第5期聚氯乙烯No 52004年9月Polyvinyl Chloridesep.2004【裝置與設(shè)備】轉(zhuǎn)化器擴(kuò)產(chǎn)改造孫占峰(唐山三友集團(tuán)冀東化工有限公司河北唐山063021)[關(guān)鍵詞]聚氯乙烯轉(zhuǎn)化器管板管心距換熱管脹接[摘要]介紹了聚氯乙烯生產(chǎn)過(guò)程中原轉(zhuǎn)化器的使用情況和新轉(zhuǎn)化器的改造情況在設(shè)備外形不變的情況下達(dá)到了增加產(chǎn)量的目的[中圖分類號(hào)]TQ325.3江IQ052[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]B[文章編號(hào)]1009-793x2004)5-0053-0冀東化工有限公司簡(jiǎn)稱翼東公司臊氯乙烯樹1.25do=1.25×57=71.25(mm)符合設(shè)計(jì)要脂產(chǎn)能4.5萬(wàn)ta規(guī)模較小而聚氯乙烯樹脂產(chǎn)量、求。原管板厚度36mm現(xiàn)開孔率增加管板強(qiáng)度成本的高低直接關(guān)系到冀東公司的生存和發(fā)展。下降故需增加管板厚度。通過(guò)計(jì)算根據(jù)以往的經(jīng)冀東公司采用電石法生產(chǎn)聚氯乙烯樹脂要想驗(yàn)并考慮加工的經(jīng)濟(jì)性選取管板厚度48mmo提高聚氯乙烯樹脂產(chǎn)量必須提高轉(zhuǎn)化器的換熱面管心距和管板厚度選好后用畫圖法在管板上積和通氣體積也就是說(shuō)要增加換熱管的數(shù)量。冀原布管范圍內(nèi)按照正三角形排列法布置換熱管同東公司原來(lái)用的轉(zhuǎn)化器尺寸為簡(jiǎn)體直徑2400時(shí)符合最外層列管中心至殼體內(nèi)表面的距離不小于mm、璧厚10mm管板厚36mm管心距84mm換0.5a+10mm,畫出管板圖共計(jì)布置換熱管839熱管Φ57×3.孓長(zhǎng)度2980mm共計(jì)625根)管板根見管板局部俯視圖1。和換熱管之間采用脹接,設(shè)備凈重(鋼件重)4.3t,膠泥和耐酸瓷板重1.84t。通過(guò)到天津化工廠參觀交流發(fā)現(xiàn)可以適當(dāng)縮義風(fēng)小現(xiàn)有管板的管心距增加管板開孔率在原布管區(qū)內(nèi)布置更多的換熱管,可以增加轉(zhuǎn)化器的換熱面積和混合氣氯化氫氣體和乙炔氣體)的通氣體積在保證原系統(tǒng)壓力不變的情況下增加混合氣流量從而增加聚氯乙烯產(chǎn)量1新轉(zhuǎn)化器的設(shè)計(jì)管心距主要應(yīng)考慮管板的強(qiáng)度和清洗管子外面時(shí)所需的空隙并考慮脹接法管子與管板之間的彈性連接力。如管心距太小管板脹接時(shí)在擠壓力的作用下會(huì)發(fā)生變形失去彈性破壞管子與管板之間風(fēng)義義區(qū)的密封但管心距太大造成布管減少換熱面積減少不利于提高產(chǎn)量參考GB151-199《管殼式換熱器》和《化工過(guò)程及設(shè)備設(shè)計(jì)X華南理工大學(xué)化工原理教研組編)管圖1管板局部俯視簡(jiǎn)圖換熱管間管板最小寬度為025,且最外層列管中兩務(wù)聲煤化電草。管板上心距L≥1.25a(式中d0為換熱管外徑)即相鄰本次設(shè)計(jì)最主要的改動(dòng)部分是管板4)至殼體內(nèi)依據(jù)上述規(guī)定本設(shè)計(jì)選用管心距76mm:比使用,L. CNMHG次設(shè)計(jì)只保留中心距[收稿日期]2004-07-15[作者簡(jiǎn)介]孫占1970-)男992年畢業(yè)于河北工業(yè)大學(xué)化學(xué)工程系化工機(jī)械與設(shè)備專業(yè)工程師副主任。