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聚合物合成工藝聚合物合成工藝1(優(yōu)選)聚合物合成工藝(優(yōu)選)聚合物合成工藝2夾套溫度控制曲線-曲線c生產(chǎn)中的配方很多,大體如下升溫到規(guī)定的溫度,加入引發(fā)劑,聚合反應(yīng)隨即開(kāi)始。聚合溫度是反應(yīng)控制的重要因素,必需嚴(yán)格控制?!砻婊钚詣┮话憧刂品磻?yīng)溫度的波動(dòng)不超過(guò)±0.93m2/m3,35m3反應(yīng)釜的單位體積傳熱面積減少為1.排放單體后,聚合物漿液中未反應(yīng)單體含量仍達(dá)2%~3%改進(jìn)攪拌器的結(jié)構(gòu),增加釜內(nèi)的擾動(dòng),改進(jìn)傳熱效果2ClCH2CH2Cl2CH2=CHCl+2HCl引發(fā)劑的用量和品種對(duì)PVC聚合度的影響較小,但可以加速反應(yīng),主要用于調(diào)節(jié)反應(yīng)時(shí)間。41m2/m3,減少了27%。繼續(xù)延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間可提高轉(zhuǎn)化率;室溫下為液態(tài)的單體與水的共沸蒸出(汽提)提高反應(yīng)釜器壁的表面光潔度(如釜內(nèi)壁、溫度計(jì)套、擋板等處)懸浮聚合的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)總體上與乳液法相近工藝流程較短,設(shè)備要求相對(duì)簡(jiǎn)單反應(yīng)過(guò)程較易控制反應(yīng)體系中含有大量的水作為介質(zhì),體系的黏度較低,反應(yīng)產(chǎn)生的熱量易于除去。樹(shù)脂的純度比乳液法高三廢排放量比乳液法低夾套溫度控制曲線-曲線c懸浮聚合的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)3懸浮聚合的優(yōu)缺點(diǎn)缺點(diǎn)難以實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)聚合過(guò)程中分散問(wèn)題在連續(xù)聚合中較難解決。三廢排放量比本體法高產(chǎn)品的純度比本體法低典型流程單體+水+分散體系聚合回收固液分離干燥+引發(fā)劑篩分產(chǎn)品離心/過(guò)濾懸浮聚合的優(yōu)缺點(diǎn)缺點(diǎn)離心/過(guò)濾4懸浮聚合組分及要求
單體相包括單體和助劑單體要求具有一定的純度,且不溶于水(否則成為溶液聚合),在聚合狀態(tài)下呈液體狀態(tài)。助劑
引發(fā)劑―要求為油溶性引發(fā)劑分子量調(diào)節(jié)劑(鏈轉(zhuǎn)移劑)發(fā)泡劑(如EPS),如丁烷、戊烷、己烷對(duì)助劑的要求是純度高,且不能對(duì)反應(yīng)有不良影響(如阻聚),否則應(yīng)在聚合結(jié)束后加入。
懸浮聚合組分及要求單體相包括單體和助劑5水溶液相水溶液相組成水+分散劑+助分散劑等水質(zhì)要求(見(jiàn)P41)水在反應(yīng)過(guò)程中主要起分散介質(zhì)和傳熱介質(zhì)的作用,作為分散介質(zhì),其純度對(duì)反應(yīng)過(guò)程和產(chǎn)品品質(zhì)有重要影響,主要的是水中含有的各種離子和機(jī)械雜質(zhì),使用時(shí)需凈化,接近“純水”。主要質(zhì)量指標(biāo)pH值6~8外觀無(wú)肉眼可見(jiàn)懸浮物硬度≤5(或Ca2+、Mg2+等離子含量達(dá)標(biāo))水溶液相水溶液相組成水+分散劑+助分散劑等6分散劑及其種類(lèi)A.水溶性聚合物合成聚合物半合成聚合物天然聚合物(已較少采用)半合成聚合物主要為纖維素的醚類(lèi)改性物甲基纖維素(MC)羥乙基纖維素(HEC)羥丙基纖維素(HPC)乙基羥乙基纖維素(EHEC)分散劑及其種類(lèi)A.水溶性聚合物7分散劑及其種類(lèi)合成聚合物PVA主要的規(guī)格有1788(DP1700~2000,醇解度75~90)和1799型(DP1700~2000,醇解度85~99)SMA鈉鹽(苯乙烯馬來(lái)酸酐共聚物的鈉鹽)聚丙烯酸鈉環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙烷共聚物水溶性聚合物的分散作用機(jī)理聚合物中含有兩親性基團(tuán),在聚合物或單體液滴的表面形成保護(hù)液膜。其中,親水基團(tuán)朝向水相,親油基團(tuán)朝向液滴。分散劑及其種類(lèi)合成聚合物8分散劑及其種類(lèi)
B.無(wú)機(jī)粉末非水溶性超細(xì)無(wú)機(jī)粉末MgCO3CaCO3BaCO3滑石粉Ca3(PO4)2SiO2分散劑及其種類(lèi)B.無(wú)機(jī)粉末9分散作用機(jī)理吸附在液滴的表面形成隔離層,起到分散的作用。在一定范圍內(nèi),粒徑越細(xì),顆粒越規(guī)整,粒徑越均勻,其分散效果越好。可將兩種無(wú)機(jī)物同時(shí)加入反應(yīng)體系中,現(xiàn)場(chǎng)合成沉淀物以獲得高分散性的無(wú)機(jī)粉末。熱穩(wěn)定性好,可在150℃以上的溫度下使用,且可以被酸洗凈。制備高透明性樹(shù)脂時(shí)應(yīng)避免使用(以防少量的分散劑包裹進(jìn)樹(shù)脂內(nèi)部,影響透明度)。分散作用機(jī)理吸附在液滴的表面形成隔離層,起到分散的作用10懸浮聚合中的成珠過(guò)程示意圖攪拌
攪拌
