一种聚四氟乙烯分散树脂聚合自动化应用装置论文和设计-朱剑峰

全文摘要

本实用新型属于化工设备技术领域，公开了一种聚四氟乙烯分散树脂聚合自动化应用装置，设置有单体槽；单体槽上端通过管道与单体吸附器连通，单体吸附器通过单体过滤器与反应釜连通，反应釜通过反应釜出料切断阀与分散液过滤槽连通，分散液过滤槽通过过滤槽出料切断阀与PTFE后处理管网连通。本实用新型旨在推进PTFE分散树脂聚合的自动化控制，提高自动化生产测量的准确度、精密度以及灵敏度，减少手动操作的随机误差，聚合自动化技术的应用替代原有的压降手动掐表操作，促进分子量分布的均匀性，最终提升PTFE分散树脂的产品质量，同时降低人工劳动强度，带动企业发展，提高企业的经济效益。

主设计要求

1.一种聚四氟乙烯分散树脂聚合自动化应用装置，其特征在于，所述聚四氟乙烯分散树脂聚合自动化应用装置设置有：单体槽；单体槽通过单体槽进料切断阀与PTFE投料管网连通，单体槽下端通过管道依次连通有单体槽出料切断阀、单体槽出料调节阀、单体蒸发器，单体槽出料调节阀与单体槽外侧的单体槽远传压力变送器电连接；单体槽上端通过管道与单体吸附器连通，单体吸附器通过单体过滤器与反应釜连通，单体吸附器与单体过滤器之间依次连通有反应釜进料流量计、反应釜进料调节阀、反应釜进料切断阀；反应釜外侧连通有反应釜远传压力变送器，反应釜远传压力变送器与反应釜进料调节阀电连接，反应釜通过反应釜出料切断阀与分散液过滤槽连通，分散液过滤槽通过过滤槽出料切断阀与PTFE后处理管网连通。

设计方案

1.一种聚四氟乙烯分散树脂聚合自动化应用装置，其特征在于，所述聚四氟乙烯分散树脂聚合自动化应用装置设置有：

单体槽；

单体槽通过单体槽进料切断阀与PTFE投料管网连通，单体槽下端通过管道依次连通有单体槽出料切断阀、单体槽出料调节阀、单体蒸发器，单体槽出料调节阀与单体槽外侧的单体槽远传压力变送器电连接；

单体槽上端通过管道与单体吸附器连通，单体吸附器通过单体过滤器与反应釜连通，单体吸附器与单体过滤器之间依次连通有反应釜进料流量计、反应釜进料调节阀、反应釜进料切断阀；

反应釜外侧连通有反应釜远传压力变送器，反应釜远传压力变送器与反应釜进料调节阀电连接，反应釜通过反应釜出料切断阀与分散液过滤槽连通，分散液过滤槽通过过滤槽出料切断阀与PTFE后处理管网连通。

2.如权利要求1所述聚四氟乙烯分散树脂聚合自动化应用装置，其特征在于，单体槽筒体通过管道连通有单体槽液位计，单体槽液位计与单体槽进料切断阀电连接。

3.如权利要求1所述聚四氟乙烯分散树脂聚合自动化应用装置，其特征在于，单体蒸发器上端通过管道与单体槽上端连通，单体蒸发器下端和上端通过管道分别与中温热水进管和去中温热水回管连通，中温热水进管与单体蒸发器之间通过法兰固定有单体蒸发器进水切断阀，单体蒸发器进水切断阀与单体蒸发器热电阻连通，单体蒸发器热电阻通过管道与单体蒸发器上端连通。

