掺混树脂聚合装置上的批量生产.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除 掺混树脂聚合装置上的批量生产 一、聚合装置生产掺混树脂的目的和意义 掺混树脂已于两年前在中试聚合装置上批量生产出合格掺混树脂。聚合装置为大批量生产质量稳定的掺混树脂提供了良好设备条件。二、国内外掺混树脂开发情况简介（一）在国外，50年代末，开始研究掺混树脂，60年代美国的Broden公司、B-FGoodrich公司及德国的Warker公司等相继开发了该种树脂。目前，许多公司都有自己的PVC糊用掺混树脂牌号。有的公司将掺混树脂与PVC糊树脂掺混而成另外的一种牌号，以各种专用树脂出售。 （二）国内在70年代末开始研究，目前有67个生产厂家，已建或还在建设掺混树脂生产装置。上海天原上了万吨/年的掺混树脂的生产设备。杭电化、沧州化工厂、葛店化工厂、合肥化工厂等PVC生产厂家，已有自己的掺混树脂的产品，国内掺混树脂主要是通用型，k值为6575，180目过筛率80%，增塑剂吸收率818%，国内总的实际产量不足2万吨/年。三、掺混树脂合成及应用机理（一）掺混树脂的基本概念聚氯乙烯糊用掺混树脂是采用特殊悬浮法生产的一种专用树脂，该树脂单独使用成糊性差，必须和糊树脂掺混使用，其树脂的粒径范围值在5150m，要求吸收增塑剂量低，一般在518%，与增塑剂具有亲和性，在制备增塑糊时，可部分代替糊树脂（1060%），大幅度降低糊粘度，改善树脂的加工性能，并可降低制品成本。（二）掺混树脂成粒机理掺混树脂与疏松型树脂的成粒过程有所不同。疏松树脂是液滴内形成的多个熔结的聚合体与其它液滴内的多个熔结聚合体聚结在一起而形成的颗粒，它具有内部比较疏松的特点。而掺混树脂是一个液滴内形成多个熔结的聚合体，它不与其它液滴相聚合。我们都知道在分散剂一定时，搅拌会使单体在悬浮液中分散的更好，搅拌强度大小决定着单体液滴的大小。根据搅拌的两面性，剪切力会使油滴倾向于分散，也会使油滴倾向于聚并，油滴在一定量的分散剂保护下，在一定时间内不易凝并，这时间不但取决于分散剂的品种，而且还取决于转化率，一般转化率在10%左右时聚合体系粘度最大，如果体系中有润滑剂存在并减少剪切力（降低搅拌转速），就能保持液滴之间不凝并，这无疑会大大降低聚并，降低颗粒粒径。在聚合体系中，需要有强保护和强分散，更主要的是强保护，而且还要有润滑剂、整粒剂，防止颗粒聚并。掺混树脂聚合体系中，加入适量的整粒剂，它能调整树脂颗粒粒径及形态。（三）应用机理PVC糊用掺混树脂，主要降低增塑糊粘度，改变增塑糊的加工性能。其机理是：在糊树脂的聚合过程中形成0.220m的一次粒子，在干燥过程中聚集成了335m的二次粒子，糊树脂的二次粒子在增塑糊中会崩解成一次粒子，这些小粒子与较大的掺混树脂粒子粒径1080m混合后，可以获得较好填充效应。即大颗粒之间的空隙由小粒子来代替增塑剂填充，而多余的增塑剂则改善流动性能，从而降低了糊粘度。四、设备及原材料（一）主要设备1.聚合釜： ￥ M32.混料槽： 容积6￥ M3 1台3.浆料过滤器： 8002340mm4.冷凝器： 5.振动筛： 筛面直径1528mm6.脉冲阀式除尘器： 22863960mm7.水环真空泵： 最大排气量24M3 /hr8.离心机： 2T/hr（二）原材料1.氯乙烯： 纯度99.99% 2.无离子水： 比电阻5.0105 W/cmPH=6.87.2 3.分散剂: 5 润滑剂B : 工业品 辽宁6.调粒剂A : 工业品 青海 天津7.调粒剂B: 工业品 井陉8.NaHCO3： 食品级 天津9.引发剂 A : 四川 引发剂 B: 山东10.氢氧化钠： 工业品 11.终止剂： 12.消泡剂： SPJ-301 江苏五、实验研究（一）工艺条件1.聚合 将去离子水加入清洗干净涂好防粘釜剂的釜内，开启搅拌，加入分散剂及各种助剂，上好釜盖，氮气置换釜内空气后，压入定量单体，冷搅1530min升温至反应温度55，待压力降0.10.15Mpa时，加入终止剂和消泡剂，出料至混料槽。2.离心、干燥将混料槽升温至75，抽真空1.52.0hr后，开始离心、下 料、气流塔温度控制6570，振动筛网为80目。六、掺混树脂的试生产和批量生产生产掺混树脂是依据中试釜批量生产的结果来确定掺混树脂试生产方案。（一）试生产与分析 所用分散剂提前配制水溶液 1.聚合釜内装两对挡板(1)分散剂为2.0Kg表一.测试结果批次表观密度g/ml吸油率%200目%形态降粘mpas-4-260.529.376不均1200-4-270.519.160不太均800平均0.5159.2681000(2)分散剂为3.5Kg表二.