粘合分散穩(wěn)定的分散狀態(tài)無(wú)機(jī)物的分散作用有機(jī)物的分散作用不穩(wěn)定的分散狀態(tài)懸浮聚合中的成珠過(guò)程示意圖攪拌攪拌粘合分散穩(wěn)定的無(wú)機(jī)物的11分散劑及其種類(lèi)C.助分散劑—表面活性劑降低表面張力,起調(diào)整顆粒形態(tài)和粒徑的作用用量一般較少,為0.001~0.01%(wtratio),否則易產(chǎn)生乳化現(xiàn)象。分散劑及其種類(lèi)C.助分散劑124.4懸浮聚合的工藝控制4.4.1單體純度(略)4.4.2水油比(液固比)水油比大傳熱好,反應(yīng)易控制,設(shè)備利用率低水油比小易出現(xiàn)放熱集中現(xiàn)象,設(shè)備利用程度提高,反應(yīng)難以控制。通常的配比1.0~2.51VC懸浮聚合1.5~2.51St低溫聚合1.4~1.61St高溫聚合2.8~3.014.4懸浮聚合的工藝控制4.4.1單體純度(略)134.4懸浮聚合的工藝控制4.4.3聚合溫度對(duì)下列參數(shù)等有重要影響反應(yīng)速率產(chǎn)物分子量產(chǎn)物的微觀結(jié)構(gòu)反應(yīng)過(guò)程分散劑的分散效果聚合溫度是反應(yīng)控制的重要因素,必需嚴(yán)格控制。
4.4懸浮聚合的工藝控制4.4.3聚合溫度1441m2/m3,減少了27%。1電石法合成工藝—乙炔路線反應(yīng)溫度波動(dòng)越小,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性越高。反應(yīng)溫度控制曲線-曲線b主分散劑控制顆粒的大小,即粒徑,主要采用PVA或纖維素的醚類(lèi)(HEC、HEPC等)引發(fā)劑―要求為油溶性引發(fā)劑因?yàn)閱误wVC聚合后會(huì)放出大量的熱量,為使反應(yīng)溫度恒定,在反應(yīng)開(kāi)始后夾套溫度必須低于反應(yīng)溫度,以便反應(yīng)熱通過(guò)夾套排出。1電石法合成工藝—乙炔路線單體-VC純度99.夾套溫度控制曲線-曲線cVC是致癌物質(zhì),PVC產(chǎn)品中單體殘留量要求低于105,甚至低于106主要通過(guò)控制反應(yīng)溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)因其表面無(wú)分散劑和乳化劑,故顆粒密實(shí),內(nèi)部孔隙率低,不易塑化,在加工制品中呈現(xiàn)為“白點(diǎn)”。繼續(xù)延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間可提高轉(zhuǎn)化率;去離子水pH5~8.4.4懸浮聚合的工藝控制4.4.4聚合時(shí)間一般控制在單體轉(zhuǎn)化率為90%左右,以此作為反應(yīng)時(shí)間控制的主要決定因素。因?yàn)檗D(zhuǎn)化率超過(guò)90%以后,反應(yīng)的速率明顯下降繼續(xù)延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間可提高轉(zhuǎn)化率;但相對(duì)來(lái)說(shuō),單位時(shí)間提高的幅度偏小故這時(shí)應(yīng)予以終止(加阻聚劑或降溫皆可)。41m2/m3,減少了27%。4.4懸浮聚合的工藝控制4.4154.5工藝過(guò)程與設(shè)備聚合設(shè)備多為反應(yīng)釜提高產(chǎn)量的主要措施是提高反應(yīng)器的容積裝置大型化帶來(lái)的問(wèn)題單位體積的傳熱面積減小,傳熱問(wèn)題以VC懸浮聚合用14m3反應(yīng)釜的單位體積傳熱面積為1.93m2/m3,35m3反應(yīng)釜的單位體積傳熱面積減少為1.41m2/m3,減少了27%。因此,必需采取一些措施。
4.5工藝過(guò)程與設(shè)備聚合設(shè)備16強(qiáng)化傳熱與傳質(zhì)的措施內(nèi)部增加帶夾套的折流擋板,以盡可能增加傳熱面積改進(jìn)攪拌器的結(jié)構(gòu),增加釜內(nèi)的擾動(dòng),改進(jìn)傳熱效果調(diào)節(jié)氣體的蒸發(fā)速度
借助物料的體外循環(huán)帶出部分熱量強(qiáng)化反應(yīng)釜夾套的傳熱效果如在夾套內(nèi)增設(shè)噴嘴、擾流擋板等擾流結(jié)構(gòu)強(qiáng)化傳熱與傳質(zhì)的措施內(nèi)部增加帶夾套的折流擋板,以盡可能增加傳17(優(yōu)選)聚合物合成工藝41m2/m3,減少了27%。PVC懸浮聚合工藝自動(dòng)控制曲線與分析但相對(duì)來(lái)說(shuō),單位時(shí)間提高的幅度偏小夾套溫度控制曲線-曲線c水溶性聚合物的分散作用機(jī)理夾套溫度控制曲線-曲線c難以實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)聚合過(guò)程中分散問(wèn)題在連續(xù)聚合中較難解決。反應(yīng)過(guò)程較易控制反應(yīng)體系中含有大量的水作為介質(zhì),體系的黏度較低,反應(yīng)產(chǎn)生的熱量易于除去。羥丙基纖維素(HPC)對(duì)下列參數(shù)等有重要影響41m2/m3,減少了27%。工藝過(guò)程與設(shè)備(優(yōu)選)聚合物合成工藝工藝過(guò)程與設(shè)備18氯乙烯懸浮聚合釜結(jié)構(gòu)示意圖氯乙烯懸浮聚合釜結(jié)構(gòu)示意圖19夾套溫度控制曲線-曲線c主要為脫單體+(汽提)+固液分離+干燥夾套溫度控制曲線-曲線c去離子水pH5~8.水在反應(yīng)過(guò)程中主要起分散介質(zhì)和傳熱介質(zhì)的作用,作為分散介質(zhì),其純度對(duì)反應(yīng)過(guò)程和產(chǎn)品品質(zhì)有重要影響,主要的是水中含有的各種離子和機(jī)械雜質(zhì),使用時(shí)需凈化,接近“純水”。終止劑自由基捕捉劑,如雙酚A、叔丁基鄰苯二酚、丙酮縮胺基硫脲(ATSC)。外觀無(wú)肉眼可見(jiàn)懸浮物引發(fā)劑的用量和品種對(duì)PVC聚合度的影響較小,但可以加速反應(yīng),主要用于調(diào)節(jié)反應(yīng)時(shí)間。“魚(yú)眼”主要是在水相中聚合而成的聚合物溫度是PVC生產(chǎn)中工藝控制的關(guān)鍵St高溫聚合2.水溶性聚合物的分散作用機(jī)理4.5.3后處理主要為脫單體+(汽提)+固液分離+干燥脫單體室溫下為氣態(tài)的單體減壓蒸出(閃蒸)室溫下為液態(tài)的單體與水的共沸蒸出(汽提)單體毒性大的還需進(jìn)一步進(jìn)行汽提(在水蒸汽的作用下,進(jìn)一步脫除單體、減少殘留)。