聚乙烯胺的合成与应用
范 晖 王锦堂
(金陵科技学院公共基础课部,江苏南京210038)
摘要 聚乙烯胺是一种含氨基的高分子树脂材料,氨基的存在为功能性高分子材料的制备提供了条件。介绍了聚乙烯胺的3种合成方法,综述了近20年来聚乙烯胺在染料、化妆品、造纸、污水处理和现代分离技术等方面上的应用。关键词 聚乙烯胺 合成 应用
收稿日期:2005-05-25
作者简介:范晖(1969～),女,研究方向:工业水处理;王锦堂(1940～)男,教授,博导,研究方向:石油化工
Synthesis and Application of Polinylamine
Fan Hui
(Department of Public Basic C ourses ,Jinling lnstitute of technology ,Jiangsu Nanjing 210038)
Abstract P olyvinylamine (PVAm )is a kind of attractive multi -purpose polymer with amino groups.The amino groups provide an exceptional potental reactivity 。The three kinds of methods to prepare polyvinylamine are recommended as three feasible processes 1Its application in various fields such as polymeric dyes ,cosmetics ,papermaking ,treatment of wastewater and m odern separation technology was reviewed during the last twenty years 1
K eyw ords polyvinylamine ynthesis application
1聚乙烯胺树脂的合成
111 乙烯胺单体的聚合反应
聚乙烯胺生产的关键在于制备乙烯胺(N -vinyl 2
formamide ,简称NVF )[1、2、3]
。NVF 单体无论精致与否,都能够均聚或共聚,在普通催化剂(如AI BN )作用下可在两类介质中进行均聚:一类是极性氢键溶剂,如水和低级醇,它们是单体和聚合物的溶剂;第二类非极性溶剂,它们只是单体的溶剂。单体经常规自由基聚合得到聚乙烯胺,经非极性溶剂萃取,在低温下得到聚合物的白色粉末。NVF 单体与其它自由基单体,如氯乙烯、苯乙烯、丙烯酸酯、丁二烯、马来酸酐、丙烯酰胺等形成共聚物,即降低产品的成本,
又使产品具有新的功能。
美国新泽西Park Rdgc 聚合物公司提供的聚合物是由单体乙烯胺合成的[4]。高活性的单体乙烯胺结构为三元环结构存在。
乙烯胺单体经酸催化放热反应转化成聚合物,由
于乙烯胺单体的高活性,它能迅速转单体。聚乙烯胺的结构如下所示:
无水聚乙烯胺的相对分子质量从300至1000左右,黏度0.2～15Pa.s 左右,也可以制成高相对分子质量的水溶产品,所有聚乙烯胺的产品均为粘稠液体,可由加热或用水稀释使之变稀。例如,室温下约100Pa.s 。的聚乙烯胺,以水稀释成50%浓度,其黏度约为4Pa.s 。聚乙烯胺还可以溶于乙醇、乙二醇及其他溶剂中。
由于仅有及少量的端基的存在,聚乙烯胺通过胺基链体现高阳离子性,其作用机理是氢键和范德华力。112 由聚(N -甲/乙酰胺)乙烯胺的水解制备
1947年,D 1D 1Reynolds 等人[5]用聚(N -甲/乙酰胺)乙烯胺的水解制得聚乙烯胺。中间体聚(N -甲/
第19卷第10期2005年10月 化工时刊Chemical Industry T ime s Vol.19,No.10
Oct.10.2005
乙酰胺)乙烯胺的收率可达80%～85%,而水解生成
聚乙烯胺盐酸盐的反应收率大于90%。产物的胺化度在97%以上。在该反应中,亚乙基二甲/乙酰胺是合成N -乙烯基甲/乙酰胺最重要的中间体,这主要是因为这种产物比较稳定,而且可以有效地热解为N -乙烯基甲/乙酰胺。
有人曾提出其它一些方法来合成N -乙烯基甲/乙酰胺,如Sammervile [6]提出由乙酰胺与乙缩醛制备N —乙烯基乙酰胺的方法,该过程需用大过量的乙缩醛来确保反应产物的纯度和收率,但该方法不能用来制备N -乙烯基甲酰胺。Nuaro [7]提出由甲酰胺与乙
醛在碱催化下生成N (
α-羟乙基)甲酰胺,而后脱水得到N -乙烯基甲酰胺。O faring [8]提出由乙烯基甲基醚与甲酰胺合成N -(1-烷氧基)甲酰胺,而后脱去一分子醇得到N -乙烯基甲酰胺。该方法用酸性或碱性催化剂都有效,但原料乙烯基甲基醚的价格昂贵。Brunnmudller [9]提出用1-氰乙基甲酰胺来制备N -乙烯基甲酰胺,但该过程会释放有毒气体氰化氢。Listemann [10]提出用乙酸乙烯酯与甲酰胺在Pt 、Pd 、Hg 等催化剂作用下合成N -乙烯基甲酰胺,在反应过程中使用醇助剂来改善反应的选择性和提高反应的转化率。113 由聚丙烯酰胺的H ofmann 降解重排制备
早在20世纪50年代,就有由聚丙烯酰胺经H of 2mann 降解重排反应进行部分胺化,可以制得具有不同胺化度的聚乙烯胺的报道,其化学反应方程式如下所示:
主反应
:
Hiroo T anaka 等人[11]用自制的聚丙烯酰胺(氮含量1818%)在低温下经H ofmann 降解重排反应制得聚乙烯胺,并考察了氢氧化钠浓度,次氯酸钠浓度和温度对聚乙烯胺聚合度的影响。结果表明聚乙烯胺的胺化度可达到9516%。
金素文等人[12]用相对分子质量107万和204万的10%的聚丙烯酰胺水溶液进行低温降解反应,得到的聚乙烯胺产品的胺化度可达85%以上。该产品用于纸张处理可大幅度改善纸张的各项性能指标。
袁直等人[13]对凝胶型和大孔型聚丙烯酰胺树脂进行低温降解反应,得到球型完好的聚乙烯胺树脂。他们还考察了次氯酸钠、氢氧化钠、反应时间、氢氧化钠温度以及加料方式、水用量对降级反应的影响,他们将制得的聚乙烯胺树脂用于氨基酸的分离提取,取得了令人满意的效果。
尽管T anaka 等人的研究结果显示该反应的转化率可达85%～97%,但是Hughes 与St 1Pinerre [14]等人在同类研究中并不能重复T anaka 等人的结果。目前人们普遍认为聚丙烯酰胺的H ofmann 降解反应的转化率在60%左右。N 1Bicak 等人[15]认为造成转化率低的原因主要是酰胺基的水解反应。为了抑制水解副反应的发生,他们用乙二醇作溶剂,用乙二醇单钠盐作催化剂先合成聚(N -乙烯基-2-羟乙基)碳酸酯,而后水解得到聚乙烯胺,收率可达92%以上。但是,由于聚丙烯酰胺在乙二醇中的溶解度有限,因而在反应过程中需使用大量的乙二醇作溶剂,而且乙二醇的沸点较高,不利于溶剂的回收利用。同时聚(N -乙烯基-2-羟乙基)碳酸酯的水解十分困难,从而限制了该方法的使用。
2聚乙烯胺的应用
211 聚乙烯胺在染料中的应用
