悬浮法PVC
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悬浮法通用型聚氯乙烯树脂国家标准包括:黏数(平均聚合度)、“鱼眼”数、白度、杂质粒子数、表观密度、电导率、挥发物含量、筛余物、残留单晶体含量等检验项目。
(1)黏数(平均聚合度)通常用黏数来表示聚合物分子量大小,划分聚合物型号。
在国际上还有用K 值或聚合度来划分聚合物型号。
PVC树脂是一种非结晶的线性高分子化合物,其相对分子质量愈大,黏数就越高,材料的强度、刚度、韧性、耐热及耐低温性愈好,但成型加工性能愈差。
该指标属于必检项目,其数值反映了PVC树脂的平均分子量大小,也就是PVC 分子链的长短,决定了树脂的牌号和相应加工参数。
(2)鱼眼鱼眼是指难于(或不能)塑化加工的聚氯乙烯颗粒,在制品中呈现为透明粒子。
在聚氯乙烯生产中,鱼眼的形成直接影响PVC产品的质量,后加工中影响塑料制品表面的美观性,大大降低制品的拉伸强度、伸长率等机械性能,易导致塑料膜或片的穿孔,尤其是电缆制品,会影响其电绝缘性和低温挠屈性。
总之,“鱼眼”已成为树脂生产和塑化加工中最重视的指标之一。
目前国内大的PVC厂家一般要求PVC产品鱼眼数小于10颗,因此,研究PVC鱼眼的形成及消除有其重要的现实意义。
(3)白度:是指PVC树脂在160℃加热10min后的白色程度,是衡量PVC树脂热稳定性的重要质量指标。
该指标对树脂的加工性能以及制品的耐老化性能有很大的影响,白度较低的树脂往往出现初期变色。
影响树脂白度的因素有很多,如VCM质量,VCM转化率,聚合配方中引发剂、水油比、分散剂的用量,后工序中汽提、离心干燥工艺等。
(4)杂质粒子数:含机械杂质和焦化的pvc树脂颗粒,200mL树脂,数25个30mm*30mm,外推至100个方格的杂质粒子数。
(5)表观密度未被压缩时单位体积的质量。
表观密度高,树脂颗粒规整。
(6)电导率反映可溶性离子含量,电性能指标。
悬浮法通用型聚氯乙烯树脂国家标准如表所示。
pvc树脂分类
PVC树脂分类
PVC树脂是常见的一种合成材料,广泛用于建筑、制造和日常生活中的各种产品。
根据不同的制备方法、物化性质以及应用领域,PVC 树脂可以分为以下几类:
1. 悬浮型PVC树脂
悬浮型PVC树脂是最常见的一种PVC树脂,也是市场上应用最广泛的类型。
该类型树脂通过聚合反应制备而成,聚合时采用水作为分散介质。
悬浮型PVC树脂具有良好的可塑性和加工性能,适用于制造软管、电线电缆、地板、塑料卷材等产品。
2. 悬浮扩散型PVC树脂
悬浮扩散型PVC树脂是在悬浮型PVC树脂的基础上,通过加入增塑剂和其他添加剂来改变其特性。
该类型树脂具有更好的拉伸性和柔韧性,适用于制造人造革、卡塔片、雨衣等产品。
3. 硬质PVC树脂
硬质PVC树脂是通过控制聚合过程中的条件,使其聚合度更高,分子量更大的一种PVC树脂。
该类型树脂具有较高的硬度、耐磨性和耐候性,适用于制造管道、窗框、地板砖等需要耐久性的产品。
4. 弹性PVC树脂
弹性PVC树脂是通过在悬浮型PVC树脂中加入特殊的可塑剂,使
其具有良好的弹性和柔韧性的一种PVC树脂。
该类型树脂可以用于制
造绝缘套管、输送带、注射制品等需要较高柔韧性和耐冲击性的产品。
5. 密封型PVC树脂
密封型PVC树脂是一种特殊的PVC树脂,具有密度较高的特点,
常被用于制造密封垫、密封胶带等需要优异密封性能的产品。
以上是常见的几种PVC树脂分类,每种分类根据不同的物性和应
用领域,具有各自特点和优势。
在实际应用中,根据产品需求选择适
合的PVC树脂类型,可以确保产品性能和质量的要求。
写出pvc四种聚合方式的工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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悬浮法PVC知识介绍悬浮法PVC乙烯类树脂是对一系列具有乙烯基结构CH2=CHX的热塑性聚合物的通称。
这类聚合物常用于建材。
它们之间的差异仅仅在于分子链上取代基的不同。
其中最有商业价值的产品是聚氯乙烯(PVC)。
本节主要讨论悬浮法制备的PVC.化学与性质商业上,制备PVC有四种方法:悬浮法、本体法、乳液法和溶液法。
悬浮法最普遍,大多数应用的pvc树脂就是这类树脂。
这是一种间歇生产方法。
强力搅拌下使氯乙烯单体小滴悬浮于水相中,单体小滴借助于事先加入的悬浮剂如水溶性纤维素或聚乙烯醇等而稳定于体系中。
氯乙烯单体的聚合机理是自由基聚合。
聚合由单体溶解引发剂开始,引发剂通常是一种过氧化物,它们热分解产生自由基。
聚合过程中,需要冷却以控制由于聚合反应放热而引起的温度升高。
改进冷却方法以后,生产厂商已能够应用越来越大的反应器,大大提高产量。
一般来说,粒度大小及粒度分布可以由搅拌程度以及所用的悬浮剂种类和用量来控制。