夾套溫度控制曲線-曲線c4.5.3后處理20工藝過(guò)程與設(shè)備固液分離顆粒較大的珠狀緊密型樹(shù)脂過(guò)濾分離疏松型粉末或顆粒離心(機(jī))分離。干燥珠狀顆粒因?yàn)楹械闹皇潜砻嬗坞x水,易于干燥氣流干燥器含有結(jié)合水的物料使用沸騰床,以保證足夠的停留時(shí)間新型的干燥器有旋風(fēng)干燥器等。工藝過(guò)程與設(shè)備固液分離21懸浮法PVC干燥工藝過(guò)程懸浮法PVC干燥工藝過(guò)程224.6聚氯乙烯的懸浮聚合工藝4.6.1原料的合成路線4.6.1.1電石法合成工藝—乙炔路線①反應(yīng)式CaC2+H2OHC≡CH+Ca(OH)2HC≡CH+HClCH2=CHCl②VC氣相合成乙炔與干燥的HCl在氣體混合器中混合,然后進(jìn)入轉(zhuǎn)化器(轉(zhuǎn)化器為列管式固定床反應(yīng)器,內(nèi)部裝有吸附了HgCl2的活性碳顆粒)。洗滌反應(yīng)生成的VC氣體含有未反應(yīng)的HCl、C2H2和副產(chǎn)物乙醛、1,1二氯乙烷等。先經(jīng)水洗塔洗去HCl,再經(jīng)堿洗塔用10%的NaOH溶液洗去殘余的HCl和CO2。4.6聚氯乙烯的懸浮聚合工藝4.6.1原料的合成路線23乙烯氧氯化法生產(chǎn)VC—石油路線a.乙烯加成氯化CH2=CH2+Cl2ClCH2CH2Clb.乙烯的氧氯化反應(yīng)CH2=CH2+2HCl+1/2O2ClCH2CH2Cl+H2Oc.二氯乙烷裂解反應(yīng)2ClCH2CH2Cl2CH2=CHCl+2HCl總反應(yīng)式2CH2=CH2+Cl2+1/2O22CH2=CHCl+H2O其中后兩步是技術(shù)關(guān)鍵(詳細(xì)內(nèi)容和流程圖見(jiàn)P260,圖931,張慰盛版)。乙烯氧氯化法生產(chǎn)VC—石油路線a.乙烯加成氯化CH244.6.3PVC的懸浮聚合生產(chǎn)工藝主要原材料單體-VC純度99.98%以上去離子水pH5~8.5分散劑分為主、輔分散劑主分散劑控制顆粒的大小,即粒徑,主要采用PVA或纖維素的醚類(lèi)(HEC、HEPC等)輔助分散劑是用來(lái)調(diào)整或控制產(chǎn)物的孔隙率(吸油率),其成分為乳化劑,如脫水山梨醇單月桂酸酯。4.6.3PVC的懸浮聚合生產(chǎn)工藝主要原材料25主要原材料(續(xù))引發(fā)劑
主要為偶氮類(lèi)或過(guò)氧類(lèi),根據(jù)牌號(hào)和廠家不同,品種區(qū)別較大。AIVNLPOIPP終止劑自由基捕捉劑,如雙酚A、叔丁基鄰苯二酚、丙酮縮胺基硫脲(ATSC)。鏈轉(zhuǎn)移劑硫醇類(lèi),如巰基乙醇抗魚(yú)眼劑苯甲醚的叔丁基、羥基衍生物防黏釜?jiǎng)┍桨贰⑤祯?lèi)染料的混合溶液。常用引發(fā)劑主要原材料(續(xù))引發(fā)劑常用引發(fā)劑26VC懸浮聚合配方生產(chǎn)中的配方很多,大體如下水VC=1.11~1.4引發(fā)劑VC=0.04~0.051分散劑水=0.05%~0.30%1書(shū)中(P47)表41也給出了大致的配方VC懸浮聚合配方生產(chǎn)中的配方很多,大體如下27生產(chǎn)流程與流程圖(流程圖見(jiàn)P48,圖41)首先,將去離子水、分散劑以及除引發(fā)劑以外的各種助劑,經(jīng)計(jì)量后加入聚合釜中,然后加入計(jì)量的氯乙烯單體。升溫到規(guī)定的溫度,加入引發(fā)劑,聚合反應(yīng)隨即開(kāi)始。根據(jù)所生產(chǎn)的牌號(hào)不同,控制不同的反應(yīng)溫度。由于VC聚合時(shí)對(duì)溫度比較敏感(溫度影響鏈轉(zhuǎn)移和孔隙率),反應(yīng)溫度控制嚴(yán)格。一般控制反應(yīng)溫度的波動(dòng)不超過(guò)±0.2℃。生產(chǎn)流程與流程圖(流程圖見(jiàn)P48,圖41)28因其表面無(wú)分散劑和乳化劑,故顆粒密實(shí),內(nèi)部孔隙率低,不易塑化,在加工制品中呈現(xiàn)為“白點(diǎn)”。選擇新型鏈轉(zhuǎn)移劑并保持器壁的清潔,減少物料黏釜的發(fā)生。工藝流程較短,設(shè)備要求相對(duì)簡(jiǎn)單St高溫聚合2.夾套溫度控制曲線-曲線c然后送入單體剝離塔(又稱(chēng)汽提塔,圖938),用直接蒸汽吹除殘留單體。93m2/m3,35m3反應(yīng)釜的單位體積傳熱面積減少為1.抗魚(yú)眼劑苯甲醚的叔丁基、羥基衍生物提高反應(yīng)釜器壁的表面光潔度(如釜內(nèi)壁、溫度計(jì)套、擋板等處)引發(fā)劑的用量和品種對(duì)PVC聚合度的影響較小,但可以加速反應(yīng),主要用于調(diào)節(jié)反應(yīng)時(shí)間。夾套溫度控制曲線-曲線cVC是致癌物質(zhì),PVC產(chǎn)品中單體殘留量要求低于105,甚至低于106流程示意圖因其表面無(wú)分散劑和乳化劑,故顆粒密實(shí),內(nèi)部孔隙率低,不易塑化294.6.3.4PVC生產(chǎn)中的幾個(gè)問(wèn)題牌號(hào)控制
即聚合度的控制主要通過(guò)控制反應(yīng)溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)引發(fā)劑的用量和品種對(duì)PVC聚合度的影響較小,但可以加速反應(yīng),主要用于調(diào)節(jié)反應(yīng)時(shí)間。4.6.3.4PVC生產(chǎn)中的幾個(gè)問(wèn)題牌號(hào)控制30汽提工藝與重要性排放單體后,聚合物漿液中未反應(yīng)單體含量仍達(dá)2%~3%VC是致癌物質(zhì),PVC產(chǎn)品中單體殘留量要求低于105,甚至低于106反應(yīng)結(jié)束的物料應(yīng)進(jìn)行“單體剝離”操作或稱(chēng)之為“汽提”方法是自反應(yīng)釜送入將物料附有攪拌裝置的貯槽中初步脫除單體;然后送入單體剝離塔(又稱(chēng)汽提塔,圖938),用直接蒸汽吹除殘留單體。