将发色体分子嵌入或接枝到聚合物链上生成所谓的高分子染料,它兼小分子染料的鲜艳色彩、着色能力、光电性能与高分子化合物的耐溶性、耐迁移性能于一身。与传统染料相比,高分子染料具有许多新的特点,如高分子染料用于食品加工可以大大降低甚至完全消除染料对人体的毒害作用,这主要是因为高分子染料的相对分子质量与体积都较大,当它随食物进入消化道后不能被消化道吸收而直接排出体外。目前,高分子染料还处于实验阶段,其应用研究主要集中在纤维、塑料、涂料、油墨、食品、化妆品、医药、感
化工时刊
20051Vol 119,No 110 化工纵横《Comment s &Reviews in C 1I 1》
光材料等,而真正应用于实际生产的高分子染料主要由发色团与高分子骨架两部分组成,可供选择的高分子骨架很多,如聚亚胺、聚乙烯醇、聚乙烯醚、聚酰胺、聚硅烷、聚丙烯酸、聚苯乙烯、聚乙烯胺、聚烯丙基胺、聚酰亚胺等。其中聚乙烯胺是一种非常理想的高分子骨架,其水溶性好,氨基的活性高,有利于染料的接枝和在染色基质上的附着与胶联。聚乙烯胺的侧链的活性胺基有许多反应,如可生成聚N-乙烯酰胺、聚N-乙烯基苯甲酰胺、聚N-乙烯脲乙烷、聚N-乙烯基-p-苯磺酰胺等。Daniel J1Daws on等人[16]得到高分子染料,这种染料的水溶性比单体染料要大得多,它的最大吸收波长λmax=475nm,这种染料与单体染料通过目侧是分不开的,从光谱上看,仅仅是这种高分子染料的谱带比单体染料的宽一些,这可能是由于发色体分子在高分子骨架上堆砌所致。Patrieia C.Wang等人[17]在聚乙烯胺骨架上引入蒽、醌类发色团,三苯甲烷类发色团,靛蓝类发色团制得了一系列高分子染料。这类染料在pH=2.0～4.0时可以溶于水。根据这一特性,可以使染料较为均匀地沉积在基质上。同时这种染料一般带有正电荷,当它作用于负电性基质上时会与基质较为牢固地结合在一起。
Daniel J1Daws on等人[18]合成了一类以聚乙烯胺为骨架的高分子染料,该类染料不仅色彩艳丽,而且对人体没有毒害作用,其水溶性也很好,因此可用于食品加工与化妆品的配方中。
212 聚乙烯胺在化妆品中的应用
在化妆品中,聚乙烯胺在阳离子体系或非离子体系中用作护发素。聚乙烯胺通过与负电荷位置的接触而附着在头发上,由于其易于被头发上的受损部位所吸附。此外,聚乙烯胺洗后有少量残留在皮肤或头发上的受损部位,在护肤产品和洗发香波中,它可以用作平滑剂。
目前国外公认的无屑止痒剂有两种,是二硫化硒和吡噻旺锌(ZPT,又名吡啶硫铜锌、硫氧吡啶锌,二硫化硒刺激性大,所以一般高档的去屑止痒香波都使用ZPT,如目前国内较畅销的“飘柔”二合一香波中就含有1%的ZPT。ZPT是一种高效、安全的去屑止痒剂,由于在水溶液中溶解性极差,使用时一般将其研磨成小于5μ的微粒,应用硅酸铝镁做悬浮剂制成悬浮体,分散到香波中。
聚乙烯胺可作ZPT的溶解分散剂,使它形成水溶性配合物附着在头发上,且保留了锌盐的灭菌活性。聚乙烯胺的良好螯合金属离子的能力,可在抑汗剂中作铝或锌盐的配合剂,在染发剂中用作醋酸铅的配合剂,在去头屑或抑汗止汗剂中配合硒盐或其它金属盐,在防晒化妆品中用于配合二氧化钛等。
213 聚乙烯胺在CaC O3加填造纸中的应用
随着世界性造纸工业由酸性抄纸向碱性抄纸的变革,CaC O3作为造纸填料得到了快速发展。通过添加CaC O3填料,可以明显提高纸张的白度、不透明度、平滑度和印刷性能等,还由于CaC O3廉价,可降低纸原料成本,但是CaC O3的添加会影响浆料的滤水性能,且留着率不高。聚乙烯胺是一种新型造纸助剂,它具有优良的助滤、驻留效果,且不影响纸张的匀度[19]。聚乙烯胺能大大提高苇浆、机械浆和废纸浆的滤水性能,增加CaC O3在纸浆上的留着率,明显减少白水中CaC O3和纤维的含量,提高原料利用率,降低成本。聚乙烯胺在苇浆造纸中的助滤、驻留效果比在机械浆中大[20]
214 聚乙烯胺在废纸脱墨脱色中的应用
废纸在回收利用过程中会产生大量的废水,其中含有的半纤维素、木质素、无机盐、细小纤维及油墨、染料等污染物。废水的悬浮物含量、色度、浊度、负电荷量等指标均较高,直接排放会带来水体污染和生态环境的严重破坏。因此必须对这类废水进行处理。聚乙烯胺中的氨基可以阳离子的形式存在,可以吸附在各种天然或合成的阴离子表面,在废水处理方面有广泛的应用[21～23]。聚乙烯胺作为絮凝剂具有投药量少、产品污泥量少、易于固液分离的优点以及良好的脱色去浊性能而在废纸脱墨脱色中得到应用。215 聚乙烯胺在其它方面的应用
聚乙烯胺在催化剂领域的应用引起人们的重视, Shiiba等人[24]用聚乙烯胺作催化剂研究了低聚腺苷酸的水解反应,结果表明聚乙烯胺的催化活性远远高于1,2-丙二胺。Bernard Martel等人[25]将环糊精接枝到聚乙烯胺上得到模拟酶催化活性,并用于乙酸对硝基苯酚酯的水解,结果表明聚乙烯胺不仅是催化剂载体,而且它与环糊精之间存在着协同催化效应。
在生物医学领域聚乙烯胺有许多特殊的应用, Y ongxing Qin等人[26]将葡萄糖单元与中长链烃接枝到聚乙烯胺侧链上形成梳状高分子表面活性剂。M1A1W olfert等人[27]研究了聚乙烯胺可以与DNA配合物形成稳定的配合结构。除此之外,聚乙烯胺还可用于实验设备与仪器的表面处理来防止细菌的滋生。
范晖等 聚乙烯胺的合成与应用 20051Vol119,No110 化工时刊
与其它高分子材料相比,聚乙烯胺在分离技术中有一定优越性。1988年袁直等人[28]研究了聚乙烯胺树脂对D L-氨基酸的拆分,王志等人[29]将聚乙烯胺膜覆盖与聚砜基膜上制备一种复合膜,该膜具有复合效果好、膜表面光滑均匀、耐压性好、寿命长等优点。Crini等人[30]制得的高效液相色谱用的固定相不仅可以用于二取代苯的分离,而且可以用于咖啡因、茶碱等的分离,它的稳定性非常好,在不同酸碱条件和洗脱条件下可以使用数月,这不仅与聚乙烯胺与硅胶的结合牢固有关,还与聚乙烯胺的网状结构有关。
3国内研究现状
1988年袁直等人[28]研究了聚乙烯胺树脂对D L -氨基酸的拆分,王志等人[29]用聚乙烯胺制备了气体分离复合膜,这些研究仅限于理论研究阶段,还没有工业化生产与应用的报道。
4展 望
综上所述,聚乙烯胺是一种新兴的高分子材料,具有广泛的用途。但是,由于生产工艺成本较高,大大限制了它的普及和推广。在石油开采、污水处理、造纸、印染等纯度要求不是很高的行业,传统工业制得的聚乙烯胺价格过高,限制了它的应用。采用聚丙烯酰胺的H ofmann降解反应制备部分胺化的聚乙烯胺,是一种成本低,切实可行的合成方法,在生产工艺和后处理工艺改进的前提下,聚乙烯胺必将得到广泛的应用。
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简 讯
中国农药工业产业园落户如东
2005年9月中国农药工业协会日前与江苏省如东县政府签订共建中国农药产业园协议。双方将在如东县建立我国第一个以高科技农药研发与生产为特色的“中国农药工业产业园”。
拟建的中国农药工业产业园位于如东县洋口化学工业园内,规划建设用地3km2。作为吸引大型农药企业和开发高新技术项目的平台,中国农药工业产业园将吸引国内外资金与技术,向国内一流的农药工业产业园方向发展。按照协议,中国农药产业园将负责产业园的区域建设规划和环境保护规划,不断提升园区的功能配套能力,为规模型、集群型项目在此发展壮大创造良好的条件。(沈镇平)化工时刊 20051Vol119,No110 化工纵横《Comment s&Reviews in C1I1》
