PVC聚合工艺原理
PVC塑化原理范文
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PVC塑化原理范文溶胀作用是PVC塑化的一种基本原理。
当塑化剂与PVC树脂发生相容作用时,塑化剂分子进入PVC的分子链中,扩大了PVC分子链之间的间隙,从而增加了塑料体系的自由体积。
PVC塑化剂的分子结构通常具有非晶态特性,与PVC的分子结构相似,因此它们容易在PVC分子链的间隙中扩散。
在PVC树脂中溶解的塑化剂能够填充PVC分子链之间的间隙,使PVC树脂形成流动性较好的均相体系。
溶胀作用的结果是使PVC树脂变得软化、柔韧并具有可塑性。
间隙松弛作用是指塑化剂分子进入PVC分子链的间隙后,能够引起PVC分子链之间的松弛,从而使分子链的等间距排列发生改变。
PVC分子链的间距扩大后,分子链有更多的自由度进行运动和转动。
塑化剂分子可以协助分子链的运动,在挤出、注塑等加工过程中,PVC塑料在加热和剪切的作用下,通过分子链松弛和自由链切割形成流动性较好、加工性较强的熔融体,进而保证了PVC制品的成型性能。
滑移作用是指塑化剂分子与PVC分子链之间发生相互滑移,使PVC分子链的表面能降低,进而使聚合物的玻璃化转变温度(Tg)下降。
塑化剂分子与PVC分子链的相互滑移使PVC树脂的玻璃化转变温度发生下降,从而提高了PVC塑料的可加工性。
当PVC树脂加热至玻璃化转变温度以下时,分子链没有足够的运动自由度,塑化剂通过引起润滑效应来降低PVC分子链互相之间的摩擦阻力,减小挤压力、剪切力,使PVC树脂形成流动性较好的熔体,提高PVC塑料的可加工性。
综上所述,PVC塑化的主要原理包括溶胀作用、间隙松弛作用和滑移作用。
通过塑化剂与PVC树脂之间的相容作用,塑化剂分子进入PVC分子链的间隙,溶解和扩大PVC分子链之间的间隙,从而增加了PVC体系的自由体积。
塑化剂分子还可以引起PVC分子链的松弛和滑移,使PVC树脂变得柔韧和可加工,提高PVC塑料的可塑性和可加工性。
这些原理的理解和应用使得PVC塑料在工业和生活中得到广泛应用。
pvc 原理
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pvc 原理PVC(聚氯乙烯)是一种常用的塑料材料,具有良好的物理性能和化学稳定性,广泛应用于建筑、制造业和日常用品等领域。
其原理基于聚合反应,下面将详细介绍PVC的制备过程以及相关原理。
PVC的制备过程可以分为两个主要步骤:氯乙烯生成和聚合反应。
首先,通过氯化工艺制备氯乙烯(C2H3Cl),这是PVC的基础单体。
氯化工艺通常使用氯化氢气和乙烯反应,生成氯乙烯。
氯乙烯生成后,需要对其进行聚合反应,构成高分子量的PVC。
聚合反应过程可以通过两种方法进行:自由基聚合和阴离子聚合。
其中,自由基聚合是应用最广泛的方法。
自由基聚合是通过引入自由基引发剂来触发聚合反应。
自由基引发剂在一定条件下分解,产生自由基,然后与氯乙烯发生反应,并将其连接成高分子链。
自由基聚合过程中,反应速度快,反应活性高,可以在较短的时间内制备大量的PVC。
另一种聚合方法是阴离子聚合,它通过向氯乙烯中加入阴离子引发剂来触发聚合反应。
阴离子引发剂与氯乙烯反应生成阴离子,在此基础上进行链延长,形成高分子PVC。
相较于自由基聚合,阴离子聚合速度较慢,但在制备特定性能要求的PVC时具有一定优势。
无论是自由基聚合还是阴离子聚合,制备出的PVC都可以通过加入适量的增塑剂和稳定剂来改善其性能,以满足不同的应用需求。
增塑剂可以提高PVC的柔韧性和抗冲击性,稳定剂可以提高PVC在高温条件下的稳定性。
总结起来,PVC的制备原理主要包括氯乙烯生成和聚合反应两个步骤。
聚合反应可以通过自由基聚合和阴离子聚合两种方法进行。
