無論是石油化工還是煤化工企業(yè)，聚合反應(yīng)釜是聚合裝置必不可少的設(shè)備，并在其中占有核心地位。聚合反應(yīng)釜在裝置中運(yùn)行順利與否直接影響整套裝置的運(yùn)行。聚合反應(yīng)過程都是在反應(yīng)釜內(nèi)發(fā)生的，它們都有一個(gè)共同的特點(diǎn)就是將小分子的物質(zhì)聚合成大分子的物質(zhì)。對(duì)于某些物質(zhì)來說隨著聚合程度的增大粘度變化很大。以煤化工企業(yè)中韞瀝青(65℃軟化點(diǎn))聚合成改質(zhì)瀝青(145oC軟化點(diǎn))為例，聚合程度越大的產(chǎn)品 (軟化點(diǎn)越大)在同一溫度的粘度也越大。大粘度的物料在聚合反應(yīng)釜內(nèi)流動(dòng)時(shí)的內(nèi)部阻力也大，在釜內(nèi)流動(dòng)不暢時(shí)很易結(jié)焦堵塞。釜外需加熱爐用較大量煤氣加熱，以降低聚合物黏度。
1 問題
現(xiàn)在的聚合反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)是圓柱形立式結(jié)構(gòu)，釜底出料口部分是橢圓型平底形狀，釜內(nèi)帶有攪拌器。這樣的結(jié)構(gòu)在中溫瀝青(65℃軟化點(diǎn)) 聚合成改質(zhì)瀝青，長(zhǎng)期運(yùn)行使用存在如下問題： (1)聚合產(chǎn)品粘度大，致攪拌槳上粘有一層很厚半焦式的瀝青；(2)聚合反應(yīng)釜底部有很厚的焦層，致攪拌槳卡轉(zhuǎn)，或者掉下的焦塊堵塞管道，使整套裝置不能連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，生產(chǎn)停工。反應(yīng)釜生產(chǎn)周期6l天，檢修用時(shí)7天，加熱爐煤氣用量87m。／h，產(chǎn)品改質(zhì)瀝青含喹啉不溶物QI 1．5％ 。
2 改造
(1)改造反應(yīng)釜攪拌槳葉
以前的攪拌槳葉是水平式(見圖1)，攪拌起來釜內(nèi)物料作同心圓運(yùn)動(dòng)，圓心的物料轉(zhuǎn)動(dòng)速度很慢，靠近釜壁的物料轉(zhuǎn)動(dòng)速度很快。同一物性的物料在同一溫度和壓力下，流速慢的物料比流速快的物料聚合速度大，并呈指數(shù)關(guān)系。這樣圓心處的物料聚合程度高、粘度大，粘在攪拌槳中軸上，越積越大。停工后很難清理。將攪拌槳葉上加若干個(gè)導(dǎo)液板，且在平面布置上均勻。物料做湍流運(yùn)動(dòng)使釜壁內(nèi)物料與釜壁之間滯溜層較薄，傳熱較多、較快，節(jié)約釜外加熱爐所用的煤氣量釜壁不產(chǎn)生高溫，不結(jié)焦。在攪拌槳轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，槳葉對(duì)物料有一個(gè)向釜壁的推力，物料碰撞到釜壁后再向圓心運(yùn)動(dòng)，由此往復(fù)循環(huán)，使物料在平面層內(nèi)有相向運(yùn)動(dòng)。
(2)改造聚合反應(yīng)釜底部
以前的釜底部為較為平坦的橢圓形結(jié)構(gòu)，由于聚合過程中產(chǎn)生的過聚合物——焦塊的堆積，當(dāng)它們較小的時(shí)候能及時(shí)從下料管排出釜外，但當(dāng)它們大到一定的尺寸后，排出就很困難，且越積越大，堆積在下料管處堵塞管道(圖1)。將釜底部橢圓形結(jié)構(gòu)改為45。斜度的錐形底，使焦塊來不及長(zhǎng)大能通過下料管排出釜底，如圖2所示。
3 效果
改造后的聚合反應(yīng)釜使整套裝置的生產(chǎn)周期達(dá)到120天，提高近一倍。設(shè)備的檢修周期用時(shí) 2天，提高2倍。更重要的是從釜底出來的改質(zhì)瀝青含喹啉不溶物Q1 0．05％ ，產(chǎn)品質(zhì)量有了很大提高，釜外加熱爐煤氣用量減少到70m ／h，節(jié)省了大量的煤氣。該焦化廠10萬t／a浸漬瀝青裝置，年增經(jīng)濟(jì)效益300萬元，為節(jié)能減排做出了貢獻(xiàn)。
