结构。

密封系统采用圣戈班组合密封,内带衬套,可防止注入油脂及物料外溢。轴封采用外带夹套结构和可拆式压盖结构。

2技术创新点和技术解决方案

(1)为充分利用反应釜内的反应空间,在顶盖、底盖两侧各增加一层搅拌器,最上层搅拌桨叶片上表面距顶盖间距为20mm,最下层搅拌桨叶片下表面距底盖间距为50mm。改进前后的反应釜顶盖和底盖部位结构如图2所示。

(2)传热系统的导热油管将原来的与釜体直接焊接的半管式导油管结构改成内部盘管组接口外伸与油管焊接的结构,这样提高了导热油管材料的利用率,既经济又易于制造。改进前后的反应釜导油管结构如图3所示。

(3)密封系统设置在设备顶盖处。改进前后的密封结构如图4所示。密封系统采用圣戈班(Saint-Gobain)密封3与沟槽衬套1的组合结构,更改了原设计的油浸石棉绳结构,耐磨性良好,延长了密封的使用寿命。这种密封结构既可有效地防止注入的密封油脂向下漏入釜内,又可防止釜内物料外溢。

(4)密封箱体2外带夹套4结构由原来半管结构改成筒式剖分包扎结构,同时将压盖5压紧螺栓结构改成螺柱8结构,这样不但易于制造,还减少了材料浪费。

(5)密封系统压盖改成可拆式压盖5结构。这样,减小了操作空间,便于维修。

(6)在制造工艺方面,合理安排机加工及热处理工艺顺序,通过整体加工手段保证了各部件形位公差要求,为设备的安全可靠运行提供了保障。

3制造难点及解决方案

(1)盘管组件需要控制的平面度指标。盘管组件由上下两层盘管及框架组成,制造完成后按设计要求先进行校平处理,然后按热处理工艺进行整体消除应力热处理。

(2)为使搅拌器的叶片与其相邻的盘管组件、热电偶不发生刮碰,釜体部件经过整体加工既保证了壳体内38层盘管组的152个引出孔的层间距和水平间距,同时也保证了顶底端引出孔与法兰端面的间距以及8个测温口与相邻的盘管组引出孔的间距符合设计要求。

(3)搅拌轴为通长轴,规格为覫220mm×7645mm,其上键槽长×宽×深为5960mm×50mm×17mm。在加工过程中,分别在粗加工、半精加工后各进行一次消除应力热处理,将加工过程中产生的内应力降到最低。在精加工前要安装假键,以避免长键加工过程中轴变形过大。

(4)为防止碳钢表面锈蚀,搅拌器及盘管组制造完成后其外表面均进行了发兰处理。搅拌器直径为1670mm,盘管组直径为1620mm。这些内件体积大,质量也较大,因此需制作专用的工装槽进行发兰处理。

总之,经过全面攻关,我公司在实践中积累了丰富的经验,为将来制造这种高精度的同类反应釜或类似设备打下了坚实的基础,也为批量生产反应釜作好了铺垫。

4结束语

2011年11月第一台平推流反应釜投料试车一次成功。该聚苯乙烯生产装置开车至今,一直无故障平稳运行,产品质量稳定,产量、质量、能耗等各项指标均达到了项目的设计要求。

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