【文章內(nèi)容簡介】 │品│ 引發(fā)劑 │ ├→┤ ├→│ ├→┤ │ ────→┤ │ │提│ │燥│ │包│ 分散劑 │合│ └─┘ │ │ │ │ ────→┤ │ │ │ │裝│ └─┘ └─┘ └─┘圖 PVC 生產(chǎn)流程示意框圖2．2．3．1 聚合反應(yīng)中技術(shù)對于聚合反應(yīng)工段中提高聚合質(zhì)量、對聚合反應(yīng)進行優(yōu)化、提高聚合反應(yīng)能力采取了聚合釜密閉技術(shù)、高溫熱脫鹽水技術(shù)和二次加水技術(shù)。（1）聚合釜密閉技術(shù) 是指周期性聚合生產(chǎn)中不需要開人孔清釜的技術(shù)，它能降低操作人員的勞動強度，減少 VCM 單耗和對環(huán)境的污染，在下一批次聚合生產(chǎn)時不需要抽真空脫除聚合釜內(nèi)空氣中的氧氣，減少了聚合輔助時間。要順利實現(xiàn)聚合釜密閉技術(shù)，必須解決聚合釜自動防粘釜噴涂技術(shù)，選用高效防粘釜劑，解決聚合釜自動水洗技術(shù)及聚合釜下料不完全的技術(shù)問題。密閉技術(shù)聚合釜放料最好采用泵輸送，在聚合釜放料結(jié)束時可以通過泵壓力或電流得出，這樣可避免放料不凈造成水洗廢料單耗高的問題。年產(chǎn) 1 萬噸 PVC 糊樹脂聚合工藝設(shè)計11此設(shè)計中聚合釜的密閉技術(shù)采用雙位防黏釜噴涂設(shè)備和雙位自動高壓水設(shè)備，可以防止聚合釜存在噴涂和水洗不到的死區(qū)而造成的 PVC 糊樹脂下一批料的質(zhì)量下降。（2）高溫熱脫鹽水技術(shù) 對于脫鹽水部分采用采用高溫熱脫鹽水技術(shù)，此技術(shù)在 VCM 聚合時不需升溫時間，縮短了聚合反應(yīng)輔助時間，同時由于脫鹽水溫度高，使得脫鹽水中氧氣含量減少，有助于縮短聚合時間。采用高溫熱脫鹽水技術(shù)時，引發(fā)劑必須使用水乳型引發(fā)體系，而且引發(fā)劑必須在最后加入，否則會導(dǎo)致 PVC 樹脂“魚眼”數(shù)增加，此設(shè)計中的引發(fā)劑由釜底加入，這樣加入比由釜頂加入更有利于引發(fā)劑在聚合體系的分散，避免局部過熱聚合，減少“魚眼”數(shù)。（3）二次注水技術(shù) VCM 聚合隨著反應(yīng)時間的進行，聚合釜內(nèi)物料體積不斷收縮，物料黏度不斷增大，在聚合末期體積比反應(yīng)前收縮 1/6。因此本設(shè)計采用二次注水技術(shù)，這樣做能提高反應(yīng)前加入 VCM/H2O 的比例，提高聚合釜生產(chǎn)強度；降低反應(yīng)過程中物料的黏度，提高聚合釜移熱能力。2．2．4 脫氣工序脫氣工序中主要設(shè)備是卸料槽，從聚合釜中過來的乳漿含有雜質(zhì)，必須要經(jīng)過卸料槽進行排氣剝離，除去未反應(yīng)單體和雜質(zhì)。經(jīng)排氣剝離的乳漿固含量約為 40%，被送到乳漿貯槽中進行儲存；而未反應(yīng)單體則從槽上面消泡器出口進入回收工序，先后經(jīng)過乳漿回收槽、VCM 氣體回收槽，除去單體上所帶的雜質(zhì)后，由回收 VCM 氣體真空泵輸送到回收 VCM 氣體密封水槽中進行處理，之后送到氣柜重新利用。VCM 回收系統(tǒng)工藝流程見圖  聚合釜排氣 ┌─┐ ┌─┐ ┌─┐  ─────→┤ │ │水│ │ │  混合槽排氣 │氣│壓縮機│ │氣│液│  ─────→┤ ├──→┤分├→┤ ├→───→ 氣 提 汽 │柜│ │ │ │化│ (N VCM) ─────→┤ │ │離│ │ │  └─┘ └┬┘ └┬┘ │ │液 ↓ ↓  ┌┴┐ VCM 貯槽  │水│ └─┘ 氣提安徽建筑工業(yè)學院本科生課程設(shè)計12圖 VCM 回收系統(tǒng)工藝流程圖2．2．4．1 壓縮冷凝法回收 VCM 氣體脫除 PVC 漿料中 VCM 的方法可用直接回收的法，就是將未反應(yīng)的 VCM氣體直接回收至氣柜，PVC 漿料在回收槽中用壓縮空氣對漿料中殘留的大量VCM 進行脫除，氣體直接放空，污染環(huán)境。