PVC聚合釜防粘釜技术

关键词： ＰＶＣ； 聚合釜； 防粘釜技术
中图分类号： ＴＱ３２５．３
文献标识码： Ｂ
文章编号： １００９－ １７８５（ ２００７） ０５－ ００１８－ ０２
Ａｎｔｉ－ ｓｔｉｃｋｉｎｇ ｋｅｔｔｌｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ＰＶＣ ｐｏｌｙｍｅｒ ｉｚｅｒ
ＺＨＡＮＧ Ｊｉａｎ－ ｇｕｏ （ Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｃｈｌｏｒ－ ａｌｋａｌｉ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．， Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００２４１， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ ａｎｔｉ－ ｓｔｉｃｋｉｎｇ ｋｅｔｔｌｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ａｎｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｋｅｙｐｏｉｎｔ ｏｆ ａｎｔｉ－ ｓｔｉｃｋｉｎｇ ａｇｅｎｔ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ． Ｃｏａｔｉｎｇ ｕｎｉｔｓ ｏｆ ａｎｔｉ－ ｓｔｉｃｋｉｎｇ ｐｏｌｙｍｅｒｉｚｅｒ ｔｈａｔ ｉｓ ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｉｎ ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ａｎｄ ｉｔｓ ｋｅｙｐｏｉｎｔｓ ｏｆ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｉｎｔｒｏｕｄｃｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： ＰＶＣ； ｐｏｌｙｍｅｒｉｚｅｒ； ａｎｔｉ－ ｓｔｉｃｋｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
对聚合釜回流冷凝器的喷头进行了改进， 选用 国产专有技术设备， 同时满足了防粘釜剂涂布和水 洗的要求， 保证了聚合釜回流冷凝器的涂布效果。
防 粘 釜 剂 底 涂 采 用 Ｎｏｘｏｌ ＥＴＨ／Ｓ３， 面 涂 采 用 Ｎｏｘｏｌ ＷＳＷ。聚合釜每釜底涂、面涂各 １ 次， 集管和 回流冷凝器除大修外均只进行面涂。喷环涂布时间 为 １５０ ｓ， 费阀涂布时间为 １５０ ｓ， 回流冷凝器喷淋头 涂布时间为 ６０ ｓ。
聚合釜原水洗设备设计比较合理， 未做改进， 但 在操作上作了一些变化， 将放料后冲洗改为放料到 搅拌器最下面一块浆叶下 ０．５ ｍ 处开始冲洗。冲洗、 放料均结束后， 对聚合釜升温， 基本达到温度后进行 涂布操作， ５ ｍｉｎ 后再水洗， 以保证质量。
新技术的采用， 使聚合釜达到 ２００ 釜左右清釜 一次的水平， 在国内处于领先地位； 聚合釜完全实现 了全密闭进料， 缩短聚合釜辅助时间 １ 小时左右， 大 大降低了工人劳动强度； 节约了电耗， ＶＣＭ 单耗从 １．０３８ ｔ／ｔ 降低到 １．０２０ ｔ／ｔ。
