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        淺析通過改良聚合配方提高聚合收率

        2011-12-28 09:03:38袁勇

        袁勇

        摘要:文章分析了江蘇金浦北方氯堿化工有限公司聚氯乙烯樹脂生產(chǎn)中聚合配方選用對(duì)聚合收率的影響,通過改良聚合配方提高聚合收率,以達(dá)到提高企業(yè)效益的目的。

        關(guān)鍵詞:聚合釜;VCM;水油比;二次注水;體積收縮

        中圖分類號(hào):TQ320.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-8937(2011)22-0184-01

        在聚氯乙烯樹脂生產(chǎn)中聚合配方的設(shè)計(jì)對(duì)于聚合反應(yīng)的影響很大,適宜的生產(chǎn)配方不僅保證聚合反應(yīng)的正常進(jìn)行與獲得質(zhì)量?jī)?yōu)良的產(chǎn)品,而且也是降低消耗定額與降低生產(chǎn)成本的手段之一。而配方中的水油比又是聚合反應(yīng)中非常重要的一個(gè)因素。

        在懸浮聚合中,水是分散和傳熱介質(zhì),水油比是指投料時(shí)水對(duì)單體的重量比。一般水油比大對(duì)單體的分散和聚合釜的傳熱有利,反應(yīng)易于控制,但為了提高聚合釜的設(shè)備利用率,提高聚合收率,生產(chǎn)上盡可能的采用小的水油比。但水油比也不能太小,因?yàn)榫酆戏磻?yīng)是個(gè)體積收縮的反應(yīng),一旦反應(yīng)體系過于粘稠,不利于聚合反應(yīng)熱的移出,容易發(fā)生反應(yīng)后期溫度、壓力不易控制、爆聚等安全事故。要解決因水油比改變而影響聚合體系的問題,須對(duì)聚合反應(yīng)選用二次注水工藝。

        1注水的目的

        在PVC聚合生產(chǎn)中,隨著聚合反應(yīng)的進(jìn)行,單體變成了聚合物,相對(duì)密度發(fā)生了變化,物料體積收縮。注水可使物料體積恒定,可最大程度的利用聚合釜的傳熱面積,使釜內(nèi)物料體系的粘度不升高,達(dá)到強(qiáng)化傳熱的目的。同時(shí),不增加釜內(nèi)氣相空間,減少氯乙烯單體(VCM)氣相聚合所造成的粘釜。

        2現(xiàn)狀分析

        目前聚合進(jìn)料是將配方中所需的17 m3的水一次性投入聚合釜內(nèi),無(wú)二次注水工藝,這樣聚合反應(yīng)雖傳熱效果較好,生產(chǎn)易于控制,但聚合收率太低,一直在8 t/釜左右徘徊,不利于提高聚合生產(chǎn)能力。

        3突出重點(diǎn),制定措施

        針對(duì)聚合收率一直徘徊在8 t/釜左右的現(xiàn)實(shí)狀況,我們決定采用新的操作工藝,通過二次注水技術(shù),將進(jìn)一步縮小聚合水油比,提高單釜產(chǎn)量,具體措施如下:

        ①將原來(lái)一次性投入的17 m3的無(wú)離子水改為投入16m3,單體也由原來(lái)的10 m3改投為10.5~11 m3,聚合釜總的填料系數(shù)沒變,但水油比降低了,單釜生產(chǎn)能力增強(qiáng)了。

        ②聚合反應(yīng)2h時(shí)后,開始通過釜上自動(dòng)控制系統(tǒng)往釜內(nèi)注水,注水流量為500 l/h,直至反應(yīng)結(jié)束,總的注水量為2 m3。有效的解決了因聚合體積收縮,粘度增大,液相體積減少,導(dǎo)致有效傳熱面積縮小,反應(yīng)熱難以移出的問題。

        4改良后的效果

        經(jīng)過近六個(gè)月的實(shí)施驗(yàn)證,初步斷定我們的工作卓有成效,聚合收率首次達(dá)到8.2 t/釜。

        5結(jié)論

        在聚氯乙烯樹脂生產(chǎn)配方中水油比是影響PVC樹脂顆粒形態(tài)的一個(gè)至關(guān)重要的因素。從理論上說,水油比為1:1時(shí)便有足夠的自由液體,但聚合成疏松型粒子后,內(nèi)外空隙中和顆粒表面會(huì)吸附相當(dāng)量的水,造成自由流體減少,體系黏度增加,傳熱困難。因此生產(chǎn)疏松型PVC樹脂時(shí),水油比往往控制在(1.6~2.0)。但根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐可知,其他條件固定的前提下,隨水油比的降低,PVC樹脂的表觀密度會(huì)有所上升。利用聚合中后期可以注入補(bǔ)充水的優(yōu)勢(shì),確定了合理的水油比,效果理想。

        聚合反應(yīng)中途注水技術(shù)已經(jīng)是懸浮法聚氯乙烯生產(chǎn)中不可缺少的環(huán)節(jié),注入水的控制是在聚合反應(yīng)中進(jìn)行的。根據(jù)轉(zhuǎn)化率的增加而補(bǔ)入一定量的水,以保證總物料體積不變,減少由于聚合反應(yīng)產(chǎn)生的體積收縮而造成傳熱率的降低。因此改良聚合配方中的水油比,更加有效的增加聚合釜的生產(chǎn)能力,才能達(dá)到降低電石消耗,提高聚合收率的目的。

        參考文獻(xiàn):

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        [3] 謝建玲.聚氯乙烯樹脂及其應(yīng)用[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007.

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