氯堿事業(yè)部

聚合中控

大體思路聚合工藝相關(guān)加料出料為什么我們工段叫聚合工段呢？PVC質(zhì)量指標(biāo)SG-5型PVC優(yōu)等品標(biāo)準(zhǔn)外觀：白色粉末粘數(shù)：118-107雜質(zhì)粒子數(shù)：≤16個(gè)揮發(fā)物（包括水）質(zhì)量分?jǐn)?shù)：≤0.4%表觀密度：≥0.48g/mL篩余物質(zhì)量分?jǐn)?shù)(250μm篩孔)：≤2.0%“魚眼”數(shù)：≤20個(gè)/cm2殘留氯乙烯單體含量：≤5μg/g反應(yīng)方程式nCH2=CHCl→[CH2-CHCl]n氯乙烯在一定的溫度、壓力下，加入適量的助劑，經(jīng)過聚合反應(yīng)生成聚氯乙烯。特點(diǎn)：不可逆、放熱、體積縮小、各種助劑。步驟：鏈引發(fā)、鏈轉(zhuǎn)移、鏈終止。聚合反應(yīng)的分類乳液聚合(emulsionpolymerization)：是高分子合成過程中常用的一種合成方法，因?yàn)樗运魅軇?，?duì)環(huán)境十分有利。在乳化劑的作用下并借助于機(jī)械攪拌,使單體在水中分散成乳狀液,由引發(fā)劑引發(fā)而進(jìn)行的聚合反應(yīng)。本體聚合（bulkpolymerization；masspolymerization）：是單體(或原料低分子物)在不加溶劑以及其它分散劑的條件下，由引發(fā)劑或光、熱、輻射作用下其自身進(jìn)行聚合引發(fā)的聚合反應(yīng)。有時(shí)也可加少量著色劑、增塑劑、分子量調(diào)節(jié)劑等。液態(tài)、氣態(tài)、固態(tài)單體都可以進(jìn)行本體聚合。懸浮聚合：溶有引發(fā)劑的單體以液滴狀懸浮于水中進(jìn)行自由基聚合的方法稱為懸浮聚合法。整體看水為連續(xù)相，單體為分散相。聚合在每個(gè)小液滴內(nèi)進(jìn)行，反應(yīng)機(jī)理與本體聚合相同，可看作小珠本體聚合。

粘數(shù)——表征樹脂的聚合度，主要影響因素：反應(yīng)溫度和精單體中雜質(zhì)含量雜質(zhì)粒子數(shù)——主要影響因素：汽提塔進(jìn)料波動(dòng)；汽提塔溫度過高PVC分解；離心機(jī)進(jìn)料波動(dòng)；干燥系統(tǒng)死角積聚的雜質(zhì)帶入系統(tǒng)；氣流塔溫度過高殘留氯乙烯含量——主要影響因素：分散劑體系不合理導(dǎo)致氯乙烯單體不易脫析出來；汽提塔進(jìn)料量大、蒸汽量小、溫度低“魚眼”數(shù)目——魚眼是指PVC難于加工或不易加工的透明粒子。主要影響因素：粘釜料進(jìn)入成品中；樹脂顆粒形態(tài)不均勻，聚合體系引發(fā)劑體系不均勻、傳熱體系不均勻，單體中高沸物影響SG-5型反應(yīng)設(shè)定溫度：55.5-57.5℃SG-5型反應(yīng)尾期溫度：≤65℃樹脂型號(hào)分類SG—3設(shè)定溫度：48—54℃反應(yīng)壓力：6—8、5SG-5設(shè)定溫度：55.5-57.5℃反應(yīng)壓力：7—9、5SG-7設(shè)定溫度：58-64℃反應(yīng)壓力：9—11、5