树脂的分子量可由聚合温度控制,较高的聚合温度得到较低分子量的树脂。
一些低分子量的树脂可借助链转移剂而获得所期望的分子量,而可保持比较低的聚合温度和压力。
聚合结束后,在真空条件下加热树脂除去多余的单体,然后离心干燥,除去水分。
悬浮法树脂的颗粒形状不规则,并且为氯乙烯和悬浮剂组成的共聚物半渗透膜所包覆。
PVC树脂必须和其他树脂混合或配料才能制成有用的产品。
其产品可分成两大类:软PVC产品,它含有不同用量的增塑剂,和硬PVC,它不含增塑剂。
所有PVC产品必须含有一定量的稳定剂,以避免加工过程中发生降解。
软PVC产品中的增塑剂在于使聚合物变软。
增塑剂的选择或增塑剂的混用,最终要由成品所期望的性能来决定。
大多数的增塑剂一定程度上也起着加工助剂的作用。
增塑剂降低了树脂的熔融温度和粘度,从而可防止树脂粘到加工设备的金属部件上。
硬PVC树脂可借助两类加工助剂:第一类为助熔剂,加工过程中,有助于树脂熔融均匀;第二类为润滑剂,加工过程中,它可防止树脂粘附到设备的金属表面上。
聚氯乙烯悬浮聚合的工艺流程
加入无离子水和悬浮剂:向聚合釜中加入无离子水和悬浮剂。
加入引发剂:加入引发剂后密封聚合釜。
真空脱除釜内空气和溶于物料中的氧:真空脱除釜内空气和溶于物料中的氧。
加入单体氯乙烯:然后加入单体氯乙烯。
升温、搅拌:开始升温、搅拌。
维持温度在50℃左右,压力0.88~1.22MPa:反应开始后维持温度在50℃左右,压力0.88~1.22MPa。
降压:当转化率达到70%左右开始降压。
停止反应:在压力降至0.13~0.48MPa时即可停止反应。
加入终止剂:当釜内单体转化率达到85%以上,这时釜内聚合压力为0.5 MPa,由计量泵向釜内加入一定量的终止剂。
未反应的氯乙烯单体经自压回收:未反应的氯乙烯单体经自压回收后,当压力降至2.9 Kpa时。
进行真空回收:将釜内浆料升温至70℃左右,进行真空回收,真空度为500 mmHg~550mmHg,最后浆料中的氯乙烯含量在700μg/g。
PVC膜检测标准主要涉及原料标准、产品标准、性能检测、配方检测、压
力检测、消防检测、壁厚检测、常规检测、耐候性检测、未知物检测、抗紫外线检测等方面。
以下是一些具体的检测标准:
1. 原料标准:GB/T5761-2006《悬浮法通用聚氯乙烯树脂》。
2. 产品标准:包括管材、管件、板材、薄膜、门窗型材、电线电缆等,标准较多,可根据产品类型查找。
3. 性能检测:包括质量检测、硬度检测、密度检测、力学性能检测、硬度
检测、外观检测、防腐检测、甲醛检测、耐火等级检测、环保检测、燃烧性能检测、热变形温度测试、消防检测等。
4. 配方检测:检测PVC膜中的各种添加剂,如润滑剂、稳定剂、抗冲击剂等。
5. 压力检测:检测PVC膜的承受压力能力,以确保其在使用过程中不会破裂或变形。
6. 消防检测:检测PVC膜的防火性能,确保其在火灾情况下不会加剧火势。
7. 壁厚检测:检测PVC膜的壁厚,确保其满足使用要求。
8. 常规检测:包括尺寸检测、外观检测、颜色检测等。
9. 耐候性检测:检测PVC膜在恶劣气候条件下的耐久性能。
10. 未知物检测:检测PVC膜中可能存在的有害物质。
11. 抗紫外线检测:检测PVC膜在阳光照射下的抗紫外线能力,以确保其使用寿命。
以上是PVC膜检测标准的一些主要内容,具体检测项目可能会根据实际需
求进行调整。
建议在选择检测机构时,了解其资质和检测能力,确保检测结果的准确性和可靠性。
本体法和悬浮法聚氯乙烯的对比摘要:对悬浮法和本体法聚氯乙烯(PVC)树脂生产方法进行了分析比较,并对2种方法制得的PVC树脂质量作了剖析,指出了本体法PVC树脂的优点和用途,以及对今后国内市场的作用。
关键词:本体法;悬浮法;聚氯乙烯聚氯乙烯树脂为氯乙烯单体(VCM)的聚合物,是煤化工或者石油化工的下游产品。
PVC树脂生产时需要氯产品,而电解盐水制烧碱时副产的液氯需要被消耗,所以PVC树脂和烧碱在国内很多大型氯碱企业中就成了配套的联产产品。
一、悬浮法聚氯乙烯树脂生产工艺简述将新鲜氯乙烯单体和回收氯乙烯单体分别由单体输送泵经流量计送至聚合釜中,同时伴随中热纯水和冷纯水掺混一并送入聚合釜中,纯水及单体加入完毕后,通过称重计量将分散剂、引发剂及其他助剂送至聚合釜中开始反应,反应一段时间后聚合釜温度和压力开始下降到一定值后出料,出料至沉析槽的聚氯乙烯树脂进行初步压缩冷凝回收,再经汽提装置进一步脱除残留的氯乙烯,后被送至干燥工序脱水,水分达标的聚氯乙烯树脂送至料仓进行包装。
二、本体法聚氯乙烯树脂生产工艺简述该技术引进法国阿托公司的本体法聚合生产工艺包,其主要特点是反应过程中不需要加水和分散剂。
聚合分2步进行,第1步在预聚釜中加入定量的VC M单体、引发剂和添加剂,经加热后在强搅拌(相对第2步聚合过程)的作用下,釜内保持恒定的压力和温度进行预聚合。
当V C M的转化率达到8%-12%停止反应,将生成的“种子”送入聚合釜内进行第2步反应。