4.如权利要求1所述聚四氟乙烯分散树脂聚合自动化应用装置，其特征在于，单体吸附器筒体通过管道连通有单体吸附器热电阻和单体吸附器远传压力变送器。

5.如权利要求1所述聚四氟乙烯分散树脂聚合自动化应用装置，其特征在于，分散液过滤槽槽体通过管道连通有过滤槽液位计，反应釜出料切断阀与过滤槽液位计电连接。

6.如权利要求1所述聚四氟乙烯分散树脂聚合自动化应用装置，其特征在于，分散液过滤槽内部通过螺栓固定有丝网压框，丝网压框内侧通过螺栓固定有双层不锈钢丝网。

7.如权利要求1所述聚四氟乙烯分散树脂聚合自动化应用装置，其特征在于，分散液过滤槽进料管采用插底管形式，进料管伸入到分散液过滤槽的底部。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于化工设备技术领域，尤其涉及一种聚四氟乙烯分散树脂聚合自动化应用装置。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：PTFE分散树脂因其具有优异的高低温性能和化学稳定性，深受国防及尖端技术喜爱，并逐步推至民用，但目前为止国内各企业、各单位根据自身工艺条件及市场需求的生产技术手段过于传统，操作条件苛刻，大部分停留在手动模式，生产过程中存在着一定的安全隐患。

目前国内普通品级的分散树脂生产板块呈持续走高趋势，极具规模，但对于新型树脂的开发到目前为止尚未建立一套相对完善的自控系统，生产工艺手段过于手动化，分子量分布不均，以致于终产品质量及品级层出不穷，导致产品效益参差不齐。

目前工业上PTFE分散树脂多为人工手动操作，单体槽在手动升温升压的过程中，反应釜同时在投入四氟乙烯进行反应，导致升温升压和反应釜投料难以同时兼顾，手动操作难以实现对反应釜进四氟乙烯量的准确控制，并且手动操作过程存在一定的安全隐患；反应釜作压降仅停留于手动投料，手动计时，手动投料难以准确达到反应釜所需压力值，手动计时存在一定的延时误差，均影响反应釜投料的准确度，直接造成PTFE分散树脂分子量的分布不均，最终难以保证产品质量及品级。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)工业上PTFE分散树脂多为人工手动操作，单体蒸发器升温若采用手动操作很容易导致单体蒸发器控温不准，手动的随机误差造成单体槽出料手动阀未能及时关闭到位，从而引发单体槽压力持续升高的安全隐患，并且PTFE分散树脂聚合反应属高压反应，投料和升压操作若单一考虑手动，稳定性低，难以同时兼顾，并且存在一定的安全隐患；

(2)手动操作难以实现对反应釜进四氟乙烯量的准确控制，因PTFE分散树脂聚合反应属放热反应，反应釜多为手动掐表操作，进料难以把控导致温度难以把握，造成PTFE分散树脂分子量的分布不均，从而影响产品的物理机械性能。

解决上述技术问题的难度：现有仪表的硬件抗干扰能力弱，选型难度大，自动化测量仪表的准确度、精密度及灵敏度还有待提升，譬如，气动阀的PID控制不太灵敏。

解决上述技术问题的意义：自动化的应用杜绝了现场操作人员的安全隐患，降低劳动强度，节约人工成本，并且很大程度上提升PTFE分散树脂的产品质量，从而提高经济效益。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种聚四氟乙烯分散树脂聚合自动化应用装置。

本实用新型是这样实现的，一种聚四氟乙烯分散树脂聚合自动化应用装置设置有：

单体槽；

单体槽通过单体槽进料切断阀与PTFE投料管网连通，单体槽进料切断阀与单体槽筒体的液位计电连接，即单体槽液位达至设定值时，单体槽进料切断阀自动关闭切断进料，从而实现单体槽进料切断阀与单体槽筒体的液位计的液位联锁；单体槽下端通过管道依次连通有单体槽出料切断阀、单体槽出料调节阀、单体蒸发器，单体槽出料调节阀与单体槽筒体的远传压力变送器电连接，即单体槽压力接近设定值时，单体槽出料调节阀通过PID控制自动关小或开大调节阀开度，从而实现单体槽出料调节阀与单体槽筒体的远传压力变送器的压力联锁；