设计课题 年产10万吨聚氯乙烯生产工艺设计方案 2014年 10 月16日
设计说明 聚氯乙烯（PVC）是一种热塑性合成树脂，有优良的电绝缘性，难以自燃，主要用于生产透明薄膜、塑料管件、各类板材等。其再加工产品在全球不同领域都有着非常广泛的应用。 根据设计任务书，本设计进行了年产10万吨聚氯乙烯（PVC）工艺的设计。在查阅、参考大量文献以及对以往部分车间设计的研究学习下，进行了科学的设计以及对相关物料的衡算。 本设计计划采用悬浮聚合法生产聚氯乙烯，原料为氯乙烯单体以及混合用有机过氧化物和偶氮类引发剂、明胶分散剂和去离子水。结合所选择的生产工艺方案和产品生产实际情况，进行了有关物料和热量平衡的计算。安排每日三班次，每班8小时的生产强度，设计可达到日产303吨年产达10万吨的聚氯乙烯生产车间。 本设计也充分考虑到工作人员的工作环境以及工作安全性，尽可能将车间规划为安全的，绿色的，在工作人员遵守车间操作规程的情况下，工作更加安全高效。 本设计由许春华副教授指导，在反应确定、生产流程安排等整个设计过程中提出了许多宝贵意见，使得设计能更高效地完成，在此表示衷心感谢。 鉴于知识和实际经验所限，设计难免存在欠缺，恳请批评指正。
目录 1总论 .................................................... 1.1 概述.................................................................................................................................. 1.1.1 聚氯乙烯（PVC）概述与应用范围......................................................................... 1.1.2 聚氯乙烯（PVC）改性品种..................................................................................... 1.1.3 聚氯乙烯（PVC）生产行业现状及发展前景......................................................... 1.2 聚氯乙烯（PVC）产品的分类和命名............................................................................ 1.2.1 聚氯乙稀（PVC）产品分类..................................................................................... 1.2.2 聚氯乙稀（PVC）产品命名..................................................................................... 1.3 聚氯乙烯（PVC）生产方法[5]......................................................................................... 1.3.1 悬浮聚合法[6] ............................................................................................................ 1.3.2 乳液聚合法............................................................................................................... 1.3.3 本体聚合法............................................................................................................... 1.3.4 溶液聚合法............................................................................................................... 1.4 设计规模原料选择与产品规格 ...................................................................................... 1.4.1设计规模.................................................................................................................... 1.4.2主要原料规格及技术指标 ........................................................................................ 1.4.3产品规格.................................................................................................................... 2工艺设计与计算 .......................................... 2.1 工艺原理.......................................................................................................................... 2.2 工艺条件影响因素 .......................................................................................................... 2.2.1 聚氯乙烯（PVC）聚合主要影响因素................................................................... 2.3 工艺路线选择.................................................................................................................. 2.3.1 工艺路线选择原则................................................................................................... 2.3.2 悬浮法聚氯乙烯（PVC）工艺流程具体工艺路线................................................. 