聚合釜在接收到预聚合的“种子”后,再加人一定量的V C M单体、添加剂和引发剂,在这些“种子”的基础上继续聚合,使“种子”逐渐长大到一定的程度,在低速搅拌的作用下,保持恒定压力进行聚合反应。
当反应转化率达到6 0%一85%(根据配方而定)时终止反应,并在聚合釜中脱气、回收未反应的单体,而后在釜内汽提,进一步脱除残留在P V C树脂粉料中的V C M,最后经风送系统将釜内PV C粉料送往分级、均化和包装工序。
3000吨/年聚氯乙烯悬浮聚合工艺设计摘要本设计为年产3000吨聚氯乙烯聚合工艺设计,整个设计文件由设计说明书和设计图纸两部分组成。
在设计说明书中,简单介绍了聚氯乙烯的生产现状、发展趋势、性能和主要用途,着重介绍以悬浮聚合法作为聚合的工艺生产方法。
在设计过程中,根据设计任务书的要求,进行了较为详细的物料衡算和热量衡算和聚合釜计算,对设备进行了工艺计算和选型,同时对整个装置进行了简单的技术经济评价。
绘制了相应的设计图纸,设计图纸包括工艺流程图、聚合釜装配图。
关键词:聚氯乙烯,悬浮聚合工艺,干燥,单体,生产工艺AbstractThe design for the 3,000 tons of PVC polymerization process design throughout the design file is composed by two parts of the design specification and design drawings. In the design manual, a brief introduction of PVC production status, development trends, performance, and the main purposes highlighted by suspension polymerization as the polymerization process production methods. In the design process, according to the requirements of the design task book to conduct a more detailed material balance and heat balance and the the polymerizer calculation process calculation and selection of equipment, a simple techno-economic evaluation of the entire device . Drawing of the design drawings, design drawings including process flow diagram of the polymerization reactor assembly drawing.Keywords: PVC ,suspension polymerization process, dry, monomer ,production process目录前言 (1)第1章产品及原料说明 (2)1.1 产品性质及质量标准 (2)1.1.1 名称及其结构 (2)1.1.2 产品性能 (2)1.1.3产品质量标准 (3)1.2 单体氯乙烯(VCM)的性质 (5)1.3聚氯乙烯配方 (6)第2章聚氯乙烯生产工艺流程设计 (7)2.1 聚氯乙烯生产工艺流程简述 (7)2.2 聚氯乙烯生产工艺流程操作步骤 (7)2.2.1 聚合单元 (7)2.2.2 汽提、干燥工序 (8)2.2.3 VC回收工序 (8)第3章物料衡算 (10)3.1 车间物料衡算 (10)3.1.1主要工艺参数 (10)3.1.2 生产任务的计算 (10)3.1.3投入单体的计算 (11)3.2 聚合釜的物料衡算 (12)3.2.2 聚合釜的生产计算 (12)第4章热量衡算 (14)4.1 聚合釜热量衡算 (14)4.1.1 参数设定 (14)4.1.2 混合热和搅拌热的考虑 (15)4.2 回流冷凝器热负荷的考虑 (15)4.3 物料带入聚合釜的热量 (15)4.4 聚合反应放出的热量 (16)4.5 物料带出聚合釜的热量 (16)4.6 反应过程需要加入的热量 (16)4.7 加热水的用量: (16)4.8 冷却水的用量: (16)4.9传热面积 (17)第5章设备工艺设计 (19)5.1 聚合釜的设计 (19)5.1.1 生产周期或生产批数 (19)5.1.2 根据年产量确定每批进料量 (19)5.1.3 选择反应器装料系数 (19)5.1.4 计算反应器体积 (19)5.1.5 聚合釜壁厚的计算 (20)5.2 汽提塔 (20)5.3 混料槽 (20)5.4 离心机 (21)5.5 干燥器 (21)参考文献 (22)前言聚氯乙烯(PVC)是由氯乙烯单体(VCM)均聚或与其他多种单体共聚而制得的合成树脂,聚氯乙烯再配以增塑剂、稳定剂、高分子改性剂、填料、偶联剂和加工助剂,经过提炼、塑化、成型加工成各种材料。