１ ＰＶＣ 聚合粘釜危害
１．１ Ｐ ＶＣ 聚合粘釜机理 聚合釜粘釜现象是由多种因素造成的， 且聚合
釜内部不同部位的粘釜情况大不相同。釜内液相部 分， 釜顶气相部分， 气－ 液相界面， 搅拌轴和浆叶、搅 拌的“死角”、挡板背侧、釜壁损伤部位等粘釜的程度 均有很大差别。气相部分的粘釜， 既可能由引发剂随 ＶＣＭ 蒸出造成， 也可能液体体积收缩等造成。在搅 拌薄弱部位， 往往粘釜比较严重。在物料流动慢的地 方， 粘釜表现得也比较突出。粘釜的原因一般分为物 理因素和化学因素。
收稿日期： ２００７－ ０３－ １９
国内供应防粘釜剂的企业有 １０ 多家， 天津阿克 苏公司、天津天高助剂公司、欧洲 ３Ｖ 公司的防粘釜 剂 性 能 较 好 ， 对 ＰＶＣ 生 产 和 后 加 工 性 能 影 响 小 。 ２．２ 防粘釜剂涂布技术
目前防粘釜剂涂布技术主要是在聚合釜上设计 雾化喷涂设备， 雾化设备主要采用文丘里雾化器， 使 水蒸气和防粘釜剂充分混合雾化。要达到很好的效 果， 就必须保证蒸汽中的冷凝水不进入文丘里雾化 器， 同时要保证进入文丘里雾化器的水蒸气压力和 防粘釜剂压力， 使两者相互匹配。目前， 大部分厂家 采用 １８０°对称分布的双费阀喷涂技术， 以保证聚合
由于粘釜， 会使聚合釜壁的热阻大幅度增加， 聚 合釜传热系数大大降低， 聚合反应时间延长， 聚合釜 生产能力下降， 严重的可导致聚合釜移热困难， 聚合 釜可能产生超压和爆聚的危险。聚合釜粘釜料会导 致粒子二次聚合， 这些粘釜料混入 ＰＶＣ 产品中， 造 成 ＰＶＣ 后加工产生暂时或永久性难以塑化的 “鱼 眼”， 使 ＰＶＣ 加工制品表观质量差， 产品性能大幅度
粘釜， 即化学粘釜。如果上述粘釜 ＰＶＣ 大分子进一 步与物料中 ＶＣＭ 反应， 则使粘釜加重。为减轻或消 除化学粘釜， 可“钝化”上述活性中心或阻止金属釜 壁与物料的直接接触， 措施包括： （ １） 釜内壁喷涂特 殊液膜， 该液体中的有效成分与金属壁接触后， 形成 络合物， 有效地阻止金属釜壁与物料的接触。（ ２） 聚 合釜内壁固定一层含有链终止剂的涂料， 防止了金 属釜壁与物料的化学吸附。并且， 由于涂料内含有链 终止剂， 物料也不易在涂料上粘结和链增长。优良的 防粘釜剂还具有一定的阻聚作用。 １．２ Ｐ ＶＣ 粘釜的危害
２ ＰＶＣ 聚合釜防粘釜技术
上 海 氯 碱 化 工 股 份 有 限 公 司 ＳＰＶＣ 装 置 采 用 ８ 台 １２７ ｍ３ 信越聚合釜生产 ＰＶＣ。最初设计能力为 ２０ 万ｔ／ａ， １９９８ 年以来， 通过一系列技术改进， 特别是 全密闭进料放料技术的采用， ＰＶＣ 聚合釜生产强度 得到大幅度提升。防粘釜技术是聚合釜全密闭进料 技术的关键。信越聚合釜最初的防粘釜技术是在聚 合釜内设计有防粘釜圆形喷环， 采用 ＯＺ 防粘釜剂， 该防粘釜剂使用效果较差， 防粘釜圆形喷环设计上 也存在很大缺陷， 防粘釜剂喷涂死区较大， 必须每釜 开釜清理， 不能实现聚合釜全密闭进料。 ２．１ 防粘釜剂的选择
第５期
张建国： ＰＶＣ聚合釜防粘釜技术
