氯乙烯本体聚合制备聚氯乙烯的合成工艺
3.5 氯乙烯本体聚合制备聚氯乙烯的合成工艺
3.5.1 概述
氯乙烯聚合为聚氯乙烯的反应属于自由基连锁机理。由于生成的聚氯乙烯不能溶于单体氯乙烯而沉淀析出，氯乙烯的本体聚合属于非均相聚合。生成的聚氯乙烯产品为具有不同孔隙率的粉状固体。
世界上大规模生产PVC的方法有三种，悬浮聚合法占75％，乳液聚合法占15％，本体聚合法占10％。我国悬浮聚合法占94％，其余为乳液聚合法。本体聚合法仅在个别厂家计划生产。氯乙烯本体聚合的优点有聚合体系无需介质水，免去干燥工序；设备利用率高，生产成本低；产品热稳定性、透明性均优于悬浮聚合产品；产品吸收增塑剂速度快，成型加工流动性好。但是氯乙烯本体聚合工艺也有一些缺点：聚合釜溶剂较小，目前最大为 50 M3 ，而悬浮聚合釜溶剂为 230 M3 ，产能有限；聚合工艺技术没有悬浮法成熟，本体聚合方法正处于发展之中。
表3-5-1本体聚合和悬浮聚合
本体法生产的聚氯乙烯产品主要用途：管材管件、建筑及装饰材料、包装材料及薄膜、电子电器及电线电缆、交通运输材料、医用器材及制品等。
3.5.2 聚合体系各组分及其作用
一、单体氯乙烯
氯乙烯的沸点为－14℃，加压或冷却可液化，工业上贮运为液态；氯乙烯作为vc本体聚合的主要原料，对其纯度的要求相当高，一般大于99.9%，微量的杂质的存在对聚合过程和产品树脂的颗粒特性有着显著的影响。氯乙烯有较强的致肝癌毒性，树脂中残留单体应5ppm 以下。存放氯乙烯液体的贮槽装料系数不得超过85％。
二、引发剂
氯乙烯本体聚合所用的引发剂多为有机过氧化物，一般为过氧化二碳酸二（2-乙基己酯）（PDEH或EHP）、过氧化乙酰基环己烷磺酰（ACSP）、过氧化十二酰（LPO）和丁基过氧化酸酯（TBPND）等，也可用将两种以上引发剂复合使用。
三、添加剂
为了提高产品性能、保证产品质量和生产安全，在聚合过程中需加入少量添加剂。一般为有机或无机化学品。
①增稠剂
一般是巴豆酸，乙酸乙基酯共聚物等，用来调节产品的黏度、孔隙度和疏松度，以便于提高初级粒子的粘度使之在凝聚过程中生成更为紧密的树脂颗粒。初级粒子之间的距离越小，孔隙度降低，密度增加。
②抗氧化剂
聚合过程中，氧会使聚合反应终止，生成带有过氧结构的端基，此种过氧化物端基在较高温下分解生成自由基，促使聚氯乙烯大分子链脱去氯化氢，促使聚氯乙烯分解，使聚氯乙烯外观颜色加深。因而在加料前要尽量将釜内的空气抽走或排尽，在聚合过程中不断的排气，聚合体系中还要加入一定量的抗氧化剂，以中和未反应的引发剂，保证生产安全。常用的抗氧剂为2，6-二叔丁基羟基甲苯（BHT）。
③硝酸
一般用来调pH值，保证聚合能稳定地进行，减缓PVC颗粒皮壳的形成；另一方面防止粘釜和设备腐蚀。
④氨水
其作用有调节PVC树脂的颗粒形态和孔隙度，降低聚合釜内VC的分压，中和聚合体系中过量的酸，脱除PVC中残留的VCM以及防止设备的腐蚀等。
⑤润滑剂
又称抗静电剂，一般采用丙三醇。在PVC树脂排料前加入，用于增加树脂光滑度，防止PVC排料输送过程中产生静电，增加树脂的流动性。
⑥终止剂
一般采用双酚A。在聚合过程中若发生意外情况，如停水、断电等意外事故，保证生产安全，就应向预聚合釜或后聚合釜内添加一种使自由基链锁反应终止物质，以停止聚合反应。
3.5.3 配方
以50M3反应釜聚合一个生产周期为例。氯乙烯分两个阶段投料预聚预聚阶段为16.5t，后聚聚合阶段补加氯乙烯单体11.5~13.5t。预聚合阶段加入复合引发剂过氧化二碳酸二（2-乙基己酯）（PDEH）和过氧化乙酰基环己烷磺酰（ACSP），加入量分别为单体质量的0.02％～0.01％和0.01％～0.04％。后聚合阶段加入引发剂有过氧化十二酰（LPO），加入量为单体质量的0.1％～0.3％；增稠剂巴豆酸，加人量为每釜100～300g；抗氧化剂（BHT），加人量为每釜1800～2000g； 20％硝酸加人量为每釜700ml；润滑剂丙三醇加人量为每釜700～3000ml；终止剂双酚A加人量为0.2～0.4kg/t PVC。
3.5.4 聚合工艺过程
一、预聚合
氯乙烯经本体聚合生产的聚氯乙烯树脂总含量约占全世界该树脂生产总量的10%左右，其特点是无反应介质，由于反应生成的聚氯乙烯不溶于单体氯乙烯中，最终产品的形态与悬浮法所得产品相似。因为本体聚合动力学与其成立机理与氯乙烯悬浮聚合相似，缩不同的警示没有水相存在。
本体聚合工业生产工艺由法国Pechiney St.Gobain(PSG)公司研发，其生产工艺分两阶段：
第一阶段聚合反应在预聚合釜中进行，预聚合釜为立式不锈钢热压釜，目前各生产装置所用预聚釜容积为8—25cm3，装有冷却用夹套、冷凝器、其搅拌装置一般为四叶片涡轮式，釜壁装有挡板。溶解有引发剂的液态氯乙烯加于预聚釜中后，进行搅拌并加热使之在65—75℃迅速聚合第一阶段的单体转化率控制在7%—12%范围，反应时间为30min。所用的油溶性引发剂的半衰期应较短，在第一阶段结束时近于已全部消耗，以过氧化乙酰基环己烷硫酰和过碳酸酯较为恰当。与悬浮聚合成粒机理相同。当聚合反应开始后，生成的聚氯乙烯迅速沉淀析出，由最初的微域结构逐渐增长为直径约为0.7μm的初级粒子。所有初级粒子在同一时间内生成，其直径随转化率的提高而增大。初级粒子的数目取决于聚合温度和引发剂用量。当转化率达到1%左后时，搅拌作用使初级粒子聚集为更大的球形絮凝物。絮凝物的强度，岁聚合反应温度的降低而下降。为了使絮凝物在转移到第二阶段所用聚合釜中时。形状不遭受破坏，聚合你发应温度应为不低于62℃。初级粒子的聚集体粒子将在第二阶段聚合
反应釜中，作为种子进一步增长为最终颗粒状产品。
第二阶段聚合反应釜的容积为12—50m3，具有搅拌装置，冷却用夹套和冷凝器。早起采
