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改造聚合反應(yīng)釜節(jié)能

發(fā)布日期:[ 2013年7月16日 ] 共閱[ 2728 ]次

無(wú)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(guò)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(lái)說(shuō)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(wèn)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(wèn)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(jiàn)圖1),攪拌起來(lái)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(guò)程中產(chǎn)生的過(guò)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(lái)不及長(zhǎng)大能通過(guò)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(lái)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(wàn)t/a浸漬瀝青裝置,年增經(jīng)濟(jì)效益300萬(wàn)元,為節(jié)能減排做出了貢獻(xiàn)。
 

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