聚合釜簡圖設(shè)計(jì)原理在一定的溫度、壓力下，加入各種助劑，在底部三層后掠式攪拌的作用下，氯乙烯經(jīng)過聚合反應(yīng)生成聚氯乙烯，反應(yīng)熱能通過釜內(nèi)擋板和夾套內(nèi)冷卻介質(zhì)移出。汽提塔加料槽簡圖經(jīng)聚合反應(yīng)生成的聚氯乙烯漿料，泄至汽提塔加料槽進(jìn)行緩沖，并通過閃蒸將一部分VCM汽提出來進(jìn)入回收系統(tǒng)，漿料不斷攪拌，并通過漿料泵送入汽提塔，將殘存的VC汽提出來。加料聚合釜流程圖助劑系統(tǒng)涂壁劑分散劑引發(fā)劑終止劑緩沖劑助劑工藝指標(biāo)涂壁劑液位TK-1D容積約0.62M3，聚合每釜需0.015M3涂壁劑進(jìn)行涂壁，目前平均17.3釜/天，需17.3*0.015=0.26M3/天，即TK-1D的42%，從頭天配制到第二天間隔時(shí)間12小時(shí)，為保證槽不抽空而又能滿足生產(chǎn)需要，其液位不能低于30%。緩沖劑液位TK-2C容積約2.55M3，聚合每釜需82Kg緩沖劑劑進(jìn)行加料，目前平均17.3釜/天，需17.3*82=1418.6Kg/天，即TK-2C的55%，從頭天配制到第二天間隔時(shí)間12小時(shí)，為保證槽不抽空而又能滿足生產(chǎn)需要，其液位不能低于30%。終止劑液位TK-7C容積約3.88M3，聚合每釜需78Kg終止劑進(jìn)行加料，目前平均17.3釜/天，需17.3*78=1349.4Kg/天，即TK-7C的35%，從頭天配制到第二天間隔時(shí)間12小時(shí)，為保證槽不抽空而又能滿足生產(chǎn)需要，其液位不能低于30%。涂避粘釜：聚合物粘結(jié)于釜壁、攪拌槳葉，以及釜上氣相管道的現(xiàn)象，無論是懸浮法、乳液法還是本體法都會(huì)遇到粘釜的問題。危害：導(dǎo)致聚合釜傳熱能力下降，使生產(chǎn)能力下降；粘釜物混入產(chǎn)品中，會(huì)產(chǎn)生“魚眼”，影響制品的外觀和內(nèi)在質(zhì)量，粘釜物還會(huì)引起釜內(nèi)壁腐蝕，如果沒有及時(shí)改變工藝配方，將導(dǎo)致反應(yīng)溫度無法控制，造成爆聚。措施和對(duì)策：聚合釜內(nèi)壁表面光潔、拋光（拋光精度<0.1μm）不宜過分降低體系的界面張力防粘釜?jiǎng)└邏核逑炊ㄆ谇甯?/p>

涂壁劑：防止粘釜，保證聚合釜的傳熱效果涂壁劑對(duì)聚合反應(yīng)的影響涂壁效果不好易造成粘釜。粘釜會(huì)導(dǎo)致聚合釜傳熱系數(shù)和生產(chǎn)能力降低，粘釜料若混入產(chǎn)品中，會(huì)導(dǎo)致塑化加工中不塑化的“魚眼”，影響制品外觀及內(nèi)在質(zhì)量；粘釜物的清理將延長聚合釜的輔助時(shí)間及增加人工勞動(dòng)強(qiáng)度，降低設(shè)備的利用率。此外粘釜還影響聚合釜自動(dòng)控制的實(shí)施。FIC-C5≥740kg/h

意大利黃外觀：黃色透明液體比重（g/ml，20℃）：1.00±0.02H值：12.5±0.4固含量（W/W）：5±0.5%凝固點(diǎn)（℃）：-1℃對(duì)光穩(wěn)定性：極好對(duì)氧穩(wěn)定性：變成黑色底部蒸汽：將未被霧化的涂壁劑進(jìn)一步霧化以保證吐壁效果聚合投料的水質(zhì)直接影響產(chǎn)品樹脂的質(zhì)量，如硬度（表征水中金屬等陽離子含量）過高，會(huì)影響產(chǎn)品的電絕緣性能和熱穩(wěn)定性，氯根（表征水中陰離子含量）過高，特別對(duì)聚乙烯醇分散體系，易使顆粒變粗，影響產(chǎn)品的顆粒形態(tài)，PH值影響分散劑的穩(wěn)定性，較低的PH值，對(duì)明膠有明顯的破壞作用，較高或較低的PH值都會(huì)引起聚乙烯醇的部分醇解，影響分散效果及顆粒形態(tài)，還會(huì)影響引發(fā)劑的分解速率。此外，水質(zhì)還會(huì)影響粘釜及“魚眼”的生成。回收單體槽（TK-3B）液位:0～70%新鮮單體槽（TK-8B）液位:0～65%單體為什么要打循環(huán)？

