CN109876951B - 微悬乳法氯乙烯树脂生产过程中自动涂釜系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及氯乙烯树脂生产系统，特别是微悬乳法氯乙烯树脂生产过程中自动涂釜系统及方法。涂釜液储罐与管道混合器连接，氮气储罐通管道混合器连接，纯水储罐通与管道混合器连接，管道混合器与聚合釜顶喷淋组件连接；聚合釜与DCS系统连接。涂釜液输送至管道混合器内，再通过氮气的充分雾化，沿输入管线进入聚合反应釜顶的喷淋组件中，喷涂到聚合釜内壁上；涂釜完成后，系统进行夹套程序升温，烘干涂釜液；纯水泵将冲洗水经管道混合器送至聚合釜顶喷头组件中，冲冼掉釜壁上多余的涂釜液，最后排净涂釜内残液。能有效提高涂釜效果的同时降低劳动强度及生产消耗。

Description

微悬乳法氯乙烯树脂生产过程中自动涂釜系统及方法

技术领域

本发明涉及一种氯乙烯专用树脂生产系统，特别是微悬乳法氯乙烯树脂生产过程中自动涂釜系统及方法。

背景技术

目前业内常用的涂壁系统一直为手动操作，使用自制手动喷枪在聚合釜入料之前手动往釜壁四周进行喷涂，由于聚合釜属于细长型釜，使用手动喷枪涂釜釜顶以及釜底部分部位存在死角以及由于受人为因素干扰造成釜壁以及搅拌等涂釜不均，涂釜后人工用临时软管对釜壁进行冲洗，同样存在冲洗不彻底的问题。由于涂壁效果不佳，造成聚合釜反应结束后渣子料多，清釜困难，釜换热能力下降，造成频繁下人清釜，加大职工的劳动强度，甚至由于釜壁粘料严重，下人清理时间过长，造成釜入料间隔过长，影响产量。因此，开发一种新型的涂釜系统从而能提高涂釜效果，降低劳动强度迫在眉睫。

发明内容

本发明的发明目的在于提供一种能够有效提高涂釜效果并降低劳动强度及生产消耗的微悬乳法氯乙烯树脂生产过程中自动涂釜系统及方法。

本发明的自动涂釜系统采用如下技术方案：

一种微悬乳法氯乙烯树脂生产过程中自动涂釜系统，包括DCS系统，涂釜液储罐，涂釜液泵，氮气储罐，纯水储罐，纯水泵，涂釜液储罐通过涂釜液泵以及涂釜液管线与管道混合器连接，氮气储罐通过氮气管线与管道混合器连接，纯水储罐通过纯水管线与管道混合器连接，管道混合器通过输入管线与聚合釜顶喷淋组件连接；该聚合釜顶与DCS系统连接。

自动涂釜系统所采用的优选方案是：

聚合釜顶喷淋组件中的连接件与聚合釜壳体连接，连接件上装有旋转轴，旋转轴的下端与喷头连接，喷头置于聚合釜壳体内，旋转轴的上端与伸缩臂的一端连接，伸缩臂的另一端与减速机连接，减速机与防爆电机连接；伸缩臂置于空心管上端，空心管下端与连接件连接，空心管靠近下端的一侧与输入管线相连通。

喷头上端为六面体结构，喷头下端为子弹头结构，喷头的各个面上分别均布数个喷淋孔。

聚合釜喷淋组件结构设置为两个。

自动涂釜方法采用如下技术方案：

自动涂釜方法，按如下步骤进行：

1）涂釜液通过涂液泵输送至管道混合器内，再通过氮气的充分雾化，沿输入管线进入聚合反应釜顶的喷淋组件中，之后均匀喷涂到聚合釜内壁上；

2）涂釜完成后，将管道混合器与涂釜液泵之间的涂釜液管线上的涂釜液切断阀关闭、将氮气储罐与管道混合器之间的氮气管线上的氮气切断阀关闭，系统进行夹套程序升温，烘干涂釜液；打开连通管道混合器与纯水泵之间的纯水管线上的切断阀，并通过纯水泵将冲洗水经管道混合器送至聚合釜顶喷淋组件中，冲冼掉釜壁上多余的涂釜液，最后排净涂釜内残液。