本設(shè)計采用壓縮冷凝法回收未反應(yīng)的 VCM 氣體。壓縮冷凝方法是將未反應(yīng)的 VCM 氣體直接送入壓縮機，壓縮后的氣體經(jīng)冷凝器， VCM 氣體壓力高于冷凝器入口壓力時，直接進入冷凝器冷凝，冷凝后液體 VCM 靠液位差直接流入回收至單體貯槽備用，冷凝器中不凝性氣體直接排放，排放的尾氣中大約含 VCM 15%。漿料經(jīng)汽提脫除的未反應(yīng) VCM 后直接回收至氣柜，經(jīng)汽提后PVC 漿料中殘留的 VCM 質(zhì)量分數(shù)由 4001000μg/g 降至 10μg/g，這樣使 PVC樹脂中的 VCM 含量大大降低。回收貯槽中的廢水定期排放于廢水貯槽中，經(jīng)單獨汽提處理后再排放。聚合釜入料時，回收的 VCM 與新 VCM 按規(guī)定比例混合使用。該回收裝置可同時回收漿料汽提塔頂?shù)?VCM 氣體。此種技術(shù)可以縮短工藝路線、減少設(shè)備和回收時間。2．2．5 干燥工序本設(shè)計中由汽提工序來的 PVC 漿料連續(xù)送入離心機進行干燥。干燥工段主要有糊樹脂干燥和干料研磨兩個階段。首先，膠乳通過膠乳過濾器和膠乳安全過濾器過濾，在霧化器中形成霧狀后進入干燥室，同時經(jīng)過濾后的空氣由泵打入空氣加熱器加熱后與蒸汽會合，進入干燥室，將膠乳汽化干燥。之后，純產(chǎn)品直接進入旋風分離器，而帶雜質(zhì)的膠乳經(jīng)過袋濾器后也進入旋風分離器。在旋風分離器中，氣體被排出，而固體通過振動篩后，不合格的產(chǎn)品流入粗料貯槽，合格的產(chǎn)品流入研磨料倉，進入研磨工序。產(chǎn)品進入研磨工序后，打開加料旋轉(zhuǎn)閥，膠乳干料進入研磨機，先分選后研磨，研磨成粉末狀固體顆粒后進入第二袋濾器，過濾后進入成品料倉儲備，經(jīng)旋轉(zhuǎn)加料器進入小料筒，然后用包裝機進行包裝成袋裝產(chǎn)品。目前，國內(nèi) PVC 生產(chǎn)主要采用氣流加旋風干燥技術(shù)和高效組合旋流干燥技術(shù)。高效組合旋流干燥技術(shù)在節(jié)能方面比氣流加旋風干燥技術(shù)又有進一步的提高，節(jié)能達 25%，空氣用量減少約 20%，產(chǎn)生的尾氣量和粉塵量也相應(yīng)減少。年產(chǎn) 1 萬噸 PVC 糊樹脂聚合工藝設(shè)計132．3 主要物料2．3．1 主要物料介紹(1) 水 要求聚合體系中用的水為去離子水，因為離子特別是鈉離子會影響保護膠體等添加劑的作用，并影響最終聚合物性能，使體積電導(dǎo)率下降；(2) 保護膠體（分散劑） 在懸浮聚合中使用的保護膠體有兩大類：主分散劑和輔助分散劑。主分散劑的主要作用是控制產(chǎn)品粒徑，同時也會影響空隙率和其他形態(tài)學性能。對 PVC 的要求是殘余 VCM 盡量低，同時盡量容易吸收增塑劑，這就要求 PVC 粒子具有更高且更均一的孔隙率，在加入主分散劑的同時，配入輔助分散劑，可以滿足這樣的要求；(3) 穩(wěn)定劑 其作用主要是在 PVC 樹脂熱加工過程吸收分解產(chǎn)生的 HCl，以避免 HCl 進一步催化樹脂分解；消除反應(yīng)生成的自由基或與生成的雙鍵加成，從而消除共軛雙鍵體系。其次是聚氯乙烯塑料制品使用過程中防止或延緩老化過程。在熱加工過程中產(chǎn)生穩(wěn)定作用的稱為熱穩(wěn)定劑；(4) 增塑劑 是難以揮發(fā)的小分子化合物。用于聚氯乙烯的增塑劑必須能夠擴散進入聚氯乙烯大分子之間，并且可與聚氯乙烯混溶。所以對聚氯乙烯增塑劑的分子結(jié)構(gòu)要求是：含有極性集團，但極性不能過強；含有可極化的集團如苯基；還含有適當斂長的非極性集團；(5) 填充料 在 PVC 中加入某些無機填料作為增量劑，以降低成本，同時提高某些物理機械性能（如硬度、熱變形溫度、尺寸穩(wěn)定性與降低收縮率） ，增加電絕緣性和耐燃性。