通过控制聚合条件以及添加增塑剂和稳定剂,可以制备出满足不同要求的PVC产品。
PVC聚合工艺原理讲解
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在聚合反应进行约4个小时后体系压力开始降低, 在聚合反应进行约4个小时后体系压力开始降低,待体 系压力降至规定值后便向体系加入配方量的终止剂终止聚 系压力降至规定值后便向体系加入配方量的终止剂终止聚 合反应。对于反应结束的釜,人工启动釜下出料泵将浆料 合反应。对于反应结束的釜,人工启动釜下出料泵将浆料 出料到出料槽,出料槽内加入聚醚类消泡剂, 出料到出料槽,出料槽内加入聚醚类消泡剂,在回收管线 入聚醚类消泡剂 上加入阻聚剂(壬基苯酚)同时对刚出完料的釜和浆料槽 上加入阻聚剂(壬基苯酚)同时对刚出完料的釜和浆料槽 进行高低压VCM残留回收。 进行高低压VCM残留回收。 VCM残留回收 出料槽内经回收过的PVC浆料连续用汽提供料泵送往汽 出料槽内经回收过的PVC浆料连续用汽提供料泵送往汽 PVC 提塔塔顶。浆料在塔内与塔底进入的蒸汽逆向流动精馏, 提塔塔顶。浆料在塔内与塔底进入的蒸汽逆向流动精馏, 的蒸汽逆向流动精馏 塔顶馏出物经5℃水冷凝器冷凝后回收, 塔顶馏出物经5℃水冷凝器冷凝后回收,汽提塔底出来的 5℃水冷凝器冷凝后回收 PVC浆料送往离心干燥工序。 PVC浆料送往离心干燥工序。 浆料送往离心干燥工序
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悬 浮 法 氯 乙 烯 聚 合 工 艺
氯乙烯悬浮聚合反应是自由基性链锁聚合反应, 氯乙烯悬浮聚合反应是自由基性链锁聚合反应,即在聚合釜内加入 一定量的无离子水,在引发剂、分散剂及其他助剂作用下, 一定量的无离子水,在引发剂、分散剂及其他助剂作用下,借助较强的 搅拌和剪切作用,使氯乙烯单体在一定的温度和压力下进行分子聚合。 搅拌和剪切作用,使氯乙烯单体在一定的温度和压力下进行分子聚合。 聚合釜经定量涂壁液喷淋涂壁后(目的是防粘釜),往釜内加入配 聚合釜经定量涂壁液喷淋涂壁后(目的是防粘釜),往釜内加入配 ), 方量的缓冲剂碳酸氢铵溶液以稳定聚合体系的pH值 方量的缓冲剂碳酸氢铵溶液以稳定聚合体系的pH值,然后在加入配方量 pH 的热无离子水的同时(水加入约1 的热无离子水的同时(水加入约1~2吨后,单体也开始入料,同时启动 吨后,单体也开始入料, 聚合釜搅拌),向釜内加入配方量的新鲜VCM和回收VCM,搅拌约1 聚合釜搅拌),向釜内加入配方量的新鲜VCM和回收VCM,搅拌约1分钟后 ),向釜内加入配方量的新鲜VCM和回收VCM 体系温度升至59℃(此时聚合釜内的温度应该比聚合反应温度高大约2℃, 体系温度升至59℃(此时聚合釜内的温度应该比聚合反应温度高大约2℃, 59℃ 2℃ 因为在助剂入料期间釜内温度会下降),然后加入配方量的分散剂和引 因为在助剂入料期间釜内温度会下降),然后加入配方量的分散剂和引 ), 发剂(过氧化二碳酸双( 乙基)乙酯)以引发聚合反应。 发剂(过氧化二碳酸双(2-乙基)乙酯)以引发聚合反应。整个反应过 程通过控制聚合釜夹套和挡板的循环水流量来控制聚合体系温度在要求 范围内, 证得到规定聚合度的PVC产品。 PVC产品 范围内,以保证得到规定聚合度的PVC产品。
聚氯乙烯生产工艺
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聚氯乙烯生产工艺
聚氯乙烯(PVC)是一种常见的合成塑料,主要用于制造管道、电线、地板、包装材料等。
下面是一种常用的聚氯乙烯生产工艺:
1. 聚合反应:将氯乙烯(C2H3Cl)与过氧化氢(H2O2)等引发剂一起加入聚合釜中,进行聚合反应。
