Produção de equipamentos de agitação

Polimerização: Dispositivo de agitação de reação de polimerização
Para a produção de polimerização industrial, a qualidade dos polímeros e os custos de produção dependem não apenas do processo de reação de polimerização, mas também do tipo de estrutura do reator de polimerização. O reator de agitador, como um importante equipamento de reação de polimerização, requer seleção e design profissionais para resolver problemas de qualidade e transmissão de energia, para que o desempenho do produto seja uniforme e os custos de produção diminuam.

O projeto e a engenharia do reator de polimerização do tipo agitador concentram quase todas as dificuldades do reator de agitação, principalmente:

(1) Os requisitos de qualidade dos produtos são elevados. Por exemplo, o peso molecular do produto, a distribuição do peso molecular, as propriedades mecânicas, a resistência ao calor, o tamanho médio das partículas, a distribuição do tamanho das partículas, a forma das partículas, etc., são muito exigentes;

(2) Variabilidade complexa do sistema de polímeros. Por exemplo, o sistema não homogêneo, o sistema não newtoniano de alta viscosidade, o sistema de viscosidade variada, etc.;

(3) A complexidade do fluxo no agitador. Por exemplo, a aleatoriedade do fluxo tridimensional, a forma complexa do agitador, as condições de fronteira difíceis, etc.;

(4) O efeito térmico do processo de polimerização é grande, a temperatura de reação é exigente e os componentes de transferência de calor e o agitador muitas vezes exigem um projeto especial.

(5) Equipamento de agregação em grande escala.

A empresa original e a Universidade de Zhejiang realizaram muitos anos de cooperação de pesquisa industrial e acadêmica, adquiriu muitas experiências valiosas e orientação teórica na tecnologia e equipamento de reação de polimerização, desenvolveu vários equipamentos de agitação de processo de polimerização e aplicou-os com sucesso à produção industrial.

◇Reator de polimerização em solução intermitente

A dificuldade do projeto do reator de polimerização em solução intermitente depende da viscosidade do sistema no final da reação de polimerização, se a viscosidade do sistema não mudar muito durante o processo de polimerização, o projeto do agitador é relativamente simples. Mas a maioria das reações de polimerização de soluções intermitentes começam com viscosidade monómera muito baixa, com a polimerização, a viscosidade aumenta rapidamente, e o agitador geral é difícil de se adaptar a uma grande variedade de mudanças de viscosidade, certos processos de polimerização semicontínua durante a reação continuamente gotejando o monomero resultando em mudanças na superfície do líquido também é grande, se a roda de múltiplas camadas é usada, a entrada de energia tem mutações, e o material líquido é espalhado. Além disso, algumas reações para a geração de adesivos mais tarde, o fator de transferência de calor diminuiu significativamente.

Para tal polimerização, já se acumulou uma vasta experiência de projeto e fabricação, que pode tomar medidas eficazes de acordo com os diferentes processos:

(1) Desenvolvido misturador de viscosidade ampla domínio - SP304 pá de lâmina grande, pode se adaptar ao processo de mudança significativa de viscosidade do material, polimerização inicial de baixo estado de viscosidade para pá de fluxo axial, viscosidade aumenta, o fluxo gradualmente tende a fluxo de saída, para melhorar o fator de transferência de calor de elementos térmicos de substituição internos e jackets.

(2) Adotando a tecnologia de agitação coaxial, pode se adaptar a um domínio de viscosidade mais amplo. A camada interna é uma turbina de alta velocidade de camadas múltiplas, adequada para a fase inicial da polimerização, quando a viscosidade aumenta, inicia o agitador de caixa de baixa velocidade da camada externa, adequado para a mistura do sistema de alta viscosidade, o agitador de caixa também pode instalar vários raspadores para limpar o material viscoso, reforçar a transferência de calor, a estrutura da raspadora precisa ser especialmente selecionada de acordo com as propriedades e o grau de viscoso.

