某石化公司腈纶聚合装置具有日产200t聚合物的4台釜和2条原液生产线；在工艺上采用了美国氰胺公司2步法水相悬浮聚合工艺，整个工艺流程均由计算机控制，生产原料以丙烯腈为单体，醋酸乙烯酯为第2单体，氧化还原体系为引发剂，巯基乙醇为链转移剂，上述物料经聚合、终止、脱单、水洗、混合、脱水、浆化、溶解、过滤、脱泡等工序制成合格原液，供纺丝生产。4台聚合反应釜是聚合生产关键设备，其中聚合反应釜搅拌运行的状态，直接影响到平稳生产。
1反应釜采用纯铝材质
采用铝材制造聚合反应釜，是因为铝具有较高的电很电位，其标准平衡电位为-1.67V，并且是两性金属，在60℃的聚合反应温度下，可以产生氧化膜，起到钝化作用，具有较好的耐蚀性能。由于铝釜在生产过程中，介质中会含有其它杂质（如铁、铜等）。这些杂质与铝的电很电位不同，会产生一个微电池，降低铝的耐蚀性。由于pH值为1.9，聚合反应釜内筒体存在微电池腐蚀，在釜壁上不断溶出铝离子（Al3+），使铝釜带上负电荷，而聚丙烯腈颗粒表面带负电，根据同性相斥的原理，聚合物颗粒不易粘附在聚合反应釜上，从而达到抗疤的目的。因此为了避免釜内结疤，与物料接触的零部件进料采用纯铝制造。
2改造原因
聚合装置共有4台聚合反应釜，聚合反应釜减速器型号为A12A，日本3菱公司制造，电机功率为75kW电机，电机转速为980r/min。搅拌转速为190r/min，减速比为5.17。经过多年使用，影响腈纶反应釜长周期运行的主要原因有2个。
（1）腈纶反应釜采用上部进料，为保护3股进料管并防止结疤，在3股进料管外套一根进料护管，进料护管一直伸到聚合反应釜下部，见图1。在聚合反应釜检修时，发现釜内的进料护管周围结疤严重，结疤的主要原因是由于进料护管一直伸到聚合反应釜下部，在聚合反应釜进料护管与釜壁间形成死角，影响到物料的流动，由于进料护管的存在使物料流动不规则，形成紊流，对搅拌桨叶冲刷和腐蚀较为严重，造成搅拌轴和桨叶摆动，从而造成机封磨损、损坏，降低了聚合反应釜的运行时间，增加了检维修工作的工作量。
（2）自1988年开工以来，聚合反应釜电机与减速器一直采用链条联轴器，链条联轴器是利用公用的链条，同时与2个齿数相同的并列链轮啮合，进行传动。链条联轴器具有结构简单，装拆方便，拆卸时不用移动被联接的两轴，尺寸紧凑，质量轻，有一定补偿能力的特点。链轮、链条传动，但随着设备运转时间的增长，各搅拌运转状态明显下降，这种链轮、链条的传动方式主要有4个缺点：
①采用链条联轴器，搅拌与电机不好找正，找正精度不易保证。
②链轮、链条运转时间长容易发生磨损，平均每3个月需要更换1次，增加维修成本及钳工的劳动强度。
③由于二十几年的连续运转，对轮罩等部件磨损，密封性不好，润滑脂容易流失，需要定期加油。
④由于电机转速为980r/min。搅拌转速为190r/min，减速比较大，在搅拌启动的瞬间对减速器、电机及链轮等部件产生较大冲击，影响设备使用寿命。
3改造方案
（1）通过论证研究，该石化公司聚合车间提出在聚合反应釜底部开1孔（位置在原3股进料出口处），在聚合反应釜外通过法兰可以用3根金属软管与原有进料线连接，3股进料线在釜外，将进料护管取消，消除了釜内的死角，改善聚合反应釜内结疤状况，减少了疤块的产生，延长了聚合反应釜的运转周期，提高了检维修效率。由于取消了进料套管，在负荷未增加的前题下使釜内有效容积增加了0.2m3，有利于聚丙烯睛的聚合反应，该项改造在国内同类腈纶行业为首创，改造后的结构见图2。该石化公司聚合车间对聚合反应釜进料方式进行了改造，运行47d，拆检发现，聚合反应釜内结疤明显较少，由于取消了进料护管，釜内无死角，没有明显的大疤块存在，减少了钳工清疤工作量，提高了检维修效率，延长了聚合反应釜的运转周期，增加了产值，产生巨大的经济效益。