反应生成的聚氯乙烯分子形成高分子量的链状结构。
2. 催化氯化:将聚合得到的聚氯乙烯颗粒与氯气(Cl2)反应,进行催化氯化反应。
这个过程主要是为了增加聚氯乙烯的氯含量,提高其耐候性和抗老化性能。
3. 粉碎:将催化氯化反应得到的固体聚氯乙烯块状物粉碎成粉末状,以便后续的加工处理。
4. 塑化剂添加:将聚氯乙烯粉末与塑化剂(如邻苯二甲酸
二丁酯)混合,加入混炼机进行塑化。
塑化的目的是使聚
氯乙烯粉末变得可塑性,便于成型加工。
5. 成型加工:将塑化后的聚氯乙烯料料送入模具中,经过
压制、挤出、注塑等加工工艺,制成所需的聚氯乙烯制品。
以上是一种简化的聚氯乙烯生产工艺,实际生产中还会包
括其他步骤和辅助设备。
不同的工艺会根据产品的不同要
求和生产规模而有所调整。
PVC合成工艺及流程范文
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1.2.1 PVC合成工艺到目前为止,世界上PVC生产的聚合工艺主要有五种,即悬浮、本体、乳液、微悬浮及溶液聚合工艺。
其中悬浮聚合工艺一直是工业生产的主要工艺,绝大部分均聚及共聚产品都是采用悬浮聚合工艺。
以美国为例,PVC生产工艺中,悬浮聚合占87.8%,本体聚合占4.4%,乳液和微悬浮占6.4%,溶液聚合占1.4%。
与美国相比,西欧乳液和本体聚合的比例较大,而日本则悬浮聚合占的比例较大。
PVC大分子是以头-尾连接的。
由于聚合过程中产生副反应,脱氯化氢反应及氧化反应等因素导致大分子链段上有头-头连接,产生不饱和双键,形成带有氯原子的叔碳原子及形成各种长的支键和含氧基团,悬浮聚合的聚氯乙烯分子链约有30-50个支链。
PVC分子链上的氯原子与氯原子相对位置的不同有无规,间规和全同等构型,PVC以无规立构为主,所以基本上是无定型结构。
全同立构极少,间同立构约占7.15%。
它易形成细小的微晶。
这种晶体使增塑剂难于进入,只有较高的温度才能形成结晶链段。
PVC合成工艺流程见图1-1。
图1-1 PVC合成简单工艺流程图1.2.2 品种分类及用途聚氯乙烯(Polyvinyl Chloride 简称PVC)树脂是由聚乙烯(Vinyl Chloride 简称VCM)单体聚合而成的热塑性高聚物。
其分子式-(CH2-CHCl)n-,其中n表示平均聚合度。
PVC 为无定形聚合物,含结晶度5%-10%的微晶体,熔点为175℃。
目前商品化的PVC树脂的平均相对分子质量范围在1.9×105-5.0×106(X n=350-8000)之间。
PVC一般按聚合度式分子量不同划分不同的牌号。
分子量的大小根据制品性能决定。
软质制品要求较高的分子量,硬质制品不加或少加增塑剂则要求较低的分子量。
聚氯乙烯分子量高,其力学性能好,但加工困难。
聚氯乙烯分子量分布对加工性能和制品质量影响都很大,一般以窄分布或双峰分布为佳。
我国工业化生产的聚氯乙烯树脂以悬浮法及乳液法两种为主。
pvc的主要生产工艺
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pvc的主要生产工艺PVC(聚氯乙烯)是一种常见的合成塑料,广泛用于制造管材、电线电缆、地板、打印纸等各种产品。
PVC的生产工艺主要包括聚合、表面处理、挤出、注塑和模压等步骤。
首先,聚合是PVC生产的第一步。
聚合是将乙烯与氯气在高温条件下进行反应,生成PVC的聚合物。
这一步骤通常使用容量较大的反应釜进行,反应温度和反应时间需要严格控制,以确保产生高质量的PVC。
第二,表面处理是为了净化聚合后的PVC料块表面,使其更容易进行后续的加工。
通常采用机械或化学方法对PVC料块进行清洗、切割和去除杂质等处理,从而得到适合后续操作的PVC料块。