悬浮聚合法年产30万吨聚氯乙烯车间工艺设计毕业论文1 绪论1.1 聚氯乙烯简介聚氯乙烯(Poly Vinyl Chloride)简称PVC,下同。
它是由氯乙烯在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂,是氯乙烯的均聚物。
PVC为无定形结构的白色粉末,支化度较小。
工业生产的PVC相对分子量一般在5万~12万范围内,具有较大的多分散性,相对分子量随聚合温度的降低而增加;无固定熔点,80~8 5℃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。
但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,并进一步自动催化分解,引起变色,物理机械性能也迅速下降,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,溶解性也很差,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。
PVC溶解在丙酮-二硫化碳或丙酮-苯混合溶剂中,用于干法纺丝或湿法纺丝而成纤维,称氯纶。
具有难燃、耐酸碱、抗微生物、耐磨并具有较好的保暖性和弹性[1]。
1.2 聚氯乙烯的发展状况聚氯乙烯是仅次于聚乙烯的第二大通用塑料[2]。
自1997年以来,聚氯乙烯的产量以3%/a速度递增。
2001年,全球聚氯乙烯生产能力已达到3 313万t,消费水平比2000年略有增加,为2882万t[3]。
2003年7月全球约有50个国家、150个厂家生产聚氯乙烯,这一数据还在不断攀升[4]。
2005年全球产量达3130万吨,需求量达3117万吨。
北美、欧洲(包括俄罗斯)和非洲、远东地区超过全球聚氯乙烯产量和需求量4/5,悬浮聚合法树脂占生产聚氯乙烯树脂90%以上,2006年世界聚氯乙烯产能3562万吨,实际产量3262万吨,产量的增长主要来自中国。
2006年我国PVC产业保持快速发展的态势,全年产能1099万吨,实际产量864.1万吨,整体供求关系发生了较大的变化[5]。
聚合物合成与工艺结课作业姓名李兰学号S********指导教师杜栓丽悬浮聚合法制聚氯乙烯聚氯乙烯(Polyvinyl chloride, PVC)位居五大通用树脂第二位是乙烯基聚合物中最主要的品种之一,其生产方法有悬浮法乳液法和本体聚合法等,其中悬浮法为主要生产法。
悬浮聚合法 使单体呈微滴状悬浮分散于水相中,选用的油溶性引发剂则溶于单体中,聚合反应就在这些微滴中进行,聚合反应热及时被水吸收,为了保证这些微滴在水中呈珠状分散,需要加入悬浮稳定剂,如明胶、聚乙烯醇、甲基纤维素、羟乙基纤维素等。
引发剂多采用有机过氧化物和偶氮化合物,如过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯、过氧化二碳酸二乙基己酯和偶氮二异庚腈、偶氮二异丁腈等。
聚合是在带有搅拌器的聚合釜中进行的。
聚合后,物料流入单体回收罐或汽提塔内回收单体。
然后流入混合釜,水洗再离心脱水、干燥即得树脂成品。
氯乙烯单体应尽可能从树脂中抽除。
作食品包装用的 PVC ,游离单体含量应控制在1ppm 以下。
聚合时为保证获得规定的分子量和分子量分布范围的树脂并防止爆聚,必须控制好聚合过程的温度和压力。
树脂的粒度和粒度分布则由搅拌速度和悬浮稳定剂的选择与用量控制。
树脂的质量以粒度和粒度分布、分子量和分子量分布、表观密度、孔隙度、鱼眼、热稳定性、色泽、杂质含量及粉末自由流动性等性能来表征。
聚合反应釜是主要设备,由钢制釜体内衬不锈钢或搪瓷制成,装有搅拌器和控制温度的传热夹套,或内冷排管、回流冷凝器等。
为了降低生产成本,反应釜的容积已由几立方米、十几立方米逐渐向大型化发展,最大已达到200m(见釜式反应器)。
聚合釜经多次使用后要除垢。
以聚乙烯醇和纤维素醚类等为悬浮稳定剂制得的 PVC 一般较疏松,孔隙多,表面积大,容易吸收增塑剂和塑化。
主要原材料:聚乙烯单体和聚合用去离子水是氯乙烯悬浮聚合缺一不可的主要原料。
(1) 聚乙烯单体 单体纯度要求>99.8%,杂质含量因生产方法不同而有差别,如单体中乙炔的含量:乙炔法生产路线要求其含量<510-,而乙烯氧氯化法则要求≤610-;二氯乙烷的含量<2610-⨯,Fe 7510-≤⨯。
PVC知识介绍
比重:1.38克/立方厘米成型收缩率:0.6-1.5% 成型温度:160-190℃
特点:力学性能,电性能优良,耐酸碱力极强,化学稳定性好,但软化点低. 适于制作薄板,电线电缆绝缘层,密封件等.
