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水性涂料生产装置中多股分支准确计量配管设计
2018年11月30日    阅读量:1272    新闻来源:烟台万华化工设计院有限公司  |  投稿

在涂料行业,水性涂料是符合涂料产品向环境友好型方向发展的主流产品,开始逐步取代传统溶剂型涂料。随着国民对环保、健康的要求日益增长,水性涂料的市场也在快速发展。水性涂料生产属于精细化工范畴,原料、添加剂种类多,生产牌号多,间歇生产、配方复杂是其工艺的主要特点中国涂料在线coatingol.com。在实验室中经常称量加料,而在工业化装置中就需要经常计量配料。无论是作为溶剂的丙酮或工艺水,还是配好之后的原料,都会遇到一个流量计来计量去多个目标设备的情况。如何实现多股分支准确计量是工艺配管设计的难点。

 

1 工艺简介

宁波某新建水性涂料装置采用PUD 和PA 两种生产工艺,分别建有3 条生产线。PUD 以多元醇和水性异氰酸酯为主要原料,按阶段分别采用丙酮和工艺水为溶剂,主要分为预聚合、分散、后扩链、脱丙酮四步。PA 以丙烯酸酯类为主要原料,以工艺水为溶剂,主要分为预乳化、聚合、后处理三步。

 

2 确定共用分支

要采用同一个流量计用来准确计量不同的分支,首先要满足的条件是测量范围不能相差太大。从优先满足该要求的角度出发,应以功能单元进行分类。举例: 将去向3 条PUD 线的预聚合丙酮采用同一个流量计进行计量,计量范围一致可保证量程较小,精度有保证。但该方案忽视了每条线的独立性,如果两条线的同种设备同时需要进料,将无法实现,从而在工艺上留下了生产隐患。故需要先根据各条线来划分,再在线内根据测量范围相差不大的共用流量计。虽然增加了流量计数量,但满足了生产需要。从配管上考虑,减少了不同生产线之间的联系,也可以降低配管难度。

 

3 共用流量计多股分支方案

常见的共用流量计多股分支主要分为3 种方案: 全SV分支方案、全手阀分支方案、单SV 控制加分支手阀组合方案。其中全手阀方案与全SV 方案就准确计量要求基本一致。本装置PUD 工序采用的是全SV 分支方案,PA 工序采用的是单SV 控制加分支手阀组合方案。

3. 1 全SV 分支方案

全SV 分支方案可分为以下4 种基本情况,分别见图1,各方案分析见表1。


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分析可知: 方案( 1) 有进料时间限制时不可行。方案( 2) 在介质不允许积液时不可行。方案( 3) 不能实现精确计量。推荐使用方案( 4) 。延伸: 将方案( 1) ~ ( 4) 之间的任意组合,组合后的方案均不可行。

3. 2 单SV 控制加分支手阀组合方案

单SV 控制加分支手阀组合方案可分为以下4 种基本情况,分别见图2,各方案分析见表2。


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分析可知: 方案( 5) 有进料时间限制时不可行。方案( 6) 、( 7) 不能实现精确计量。方案( 8) 在介质不允许积液时不可行。

延伸: 将方案( 5) ~ ( 8) 之间的任意组合,组合后的方案均不可行。

 

4 选择方案

4. 1 PUD 工序选择方案

丙酮、工艺水由于其允许积液,方案( 1) 、( 2) 、( 4) 均可选择,考虑尽量减少釜周围配管的要求,基本选择了方案( 1) ,但对于分散釜所用的工艺水由于其有时间限制而选择方案( 2) 。

4. 2 PA 工序选择方案

HDI、TDI、HMDI 等不允许积液的介质选择了方案( 4) 。工艺水允许积液,选择了方案( 8) 。

 

5 结论

通过对全SV 分支方案和单SV 控制加分支手阀组合方案进行分析,结果表明采用共用流量计来计量多股分支是可行的。方案的选择受设备布置、介质特性、配管空间限制。


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