溶有引发剂的液态氯乙烯加至预聚釜后于62℃~75℃进行预聚合。反应时间一般不超过30min，转化率控制在7％~12％。此时引发剂实际上已经全部耗尽，转化率不可能再进一步提高。预聚合阶段沉淀的微粒子可作为后续聚合的沉淀中心或种子粒子，这正是预聚合的目的。
预聚合时应选择分解速率很快的高活性引发剂，引发剂的半衰期低于10min，用量控制在尽可能使10％以上单体转化为宜。因此预聚合阶段加入活性较高的复合引发剂过氧化二碳酸二（2-乙基己酯）（PDEH）和过氧化乙酰基环己烷磺酰（ACSP）。
预聚合体系物料粘度随转化率增高而增大，当转化率在 7％---12％时，可夹套和回流排除反应热。经验证明，为保证预聚反应热的排除，不必将全部单体都经预冷却，只需将聚合所需的一半单体通过预聚即可，剩下一般单体可在后聚合过程中加入。
预聚合反应温度控制在 62℃以上，以便保证聚集体的内聚力。预聚合温度也影响聚集体网状结构的展开程度，即影响孔隙率。如果要求提高孔隙率可降低预聚温度，但不能低于62℃，否则将影响初级粒子和聚集体间的内聚力。预聚釜中形成的聚合物仅约占总重的 5％，因此不影响最终聚氯乙烯产品的分子量。
预聚合阶段搅拌速度对控制种子粒子的粒径和数目有一定影响。
二、后聚合
后聚合的工艺条件为不低于 62℃，反应 3－9hr，转化率接近80％。后聚合的过程就是预聚合阶段形成的种子在固相中种子进一步长大的过程。
后聚合聚合时间冲过3h，一般为3h~9h。当转化率达20％后液态单体全部转化为外观上看起来干燥的粉状物。此时，传热效率低、主要靠单体气化、回流带走热量。为了更好排除后聚合阶段的聚合热，设备设置上聚合釜与预聚釜数量以 5:1 配套。后聚合釜一般为立式反应釜，并配置搅拌、夹套冷却、冷凝器等辅助设施。
用卧式热压釜，利用夹套和上方连接的一个或数个冷凝器进行冷却，釜内装有转速仅为6—10r/min，二第二阶段聚合时间将超过3h，为了生产上进行匹配，所以一个预聚釜可配备5个聚合釜，而且各釜容积大于预聚釜1倍以上。预聚釜内转化率仅为10%左后的浆料，经重力作用流入第二阶段聚合釜，并补充适量溶有引发剂的新鲜单体后，加热使之聚合。所用引发剂主要是过碳酸酯、过氧化二月硅酸酰等。聚合过程中以已生产的初级粒子聚集体为种子，聚氯乙烯沉积使粒子逐渐增大，最终形成直径为130—160μm的产品颗粒。当单体转化率达到20%左右时，形成的颗粒与液态单体并存，所以呈现潮湿状态。当单体转化率提高到40%左后时，由于特太单体数量减少，而转变为无液态的干粉状态。反应时间为3—h，取决于产品分子量（k值）。聚合反应达到要求的转化率后，减压排除并回收未反应的单体。最后加入适量抗静电剂，以便于粉料顺利出料。粉料经过筛选除去所含有的大颗粒后得到产品。大颗粒树脂约占总量的10%左后，经研磨粉碎后重新过筛，合格者与产品合并。本体聚合流程见图9-40.第二阶段聚合反应釜详图见图9-41
由于氯乙烯本体聚合产品于悬浮聚合产品性能相似，其优点是不需要经过干燥工序，而且所用聚合设备的生产能力大，因此生产成本应低于悬浮聚合法；缺点是它需要经过两个阶段聚合，未反应的单体难以充分脱除并且约有10%的大颗粒，经筛分后研磨为合格品。
氯乙烯本体聚合产品的分子量，同样取决于聚合温度。由于聚合反应主要在第二阶段聚合反应釜中进行，所以此时的反应温度决定产品的分子量范围。最终聚合反应主要在第二阶段聚合反应釜中进行，所以此时的反应温度决定产品的分子量范围。最终产品的粒径大小取决于预聚釜生产的种子大小和数量，所以预聚釜的搅拌速度，主要是搅拌叶片边沿的线速度和单体转化率对它产生影响。由于产品颗粒在第二阶段聚合釜中形成，所以此阶段反应温度越高，孔隙率则下降。此外，脱单体量也会产生影响，所以转化率越高即脱除单体的量越少，颗粒的孔隙率越低。
转化率达规定的70％~80％后反应可停止。在真空条件下加热至90℃~100℃，然后通氮气或水蒸气进一步未反应的单体。回收的单体经精制压缩后循环利用。
后聚合反应中，应选择引发速率较慢的低活性引发剂，后聚合阶段加入引发剂有过氧化十二酰（LPO），所需的引发剂可以溶在增塑剂中注入。
聚合温度与产物分子量：聚合温度由 50℃提高到 70℃，分子量则由 6.7×104 降低到 3.5×104。
聚合温度的控制方法：在氯乙烯本体聚合工艺控制中，只要转化率不是太高，压力与温度呈线性关系，可通过监测压力来控制反应温度。
产物孔隙率的控制：若要求产品孔隙率高，必须降低最终转化率或采用较低的聚合温度，也可两种措施并用。
粘釜问题：在本体法中，粘釜程度取决于单体纯度、引发剂的类型和釜壁的温度：只要釜壁温度低，粘釜程度就小。预聚釜不必定期清洗，后聚釜可按时用高压水定期清洗。三、后处理工艺
在后聚合过程中一部分PVC粒子聚集为大粒子，经研磨、粉碎、过筛与合格品合并而后包装入库。废气主要是含VCM的回收尾气。装置设有尾气吸收处理系统用于处理来自VCM回收工序经冷冻水和冷冻盐水两级冷凝后的不凝性气体。废水主要是含VCM废水。装置设有废水汽提设施，用以处理含VCM的工艺废水。废渣主要是PVC大颗粒及块状物。研磨后作为次品出。
四、流程图
习题
1、本体聚合的定义、分类及特点。
2、低密度聚乙烯的生产工艺。
3、本体法聚苯乙烯生产工艺及影响因素。
4、本体法聚氯乙烯合成的主要影响因素。
5、甲基丙烯酸甲酯本体聚合的特点及合成的主要影响因素
PVC聚合工艺原理