(3) Adotando um agitador de parafuso, sob a cooperação do cilindro condutor, a viscosidade da faixa de 0,5 a 100,000 mPa.s pode manter uma alta capacidade de circulação e eficiência de mistura, eliminando efetivamente a desigualdade de concentração e temperatura dentro do reator de agitação, a parede do cilindro condutor também pode ser projetada como uma estrutura oca, meio de refrigeração interno, transferência de calor dupla com alta eficiência de transferência de calor. Como o cilindro condutor de parafuso tem uma forte capacidade de circulação, uma grande gama de viscosidade de adaptação e uma alta eficiência de transferência de calor, tornando-o um agitador típico de polimerização de solução intermitente, as aplicações bem sucedidas incluem polimerização de solução de acrilnitril para a produção de fibra de carbono, polimerização de anel aberto DMC para a produção de borracha de silicone, etc.

(4) Alguns agitadores podem ser projetados como estruturas huecas, o agitador e o eixo de agitação são vazios, o meio de resfriamento flui dentro do canal hueco, devido ao estado de movimento do agitador, seu fator de transferência de calor é 5 vezes maior do que o tubo incorporado. Os agitadores vazios também podem ser usados ​​para aquecimento ou resfriamento de pastas com alto teor de solidez, e também são mais adequados em equipamentos de vidro com barreiras e placas difíceis de configurar.

(5) Polimento do espelho da parede interna do agitador e do recipiente pode reduzir a geração de viscosidade.

(6) Quando não há viscosidade, a escolha de agitador de parede próxima pode melhorar o fator de transferência de calor;

(7) Para grandes reatores de polimerização, quando apenas a superfície de transferência de calor do jacket não é suficiente, aumente a superfície de transferência de calor com vários componentes internos, ou complemente a superfície de transferência de calor com troca de calor de ciclo externo, ou evaporação de calor com solventes ou monómeros de baixo ponto de ebulição.

Polimerização: Dispositivo de agitação de reação de polimerização

◇Reator de polimerização em solução contínua

O projeto do reator de polimerização de solução contínua, além de considerar a mistura e a transferência de calor, também precisa considerar especialmente a distribuição do tempo de permanência, a fim de obter uma distribuição mais estreita do tempo de permanência, o uso de múltiplos misturadores em série é um método, também pode ser usado um reator de fluxo plano para reduzir o número de reatores e reduzir o investimento em equipamentos.

Adotando múltiplos misturadores em série, o número de misturadores geralmente varia de 3 a 8, quanto maior o número, mais estreita a distribuição do tempo de estadia, maior o investimento, o projeto precisa equilibrar vários fatores. O tipo de agitador de cada reator pode variar, o polimerizador é um sistema de baixa viscosidade, o uso de turbina ou agitador de lâmina em um estado turbulento com o painel pode obter uma boa mistura, para que o catalisador e o monomero sejam misturados adequadamente. A viscosidade aumenta gradualmente, quando entra na operação da bacia de transição, o agitador pode usar múltiplas hélices de fluxo inverso, hélices de superfície curva de folha larga, turbina aberta, etc. A viscosidade do sistema da fase posterior da reação é mais alta, entra na operação da bacia da camada, o agitador usa uma faixa de parafuso, uma faixa de parafuso quebrada e outros tipos, o agitador usa um design de parede próxima ou um design de raspadeira de acordo com a situação do material pegajoso.

A fim de tornar a distribuição do tempo de permanência mais estreita, o fluxo mais próximo do fluxo de empurramento plano, inibir a mistura axial, o dispositivo pode projetar uma forma relativamente grande de diâmetro de crescimento, o agitador é projetado para misturar radialmente bem e a estrutura de retorno axial fraca, como o agitador de quadro ou o agitador de quadro parcial, mas o primeiro agitador devido à baixa viscosidade, geralmente ainda é projetado para misturar completamente.

