劉金龍（天津大沽化工股份有限公司，天津 300452）

SAN樹脂工藝技術(shù)淺析

劉金龍
（天津大沽化工股份有限公司，天津 300452）

SAN樹脂是苯乙烯丙烯腈的共聚物，是一種無色透明，具有較高的機械強度的聚丙烯基工程塑料。天津大沽化工股份有限公司年產(chǎn)40萬噸ABS項目采用的是美國GE公司先進的生產(chǎn)技術(shù)。作為ABS 樹脂的連續(xù)相，SAN 樹脂對ABS樹脂的性能起著主要作用。SAN 樹脂的合成主要有本體聚合法和懸浮聚合法，本體聚合法由于工藝流程簡單、操作容易、產(chǎn)品質(zhì)量好、污染少和投資少等優(yōu)點，因此成為SAN 合成的首選工藝。由于SAN生產(chǎn)是連續(xù)性的，所以在正常生產(chǎn)過程中會經(jīng)常進行提降產(chǎn)量，開停車的操作，而溫度控制又是關(guān)系到SAN工藝的單元操作和產(chǎn)品質(zhì)量等方面至關(guān)重要的因素之一。

ABS、SAN、本體聚合、工藝。

一、工藝簡介

1.1ABS生產(chǎn)方法

目前，ABS 樹脂的工業(yè)生產(chǎn)方法按技術(shù)路線可分為3 類：化學(xué)接枝法、化學(xué)接枝共混法和物理摻混法。其中化學(xué)接枝法分為乳液接枝法、連續(xù)本體接枝聚合法乳液接枝-本體聚合法3種；化學(xué)接枝共混法分為乳液接枝-乳液SAN（丙烯腈-苯乙烯共聚樹脂）摻混法、乳液接枝-懸浮SAN摻混法和乳液接枝-本體SAN摻混法3種；物理摻混法是以ABS粉料和SAN粒料為原料，利用擠出機摻混生產(chǎn)ABS樹脂，它僅屬于塑料加工范疇，不屬于傳統(tǒng)ABS生產(chǎn)方法。目前，乳液接枝法、乳液接枝-乳液SAN摻混法在發(fā)達國家已經(jīng)被淘汰；乳液接枝-本體聚合法因需要改變本體聚合配方才能生產(chǎn)出不同品種牌號的產(chǎn)品， 應(yīng)用不普遍；乳液接枝-懸浮SAN摻混法只適合于中小型生產(chǎn)裝置。因此，現(xiàn)階段ABS樹脂工業(yè)生產(chǎn)的主要方法為乳液接枝-本體SAN摻混法和連續(xù)本體聚合法。

1.2ABS工藝簡介

大沽化工年產(chǎn)40萬噸ABS樹脂項目采用的工藝技術(shù)是美國GE公司乳液接枝-本體SAN摻混法專利技術(shù)。該方法生產(chǎn)的ABS樹脂的優(yōu)點在于，可通過調(diào)整摻混比例、添加劑種類和數(shù)量生產(chǎn)不同品種牌號的ABS樹脂，技術(shù)先進可靠，產(chǎn)品應(yīng)用范圍寬，性能好，污染相對較小。裝置分別以丁二烯為原料，采用乳液聚合法制備聚丁二烯膠乳（PBL）；用聚丁二烯膠乳、苯乙烯和丙烯腈為原料以乳液接枝共聚法制備HRG樹脂；以本體法制備SAN，然后采用摻混法將HRG樹脂、SAN樹脂和添加劑熔融擠壓造粒制成ABS 樹脂產(chǎn)品。ABS生產(chǎn)工藝示意圖如圖1.1所示。

圖1.1　ABS 樹脂生產(chǎn)工藝示意圖

二、SAN樹脂工藝簡介

2.1SAN工藝簡介

苯乙烯，丙烯腈與助劑連續(xù)加入到反應(yīng)器中。SAN聚合物在一個配有連續(xù)攪拌的反應(yīng)器中生成，該反應(yīng)器在受控條件下提供充足的提留時間以得到適合的單體轉(zhuǎn)化率。