涂釜方法的优选方案是：

输入管线内氮气压力为0.1Mpa～0.5 Mpa。

涂釜液用量为2～7kg，涂釜后的固化温度为50～80℃，涂釜后的固化时间为4～8min，涂釜后冲洗水时间为3～8min。

采用上述系统的本发明，与现有技术相比，其优点在于：

1、将原有的手动人工喷涂涂釜液的方法改变为远程DCS自动控制喷涂，在管道混合器处通过高流速氮气对涂釜液进行充分雾化，并由釜顶两个喷淋阀均匀喷涂在釜壁上，此系统能有效提高涂釜效果的同时降低劳动强度及生产消耗。

2、系统后期对聚合釜夹套升温烘干涂釜液并冲洗掉多余涂釜液，可有效的减少因涂釜液粘附不牢固或过量导致聚合反应期间脱落至反应物料，对专用树脂指标的影响。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是喷头组件的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例详述本发明：

一种微悬乳法氯乙烯树脂生产过程中自动涂釜系统，参见附图1和附图2所示，图中：涂釜液储罐1、涂釜液泵2、纯水储罐3、纯水泵4、涂釜液质量流量计5、涂釜液流量调节阀6、涂釜液回流调节阀7、涂釜液切断阀8、氮气切断阀9、纯水切断阀10、管道混合器11、纯水质量流量计12、纯水回流调节阀13、限流孔板14、涂釜液喷淋阀A15、涂釜液喷淋阀B16、聚合釜17、氮气储罐18、防爆电机19、减速机20、伸缩臂21、旋转轴22、连接件23、喷淋孔24、喷头25、氮气管线26、涂釜液管线27、纯水管线28、输入管线29、空心管30、水管接头31。

本实施例中，涂釜液流经涂釜液储罐1、涂釜液泵2、涂釜液质量流量计5、涂釜液流量调节阀6、涂釜液回流调节阀7、涂釜液切断阀8等设备及所在涂釜液管线27，至管道混合器11处与氮气进行充分雾化混合，后经限流孔板14进行缩流道加速，至聚合釜17顶部的涂釜液喷淋阀A15、B16均匀喷涂在聚合釜17内壁上。

涂釜液储罐1通过涂釜液泵2以及涂釜液管线27与管道混合器11连接，涂釜液管线27上装有涂釜液质量流量计5、涂釜液流量调节阀6、涂釜液回流调节阀7和涂釜液切断阀8等零部件，用于控制涂釜液流量以及通断等动作。

涂釜液储罐1为1.3m³不锈钢常压储罐，并带有搅拌结构，涂釜液泵2采用立式多级离心泵。

氮气储罐18通过氮气管线26与管道混合器11连接，氮气管线26上装有氮气切断阀9等零部件；纯水储罐3通过纯水管线28与管道混合器11连接，管道混合器11通过输入管线29与聚合釜17顶部的喷淋组件连接；喷淋组件采用旋转电磁喷淋阀；该聚合釜17与DCS系统连接。

喷淋组件中的连接件23与聚合釜17顶部壳体连接，数量为2个，分别位于聚合釜17顶部两侧。连接件23上装有旋转轴22，旋转轴22的下端与喷头25连接，喷头25置于聚合釜17壳体内。

旋转轴22的上端与伸缩臂21的一端连接，伸缩臂21的另一端与减速机20连接，减速机20与防爆电机19（南阳防爆集团股份有限公司，型号：YB3-80M1-4；减速机20和伸缩臂21以及连接件23为锦州隆泰阀门有限公司生产制造）连接。伸缩臂21置于空心管30上端，空心管30下端与连接件23连接，连接件23为法兰盘结构，空心管30靠近下端的一侧装有水管接头31，水管接头31与输入管线29相连通，输入管线29与管道混合器11连通；输入管线29上装有限流孔板14，限流孔板14采用直径50毫米，厚度4毫米的钢板，在上面均匀设置有直径8mm的孔，用于降低涂釜液在管线内流量，增大其流速。

喷头25上端为六面体结构，喷头25下端为子弹头结构，喷头25的各个面上分别均布数个喷淋孔24。喷头25采用3D立体高强度不锈钢喷头一个，直径20mm，上开31个均匀喷淋孔24，喷淋方式旋转雾化喷涂，覆盖整个聚合釜17内壁，保证有效的喷涂和水冲洗效果。整个系统涂釜液流量由涂釜液质量流量计5进行实时监测，并依靠涂釜液流量调节阀6与涂釜液回流调节阀7进行自动调节，确保涂釜液流量平稳、准确。