3.2聚合工序工作原理 氯乙烯悬浮聚合反应是自由基型链锁聚合反应，即在聚合釜内加入一定量的无离子水，在引发剂、分散剂及其它助剂作用下，借助较强的搅拌作用，在一定的温度和压力下进行聚合反应。该反应过程分链引发、链增长、链转移、链终止阶段。 3.2.1 物料特性 3.2.1.1物理性质 (1) 主要物理常数： 在常温常压下氯乙烯是一种无色有乙醚香味的气体，其沸点：－13.9℃；凝固点：－159.7℃；临界温度：142℃；临界压力：5.29MPa。 (2) 氯乙烯在不同压力下的沸点： 由表中可以看出，虽然氯乙烯在常压下的沸点是－13.9℃，但加压后就可以得到液体氯乙烯。 (3) 蒸气压： 蒸气压力和温度关系见表3.2-1，也可按下式计算求出VC蒸气压力 logP = 0.8420 －1150.9/T + 1.75logT－0.002415T 其式中P单位为绝对大气压，T绝对温度K = 273 + t℃ 表3.2-1 VC的蒸气压
(4) VC 的潜热见表3.2-2： 潜热：蒸发或冷凝每克VC所需的热量。 表3.2-2 VC的潜热 (5) VC蒸气的比容见表3.2-3： 表3.2-3 VC饱和蒸气的比容 (6) 液体VC的密度： 温度越高，密度越小，见表3.2-4，也可按下式计算出：d=0.9471－0.001746T－0.00000324T2 式中：d—液体VC的密度克/毫升 T—温度℃
表3.2-4 VC液体的密度 (7) VC易溶于丙酮、乙醇和烃类中，微溶于水。 (8) VC易燃与空气混合形成爆炸物，爆炸浓度范围为4—21.7%（体积比），所以使用VC要特别注意安全。 (9) VC对人有麻醉作用，空气中VC的最大允许浓度为500PPm，当VC蒸气浓度达到1%时，可使人有麻醉感觉，达到5%以上出现头晕，浑身软弱无力，逐渐神志不清。站立不稳，四肢痉挛，呼吸困难，最后失去知觉等中毒现象。 3.2.1.2 化学性质 (1) VC的化学性质： VC有氯原子和双键两个起化学反应部分，所以能进行化学反应较多，但连接在双键上的氯原子不很活泼，因此，有关双键的反应比有关氯原子的反应多，例如： (2) 有关双键的反应： a. 在紫外线照射下，能与硫化氢加成生成2—氯乙硫醇： CH2=CHCL+H2S→HSCH2—CH2Cl 硫化氢2—氯乙硫醇 b. 与氯化氢加成生成二氯乙烷： CH2=CHCl+HCl→CH2Cl—CH2Cl 1，1—二氯乙烷 c. VC经过聚合反应生成聚氯乙烯（PVC）： nCH2=CHCL→（CH2—CH）n Cl 聚氯乙烯PVC
年产万吨聚氯乙烯生产工艺设计
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...................................................................................................................
聚氯乙烯的聚合原理
聚氯乙烯的聚合
在工业生产中，引发剂、分子量调节剂分别加入到反应釜中。引发剂用量为单体量的0.1% ～ 1%。 悬浮聚合目前大都为自由基聚合，但在工业上应用很广。如聚氯乙烯的生产75％采用悬浮聚合过程，聚合釜也渐趋大型化；聚苯乙烯及苯乙烯共聚物主要也采用悬浮聚合法生产；其他还有聚醋酸乙烯、聚丙烯酸酯类、氟树脂等。 聚合在带有夹套的搪瓷釜或不锈钢釜内进行，间歇操作。大型釜除依靠夹套传热外，还配有内冷管或(和)釜顶冷凝器，并设法提高传热系数。悬浮聚合体系粘度不高，搅拌一般采用小尺寸、高转数的透平式、桨式、三叶后掠式搅拌桨。 二、氯乙烯单体中杂质对聚合反应的影响 1.VCM中乙炔对聚合的影响 首先表现在对聚合时间和聚合度的影响上，见表1. 表1. VCM中乙炔对聚合的影响 可知聚合生产中除去单体中的乙炔很重要，一般要求低于10ppm (0.001%)。乙炔的主要危害是和引发剂的自由基、单体自由基发生链转移反应。当乙炔含量高时，生产上一般采取降低聚合温度的办法，以免树脂转型；或在聚合反应初期适当提高聚合温度，以消除诱导期的延长； 2.VCM中高沸物对聚合的影响 VCM中乙醛、二氯乙烯、二氯乙烷等高沸物，均为活泼的链转移剂，
从而降低PVC聚合度和降低反应速度。由于高沸物存在于VCM中不便于聚合温度的掌握，以及高沸物对分散剂的稳定性有明显的破坏作用，因此对VCM中的高沸物含量要严加控制。 此外，高沸物杂质高，影响树脂的颗粒形态，造成高分子歧化，以及影响聚合釜粘釜和“鱼眼”等。工业生产要求单体中高沸物总含量控制在100ppm（0.01%）以下，即单体纯度≥99.99%。一般高沸物含量较高时，可借降低聚合反应温度来处理。 3.铁质对聚合的影响 VCM中铁离子的存在，使聚合诱导期延长，反应速度减慢，产品热稳定性差，还会降低树脂的电绝缘性能（特别是铁离子混入PVC中时）。此外，铁离子还会影响产品颗粒的均匀度。 4.水质对聚合的影响。 聚合投料用水的质量，直接影响到产品树脂的质量。如硬度（表征水中金属等阳离子含量）过高，会影响产品的电绝缘性能和热稳定；氯根（表征水中阴离子含量）过高，特别对聚乙烯醇分散体系，易使颗粒变粗，影响产品的颗粒形态；PH值影响分散剂的稳定性，较低的PH值对分散体系有显著的破坏作用，较高的PH值会引起聚乙烯醇的部分醇解，影响分散效果及颗粒形态。此外，水质还会影响粘釜及“鱼眼”的生成。 表2. 纯水指标 三、聚合生产过程中常用的助剂 氯乙烯悬浮聚合过程中，聚合配方体系或为改善树脂性能而添加各种各样的助剂，其中用得比较广泛的有以下几种：分散剂、引发剂、PH 值调节剂、终止剂、消泡剂等。 1.分散剂
氯乙烯聚合和聚氯乙烯改性分析