2.3.3 工艺流程示意图..................................................................................................... 2.4 工艺配方与工艺参数 ...................................................................................................... 2.4.1 工艺配方（质量份）： ........................................................................................... 2.4.2 工艺参数：............................................................................................................... 2.5 物料衡算........................................................................................................................ 2.5.2 物料衡算的方法与步骤 ........................................................................................... 2.5.3 物料衡算...................................................................................................................
聚乙烯醇 PVA 的用途和应用 【新海湾-徐江】 聚乙烯醇（简称PVA）外观为白色粉末，是一种用途相当广泛的水溶性高分子聚合物，性能介于塑料和橡胶之间，它的用途可分为纤维和非纤维两大用途。 由于PVA具有独特的强力粘接性、皮膜柔韧性、平滑性、耐油性、耐溶剂性、保护胶体性、气体阻绝性、耐磨性以及经特殊处理具有的耐水性，因此除了作纤维原料外，还被大量用于生产涂料、粘合剂、纸品加工剂、乳化剂、分散剂、薄膜等产品，应用范围遍及纺织、食品、医药、建筑、木材加工、造纸、印刷、农业、钢铁、高分子化工等行业。 产品性能：聚乙烯醇树脂系列产品系白色固体，外型分絮状、颗粒状、粉状三种；无毒无味、无污染，可在80--90℃水中溶解。其水溶液有很好的粘接性和成膜性；能耐油类、润滑剂和烃类等大多数有机溶剂；具有长链多元醇酯化、醚化、缩醛化等化学性质。 产品用途：主要用于纺织行业经纱浆料、织物整理剂、维尼纶纤维原料；建筑装潢行业107胶、内外墙涂料、粘合剂；化工行业用作聚合乳化剂、分散剂及聚乙烯醇缩甲醛、缩乙醛、缩丁醛树脂；
造纸行业用作纸品粘合剂；农业方面用于土壤改良剂、农药粘附增效剂和聚乙烯醇薄膜；还可用于日用化妆品及高频淬火剂等方面。 使用方法：聚乙烯醇树脂系列产品均可以在95℃以下的热水中溶解，但由于聚合度、醇解度高低的不同，醇解方式等不同在溶解时间、温度上有一定的差异，因此在使用不同品牌聚乙烯醇树脂时，溶解方法和时间需要进行摸索。溶解时，可边搅拌边将本品缓缓加入20℃左右的冷水中充分溶胀、分散和挥发性物资的逸出（切勿在40℃以上的水中加入该产品直接进行溶解，以避免出现包状和皮溶内生现象），而后升温到95℃左右加速溶解，并保温2～小时，直到溶液不再含有微小颗粒，再经过28目不锈钢过滤杂质后，即可备用。 搅拌速度 70～100转／分，升温时，可采用夹套、水浴等间接加热方式，也可采用水蒸汽直接加热；但是，不可用明火直接加热，以免局部过热而分解，若没有搅拌机，可用蒸汽以切线方向吹入的方法，进行溶解。 聚乙烯醇树脂系列产品水溶液浓度一般在12～14％以下；低醇解度聚乙烯醇树脂产品水溶液浓度一般可在20％左右。
目录 一、聚氯乙烯 (2) 1聚氯乙烯 (2) 2聚氯乙烯的分类 (2) 3聚氯乙烯的性质 (3) 4 PVC板材性能： (3) 二、PVC配方各物配料比 (3) 高级装饰用软板(质量份） (3) 1.硬质PVC板材基本配方 (4) 2.普通防火板参考配方 (4) 3. 泡沫夹心型防火板参考配方 (4) 4.彩色艺术面层防火板配方 (5) 5.发泡防火板或超轻型防火板参考配方 (6) 6.复合材料珍珠岩板 (6) 三、聚氯乙烯配方介绍 (7) 1.树脂的选择 (7) 2.增塑剂体系 (8) 3.稳定剂体系 (8) 4.润滑剂 (10) 5.填充料 (10) 6.着色剂 (11) 7.发泡剂 (11) 8.阻燃剂 (11)
一、聚氯乙烯 1聚氯乙烯 （英文：PolyVinyl Chloride，简称：PVC）是一种使用一个氯原子取代聚乙烯中的一个氢原子的高分子材料。PVC为无定形结构的白色粉末，支化度较小。工业生产的PVC分子量一般在5~12万范围内，具有较大的多分散性，分子量随聚合温度的降低而增加。无固定熔点，80~85℃开始软化，130℃变为粘弹态，160~180℃开始转变为粘流态。其抗张强度60MPa左右，冲击强度5~10kJ/m2；有优异的介电性能。对光和热的稳定性差，在100℃以上或经长时间阳光曝晒，就会分解而产生氯化氢，并自动催化分解引起变色，在实际应用中必须加入稳定剂以提高对热和光的稳定性。PVC很坚硬，只能溶于环己酮、二氯乙烷和四氢呋喃等少数溶剂中，对有机和无机酸、碱、盐均稳定，化学稳定性随使用温度的升高而降低。 2聚氯乙烯的分类 生产方法的不同，PVC可分为：通用型PVC树脂、高聚合度PVC树脂、交联PVC树脂。通用型PVC树脂是由氯乙烯单体在引发剂的作用下聚合形成的；高聚合度PVC树脂是指在氯乙烯单体聚合体系中加入链增长剂聚合而成的树脂；交联PVC树脂是在氯乙烯单体聚合体系中加入含有双烯和多烯的交联剂聚合而成的树脂。 软PVC一般用于地板、天花板以及皮革的表层，但由于软PVC中含有柔软剂，容易变脆,不易保存，所以其使用范围受到了局限。硬PVC不含柔软剂，柔韧性好，易成型，不易脆，无毒无污染，保存时间长，因此具有很大的开发应用价值。 PVC发泡板具有防腐、防潮、防霉、不吸水、可钻、可锯、可刨、易于热成型、热弯曲加工等特性，因此广泛应用于家具、橱柜、浴柜、展览架用板、箱体芯层、室内外装饰、建材、化工等领域用板,广告标示、印刷、丝印、喷绘、电脑刻字、电子仪表产品包装等行业。 PVC硬塑板具有优良的耐腐蚀性、绝缘性，并有一定的机械强度；经二次加工后可制成硫酸（盐酸）槽（桶箱）；医药用空针架，化程架；公共卫生间水箱；加工产品的模板、装饰板、排风管道、设备衬里等各种异型制品、容器。是化工、建材、装饰及其他工业的理想选择材料。 60年代后期退居第二位。由于PVC树脂合成原料丰富，价格低廉需求量增加很快，地位逐渐加强。通用型PVC平均聚合度500~~150高聚和度型PVC平均聚合度为1700以上。我们常用的PVC树脂都为通用型。