（2）为解决腈纶反应釜联轴器使用时间短，根据现场实际情况，考虑使用柔性联轴器，经过多方对比，决定在聚合反应釜搅拌上试用链条式联轴器，厂家到现场实际测绘安装尺寸，进行加工制作，基本结构见图3。
通过观察对比，总结出轮胎式联轴器与原有联轴器联轴器相比主要有5个优点：
①柔性、阻尼大、补偿量大，吸振效果好。轮胎联轴器具有优良的吸震减震和良好的的轴间偏移补偿性能，适用于工作温度-20~80℃，转递转矩10~20000N·m，适用于潮湿、多尘、有冲击、振动、正反转多变和起动频繁的工作环境件。轮胎式联轴器是依靠橡胶实现弹性连接，可以充分地吸收因找正对中不好而产生的振动，噪声低，设备运行平稳。另外，由于振动较小，电机的工作电流也低，电机发热少，能够优化电机的工作条件。
②对搅拌及减速器具有保护作用，由于采用橡胶胎式连接，当扭矩过大时，实际扭矩很过轮胎环的额定扭矩时，轮胎环先破裂，使电机与搅拌连接断开，避免由于过载等原因损坏减速器。
③结构简单，装配容易，要换轮胎体时无需轴向移动联轴节。
④对找正精度要求低。一般的非弹性联轴器对找正的精度要求达到轴向跳动不很过0.06mm，径向跳动不很过0.08mm，而这种轮胎柔性联轴器的轴向和径向偏差只要不很过1mm，就可以正常工作。对于那些条件苛刻，不好找正的地方，这种联轴器特别适用。
⑤适用范围广。轮胎柔性联轴器的橡胶部分是可更换的。可根据转动设备所需的扭矩的大小而安装不同的轮胎环。既适合高转速，又适合低转速，既适合于大扭矩，又适合于小扭矩的工作条件。在各种状态下工作都比较平稳，使用奉命也长，可避免因检修而造成的备件费、人工费以及生产停车的各种经济损失。
4改造效果
实施技术方案效果显著，改造前后检测数据对比见表1。
5经济效益分析
轮胎柔性联轴器连续无故障平均使用时间为5a，每1套联轴器价格为2000元左右，而且属于一次性投资，维修只需更换橡胶环。改造后大大降低了聚合反应釜非计划停车次数，而且聚合反应釜每次停车后的物料可以得到回收，避免了物料浪费，经测算非计划停车需要放掉的聚合物1.96t、单体0.3t，仅是物料价值4万元，经统计每台聚合反应釜每年可以减少非计划停车4次，仅这一项就降低物料损失：4×4=16万元，大大降低了生产成本。链条联轴器平均使用时间为3个月，每一对链轮和链条的价格约为1500元，一台搅拌5a更换总费用为：1500×12/4×5=22500元，而且每次更换需要3h左右，影响生产。
仅此2项改造年节约成本为16.5万元。改造后缩短了聚合反应釜检修时间，减少了停车后的物料损耗，减轻了由于物料排放对环境的污染，而且设备的运行状态明显提高，延长了设备使用寿命。改善了工人的劳动环境、减轻了工人的劳动强度，具有广泛的社会效益。
6结束语
通过改造聚合反应釜非计划停车次数明显减少，减少了操作工人的工作量，并且通过测试数据对比，更换轮胎型柔性联轴器后，搅拌运行状态明显提高。由于可拆式联轴器可以较好地吸收振动，运行状态良好，可以提高设备的可靠度，不需要润滑，减少了维修人员的工作量，减少了对环境的污染，成功地解决了腈纶聚合反应釜运行时间短的难题。
