氯磺化聚乙烯生產(chǎn)工藝技術(shù)_第1頁
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氯磺化聚乙烯生產(chǎn)工藝技術(shù)分析摘要:對(duì)國(guó)內(nèi)外氯磺化聚乙烯生產(chǎn)現(xiàn)狀及生產(chǎn)工藝技術(shù)進(jìn)行了分析和比較,指出連續(xù)溶液聚合技術(shù)是今后合成工藝技術(shù)的主導(dǎo),同時(shí)對(duì)氯磺化聚乙烯市場(chǎng)應(yīng)用情況做簡(jiǎn)要說明。氯磺化聚乙烯(簡(jiǎn)稱CSM)是聚乙烯經(jīng)氯化和氯磺化而制得的一類特種橡膠。因?yàn)樗哂袃?yōu)異的耐天候、耐熱、耐臭氧、耐化學(xué)品等特性,所以得到廣泛應(yīng)用,消耗量逐年增加,隨著高分子合成技術(shù)的進(jìn)步,高分子材料工業(yè)不斷發(fā)展,聚乙烯(PE)牌號(hào)也在不斷增加,結(jié)構(gòu)多樣化,使得氯磺化聚乙烯產(chǎn)品牌號(hào)也在增加,高門尼等特殊用途高品質(zhì)的新牌號(hào)氯磺化聚乙烯也隨之問世,市場(chǎng)應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛。它主要應(yīng)用于建筑材料、電子電氣、汽車工業(yè)制品、及救生器材、制鞋等其它領(lǐng)域。1氯磺化聚乙烯生產(chǎn)情況目前,世界CSM總生產(chǎn)能力約6.5萬t/a,而美國(guó)杜邦公司獨(dú)家生產(chǎn)能力約5.4萬t/a,占世界總產(chǎn)量的90%左右。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,過去曾經(jīng)開發(fā)研制或進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)的主要國(guó)家有:美國(guó)前蘇聯(lián)、日本、英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)和中國(guó)。其中美國(guó)占這一領(lǐng)域的壟斷地位,由于美國(guó)杜邦(Dupont)公司對(duì)該膠種的壟斷生產(chǎn),使得世界各大彈性體研發(fā)機(jī)構(gòu)及生產(chǎn)大公司忽略和放棄對(duì)該膠種的開發(fā)及生產(chǎn)。綜上所述,氯磺化聚乙烯生產(chǎn)處于相對(duì)穩(wěn)定平緩發(fā)展時(shí)期,對(duì)氯磺化聚乙烯工藝技術(shù)開發(fā)及新牌號(hào)開發(fā)還存在一定的發(fā)展空間。中國(guó)氯磺化聚乙烯與國(guó)外相對(duì)應(yīng)牌號(hào)的對(duì)照見表2氯磺化聚乙烯合成反應(yīng)機(jī)理2.1溶液法反應(yīng)機(jī)理溶液法生產(chǎn)氯磺化聚乙烯是將聚乙烯溶解溶劑中,在引發(fā)劑存在下,與氯氣和二氧化硫應(yīng)、或與氯氣和磺酰氯反應(yīng)、或單獨(dú)與磺酰氯反制造氯磺化聚乙烯。(1)PE直接與氯氣和二氧化硫反應(yīng)機(jī)理化學(xué)反應(yīng)式為:R+Cl2+SO2→RCl(SO2C+HCl引發(fā)劑分解:r—N=N—r→2r·+N2自由基反應(yīng)過程:游離基的轉(zhuǎn)移r·+R→R·+rR·+Cl2→RCl+Cl·R+Cl·→RCl+H·H·+Cl2→HCl+Cl·依r推·誰+雕Cl襲2關(guān)→泡rC交l姜+冶Cl肅·榴R懶+著Cl后·→們R捕·疑+嘆HC農(nóng)l滿SO普2尺+仔Cl宵2政→蜻SO淋2C微l2歪R葬·遼+注SO礦2C飽l2對(duì)睬→梅RS貨O2農(nóng)Cl辰+偏C立l鍵·頌游離薯基的棒終止專(雙拌基終蓋止)參:咐2驗(yàn)r窄·→暫r恭—尤r雹2共Cl抹·→庭Cl只2暴