聚合反应器的分类介绍演示文稿

同时由于聚合反应器内物料粘度高、易结垢，因而要求传热速率高、结构简 单、避免易挂料的粗糙面及导致结垢的死角并易于清洗。
聚合反应器常用的传热装置型式有夹套传热、釜内传热件及釜外传热等。
1．夹套 根据工艺要求，夹套内可通入传热介 质(水、水蒸气或热载体等)。
为了提高夹套的传热系数，可通过提 高夹套传热介质的流速来实现，为此， 常在夹套内安装导流挡板。
1．以液体粘度和反应釜体积为依 据选型
右图为在较合理搅拌功率消耗下， 物料粘度与反应体积的关系图。图 中表示各种叶轮适用范围。
2．以流动状态、搅拌目的为依据选型 下表就列出了根据流动状态和搅拌目 的来选择搅拌器。
三、传热装置
化学反应过程伴有放热或吸热，对聚合反应而言，往往要求严格控制反应温 度，使其恒定或按一定的温度曲线进行。
应器 偏心式搅拌反应器是搅拌器中
心偏离容器中心。由于其搅拌轴偏 离容器的中心轴线，使流体在各点 所受的压力不同，因而液层间的相 对运动加强，增加液层的湍动，明 显提高搅拌效果。但容易引起振动， 故一般多用于较小型设备。
2．底部传动搅拌反应器
该型式反应器的搅拌装置设在反应器的底 部。
优点:当设备较大时，搅拌轴可做成短而
细，稳定性好，且可降低安装高度。同时由 于把笨重的传动装置安装在地面基础上，从 而改善了釜体上封头的受力状态，也便于维 护与检修。
缺点:轴密封较困难，而且搅拌器下部
至轴封处常有固体物料粘积，影响产品的质 量，检修时需将釜内物料全部排净。该型式 较常用于大型搅拌设备。
1．桨式搅拌器 平叶桨和折叶桨(斜桨) 平叶桨面与运动方向垂直，当桨叶低速运转时，液体主要为环向流
动。当桨叶转速增大时，液体径向流逐渐增大。转速愈高，径向流愈 强。由于液体仅以切线方向离开桨叶，主要是水平液流，造成的轴向 流很弱，不利于轴向混合。为增加轴间流，可将平叶桨倾斜一定角度 (一般为45度)、即为折叶桨。这样可以产生较大的轴向流动，有利于 搅拌混合。
当反应器直径较大或采。用传热介质 的压力较高时，也可采用捍接半管式夹 套、型钢夹套等。这不但能提高传热介 质的流速，改善传热效果，而且能提高 简体承受外压的强度和刚度。
2．釜内传热件 当聚合釜壁采用导热性不良的材质或较大型的聚合釜、
单靠夹套传热不能满足工艺要求时，需在反应器内增设传 热件，如加传热挡板、蛇形管等。 3．釜外传热
3．推进式搅拌器 推进式(也称 螺旋桨式)
搅拌器的结构简单．其直径较 小，d/D＝1/4-1/3。以整体铸 造的叶轮最为常见，适合于液体 粘度较低、液量较大的搅拌。其 转速较高．一般为300600r/min，叶端线速度为515m/s。利用较小的搅拌功率通 过高速旋转的桨叶获得较好的搅 拌效果。
4．涡轮式搅拌器 又称透平搅拌器，是应用较广泛的一种搅拌器，能处 理粘度范围较宽的液体。桨叶有开式及闭式两大类。根据桨叶叶片的形 状和位置．又有平直叶片、弯曲叶片、倾斜叶片、圆盘平直叶片、圆盘 弯叶、圆盘斜叶等。
通常螺带式搅拌器其螺距s与搅拌 器直径d之比为s/d＝1，螺带叶宽b 与釜径D之比为b/D-0.1，d/D0.95。
由于外螺带可以与釜内壁很好地 吻合，直接刮扫釜壁上的液体，有利 于夹套式搅拌釜的传热与去除釜壁处 的沉积物。
（二）搅拌器的选型
搅拌过程涉及流体的流动、传热 和传质，其影响因素极其复杂，在 选型设计时，既要考虑达到搅拌效 果，保证物料的混合，有利于传热、 传质，也应考虑动力消耗问题；另 外还要考虑搅拌器的结构要便于操 作和维修。
3．卧式搅拌反应器 该型式可设置多个搅拌器，每个搅拌器之间
用隔板分开，使物料在反应器内流动状况类似 于多级串联搅拌反应器，从而减少设备台数， 降低安装高度。
对处理高粘度的聚合体系，如本体聚合或缩聚反应后期， 反应物料的粘度可达500一5000Pa·s，故需采用特殊型式 反应器。该反应器一般采用卧式，主要型式有螺杆型反应 器(如尼龙66的后缩聚反应采用双螺杆)和表面更新型反应 器(如聚酯生产中的后缩聚采用单轴或双轴的表面更新型 圆盘式反应器)。
搅拌釜式反应器
聚合反应器的分类介绍演示文 稿
（优选）聚合反应器的分类介 绍
2．管式(塔式)反应器 管式(塔式)聚合反应器的构造比较简单，这种反应器一
般用于处理粘度较高的均相反应物料。它属于连续流动反 应器，原料从管的一端连续送入，在管内完成升温、反应 等，而产物和未反应的单体从另一端连续排出。 3．特种反应器
搅拌反应器由釜体、搅拌装置、传热装置、密封装置和传动装置等组成。
通过搅拌可使互溶液体的各部分均 相混合成均质状态，以增大分散相的有 效接触面积，降低分散相周围浓膜阻力， 提高传热速度等。
（一）搅拌器型式
搅拌器的型式很多，按桨叶的构形可 分为桨式、锚式(或框式)、推进式、涡 轮式及螺杆式、螺带式搅拌器等。
2．锚式(框式)搅拌器 对于粘度较大的液体搅拌，可把桨叶形状做成与反应釜底部的形状
相似，且桨叶与釜壁的隔隙小。 锚式搅拌器的转速比较低，故剪切作用较小，但搅动范围大，不易
产生死区。对高粘度流体的搅拌，可利用桨叶的刮扫作用来防止搅拌 器与釜壁之间产生滞流层，利于促进传热和去除釜壁沉积物。
当锚式搅拌器中间加设横梁或竖梁时，即称为框式搅拌器。
釜外传热可分为两种情况，一种是把釜内产生的气体导 出至釜外回流冷凝器，然后使冷凝液返回反应釜。因为是 蒸汽冷凝传热，其传热系数高，且传热面积不受反应器容 积的限制。
釜外传热的另一种方法是将反应釜内液相导出，进行釜 外循环传热，反应器中的部分反应物料由泵抽出，经外部 冷却后再进入反应器，如丙烯的溶液聚合就可以采用此种 传热装置。
5．螺杆式搅拌器 当液体的粘度大于10Pa·s时，常采用螺杆式搅拌器， 它是将螺距一定的螺旋叶片固定在搅拌轴上，也称螺轴式搅拌器。
为提高釜内液体的搅拌强度，并造成一定的循环流型，通常可在釜内 增设离壁挡板或导流筒。
6．螺带式搅拌器 螺带式搅拌器适合于粘度较高的场合(如达103Pa·s以 上)。具体构形有单螺带、双螺带、凹螺带和螺杆／螺带式等。