内容发布更新时间 : 2024/5/18 10:57:06星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
下物料的质量流量或体积流量。两块表中，FE-WA01为加料计量表，FE-WA02为加料计量表的校验表。在两块表与聚合釜之间的水加料管道上装有一个流量调节阀，以控制设定的加料流量。此外，本系统中还装有一个计量校正罐TK-7B，核查水计量或VCM计量的精确度是否正确。TK-7B是一个悬挂在负荷传感器上的，体积为4.5M3的常压碳钢罐。（详见1.8.4）
水加料系统上有两个流量设定点，一个是全流量设定点，流速为136M3/h；另一个是细流量设定点，流速为23M3/h。为了尽可能减小静压管道震动的影响，加料时先用全流量进行，在接近加料终点时，改用细流量调节，以期提高最终加料体积的精度。
计量站的流量调节阀亦可用做背压调节阀。当调节阀上游的压力降到设定点以下时，这个调节阀即可选择两个信号（压力或流量）中较低的一个，限制流量，以调节液体的背压，使液体维持一个最低的背压，以防管道内的物料在涡轮流量计中汽化，造成计量不准确，乃至损坏流量计。
水加料系统是一个联锁系统，这个系统一经激活，即可同时启动PU-6B和PU-7B，并打开有关的截止阀。流量调节阀会慢慢地开到预定的流量开度。当釜内的水加到预定的体积，（由上述两块流量计指示）流量调节阀即关至细流量的位置。当最后的一部分水加入到聚合釜中后，配方规定量的水即已完成，整个系统关闭，即截止阀关闭，冷、热水泵停止，冷、热水流量调节阀关闭。这两个调节阀关闭，可防止无离子水从加料管返回到贮槽中，还可保证涡轮流量计中充满物料。正如前面所述，如果涡轮流量计中有气体通过，会导致计量不准，乃至流量计损坏。 1.8.3 单体加料系统
新鲜单体和回收单体都是用来进行聚合加料，二者的配比是可调整的，但通常控制在3.5：1。一般情况下，回收单体的加料量是取决于回收单体加料时贮槽中回收单体的罐存量。单体分别由加料泵PU-3B和4B从新鲜单体贮槽和回收单体贮槽中抽出，打入聚合釜中。
系统中装有一个循环泵PU-5B或备用泵PU-16B，可将回收VCM不断地从贮罐中抽出，经加料过滤器FIL-2B或备用的FIL-3B进行不断地循环。回收VCM循环的主要目的是为了滤掉在回收VCM贮槽中积存的固体颗粒，并使加料中维持一定的压力，防止VCM在管道中汽化。如果在加料开始时才压缩加料管道中汽化的VCM，会损坏涡轮流量计，或是造成计量不准。在加料开始时应停止这个循环泵，以防物料在加料管内形成气穴。这个循环泵与装在循环泵出口管道上的自动截止阀以及加料泵出口的另一个自动截止阀是联锁的。这两个阀门在循环泵开动或停止时其位置是相反的，停止的泵出口阀是关闭的，运转的泵出口阀是打开的。VCM分两步加入到聚合釜中。第一步是按配方要求和回收单体与新鲜单体的比例要求，先加入回收单体。（在回收单体贮槽TK-3B中应保持一定量的回收单体）在回收VCM加料期间，回流截止阀是打开的，使少量的回收VCM流经一个流量调节阀，循环回到回收VCM贮槽。用这个小流量的循环，可防止加料泵憋压。当规定量的回收单体加完后，PU-4B停止，同时PU-3B启动，向加料管中打入新鲜单体。
加入新鲜单体时，在较短的时间内，新鲜单体也循环流回到回收单体贮槽，这样做的目的与前面讲的回收单体循环的目的一样，也是个安全措施，防止加料泵憋压。在持续6分钟的新鲜单体加料的过程中，有少量的新鲜单体会进入回收单体贮槽中。在配方规定量的新鲜单体加完后，PU-3B停止，PU-5B或16B起动，回收单体又恢复到循环状态。
