国内外反应釜现状及趋势聚合反应釜是聚氯乙烯聚合的关键设备，其性能直接决定了聚氯乙烯产量、质量及生产成本等。几十年来,国内外一直致力于聚合釜的研究工作,为聚氯乙烯树脂生产提供了一批又一批的新型聚合釜,极大地促进了聚氯乙烯产业的发展。69479

悬浮法聚氯乙烯聚合反应釜近年来最大的发展特点是大型化。增大聚合釜的容积可以提高产能,满足日益增长的聚氯乙烯树脂需求；在大型聚合釜中引入计算机控制,可以提高批次之间产品质量的稳定性,并且能降低消耗定额。

美国最大的悬浮法聚合釜的容积达到189m3；德国以复合钢板为材料的聚合釜达到200m3；日本继127m3釜之后,也开发了172m3大型聚合釜。国内锦西化工机械厂于1999年完成了70m3氯乙烯聚合釜的研制工作；2004年又成功研制了135m3聚合釜,并成功应用于齐鲁石化年产40万吨聚氯乙烯项目中,它的研制成功结束了我国大型聚氯乙烯聚合釜依赖进口的历史。在大型生产装置及成套工艺技术方面,北二化在吸收国外引进的70m3和106m3聚合釜装置技术的基础上,进行大胆创新和发展,开发出拥有自主知识产权的年产10万吨以上的聚氯乙烯全自动大型生产装置工艺技术,标志着我国在这方面的技术已经达到国际先进水平[1]。

圣保罗大学的Alvarez[2]等人对于连续聚合反应器的优化和控制做了深层的研究。其通过实时优化、模型预测控制、目标计算中的任意两层的协调通信来保证整个结构的稳定性，并且通过苯乙烯反应器模型模拟得出算法。他们提出来苯乙烯工艺的完整优化结构。最终得出的仿真结果表明了其鲁棒性和处理干扰的能力。

Mariano[3]等人研究发现聚合反应器中的等级转变的难题应当能够应对工艺扰动和操作条件模型参数的不确定性。在研究中同时进行不确定性过程和控制系统设计。工艺设计主要包括了反应器单元和引发剂类型的选择。控制系统设计主要涉及找到受控变量和操纵变量的最佳组合以及最佳控制器的调整参数。论文网

2 聚合反应釜的釜体设计

常用的反应釜的结构是由釜体、搅拌装置、传动装置、轴封所组成的。釜体又是主要由封头、筒体和夹套所组成。

张纯德[4]对于聚合釜的釜体材料选择做了研究，聚合釜通常采用的材料有碳钢搪玻璃,全不锈钢和复合钢板。搪玻璃釜固然有它的独特之处,如搪玻璃表面 光滑不易粘壁。从传热性能上比较,在无粘壁物情况下,复合钢板要较搪玻璃和全不锈钢好得多。从材料费用上比较,复合钢板的材料价格要比全不锈钢低得多。

余柏健[5]等人对于反应釜的封头形式做了研究。釜体可采用半球型封头，椭圆封头及平盖等各类型封头。对于容积（釜体内径）较大的高中压反应釜，常采用半球型封头，因其受力好，易布置管口。而容积较小的高中压反应釜，则常采用平盖封头或椭圆封头和容器法兰连接的结构。所以在本课题中将会采用标准椭圆封头。

蔡燕妮[6]对于夹套容器的结构型式做了研究，夹套容器的结构型式可分为普通整体夹套和蜂窝夹套。普通整体夹套应用非常广泛，是在工业搅拌设备上采用最早的一种夹套型式。这种夹套是在罐体的外面再套上一个直径稍大的容器。结构方便简单，基本上不需要维修，缺点是换热面积受到罐体几何形状的限制而不能做得太大。普通整体夹套按照夹套的包容面积分为全夹套容器(见图1a)和U形夹套容器(见图1b)，其中U形夹套容器是最常用的结构。蜂窝夹套通常有两种型式，一种是模压式种是模压式(见图2a)，它是在普通整体夹套的基础上，为了提高筒体的刚度和夹套的换热性能，在夹套筒体上压制成带圆孔的凹状蜂窝，