氯乙烯聚合和聚氯乙烯改性分析 氯乙烯聚合和聚氯乙烯改性分析 摘要：氯乙烯的聚合分为悬浮聚合、微悬浮聚合及乳液聚合，以悬浮聚合为主，一般来说共聚物是具有不同的化学组成分布和不通的分子量分布的一种高分子聚合物。高分子作为改性剂（聚合物改性剂）是共混物的一种应用，共混物是共和聚混物的简称。PVC改性有聚合改性、共混改性和复合改性，聚氯乙烯改性后可以生产更多产品，更好的满足人民的生活需求。 关键词：氯乙烯聚氯乙烯悬浮聚合乳液聚合微悬浮聚合聚合改性共混改性 聚氯乙烯（PVC）是五大通用塑料之一，其相关的制品从硬到软，应用很广泛。四十多年来，我国聚氯乙烯工业的发展是参展国外工艺的基础上，广泛进行工业设备既工艺的革新，现今的生产能力已经超过百万吨了，成了我国产量最大的塑料品种之一。随着市场需求的不断增大，为了提高聚氯乙烯的性能，到20世纪20年代末，在该领域中出现了两大方面的突破：一种就是增塑，是在1933年发明添加增塑剂，另一种就是聚合，对聚氯乙烯起到改性作用，以期在生产加工的过程中能起到最有效的作用。 一、氯乙烯聚合 1.悬浮聚合 氯乙烯-醋酸乙烯共聚物简写（VC/VAC）。氯乙烯-醋酸乙烯共聚物主要有三大用途，一个是用于塑料地砖，一个是用于密文唱片，再一个就是在涂料中的应用。氯乙烯-醋酸乙烯共聚物（VC/VAC）的悬浮聚合方法，基本上是和PVC悬浮聚合的方式有着共通的效果，只不过就是多了一种单体。一般说来，在共聚物中，VAC的成分含量越高，共聚物的分子量反而就会越低，制造过程也就越困难。其中，制造过程中的困难主要表现在两个方面：第一，就是聚合过程中悬浮液的稳定性比较难控制好，再一个就是聚合终止时，未反应单体的回收工作比较难以有效地实施。与此同时，在悬浮聚合的技术标准，以及聚合
聚氯乙烯合成方法及主要用途
聚氯乙烯 氯乙烯单体制备： 工业上制备氯乙烯的方法主要有乙炔法、联合法、乙烯氧氯化法、乙烯平衡氧氯化法等。 1、乙炔法 乙炔与氯化氢反应生成氯乙烯是最早实现工业化的方法乙炔可由电石（碳化钙）与水作用制的。此法能耗大，目前用此法生产氯乙烯制造聚氯乙烯树脂厂家主要集中在我国，占我国聚氯乙烯树脂总量的70%。 2、联合法 由石油裂解制得的乙烯经氯化后生成二氯乙烷，然后在加压条件下将其加热裂解，脱去氯化氢后得到氯乙烯，副产品氯化氢再与乙炔反应，又制得氯乙烯。 3、乙烯氧氯化法 使用乙烯、氯化氢和氧气反应得到二氯乙烷和水，二氯乙烷再经裂解，生成氯乙烯。副产品氯化氢再回收到氧氯化工段，继续反应。 4、乙烯平衡氧氯化法 是将直接氯化和氧氯化工艺相结合。乙烯与氯反应生成二氯乙烷，二氯乙烷裂解产生氯乙烯和氯化氢。氯化氢与乙烯和氧气反应又生成二氯乙烷，二氯乙烷裂解再产生氯乙烯和氯化氢。氯化氢回收后，继续参与氧氯化反应。 聚氯乙烯聚合工艺： 在工业化生产氯乙烯均聚物时，根据树脂应用领域，一般采用五种方法生产，即本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合、微悬浮聚合和溶液聚合。 （1）本体聚合法 一般采用“两段本体聚合法”，第一段称为预聚合，采用高效引发剂，在62~75°C温度下，强烈搅拌，使氯乙烯聚合的转化率为8%时，输送到另一台聚合釜中，再加入含有低效引发剂的等量新单体，在约60°C温度下，慢速搅拌，继续聚合至转化率达80%时，停止反应。 本体聚合氯乙烯单体中不加任何介质，只有引发剂。因此，此法生产的氯乙烯树脂纯度较高，质量较优，其构型规整，孔隙率高而均匀，粒度均一。但聚合时操作控制难度大，聚氯乙烯树脂的分子量分布一般较宽。 （2）悬浮聚合法 液态氯乙烯单体以水为分散介质，并加入适当的分散剂和不溶于水而溶于单体的引发剂，在一定温度下，借助搅拌作用，使其呈珠粒状悬浮于水相中进行聚合。聚合完成后，经碱洗、汽提、离心、干燥得到白色粉末状聚氯乙烯树脂。 选取不同的悬浮分散剂，可得到颗粒结构和形态不同的两类树脂。国产牌号分为SG-疏松性（“棉花球”型）树脂和XJ-紧密型（“乒乓球”型）树脂。疏松性树脂吸油性好，干流动性佳，易塑化，成型时间短，加工操作方便，适用于粉料直接成型，因而一般选用悬浮法聚合的疏松性树脂作为聚氯乙烯制品成型的基础原料。目前各树脂厂所生产的悬浮法聚氯乙烯树脂，基本上都是疏松型的。 （3）乳液聚合法 氯乙烯单体在乳化剂作用下，分散于水中形成乳液，再用水溶性的引发剂来引发，进行聚合，乳液可用盐类使聚合物析出，再经洗涤、干燥得到聚氯乙烯树脂粉末，也可经喷雾干燥得到糊状树脂。 乳液法聚氯乙烯树脂粒径极细，树脂中乳化剂含量高，电绝缘性能较差，制造成本高。该树脂常用于聚氯乙烯糊的制备。因此，该法生产出来的树脂俗称糊树脂。
Pvc生产工艺设计以和流程
Pvc生产工艺以及流程 其中SG-1型用生产高级电绝缘材料，SG-2型用于生产电绝缘材料、一般软制品和薄膜，SG-3型用于生产电绝缘材料、农用薄膜、日用塑料制品,SG-4型用于生产工业与民用微膜、软管、高强度管材，SG-5型用于生产透明制品、型材、硬管、装饰材料、生活日用品等，SG-6型用于生产透明片、硬板、焊条,SG-7型、SG-8型用于生产透明片、硬质注塑管件。依据的质量标准为GB/T5761-1993。 聚氯乙烯树脂质量标准GB/T5761-1993