成型特性:1.无定形料,吸湿小,流动性差.为了提高流动性,防止发生气泡,塑料可预先干燥.模具浇注系统宜粗短,浇口截面宜大,不得有死角.模具须冷却,表面镀铬.2.由于其腐蚀性和流动性特点,最好采用专用设备和模具。
所有产品须根据需要加入不同种类和数量的助剂。
3.极易分解,在200度温度下与钢.铜接触更易分解,分解时逸出腐蚀.刺激性气体.成型温度范围小.4.采用螺杆式注射机喷嘴时,孔径宜大,以防死角滞料.好不带镶件,如有镶件应预热.
产品名称:悬浮法通用型聚氯乙烯树脂
产品详细介绍:。
摘要聚氯乙烯是世界上最价廉和应用最广的塑料,用来大规模生产电缆绝缘层、设备零件、管材、层合材料和纤维制品。
聚氯乙烯树脂的需求量巨大。
工业上,聚氯乙烯是采用悬浮或乳液聚合技术通过自由基聚合反应来生产的。
本设计的目标是年产18000吨的聚氯乙烯悬浮生产装置。
遵循技术先进、工艺可靠、经济合理、系统最优的原则完成本设计。
本设计的主要内容包括:对聚氯乙烯的国内外研究状况、应用领域和应用现状、生产概况、市场需求和应用前景的综述;详细介绍工艺流程;对聚合全系统的物料进行衡算;聚合釜选型和工艺尺寸计算;搅拌设备的选型和功率计算以及对聚合反应器釜进行热量衡算。
关键词:聚氯乙烯,悬浮聚合,工艺设计,工艺流程,聚合反应器AbstractPolyvinyl chloride is one of the cheapest and most widely used plastics globally. It is used for large-scale production of cable insulation, equipment parts, pipes, laminated materials and fiber manufacture. The demand for polyvinyl chloride resin is vast.Polyvinyl chloride is industrially produced by free-radical polymerization using the suspension or bulk technique. The major object of present design is a production plant for PVC with annual output 15000 ton, using suspension technique. According to the principles of advanced technology, credible technics, reasonable economics and optimized system, present design is completed.The main work of present design include : summerization on status of research on polyvinyl chloride at home and abroad, field and current status of application, the situation of production , the demand for market and applying in the future ;detailed description of technological process ; the total material balance of polymerization system ;the selection and design of polymerization reactor; the selection of stirring devices and the calculation of power thereof; and the heat balance of the polymerization reactor .Key words:Polyvinyl chloride, suspension polymerization, technological design,process flow, polymerization reactor目录摘 要 (III)目 录 (IV)第一章 前 言 (7)1.1选题背景 (7)1.2研究意义 (7)第二章 聚氯乙烯历史世界及供需和消费 (8)2.1 聚氯乙烯的发展历史 (8)2.2 世界聚氯乙烯供需 (8)2.3 中国聚氯乙烯供需 (8)2.4 聚氯乙烯树脂消费结构 (9)第三章 聚氯乙烯的典型聚合工艺 (10)3.1 典型聚合工艺概述: (10)3.1.1悬浮聚合 (10)3.1.2本体聚合 (11)3.1.3乳液聚合 (11)3.1.4微悬浮聚合 (12)3.1.5溶液聚合 (12)3.2典型聚合工艺技术特性比较 (12)第四章 悬浮聚合生产工艺与过程及其影响因素 (13)4.1聚氯乙烯悬浮聚合的生产技术 (13)4.1.1氯乙烯悬浮聚合生产工艺技术过程 (13)4.2氯乙烯悬浮聚合生产工艺技术进展 (15)4.2.1国内生产工艺技术进展 (15)4.2.2国外生产技术进展 (17)4.3悬浮法聚合工艺和设备 (20)4.3.1搪瓷釜 (20)4.4轴封与搅拌装置 (24)4.4.1 轴封 (24)4.4.2 搅拌装置 (26)4.5工艺流程 (28)4.6防粘釜技术 (32)4.7悬浮法防粘釜剂的进展 (34)4.7.1国外SPVC生产用涂布剂的进展 (34)4.8分散剂 (35)4.8.1分散剂的用途和影响 (35)4.8.2国外分散剂应用进展 (36)4.9 其它助剂 (37)第五章 聚氯乙烯聚合釜技术进展 (39)5.1 新型釜的介绍 (39)第六章 聚氯乙烯聚合装置设计 (41)6.1设计任务书 (41)6.1.1设计任务 (41)6.1.2设计条件 (42)6.1.3配方 (42)6.1.4生产时间分配 (42)6.2设计过程 (43)6.2.1已知量的计算 (43)6.2.2聚合釜物料衡算 (43)6.2.3聚合釜的设计 (44)6.2.4搅拌设计 (49)6.2.5 釜重的计算 (54)6.2.6 热量衡算 (56)第七章 结论 (60)参 考 文 献 (61)致 谢 (63)声明 (65)附录1 工艺流程概述附录2 工艺流程图附录3 聚合设备图第一章 前 言1.1选题背景聚氯乙烯( PVC) 是五大通用合成树脂之一,是木材、钢铁、玻璃、纸张等传统材料的良好代用品,因此在塑料工业中具有举足轻重的地位。
聚氯乙烯悬浮聚合工艺设计聚氯乙烯(Polyvinyl Chloride,简称PVC)是一种常见的合成塑料,广泛应用于建筑、电子、汽车、包装等领域。
而聚氯乙烯悬浮聚合工艺是制备PVC的主要方法之一。
聚氯乙烯悬浮聚合工艺的设计包括以下几个关键步骤:单体制备、引发剂选择、聚合反应、后处理等。
在聚氯乙烯悬浮聚合工艺中,单体制备是一个重要的环节。
聚氯乙烯的主要单体是氯乙烯(Vinyl Chloride,简称VC),它是通过氯乙烯的氯化反应制备得到的。
氯乙烯的制备方法有多种,常见的包括直接氯化法和乙烯氯化法。
直接氯化法是将乙烯与氯气在催化剂的作用下进行氯化反应,生成氯乙烯。
乙烯氯化法则是将乙烯与次氯酸钠反应,生成氯乙烯。
这两种方法都可以得到高纯度的氯乙烯,可根据实际需要选择合适的方法。
引发剂的选择对聚氯乙烯悬浮聚合工艺至关重要。
引发剂是聚合反应的启动剂,可以引发单体的聚合反应。
常用的引发剂有过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化戊酸等。
选择合适的引发剂可以控制聚合反应的速率和转化率,从而得到所需的聚合物性能。
聚合反应是聚氯乙烯悬浮聚合工艺的核心步骤。
在聚合反应中,单体与引发剂发生自由基聚合反应,形成高分子聚合物链。
反应过程中,需要控制温度、压力和搅拌速度等工艺参数,以确保聚合反应的均匀性和高效性。
此外,还可以通过添加聚合助剂来改善聚合反应的过程和产物性能。
聚氯乙烯悬浮聚合工艺的后处理包括溶剂去除、干燥和造粒等步骤。
在溶剂去除过程中,通过蒸发或真空脱溶剂的方法将溶剂从聚合物中去除,以提高聚合物的纯度。
然后,需要对聚合物进行干燥处理,以去除残留的水分和溶剂,保证产品的质量。
聚氯乙烯悬浮聚合工艺具有以下优势:首先,该工艺适用范围广,可以制备不同性能和用途的聚氯乙烯产品。
其次,工艺简单,操作方便,生产周期短,可大规模生产。
此外,聚氯乙烯悬浮聚合工艺还具有能耗低、废料回收利用率高等特点,符合可持续发展的要求。
聚氯乙烯悬浮聚合工艺在建筑、电子、汽车、包装等领域有广泛应用。
工艺说明――悬浮法聚氯乙烯――总说明本生产装置的聚合部分是以氯乙烯单体(VCM)为原料,采用悬浮法生产技术,生产聚氯乙烯(PVC)树脂,年生产能力四万吨。
后处理部分的干燥和包装由国内配套。
引进聚合部分由原料配制开始,到干燥的离心机给料泵出口为止,共分六个单元:B单元:包括无离子水脱氧在内的VCM和水的贮存与加料。
C单元:溶液的配制和辅料加料;D单元:聚合釜涂壁和废水汽提;E单元:聚合;F单元:VCM回收;G单元:PVC浆液汽提。
本工艺说明按上述六个单元,分十七个工艺系统进行详细说明。
并对工艺理论,产品质量工艺控制,涂釜剂的应用及工艺标准进行阐述。
本工艺说明由B.F.G提供,不涉及国内配套的干燥和包装。