53裝置與設(shè)備聚氯乙烯2004年924mm的2根熱電偶管中心距873mm的2根熱偶管定位一致把第12個(gè)管間距處的換熱管定為熱電偶管設(shè)計(jì)為普通換熱管。因2根熱電偶管規(guī)格為電偶管并分別在水平直徑方向上向外移12mm,Φ0×4與周圍的6根換熱氜Φ57×3.5之間的達(dá)到中心距924mm并且去掉熱電偶管外側(cè)的3根管板寬度達(dá)不到0.25a脹管后必然相互影響管換熱管這樣圖4中L3=24.5mm、L4=19.1mm,板失去彈性與換熱管脹接力不夠造成泄漏。均符合設(shè)計(jì)規(guī)定。這樣2根熱電偶管外側(cè)共去掉6通過(guò)圖2~圖4不按比例)來(lái)計(jì)算相鄰的2根根換熱管。另外管板冷卻水進(jìn)出口處為避免沖刷換熱管、相鄰的熱電偶管和換熱管之間的距離。換熱管在管板進(jìn)岀水方向處各去掉1根換熱管管板上共計(jì)去掉8根換熱管。最后管板上換熱管根數(shù)計(jì)算如下六邊形內(nèi)布管721根六個(gè)弓形區(qū)第一層布管13根第二層布管8根減去去掉的8根換熱管管板實(shí)際布管839根721+(13+8)×6-8:839其中的2根為Φ70×4熱電偶管核算圖1中A~A各換熱管中心與管板中間的距離分別用A1~A表示)A1=1119.2mmA2=1149.8mmA3=1147.3mmA4=1139.8mmA5=1147.4mm、A6=1150mm、A7=1150圖2相鄰兩換熱管外徑之間mmA3=1147.6mmA=1140mm簡(jiǎn)體內(nèi)半徑管板最窄處寬度圖(符合設(shè)計(jì)規(guī)定為1200mm用1200減去A1~A各距離得出最外層各換熱管中心至殼體內(nèi)表面的距離均不小于50mm而設(shè)計(jì)規(guī)定要求的不小于0.5d+10mm為38.5mm,上述9點(diǎn)均符合設(shè)計(jì)規(guī)定由此得出,整個(gè)管板最外層各換熱管中心至殼體內(nèi)表面的距離均符合設(shè)計(jì)規(guī)定L=12.5m另外本設(shè)計(jì)中換熱管根數(shù)增加混合氣通量增圖3相鄰兩換熱管和熱電偶管外徑之聞加產(chǎn)生的反應(yīng)熱也相應(yīng)增加這就需要加大冷卻水管板最窄處寬度圖(不符合設(shè)計(jì)規(guī)定流量移去反應(yīng)熱。經(jīng)過(guò)計(jì)算原轉(zhuǎn)化器桶體冷卻水進(jìn)出口接管(Φ108×4.5)浣全能滿足加大冷卻水流量的要求。設(shè)計(jì)好管板和桶體冷卻水進(jìn)出口接管76±0.3尺寸其他尺寸均與原轉(zhuǎn)化器相同管板和換熱管之間仍然采用脹接設(shè)計(jì)出的新轉(zhuǎn)化器最大的特點(diǎn)是L4=19.1通過(guò)改變內(nèi)部結(jié)構(gòu)尺寸達(dá)到增加產(chǎn)量的目的外形尺寸與原轉(zhuǎn)化器相同只是生產(chǎn)重量增加2.49t2新、舊轉(zhuǎn)化器的對(duì)比L3=24.5m(1股備凈重圖↓改進(jìn)后相鄰兩換熱管和熱電偶管外徑之間原轉(zhuǎn)化器換熱管625根,現(xiàn)839根,每根長(zhǎng)管板最窄處寬度圖符合設(shè)計(jì)規(guī)定)2990mm增重2956kg原管板厚度36mm,重圖2中相鄰兩換熱管外徑之間管板最窄處寬度945kg現(xiàn)管板厚度為48m重1140kg兩塊管L1=19m而0.25d0為14.25m符合設(shè)計(jì)規(guī)板共增重兩項(xiàng)合計(jì)設(shè)備凈重增加3346kg定。