2R浮·→真R棕—葉R疲Cl歐·風(fēng)+搶R愚·→姻RC新l堪Cl弊·丸+要H熟·→葬HC食l攻(2卡)桌PE雁與柜氯氣救和磺爛酰氯拼反應(yīng)塵或單厲獨(dú)與告磺酰管氯反倉(cāng)應(yīng)機(jī)少理罪化學(xué)鞭反應(yīng)比式為惱:漠氯化銅反應(yīng)愁間R漏+堆Cl挨2宿→縫RC戰(zhàn)l細(xì)+棉HC揉l(xiāng)泰氯磺茅化反灰應(yīng)辰R荷+嘴S漁O2糊Cl屆2肝→茫RC駕l津+蒜SO敗2勝+貿(mào)HC脈l潔或年RS舒O2斥Cl陡+監(jiān)H丙Cl嗓引發(fā)做劑分圾解:姜r霸—第N珍=N鞠羞—伙r歡→周2r預(yù)·負(fù)+N邁2凍自由低基反委應(yīng)過要程:揀R望—?jiǎng)滺+現(xiàn)C獎(jiǎng)l怖·→揚(yáng)R拘·季+乘HC撲l主R睬·偶+奔Cl綱2動(dòng)→鼓R磨—掩Cl逆+赤C威l渴·希R幕·贈(zèng)+運(yùn)SO急2碑→聽R層—混SO蕩2銅·水RS斃O2驅(qū)·恒+鍵Cl絲2噸→敘RS絮O2接·鏡Cl陡+騙C揭l震·必R把·角+正SO赤2C誰l2劇乘→岔R率—頃Cl豪+飄S嗚O2賄Cl濾·息SO光2C陸l機(jī)·→摧SO都2鞋+暈Cl藍(lán)·暮2.羨2懶氣航固法扯反應(yīng)倆機(jī)理掃氣固井法反典應(yīng)合歉成氯?;腔拙垡议_烯是村以氯棒化聚臨乙烯雞顆粒嗓為原還料俘,C走l2磁和管S元O2墨為嫌反應(yīng)顏氣體找,晨紫外珍光引杜發(fā)反屠應(yīng)棋,其汽反應(yīng)加過程存可由奏以下?lián)窕Y反應(yīng)陸描述插。融自由唉基引糕發(fā):笨Cl先2渡→屈2C腰l波·忠匹RC陪l渡→嶼R拔·妨+填Cl怨·立氯磺棕化反牲應(yīng):夢(mèng)R魂·喚+異SO丘2排→帥RS雕O2鏈·鏟RS窄O2擇·低+興Cl蓄2匙→算RS魄O2踏Cl卡+托C棟l批·先R董·鏡+玩Cl胖2年→您RC多l(xiāng)狂+嗓Cl罩·問R至·詞+犁Cl司·→斑RC糞l滔Cl斗·逼+陽RH婚→改R駐·階+兵HC里l疫3蓮氯磺盒化聚責(zé)乙烯佩生產(chǎn)鄉(xiāng)工藝慚過程第分析借及比奶較偽3.耳1蜻氯廁磺化品聚乙源烯合逐成工留藝方搜法遮氯磺衡化聚貿(mào)乙烯壺合成挖工藝餅方法爐一般央分為且溶液公法、絞固相贏法兩傲種。炎3.予1.固1戲鐵溶液外法讀溶液乘法又波分為俯間歇做溶液糠法和最連續(xù)服溶液剩法。僻(1蒙)召間歇漂溶液息法基——獄—偶采用轟釜式啊反應(yīng)棒器爹,不世可連趣續(xù)化距間歇訓(xùn)溶液雀法又食可稱忌為鼓螞泡法闊,港是制宵造C畏SM饒的傳纖統(tǒng)方艘法走,美蕩國(guó)杜屋邦公顏司最吸早進(jìn)遺行生裝產(chǎn)躲“挽Hy慕pa獲lo勵(lì)n羨”忍時(shí)就注使用答這種棟方法舅。這物種方辨法是墨聚乙芽烯在麻加熱割加壓搖下溶皇于溶寇劑恐,在摸引發(fā)玻劑作區(qū)用下瘡,獻(xiàn)將氯庭氣和傍二氧機(jī)化硫華在接予近溶誰劑沸瓣點(diǎn)溫氏度鼓群入均瘦相聚竄乙烯憲(P帖E)賠溶液杜中泄,根教據(jù)生外產(chǎn)牌律號(hào)不瓦同打,調(diào)咳節(jié)氯止氣和框二氧銅化硫區(qū)的氣傅體流最量控跨制氯晴含量獅和硫逮含量執(zhí)。另晃外皺該方恰法生箏產(chǎn)高俗密度姻聚乙狐烯(鄭HD父PE挺)牌伸號(hào)時(shí)責(zé),孩由于辭HD拔PE誤溶解蕩性差料,撞可先棵高溫剖溶解研預(yù)氯則化后易再通慧入氯窄氣和笑二氧隊(duì)化硫底混合令氣體斬,尋在溶傳劑常令壓沸足點(diǎn)下考,敬再進(jìn)墓行氯苗磺酰從化反沈應(yīng)。娘其常逆使用衰的溶狐劑為前四氯側(cè)化碳旅、三跳氯甲論烷、慰二氯尖乙烷睜、三誓氯乙抓烷、絮氯苯謊及二揀氯苯娘等曾,但晃較理捧想的北溶劑捆是四歸氯化濤碳。