目录1.工艺说明┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄61.1新鲜VCM的贮存系统┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄61.1.1前言 (6)1.1.2新鲜VCM的贮存 (6)1.2.回收VCM的贮存系统 (6)1.2.1前言 (6)1.2.2回收VCM的贮存系统 (6)1.3无离子水系统 (7)1.3.1前言 (7)1.3.2冷无离子水系统 (8)1.3.3热无离子水系统 (8)1.3.4无离子水的混合与加料 (8)1.3.5注水泵 (8)1.3.6冲洗水泵 (9)1.3.7冲洗水加压泵 (9)1.3.8无离子水脱氧器 (10)1.4缓冲剂系统 (10)1.4.1前言 (10)1.4.2缓冲剂的配制与贮存 (10)1.4.3缓冲剂循环系统 (10)1.4.4缓冲剂加料系统 (10)1.5.分散剂系统 (11)1.5.1前言 (11)1.5.2分散剂的配制与贮存 (11)1.5.3PVA的配制与贮存 (12)1.5.4特殊分散剂的贮存和使用 (12)1.5.5分散剂加料系统 (12)1.5.6特殊分散剂加料 (13)1.6引发剂系统 (13)1.6.1前言 (13)1.6.2引发剂分散液的配制 (14)1.6.3引发剂贮罐 (14)1.6.4引发剂加料系统 (14)1.7聚合釜涂壁系统 (14)1.7.1前言 (14)1.7.2涂料的配制与贮存 (15)1.7.3涂料溶液的使用 (15)1.8聚合加料系统 (15)1.8.1前言 (15)1.8.2水加料系统 (16)1.8.3单体加料系统 (17)1.9聚合系统 (17)1.9.1前言 (17)1.9.2夹套冷却和挡板冷却 (18)1.9.3聚合釜注入水 (18)1.9.4搅拌器密封节流套筒水冲洗 (18)1.9.5紧急事故终止剂加料 (19)1.9.6反应监视 (19)1.9.7压力测定和聚合手动卸压 (20)1.10ATSC终止剂系统 (20)1.10.1前言 (20)1.10.2ATSC终止剂的配制与使用 (20)1.10.3ATSC终止剂加料 (21)1.11浆液输送系统 (21)1.11.1前言 (21)1.11.2聚合釜出料 (22)1.12浆液汽提系统 (22)1.12.1前言 (22)1.12.2汽提塔供料槽操作 (22)1.12.3浆液汽提塔操作 (23)1.12.4汽提塔的物理过程说明 (24)1.13单体回收系统 (25)1.13.1前言 (25)1.13.2聚合釜间歇回收 (25)1.13.3正常回收方法 (25)1.13.4回收压缩机操作 (26)1.13.5回收冷凝器系统 (27)1.14空气抽真空系统 (27)1.14.1前言 (27)1.14.2聚合釜抽真空 (28)1.14.3设备抽真空 (28)1.15蒸汽置换与抽真空系统 (28)1.15.1前言 (28)1.15.2蒸汽置换系统 (28)1.16壬基苯酚阻聚剂系统 (29)1.16.1前言 (29)1.16.2壬基苯酚的使用及贮存的物理性能 (29)1.16.3将壬基苯酚加入回收系统 (30)1.17废水汽提系统 (30)1.17.1前言 (30)1.17.2废水汽提系统 (30)1.17.3废水汽提塔的正常控制 (31)2工艺理论2.1聚合 (31)2.1.2聚合转化率 (31)2.1.3聚合放热量 (32)2.2聚合釜 (32)2.3聚合添加剂 (32)2.3.1缓冲剂 (32)2.3.2分散剂 (32)2.3.3铁螯合剂 (32)2.3.4引发剂 (32)2.3.5终止剂 (33)2.3.6涂釜剂 (33)2.3.7阻聚剂 (33)2.3.8烧碱 (33)2.3.9酸 (33)3产品质量的工艺控制 (33)3.1产品质量规格 (33)3.2产品质量工艺控制 (34)3.2.1前言 (34)3.2.2分子量的工艺控制 (34)3.2.3水份的工艺控制 (34)3.2.4颗粒度的工艺控制 (34)3.2.5孔隙率的工艺控制 (35)3.2.6视比重的工艺控制 (36)3.2.7树脂中残留VCM的工艺控制 (36)3.2.8黑树脂的工艺控制 (36)3.2.9“鱼眼”的工艺控制 (36)3.2.10树脂干流动性的工艺控制 (36)4涂釜剂的应用 (36)4.1涂釜液的配制 (36)4.2涂釜液的喷涂 (37)4.3蒸汽涂釜的程序 (37)4.4釜壁涂层的程序 (38)4.5釜壁涂层液的检验程序(醇溶液) (38)4.6代号10C涂釜液的10C含固量的检测程序(水溶液) (38)1.工艺说明1.1新鲜VCM的贮存系统1.1.1前言本装置所用的新鲜VCM是由VCM车间管道输送来的。
单体进入界区后,贮存在界区边缘的一个立式不锈钢贮槽里,用作聚合加料的新鲜单体。
1.1.2单体新鲜VCM的贮存新鲜VCM进入界区后,经过一个滤芯式缶前过滤器FIL-1B,打入立式VCM贮槽TK-8B。
单体日贮槽的液位是自动控制的。
当液位达到低限时,装在贮槽进口管上的自动截止阀就会自动打开,新鲜单体就会流入贮槽;当液位达到上限时,该阀门就会自动关闭,停止向贮槽内输送单体。