反應(yīng)釜出料泵連續(xù)將SAN和剩余單體的混合物送到脫揮發(fā)器。脫揮發(fā)系統(tǒng)采用熱油加熱。系統(tǒng)通過單獨的真空泵提供真空，以移除大部分的殘留單體。移出的單體在冷凝后，并流到真空密封傾析罐中。

脫揮發(fā)器利用真空脫除微量的殘余單體。單體氣體從脫揮發(fā)器中脫除并通過一系列的設(shè)備來冷卻液化。冷凝單體流入真空密封傾析器。

SAN和殘留單體的混合物通過兩級的閃蒸工藝連續(xù)脫揮發(fā)，脫揮發(fā)采用真空和高溫方法將未反應(yīng)的單體從SAN混聚物中分離出來。系統(tǒng)未被冷凝的排放氣經(jīng)過洗滌塔被新鮮苯乙烯萃取出殘留的單體，被冷凝下來的單體從冷凝器直接進到單體收集罐。從脫揮發(fā)器出來的聚合物通過熔融泵并被過濾，熔融聚合物在水浴造粒機中造粒，懸浮在水中。顆粒漿料脫水干燥后被粒子輸送風(fēng)機傳送到SAN質(zhì)檢料斗中。質(zhì)檢后，SAN 粒子被送到料倉中的，這些料倉用于向摻混單元加料。SAN生產(chǎn)工藝示意圖如圖1.2所示。

圖1.2　SAN樹脂生產(chǎn)工藝示意圖

2.2SAN某牌號樹脂性能參數(shù)

2.3 SAN樹脂用途

SAN樹脂因為其化學(xué)穩(wěn)定性高，強度大，被廣泛應(yīng)用于日常生活。電氣（插座、殼體等），日用商品（廚房器械、冰箱裝置、電視機底座、卡帶盒等），汽車工業(yè)（車頭燈盒、反光鏡、儀表盤等），家庭用品（餐具、食品刀具等），化妝品包裝等。廣泛用于制作耐油、耐熱、耐化學(xué)藥品的工業(yè)制品，以及儀表板、儀表框、罩殼、電池盒、接線盒、多種開關(guān)及按規(guī)等。

2.4開車過程簡述

SAN單元正常開車時，開車過程可以大致分為以下五個階段：

（一）預(yù)加料前準備階段

按照配方給反應(yīng)釜預(yù)加苯乙烯和丙烯腈的混合單體，每種物質(zhì)接近目標(biāo)值時，使用流量累積器報警提示并關(guān)閉自動閥。投加混合單體同時需要加入鏈轉(zhuǎn)移劑。

（二）反應(yīng)釜預(yù)加料開始

預(yù)加料開始開始后，逐漸將反應(yīng)釜攪拌轉(zhuǎn)速，提高閃蒸罐夾套區(qū)域溫度。

（三）反應(yīng)釜預(yù)加料結(jié)束

升高反應(yīng)釜熱油夾套溫度與閃蒸罐溫度

（四）預(yù)加料結(jié)束后升溫階段

在熔融溫度達到之前，一定不要使反應(yīng)釜壓力過高，因為這時反應(yīng)釜里面的物料還都是呈現(xiàn)為液體狀態(tài)，釜壓過高導(dǎo)致單體很容易通過預(yù)聚管進入到后續(xù)系統(tǒng)。

（五）反應(yīng)釜出料

判斷反應(yīng)釜內(nèi)物料已經(jīng)發(fā)生反應(yīng)的主要依據(jù)有兩個：一個是溫度，另一個就是攪拌的扭矩。

SAN開車曲線

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. 陸書來，羅麗宏，何琳， 等. ABS 的技術(shù)概況及發(fā)展趨勢［J ］ .化工科技；2003 ，11

4. 陳朝陽. ABS 樹脂的生產(chǎn)工藝技術(shù)及進展［ J］ .廣東化工， 2003， 30（ 1）

5. 大沽化工股份有限公司ABS操作手冊

劉金龍（男），1988年出生，2011年7月畢業(yè)于河北工業(yè)大學(xué)高分子材料與工程專業(yè)，本科學(xué)歷，助理工程師?，F(xiàn)就任于天津大沽化工股份有限公司苯乙烯分廠，任工段工藝工程師，主要負責(zé)生產(chǎn)的工藝改造和工藝管理工作。