电石制乙烯，乙烯制pvc（某塑料），烧碱吸收氯碱工业的尾气 聚氯乙烯简称PVC，是我国重要的有机合成材料，广泛用于工业、建筑、农业、日用生活、包装、电力、公用事业等领域。我国是全球最大的PVC生产和消费国。 根据生产方法的不同，PVC可分为通用型PVC树脂、高聚合度PVC树脂、交联PVC树脂。根据氯乙烯单体的获得方法来区分，可分为电石法、乙烯法和进口(EDC、VCM)单体法，习惯上把乙烯法和进口单体法统称为乙烯法。我国国内聚氯乙烯总产能的75%采用以煤化工为基础的电石法装置。中国电石法聚氯乙烯装置的总能力已经占全球聚氯乙烯装置总能力的25%甚至更高。 电石法以煤炭为上游原料，烟煤在隔绝空气的条件下，经过高温干馏生成焦炭。焦炭和石灰石（CaCO3）反应生成电石（CaC2），电石遇水，就生成了乙炔。乙炔和氯化氢发生加成反应就生成氯乙烯，氯乙烯聚合生成聚氯乙烯。 PVC生产过程中的关键一步是原盐水解生成氯气和烧碱（NaOH）。氯气进一步制成次氯酸钠、聚氯乙烯、甲烷氯化物等氯产品，其作用自不待言。烧碱在工业生产中也有广泛的应用，使用最多的部门是化学药品的制造，其次是造纸、炼铝、炼钨、人造丝、人造棉和肥皂制造业等等。鉴于氯和烧碱在这些行业中的巨大作用，工业上就将与这两种化学品相关的产业称作烧碱产业。 烧碱项目出来的产品主要是：氯气、氢气和烧碱，烧碱是主要出售的产品，而氯气和氢气则不好出售，所以需要PVC来平衡，正好PVC生产需要氯气和氢气来生产氯化氢气体，所以……HCl需要烧碱项目提供，所以要上烧碱项目，离子膜法是当前生产烧碱最先进最流行的方法，是因果关系 企业要考虑化工产品的平衡，前面的产品后面要有消耗的，聚氯乙烯生产需要消耗氯气，而较之其他的像氯化石蜡项目等量要大，而且利润上要差好多。烧碱项目产生的氯气就是被PVC消耗掉，烧碱只是单独的一个产品，有的做液碱销售，也有的要蒸发成固碱 PVC的生产主要有两种制备工艺，一是电石法，主要生产原料是电石、煤炭和原盐；二是乙烯法，主要原料是石油。国际市场上PVC的生产主要以乙烯法为主，而国内受富煤、贫油、少气的资源禀赋限制，则主要以电石法为主，截至到2007年12月，电石法约占我国PVC总产能的70％以上。 在PVC生产成本这部分，影响价格的主要因素应该考虑煤炭、焦炭、电力、电石、原油、乙烯、VCM等价格成本，另外，原盐的价格也会通过氯的价值传导对PVC 的价格进行一定程度的影响。 原盐的主要消费领域就是氯碱产品的生产。原盐电解后产生的氯部分用于生产PVC 和其他氯产品，钠部分用于生产纯碱和烧碱。 根据应用范围不同，PVC可分为：通用型PVC树脂、高聚合度PVC树脂、交联PVC 树脂。 根据氯乙烯单体的聚合方法，聚氯乙烯的获得又有悬浮法、乳液法、本体法和溶液法
pvc生产原理
pvc生产原理 4.5 生产流程简述 4.5.1 乙炔发生装置 4.5.1.1 反应原理 采用湿式发生法将电石在装有水的发生器内进行分解反应生成乙炔气，再经喷淋冷却、清净、中和的方法得到合格的乙炔气供氯乙烯合成使用。 4.5.1.2 生产工艺流程 乙炔发生工序将大块散装电石经粗破机破碎后，由1#皮带机送至细碎区，与经1#大倾角皮带机送至细碎区的袋装电石一起送至细破机。经细碎机破碎到规定粒度。再经2#大倾角皮带机送至料仓上分级筛分级，然后按分级粒度进入料仓储存。储存后按粗，细比例经2#皮带机及斗式提升机送到乙炔发生器，电石在发生器内遇水分解，产生的乙炔气从发生器顶逸出。电石分解时放出大量的热，因此，需要不断的向发生器内加水维持恒温并保持发生器液面。电石分解后的稀电石渣浆从溢流管不断流出，经渡槽送到渣浆泵房渣浆池。浓渣浆由发生器底经排渣阀门不断排到渣浆槽，再由渣浆输送泵打到界区外渣场浓缩沉淀，上清液大部分通过清液回收泵房送回清液槽，再经清液泵送至乙炔发生器回用，残渣就地存放或用于建材。 从发生器顶部溢流的乙炔气经渣浆分离器到正水封，再到水洗塔用废次氯酸钠预清净后，经冷却塔用清水冷却后，去水环压缩机压缩。 为维持发生器压力稳定，设有逆水封和安全水封。 压缩后的乙炔气进入气液分离器，分离出来的水经过水冷却器用冷冻工序来的5℃水冷却后，回水环压缩机循环使用。乙炔气从水分离器分离出来后依次到第一清净塔、第二清净塔，在清净塔内与符合工艺要求的次氯酸钠接触以后，除去硫、磷等杂质，经
清净后的乙炔带有酸性，进入中和塔用稀NaOH溶液中和清净过程中产生的酸性物质。中和后的乙炔气进入乙炔冷却器，用5℃水冷冻除水后，送到脱水混合工序。 中和系统32％的浓碱通过管道输送到本装置的浓碱槽，浓碱由浓碱槽经碱泵打入中和塔，与泵送来的清水配成15%的碱液，该碱自身循环使用，当碱达到一定浓度时换碱，废碱排放出集中处理。 电石除尘系统的粗破机、细破机、料仓、斗提机等处的电石粉尘，分别被吸入旋风除尘器内，其粉尘由下部排出，用车运走。少量粉尘气体用风机抽入除尘机组，被除尘机组内的上清液混合成渣浆进入渣浆池，由渣浆池内的渣浆泵送至渣浆槽进行必要处理。 4.5.2 VCM合成装置 4.5.2.1 反应原理 乙炔和氯化氢经混合冷冻脱水，再经以活性炭为载体、氯化汞为触媒的列管转化器进行反应生成氯乙烯，再经压缩、精馏获得高纯氯乙烯，供聚合、干燥工序生产聚氯乙烯树脂。 4.5.2.2 生产工艺流程 自新建烧碱装置HCl合成送来的氯化氢气体进入氯化氢冷却器，用5℃水间接冷却。来自乙炔站的湿乙炔气经乙炔阻火器与氯化氢气体以1:1.05～1.1的比例进入混合器中进行混合，混合后进入石墨冷却器进行冷却，再经酸雾过滤器除掉气体中所夹带的酸雾后进入预热器预热，达到指定温度后进入转化器进行反应，生成粗氯乙烯气体。 反应后生成的气体先进入脱汞器，脱掉气体所夹带的氯化汞，再冷却，然后依次进入泡沫脱酸塔、水洗塔将过量的氯化氢气体用水吸收成31%盐酸。水洗后的气体进入碱洗塔，洗掉气体中所夹带的氯化氢后进入压缩机进行提压，使压力达到0.6MPa（表压），压缩后的气体经机后冷却器冷却后进入全凝器，用-35℃盐水冷却，没有冷却下来的气体进入尾凝器，再经尾气吸附器吸附后定
聚合物合成工艺学思考题及其答案知识讲解