反应釜筒体连通有反应釜远传压力变送器，反应釜远传压力变送器与反应釜进料调节阀电连接，即反应釜压力接近设定值时，反应釜进料调节阀通过PID控制自动关小或开大调节阀开度，从而实现反应釜进料调节阀与反应釜筒体的远传压力变送器的压力联锁，反应釜通过反应釜出料切断阀与分散液过滤槽连通，反应釜出料切断阀与分散液过滤槽筒体的液位计电连接，即分散液过滤槽液位达至设定值时，反应釜出料切断阀自动关闭切断进料，从而实现反应釜出料切断阀与分散液过滤槽筒体的液位计的液位联锁；分散液过滤槽通过过滤槽出料切断阀与PTFE后处理管网连通。

本实用新型旨在推进PTFE分散树脂聚合的自动化控制，聚合自动化技术替代原有生产操作中的手动升温升压及手动投料，原有的手动阀在实际升温升压操作过程中反复开关，因反应原料容易自聚的特殊性，造成手动阀反复操作后的堵塞现象，并且手动操作的随机误差，导致控温不准和压力持续升高的风险，自动化的联锁投入使用，提高控压控温的稳定性，减少阀门堵塞，无需现场人员操作，降低劳动强度，节约人工成本；聚合自动化技术的应用替代原有的压降手动掐表操作，原有的反应判断采用手动掐表和手动进料，人工操作会有一定程度上的延时，不能完全准确判断反应状态，自动化计量及联锁的投入使用，提高测量的准确度、精密度以及灵敏度，不断地将自动化的技术性能进行提升，作出正确的反应状态反馈，及时把握反应温度，促进分子量分布的均匀性，最终提升PTFE分散树脂的产品质量，同时降低人工劳动强度，带动企业发展，提高企业的经济效益。

进一步，单体槽筒体通过管道连通有单体槽液位计，单体槽液位计与单体槽进料切断阀电连接。

本实用新型待单体槽内液位达到高高限设定值后，自动关闭单体槽进料切断阀，有效解决单体槽的准确进料计量问题，并在单体槽升温升压过程采用PLC控制系统，在DCS界面对单体槽液位设置高限值报警，当单体槽进料量达到高限值，系统报警并有效提醒操作员，保障单体槽因手动投料量过大气相空间小造成很大程度上的安全隐患。

进一步，单体蒸发器上端通过管道与单体槽上端连通，单体蒸发器下端和上端通过管道分别与中温热水进管和去中温热水回管连通，中温热水进管与单体蒸发器之间通过法兰固定有单体蒸发器进水切断阀，单体蒸发器进水切断阀与单体蒸发器热电阻连通，单体蒸发器热电阻通过管道与单体蒸发器上端连通。

本实用新型在单体蒸发器具备升温条件时，可打开单体蒸发器进水切断阀，对单体蒸发器盘管外进行持续供应中温热水，待单体蒸发器温度达到要求设定值后，自动关闭单体蒸发器进水切断阀，单体蒸发器温度与单体蒸发器进水切断阀联锁实现单体蒸发器温度的自动控制，有效克服人工手动启泵，切换手动进水阀造成的温度不稳现象，影响后续单体的升压操作。

进一步，单体吸附器筒体通过管道连通有单体吸附器热电阻和单体吸附器远传压力变送器。

本实用新型通过对单体吸附器增设热电阻，可有效及时判断单体吸附器内自聚情况，并设置了温度高限值报警，可及时预判，保障安全运行。同时设置了远传压力变送器，可辨别单体吸附器前后压差是否增大情况，避免单体吸附器堵塞未能得到有效预判，最终影响产品质量。