汽提工藝與重要性排放單體后,聚合物漿液中未反應(yīng)單體含量仍達(dá)231汽提塔結(jié)構(gòu)示意圖篩板塔汽提塔結(jié)構(gòu)示意圖篩板塔32主要為偶氮類(lèi)或過(guò)氧類(lèi),根據(jù)牌號(hào)和廠家不同,品種區(qū)別較大。反應(yīng)溫度波動(dòng)越小,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性越高。PVA主要的規(guī)格有1788(DP1700~2000,醇解度75~90)和1799型(DP1700~2000,醇解度85~99)生產(chǎn)中的配方很多,大體如下加水相阻聚劑(如Goodrich公司的NaBH4硼氫化鈉等)但相對(duì)來(lái)說(shuō),單位時(shí)間提高的幅度偏?。▋?yōu)選)聚合物合成工藝防止“魚(yú)眼”形成的原理就是在水相中減少VC的存在和防止它的聚合。乙烯氧氯化法生產(chǎn)VC—石油路線選擇新型鏈轉(zhuǎn)移劑并保持器壁的清潔,減少物料黏釜的發(fā)生。當(dāng)游離液態(tài)單體消失時(shí),壓力明顯下降(~0.調(diào)節(jié)氣體的蒸發(fā)速度借助物料的體外循環(huán)帶出部分熱量“魚(yú)眼”的控制“魚(yú)眼”主要是在水相中聚合而成的聚合物因其表面無(wú)分散劑和乳化劑,故顆粒密實(shí),內(nèi)部孔隙率低,不易塑化,在加工制品中呈現(xiàn)為“白點(diǎn)”。防止“魚(yú)眼”形成的原理就是在水相中減少VC的存在和防止它的聚合。具體的方法有A.改進(jìn)配方B.加水相阻聚劑(如Goodrich公司的NaBH4硼氫化鈉等)C.選擇新型鏈轉(zhuǎn)移劑并保持器壁的清潔,減少物料黏釜的發(fā)生。主要為偶氮類(lèi)或過(guò)氧類(lèi),根據(jù)牌號(hào)和廠家不同,品種區(qū)別較大?!棒~(yú)33防粘釜技術(shù)*反應(yīng)過(guò)程中,聚合物由于物理和化學(xué)原因附著于釜壁或攪拌器上,先形成薄層覆蓋物,然后變成沙粒狀沉積物,逐漸脫落進(jìn)入水中,形成魚(yú)眼。粘釜物影響傳熱和控制,進(jìn)而影響生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量防粘釜方法提高反應(yīng)釜器壁的表面光潔度(如釜內(nèi)壁、溫度計(jì)套、擋板等處)水相阻聚劑噴涂防黏釜?jiǎng)┩繉佑脽崴訜岽嬲羝訜岱勒掣夹g(shù)*反應(yīng)過(guò)程中,聚合物由于物理和化學(xué)原因附著于釜壁或34PVC懸浮聚合工藝自動(dòng)控制曲線與分析1)PVC懸浮聚合控制曲線PVC懸浮聚合工藝自動(dòng)控制曲線與分析1)PVC35壓力曲線-曲線a投料后進(jìn)行升溫,釜內(nèi)溫度升高,導(dǎo)致VC單體的壓力上升達(dá)設(shè)定溫度后,單體聚合,溫度要求恒定,釜內(nèi)壓力相對(duì)恒定(~1MPa)反應(yīng)后期(單體轉(zhuǎn)化率≥70%),游離液態(tài)單體量急劇減少,反應(yīng)釜內(nèi)的壓力開(kāi)始下降當(dāng)游離液態(tài)單體消失時(shí),壓力明顯下降(~0.6MPa)。曲線aa.壓力曲線;b.物料溫度;c.夾套溫度壓力曲線-曲線a投料后進(jìn)行升溫,釜內(nèi)溫度升高,導(dǎo)致VC單體的36反應(yīng)溫度控制曲線-曲線b產(chǎn)品聚合度與反應(yīng)溫度密切相關(guān)不同反應(yīng)溫度下,鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)程度不同,產(chǎn)品的聚合度不同。溫度是PVC生產(chǎn)中工藝控制的關(guān)鍵反應(yīng)溫度波動(dòng)越小,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性越高。反應(yīng)溫度波動(dòng)<±0.2℃。除起始階段物料溫度逐漸升高外,當(dāng)達(dá)到設(shè)定的反應(yīng)溫度后就維持一條近似水平的直線,直到反應(yīng)結(jié)束曲線ba.壓力曲線;b.物料溫度;c.夾套溫度反應(yīng)溫度控制曲線-曲線b產(chǎn)品聚合度與反應(yīng)溫度密切相關(guān)曲線ba37單體-VC純度99.2ClCH2CH2Cl2CH2=CHCl+2HCl珠狀顆粒因?yàn)楹械闹皇潜砻嬗坞x水,易于干燥氣流干燥器因其表面無(wú)分散劑和乳化劑,故顆粒密實(shí),內(nèi)部孔隙率低,不易塑化,在加工制品中呈現(xiàn)為“白點(diǎn)”。轉(zhuǎn)化率超過(guò)90%以后,反應(yīng)的速率明顯下降其中后兩步是技術(shù)關(guān)鍵(詳細(xì)內(nèi)容和流程圖見(jiàn)P260,圖931,張慰盛版)。HC≡CH+HClCH2=CHCl制備高透明性樹(shù)脂時(shí)應(yīng)避免使用(以防少量的分散劑包裹進(jìn)樹(shù)脂內(nèi)部,影響透明度)。氯乙烯懸浮聚合釜結(jié)構(gòu)示意圖41m2/m3,減少了27%。引發(fā)劑的用量和品種對(duì)PVC聚合度的影響較小,但可以加速反應(yīng),主要用于調(diào)節(jié)反應(yīng)時(shí)間。主分散劑控制顆粒的大小,即粒徑,主要采用PVA或纖維素的醚類(lèi)(HEC、HEPC等)夾套溫度控制曲線-曲線c反應(yīng)的溫度控制主要依靠夾套溫度的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)!夾套溫度控制曲線總體呈現(xiàn)先高后低,反應(yīng)后期又逐漸升高的特點(diǎn)為什么會(huì)有這種變化?曲線ca.壓力曲線;b.物料溫度;c.夾套溫度單體-VC純度99.夾套溫度控制曲線-曲線c反應(yīng)的38夾套溫度控制曲線-曲線c升溫階段
使釜內(nèi)物料達(dá)到設(shè)定的溫度,必須通過(guò)夾套使物料升溫,故這時(shí)夾套溫度較高。反應(yīng)初期