涂釜载气氮气经由聚合釜17顶部的氮气管线26引入系统，氮气切断阀9控制载气的通入，在管道混合器11处与流经的涂釜液进行混合，后经管道限流孔板14进行缩流道加速，至聚合釜17顶部的涂釜液喷淋阀A15/B16喷入聚合釜17内。

为防止涂釜系统运行过程中聚合釜17内通入氮气超压，涂釜系统启动前先对被涂釜进行抽真空操作。

涂釜结束后，DCS操作对被涂聚合釜17进行夹套升温操作，烘干聚合釜17内壁上的涂釜液，同时打开聚合釜17顶排风机及气动阀门，排出多余氮气。升到指定温度后关闭夹套热水阀门，保温10分钟后进行降温操作。

被涂聚合釜17烘干操作结束后，利用系统纯水管线28对被涂釜进行冲洗。

冲洗水流经纯水储罐3、纯水泵4、纯水切断阀10、纯水质量流量计12、纯水回流调节阀13等设备及所在管道，经管道混合器11、限流孔板14至聚合釜17顶部的涂釜液喷淋阀A15/B16对聚合釜17的内壁进行冲洗。

系统冲洗水流量由纯水质量流量计12进行实时监测，并依靠纯水回流调节阀13进行自动调节，确保冲洗水流量平稳、准确。

冲洗结束后，打开聚合釜17底柱塞阀门，将涂釜液冲洗水排出。

反应方法实施例1：

选取自动涂釜工艺参数涂釜液用量：4 kg；自动涂釜后冲洗水时间：5 min/釜；涂釜后的固化时间：5min/釜；涂釜后的固化温度：65℃。试生产工作共进行实验8釜，结果见表1。

表1反应方法实施例1试生产效果表

反应方法实施例2：

选取自动涂釜工艺参数涂釜液用量：6 kg；自动涂釜后冲洗水时间：5 min/釜；涂釜后的固化时间：5 min/釜；涂釜后的固化温度：65℃。试生产工作共进行实验8釜，结果见表2。

表2反应方法实施例2试生产效果表

反应方法实施例3：

选取自动涂釜工艺参数涂釜液用量：5kg；自动涂釜后冲洗水时间：4 min/釜；涂釜后的固化时间：5min/釜；涂釜后的固化温度：65℃。试生产工作共进行实验8釜，结果见表3。

表3反应方法实施例3试生产效果表

反应方法实施例4：

选取自动涂釜工艺参数涂釜液用量：5kg；自动涂釜后冲洗水时间：6 min/釜；涂釜后的固化时间：5min/釜；涂釜后的固化温度：65℃。试生产工作共进行实验8釜，结果见表4。

表4反应方法实施例2试生产效果表

反应方法实施例5：

选取自动涂釜工艺参数涂釜液用量：5kg；自动涂釜后冲洗水时间：5 min/釜；涂釜后的固化时间：4min/釜；涂釜后的固化温度：65℃。试生产工作共进行实验8釜，结果见表5。

表5反应方法实施例5试生产效果表

反应方法实施例6：

选取自动涂釜工艺参数涂釜液用量：5kg；自动涂釜后冲洗水时间：5 min/釜；涂釜后的固化时间：6min/釜；涂釜后的固化温度：65℃。试生产工作共进行实验8釜，结果见表6。

表6反应方法实施例6试生产效果表

反应方法实施例7：

选取自动涂釜工艺参数涂釜液用量：6kg；自动涂釜后冲洗水时间：5 min/釜；涂釜后的固化时间：6min/釜；涂釜后的固化温度：60℃。试生产工作共进行实验8釜，结果见表7。

表7反应方法实施例7试生产效果表

反应方法实施例8：

选取自动涂釜工艺参数涂釜液用量：6kg；自动涂釜后冲洗水时间：5 min/釜；涂釜后的固化时间：6min/釜；涂釜后的固化温度：70℃。试生产工作共进行实验8釜，结果见表8。

表8 反应方法实施例8试生产效果表

反应方法实施例9：

选取自动涂釜工艺参数涂釜液用量：5kg；自动涂釜后冲洗水时间：5 min/釜；涂釜后的固化时间：5min/釜；涂釜后的固化温度：65℃。试生产工作共进行实验8釜，结果见表9。