圖3中熱電偶管與相鄰換熱管外徑之間管板最從圖中國(guó)煤化工設(shè)備鋼件凈重為14.3窄處寬度L2=12.5m顯然不符合設(shè)計(jì)規(guī)定。另t新CNMHG764 t外從管板中心算起在水平直徑方向上左右各12(2)生產(chǎn)重量個(gè)管間距處的2根換熱管中心距管板中心為912轉(zhuǎn)化器生產(chǎn)重量為設(shè)備凈重、膠泥和耐酸瓷板mm。為了使本次設(shè)計(jì)的管板與原轉(zhuǎn)化器管板熱電重量、管間充滿水重量、氯化汞(下轉(zhuǎn)第58頁(yè))三廢處理與綜合利用聚氯乙烯2004年其實(shí)在一般情況下環(huán)保項(xiàng)目是以社會(huì)效益為無(wú)害的原料希望燒制塊狀石灰但沒(méi)有成功。同時(shí)主要想在環(huán)保項(xiàng)目上取得好旳經(jīng)濟(jì)效益,極不現(xiàn)也向兩家甲級(jí)建材設(shè)計(jì)硏究院進(jìn)行咨詢都是否定實(shí)不然何需國(guó)家行文要求治理。應(yīng)把握這樣一個(gè)回答。原則以最小的投入取得最大的社會(huì)效益即滿足在電石生產(chǎn)過(guò)程中粉狀石灰不但消耗更多的國(guó)家的環(huán)保要求這一戰(zhàn)略仼務(wù)企業(yè)不因環(huán)保問(wèn)題電能和碳材而且會(huì)影響電石爐操作爐料中的粉末而死亡含量較多時(shí)容易使電極附近料層結(jié)成硬殼發(fā)生棚由于水泥項(xiàng)目投資較大,市場(chǎng)飽和,競(jìng)爭(zhēng)力又料現(xiàn)象。棚料有兩個(gè)害處:一是降低了爐料自由下弱在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中市場(chǎng)決定著企業(yè)的生死存亡落的速度減少了投料量,使電石爐減產(chǎn)是阻礙旦市場(chǎng)惡化ρVC將無(wú)法生產(chǎn)所以電石渣制水泥爐氣自由排出增加爐內(nèi)壓力最后發(fā)生噴料和塌料增加了制約自身的因素限制了發(fā)展規(guī)模對(duì)電石渣現(xiàn)象影響電石爐正常操作尤其是在密閉爐上還的治理還應(yīng)再探索。會(huì)造成爐壓不穩(wěn)定、防爆孔爆開、爐蓋局部溫度過(guò)高作為探索生產(chǎn)石灰應(yīng)是最好的治理方法這是以及噴料現(xiàn)象既不安全又影響生產(chǎn)尤其是大容因?yàn)榈谝簧a(chǎn)石灰的投資不到生產(chǎn)水泥的十分之量電石爐實(shí)踐證明它對(duì)發(fā)氣量影響較大第二石灰是電石生產(chǎn)的原料不存在另尋市場(chǎng)3結(jié)語(yǔ)的問(wèn)題以鈣為載體實(shí)現(xiàn)電石渣→石灰→電石→電-方面是電石渣不能燒制成塊狀石灰;另一方石渣這樣的閉路循環(huán)涕第三減少制約自身的因素,面是現(xiàn)階段電石生產(chǎn)工藝不能用粉狀石灰生產(chǎn)電電石法PVC可將規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大以提高競(jìng)爭(zhēng)力,石。只有一條路改進(jìn)電石生產(chǎn)工藝和操作方法:讓同時(shí)也保護(hù)了石灰石礦源新的電石渣制石灰所產(chǎn)爐氣自由排出防止棚料現(xiàn)象的發(fā)生。