隨物料溫度升高并接近反應(yīng)溫度,夾套溫度逐漸下降甚至低于物料溫度。因?yàn)閱误wVC聚合后會(huì)放出大量的熱量,為使反應(yīng)溫度恒定,在反應(yīng)開(kāi)始后夾套溫度必須低于反應(yīng)溫度,以便反應(yīng)熱通過(guò)夾套排出。升溫段聚合初期自動(dòng)加速反應(yīng)后期夾套溫度控制曲線-曲線c升溫階段使釜內(nèi)物料達(dá)到設(shè)定的溫39夾套溫度控制曲線-曲線c自動(dòng)加速階段
PVC樹(shù)脂不溶于單體VC,但可吸收單體達(dá)27%(質(zhì)量),形成粘性凝膠,然后聚合反應(yīng)在凝膠內(nèi)進(jìn)行凝膠相內(nèi)鏈的活動(dòng)性降低,鏈終止速度減緩,聚合速度加快,即發(fā)生自動(dòng)加速現(xiàn)象。這時(shí)夾套溫度逐漸下降,以提高換熱能力,維持反應(yīng)溫度的穩(wěn)定。升溫段聚合初期自動(dòng)加速反應(yīng)后期夾套溫度控制曲線-曲線c自動(dòng)加速階段PVC樹(shù)脂不溶于單40因?yàn)閱误wVC聚合后會(huì)放出大量的熱量,為使反應(yīng)溫度恒定,在反應(yīng)開(kāi)始后夾套溫度必須低于反應(yīng)溫度,以便反應(yīng)熱通過(guò)夾套排出。加水相阻聚劑(如Goodrich公司的NaBH4硼氫化鈉等)在一定范圍內(nèi),粒徑越細(xì),顆粒越規(guī)整,粒徑越均勻,其分散效果越好。升溫到規(guī)定的溫度,加入引發(fā)劑,聚合反應(yīng)隨即開(kāi)始。夾套溫度控制曲線-曲線c但相對(duì)來(lái)說(shuō),單位時(shí)間提高的幅度偏小PVA主要的規(guī)格有1788(DP1700~2000,醇解度75~90)和1799型(DP1700~2000,醇解度85~99)生產(chǎn)中的配方很多,大體如下聚合物中含有兩親性基團(tuán),在聚合物或單體液滴的表面形成保護(hù)液膜。分子量調(diào)節(jié)劑(鏈轉(zhuǎn)移劑)01%(wtratio),否則易產(chǎn)生乳化現(xiàn)象。鏈轉(zhuǎn)移劑硫醇類(lèi),如巰基乙醇夾套溫度控制曲線-曲線c反應(yīng)后期反應(yīng)熱減少
當(dāng)轉(zhuǎn)化率≥80%后,單體數(shù)量明顯減少,聚合反應(yīng)速度逐漸下降。這時(shí)反應(yīng)熱逐漸減少,為維持反應(yīng)溫度恒定;需逐步提高夾套溫度,并使其逐漸接近物料反應(yīng)溫度。a.壓力曲線;b.物料溫度;c.夾套溫度因?yàn)閱误wVC聚合后會(huì)放出大量的熱量,為使反應(yīng)溫度恒定,在反應(yīng)41聚合釜的溫度控制方案示意圖*聚合釜的溫度控制-通過(guò)夾套的控制方案A冷卻水或蒸汽夾套閉路循環(huán)間接換熱聚合釜的溫度控制方案示意圖*聚合釜的溫度控制-通過(guò)夾套的控制42聚合物合成工藝聚合物合成工藝43(優(yōu)選)聚合物合成工藝(優(yōu)選)聚合物合成工藝44夾套溫度控制曲線-曲線c生產(chǎn)中的配方很多,大體如下升溫到規(guī)定的溫度,加入引發(fā)劑,聚合反應(yīng)隨即開(kāi)始。聚合溫度是反應(yīng)控制的重要因素,必需嚴(yán)格控制?!砻婊钚詣┮话憧刂品磻?yīng)溫度的波動(dòng)不超過(guò)±0.93m2/m3,35m3反應(yīng)釜的單位體積傳熱面積減少為1.排放單體后,聚合物漿液中未反應(yīng)單體含量仍達(dá)2%~3%改進(jìn)攪拌器的結(jié)構(gòu),增加釜內(nèi)的擾動(dòng),改進(jìn)傳熱效果2ClCH2CH2Cl2CH2=CHCl+2HCl引發(fā)劑的用量和品種對(duì)PVC聚合度的影響較小,但可以加速反應(yīng),主要用于調(diào)節(jié)反應(yīng)時(shí)間。41m2/m3,減少了27%。繼續(xù)延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間可提高轉(zhuǎn)化率;室溫下為液態(tài)的單體與水的共沸蒸出(汽提)提高反應(yīng)釜器壁的表面光潔度(如釜內(nèi)壁、溫度計(jì)套、擋板等處)懸浮聚合的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)總體上與乳液法相近工藝流程較短,設(shè)備要求相對(duì)簡(jiǎn)單反應(yīng)過(guò)程較易控制反應(yīng)體系中含有大量的水作為介質(zhì),體系的黏度較低,反應(yīng)產(chǎn)生的熱量易于除去。樹(shù)脂的純度比乳液法高三廢排放量比乳液法低夾套溫度控制曲線-曲線c懸浮聚合的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)45懸浮聚合的優(yōu)缺點(diǎn)缺點(diǎn)難以實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)聚合過(guò)程中分散問(wèn)題在連續(xù)聚合中較難解決。三廢排放量比本體法高產(chǎn)品的純度比本體法低典型流程單體+水+分散體系聚合回收固液分離干燥+引發(fā)劑篩分產(chǎn)品離心/過(guò)濾懸浮聚合的優(yōu)缺點(diǎn)缺點(diǎn)離心/過(guò)濾46懸浮聚合組分及要求
單體相包括單體和助劑單體要求具有一定的純度,且不溶于水(否則成為溶液聚合),在聚合狀態(tài)下呈液體狀態(tài)。助劑
引發(fā)劑―要求為油溶性引發(fā)劑分子量調(diào)節(jié)劑(鏈轉(zhuǎn)移劑)發(fā)泡劑(如EPS),如丁烷、戊烷、己烷對(duì)助劑的要求是純度高,且不能對(duì)反應(yīng)有不良影響(如阻聚),否則應(yīng)在聚合結(jié)束后加入。