两种单体都需经过一个单体计量站进行计量。该计量站由两个串联的流量计组成。两个流量计为温度补偿型，补偿范围为—17.8℃～48.9℃，可以在标准温度下读出质量流量或体积流量。两个流量计中，有一个流量计用来测量加入到聚合釜中的VCM的量，另一个流量计，或称“校正表”，用来与主表相对照，测定主表的精确度，如果两块表上反映出超过总加料量的1.5%的最大允许误差，就需对该表进行校正。在每个聚合釜的VC M加料管道上都装有一个流量调节阀，以维持设定点的加料速度。这个流量调节阀有两个设定点即全流量设定点和细流量设定点。以减轻静压对管道的冲击。在加料接近终点时，应将流量调节阀调到细流量流速的设定点上，以提高加料精度。
这个加料流量调节阀也可以起背压调节器的作用，以维持必要的最低管道压力，防止物料在涡轮流量计中汽化，造成计量不准确，或损坏流量计。当管道压力降到设定点以下，低限选择器就会控制这个调节阀，以保持一定的背压。
需要说明，在每台聚合釜上装有一根独立的VCM加料管，并在靠近聚合釜的地方装一个VCM流量调节阀，这两个措施可防止管道的液压冲击。在路易斯维尔聚合工厂，由于仅采用一根加料管用于水和VCM加料，因此，不可避免地会出现管道液压冲击现象。 1.8.4 校正罐
校正罐TK-7B是悬挂在一个负荷传感器上的碳钢常压罐，体积为5.34M3。
校正罐的作用是检测两个加料计量站的精度.无论是校正VCM计量站,还是校正水计量站,都需先将水打过各计量表,然后打到校正罐中。
如果需要校正VCM加料计量表时，应在将水打入计量站之前，先将VCM计量站中的VCM进行回收。在实际操作中，是用水将计量站中的VCM排入聚合釜，然后从聚合釜中将VCM回收。不允许直接从涡轮流量计中回收VCM，这样容易损坏流量计，必须用水将其中的VCM置换出来，才能回收。 1.9 聚合系统 1.9.1 前言
聚合反应是在带有搅拌的、内表面为电抛光的、体积为70.4M3的不锈钢反应器内进行的。反应热是靠来自密闭回路冷却水塔系统的冷却水，流经螺旋半管式聚合釜夹套和釜内四根冷却挡板带出的，并以此维持反应温度。
聚合反应是由过氧化物引发剂引发的，产品的分子量取决于反应温度。随着聚合反应的进行，聚合釜中的物料体积会逐渐减小，因为VCM的比重是0.92，而PVC的比重却高达1.4。为了使釜中的物料体积恒定，百分之百地利用传热导面积，在整个反应期间，需不断地向聚合釜内注入无离子水，以补偿“体积降”。
当聚合反应达到了预定的终点时，向釜内打入终止剂，停止反应。通过计算聚合釜的热平衡，可以测得整个反应的VCM的转化率。 1.9.2 夹套冷却和挡板冷却
将冷却水通入四个釜内冷却挡板和夹套，目的在于移出反应热，维持恒定的反应温度。反应温度是通过在聚合反应过程中，调节通过挡板和夹套的冷却水流量进行控制的。自动过程调节器可以给出模拟控制，以维持反应温度。
在反应初期，将通入挡板的冷却水增加到最大经济流速114m3/h。如果还需进一步冷却，则要向夹套内通入冷却水，并根据要求增加冷却水流量，以使聚合釜内的温度维持在规定的温度上。夹套冷却水设有295M3/h最大经济流速设定点。详见“联锁说明”。在挡板和夹套中的冷却水都达到最大流速时，聚合釜的最大反应热量可以全部移出。
输入夹套和挡板中的冷却水，经涡轮流量计计量，用一台小型计算机，根据两个冷却水流量和所测得的冷却水温升，计算出聚合釜内的放热速率。用这个计算出的热传导速率与理论上推导出的PVC聚合动力学模型相对照。所测得的移出热量，也可用来计算瞬时转化率。