表9反应方法实施例9试生产效果表

以上9种反应方法实施例试生产结果，结合生产实际及机物料、能源等消耗，优选自动涂釜工艺参数为涂釜液用量：5kg；自动涂釜后冲洗水时间：5 min/釜；涂釜后的固化时间：6min/釜；涂釜后的固化温度：65℃。通过釜顶两个喷淋的涂壁效果较人工涂壁的效果明显好转，涂壁液分布均匀，同时出料过程清釜过程的清渣量明显减少，每釜平均减少一袋渣子料。

通过此项自动涂釜技术的研发，提高了涂釜效果，同时也降低了涂釜液的用量，人工涂釜每月消耗涂釜液5吨，实施自动涂釜后每月消耗涂釜液降至了2吨，同时出料过程清釜过程的清渣量明显减少，每釜平均减少一袋渣子料，废料量变化见表10。

表10自动涂釜前后废料量对比

自动涂釜投用后，大大降低了生产的物料消耗。此外，除了上述有形效益外，涂釜液使用量降低可提高树脂白度，从改动前的87平均值提高至89以上，从而提高树脂的品质；涂釜效果提高，大大降低了职工下釜清理等的劳动强度，减少生产性废料，地沟清渣料平均一天减少6袋，每袋地沟料折合成品0.03吨，正常生产情况下每年可增加正常树脂约62吨；更改前涂人工涂釜每釜的涂釜液用量为15kg/釜，更改后降低至5kg/釜，因此年节约涂釜液34吨。可谓一举多得。

Claims (1)

1.一种微悬乳法氯乙烯树脂生产过程中自动涂釜系统的涂釜方法，其特征在于，所述自动涂釜系统包括DCS系统，涂釜液储罐，涂釜液泵，氮气储罐，纯水储罐和纯水泵，涂釜液储罐通过涂釜液泵以及涂釜液管线与管道混合器连接，氮气储罐通过氮气管线与管道混合器连接，纯水储罐通过纯水管线与管道混合器连接，管道混合器通过输入管线与聚合釜顶喷淋组件连接；该聚合釜与DCS系统连接；

涂釜液储罐为不锈钢常压储罐，并带有搅拌结构，涂釜液泵采用立式多级离心泵；

输入管线上装有限流孔板，限流孔板在上面均匀设置有孔；

聚合釜顶喷淋组件中的连接件与聚合釜壳体连接，连接件上装有旋转轴，旋转轴的下端与喷头连接，喷头置于聚合釜壳体内，旋转轴的上端与伸缩臂的一端连接，伸缩臂的另一端与减速机连接，减速机与防爆电机连接；伸缩臂置于空心管上端，空心管下端与连接件连接，空心管靠近下端的一侧与输入管线相连通；

喷头上端为六面体结构，喷头下端为子弹头结构，喷头的各个面上分别均布数个喷淋孔；

聚合釜喷淋组件结构设置为两个；

涂釜方法，按如下步骤进行：

1）涂釜液通过涂液泵输送至管道混合器内，再通过氮气的充分雾化，输入管线内氮气压力为0 .1Mpa～0 .5Mpa； 后经限流孔板进行缩流道加速，沿输入管线进入聚合反应釜顶的喷淋组件中，之后均匀喷涂到聚合釜内壁上；喷淋方式旋转雾化喷涂，覆盖整个聚合釜内壁，保证有效的喷涂和水冲洗效果；整个系统涂釜液流量由涂釜液质量流量计进行实时监测，并依靠涂釜液流量调节阀与涂釜液回流调节阀进行自动调节，确保涂釜液流量平稳、准确；

2）涂釜完成后，将管道混合器与涂釜液泵之间的涂釜液管线上的涂釜液切断阀关闭、将氮气储罐与管道混合器之间的氮气管线上的氮气切断阀关闭，系统进行夹套程序升温，烘干涂釜液；打开连通管道混合器与纯水泵之间的纯水管线上的纯水切断阀，并通过纯水泵将冲洗水经管道混合器送至聚合釜顶喷淋组件中，冲冼掉釜壁上多余的涂釜液，最后排净涂釜内残液；

涂釜液用量为2～7kg，涂釜后的固化温度为50～80℃，涂釜后的固化时间为4～8min，涂釜后冲洗水时间为3～8min。