1.实验 1．1试剂和仪器 (1)仪器：Alpha-Centau“FT．IR型红外光谱仪 (日本岛津)，S540—SEM型扫描电镜(日本日立)，热 分析(DT A_TG)(Du Pont 1090B型热分析仪)，紫 外一可见光谱仪(日本日立)UV-3400紫外可见分光光度计，PH孓3C型精密pH计(上海精密科学有限 公司)。 (2)试剂：壳聚糖(CS)(浙江玉环县化工厂，分 子量：1．5×105，脱乙酰度：93％)，聚乙烯醇(PVA) (佛山市化工实验厂，日本进口分装，Mw一1．o× 105)，冰乙酸(分析纯)，甲醛(37％，分析纯)，盐酸 (分析纯)，氢氧化钠(分析纯)。 1．2水凝胶的制备及其溶胀性能测试 1．2．1水凝胶的制备 取50mL圆底烧瓶，向其中加入o．5 g CS、 15mL二次水和2mL冰乙酸(3 m01／L)，搅拌均匀 后，再加入o．39 PVA，搅拌混合均匀，然后抽真空， 向其中加入2mL甲醛(37％)，室温反应24h；成胶 后，取出，切成1mm3左右的颗粒，用二次水浸泡，每 天换1次水，1周后取出；真空干燥，最后置于干燥 器中备用。
2. 实验 1．1 实验样品的制备 1．1．1 银溶胶的制备 将0．001mol／L的单宁酸和0．1mol／L的Naz COs溶液加热 至6O℃并搅拌，逐滴滴加0，001mol／L的AgNO3。当混合物颜 色逐渐加深至橙红色时，形成稳定的银溶胶。反应的关键是控 制AgNOa溶液的滴加速度和加入量。其反应机理l1]为： 6 AgNOs+ 6H52046+ 3 Na2C03— 6Ag +C76H52049+6 NaNO3+3 0 1．1．2 Ag／聚乙烯醇复合水凝胶的制备 制备浓度为1O％的PVA溶胶，将新制备的银溶胶在搅拌 的条件下加入PVA溶胶中，其混合液在室温下静置5min后倒 入模具中，放入THCD-04低温恒温槽中，采用冷冻一解冻法使之 结晶成型。每个循环的冷冻一解冻工艺见图1。按此做7个循环 制得样品，即得到Ag／PVA水凝胶。同理可制得Ag 浓度为 O％、0．125％、0．25 、0．5％ (即Ag 占PVA的质量百分比 为：O％、1．25％、2．5 和5 )的Ag／PVA复合水凝胶。将样品制成哑铃形，测试区宽度约4mm，厚度约lmm(每个样品在测试前用千分尺精确测定其宽度和厚度)。每个样品裁5个样条，结果取平均值。2．1 Ag／PVA复合水凝胶的制备 微粒由于比表面积很大和表面不饱和键较多，具有很高的 表面能，所以极易团聚_3]。如果金属微粒发生团聚，则其光、电、
聚氯乙烯生产毕业论文设计
毕业设计（论文） (化工系) 题目年产40万吨电石法氯乙烯生产工艺设计专业 班级 姓名 学号 指导教师 完成日期2011年6月25日~2011年10月10日
（论文） 摘要....................................................................... I I 前言 (4) 第一章文献综述 (8) 1.1化学品名称 (8) 1.2成分组成信息 (8) 1.3危险性概述 (8) 第二章电石法制氯乙烯所用的原料及其性质错误!未定义书签。 2.1乙炔氧氯化法生产氯乙烯 ... 错误!未定义书签。 2.2电石乙炔法生产氯乙烯错误!未定义书签。第三章电石法制氯乙烯工艺流程...错误!未定义书签。 3.1乙炔性质 (10) 3.2生产方法 (11) 3.3影响因素 (12) 第四章电石法制氯乙烯工段物料及热量衡算方法......................................... 错误!未定义书签。
4.1制备方法 (13) 4.2盐酸脱吸法生产氯化氢 (15) 4.3副产盐酸脱吸法生产氯化氢 (17) 第五章电石法制氯乙烯工段的主要设备错误!未定义书签。 5.1合成部分设备.............. 错误!未定义书签。 5.2列管式石墨换热器 ..... 错误!未定义书签。 5.3吸收部分设备.............. 错误!未定义书签。总结 ............................................................................................... 错误!未定义书签。致谢 ............................................................................................... 错误!未定义书签。参考文献 ....................................................................................... 错误!未定义书签。 摘要 氯乙烯的制备在PVC的生产过程中是一个非常重要的环节，它把从氯化氢装置送来的干燥氯化氢气体和从乙炔装置送来的精制乙炔气体在这里合成反应生成粗氯乙烯，并经过脱水、净化、精馏等工序后，制成精制氯乙烯，即单体，用来满足聚合的需要。 本设计主要论述了电石法生产氯乙烯，以及原料气的物理性质和化学性质，以及它的用途；还介绍了生产氯乙烯的主要设备，基本原理和工
醇解法制备聚乙烯醇
第一章产品简介 (6) 1.1 产品的性质 (6) 1.2 产品的应用 (7) 第二章原料规格及性质 (9) 2.1 原料规格 (8) 2.2 原料性质 (9) 第三章合成原理及工艺路线 (10) 第四章流程图 (12) 4.1 生产设备 (12) 4.2 工艺流程 (12) 第五章操作步骤及工艺参数 (13) 5.1 操作步骤 (15) 第六章产品规格及标准 (17) 第七章消耗定额及成本核算 (18) 7.1 工程投资 (18) 7.2 生产投资 (18) 7.3 年利润核算 (18) 第八章参考文献 (19) 附图说明 (20)
1.1 产品的性质 聚乙烯醇是以乙烯法生产的醋酸乙烯为原料，经溶液聚合、无水低碱醇解得。聚乙烯醇（PV A）其充填密度约0.20～0.48g／cm3，折射率为1.51～1.53。聚乙烯醇的熔点难于直接测定，因为它在空气中的分解温度低于熔融温度。用间接法测得其熔点在230℃左右。聚乙烯醇的玻璃化温度约80℃。玻璃化温度除与测定条件有关外，也与其结构有关。聚乙烯醇工艺具有物耗低、能耗低、污染小的特点，是一种环保型产品，聚乙烯醇主要有完主醇解型和部分醇解型两大类。聚乙烯醇的端基较复杂，除了羟基外，还有羧基、羰基和二甲基乙氰基等。这些基团表现了复杂的行为。它们除了影响到维尼维纤维的着色、染色性能、吸湿性能，并促使聚乙烯醇溶解部分的增加。根据羟基空间分布的位臵，可分为全同结构聚乙烯醇（I-PV A）、间位结构聚乙烯醇(S-PV A)和无规结构聚乙烯醇（A-PV A）。 聚乙烯醇的一般性质：1) 外观：白色或微黄色片状、颗粒状固体。2) 填充比重：0.4～0.5g/ml 3) 水溶性：本品在冷水中仅溶胀，随水温的升高而逐渐溶解，在搅拌情况下至95℃能迅速溶解。在热水中的最高浓度达16％左右。其水溶液具有良好的成膜性和粘接性。4) 耐化学药品性：本品耐弱酸、弱碱及有机溶剂，耐油性极好。5) 热稳定性：在40℃以下没有显著变色，至160℃时颜色逐渐变深，超过220℃开始分解，生成水、乙酸、乙醛等。6) 贮存稳定性：本品贮存稳定性良好，长期贮存不发霉，不变质。但其水溶液长期贮存时，需加一定的防霉剂，如FF02等。而且由于聚乙烯醇主链大分子上有大量仲羟基，在化学性质方面有许多与纤维素相似之处。聚乙烯醇可与多种酸、酸酐、酰氯等作用，生成相应的聚乙烯醇的酯。但其反应能力低于一般低分子醇类。聚乙烯醇的醚化反应较酯化反应容易进行。醚化反应后，聚乙烯醇分子间作用力有所减弱，制品的强度、软化点和亲水性等都有所降低。在聚乙烯醇水溶液