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下降。由于 粘 釜 在 聚 合 釜 内 产 生 的 塑 化 片 ， 容 易 堵 塞聚合釜放料管道， 会导致聚合釜排料困难， 增加 了 聚 合 釜 的 聚 合 辅 助 时 间 。同 时 ， 增 加 了 聚 合 釜 清 釜次数， 降低了设备利用率。粘釜严重时， 每釜料 生产后都需要用高压水开釜冲洗， 导致无法采用 聚 合 釜 全 密 闭 生 产 技 术 ， 并 使 ＶＣＭ 流 失 到 空 气 中 ， 增 大 了 ＶＣＭ 单 耗 。 开 釜 会 造 成 氧 气 进 入 聚 合 釜， 为保证聚合正常进行， 在下一批料生产时必须 对聚合釜进行气密试验和抽真空脱氧程序， 不仅 大大增加了聚合釜的生产辅助时间， 而且容易引起 安全事故。
釜不存在喷涂死区， 保证防粘釜剂涂布。上海氯碱公 司采用自主知识产权的喷环喷涂加费阀喷涂的综合 技术， 有效地保证了涂布效果。进行防粘釜剂涂布前 预先对聚合釜的釜壁升温到 ６５ ℃， 这样能使防粘釜 剂与釜壁更好地结合， 防粘釜剂涂布实际效果远优 于不升温涂布效果。
上 海 氯 碱 公 司 １２７ ｍ３ 信 越 聚 合 釜 原 设 计 为 每 釜生产打开一次， 虽然也设计有防粘釜剂涂布喷环， 但由于设计存在缺陷， 喷涂效果较差， 不能满足全密 闭进料的要求。为此， 该公司依靠自身技术力量， 通 过重新设计， 改进喷环的双层喷孔分布和交叉双层 孔径分布， 并先后进行了模拟聚合釜小试和中试， 在 此基础上设计新的 １２７ ｍ３ 信 越 聚 合 釜 防 粘 釜 剂 涂 布喷环， 取得了成功。同时将连接聚合釜的蒸汽总管 由 $５０ ｍｍ 扩大至 $８０ ｍｍ， 蒸汽支管由 $２５ ｍｍ 扩 大至 $５０ ｍｍ。由于蒸汽管径扩大， 减少了管道压降 损失， 提高了用于雾化喷涂的蒸汽压力， 也有效地保 证了雾化涂布质量。对防粘釜剂槽采用氮封， 并用计 量泵输送， 有效保证了防粘釜剂压力。选用意大利 ＣＩＲＳ 公司生产的文丘里雾化器， 使蒸汽喷射与防粘 釜剂更好混合雾化， 并在进口管处安装了止回阀， 防 止 倒 流 影 响 雾 化 效 果 。并 在 聚 合 釜 上 新 增 加 了 费 阀 ， 采用锦州技术设备， 将其与聚合釜防粘釜剂涂布喷 环配合使用， 使聚合釜不存在死区， 有效提高了涂布 处理质量。
良好的防粘釜剂的使用是聚合釜全密闭生产的 关键。在目前的技术条件下， 使用有效的防粘釜剂， 一般可保证 ２００～５００ 釜生产不需要清釜。几乎所有 的防粘釜剂对聚合反应速度及 ＰＶＣ 粒子的各项性 能都有影响， 好的防粘釜剂这些影响极其微小， 质量 差的防粘釜剂这些影响就特别大， 尤其是对聚合反 应的阻聚作用和 ＰＶＣ 树脂热稳定性能这两个方面。 国内许多 ＰＶＣ 厂家常常只关注防粘釜剂的防粘釜 性能， 而忽视这些因素， 严重影响了 ＰＶＣ 的市场竞 争力。
物理粘釜分为吸附和粘附两种。吸附因素系指 聚合釜内壁由于加工不良、机械损伤或化学腐蚀等， 造成釜壁不平， 致使 ＰＶＣ 颗粒在聚合过程中滞留、 沉积、粘结在上述缺陷中， 造成粘釜。
任何金属的表面， 都存在着自由电子或金属离 子活性中心， 它的存在， 会使 ＶＣＭ 单体分子与它发 生电子转移， 形成自由基， 在釜壁导致链增长， 造成
第５期 １８ ２００７ 年 ５ 月
中国氯碱 ＣｈBiblioteka ｎａ Ｃｈｌｏｒ－ ＡｌｋａｌｉＮｏ．５ Ｍａｙ．，２００７
ＰＶＣ 聚合釜防粘釜技术
张建国 （上海氯碱化工股份有限公司， 上海 ２００２４１）
摘 要： 论述了 ＰＶＣ 聚合釜防粘釜技术的机理及选择防粘釜剂的技术要点。重点介绍了自主开发的
ＰＶＣ 聚合釜防粘釜喷涂设备及其操作要点。