进一步，分散液过滤槽槽体通过管道连通有过滤槽液位计，反应釜出料切断阀与过滤槽液位计电连接。

本实用新型通过过滤槽液位计可以对过滤槽内的液位进行检测，分散液过滤槽液位与反应釜出料切断阀联锁，实现了对分散液过滤槽液位的自动控制，同时在反应釜出料过程采用PLC控制系统，在DCS界面对分散液过滤槽液位设置高限值报警，待分散液过滤槽液位达到高限设定值后，自控系统作出相应的报警指示，有效克服分散液过滤槽溢料现象，实现对分散液的自动安全平稳进料。

进一步，分散液过滤槽内部通过螺栓固定有丝网压框，丝网压框内侧通过螺栓固定有双层不锈钢丝网。

本实用新型通过在分散液过滤槽内采用精抛光双层不锈钢丝网充分过滤，实现反应釜内导流过来的分散液中带破乳料的有效拦截。

进一步，分散液过滤槽进料管采用插底管形式，进料管伸入到分散液过滤槽的底部。

本实用新型反应釜排出的分散液进入分散液过滤槽采用插底管形式，分散液入槽前进料管处于液封状态，致使分散液降低与槽壁的撞击次数，大幅度减少分散液破乳。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的聚四氟乙烯分散树脂聚合自动化应用装置结构示意图；

图中：1、单体槽进料切断阀；2、单体槽液位计；3、单体槽远传压力变送器；4、单体吸附器；5、单体吸附器热电阻；6、单体吸附器远传压力变送器；7、反应釜进料流量计；8、反应釜进料调节阀；9、反应釜进料切断阀；10、单体槽；11、单体槽出料切断阀；12、单体槽出料调节阀；13、单体蒸发器热电阻；14、单体蒸发器进水切断阀；15、单体蒸发器；16、过滤槽出料切断阀；17、分散液过滤槽；18、反应釜；19、反应釜远传压力变送器；20、单体过滤器；21、PTFE投料管网；22、去中温热水回管；23、中温热水进管；24、去PTFE后处理管网；25；反应釜出料切断阀；26、过滤槽液位计。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的实用新型内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。

如图1所示，本实用新型实施例提供的聚四氟乙烯分散树脂聚合自动化应用装置包括：单体槽进料切断阀1、单体槽液位计2、单体槽远传压力变送器3、单体吸附器4、单体吸附器热电阻5、单体吸附器远传压力变送器6、反应釜进料流量计7、反应釜进料调节阀8、反应釜进料切断阀9、单体槽10、单体槽出料切断阀11、单体槽出料调节阀12、单体蒸发器热电阻13、单体蒸发器进水切断阀14、单体蒸发器15、过滤槽出料切断阀16、分散液过滤槽17、反应釜18、反应釜远传压力变送器19、单体过滤器20、PTFE投料管网21、去中温热水回管22、中温热水进管23、去PTFE后处理管网24；反应釜出料切断阀25、过滤槽液位计26。

单体槽10通过单体槽进料切断阀1与PTFE投料管网21连通，单体槽10下端通过管道依次连通有单体槽出料切断阀11、单体槽出料调节阀12、单体蒸发器15，单体槽出料调节阀12与单体槽10外侧的单体槽远传压力变送器3电连接；单体槽10上端通过管道与单体吸附器4连通，单体吸附器4通过单体过滤器20与反应釜18连通，单体吸附器与4单体过滤器20之间依次连通有反应釜进料流量计7、反应釜进料调节阀9、反应釜进料切断阀8；反应釜18外侧连通有反应釜远传压力变送器19，反应釜远传压力变送器19与反应釜进料调节阀9电连接，反应釜18通过反应釜出料切断阀25与分散液过滤槽17连通，分散液过滤槽17通过过滤槽出料切断阀16与去PTFE后处理管网24连通。