第一章概述 第一节聚氯乙烯简述 氯乙烯的聚合物。英文缩写PVC。聚氯乙烯是仅次于聚乙烯的第二大塑料品种。玻璃化温度80～85℃，密度1.35～1.45克/厘米3，使用温度-15～60℃。PVC具有优良的耐酸碱、耐磨、耐燃及绝缘性能，与大多数增塑剂的混合性好，因此可大幅度改变材料的力学性能。加工性能优良，价格便宜，但对光、热稳定性差，100℃以上或光照下性能迅速下降。 聚氯乙烯用自由基加成聚合制备，方法有悬浮、本体、乳液和溶液等，其中以悬浮法为主，以过氧化物等引发，加分散剂后可得到疏松树脂颗粒，加工性能好。聚合温度高，链转移速率高，产物分子量小，一般应稳定在±0.5℃以内。溶液聚合产物直接用作涂料胶粘剂，乳液聚合产物也可直接应用，或喷雾干燥为固体。 聚氯乙烯(PVC)是五大通用塑料之一，其产量仅次于聚乙烯居第二位。PVC以其具有的阻燃、绝缘、耐磨损等优良的综合性能赢得了广阔市场，广泛应用于轻工、建材、农业、日常生活、包装、电力、公用事业等部门，尤其在建筑塑料、农用塑料、塑料包装材料、日用塑料等领域占有重要地位。 聚氯乙烯(PVC)用途广泛，并是最早用于工业化生产的塑料管道材料，至今仍是管道生产的主导材料。PVC的强度高、造价低、可回收利用、性能受环境影响小、安全卫生，可用于压力和重力管道，也可用于塑料包装、制品等领域，其低廉的价格和突出的均衡性能，已经在工业和消费用途方面成为十分理想的材料。 聚氯乙烯是由液态的氯乙烯单体经悬浮，乳液，本体或溶液法工艺聚合而成，其中悬浮工艺在世界PVC生产装置中大约占百分之九十的比例。在世界PVC总产量中均聚物也占大约百分之九十的比例。PVC是应用最广泛的热塑性树脂，可以制造强度和硬度制品。硬质品目前占PVC总消费量的百分之六十五左右，今后PVC消费量进一步增长的机会主要是在硬质制品应用领域。目前PVC在建筑领域中的消费量占总消费量的一半以上。 第二节国内生产及应用状况
合成工艺 由乙炔站来的乙炔，进入清净系统后，进行加压进入TQ101。该塔为次氯酸钠洗涤塔，塔内液相为次氯酸钠，此溶液由氯气与烧碱进过文丘里反应器生成，然后进入TQ101循环，利用其氧化性除去乙炔中的H2S，H3P等有害杂质，除去的过程中化学反应生成 H2SO4、H3PO4、净化乙炔。 被TQ101净化的乙炔进入综合洗涤塔TQ102，此塔分为3段： 一段洗碱，目的是除去乙炔气中夹带酸性物质。 二段水洗，洗去自一段夹带的碱性滴液。 三段为填料，除去自二段带来的水滴。 从TQ102出来的乙炔，经过活性炭吸附槽，进一步除去水分和杂质，出来的是精乙炔 精乙炔与循环乙炔混合称为混合乙炔进入鼓风机GF104加压，加压后分冷、热两路进入反应器SB112： 热路-进入醋酸蒸发器ZF101与醋酸蒸汽混合反应进入反应器； 冷路-混合乙炔直接进入反应器； 冷、热两路气量的大小决定反应器的温度，是重要的控制单元。 合成反应器SB112为流化床反应器。反应器中装有大量的载有醋酸锌的活性炭（触媒），乙炔和醋酸的混合气体在GF104的加压下，使反应器中的触媒成流化态。气体与触媒充分接触并在催化剂（触媒）的作用下，醋酸与乙炔进行合成反应，约有三分之一的乙炔和醋酸转化成醋酸乙烯（VAC）、含有醋酸，乙炔，醋酸乙烯，乙醛，丁烯醛的混合气体从反应器的顶部出来进入吸收塔TQ103。 TQ103分为3段： 1段采用80℃左右的醋酸吸收，由于吸收液在吸收过程中扑集了大量的活性炭粉末，成为黑液。吸收液吸收时增加的部分铜活性炭粉末一同送往过滤毡进行过滤，滤出的清液补充进入吸收塔（TQ103）2段。 2段的循环液经循环水冷却至32℃左右，与反应生成的混合气体逆流接触，使大部分的醋酸，醋酸乙烯等被冷凝下来，不断采出。 3段循环液温度控制在0℃（介质冷冻盐水），进一步冷却2段中的未冷凝气体中的醋酸，醋酸乙烯，乙醛等物质。冷却液与2段采出汇合作为合成工序的产品（反应液），送往原料工段，经过TQ103
PVA自工业化生产以来，经过几十年的发展，其用途得到了极大的拓展，由最初的只用于维纶生产，逐步发展到用于纺织、造纸、建筑、化工、电子等行业，目前PVA新的用途仍在不断地被开发出来，PVA已经成为一个重要的、必不可少的材料。同时，PVA作为“最生态友好产品”，在环保和安全方面也得到了广泛的重视和应用。由于PVA具有许多优异的物理和化学性能，其在实际生产中具有十分广泛的用途，并且近些年得到了长足的发展，在各个新领域的应用开发如火如荼。
（1）织物及织物加工由于分子间的高黏着性，PVA具有良好的拉丝、成膜性，曾经奠定了PVA作为维纶纤维原料的地位。用PVA 制造的维纶纤维可与棉、毛、黏胶纤维混纺或纯纺，用于衣着及篷布、帘子线、绳索等生产，是石棉的理想代用品。近年开发的水溶性纤维具有水溶性、耐酸性、耐碱性、耐有机溶剂性以及良好的耐盐、耐化学药品性，可以根据需要在不同的水温中得以溶解，其废液经活性污泥处理后，完全降解而无公害，是一种极有应用前景、使用较广的环保材料。水溶性纤维主要作为造纸原料、无纺布原料、生产水溶性纱线或与其它纤维混纺后织成高档纺织品，以及制作军工用品的纺织材料。 织物加工对PVA的需求量最大，使用范围大致如下：浆料——经纱浆、印染浆、织物整理；改性剂——织物树脂整理；黏合剂——毡和无纺布等的黏合剂。 在上述应用中作为经纱浆料用的比例最大。PVA是一种能使经纱的抱合力，上浆纱强力、耐磨性、可挠性以及对大气条件变化的保护性等得以提高的一种理想的低成本经纱浆料。国外PVA浆料上百种，主要区别在于醇解度和聚合度，最常用的是1799和1788。 （2）纸加工PVA在造纸工业中主要用于表面施胶剂、颜料黏合剂和打浆机添加剂等。用PVA制作的纸张表面施胶剂，可增强纸品表面强度和内部张力、耐破裂度、耐折和耐磨强度，改善纸张的光泽及平滑性，提高纸张耐水性、耐油及耐有机溶剂性。由于PVA水溶液对纸的黏合力强，成膜性好，可代替价格昂贵、容易腐败的干酪素制作颜料胶黏剂，涂布纸的白度和光泽度好，不易卷曲，成本低，因此在美术纸、