这个模拟温度控制，是一个串级调节系统。聚合温度是由一个可将信号传送聚合温度调节器的热电阻体测得的。这个调节器可以在所测得的温度与调节器的设定点的差值的基础上产生一个逆反输出信号。因为这个信号是个逆反信号，所以较高的信号说明聚合釜要求冷却水量较少，反之，较低信号说明聚合釜要求冷却水量较多。聚合釜温度调节器输出信号是分成几个梯度的，这样当聚合放热量较少时，即调节器输出信号在较高的区域时，这个输出信号即可输送到挡板调节阀，并进一步送到付调节器即夹套水温调节器。
聚合温度调节器可以将挡板冷却水调节阀持续打开，直到达到最大经济流速设定点为止。当聚合放热量较高时，聚合釜温度调节器输出信号就会处在要求高冷却水量的范围中即低输出信号区域内。
然后，这个聚合釜调节器的输出信号作为一个设定点，输入到付调节器。这个调节器就
会去检测夹套出口水温，打开夹套调节阀，直到达到温度设定点为止。在正常情况下，通过调节夹套冷却水的流量，即可控制聚合反应温度。 1.9.3 聚合注入水
在聚合反应过程中，由于单体变成了聚合物，比重发生了变化，物料体积减小。在聚合初期，就需向聚合釜内注水，使物料体积恒定，以便最大程度地利用热传导面积。注入水是从聚合釜顶部和搅拌器节流套筒两处进入聚合釜中。流经节流套筒的水的流量是恒定的。从釜顶注入聚合釜内的水量应满足两股注入水之和等于聚合反应中任何时刻釜内物料的体积降。
在设定流量设定点之后，打开釜顶注入水截止阀，装在注入水管道上的流量调节器，在整个聚合周期内将注入水按设定的流量注入聚合釜。自动过程调节器负责设定注入水的流速，决定截止阀的开度。
1.9.4 搅拌器密封节流套筒水冲洗
一般情况下，在釜底部插入的搅拌驱动装置的双机械密封，在上部机械密封端面和釜之间有一个槽。将节流套筒装在聚合釜入口处的这个槽中，以减少搅拌轴与聚合釜搅拌器开孔之间的间隙。减少这个间隙，可防止从开口处反冲物料，使具有一定速度的冲洗水维持在最低流量。冲过开口处的水的流速一定要大于PVC树脂颗粒的沉降速度。如果在釜中有PVC树脂，水的速度不能保证时，树脂就会进入到这个小槽内，进而进入机械密封端面，不需多长时间，机械密封就会出问题。
将无离子水打到机械密封的这个小槽中，然后无离子水流经节流套筒进入聚合釜。在每次聚合加料前，需在密封水流量调节器上设定流量，并打开机械密封水截止阀。这个调节器可以保证设定的密封水的流量在反应期间不变。这个节流套筒冲洗水要一直开着，直到下一釜次加料时，进行代号10C喷涂前，才可关闭。
要不断地测量这个节流套筒两端水的压力降。如果水的流速不变，随着节流套筒的磨损，这个压力降也会减小。当这个压力降降到预定的界限以下时，报警器就会发出报警，此时就需更换该节流套筒。节流套筒两端的水的压力降，直接反映出水的流速。压力降过低，即水的流速过低，会使PVC树脂反冲到机械密封中，并在那里积存，最终造成机械密封故障。 1.9.5 紧急事故终止剂加入
本装置设计了一个采用氧化氮（NO）为助剂的紧急事故终止剂系统，一旦电源或空气系统发生故障，即可迅速地终止聚合反应。
每台聚合釜装备有两个氧化氮高压钢瓶，用管道与节流套筒冲洗水管道相联，用人工将氧化氮通入釜内。当出现事故时，操作人员打开手阀，使氧化氮经过节流套筒进入聚合釜，终止聚合反应或降低聚合反应速度。
氧化氮（NO）是一种剧毒气体，极易与氧结合生成二氧化氮。所以，在绝大多数与氧化氮接触的情况下，实际上是与二氧化氮接触。氧化氮（NO）在空气中的最大允许浓度应在5ppm以下。
接触氧化氮的最大危害是，在接触几个小时后，当尚未感到不舒服之前，已吸收了危险量的氧化氮。
如果在氧化氮浓度为50～150ppm的条件下工作，会马上感到鼻子、喉咙不适，咳嗽、恶心、鼻孔阻塞、头痛、呼吸困难、心烦意乱，6～24小时之内可出现水肿。浓度为100～150ppm的条件下工作，即使工作时间很短，也会有生命危险。