作为优选，单体槽10外侧通过管道连通有单体槽液位计2，单体槽液位计2与单体槽进料切断阀1电连接。

作为优选，单体蒸发器15上端通过管道与单体槽10上端连通，单体蒸发器15下端和上端通过管道分别与中温热水进管23和去中温热水回管22连通，中温热水进管23与单体蒸发器15之间通过法兰固定有单体蒸发器进水切断阀14，单体蒸发器进水切断阀14与单体蒸发器热电阻13连通，单体蒸发器热电阻13通过管道与单体蒸发器10上端连通。

作为优选，单体吸附器4外侧通过管道连通有单体吸附器热电阻5和单体吸附器远传压力变送器6。

作为优选，分散液过滤槽17外侧通过管道连通有过滤槽液位计26，反应釜出料切断阀25与过滤槽液位计26电连接。

作为优选，分散液过滤槽17内部通过螺栓固定有丝网压框，丝网压框内侧通过螺栓固定有双层不锈钢丝网。

作为优选，分散液过滤槽17进料管采用插底管形式，进料管伸入到分散液过滤槽17的底部。

本实用新型在使用时，单体槽10作为计量使用从槽底进料，物料自TFE投料管网，通过单体槽进料切断阀1进入单体槽10，待单体槽液位计2显示达至设定值时，自动关闭单体槽进料切断阀1，单体槽10收料完成；单体槽10分别与单体吸附器4和单体蒸发器15相连，物料中的气相进入单体吸附器4，液相进入单体蒸发器15，单体蒸发器15顶部开孔，接出管道与单体槽10顶部相连；单体槽10中气相经单体吸附器4进入单体过滤器20，再从反应釜顶进入反应釜18，反应釜釜底出料至分散液过滤槽17。

投料系统在单体槽10上设置了远传液位计2，在单体槽10中上部和底部分别开通管口，远传液位计2与单体槽管口之间采用法兰连接，在单体槽中下部进料管上设置了单体槽进料切断阀1。

升温系统在单体蒸发器15上设置了热电阻13，在单体蒸发器15顶部开通管口，热电阻13与单体蒸发器15管口之间采用螺纹连接，在单体蒸发器15侧面增设中温热水进出管，并在中温热水进管上设置了单体蒸发器进水切断阀14。

升压系统在单体槽10上设置了远传压力变送器3，在单体槽10顶部开通管口，远传压力变送器3与单体槽10管口之间采用法兰连接，在单体槽10底部出料管上设置了单体槽出料切断阀11及单体槽出料调节阀12。

反应系统在反应釜18上设置了远传压力变送器19，在反应釜顶部开通管口，远传压力变送器19与反应釜管口之间采用法兰连接，在反应釜顶部进料管上设置了反应釜进料流量计7、反应釜进料切断阀9、反应釜进料调节阀8。

反应系统在反应釜18进料管上增设了单体吸附器4，在单体吸附器4中下部设置了热电阻5，顶部设置了远传压力变送器6，并在反应釜进料管上加设了单体过滤器20。

出料系统主体为一台带组合过滤的分散液过滤槽17，其筒体右侧采用丝网压框组合精抛光双层不锈钢丝网进行过滤，分散液过滤槽17进料管采用插底管形式，并在分散液过滤槽17顶部设置了远传液位计，在分散液过滤槽17进料管上设置了反应釜出料切断阀，在分散液过滤槽17底部出料管上设置了过滤槽出料切断阀16。

本实用新型在反应釜出料管后设置分散液过滤槽17，反应釜18输送过来的分散液进入分散液过滤槽17采用插底管形式，分散液入槽前进料管处于液封状态，致使分散液降低与槽壁的撞击次数，大幅度减少分散液破乳，槽内采用精抛光双层不锈钢丝网充分过滤，实现反应釜18内导流过来的分散液中带破乳料的有效拦截。反应釜18具备出料条件，可打开反应釜出料切断阀25，待分散液过滤槽17内液位达到设定液位值后，自动关闭反应釜出料切断阀，分散液过滤槽液位26与反应釜出料切断阀25联锁实现对分散液过滤槽17液位的自动控制，同时对分散液过滤槽17液位设置高限值报警，待分散液过滤槽17液位达到高限设定值后，自控系统作出相应的报警指示，有效克服分散液过滤槽17溢料现象，实现对分散液的自动安全平稳进料。