摘要 随着国内聚氯乙烯行业的竞争越来越激烈，小规模聚氯乙烯生产设备将越来越表现出不经济性。考虑到今后国内新建聚氯乙烯生产设备规模至少将在20万t/a 以上，60m3聚氯乙烯反应釜及其成套工艺技术具有很大的推广前景。由于引进国外60m3以上聚氯乙烯反应釜及其成套工艺技术的设备和技术费用相当昂贵，在今后较长一段时期内，国产化60m3聚氯乙烯反应釜及其成套工艺技术将是企业的理想选择。因此，60m3聚氯乙烯反应釜的设计和成套工艺技术的开发，将极大的推动国内PVC行业的技术进步和长远发展。本次毕业设计是设计一个60m3聚氯乙烯反应釜，考虑到了筒体所受的内压和外压，进行了罐体和夹套内压强度计算，对罐体进行了外压强度校核，另外还设计了搅拌装置与传动装置，并对其进行了强度和刚度校核。 关键词：聚氯乙烯; 反应釜；设计 Abstract With the domestic PVC industry more competitive, PVC production equipment for small-scale will become more and more non-economic. Tacking into account the future of domestic new PVC production equipment will be at least more than 200,000t/a, 60m3PVC reactor and packaged process have a great spread. The equipment investments and construction investments for bring in the 60m3 PVC reactor and packaged process is so expensive that the companies should choose the 60m3 PVC reactor and packaged process that we have in the near future. So, the design of the 60m3PVC reactor and the study of packaged process have great historical significance and far-reaching impact in the history of domestic PVC production, will greatly promote the development of domestic PVC industry.This graduation design is to design a 60m3PVC reactor.This design considered the cylinder body from the internal pressure and the external pressure，Tank and jacket were calculated compressive strength，and the tank strength of the external pressure was checked.In addition, I also designed a mixing device and transmission device and checked its strength and stiffness. Key words: PVC; reactor; design
一：什么是聚乙烯醇？ 聚乙烯醇，有机化合物，白色片状、絮状或粉末状固体，无味。溶于水，不溶于汽油、煤油、植物油、苯、甲苯、二氯乙烷、四氯化碳、丙酮、醋酸乙酯、甲醇、乙二醇等。 聚乙烯醇分子组成和分子结构 （CH3CHCOOCH3）m （CH2CHOH）n 其中：m+n表示聚合度，n/(m+n)×100%表示醇解度 二：聚乙烯醇的性质及特征 溶解性PVA溶于水，水温越高则溶解度越大，但几乎不溶于有机溶剂。PVA溶解性随醇解度和聚合度而变化。部分醇解和低聚合度的PVA溶解极快，而完全醇解和高聚合度PVA则溶解较慢。一般规律，对PVA溶解性的影响，醇解度大于聚合度。PVA溶解过程是分阶段进行的，即：亲和润湿一溶胀一无限溶胀一溶解。 成膜性PVA易成膜，其膜的机械性能优良，膜的拉伸强度随聚合度、醇解度升高而增强。 粘接性PVA与亲水性的纤维素有很好的粘接力。一般情况，聚合度、醇解度越高，粘接强度越强。 三：聚乙烯醇在油田中的应用 （1）：聚乙烯醇作为水泥浆降失水剂 PVA 可用于制作油井水泥浆降失水剂，和其他油井水泥外加剂一起加入水泥，构成胶乳水泥体系。胶乳类水泥外
加剂体系是实现优良水泥浆性能、保证固井质量、保护油气井产能的有效手段之一。PVA 胶乳的一般配制方法：常用硼酸、钛酸、铬酸或相应的无机盐与PVA 混合而进行交联改性，也可以使用能与PVA 形成共价键的其他交联剂进行反应来达到改性目的。在胶乳聚合物与水泥混合过程中，水泥水化产物和胶乳聚合物通过胶乳颗粒相互结合，在已水化的水泥相与未水化的水泥间形成网状结构，这种结构既分散了水泥浆的应力集中，又增加了变形性，从而提高了聚合物胶乳水泥石的抗裂、抗渗、耐酸碱及耐腐蚀等性能。 （2）聚乙烯醇作为钻井泥浆防塌剂 作为钻井泥浆防塌剂：处于地层深处的泥页岩，受到上覆地层压力、水平方向应力及地层孔隙压力的作用，当井眼钻开后，破坏了地层原有的应力平衡，引起井眼周围应力的重新分布。若井壁周围岩石所受应力超过泥页岩本身的强度就会产生剪切破坏，造成井壁失稳（井塌）。PVA 在粘土表面既可以产成分子间力，也可以通过氢键形成物理吸附，同时PVA 是一种表面活性剂，分子结构具有两亲性，其亲水端与粘土矿物形成物理吸附后，憎水端则朝向钻井液，这样就能阻止钻井液滤液继续侵 入泥页岩，从而达到防止井壁失稳的作用。 PVA 作为钻井泥浆防塌剂的应用至今未见报道，但根
聚氯乙烯的生产工艺流程 作者：许文 单位：08化学工程与工艺 摘要：本文主要介绍年产5万吨的聚氯乙烯（PVC）这种大宗化学品的生产过程和工艺，以及聚氯乙烯（PVC）的生产装置。我们用“乙烯氧氯化法”的“古德里奇法”制取氯乙烯单体，然后就氯乙烯单体的聚合的“悬浮聚合法”和正式生产做出进一步的说明。 关键词：PVC，乙烯氧氯化法，悬浮聚合法，古德里奇法 引言： 1，PVC的特性和设计背景 聚氯乙烯树脂是世界五大著名的树脂之一，全称Polyvinyl chloride polymer，简称PVC。聚氯乙烯本色为微黄色半透明状，有光泽。透明度胜于聚乙烯、聚丙烯，差于聚苯乙烯，随助剂用量不同，分为软、硬聚氯乙烯，软制品柔而韧，手感粘，硬制品的硬度高于 低密度聚乙烯，而低于聚丙烯，在屈折处会 出现白化现象。常见制品：板材、管材、鞋 底、玩具、门窗、电线外皮、文具等。是一 种使用一个氯原子取代聚乙烯中的一个氢原 子的高分子材料。 它柔韧性好，绝缘性高，强度也高，不易溶解等等，广泛的应用于人们的生产生活。PVC为无定形结构的白色粉末，支化度较小。工业生产的PVC分子量一般在5万～12 万范围内，具有较大的多分散性，分子量随聚合温度的降低而增加；无固定熔点，80～85℃开始软化,130℃变为粘弹态，160～180℃开始转变为粘流态；有较好的机械性能，抗张强度60MPa左右，冲击强度 5～10kJ／m2；有优异的介电性能。 2，我国的发展概况 近几年来我国的PVC从无到有发展迅速，但仍然赶不上发展更快的PVC制品加工需求，自给率只能保持在70%左右。需求的旺盛，国内乙烯资源的不足，反倾销终裁后进口量的下降，国际原油和石化产品的价格不断上升使乙烯法生产成本相应升高，也使得电石法成为许多企业的首选工艺。 中国PVC产业主要有三个发展的方面： 一，企业向规模化、大型化和集约化发展。据有关统计资料表明，我国聚氯乙烯生产能力已达到年4000万吨。根据我国石油化工发展规划，到2010年，已经有几套年产20万吨以上的聚氯乙烯装置在我国落户。这些项目如期完成，使新增聚氯乙烯能力约为年200万吨。 二，采用先进生产工艺。引进和采用先进的二氯乙烷法等多种生产工艺，改进聚合釜，以提高聚氯乙烯生产装置的性能；应用计算机自动化控制系统，使生产实现现代化，