懸浮聚合組分及要求單體相包括單體和助劑47水溶液相水溶液相組成水+分散劑+助分散劑等水質(zhì)要求(見(jiàn)P41)水在反應(yīng)過(guò)程中主要起分散介質(zhì)和傳熱介質(zhì)的作用,作為分散介質(zhì),其純度對(duì)反應(yīng)過(guò)程和產(chǎn)品品質(zhì)有重要影響,主要的是水中含有的各種離子和機(jī)械雜質(zhì),使用時(shí)需凈化,接近“純水”。主要質(zhì)量指標(biāo)pH值6~8外觀無(wú)肉眼可見(jiàn)懸浮物硬度≤5(或Ca2+、Mg2+等離子含量達(dá)標(biāo))水溶液相水溶液相組成水+分散劑+助分散劑等48分散劑及其種類(lèi)A.水溶性聚合物合成聚合物半合成聚合物天然聚合物(已較少采用)半合成聚合物主要為纖維素的醚類(lèi)改性物甲基纖維素(MC)羥乙基纖維素(HEC)羥丙基纖維素(HPC)乙基羥乙基纖維素(EHEC)分散劑及其種類(lèi)A.水溶性聚合物49分散劑及其種類(lèi)合成聚合物PVA主要的規(guī)格有1788(DP1700~2000,醇解度75~90)和1799型(DP1700~2000,醇解度85~99)SMA鈉鹽(苯乙烯馬來(lái)酸酐共聚物的鈉鹽)聚丙烯酸鈉環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙烷共聚物水溶性聚合物的分散作用機(jī)理聚合物中含有兩親性基團(tuán),在聚合物或單體液滴的表面形成保護(hù)液膜。其中,親水基團(tuán)朝向水相,親油基團(tuán)朝向液滴。分散劑及其種類(lèi)合成聚合物50分散劑及其種類(lèi)
B.無(wú)機(jī)粉末非水溶性超細(xì)無(wú)機(jī)粉末MgCO3CaCO3BaCO3滑石粉Ca3(PO4)2SiO2分散劑及其種類(lèi)B.無(wú)機(jī)粉末51分散作用機(jī)理吸附在液滴的表面形成隔離層,起到分散的作用。在一定范圍內(nèi),粒徑越細(xì),顆粒越規(guī)整,粒徑越均勻,其分散效果越好??蓪煞N無(wú)機(jī)物同時(shí)加入反應(yīng)體系中,現(xiàn)場(chǎng)合成沉淀物以獲得高分散性的無(wú)機(jī)粉末。熱穩(wěn)定性好,可在150℃以上的溫度下使用,且可以被酸洗凈。制備高透明性樹(shù)脂時(shí)應(yīng)避免使用(以防少量的分散劑包裹進(jìn)樹(shù)脂內(nèi)部,影響透明度)。分散作用機(jī)理吸附在液滴的表面形成隔離層,起到分散的作用52懸浮聚合中的成珠過(guò)程示意圖攪拌
攪拌
粘合分散穩(wěn)定的分散狀態(tài)無(wú)機(jī)物的分散作用有機(jī)物的分散作用不穩(wěn)定的分散狀態(tài)懸浮聚合中的成珠過(guò)程示意圖攪拌攪拌粘合分散穩(wěn)定的無(wú)機(jī)物的53分散劑及其種類(lèi)C.助分散劑—表面活性劑降低表面張力,起調(diào)整顆粒形態(tài)和粒徑的作用用量一般較少,為0.001~0.01%(wtratio),否則易產(chǎn)生乳化現(xiàn)象。分散劑及其種類(lèi)C.助分散劑544.4懸浮聚合的工藝控制4.4.1單體純度(略)4.4.2水油比(液固比)水油比大傳熱好,反應(yīng)易控制,設(shè)備利用率低水油比小易出現(xiàn)放熱集中現(xiàn)象,設(shè)備利用程度提高,反應(yīng)難以控制。通常的配比1.0~2.51VC懸浮聚合1.5~2.51St低溫聚合1.4~1.61St高溫聚合2.8~3.014.4懸浮聚合的工藝控制4.4.1單體純度(略)554.4懸浮聚合的工藝控制4.4.3聚合溫度對(duì)下列參數(shù)等有重要影響反應(yīng)速率產(chǎn)物分子量產(chǎn)物的微觀結(jié)構(gòu)反應(yīng)過(guò)程分散劑的分散效果聚合溫度是反應(yīng)控制的重要因素,必需嚴(yán)格控制。
4.4懸浮聚合的工藝控制4.4.3聚合溫度5641m2/m3,減少了27%。1電石法合成工藝—乙炔路線反應(yīng)溫度波動(dòng)越小,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性越高。反應(yīng)溫度控制曲線-曲線b主分散劑控制顆粒的大小,即粒徑,主要采用PVA或纖維素的醚類(lèi)(HEC、HEPC等)引發(fā)劑―要求為油溶性引發(fā)劑因?yàn)閱误wVC聚合后會(huì)放出大量的熱量,為使反應(yīng)溫度恒定,在反應(yīng)開(kāi)始后夾套溫度必須低于反應(yīng)溫度,以便反應(yīng)熱通過(guò)夾套排出。1電石法合成工藝—乙炔路線單體-VC純度99.夾套溫度控制曲線-曲線cVC是致癌物質(zhì),PVC產(chǎn)品中單體殘留量要求低于105,甚至低于106主要通過(guò)控制反應(yīng)溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)因其表面無(wú)分散劑和乳化劑,故顆粒密實(shí),內(nèi)部孔隙率低,不易塑化,在加工制品中呈現(xiàn)為“白點(diǎn)”。繼續(xù)延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間可提高轉(zhuǎn)化率;去離子水pH5~8.4.4懸浮聚合的工藝控制4.4.4聚合時(shí)間一般控制在單體轉(zhuǎn)化率為90%左右,以此作為反應(yīng)時(shí)間控制的主要決定因素。因?yàn)檗D(zhuǎn)化率超過(guò)90%以后,反應(yīng)的速率明顯下降繼續(xù)延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間可提高轉(zhuǎn)化率;但相對(duì)來(lái)說(shuō),單位時(shí)間提高的幅度偏小故這時(shí)應(yīng)予以終止(加阻聚劑或降溫皆可)。41m2/m3,減少了27%。4.4懸浮聚合的工藝控制4.4574.5工藝過(guò)程與設(shè)備聚合設(shè)備多為反應(yīng)釜提高產(chǎn)量的主要措施是提高反應(yīng)器的容積裝置大型化帶來(lái)的問(wèn)題單位體積的傳熱面積減小,傳熱問(wèn)題以VC懸浮聚合用14m3反應(yīng)釜的單位體積傳熱面積為1.93m2/m3,35m3反應(yīng)釜的單位體積傳熱面積減少為1.41m2/m3,減少了27%。因此,必需采取一些措施。
