ABS聚合釜攪拌器改造

于敏晶

作者通聯(lián)：中國石油吉林石化公司合成樹脂廠機動科 吉林吉林市 132021

1.存在的問題

吉林石化分公司合成樹脂廠ABS裝置是引進日本合成橡膠公司（JSR）生產(chǎn)技術(shù),采用乳液接枝—連續(xù)本體SAN摻混法生產(chǎn)技術(shù)，于1997年10月建成投產(chǎn)，于2002年、2003年兩次對裝置進行擴能改造，目前生產(chǎn)能力達18萬t/a。ABS聚合釜是進行乳液接枝聚合反應(yīng)的場所，是ABS裝置的核心設(shè)備。聚合釜采用的是螺帶式攪拌，在生產(chǎn)過程中存在死區(qū)，攪拌器、釜壁非常容易掛膠結(jié)垢，需要經(jīng)常人工清釜，每次運轉(zhuǎn)周期短，成為制約裝置生產(chǎn)、單耗、質(zhì)量的“瓶頸”。

圖1 改造前攪拌器結(jié)構(gòu)示意圖

聚合釜攪拌器結(jié)構(gòu)如圖1所示，生產(chǎn)時其攪拌轉(zhuǎn)速為13r/min，攪拌介質(zhì)為含膠量60%的ABS膠乳。攪拌器在生產(chǎn)過程中存在死區(qū)，攪拌器本身、釜壁非常容易掛膠結(jié)垢，需要經(jīng)常人工清釜，每次運轉(zhuǎn)周期不足30批，每次清膠需要12h，使生產(chǎn)負荷受到嚴重影響。由于清膠頻繁，造成ABS膠乳不足，常需降低后部生產(chǎn)負荷，這不僅造成物料、水、人工損失，同時對連續(xù)生產(chǎn)和保證質(zhì)量穩(wěn)定產(chǎn)生嚴重影響，是制約連續(xù)穩(wěn)定高負荷生產(chǎn)的主要“瓶頸”。每次清釜大約損失0.5t粉料，且檢修清釜費用較高,造成產(chǎn)品單耗升高，清膠后產(chǎn)生的高濃度COD廢水，使廢水預(yù)處理單元出水COD波動較大，影響了ABS膠乳的產(chǎn)品單耗和質(zhì)量、產(chǎn)量。

2.改造措施

攪拌器的選型既要考慮攪拌效果，還應(yīng)考慮動力消耗，而且必須安全、經(jīng)濟?；谝陨弦蛩兀_發(fā)一種結(jié)構(gòu)合理的攪拌形式，以增加聚合釜的有效容積，并使返混能力增強，提高攪拌效率進而降低釜內(nèi)附件上聚合物的聚結(jié)程度，延長反應(yīng)釜的清膠周期及反應(yīng)釜的有效運轉(zhuǎn)時間。

根據(jù)國內(nèi)外ABS生產(chǎn)廠家聚合釜攪拌器的結(jié)構(gòu)特點，反復(fù)查閱相關(guān)資料，經(jīng)過近百次小試，摸索出最佳技術(shù)方案，將原來螺帶式攪拌改造為新型平面框式攪拌，同時在釜內(nèi)采用S形的漿葉、設(shè)置折流擋板，結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 改造后攪拌器結(jié)構(gòu)示意圖

新型框式攪拌器結(jié)構(gòu)簡單，增加了聚合釜的有效容積，且具有最佳的剪切、循環(huán)、混合能力，不結(jié)垢掛膠，清洗徹底等特點。

（1）采用平面型框式攪拌，使反應(yīng)釜的高壓清洗管定位更容易，清洗徹底。

（2）采用S形的槳葉結(jié)構(gòu)，具有增強剪切和循環(huán)作用，混合效果最佳。

（3）在釜內(nèi)新設(shè)置了兩塊折流擋板，增強了混合效果。

因聚合釜配置了自動清洗單元，在每批反應(yīng)結(jié)束后，由自動清洗單元完成對釜內(nèi)壁的掛壁膠乳的自動清洗。由于清洗單元的操作是根據(jù)原螺帶式攪拌而設(shè)計的，清洗頭與攪拌器采用90°定位。在攪拌器型式改造后，存在清洗單元與新的框式攪拌在安裝上不匹配的問題，無法完成正常清洗操作，需解決改造后自動清洗單元清洗頭定位問題。經(jīng)分析研究，把清洗頭與攪拌器定位改為180°，圓滿解決了這一難題，使清洗管的定位更容易。

3.改造后運行效果

經(jīng)過上述改造后，聚合釜在新型攪拌器的攪拌作用下，聚合物的穩(wěn)定性較好，聚合過程中產(chǎn)生的凝聚物極少，運行效果良好。延長ABS聚合釜的清膠周期至110天，年減少人工清膠次數(shù)66次，ABS粉料收率提高0.77%；提高了聚合轉(zhuǎn)化率，減少清膠損失，年減少COD較高的清膠廢水排放6600t。改造后平均每年可增加ABS聚合批數(shù)66批，增產(chǎn)ABS粉料1108t，每年為工廠增創(chuàng)直接效益697.64萬元，消除了制約ABS裝置生產(chǎn)、單耗、質(zhì)量的“瓶頸”，為裝置的連續(xù)穩(wěn)定高負荷生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。