2．3．2 影響PVC樹脂質(zhì)量的主要因素種子膠乳的質(zhì)量直接影響著PVC的反應(yīng)，繼而影響樹脂質(zhì)量。種子粒徑過大或過小都會影響聚合反應(yīng)的平穩(wěn)進行，造成反應(yīng)波動大，難于控制，嚴重時會出現(xiàn)破乳，有時在使用某批種子的生產(chǎn)過程中未出現(xiàn)上述不良現(xiàn)象，但生產(chǎn)出的樹脂的B型黏度偏高(或個別超標)，這主要是由于本批種子的內(nèi)在質(zhì)量稍差，造成膠乳中大小粒匹配不合理，使樹脂的糊黏度升高。2．3．3 膠乳粒子的分布對PVC樹脂質(zhì)量的影響安徽建筑工業(yè)學院本科生課程設(shè)計14種子乳液法生產(chǎn)的成品膠乳的粒徑是呈雙峰分布的，大小粒子的粒徑分布是否合理是評價成品膠乳內(nèi)在質(zhì)量的一項重要指標，所以在使用品質(zhì)較好的種子的前提下，還要嚴格控制好初始乳化劑的加入量，只有兩者的使用量合理匹配，才能生產(chǎn)出質(zhì)量較好的PVC樹脂。前期不反應(yīng)或反應(yīng)極弱對PVC樹脂質(zhì)量的影響 聚合反應(yīng)前期不反應(yīng)或反應(yīng)極弱現(xiàn)象在以往也曾出現(xiàn)過，但屬于極個別的現(xiàn)象，沒對生產(chǎn)造成較大的影響，可自2022年下半年以來，不反應(yīng)現(xiàn)象十分嚴重，表現(xiàn)為人孔投入所需助劑及種子后，再加入單體0．8～1．2 m 3后，開始加入催化劑，當加入 40 L催化劑后反應(yīng)釜仍沒出現(xiàn)反應(yīng)熱，甚至為負值(正常時加入30 L催化劑就開始反應(yīng))，然后采用補加Cu劑的方法促使反應(yīng)進行，這樣使聚合反應(yīng)后期溫度波動很大，反應(yīng)溫度不好控制，峰溫偏低，吹除壓力高，個別釜次還出現(xiàn)破乳現(xiàn)象，回收過程中帶料嚴重，膠乳黏稠，打料困難，干燥的樹脂B型黏度超標。瞬時乳化劑加入量對PVC樹脂質(zhì)量的影響 在乳液聚合中乳液體系的穩(wěn)定性是非常重要的，乳化劑的加入量是否適宜將直接影響整個反應(yīng)體系的穩(wěn)定性。當乳化劑加入量過低時，僅部分膠乳粒子表面被乳化劑分子覆蓋保護，易造成大部分膠乳凝聚，甚至出現(xiàn)破乳情況；而乳化劑加入量過多又會造成反應(yīng)劇烈，不易控制，使小粒子數(shù)增多，粒徑分布不合理，同樣會影響樹脂質(zhì)量。干燥器出口溫度對PVC樹脂質(zhì)量的影響 膠乳在噴霧干燥過程中，若干燥器出口溫度過高，則形成的二次粒子凝集很牢固，從而造成樹脂在調(diào)糊過程中不易崩解為一次粒子或崩解速度較慢，從而導(dǎo)致糊性能差。2．3．4 相應(yīng)措施及對策對種子品質(zhì)的控制：在配方不改變的情況下，生產(chǎn)過程中時常出現(xiàn)種子粒徑重復(fù)性差及含固量不穩(wěn)定的現(xiàn)象，制定了如下措施：(1) 固定種子聚合釜避免由于變換聚合釜而造成種子粒徑重復(fù)性差；(2) 生產(chǎn)種子時由專人負責操作控制，避免由于操作人員控制手法不同而造成種子粒徑重復(fù)性差。年產(chǎn) 1 萬噸 PVC 糊樹脂聚合工藝設(shè)計152． 4 質(zhì)量指標和分析所有的 PVC 生產(chǎn)商都要對每一批產(chǎn)品測定一些列參數(shù)，這是常規(guī)質(zhì)量控制的一部分。這些參數(shù)包括 K 值、平均粒徑及其分布、表觀密度、空隙率、雜質(zhì)、分散性、顏色、熱穩(wěn)定性和 VCM 的殘留量。由于不同的生產(chǎn)廠家生產(chǎn)批量大小不同，漿料混合設(shè)備的復(fù)雜程度有差異，干燥車間料倉容積也有差別，所以很難給出典型的測試規(guī)范。采用大型壓力釜的現(xiàn)代生產(chǎn)廠，要對每一釜聚合物進行測試，另外還要測定干燥和混合后的產(chǎn)品，以作比較。