4.5工藝過(guò)程與設(shè)備聚合設(shè)備58強(qiáng)化傳熱與傳質(zhì)的措施內(nèi)部增加帶夾套的折流擋板,以盡可能增加傳熱面積改進(jìn)攪拌器的結(jié)構(gòu),增加釜內(nèi)的擾動(dòng),改進(jìn)傳熱效果調(diào)節(jié)氣體的蒸發(fā)速度
借助物料的體外循環(huán)帶出部分熱量強(qiáng)化反應(yīng)釜夾套的傳熱效果如在夾套內(nèi)增設(shè)噴嘴、擾流擋板等擾流結(jié)構(gòu)強(qiáng)化傳熱與傳質(zhì)的措施內(nèi)部增加帶夾套的折流擋板,以盡可能增加傳59(優(yōu)選)聚合物合成工藝41m2/m3,減少了27%。PVC懸浮聚合工藝自動(dòng)控制曲線與分析但相對(duì)來(lái)說(shuō),單位時(shí)間提高的幅度偏小夾套溫度控制曲線-曲線c水溶性聚合物的分散作用機(jī)理夾套溫度控制曲線-曲線c難以實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)聚合過(guò)程中分散問(wèn)題在連續(xù)聚合中較難解決。反應(yīng)過(guò)程較易控制反應(yīng)體系中含有大量的水作為介質(zhì),體系的黏度較低,反應(yīng)產(chǎn)生的熱量易于除去。羥丙基纖維素(HPC)對(duì)下列參數(shù)等有重要影響41m2/m3,減少了27%。工藝過(guò)程與設(shè)備(優(yōu)選)聚合物合成工藝工藝過(guò)程與設(shè)備60氯乙烯懸浮聚合釜結(jié)構(gòu)示意圖氯乙烯懸浮聚合釜結(jié)構(gòu)示意圖61夾套溫度控制曲線-曲線c主要為脫單體+(汽提)+固液分離+干燥夾套溫度控制曲線-曲線c去離子水pH5~8.水在反應(yīng)過(guò)程中主要起分散介質(zhì)和傳熱介質(zhì)的作用,作為分散介質(zhì),其純度對(duì)反應(yīng)過(guò)程和產(chǎn)品品質(zhì)有重要影響,主要的是水中含有的各種離子和機(jī)械雜質(zhì),使用時(shí)需凈化,接近“純水”。終止劑自由基捕捉劑,如雙酚A、叔丁基鄰苯二酚、丙酮縮胺基硫脲(ATSC)。外觀無(wú)肉眼可見(jiàn)懸浮物引發(fā)劑的用量和品種對(duì)PVC聚合度的影響較小,但可以加速反應(yīng),主要用于調(diào)節(jié)反應(yīng)時(shí)間?!棒~(yú)眼”主要是在水相中聚合而成的聚合物溫度是PVC生產(chǎn)中工藝控制的關(guān)鍵St高溫聚合2.水溶性聚合物的分散作用機(jī)理4.5.3后處理主要為脫單體+(汽提)+固液分離+干燥脫單體室溫下為氣態(tài)的單體減壓蒸出(閃蒸)室溫下為液態(tài)的單體與水的共沸蒸出(汽提)單體毒性大的還需進(jìn)一步進(jìn)行汽提(在水蒸汽的作用下,進(jìn)一步脫除單體、減少殘留)。夾套溫度控制曲線-曲線c4.5.3后處理62工藝過(guò)程與設(shè)備固液分離顆粒較大的珠狀緊密型樹(shù)脂過(guò)濾分離疏松型粉末或顆粒離心(機(jī))分離。干燥珠狀顆粒因?yàn)楹械闹皇潜砻嬗坞x水,易于干燥氣流干燥器含有結(jié)合水的物料使用沸騰床,以保證足夠的停留時(shí)間新型的干燥器有旋風(fēng)干燥器等。工藝過(guò)程與設(shè)備固液分離63懸浮法PVC干燥工藝過(guò)程懸浮法PVC干燥工藝過(guò)程644.6聚氯乙烯的懸浮聚合工藝4.6.1原料的合成路線4.6.1.1電石法合成工藝—乙炔路線①反應(yīng)式CaC2+H2OHC≡CH+Ca(OH)2HC≡CH+HClCH2=CHCl②VC氣相合成乙炔與干燥的HCl在氣體混合器中混合,然后進(jìn)入轉(zhuǎn)化器(轉(zhuǎn)化器為列管式固定床反應(yīng)器,內(nèi)部裝有吸附了HgCl2的活性碳顆粒)。洗滌反應(yīng)生成的VC氣體含有未反應(yīng)的HCl、C2H2和副產(chǎn)物乙醛、1,1二氯乙烷等。先經(jīng)水洗塔洗去HCl,再經(jīng)堿洗塔用10%的NaOH溶液洗去殘余的HCl和CO2。4.6聚氯乙烯的懸浮聚合工藝4.6.1原料的合成路線65乙烯氧氯化法生產(chǎn)VC—石油路線a.乙烯加成氯化CH2=CH2+Cl2ClCH2CH2Clb.乙烯的氧氯化反應(yīng)CH2=CH2+2HCl+1/2O2ClCH2CH2Cl+H2Oc.二氯乙烷裂解反應(yīng)2ClCH2CH2Cl2CH2=CHCl+2HCl總反應(yīng)式2CH2=CH2+Cl2+1/2O22CH2=CHCl+H2O其中后兩步是技術(shù)關(guān)鍵(詳細(xì)內(nèi)容和流程圖見(jiàn)P260,圖931,張慰盛版)。乙烯氧氯化法生產(chǎn)VC—石油路線a.乙烯加成氯化CH664.6.3PVC的懸浮聚合生產(chǎn)工藝主要原材料單體-VC純度99.98%以上去離子水pH5~8.5分散劑分為主、輔分散劑主分散劑控制顆粒的大小,即粒徑,主要采用PVA或纖維素的醚類(lèi)(HEC、HEPC等)輔助分散劑是用來(lái)調(diào)整或控制產(chǎn)物的孔隙率(吸油率),其成分為乳化劑,如脫水山梨醇單月桂酸酯。4.6.3PVC的懸浮聚合生產(chǎn)工藝主要原材料67主要原材料(續(xù))引發(fā)劑