本终止剂加料系统操作方便，使用安全。但是在更换氧化氮钢瓶时务需小心。在更换钢瓶之前应用氮气吹扫管道，并将废气在远处排放。 1.9.6 反应监视
在反应过程中需记录许多工艺测量数据，其关键测量点设有报警装置。 序号 记录点 报警点 初始设定点
—— 挡板冷却水流量 —— 夹套冷却水流量 —— 挡板冷却水温差 —— 夹套冷却水温差 —— 聚合温度-顶部 —— 聚合温度-顶、中、底 0.4m3/h 低流量报警 密封水流量 —— 21.5kg/cm 注入水流量 低压报警 214kg/cm 密封水压力降 高压报警 0.6kg/cm2 聚合压力-控制、汽相和真空 高温报警 超温3.5℃ 聚合控制温度 高/低负荷报警 150/0马力 聚合搅拌器功率 —— 夹套出口水温 上述每釜反应的测量什的小时平均值，小时平均反应速率和热释放数据都需贮存到计算机内，并通过计算机打印出来，这些数据应做为每釜反应的原始记录存档。
1.9.7 压力测定和聚合手动卸压
在通向聚合釜顶部的注入水管道上有三个压力传感器，用来监测聚合釜的压力。 有一个压力传感器是用来监测真空度的，其量程为从全真空到0.7kg/cm2（表压）。这块表在聚合单体回收的最后阶段和在打开釜盖后抽真空时，可用来监视釜内真空度。
第二个压力传感器，用于监视聚合反应期间的聚合釜压力，其量程为7.0～13kg/cm2(表压)。这个压力量程是聚合压力变化的范围。可在控制室内的压力指示器上给定设定点。当聚合压力超过这个设定点时，报警器就会报警。
第三个压力传感器，用来监视那些较高的压力，其量程为0～18kg/cm2（表压）。这部表是接在釜自动卸压管道上的压力调节器上。在手动卸压管道上的那个压力调节阀的设定值比聚合釜减压阀的设定值要低。当情况紧迫时，操作人员即可打开这个压力调节器的顶阀开关，将釜中的压力放入大气，使压力控制在设定点压力上。 1.10 ATSC终止剂系统 1.10.1 前言
本装置中采用两个终止系统，达到两个不同的目的，并使用不同的终止剂。丙酮缩氨基硫脲（ATSC）是一种常规终止剂，它与残留的引发剂反应，有效地破坏这些残留的引发剂。在紧急事故时，及在正常的情况下，最好能首先使用ATSC。
氧化氮（如前面所述）是一种紧急事故终止剂，只有当万不得已时才能使用。氧化氮可与活性自由基相结合，生成不活泼的化合物。但是，由于这种终止剂不能与非离子型引发剂反应，因此无法保证在一段时间后不重新进行反应。
要先将ATSC与碱液和无离子水混合，制备成溶液，然后，当反应达到预定的终止时间时，从聚合釜的顶部打入釜内。ATSC这种化学药品的毒性很强，在使用非溶液形态的ATSC时，必须要小心。
1.10.2 ATSC终止剂的配制与使用
ATSC是在一个带有搅拌的不锈钢密闭罐TK-7C中配制，该罐的顶部有一个排气管，通入大气。首先，将精确量的无离子水经椭圆齿轮累计流量计计量后，打入配制罐TK-7C，然后，桶装NaOH溶液放在盘秤上，使用桶用手摇泵将精确量的碱液抽出，也加入TK-7C中。
ATSC用聚乙烯醇（PVA）包装袋包装，每袋12.5公斤，每两袋装在一个内衬聚乙烯袋的铁桶中。配制时先在TK-7C中加入水和碱液，启动搅拌，然后将一定数量的12.5公斤装的ATSC，连同聚乙烯袋子从人孔一同倒入罐内。往配制罐中倒入时，要每隔一段时间放入一袋，以使搅拌有足够的时间将其切碎分散。在一定的时间内这种PVA袋子可以溶于碱溶液。
