5.6.1  支座的选型与初步设计40

5.6.2  支座载荷的校核计算42

5.7  开孔与补强计算43

5.7.1  视镜的补强计算43

5.7.2  人孔的补强计算46

6  控制建模简介 47

6.1  数据对象的定义48

6.2  动画连接49

6.3  报警显示设计51

参考文献 52

致谢  54

1 绪论

本课题研究的意义

氯乙烯（VCM）的别名叫做乙烯基氯，它是一种应用于高分子化工的重要的单体。在聚氯乙烯（PVC）生产中，氯己烯的聚合过程是个非常重要的环节[1]。不同的行业生产需要不同型号的聚氯乙烯产品，而聚氯乙烯产品的型号主要是根据组成PVC的单体氯乙烯分子数的平均聚合度来进行划分的[2]。

聚合反应釜的设计与控制对氯乙烯的聚合度有直接关系，它是实现聚合反应的核心设备。聚合釜的设计和制造首先要以安全生产为前提，聚合釜的强度和刚度除了满足聚合要求外，还应留有一定裕量；其次，聚合釜应以满足聚合工艺为基础，传热部件高效，聚合过程稳定；最后，聚合釜应保证搅拌装置合理，树脂质量保证，表面镜面抛光，清釜涂布方便[3]。

聚合反应釜的温度与压力控制也是在安全生产环节中尤其重要的两个部分。在聚合反应中，如果温度变化1℃，那么PVC的分子量就会在上万内变化。而PVC产品相邻两个型号的分子量只相差几万，对应的聚合温度相差２-３℃，因此在PVC产品生产过程中，对聚合反应全过程中反应釜的反应温度有着非常严格的控制要求。

因此，从多方面对反应釜的结构设计及温度控制方案进行深入探讨研究，不断优化其自动化控制方案，在实际生产中意义深远也是本课题研究的意义所在[4]。

聚合反应釜的研究方向

聚合反应釜是聚氯乙烯生产线上的关键设备，它的性能好坏对PVC生产的量产与成本有着直接的影响，也影响着操作工人的身体健康。聚合反应釜的机械和连接结构、搅拌方法、安全性、控制系统等的合理设计至关重要。目前，国内PVC产业规模仍然保持着高速发展的势头，其使用范围随着社会的发展越来越广，需求量也在不断地增加。因此在大型化和控制上的先进化发展有着越来越高的需求[5]。聚合装置大型化和先进的除热手段、先进的防粘釜技术和聚合工艺密封化、计算机程序控制和故障判断处理技术、配方的改进和多种品牌树脂的开发均为国内外聚合技术发展的主要特点[6]。

聚合反应釜控制技术的现状

在我国，目前也出现了一些聚合反应釜智能控制器的研发与应用。早期的反应釜自动控制系统较为简单，大多是使用一些单元组合仪表组成位式控制装置，由于化学过程中存在较为严重的非线性和时滞性，这种简单的控制方式难以达到预期的控制精度，且往往因出现超调而导致失误[7]。后来有人使用PLC作为控制器，较大地提高了控制精度，但这种控制方式难以适用较复杂的过程控制，在通信和管理方面也存在很多缺陷。近年来，以微控制器或工业微机为核心的各种智能控制系统成为聚合反应釜过程控制的主流[8]。

2 罐体与夹套的设计

2.1 釜体DN、PN的确定

2.1.1 釜体DN的确定

查得文献《过程设备设计》中的表8-5可得到几类搅拌设备的筒体高径比如下表 2-1：

表2-1 四类搅拌设备筒体的高径比

种类 筒体内物料类型 高径比i

反应釜、混合槽、融解槽 液-液或液-固体系 1-1.3

反应釜、分散槽 气-液体系 1-2

聚合釜 悬浮液、乳化液 2.08-3.85

搅拌发酵罐 气-液体系 1.7-2.5

考虑到本次设计的搅拌釜是聚合反应釜，釜内物料是氯乙烯为液-固体系，因此选取的高径比为i=1.3。