主要為偶氮類(lèi)或過(guò)氧類(lèi),根據(jù)牌號(hào)和廠家不同,品種區(qū)別較大。AIVNLPOIPP終止劑自由基捕捉劑,如雙酚A、叔丁基鄰苯二酚、丙酮縮胺基硫脲(ATSC)。鏈轉(zhuǎn)移劑硫醇類(lèi),如巰基乙醇抗魚(yú)眼劑苯甲醚的叔丁基、羥基衍生物防黏釜?jiǎng)┍桨?、蒽醌?lèi)染料的混合溶液。常用引發(fā)劑主要原材料(續(xù))引發(fā)劑常用引發(fā)劑68VC懸浮聚合配方生產(chǎn)中的配方很多,大體如下水VC=1.11~1.4引發(fā)劑VC=0.04~0.051分散劑水=0.05%~0.30%1書(shū)中(P47)表41也給出了大致的配方VC懸浮聚合配方生產(chǎn)中的配方很多,大體如下69生產(chǎn)流程與流程圖(流程圖見(jiàn)P48,圖41)首先,將去離子水、分散劑以及除引發(fā)劑以外的各種助劑,經(jīng)計(jì)量后加入聚合釜中,然后加入計(jì)量的氯乙烯單體。升溫到規(guī)定的溫度,加入引發(fā)劑,聚合反應(yīng)隨即開(kāi)始。根據(jù)所生產(chǎn)的牌號(hào)不同,控制不同的反應(yīng)溫度。由于VC聚合時(shí)對(duì)溫度比較敏感(溫度影響鏈轉(zhuǎn)移和孔隙率),反應(yīng)溫度控制嚴(yán)格。一般控制反應(yīng)溫度的波動(dòng)不超過(guò)±0.2℃。生產(chǎn)流程與流程圖(流程圖見(jiàn)P48,圖41)70因其表面無(wú)分散劑和乳化劑,故顆粒密實(shí),內(nèi)部孔隙率低,不易塑化,在加工制品中呈現(xiàn)為“白點(diǎn)”。選擇新型鏈轉(zhuǎn)移劑并保持器壁的清潔,減少物料黏釜的發(fā)生。工藝流程較短,設(shè)備要求相對(duì)簡(jiǎn)單St高溫聚合2.夾套溫度控制曲線-曲線c然后送入單體剝離塔(又稱(chēng)汽提塔,圖938),用直接蒸汽吹除殘留單體。93m2/m3,35m3反應(yīng)釜的單位體積傳熱面積減少為1.抗魚(yú)眼劑苯甲醚的叔丁基、羥基衍生物提高反應(yīng)釜器壁的表面光潔度(如釜內(nèi)壁、溫度計(jì)套、擋板等處)引發(fā)劑的用量和品種對(duì)PVC聚合度的影響較小,但可以加速反應(yīng),主要用于調(diào)節(jié)反應(yīng)時(shí)間。夾套溫度控制曲線-曲線cVC是致癌物質(zhì),PVC產(chǎn)品中單體殘留量要求低于105,甚至低于106流程示意圖因其表面無(wú)分散劑和乳化劑,故顆粒密實(shí),內(nèi)部孔隙率低,不易塑化714.6.3.4PVC生產(chǎn)中的幾個(gè)問(wèn)題牌號(hào)控制
即聚合度的控制主要通過(guò)控制反應(yīng)溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)引發(fā)劑的用量和品種對(duì)PVC聚合度的影響較小,但可以加速反應(yīng),主要用于調(diào)節(jié)反應(yīng)時(shí)間。4.6.3.4PVC生產(chǎn)中的幾個(gè)問(wèn)題牌號(hào)控制72汽提工藝與重要性排放單體后,聚合物漿液中未反應(yīng)單體含量仍達(dá)2%~3%VC是致癌物質(zhì),PVC產(chǎn)品中單體殘留量要求低于105,甚至低于106反應(yīng)結(jié)束的物料應(yīng)進(jìn)行“單體剝離”操作或稱(chēng)之為“汽提”方法是自反應(yīng)釜送入將物料附有攪拌裝置的貯槽中初步脫除單體;然后送入單體剝離塔(又稱(chēng)汽提塔,圖938),用直接蒸汽吹除殘留單體。汽提工藝與重要性排放單體后,聚合物漿液中未反應(yīng)單體含量仍達(dá)273汽提塔結(jié)構(gòu)示意圖篩板塔汽提塔結(jié)構(gòu)示意圖篩板塔74主要為偶氮類(lèi)或過(guò)氧類(lèi),根據(jù)牌號(hào)和廠家不同,品種區(qū)別較大。反應(yīng)溫度波動(dòng)越小,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性越高。PVA主要的規(guī)格有1788(DP1700~2000,醇解度75~90)和1799型(DP1700~2000,醇解度85~99)生產(chǎn)中的配方很多,大體如下加水相阻聚劑(如Goodrich公司的NaBH4硼氫化鈉等)但相對(duì)來(lái)說(shuō),單位時(shí)間提高的幅度偏?。▋?yōu)選)聚合物合成工藝防止“魚(yú)眼”形成的原理就是在水相中減少VC的存在和防止它的聚合。乙烯氧氯化法生產(chǎn)VC—石油路線選擇新型鏈轉(zhuǎn)移劑并保持器壁的清潔,減少物料黏釜的發(fā)生。當(dāng)游離液態(tài)單體消失時(shí),壓力明顯下降(~0.調(diào)節(jié)氣體的蒸發(fā)速度借助物料的體外循環(huán)帶出部分熱量“魚(yú)眼”的控制“魚(yú)眼”主要是在水相中聚合而成的聚合物因其表面無(wú)分散劑和乳化劑,故顆粒密實(shí),內(nèi)部孔隙率低,不易塑化,在加工制品中呈現(xiàn)為“白點(diǎn)”。防止“魚(yú)眼”形成的原理就是在水相中減少VC的存在和防止它的聚合。具體的方法有A.改進(jìn)配方B.加水相阻聚劑(如Goodrich公司的NaBH4硼氫化鈉等)C.選擇新型鏈轉(zhuǎn)移劑并保持器壁的清潔,減少物料黏釜的發(fā)生。主要為偶氮類(lèi)或過(guò)氧類(lèi),根據(jù)牌號(hào)和廠家不同,品種區(qū)別較大?!棒~(yú)75防粘釜技術(shù)*反應(yīng)過(guò)程中,聚合物由于物理和化學(xué)原因附著于釜壁或攪拌器上,先形成薄層覆蓋物,然后變成沙粒狀沉積物,逐漸脫落進(jìn)入水中,形成魚(yú)眼。粘釜物影響傳熱和控制,進(jìn)而影響生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量防粘釜方法提高反應(yīng)釜器壁的表面光潔度(如釜內(nèi)壁、溫度計(jì)套、擋板等處)水相阻聚劑噴涂防黏釜?jiǎng)┩繉佑脽崴訜岽嬲羝訜岱勒掣夹g(shù)*反應(yīng)過(guò)程中,聚合物由于物理和化學(xué)原因附著于釜壁或76PVC懸浮聚合工藝自動(dòng)控制曲線與分析1)PVC懸浮聚合控制曲線PVC懸浮聚合工藝自動(dòng)控制曲線與分析1)PVC77壓力曲線-曲線a投料后進(jìn)行升溫,釜內(nèi)溫度升高,導(dǎo)致VC單體的壓力上升達(dá)設(shè)定溫度后,單體聚合,溫度要求恒定,釜內(nèi)壓力相對(duì)恒定(~1MPa)反應(yīng)后期(單體轉(zhuǎn)化率≥70%),游離液態(tài)單體量急劇減少,反應(yīng)釜內(nèi)的壓力開(kāi)始下降當(dāng)游離液態(tài)單體消失時(shí),壓力明顯下降(~0.6MPa)。
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