孫景超　王梁　李伯祥

（天津大沽化工股份有限公司）

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ABS樹脂SAN項(xiàng)目真空系統(tǒng)對物料平衡及產(chǎn)品質(zhì)量影響分析

孫景超王梁李伯祥

（天津大沽化工股份有限公司）

通過對本公司ABS樹脂SAN項(xiàng)目的工藝、設(shè)備及產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行分析，總結(jié)真空系統(tǒng)對物料平衡及產(chǎn)品質(zhì)量的影響。

SAN項(xiàng)目；真空系統(tǒng)；物料平衡；產(chǎn)品質(zhì)量。

SAN樹脂是通過本體法聚合反應(yīng)制得苯乙烯丙烯腈的共聚物，生產(chǎn)過程為連續(xù)性生產(chǎn)，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率為65%，殘留單體及輔料通過真空系統(tǒng)回收，重復(fù)利用，以保持整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到物料平衡，并且使產(chǎn)品質(zhì)量保持在合格范圍內(nèi)。

1、產(chǎn)品介紹

產(chǎn)品名稱：SAN

別名：SAN樹脂

結(jié)構(gòu)式：

2、SAN樹脂真空系統(tǒng)工藝簡介

本工藝為原料連續(xù)加入到反應(yīng)釜中。在反應(yīng)釜中，經(jīng)過攪拌和提供有效的停留時(shí)間，達(dá)到預(yù)定的轉(zhuǎn)化率。馬格泵連續(xù)將合成樹脂和剩余單體的混合物送到真空系統(tǒng)進(jìn)行脫揮發(fā)，以移除殘留單體。脫揮發(fā)出的單體在冷凝器中冷凝，并流到真空密封傾析罐中。傾析罐中的單體通過循環(huán)單體泵輸送到反應(yīng)釜中重復(fù)利用。從真空系統(tǒng)脫揮發(fā)出來的聚合物通過熔融泵輸送到造粒系統(tǒng)進(jìn)行水下造粒，質(zhì)量檢驗(yàn)合格后，SAN被送到 SAN成品料倉中的一個(gè)，作為ABS樹脂的原料使用。

2.1 SAN樹脂真空系統(tǒng)工藝流程

圖1　真空系統(tǒng)及上下裝置

2.2真空影響物料平衡機(jī)理

SAN工藝是動態(tài)平衡過程，通過將反應(yīng)混合物升溫，將小分子單體氣化，并通過真空泵抽真空，將混合單體排出。通過兩次脫揮發(fā)，最終聚合物固含量達(dá)到 99.9%。脫揮發(fā)出的單體通過傾析罐循環(huán)回聚合釜循環(huán)利用。

3　真空對系統(tǒng)物料平衡及產(chǎn)品質(zhì)量的影響

3.1真空對系統(tǒng)物料平衡的影響

3.1.1真空對轉(zhuǎn)化率的影響

轉(zhuǎn)化率是一個(gè)關(guān)于聚合釜液位（單體停留時(shí)間）、聚合溫度和聚合釜內(nèi)過氧化物濃度的重要參數(shù)，無論生產(chǎn)哪種牌號的聚合物，聚合釜內(nèi)的液位應(yīng)該保持恒定，所以轉(zhuǎn)化率應(yīng)該與聚合釜的液位無關(guān)。

系統(tǒng)中若有乙苯和其他的一些惰性物質(zhì)或非聚合物質(zhì)將影響給定聚合釜溫度下的轉(zhuǎn)化率或者過氧化物濃度。因此隨著這些惰性物質(zhì)濃度的改變聚合釜操作條件也應(yīng)該改變。如果體系中有過多的惰性物質(zhì)，將導(dǎo)致反應(yīng)溫度或過氧化物濃度高。

SAN分子量也被體系中的惰性物質(zhì)影響，大多的惰性物質(zhì)在體系中起著一種不穩(wěn)定的鏈轉(zhuǎn)移劑的作用，因此惰性物質(zhì)的含量多會減小SAN的分子量，會增大SAN的熔體的流動性。因此應(yīng)該定期的檢查和調(diào)節(jié)冷凝物中的凈化單體流量來改變惰性物質(zhì)的濃度。

