[其他]常壓沸騰化學反應系統加壓工藝

無效

• 申請號: 86106263
• 申請日: 1986-09-16
• 公開（公告）號: CN86106263A
• 公開（公告）日: 1988-03-30
• 發明（設計）人: 沈有光
• 申請（專利權）人: 蘭州維尼綸廠
• 主分類號: B01J3/00
• 分類號: B01J3/00
• 代理公司: 甘肅省專利服務中心
• 代理人: 李新林

本發明用于化學工程中對常壓沸騰化學反應體系實施加壓。

目前醋酸乙烯溶液聚合系以偶氮二異丁腈（AZN）為引發劑，以甲醇為溶劑，以醋酸乙烯為聚合單體，在沸騰溫度下進行聚合反應，要求控制聚合轉化率50±2%，聚合度1750±50，物料在聚合釜內仃留時間為4～6小時，屬連續性生產，其化學反應式如下：

如圖所示：虛線柜外為原流程。引發劑AZN和甲醇，醋酸甲脂經予熱器（1）予熱后進入第一聚合釜（2），再送至第二聚合釜（3），聚合反應在聚合釜內進行。聚合反應熱由釜內上升的物料蒸汽帶出分別進入一釜冷凝器（4），二釜冷凝器（5），冷凝后液體仍回聚合釜，冷凝器尾氣處壓力為常壓。

因蘭州地區處高海撥地區，氣壓僅635m/mHg，造成系統沸點下降約5℃，亦即聚合反應溫度下降5℃，致使反應速度嚴重下降，定量計算需用化學動力學積分式：

該反應屬鏈反應，有鏈引發，鏈增長，鏈轉移，鏈終止四個過程、我們依據反應機理推導出如下實用方程：

式中為聚合轉化率;

Kp為鏈增長反應速度常數;

Ki為鏈引發反應速度常數;

Kt為鏈終止反應速度常數;

f為引發劑率;

B為引發劑用量。

據此式及反應活化能數據可計算出在蘭州地區因溫度下降5℃，聚合反應時間延長至平原地區同類廠1.7倍，即該裝置生產能力下降1.7倍，聚合裝置若不改革，唯有多加2-3倍引發劑才能維持同樣的仃留時間t，僅此項費用每年多耗26～29萬元。

地處高原氣壓為650m/mHg的某同行業廠的生產實踐證實了上述數據，該廠開車遇到極大困難，仃留時間延長至十余小時，后為了維持生產，引發劑用量相當于平原地區同類廠3～4倍，且反應易發生爆聚，生產難以控制。

我們在裝置投產前提出對聚合反應系統實施加壓，改常壓沸騰化學反應體系為加壓沸騰化學反應體系，其加壓數值為蘭州地區氣壓（635m/mHg）與標準大氣壓（760m/mHg）的差值760m/mHg-635m/mHg＝125m/mHg＝1.7M水柱。

加壓的目的意在恢復反應溫度，保證反應速度，從而保證了裝置生產能力和產品質量，避免了昂貴引發劑的過量消耗。從而每年節約引發劑費用26～29萬元。

加壓工藝技術方案有兩種：

圖1為水封槽加壓方案：將一釜冷凝器及二釜冷凝器的尾氣接管至緩沖槽（6），向緩沖槽中注入少許隋性氣體（如氮氣.N₂）以保持反應裝置正壓，隋性氣體從水封槽（7）內1.7米深的水層處徐徐排出后放空。水封槽設有幾處溢流口以便調節水封高度，以調節加壓數值。水封槽如在露天放置應考慮保溫防凍，注入隋性氣體量不可過大以免改變水封槽內液體實際比重造成壓力變化和波動，此法價廉實用，可滿足一般工業裝置要求，我廠亦采用此法，使用數年效果較好，但系統壓力較圖2方案有少許波動，因而在系統壓力恒定要求特別嚴格的場合，可用圖2技術方案。

圖2為壓力自動調節方案：一釜冷凝器尾氣及二釜冷凝器尾氣仍接管至緩沖槽，仍向緩沖槽內注入少許隋性氣體，過量隋性氣體經壓力自動調節系統P/LT的調節閥排出，以保證系統壓力恒定。緩沖槽上設有安全閥（8）以利事故情況泄壓。

我廠投產后發現在遇到聚合前后工序出事故時，一旦希望降低聚合反應速度，即可將水封槽內的水放掉，這時系統由加壓變成常壓，聚合反應速度立刻顯著減緩，這一方面證明了加壓工藝的必要性，又使生產中有了一個保障安全，防止爆聚的手段，而且根據聚合反應的進行情況，少許調節加壓的數值也可起到調節聚化轉化率合格的作用。

投產后我廠引發劑消耗均低于部頒0.88kg/T聚乙烯醇的標準：