《聚合工艺简介》PPT课件.ppt

聚氯乙烯车间简介 西山事业部聚氯乙烯车间分为新聚合、老 聚合、新包装和老包装四个工序。新聚合具 有70m3聚合釜3台，老聚合具有30m3聚合釜 8台，生产SG-5型聚氯乙烯树脂（型材、板 材、管材），年生产聚氯乙烯17.5万吨。 我厂聚合生产工艺采用的是悬浮聚合。 悬浮聚合就是指单体在分散剂、搅拌等作用 下均匀分散、悬浮在无离子水中，在适当温 度、引发剂加入条件下进行的聚合反应。 一、基础知识 1、什么是聚合反 应？常见的聚合反应 主要分为哪几种？ 聚合反应是由单体合成聚合物的反应过 程。 有聚合能力的低分子原料称为单体，分 子量较大的聚合原料称为大分子单体。 若单体聚合生成分子量较低的低聚物， 则称为齐聚反应，产物称为齐聚物。一 种单体的聚合反应称为均聚合反应，产 物称为均聚物；两种或两种以上的单体 参加聚合反应，则称为共聚反应，聚合 产物称为共聚物。 2、我厂生产的PVC工艺 采用悬浮聚合方法。 什么是悬浮聚合？ 悬浮聚合是指：将液态的VCM在 搅拌的作用下被分散成细小液滴 ，悬浮于水或其他介质中，通过 分散剂、引发剂的作用下进行的 聚合反应。 3、什么是聚氯乙烯？ 图片 聚氯乙烯（Polyvinyl Chloride）,简称 PVC。是通过氯乙烯单体聚合而成的热 塑性高聚物。1838年，法国化学家最早 对氯乙烯单体进行报道，1918年制得 PVC聚合物。 工艺生产主要采用悬浮法、乳液法、本 体法和溶液法以及衍生发展的微悬浮法 等。外观是一种白色的无定形粉末，密 度是1.35-1.45g/cm3，表观密度为0.45- 0.65g/cm3 4、聚氯乙烯有 什么用途呢？ 聚氯乙烯按照国标共分为SG1-8八种型号 具体用途如下： PVC-SG1：高级电绝缘材料。 PVC-SG2：电绝缘材料，薄膜，一般软制品。 PVC-SG3：电绝缘材料，农用薄膜，人造革表面皮，全塑凉 鞋。 PVC-SG4：工业、农业薄膜、软管，人造革高强度材料。 PVC-SG5：透明制品，硬管，硬片，单丝，套管，型材。 PVC-SG6：唱片，透明片，硬片，焊条，纤维，过氧乙烯 PVC-SG7：瓶子，透明片，硬质注塑管件。 PVC-SG8：软片，硬片，医用注塑品，软包装。 5、聚氯乙烯生 产工艺流程简介 聚 合 釜 无离子水 分散剂 引发剂 终止剂 汽 提 塔 M 蒸汽 蒸汽 过筛 螺旋板换热器 干燥床 去 包 装 氯乙烯单体 图-1 制表人：张作岐 制表时间：2010年9月25日 工艺流程 6、从以下三个方面进行聚合 反应学习 （1）工艺反应机理 （2）聚合反应主要设备 （3）聚合反应原辅材料 PVC悬浮聚合反应机理 工业VC悬浮聚合按自由基聚合机理进行，包 括链引发、链增长、链转移和链终止等基元反 应 （1）链引发：是形成单体自由基活性中心的 反应，通常包括引发剂均裂形成初级自由基R 和初级自由基与VC加成形成的单体自由基。 (2)链增长：链引发阶段形成的单体自由基， 不断地加成单体分子，构成链增长反应。 （3）链终止：增长的活性链带有独电子，当 两个链自由基相遇时，独电子消失而使链终 止。 （4）链转移：分为向单体链转移、向高聚物 链转移。地转化率时以向单体链转移为主， 形成端基双键聚氯乙烯。转化率高时以向高 聚物转移，易形成支链高聚物。 设备： 聚合釜系统： 1、悬浮聚合对聚合釜的要求 聚合釜是PVC生产的主要核心设备，聚合釜 的设计首先要以安全生产为前提，聚合釜的 刚度、强度除了要满足要求外还要有一定的 余量。其次聚合釜应以满足工艺为基础，传 热部件高效、聚合过程稳定；搅拌装置合理 。树脂质量有保证；便面镜面抛光，清釜涂 布方便。 2、聚合釜主要型号 30m3、70m3、108m3、115m3、130m3、 200m3等 外夹套、内夹套 图片 2、PVC树脂浆料的汽提系统 在VC悬浮聚合生产过程中，当转化率达到 85%-90%时，PVC树脂颗粒形态、疏松程度 及结构性能处于较好的状态,此时即可加入终 止剂结束聚合反应。但是由于氯乙烯树脂颗 粒的溶胀和吸附作用，使聚合出料浆料中仍 含有2%-3%的单体，及时按照通常的单体回 收工艺进行处理，也还残留1%-2%的单体 汽提塔 溢流堰板塔、筛板塔 图片 原理：蒸汽与浆料逆向接触，传质传热、孔 径 干燥系统 干燥阶段：离心机干燥，水份含有20-30% 干燥管瞬时干燥、干燥床干燥，最后通过旋 风分离器进行分离，旋振筛下料。 流化干燥床干燥 一、离心机 图片 工作原理：电机通过V型皮带驱动旋转轴,以 2000-3000r/min的高速旋转，借行摆线针轮 减速器，使转筒与螺旋之间存在同方向的转 速差，即螺旋转速稍快于转鼓，但两者方向 相同。浆料由加料管加入转鼓内，由于高速 旋转的离心力，比重大的固体颗粒沉降与转 鼓内面，并由相对运动的螺旋，推向圆锥部 分的卸料口排出，而母液则由圆筒部分另一 端的溢流堰口处排出。 流化干燥床 沸腾干燥床属于流态化过程，干燥热空气自 下而上通过干燥床分布板上的小孔与分布板 上的物料进行充分的混合，颗粒悬浮在上升 的气流中。在沸腾床中颗粒在热空气中上下 翻动，彼此碰撞和混合，气固间进行充分的 传热和传质，以达到干燥的目的。 压缩冷凝系统 我单位采用古德里奇回收技术。未反应的VC 气体经泡沫扑集器脱析泡沫后，当VC压力高 于回收冷凝器压力时，直接进入冷凝器进行 冷凝，第一冷凝器、第二冷凝器。（高压回 收） 当回收压力等于或者低于回收冷凝器压力时 ，回收VC经压缩机压缩后在进入冷凝器冷凝 。 三、聚合反应原辅材料介绍 一、无离子水： 水相是影响PVC颗粒形态的主要因素，此外 还作为传热介质，水与单体质量比一般在3： 1-1：1之间，尽量降低水油比在保证质量的 前提下。 硬度：（水中金属阳离子），过高会影响产 品的电绝缘性和热稳定性。 氯根（水中阴离子）过高，对分散剂体系造 成破坏 PH过高过低均对分散剂体系造成严重影响。 我车间无离子水指标为 PH 6.5-8.5 硬度 0.03mmol/l 氯根 5.0mmol/l 氯乙烯单体： 是悬浮聚合的主要原材料，对其纯度要求相 当高，一般纯度应大于99.9%。 我单位规格： 纯度大于等于99.98%，高低沸物低于0.02% 新老聚合工艺不同点 1、聚合釜：老8 新3 2入料方式：新等温入