對(duì)于排氣問(wèn)生的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益遠(yuǎn)非其他治理方法可比題和棚料現(xiàn)象,可用排氣管,同時(shí)也可防止棚料現(xiàn)2用電石渣生產(chǎn)石灰存在的問(wèn)題象另外在布料時(shí)電極周圍恰當(dāng)增加塊狀碳材。由用電石渣生產(chǎn)石灰還有尚待解決的問(wèn)題即電于條件原因未能試驗(yàn)隨著試驗(yàn)的進(jìn)行操作方法的石渣生產(chǎn)的石灰全是粉狀不能作為現(xiàn)有的電石生改進(jìn)最終將解決制約電石法PVC發(fā)展的瓶頸。產(chǎn)原料。筆者曾在電石渣中添加過(guò)多種對(duì)電石生產(chǎn)編輯陳立春]己,理,,,,,,,…,過(guò),,理,,,,小,,,到,彈社,,〔上接第54頁(yè)舳媒重量之和。換熱管根數(shù)增加筒原轉(zhuǎn)化器換熱管625根現(xiàn)839根,增加214體內(nèi)徑不變?cè)斐蓺こ虄?nèi)管間水的容積減小原轉(zhuǎn)化根假定管內(nèi)混合氣流速不變轉(zhuǎn)化收益率不變理器管間充滿水重8.49τ,新轉(zhuǎn)化器管間充滿水重論上相當(dāng)于產(chǎn)量增加34.24%。根據(jù)冀東公司實(shí)際6.86t減輕1.63t原轉(zhuǎn)化器管內(nèi)容積3.7m3新生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)產(chǎn)量增加25%以上。轉(zhuǎn)化器管內(nèi)容積4.91m3氯化汞觸媒堆積密度為另外冀東公司轉(zhuǎn)化器采用脹接法生產(chǎn)過(guò)程中550~650kg/m3取高限按650kg/m計(jì)算觸媒增混合氣中氯化氫過(guò)量,有可能形成鹽酸,腐蝕換熱重θ.786t。如果生產(chǎn)時(shí)混合氣在轉(zhuǎn)化器內(nèi)的重量管形成泄漏此時(shí)就必須換掉所有的換熱管而管可以忽略不計(jì)那么原轉(zhuǎn)化器生產(chǎn)重量為27.04t,板可以重復(fù)利用幾次原管板較薄脹接幾次后管新轉(zhuǎn)化器生產(chǎn)重量為29.53t可以計(jì)算岀生產(chǎn)時(shí)設(shè)板變形中間突岀新管板厚度增加,可以增加管板備增重為2.49t。剛度減少變形延長(zhǎng)管板使用壽命。綜合1(2兩項(xiàng)計(jì)算經(jīng)冀東公司基建設(shè)備部3結(jié)語(yǔ)確認(rèn)原轉(zhuǎn)化器框架完全能夠承受新轉(zhuǎn)化器的重量。冀東公司現(xiàn)已制作6臺(tái)新轉(zhuǎn)化器投入使用以(3換熱面積來(lái)效果良好現(xiàn)正準(zhǔn)備再制作新轉(zhuǎn)化器以提高聚氯原轉(zhuǎn)化器換熱面積為324m2新轉(zhuǎn)化器換熱面積乙烯樹脂產(chǎn)量。冀東公司已制定出主要產(chǎn)品產(chǎn)量達(dá)為433m2換熱面積增加109m2相當(dāng)于增加364%。到雙八萬(wàn)“的發(fā)屈卻劃其中包括聚氯乙烯樹脂(4股般備制作費(fèi)用中國(guó)煤化工必將逐步用新轉(zhuǎn)化器原轉(zhuǎn)化器設(shè)備凈重14.3t制作費(fèi)用16.6萬(wàn)代替CNMH〔量也要增加),以提高元新轉(zhuǎn)化器設(shè)備凈重17.64t制作費(fèi)用20.48萬(wàn)聚氯乙烯樹脂產(chǎn)量完成發(fā)展規(guī)劃。元增加3.88萬(wàn)元比原來(lái)增加23.4%。[編輯揀立春](5)產(chǎn)量