测试结果批次表观密度g/ml吸油率%200目%形态降粘mpas4-230.558.777较均18004-240.548.861较均1000-4-250.528.846较均4300平均0.5378.861.3较均2366从分析数据上看，在两对挡板条件下，分散剂为2.0Kg，虽然200目占68%，但颗粒形态不均，表观密度低，为0.515g/ml，使降粘效果不高，只有1000mpa.s。分散剂为3.5Kg时，颗粒形态稍有改观，表观密度为0.537g/ml，200目占61.3%，降粘效果为2366mpa.s，高分散剂时的降粘效果。其中， 40-25批中200目只占46%，颗粒相对较粗，所以，它的降粘效果较高，为4300mpa.s。 2.聚合釜内装有一对挡板（在两对挡板的基础上拆掉一对），因考虑到拆掉一对挡板可使搅拌剪切力下降，同时减少液滴碰撞机会。 （1）分散剂为2.0Kg表三.测试结果批次表观密度g/ml吸油率%200目%形态降粘mpas4-280.499.939.5较均未测4-290499.347.0较均3100平均0.499.643.25较均（2）分散剂为3.5Kg表四.测试结果批次表观密度g/ml吸油率%200目%形态降粘mpas4-300.539.447.0较均32904-310.559.047.5较均1330平均0.549.247.25较均2310在拆掉一对挡板后，釜内剪切力变小，使得粒径增大，分散剂为2.0Kg时，200目占47.0%，分散剂为3.5Kg时，200目占47.25，虽然表观密度随分散剂用量变化出现波动，但总体来说，拆掉一对挡板颗粒开始明显规整，而且200目占的比较高，所以应在一对挡板条件下，分散剂加入量上调，加入量为3.5kg。表五.测试结果批次表观密度g/ml吸油率%200目%形态降粘mpas-5-120.639.434较均规整2890-5-130.549.979均匀规整3760-5-140.489.647较均较规整1120-5-150.539.342较均较规整1230-5-160.538.483略均较规整250-5-170.508.472较均规整1630-5-180.529.233较均较规整1120从表5看出，200目筛下物所占比例波动较大，最低只占33%,最高占97%。这是由于掺混树脂用分散剂量较大，用两个50L桶溶解不好 ，有未溶好的生块，从而影响了分散效果。降粘效果的波动较大有两批升粘，分析原因：第一，由于分散剂、润滑剂、消泡剂和其它助剂吸附在树脂表面，使糊粘度波动较大。第二，由于树脂粒径小也是降粘波动的一个原因，粒径小，它在增塑剂中填充效果差，导致降粘效果下降。3. 在一对挡板的条件下，调整润滑剂加入量加入润滑剂B的目的是减少润滑剂B在颗粒表面的附着，即润滑剂B加入量由3.8Kg降至3.0Kg ，润滑剂A 从1.3Kg降至 0.5Kg。在混料槽加碱增加碱洗工艺，目的是洗去附着在颗粒表面的物质使颗粒纯净，增加降粘效果。在聚合出料前混料槽中加入一定量的NaOH ，出料后，离心下料，抽真空同时碱洗。表六. 测试结果 : （润滑剂B:3.8Kg 润滑剂A:1.3Kg）批次降粘mpas-4-91390-4-10210-4-11800-4-121500-4-21-410从测试结果看，降粘效果波动较大。表七.测试结果：（润滑剂B：3.0Kg 润滑剂A：0.5Kg）批次降粘mpas-5-133760-5-192060-5-232260-5-302620-5-352300从测试结果看，降粘数波动较小。润滑剂B和润滑剂A在聚合中都起润滑作用。润滑剂B主要是液滴之间的润滑即外部润滑。而润滑剂A主要在液滴内起作用，也起外部润滑作用，它能稳定液滴的形态，保持液滴状态，并能使分子链排列有序，使所形成的聚氯乙烯大分子不易脱Hcl，起到热稳定作用。例如，2001-3-9批不加润滑剂A，只加润滑剂B其热分解温度只有135，而加入润滑剂A0.5Kg，其热分解温度平均在155以上。（二）批量生产批量生产是在试生产工艺配方基础上微调后进行生产,其操作工艺不变。由于釜次较多，分析数据随意，从8月份生产中抽出7釜次进行分析结果如下：表八.批量生产分析数据（部分）批次表观密度g/ml热分解（）吸油率%200目%形态降粘mpas8-10.551609.381较均规整28708-20.551608.794较均规整29408-30.531609.289较均规整17908-40.521649.396较均规整26908-50.521649.487.5较均规整3200-8-60.481649.097较均规整2650-8-70.511629.095.5较均规整2680平均0.5241629.391.43较均规整2688 从表八分析结果看，树脂的表观密度、吸油、热分解温度、颗粒粒度形态及降粘等数据比较稳定，而且均优于试验阶段的结果，特别是颗粒粒度200目占90%以上，从而保证了树脂加工中稳定程度；热分解温度在160以上，保证了树脂的热稳定性，降粘