過濾單體中的雜質(zhì)防止單體氣化保證管道壓力88%分散劑貯槽（TK-22C）≥40%溫度≤15℃72.5%分散劑貯槽（TK-5C）≥40%溫度≤15℃打循環(huán)的作用？分散劑：(水解度為88%的聚乙烯醇（PVA）保膠能力)穩(wěn)定由攪拌形成的單體油滴，并阻止油滴相互聚集或合并。72.5%的聚乙烯醇分散)分散劑用量的選擇，要根據(jù)聚合釜的形狀、大小、攪拌狀態(tài)、水比、產(chǎn)品要求而定。一般都由實(shí)驗(yàn)來確定，用量過多，不僅不經(jīng)濟(jì)，還會(huì)增加體系粘度，造成懸浮液泡沫多，氣相粘釜嚴(yán)重，漿料汽提操作困難，VCM回收泡沫夾帶增加，樹脂顆粒變細(xì)，堵塞回收管路，用量少則起不到應(yīng)有的穩(wěn)定作用，體系穩(wěn)定性差，容易產(chǎn)生大顆粒料，產(chǎn)品顆粒不規(guī)整，甚至造成聚合顆粒的粘結(jié)，釀成事故。引發(fā)劑：在較低溫度下能提供自由基的物質(zhì)來引發(fā)氯乙烯加成反應(yīng)。引發(fā)劑用量對(duì)聚合的影響引發(fā)劑的用量是根據(jù)聚合釜設(shè)備的傳熱能力和實(shí)際需要確定它，用量多，則單位時(shí)間內(nèi)所產(chǎn)生的游離基相對(duì)增多，所以，反應(yīng)速度快，聚合時(shí)間短，設(shè)備利用率高。但一旦反應(yīng)熱不能及時(shí)移出，將發(fā)生爆聚，另外，引發(fā)劑過量易使產(chǎn)品顆粒變粗，孔隙率降低，反之，引發(fā)劑用量太少，則反應(yīng)速率慢，聚合時(shí)間長，設(shè)備利用率低。目前，引發(fā)劑用量的確定，都要經(jīng)過估算、試驗(yàn)等慎重步驟。方框流程圖氯乙烯聚合是放熱反應(yīng)，反應(yīng)熱約為95.9kJ/mol，反應(yīng)熱通過夾套（盤管）和擋板（內(nèi)冷管）中的冷卻水帶走。為保持溫度恒定，反應(yīng)熱必須及時(shí)帶出，而且放熱速度要與傳熱速度相等。聚合釜的傳熱能力將決定聚合單釜產(chǎn)量和反應(yīng)時(shí)間，從而決定聚合釜的生產(chǎn)能力聚合溫度對(duì)聚合的影響聚合反應(yīng)速度隨著溫度的升高，VC分子運(yùn)動(dòng)速度加快，鏈引發(fā)和鏈增長的速度也加快，促使整個(gè)反應(yīng)速度加快，另外聚合溫度升高，活性中心增多，相互碰撞機(jī)會(huì)增多，容易造成鏈終斷，使主鏈長度下降，分子量變小，聚合度下降，一般說，當(dāng)溫度波動(dòng)2℃時(shí)，平均聚合度相差366，在實(shí)際操作中，應(yīng)控制溫度波動(dòng)范圍在0.5℃以內(nèi)，以保證粘數(shù)穩(wěn)定，不轉(zhuǎn)型。此外，反應(yīng)溫度還影響分散溶液的保膠能力和界面活性，從而影響到產(chǎn)品的顆粒形態(tài)和表觀密度。反應(yīng)溫度還會(huì)增加鏈的歧化傾向，這種結(jié)構(gòu)對(duì)聚合物的性質(zhì)有很大影響。聚合釜的傳熱能力對(duì)聚合的影響反應(yīng)的熱量是靠冷卻水移走的,如不能保證移熱能力,反應(yīng)溫度就會(huì)失控,產(chǎn)生爆聚,不僅影響PVC質(zhì)量,還會(huì)發(fā)生安全事故。有效地移走反應(yīng)熱量的措施如下:①提高冷卻水流速,增大換熱系數(shù)。②降低冷卻水溫度,增大溫差。③釜內(nèi)設(shè)內(nèi)冷管和擋板,通入冷卻水,加大換熱面積和移熱能力。④設(shè)置釜頂回流冷凝器,采用冷凝VCM蒸氣的方法移走反應(yīng)熱。⑤改進(jìn)聚合釜夾套結(jié)構(gòu),提高換熱系數(shù),新型聚合釜一般采用半管式夾套,夾套移熱能力可提高15%以上。⑥加強(qiáng)釜內(nèi)粘釜物的清除,減少污垢熱阻。⑦采用后注水工藝。出料終止劑：終止反應(yīng)和調(diào)整聚合反應(yīng)速率注入水泵（PU-8B/9B）壓力≥1.6MPa沖洗水泵（PU-10B/11B）壓力≥1.0MPa回收分離器（SE-1F）液位:0～30%汽提塔中部溫度過低，漿料中含的VC不能有效的閃蒸出來，容易造成成品VCM殘留量高，質(zhì)量不合格。汽提塔中部溫度過高，容易導(dǎo)致漿料過度受熱，使其變色，造成成品白度不合格