第一章 1.简述高分子化合物的生产过程。 答：(1)原料准备与精制过程; 包括单体、溶剂、去离子水等原料的贮存、洗涤、精制、干燥、调整浓度等过程和设备。(2)催化剂(引发剂)配制过程; 包括聚合用催化剂、引发剂和助剂的制造、溶解、贮存。调整浓度等过程与设备。(3)聚合反应过程；包括聚合和以聚合釜为中心的有关热交换设备及反应物料输送过程与设备.(4)分离过程；包括未反应单体的回收、脱出溶剂、催化剂，脱出低聚物等过程与设备。(5)聚合物后处理过程；包括聚合物的输送、干燥、造粒、均匀化、贮存、包装等过程与设备。(6)回收过程；主要是未反应单体和溶剂的回收与精制过程及设备。 2 简述连续生产和间歇生产工艺的特点 答：间歇生产是聚合物在聚合反应器中分批生产的，经历了进料、反应、出料、清理的操作。优点是反应条件易控制，升温、恒温可精确控制，物料在聚合反应器中停留的时间相同，便于改变工艺条件，所以灵活性大，适于小批量生产，容易改变品种和牌号。缺点是反应器不能充分利用，不适于大规模生产。 连续生产是单体和引发剂或催化剂等连续进入聚合反应器，反应得到的聚合物则连续不断的流出聚合反应器的生产。优点是聚合反应条件稳定，容易实现操作过程的全部自动化、机械化，所得产品质量规格稳定，设备密闭，减少污染。适合大规模生产，因此劳动生产率高，成本较低。缺点是不宜经常改变产品牌号，不便于小批量生产某牌号产品。 3.合成橡胶和合成树脂生产中主要差别是哪两个过程，试比较它们在这两个生产工程上的主要差别是什么？ 答:合成树脂与合成橡胶在生产上的主要差别为分离工程和后处理工程。 分离工程的主要差别：合成树脂的分离通常是加入第二种非溶剂中，沉淀析出；合成橡胶是高粘度溶液，不能加非溶剂分离，一般为将高粘度橡胶溶液喷入沸腾的热水中，以胶粒的形式析出。 后处理工程的主要差别：合成树脂的干燥，主要是气流干燥机沸腾干燥；而合成橡胶易粘结成团，不能用气流干燥或沸腾干燥的方法进行干燥，而采用箱式干燥机或挤压膨胀干燥剂进行干燥。 4. 简述高分子合成工业的三废来源、处理方法以及如何对废旧材料进行回收利用。 答: 高分子合成工业中:废气主要来自气态和易挥发单体和有机溶剂或单体合成过程中使用的气体;污染水质的废水主要来源于聚合物分离和洗涤操作排放的废水和清洗设备产生的废水;废渣主要来源于生产设备中的结垢聚合物和某些副产物.。 对于废气处理，应在生产过程中严格避免设备或操作不善而造成的泄露，并且加强监测仪表的精密度，以便极早察觉逸出废气并采取相应措施，使废气减少到容许浓度之下。对于三废的处理，首先在井陉工厂设计时应当考虑将其消除在生产过程中，不得已时则考虑它的利用，尽可能减少三废的排放量，例如工业上采用先进的不适用溶剂的聚合方法，或采用密闭循环系统。必须进行排放时，应当了解三废中所含各种物质的种类和数量，有针对性地回收利用和处理，最后再排放到综合废水处理场所。 废弃物的回收利用有以下三种途径： 1,、作为材料再生循环利用； 2、作为化学品循环利用； 3、作为能源回收利用
聚氯乙烯的聚合原理
聚氯乙烯的聚合 一、聚氯乙烯悬浮聚合原理 聚氯乙烯工业化生产方法有四种：悬浮法、乳液法、本体法、微悬浮法。 悬浮聚合：通过强力搅拌并在分散剂的作用下，把单体分散成无数的小液珠悬浮于水中由油溶性引发剂引发而进行的聚合反应。溶有引发剂的单体以液滴状悬浮于水中进行自由基聚合的方法称为悬浮聚合法。 整体看水为连续相，单体为分散相。聚合在每个小液滴内进行，反应机理与本体聚合相同，可看作小液珠本体聚合。 悬浮聚合体系一般由单体、引发剂、水，分散剂四个基本组分组成。悬浮聚合体系是热力学不稳定体系，需借搅拌和分散剂维持稳定。在搅拌剪切作用下，溶有引发剂的单体分散成小液滴，悬浮于水中引发聚合。不溶于水的单体在强力搅拌作用下，被粉碎分散成小液滴，它是不稳定的，随着反应的进行，分散的液滴又可能凝结成块，为防止粘结，体系中必须加入分散剂。悬浮聚合产物的颗粒粒径一般在 0.05～0.2mm。其形状、大小随搅拌强度和分散剂的性质而定。 悬浮聚合法的典型生产工艺过程是将单体、水、引发剂、分散剂等加入反应釜中，加热，并采取适当的手段使之保持在一定温度下进行聚合反应，反应结束后回收未反应单体，离心脱水、干燥得产品。
1 / 11
分子量调节剂分别加入到反应釜中。引发剂、在工业生产中，。 0.1% ～ 1%引发剂用量为单体量的悬浮聚合目前大都为自由基聚合，但在工业上应用很广。如 ％采用悬浮聚合过程，聚合釜也渐趋大型化；75聚氯乙烯的生产其他还有聚苯乙烯及苯乙烯共聚物主要也采用悬浮聚合法生产；聚醋酸乙烯、聚丙烯酸酯类、氟树脂等。聚合在带有夹套的搪瓷釜或不锈钢釜内进行，间歇操作。大釜顶冷凝器，并设)(和型釜除依靠夹套传热外，还配有内冷管或搅拌一般采用小尺寸、法提高传热系数。悬浮聚合体系粘度不高，高转数的透平式、桨式、三叶后掠式搅拌桨。二、氯乙烯单体中杂质对聚合反应的影响 1.VCM中乙炔对聚合的影响1. 首先表现在对聚合时间和聚合度的影响上，见表 1. VCM中乙炔对聚合的影响表 10ppm 可知聚合生产中除去单体中的乙炔很重要，一般要求低于单体自由基发生链(0.001%)。乙炔的主要危害是和引发剂的自由基、转移反应。当乙炔含量高时，生产上一般采取降低聚合温度的办法，以消
聚氯乙烯生产工艺说明