单体槽10处于进料状态，可打开单体槽进料切断阀1，待单体槽10内液位达到设定值后，自动关闭单体槽进料切断阀1，单体槽液位计2与单体槽进料切断阀1联锁实现单体槽液位的自动控制，有效解决单体槽的准确进料计量问题，并对单体槽液位设置高限值报警，当单体槽进料量达到高限值，系统报警并有效提醒操作员，保障单体槽因手动投料量过大气相空间小造成很大程度上的安全隐患。

单体蒸发器15具备升温条件，可打开单体蒸发器进水切断阀14，对单体蒸发器15盘管外进行持续供应中温热水，待单体蒸发器15温度达到要求设定值后，自动关闭单体蒸发器进水切断阀14，单体蒸发器15温度与单体蒸发器进水切断阀14联锁实现单体蒸发器温度的自动控制，有效克服人工手动启泵，切换手动进水阀造成的温度不稳现象，影响后续单体的升压操作。

单体槽10具备升压条件，待单体蒸发器15温度达到工况要求后，可打开单体槽出料切断阀11和单体槽出料调节阀12，当单体槽10压力接近所需设定压力值后，自动关小或开大单体槽出料调节阀12，单体槽10压力与单体槽出料调节阀12联锁实现单体槽压力的自动控制，有效杜绝单体槽10出料阀以往采用手动操作带来的升压不稳的问题，手动阀操作频繁容易自聚堵塞，并带来一定的检修安全性问题，无需现场操作人员操作手动出料阀不但节约人工成本，很大程度上降低了人工劳动强度，同时压力远传可密切观察单体槽10的压力变化情况，及时采取必要性解决措施。

单体吸附器4增设热电阻5，可有效及时判断单体吸附器4内自聚情况，若出现自聚情况，单体吸附器4内硅胶带有自聚料，伴有升温现象，并设置了温度高限值报警，可及时预判，保障安全运行。同时设置了远传压力变送器6，可辨别单体吸附器4前后压差是否增大情况，避免单体吸附器4堵塞未能得到有效预判，及时作出相应措施，最终影响产品质量。

反应釜18反应前期，可打开反应釜进料切断阀7、反应釜进料调节阀9，对反应釜18进行投料操作，待反应釜18压力达到设定值后，自动关闭反应釜进料调节阀9，反应开始进入作压降状态，待压降达到工况时间范围内，自动开启反应釜进料调节阀9，待反应釜压力再次达到设定值后，自控程序自动切换至反应阶段，反应过程中自动启闭反应釜进料调节阀9，维持反应压力设定值，同时增设反应压力高限报警值，及时提醒反应釜压力情况，杜绝反应釜超压现象，保障设备及人员的安全性。通过单体槽10升压及其与反应釜18压差可将单体有效输送至反应釜18，单体槽10同时升压，反应釜18满足工况需求同时投料，有效解决手动操作时升压和投料难以兼顾的弊端，并在反应釜18进料管上设置了反应釜进料流量计8，实现对反应釜18进四氟乙烯量的准确控制。

原有单体槽多为人工手动投料、手动升压，手动阀的人工操作存在一定的安全隐患，反应釜多为手动掐表控制压降，存在一定的人工操作随机误差，本实用新型提供一种聚四氟乙烯分散树脂聚合自动化应用装置，可有效解决手动操作控温不稳的弊端，促进产品分子量分布的均匀性，最终提升产品质量，自动化的设置降低了人工操作强度，降本增效，同时提升了现场操作的可靠性与安全性。

以上所述仅是对本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。

设计图

一种聚四氟乙烯分散树脂聚合自动化应用装置论文和设计

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