聚乙烯的生产工艺 1.1主要原料 乙烯结构式22CH CH 是最简单的烯烃，常压下是略带芳香气味的无色可燃性气体。物理参数如表1所示。 表1 乙烯物理参数 乙烯几乎不溶于水，化学性质活泼。与空气混合能产生爆炸性混合物。是石油化工的基本原料。 乙烯来源于液化天然气、液化石油气、轻柴油、重油或原油等经裂解产生的裂解气中分出；也可由焦炉煤气分出；还可由乙醇脱水制得。 1.2高压聚合生产工艺 乙烯高压聚合是以微量氧或有机过氧化物为引发剂，将乙烯压缩至147.1~245.2MPa 高压下，在150~290℃的条件下，乙烯经自由基聚合反应转变成为聚乙烯的聚合方法。也是工业上采用自由基型气相本体聚合的最典型方法，海事工业上生产聚乙烯的第一种方法，至今仍然是生产低密度聚乙烯的主要生产方法。 1.3聚合原理 乙烯在高压下按自由基聚合反应机理进行聚合。由于反应温度高，容易发生向大分子链转移反应，产物为带有较多长支链和短支链的线型大分子。经测试，大分子链中平均1000个碳原子的支链上带有20~30个支里链。同时由于支链较多，造成高压聚乙烯的产物结晶度低，密度小，故高压依稀称为低密度聚乙烯。 条件与过程描述：纯度99%以上的乙烯在催化剂四氯化钛和一氯二乙基铝存在下，在压力0.1-0.5MPa 和温度65-75℃的汽油中聚合得到HDPE 的淤浆。经醇解破坏残余的催化剂、中和、水洗，并回收汽油和未聚合的乙烯，经干燥、造粒得到产品。
1.4主要工艺条件 1.4.1乙烯纯度 聚合级乙烯气体的规格要求，纯度不低于99.9％乙烯的露点不大于223K ，其它杂质含量如表2所示。 表2 聚合级乙烯气体的规格要求 纯度低，聚合缓慢，杂质多，产物相对分子量低。其中特别严格控制对乙烯聚合有害的乙炔和一氧化碳的含量，因为这两种物质参加反应后，会降低产物的抗氧化能力，影响产物的介电性能等。 1.4.2引发剂 以氧为引发剂时，用量必须严格控制在乙烯量的0.003％~0.007％之内，防止气体在高压下发生爆炸。以有机过氧化物为引发剂时，将有机过氧化物溶解于液体石蜡中，配置成1％~25％的引发剂溶液。 1.4.3相对分子质量调节剂 工业生产中为了控制聚乙烯的相对分子质量（或熔融指数），适当加入调节剂（如烷烃中的乙烷、丙烷、丁烷、己烷环己烷；烯烃中的丙烯、异丁烯；氢；丙酮和丙醛等），最常用的是丙烯、丙烷、乙烷。 其纯度要求为：丙烯>99.0％（体积）；丙烷纯度>97％（体积）；乙烷纯度>95％。它们的杂质含量：炔烃<4033/cm m ；S 含量＜0.333/cm m ；氧含量＜0.233/cm m 。 1.4.4聚合温度 取决与引发剂种类。以氧为引发剂温度控制在230℃以上；以有机过氧化物为引发剂时，温度控制在150℃左右。 1.4.5聚合压力 108~245MPa ，高低依据聚乙烯生产牌号确定。压力愈大，产物的相对分子质量愈大。
生产工艺流程 (一)、乙炔发生工序: 电石与水在发生器中发生反应,反应温度为80±5℃，压力为10kPa，反应后生成的乙炔气体,由上部出来后到洗涤塔洗涤。电石与水生成的氢氧化钙由溢流管溢流到渣浆池。电石渣浆经沉淀后作为水泥的生产原料。反应后生成的矽铁定期排放到渣池中，由人工定期清理。发生器中生成的乙炔气，从乙炔发生器上部出来经过洗涤塔进入冷却器将乙炔气冷却至35~45℃，冷却后的乙炔气体从冷却塔低部出来，部分送至有机厂乙炔清净工序,部分经进入气柜以平衡流量。(二)、合成工序 2．１、触媒配制系统: 把定量的活性炭加入触媒加料槽，用罗次鼓风机将其风送至沸腾式触媒干燥塔内，活性炭加完后，打开空气予热器，触媒干燥塔夹套和内加热蛇管的蒸汽。再用鼓风机把经过空气予热器的热空气送入干燥塔内。活性炭沸腾预热至一定温度后，将溶解槽已配制好的醋酸锌水溶液由醋酸锌加料泵通过喷头向触媒干燥塔内均匀喷洒,喷洒停止后,继续干燥一段时间,待水分降至０．5%以下时,卸料装桶。 2.2、乙炔清净系统： 乙炔站送来的具有适当压力的粗乙炔进入次氯酸钠洗涤塔下部,与塔上部喷淋下来的次氯酸钠溶液逆流接触,除去硫化氢、磷化氢等杂质。塔顶馏出的乙炔进入综合洗涤塔，在第一段与循环喷淋的碱液逆流接触,除去酸雾、二氧化碳及少量的游离氯。在第二段，乙炔与循环喷
淋的低温水逆流接触，除去氢氧化钠、碳酸钠等雾滴和饱和的水蒸汽。塔顶乙炔进入乙炔干操塔除去乙炔中微量水分及有机杂质后进入合成系统。 2．3、醋酸乙烯合成系统： 清净后的精乙炔与来自气体分离塔顶的循环乙炔混合用乙炔鼓风机加压后，定量地送入醋酸蒸发器内，乙炔和醋酸混合气从醋酸蒸发器出来,然后进入反应器底部。反应气体从反应器顶部出来,气体进入气体分离塔。大部分循环液经板式换热器(RJ1０7)用盐水冷却后进入三段循环使用。部分作反应液采出，进入反应液收集槽后,用泵送往罐场贮槽。 2.4、乙炔回收系统: 来自分TQ-１03顶部的乙炔,进入气体吸收塔底部，与塔顶喷淋下来的低温吸收液逆流接触,乙炔被溶解吸收。不被吸收的氮气等由塔顶放空。吸收塔釜吸收液由泵送入解吸塔。解吸后的釜液用泵少部分回至解吸塔顶,大部分返回至吸收塔塔顶。解吸出来的乙炔进入水洗塔。洗涤水从塔釜引出,用泵送出部分至精馏萃取塔。作洗涤塔二段循环液,落入塔釜。乙炔与两段吸收液逆流接触除去乙醛后送往清净工序综合洗涤塔。 （三)、精馏工序： 3.1、粗分系统: 合成反应液给第一精馏塔加料,塔顶馏出，冷凝液入第一馏出槽,用第一馏出泵送出，部分做塔内回流,部分给第七精馏塔下部加料,
水溶性高分子聚乙烯醇的制备及其应用 * 中山大学化学与化学工程学院应用化学广州 510275 摘要：本实验采用溶液聚合法，以AIBN作为引发剂合成聚乙酸乙烯酯，然后用NaOH的甲醇溶液进行醇解，得到聚乙烯醇5.527 g，产率54.0%，之后利用红外对聚乙酸乙烯酯与聚乙烯醇进行表征。之后利用聚乙 烯醇的缩醛化反应制备胶水，利用聚乙烯醇的性质制备面膜。 关键词：水溶性高分子聚乙烯醇聚乙酸乙烯酯红外光谱法 1.引言 水溶性高分子化合物又称水溶性树脂或水溶性聚合物，是一种亲水性的高分子材料，在水中能溶胀而形成溶液或分散液。1924年，德国化学家WO. Hermann和WW. Haehel首次将碱液加入到聚乙酸乙烯酯的甲醇溶液中，得到聚乙烯醇（PV A）。聚乙烯醇为白色絮状固体或片状固体，无毒无味，是使用最广泛的合成水溶性高分子，具有优良的力学性能和可调节的表面活性。PV A具有多羟基强氢键，以及单一的-C-C-单键结构，这样的结构不但使PV A具有亲水性，还有黏合性、成膜性、分散性、润滑性、增稠性等良好性能。 PV A的制备首先由乙酸乙烯酯聚合成聚乙酸乙烯酯，然后将其醇解生成PV A，其反应式如下： PVA的结构可以看成是交替相隔的碳原子上带有羟基的多元醇，因此，其发生的反应为多元醇反应，如醚化、酯化、缩醛化。聚乙烯醇和羰基化合物反应可得到缩醛化合物。本实验利用聚乙烯醇和甲醛反应，生产聚乙烯醇缩甲醛，作为胶水使用。 2.实验过程 2.1 实验仪器 三颈瓶，回流冷凝管，水浴锅，蒸汽蒸馏装置，滴液漏斗，pH试纸，培养皿，抽滤装置，滤纸，真空烘箱。2.2 实验试剂 偶氮二异丁腈（AIBN），甲醇，乙酸乙烯酯，NaOH，聚乙烯醇，甲酸，40%甲醛水溶液，盐酸，羧甲基纤维素，丙二醇，乙醇。 2.3 实验步骤