第一部分氯乙烯的制备 工艺流程: 乙炔工段送来的精制乙炔气（纯度≥98.5%），经乙炔沙封后，与氯化氢工段送来的氯化氢（纯度≥93%，不含游离氯）在混合器以一定比例（1：1.05）混合后进入一级石墨冷却器，用－35℃冷冻盐水冷却至（2±4）℃,再经二级石墨冷却器用－35℃冷冻盐水间接冷却至（－14±2）℃左右，在这两级石墨设备内各依重力作用除去大部分冷凝液滴后依次进入一级酸雾过滤器、二级酸雾过滤器，由氟硅油玻璃棉过滤捕集除去少量粒径很小的酸雾，排出40%的盐酸送氯化氢脱吸或作为副产品包装销售。得到含水分≤0.06%的混合气依次进入石墨预热器，蒸气预热器预热至70～80℃温度送入串联的两段装有氯化高汞触媒的转化器，可分别由数台并联操作，反应生成粗氯乙烯，第一段转化器出口气体中尚有20%～30%的乙炔未转化，在进入第二段转化器继续反应，使其出口处的乙炔含量控制在3%以下。第二段转化器装填的是活性高的新催化剂，第一段转化器装填的则是活性较低的催化剂，即由第二段更换下来的旧催化剂。合成反应热，通过转化列管间的循环热水移支去。精氯乙烯经过装有活性炭填料的除汞器填料塔的稀酸及解吸后的稀酸吸收混合气中的大部分氯化氢气体，制得氯化氢含量为28%～30%的盐酸送氯化氢脱吸或作为副产品包装销售；经过吸收后的粗氯乙烯气体进入二级填料水洗塔二次清洗，水洗后含有极微量的氯化氢酸雾、二氧化碳及惰性气体，进入碱洗塔用8%～20%的NAOH溶液洗涤，净化后的气体经汽水分离器部分脱水后送入压缩工序。生产间的波动则由设置的氯乙烯气柜来实现缓冲。工艺原理: 混合气脱水:利用氯化氢吸湿性质，预先吸收乙炔气中的绝大部分水，生成40%左右的盐酸，降低混合气中的水分，利用冷冻方法混合脱水，是利用盐酸冰点低，盐酸上水蒸气分压低的原理，阄混合气体冷冻脱酸，以降低混合气体中水蒸气分压来降低气相中水含量，达到进一步降低混合气中的水分至所必需的工艺指标。在混合气冷冻脱水过程中，冷凝的40%的盐酸，除少量是以液膜状自石墨冷却器列管内壁流出外，大部分呈极细微（≤2μm）的“酸雾”悬浮于混合气流中，形成“气溶胶”，该“气溶胶”无法依靠重力自然沉降，要采用浸渍3%～5%憎水性
聚合物合成工艺学思考题
聚合物合成工艺学思考题 1聚合反应釜中搅拌器的形式有哪些？适用范围如何？ ①常用搅拌器的形式有平桨式、旋桨式、涡轮式、锚式以及螺带式等； ②涡轮式和旋桨式搅拌器适于低粘度流体的搅拌；平桨式和锚式搅拌器适于高粘度流体的搅拌；螺带式搅拌器具有刮反应器壁的作用，特别适用于粘度很高流动性差的合成橡胶溶液聚合反应釜的搅拌。 2简述合成树脂与合成橡胶生产过程的主要区别。 —合成橡胶生产中所用的聚合方法主要限于自由基聚合反应的乳液聚合法和离子与配位聚合反应的溶液聚合法两种。而合成树脂的聚合方法则是多种的。合成树脂与合成橡胶由于在性质上的不同，生产上的差别主要表现在分离过程和后处理过程差异很大： ①分离过程的差异：合成树脂，通常是将合成树脂溶液逐渐加入第二种非溶剂中，而此溶剂和原来的溶剂是可以混溶的，在沉淀釜中搅拌则合成树脂呈粉状固体析出。合成橡胶的高粘度溶液，不能用第二种溶剂以分离合成橡胶，其分离方法是将高粘度橡胶溶液喷入沸腾的热水中，同时进行强烈搅拌，未反应的单体和溶剂与一部分水蒸气被蒸出，合成橡胶则以直径10—20mm左右的橡胶析出，且悬浮于水中。经过滤、洗涤得到胶粒。 ②后处理过程的差异： 合成树脂后处理方框图： 干燥的粉状合成树脂包装粉状合成树脂商品 潮湿的粉状 粒状塑料均匀化 干燥干燥的粉状合成树脂混炼造粒包装粒状塑料 制品 合成橡胶后处理方框图： 潮湿的粒状合成橡胶干燥压块包装合成橡胶制品 3、高分子合成工业的“三废”是如何产生的？怎样处理？什么是“爆炸极限”？ ①高分子合成工业所用的主要原料—单体和有机溶剂，许多是有毒的，甚至是剧毒物质。由于回收上的损失或设备的泄漏会产生有害或有臭味的废气、粉尘污染空气和环境。聚合物分离和洗涤排除的废水中可能有催化剂残渣、溶解的有机物质和混入的有机物质以及悬浮的固体微粒。这些废水如果不经过处理排入河流中，将污染水质。此外，生产设备中的结垢聚合物和某些副产物会形成残渣，因此高分子合成工业与其他化学工业相似，存在着废气、粉尘、废水和废渣等三废问题。 ②对于三废的处理，首先在进行工厂设计时应当考虑将其消除在生产过程中，不得已时则考虑它的利用，尽可能减少三废的排放量。必须进行排放时，应当了解三废中所含各种物质的种类和数量，有针对性地进行回收利用和处理，最后再排放到综合废水处理场所。不能用清水冲淡废水的方法来降低废水中有害物质的浓度。 ③一种可燃气体、可燃液体的蒸汽或有机固体和空气混合时，当达到一定的浓度范围，遇火花就会引起激烈爆炸。可发生爆炸的浓度范围叫做爆炸极限。 4、简述乙烯在高聚物合成方面的重要性。 —乙烯可以合成各种单体，从而得到各种合成树脂与合成橡胶。 例如： CH2=CH2—聚乙烯CH2=CH2+CH3-CH=CH2—乙丙橡胶
聚氯乙烯(PVC) 的生产工艺和基础知识
PVC的生产工艺 聚氯乙烯是由氯乙烯通过自由基聚合而成的。 有悬浮聚合法、乳液聚合法和本体聚合法，以悬浮聚合法为主，约占PVC总产量的80％左右。 单体的来源：乙烯法、石油法和电石法。 我国的方法：主要还是电石法。 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。 （1）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。 （2）乳液聚合法最早的工业生产PVC的一种方法。在乳液聚合中，除水和氯乙烯单体外，还要加入烷基磺酸钠等表面活性剂作乳化剂，使单体分散于水相中而成乳液状，以水溶性过硫酸钾或过硫酸铵为引发剂，还可以采用“氧化-还原”引发体系，聚合历程和悬浮法不同。也有加入聚乙烯醇作乳化稳定剂，十二烷基硫醇作调节剂，碳酸氢钠作缓冲剂的。聚合方法有间歇法、半连续法和连续法三种。聚合产物为乳胶状，乳液粒径0.05～2μm，可以直接应用或经喷雾干燥成粉状树脂。乳液聚合法的聚合周期短，较易控制，得到的树脂分子量高，聚合度较均匀，适用于作聚氯乙烯糊，制人造革或浸渍制品。 （3）本体聚合法聚合装置比较特殊，主要由立式预聚合釜和带框式搅拌器的卧式聚合釜构成。聚合分两段进行。单体和引发剂先在预聚合釜中预聚1h，生成种子粒子，这时转化率达8％～10％，然后流入第二段聚合釜中，补加与预聚物等量的单体，继续聚合。待转化率达85％～90％，排出残余单体，再经粉碎、过筛即得成品。树脂的粒径与粒形由搅拌速度控制，反应热由单体回流冷凝带出。此法生产过程简单，产品质量好，生产成本也较低。 PVC发明小故事 一些德国企业认为乙炔气是一个很大的市场，就投资制造了大量的乙炔气。可就在大量的乙炔被生产出来时，新型发电机被发明了。随之而来的是电价的大幅度下降，从此再没有人用乙炔气灯了。这样一来，大量的乙炔气就没用了。PVC的发明过程很有意思。这要