单体输送流量为6.8M3/小时。
整个贮存系统总是维持一定数量的新鲜单体,以备聚合加料用。
为了计量出整个装置的单体消耗量,在通往TK-8B的输送管线上装有一个涡轮流量计,可以累计送往本装置VCM的数量。
要十分重视可能出现的VCM大量溢流的危险性。
在这个贮存系统的设计时,应把这一因素考虑进去。
为了排除这一隐患,在TK-8B的进口和出口管道上都装有截止阀,截止阀上装有弹簧回止传动装置。
这样就能防止在空气系统发生故障时,阀门不能关闭的事故发生。
这些阀门均是由设在TK-8B缶区防护栏外的三通空气供气阀来控制的。
一旦出现故障,本装置的操作人员就可以切断三通空气供气阀,进而关闭所有的阀门,切断通往这两个槽的通路。
这种遥控截止阀具有操作可靠,无事故等优点,而且保护性能好。
这种阀门上装有防泄漏阀杆。
在检修时,如果有必要拆除顶部压盖时,可以防止大量的VCM溢流。
截止阀与空气供气阀之间是用聚乙烯管联接的。
一旦发生火灾,塑料管就会熔化,进而切断空气供给,弹簧就会将阀门关闭。
在VCM日贮槽的三通阀上装有带有两个减压阀的系统。
这样在对某一个减压阀进行检修时,另一个减压阀仍可随同贮槽一起正常运行。
在所有通往或来自贮槽的VCM管线上都装有减压阀,可以卸掉由于热膨胀而造成的静压。
这些阀门都是按顺序串联起来,最后接到贮槽上。
为了排除溢料隐患,在每个减压阀系统上都装有截止阀。
这些截止阀在平时是常开的,并且接到一根特别粗的管子上。
从截止阀出来的物料,经过超流量阀又导入到贮槽顶部的气相空间,这样,万一有一条管线破裂,也不会发生大量溢料现象。
在VCM日贮缶的底部装有一根超流量阀蒸汽管,伸到槽内,用来进行排空置换时槽内单体的回收。
通过一个手动阀门的开与关,可向槽内输送或停止输送蒸汽。
在蒸气进口的对面,即槽的顶部装有设备的单体回收管线。
这样,在进行回收时,可用蒸汽对贮槽进行彻底的吹扫。
此外,在VCM日贮槽设备的单体回收管线上还装有一个手阀,可将日贮槽与间歇回收系统分开。
1.2回收VCM贮存系统1.2.1前言在聚合反应后,那些未聚合的单体,即回收单体。
经冷凝和收集两个过程后,贮存在一个42M3的贮槽中。
这些单体还可再次打到聚合釜内进行聚合。
1.2.2回收VCM贮存系统聚合后,未反应的VCM排出,经冷凝器CN-1F及CN-2F冷凝后,靠自身的重量流入回收VCM贮槽TK-3B—一个立式不锈钢贮槽。
这些回收单体可与新鲜单体按一定比例再次加入到聚合釜中进行聚合。
在TK-3B靠近底部的侧面装有放料口。
这样,可以防止在加料时将槽中积存的水和PVC加入到聚合釜中去。
在贮槽的底部装有一根排放管。
排放管装有一个气动放料阀。
当需将贮槽排空时,即可经这根排放管,从贮槽的底部将物料排放到打料泵中。
在回收VCM贮槽的底部有一个积水收集器.在平时,手动打开收集器上的截止阀,积水就会在回收VCM贮槽与废水贮缶TK-3D之间的压力差的作用下,流经一个视镜,流入TK-3D。
当从视镜中看到单体与水相的界面时,即可手动关闭那个截止阀。
为了防止由于疏忽而造成这个排放阀门长期开着,在阀门上装有一个计时器。
当阀门开启时,计时器就会自动计时。
如果阀门开启时间超过30秒(经调整,最长可达3分钟),这个阀门会自动关闭,以免把纯净的VCM排放到废水汽提塔中去。
采用视镜既可以看到界面,又能看到管道是否堵塞,还可以防止将贮槽内积存的水和PVC加回到聚合釜中去。
在回收单体和贮槽的三通阀上装有两个独立的减压阀。
在运行时,只有一个减压阀工作。
因此,可以在贮槽随同一个减压阀运行时,对另一个减压阀进行检修。
所有接在贮槽上的气动阀与气源管线都由一段塑料管相联,一旦遇到火灾,塑料管就会熔断,切断通往控制阀的气源,导致两个贮槽上的气动阀自动关闭。
在离贮槽区不远的气源管线上有一个空气开关。
一旦发生紧急情况,可手动将其关闭。
薄膜泵(PU-5B或PU-16B),可不断地将回收VCM贮槽TK-3B中的VCM抽出,并经一个过滤器(FIL-2B或备用过滤器FIL-3B)使该回收单体循环,打回到贮槽中去。
这样就可以除去贮槽中固态污物。
安装这个薄膜泵的一个最主要的目的是维持VCM加料压头,以防VCM在加料管道内汽化。
在加料时,如果出现汽穴,可能会损坏涡轮流量计。
这个薄膜泵在加料时是关闭的。
回收VCM贮槽装有一个液位计,以测定贮槽的液位。
在聚合加料时,根据回收VCM的液位来决定加入到聚合釜中去的回收VCM加料量。
如果液位高时,可增加回收VCM对新鲜VCM的比例;当液位很低时,不能满足配方对回收VCM的加料要求,可减少回收VCM对新鲜VCM的比例。
一般来说,新鲜VCM与回收VCM的比例应为4/1。
在回收VCM贮槽上有一个用来在排空置换时回收槽内单体的蒸汽管,从槽底直伸入到槽内。
在蒸汽管上有一个手阀,可以手动开关。