氯乙烯悬浮聚合生产工艺

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1、一、概述聚氯乙稀（PVC)是乙烯基聚合物中最主要的品种，其产量仅次于聚乙烯（PE)的总产量而居第二位。世界上大规模生产PVC的方法有三种：悬浮聚合(S-PVC)：75%，100～150µm直径的多孔性颗粒；乳液聚合：15%，聚氯乙稀糊；本体聚合：10%，产品形态与用途与S-PVC相似，但透明性优于S-PVC。我国悬浮聚合法占94%，其余为乳液聚合法。纯的PVC受热超过100℃则逐渐分解释出HCl，光线作用下会逐渐老化降解变黄，软化点较低，机械性能较差等。但由于其与增塑剂的混溶性良好，可加工为硬质或软质的各种塑料制品。氯乙烯悬浮聚合二、悬浮聚合工艺⒈原料⑴单体单体

2、氯乙烯的生产有乙炔路线和乙烯路线。安全与卫生：氯乙烯单体储存与运输过程中为压缩后液体，所以管道与容器必须耐压。万一稍有泄漏则气化为氯乙烯蒸汽，其蒸汽与空气混合后的爆炸极限为4％～22％，因此必须注意防火安全。氯乙烯单体浓度为8％～12％（体积），即表现有麻醉作用，高浓度下会导致死亡。氯乙烯具有致癌作用。纯度要求：一般要求>99.98%，杂质含量因生产方法不同而有差别。例如：乙炔法生产路线要求单体中乙炔的含量<10-5；而乙烯氧氯化法则要求单体中乙炔的含量≤10-6。二氯乙烷的含量<2×10-6，Fe≤5×10-7。单体精制：单体精制的方法是碱洗、水洗、干燥和精馏

3、。碱洗以除去酸性物质，水洗以除去碱性物质，干燥以除去水；精馏以除去高沸点和低沸点物质。⑵引发剂VC悬浮聚合的温度为50℃～60℃，应根据反应温度选择t1/2适当的引发剂。选择原则是在反应温度下t1/2=2h。目前多采用高活性引发剂和低活性引发剂复合体系，如偶氮二异丁腈和偶氮二异庚腈复合，如复合得当,可使PVC的悬浮聚合接近匀速反应。⑶悬浮剂悬浮剂的种类和用量对PVC的颗粒大小和形态至关重要。选用明胶做悬浮剂将形成紧密型树脂或称乒乓球树脂,表面有很多鱼眼，不疏松，密度大，热性能差，加工塑化性能好。选用聚乙烯醇做悬浮剂时,则形成疏松型树脂或称棉花球状树脂，疏松性好，

4、热稳定性好，易塑化加工。PVC生产中悬浮剂分为两类：主分散剂和辅助分散剂。a主分散剂作用——控制所得颗粒的大小。常用物——①纤维素醚类（包括甲基纤维素、羟乙基纤维素等），目前主要使用羟丙基甲基纤维素；②部分水解的聚乙烯醇（要求聚合度为1750±50，醇解度为（80±1.5）％。b辅助分散剂作用——提高颗粒中的空隙率，改进氯乙烯树脂吸收增塑剂的能力。常用物——①小分子表面活性剂（目前主要应用非离子型的脱水山梨醇单月桂酸酯）；②低分子量、低醇解度聚乙烯醇。⑷介质水⑸其它助剂①链终止剂使聚合反应在设定的转化率终止或防止发生意外停电事故，必须临时终止反应时使用。常用的链

5、终止剂是聚合级的双酚A、对-叔丁基邻苯二酚（TBC）等。②链转移剂常用的有硫醇等。③抗鱼眼剂减少PVC树脂中所含结实的圆球状树脂数量，主要是苯甲醚的叔丁基、苯甲醚的羟基衍生物等。④防粘釜剂防粘釜剂主要是苯胺染料、蒽醌染料等的混合溶液。⒉氯乙烯悬浮聚合配方及工艺条件⑴氯乙烯悬浮聚合配方表4-1氯乙烯悬浮聚合配方⑵氯乙烯悬浮聚合工艺条件控制氯乙烯悬浮聚合主要工艺控制条件如下表：氯乙烯悬浮剂引发剂去离子水1000.05～0.150.03～0.0890～150注:表中数据为质量份数,具体投料时因生产的树脂的牌号不同而不同.表4-2氯乙烯聚合工艺条件控制型号XJ-1/XS

6、-1XJ-2/XS-2XJ-3/XS-3XJ-4/XS-4平均聚合度1300~15001100~1300980~1100800~900操作控制条件气密压力/MPa聚合温度/℃升温时间/min温度波动/℃聚合压力/MPa出料压力/MPa搅拌速度/r/min0.50.50.50.547~48<30±0.2~0.50.65~0.700.45200~22050~52<30±0.2~0.50.70~0,750.45200~22054~55<30±0.2~0.50.75~0.800.50200~22057~58<30±0.2~0.50.80~0.850.55200~220⒊

7、氯乙烯悬浮聚合工艺流程⑴配料⑵聚合加热升温至规定的温度，加入溶有引发剂的单体溶液，聚合反应即开始。夹套通低温水（9℃～12℃）进行冷却，在聚合反应激烈阶段应通5℃以下的低温水，严格控制反应温度，使其波动不超过±0.2℃。在工业中，通常根据反应釜压力下降达规定的值后结束反应，通常为0.50MPa~0.55MPa，因树脂的牌号不同而异。达到规定的转化率（90%）即结束反应，终止反应的方法是加入链终止剂。⑶分离减压脱除未反应的单体，进入单体回收系统。脱除后PVC浆料中仍含有2%～3%的VC，由于VC是致癌物质，产品PVC中单体含量要求低于1×10-6～10×10-6。

8、所以，反应物料应进行“单