聚氯乙烯生产工艺
PVC塑料的工艺 聚氯乙烯（PVC)塑料是以聚氯乙烯树脂为基础的多组份混合材料。在生活中拥有广泛的应用。聚氯乙烯（PVC）是一种无毒、无臭的白色粉末。聚氯乙烯由氯乙烯单体通过自由基聚合而成，聚合度n一般在500~20000范围内，其分子结构式如下： 由于它具有优良的耐化学腐蚀性、电绝缘性、阴燃性、物理及机械性能、抗化学药品性能、质轻、强度高且易加工、成本低，可通过模压、层合、注塑、挤塑、压延、吹塑中空等方式进行加工，是一种能耗少、生产成本低的产品。因而聚氯乙烯（PVC）制品广泛用二工业、农业、建筑、电子电气、交通运输、电力、电讯和包装及人们生活中的各个领域。 一主要原料：单体氯乙烯，分散剂聚乙烯醇(PVC)，去离子水和引发剂等 其他辅助试剂：脱盐水，PH调节剂碳酸氢铵和氨水，聚合物分子量调节剂(-巯基乙醇)，引发剂过氧化二碳酸二乙基己酯(EHP)和过氧化二碳酸二异丙酯(IPP)，可塑剂，防粘釜剂，终止剂二乙基羟胺(DEHA)，缓释阻垢剂(H-9)，碱液(40%)等 １单体：氯乙烯主要用乙炔法和乙炔氧氯化法制备，用于悬浮聚合的氯乙烯单体纯度在%以上。生产原料对聚氯乙烯质量很重要。氯乙烯杂质含量应尽可能低一些，其中脱盐水PH值要近乎中性，为，导率应小于2um/cm 2分散剂：主分散剂主要是纤维素醚和部分水解的聚乙烯醇。纤维素应为水溶性衍生物，如甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素等，聚乙烯醇应由聚醋酸乙烯酯经碱性水解得到，影响其分散效果的因素为其聚合度和水解度，而且-OH基团为嵌段分布时效果最好；副分散剂主要是小分子表面活性剂和地水解度聚乙烯醇。常用非离子型的脱水山梨醇单月硅酸酯。用88%聚乙烯醇和%的聚乙烯醇。 ） 3引发剂：引发剂的有效溶度对VC悬浮聚合速率有着直接的影响，因此溶剂型引剂的有效溶度为引发剂最重要的质量指标。引发剂在较低温度下就会逐步分解，因此除了必须按要求在低温条件下进行储运外，对于储运时间过长或可能经历非低温放置的引发剂必须进行有效溶度的分析，再确定聚合的实际用量。单独使用高活性引发剂虽可提高聚合平均速率、缩短聚合时间，但会出现聚合前中期聚合速率过大、后期聚
浅谈本体法聚氯乙烯的生产工艺特点
浅谈本体法聚氯乙烯的生产工艺特点 芦玉来 胡宝成 陈建康 杨朝富 (内蒙古海吉氯碱化工股份有限公司) 摘 要 对本体法PVC树脂生产方法进行细致的分析,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 生产特点;本体法树脂优点和用途 我公司引进的法国阿托公司的本体聚合生产工艺,主要特点是反应过程中不需要加水和分散剂,氯乙烯即是反应物又作分散相。 本体法聚氯乙烯在聚合生产过程,分两步聚合:第一步在预聚釜中进行,加入一定量的VCM 单体、引发剂和添加剂,经加热后在120RPM强搅拌(相对二步聚合过程)的作用下,保持恒定的压力和温度进行预聚合反应;当VCM的转化率达到8～12%时,停止反应,将生成的“种子”送入聚合釜内进行第二步反应。第二步聚合反应是在聚合釜内进行,在接收预聚合的“种子”后,再加入一定量的VCM单体、添加剂和引发剂。在低速(上搅拌25RPM和下搅拌15RPM)搅拌的作用下,保持恒定的压力进行聚合反应。当反应转化率达到60～85%(根据配方而定)时终止反应;并在聚合釜内进行脱气、回收、汽提未反应的单体,进一步脱除残留在PVC粉料中的VCM,最后经风送系统将釜内PVC粉料送往分级、均化、贮存和包装工序。 1 聚合工序控制 聚合釜试压是将干净的聚合釜先对釜内进行抽真空,脱除釜内空气,使釜内保持一定的负压后,再加入2～3吨的单体进行试压,合格后再按配方加入一定的单体和添加剂。 单体计量方面采用重量法来称量加入釜内的VCM单体的量,首先将清洗干净的聚合釜称重并将计数器设为零,然后通过VCM单体输送泵将 VCM送入釜内,并通过自动称量系统准确地控制加入的VCM量,能够及时准确的计量单体的加入量。 树脂粒度的控制是在预聚釜内采用特殊的搅拌形式,在高速搅拌的条件下,液相单体在引发剂的作用下形成一定数量的胶乳———“种子”;然后将“种子”送入聚合釜内,并加入一定量VCM单体和引发剂,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,通过计数器计量反应放出的热量,来确定终止反应;通过控制胶乳的数量来达到对树脂粒度的控制,并通过分级、研磨来进一步控制树脂的粒度分布,故而可得到较窄粒度分布的树脂。 本体法聚合反应热量一部分是靠釜内VCM 连续脱气来带走;另一部分反应热量是靠搅拌系统的冷却水来移出,还有一部分是靠釜壁外夹套的冷却水来移出。聚合反应是控制釜内压力,使其保持在恒定压力下进行反应,根据反应的时间和反应热量移出的能量来决定反应是否终止。2 聚合过程的DCS控制 211 进料控制 预聚合釜和聚合釜均安装在重力传感器上,由DCS按生产牌号配方和工艺要求,根据控制程序步骤,分批装填VC、引发剂、添加剂,装填量按配方程序控制要求进行。 212 PVC分子量控制 氯乙烯单体饱和蒸汽的温度和压力有对应关 97 第29卷 内蒙古石油化工