褲引發(fā)籮劑一逆般可那選用著偶氮刷二異裂丁腈涉、氯梳醛二幕過氧駁化物障、乙能酰環(huán)倡己基秋過氧攻化物蓋或羥哄甲基祥叔丁限基過屬氧化霸物王,間斯歇溶現(xiàn)液法跡合成忘C扣SM副缺擦點(diǎn)是洽氯磺惰?;瘧椃磻?yīng)扒只能同在較雷稀的蓄溶液笑中進(jìn)讀行癥,P振E的既最高摧允許還濃度躬僅為術(shù)4溉%蹤~5醉%君,因獲此溶激劑消晶耗量泥大、鼓能耗欺高、蹲生產(chǎn)丸效率應(yīng)低、憂二氧躲化硫腎利用醋率低懼。鍋(2蛾)餡連續(xù)迷溶液蠻法重①外采用杏管式脹反應(yīng)冶器攔,可白連續(xù)躺化連深續(xù)溶叫液法隙是在銳吡啶戶、喹將啉等掘胺化召物存刃在下較,惰使磺姻酰氯爆(S放O2砍Cl臂2)旬與溶磨解于耍有機(jī)召溶劑恐中的尿聚乙侵烯均皮相進(jìn)爆行氯公化和床氯磺盡化反悠應(yīng)紗,可祖通過四計(jì)算送量的霜磺酰朝氯(鐮SO井2C覆l2努)辦中氯腿全部份引入授P軌E敗鏈鋒,再委調(diào)節(jié)擱胺化良物或橡吡啶檢量確童定硫治的反倚應(yīng)速蕉率即前確定歸硫的雷含量蛛,帖這樣換通過荷一步飲反應(yīng)常即可癢生產(chǎn)觀出預(yù)羅期氯制和硫危含量隨的C嫩SM零。猶當(dāng)胺瓦化物膠濃度胡C彈薯≤道3.投5戴艦×蘋10湊m礎(chǔ)ol翁/L匆時(shí)蘋,北SO吉2C醒l2圖中勇硫的牌反應(yīng)贏產(chǎn)率夠與胺顆化物靜濃度煉關(guān)系槳應(yīng)符蝴合下根式:添Lg弱S=謹(jǐn)α×圖Lg隨C惠+β梯其中邁:S開為磺秩酰氯院中硫宜的轉(zhuǎn)余化率湯C鞭為胺維化物食的濃罷度快α槽、員β燕為常燥數(shù)舍,1總.0車<儲(chǔ)α坡<3顧.0葡、4桃.0貪<準(zhǔn)β嗚<1稅2.擁0擦該法詞與上耐述傳群統(tǒng)經(jīng)呈典方血法相版比其墊優(yōu)點(diǎn)跡是:摸反應(yīng)釘過程孔簡(jiǎn)單永,一鏡步反陳應(yīng)即肥可進(jìn)劣行,廁反應(yīng)近物濃狐度高搞(P若E濃畜度可鳴提高派到降15甘%腹,S警O2除Cl撓2述濃度怪可提觸高到潤(rùn)3微0京%)冠,踢反應(yīng)外時(shí)間鴉短可肉連續(xù)怠化,帽該法旋生產(chǎn)哭的絲CS刺M危產(chǎn)品握耐寒權(quán)性、著硫化購(gòu)膠物玉性、溪色澤唐及貯池存穩(wěn)幕定性革均優(yōu)階,據(jù)住報(bào)導(dǎo)竄,美慮國(guó)杜東邦公潤(rùn)司已蹦采用窄此法蒼生產(chǎn)攏C趴SM仰。允②談采用奶塔式族反應(yīng)篇器雀,可泳連續(xù)錯(cuò)化連京續(xù)溶眉液法撇是將杯SO伯2C側(cè)l2云和奏P社E溶某液混射合后仆從反餓應(yīng)器幫(塔地)頂嬌部加埋入坑,氯廢氣從添反應(yīng)新器底形部加凱入敗,根鏡據(jù)氯絡(luò)、硫凈含量渴設(shè)計(jì)亭計(jì)算顧反應(yīng)茅停留按時(shí)間錯(cuò)。再等確定咱反應(yīng)持器結(jié)盆構(gòu)物,反維應(yīng)速杏度可突通過寬加入嫩吡啶災(zāi)或喹卻啉等附胺化銅物來柿調(diào)節(jié)律,脂該方苗法對(duì)訴高、歲低密宋度聚營(yíng)乙烯跪均適臂用該襯方法匙特點(diǎn)元是操鉆作簡(jiǎn)蠶單印,生否產(chǎn)效獸率高嫂,歐生產(chǎn)壟牌號(hào)意廣泛脂。是米二步塞溶液跡法的說典型日,速該方央法缺味點(diǎn)是森氯氣理循環(huán)格量大上,鬧如果租工藝湖中可北將尾初氣進(jìn)花行循優(yōu)環(huán)利質(zhì)用去,該菜方法猶將具序有非辜常好熱的工困業(yè)化不發(fā)展煩前途乞。款3.康1.貌2蒙抬固相豈法叮固相君法合籌成氯猾磺化割聚乙交烯又今可分環(huán)為懸橡浮法晶和氣室固法滑兩種遺。仙(第1滿)膨懸圖浮法擋申——菊—貿(mào)筒式鵝反應(yīng)大器攪可連門續(xù)化蔑該方外法是身在帶讀有攪聾拌的說圓筒寨反應(yīng)陸器內(nè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