◇Reator de polimerização de emulsão intermitente

O reator de polimerização de emulsão é principalmente produzido intermitentemente, devido à baixa viscosidade do sistema, o agitador geralmente usa o tipo de roda de roda, o tipo de roda de roda de roda de roda de roda de roda de roda de roda de roda de roda de roda de roda de roda de roda de roda de roda de roda de roda de roda de roda de roda de roda de roda de roda de roda

(1) Dispersião crítica do líquido. Para a polimerização da emulsão, seu principal componente é o monomero (fase de óleo) e a fase contínua (fase de água), a intensidade de agitação no polimerizador deve atingir o ponto crítico da dispersão líquida, se a intensidade de agitação for muito baixa, separará o monomero da fase de água, resultando na redução da taxa de reação da polimerização da emulsão.

(2) Distribuição de temperatura e concentração. Para estabilizar a qualidade do produto de polímero, a agitação deve permitir que o material no forno de polímero tenha um número suficiente de voltos, de modo a que a distribuição da temperatura e da concentração no forno seja uniforme.

(3) A taxa de corte e a distribuição da taxa de corte têm um impacto importante na estabilidade da emulsão de polímero e na consistência da qualidade do produto.

(4) Evacuação de calor polimerizado. A capacidade de transferência de calor do polimerizador deve atender aos requisitos de retirada de calor no pico da reação. A transferência de calor depende principalmente do casaco e do tubo de frio interno, a configuração do tubo de frio interno deve considerar o efeito da mistura e transferência de calor do fluxo de materiais dentro da caldeira, o tipo de fluxo do agitador também deve tentar melhorar o nível de turbulência do fluido na parede externa do tubo de frio interno e eliminar a zona morta de mistura entre os tubos de frio internos densos.

Reator de polimerização PVDF

◇Reator de polimerização de poliéster

O reator de poliéster é geralmente composto por um esterificador, um polímero pré-condensado e um polímero final em série, onde o polímero final é um reator de fluxo de empurramento plano e o resto é um misturador completo.

O esterificador é um sistema de fase não uniforme de baixa viscosidade, que pode usar a combinação de turbina e turbina de fluxo axial, a taxa de dissolução de poliácido está relacionada com a força de corte da turbina, a entrada de calor está relacionada com a capacidade de circulação do agitador e a área de aquecimento.

O polímero pré-condensado é um sistema viscoso de fase uniforme, a transferência de calor é o principal objetivo da agitação, a pala do eixo fornece maior volume sob a combinação do cilindro condutor, e o tubo de aquecimento de grande área também é a condição necessária para a transferência de calor.

A chave da polimerização de poliéster é a condensação posterior, e a transmissão de massa se torna o fator de controle da reação. Para melhorar a polimerização, os condensadores contínuos são projetados não apenas para evitar a reabastecimento, mas também para fornecer grandes superfícies de transmissão de massa e caminhos de difusão curtos. O reator de disco horizontal de eixo único é um dispositivo típico de condensação com uma forte capacidade de atualização de superfície e é aplicado em muitos dispositivos de PET. No entanto, a viscosidade de certos poliésteres é muito superior ao PET, como o PBT, se ainda houver um reator de disco monoeixo horizontal, o material não pode formar uma membrana líquida uniforme no disco, o material agrupado impede a difusão de pequenas moléculas e também afeta a transferência de calor.

Originalmente de acordo com as características do processo de poliéster de alta viscosidade, o polimérico final usa um dispositivo de disco de eixo único com raspadura ou um dispositivo de mistura de auto-limpeza de dois eixos, fornecendo uma forte capacidade de atualização de superfície e capacidade de transferência de calor, fornecendo um dispositivo confiável para a produção de poliéster de alta polimerização e viscosidade ultra alta. Atualmente, o original equipamento de mistura de auto-limpeza de dois eixos foi aplicado com sucesso em PBS, PBAT e outros dispositivos.

STC-6000 tipo PBS condensador

Performance parcial