在 SAN生產(chǎn)系統(tǒng)中，真空可以從聚合物中脫出未反應(yīng)的單體。每個(gè)真空頂部都有一個(gè)熱油加熱的管殼式換熱器，在脫出單體之前來加熱聚合物。

1#真空通常的操作液位是在椎體部分的25～50%。根據(jù)牌號和生產(chǎn)速率的不同真空度控制在-60kPa ～-90kPa。根據(jù)牌號和生產(chǎn)速率的不同，1#真空加熱器根據(jù)條件卡片控制在一個(gè)目標(biāo)溫度。1#真空脫揮發(fā)后聚合物固含量在可達(dá)到90%。

2#真空正常的真空度控制在-101KPa。2#真空的真空是控制在最低的真空度下操作，并且是恒定的真空度。真空度越低在SAN的最終產(chǎn)品中的揮發(fā)性物質(zhì)就越少。

3.1.2真空系統(tǒng)對系統(tǒng)惰性物質(zhì)的影響

過量的惰性物質(zhì)會導(dǎo)致 SAN反應(yīng)釜的操作溫度比正常溫度高（保持相同的轉(zhuǎn)化率情況下），還會產(chǎn)生降低產(chǎn)品粘度的低分子量聚合物鏈。因此保持傾析罐中惰性雜質(zhì)濃度恒定在 4～8%范圍內(nèi)很重要。這些惰性雜質(zhì)通常由新鮮苯乙烯進(jìn)料帶入SAN系統(tǒng)。惰性雜質(zhì)主要是EB，但也可能包含其它在苯乙烯生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的雜質(zhì)，如二甲苯、異丙苯、甲苯及其它不聚合物質(zhì)。

通過提高二級真空系統(tǒng)的真空度，可以提高惰性物質(zhì)的脫揮發(fā)率，并經(jīng)過冷凝排液，將惰性物質(zhì)控制在合格范圍內(nèi)。

3.2真空對產(chǎn)品質(zhì)量的影響

3.2.1真空系統(tǒng)對殘留單體的影響

一級和二級真空，將殘留的單體脫揮發(fā)，隨著真空度的增加，效果明顯增強(qiáng)，物料粘度也隨著增大，當(dāng)真空至-40kPa和-101kPa時(shí)，可以將系統(tǒng) 99.9%的單體脫揮發(fā)，物料粘度達(dá)到設(shè)備允許值。曲線如下：

一級真空脫揮發(fā)曲線

二級真空脫揮發(fā)曲線

4　總結(jié)

SAN聚合單元是SAN生產(chǎn)線中最為重要的部分，其穩(wěn)定性決定了產(chǎn)品質(zhì)量的好壞，設(shè)備與人身的安全，乃至ABS生產(chǎn)的穩(wěn)定性。所以，我們對SAN真空系統(tǒng)必須加以重視，并不斷研究其反應(yīng)機(jī)理，設(shè)備運(yùn)行，對閃蒸單元的綜合影響，給出綜合評價(jià)，提前做好緊急處理預(yù)案，做好操作人員培訓(xùn)工作。

［1］ 黃立本，等. ABS 樹脂及其應(yīng)用［M］ . 北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2001.

［2］ 樹脂與塑料《化工百科全書》專業(yè)卷［M］，北京:化學(xué)工業(yè)出版社.

［3］ 大沽化工股份有限公司ABS操作手冊.

孫景超，男，漢族，（1986年～），2011年畢業(yè)于合肥工業(yè)大學(xué)，化學(xué)工程與工藝專業(yè)，現(xiàn)任天津大沽化工股份有限公司 ABS事業(yè)部助理工程師，參與SAN二期建設(shè)及后期生產(chǎn)維護(hù)，主要負(fù)責(zé)日常生產(chǎn)維護(hù)，技術(shù)指導(dǎo)及員工管理培訓(xùn)等工作。