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ATSC是一种象精糖一样的白色颗粒粉末，无论以何种方式都可以导致严重中毒。吸入、吞食、眼睛或皮肤的吸收，都对人体有害，甚至导致生命危险。乞今为止还没有一个中毒临界值。
ATSC需装在密封的桶内运输。在搬运时，工人需带好面罩，橡胶手套和橡胶围裙。在混合配制时，工人需戴好带气源的防毒面具，长橡胶工作服，长橡胶手套，胶鞋和橡胶头罩，或者是可以将全身都罩起来的带气源的耐压塑料工作服。工作完毕后，在脱去防护用具之前，应用水彻底冲洗，将沾有ATSC的地方及时冲洗干净，冲洗水排入下水。洒在地上的ATSC粉末，及时的用吸尘器清扫干净。所提供的吸尘器，只能用于清扫ATSC。在收集袋的后面装有一个过滤器，每清扫一次要更换一次过滤器。人体万一沾上ATSC，应马上用大量的水冲洗15分钟，并脱去工作服和鞋，然后立即就医。在重复使用工作服之前，务需洗干净，被污染的工作鞋扔入垃圾中。ATSC在水中可以水解成无毒的物质，其水解速度在酸介质中可大大加快。
由于在配制时，需要采取许多额外的安全措施，配制需要的时间较长，ATSC配制大约需用一小时，因此，应在ATSC加料之前，在两次聚合加终止剂之间，配制ATSC溶液。一旦发生紧急事故，终止剂加料系统的阀门迅速打开，向釜内加入终止剂。 1.10.3 ATSC终止剂加料
当聚合反应到达预定的终止点时，或当加料时由于某些加料程序不正常需要停止加料时，则向聚合釜内加入ATSC溶液，以终止反应。ATSC溶液是从聚合釜顶部通过聚合釜的注水管注入聚合釜内，因为这根管道最不容易被聚合物堵塞。聚合终止点可根据反应时间，转化率或压力降来决定。
终止剂加料操作是由自动过程调节器控制的。这个间歇逻辑是按下述方法进行聚合终止操作：
ATSC终止剂泵PU-9C或PU-10C（该泵将ATSC溶液从TK-7C中抽出）启动，装在泵出口管道上的自动截止阀打开，聚合釜注水截止阀关闭，聚合釜终止剂阀打开，将ATSC溶液按配方规定的量，经一个相应的涡轮流量计计量后，打入聚合釜。当配方规定量的ATSC溶液打入聚合釜后，聚合釜终止剂阀门关闭，泵出口截止阀关闭，终止剂加料泵停止。
因为终止剂加料泵的压力要大于减压阀的压力，所以在这个系统中应装有一个背压调节器。这个背压调节器的设定点应设定在能使终止剂加料泵在稳定地打料曲线范围内进行打料的那一点上。
为了使在紧急事故情况下更有效地ATSC，系统中装有一套完全独立的备用泵PU-10C和备用计量系统。终止剂加料泵及其调节系统都装有事故电源，以便在出现电源故障时，仍可启动终止剂加料系统。在发觉出料槽（TK-1G）内出现不正常的反应时，也可以加入ATSC。 1.11 浆液输送系统 1.11.1 前言
当聚合反应达到了预定的反应时间或转化率时，即可终止聚合反应。这时可先回收未反应的单体，而后将浆液输送，或不回收单体而直接将浆液输送。浆液从聚合釜排出后，输送到汽提塔供料槽（或称聚合釜出料槽）。在通常情况下，应在回收单体之前，将浆液输送到汽提塔供料槽，在这里进行部分单体回收。浆液输送完后，即可冲洗聚合釜，为下一步的涂壁工作做好准备。
未反应的单体的回收方法取决于下游设备（如浆液汽提塔等）的状况和釜中树脂的质量预测。通常，单体回收不在釜中进行，只有当物料不通过汽提塔和已知釜内物料质量不好，需采取特殊处理方法时，才采用这种釜内回收单体的方法。PVC浆液可在聚合釜内进行回收，也可在聚合压力低于蒸汽压力后，通过向回收分离器中通入蒸汽鼓泡的方法回收。然后将回收单体后的浆液，避开汽提塔供料槽和汽提塔，直接打入两个混料槽中的一个。 1.11.2 聚合釜出料
当已做好PVC浆料输送准备，并确信这釜料的质量是合格的，可将浆料输送到以下的两