第三,挤出是PVC生产的关键步骤之一。
挤出是将表面处理后的PVC料块加热到熔融状态,然后通过挤出机将其挤出成型,形成所需的管材或型材。
挤出机的挤出头具有特定的形状和结构,能够使熔融态的PVC通过模具,加压并形成所需的截面形状。
第四,注塑是将PVC料块熔融并注入模具中,形成所需的产品形状。
注塑通常用于制造PVC制品,如电线电缆插头、开关、打印纸等。
注塑过程中需要掌握好熔化温度和注射速度等参数,以保证产品质量。
最后,模压是一种将PVC加热到熔融状态并注入模具中的方法,用于制造复杂形状的PVC制品。
模压可以制造出各种类型的PVC制品,如地板砖、垫片、密封圈等。
与注塑相比,模压通常需要更高的温度和压力。
总的来说,PVC的主要生产工艺包括聚合、表面处理、挤出、注塑和模压等步骤。
这些步骤需要掌握合适的温度、时间和压力等参数,以确保生产出高质量的PVC制品。
随着技术的不断进步,PVC的生产工艺也在不断改进,以提高生产效率和产品质量。
pvc生产工艺
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pvc生产工艺PVC(聚氯乙烯)是一种重要的塑料材料,被广泛应用于建筑、电子、医疗、汽车等领域。
PVC的生产工艺可以分为以下几个步骤:原料准备、聚合、挤出、成型和后处理。
首先,原料准备是PVC生产工艺的重要一步。
主要原料包括乙烯、氯乙烯和添加剂。
乙烯和氯乙烯是通过石油炼制或脱氯制备得到的。
添加剂包括稳定剂、增塑剂和填料等。
这些原料需要经过检测和配比,确保其质量合格并满足特定要求。
接下来是聚合阶段。
聚合是将乙烯和氯乙烯通过高温和催化剂的作用进行化学反应,形成聚合氯乙烯。
在聚合过程中,由于加入了稳定剂等添加剂,可以控制反应的速度和产物的性质,确保聚合物的质量。
然后是挤出过程。
挤出是将聚合氯乙烯均匀地压入挤出机中,通过高温和高压的作用,使其经过机械挤压形成柔软的塑料管。
挤出过程中,可以通过改变挤出机的温度和压力来控制挤出速度和产品质量。
接下来是成型阶段。
在挤出机输出的PVC软管经过冷却后,可以采取不同的成型方式,例如卷绕或切割。
卷绕是将PVC软管通过卷绕装置卷绕成卷,方便储存和运输。
切割是将PVC软管按照需要的长度进行切割,用于不同的应用场景。
最后是后处理过程。
在成型后,PVC制品可能需要经过一些后处理工艺,以提高其性能和外观。
例如,可以进行表面处理,通过涂覆、印刷等方式,使PVC制品具有更好的外观。
此外,还可以进行硬化、热处理等工艺,以增强PVC制品的物理性能。
总而言之,PVC生产工艺是一个复杂的过程,涉及原料准备、聚合、挤出、成型和后处理等多个环节。
通过科学的生产工艺和严格的品质控制,可以生产出质量可靠的PVC制品。
作为一种重要的塑料材料,PVC的广泛应用为不同领域的发展提供了重要的支持。
聚氯乙烯氯乙烯合成工艺原理讲解

合成工艺讲解课件1、合成工序的生产任务:本工序的主要任务是将盐酸工序送来的HCL和乙炔工序送来的C2H2经混合脱水、转化、清净、压缩、精馏过程生产出纯度为99.99%的氯乙烯单体供聚合使用;合成工序是烧碱和PVC的衔接工序,前为盐酸工序和乙炔工序,后供聚合,是PVC的工艺核心;2、氯乙烯C2H3Cl 分子量:62.5物理性质:在常温常压下氯乙烯是一种无色有乙醚香味的气体,其沸点为-13.9℃,凝固点为-159.7℃;爆炸性:氯乙烯易燃,与空气混合形成爆炸性混合物,爆炸范围4-21.7%体积比;毒性:氯乙烯对人有麻醉作用,对肝脏有影响,可使人中毒;当其浓度在0.1%以上时,开始有麻醉现象,表现为困倦,注意力不集中,随后出现视力模糊,走路不稳,在其浓度达20-40%时,可使人产生急性中毒,呼吸缓慢以致死亡,长期接触能引起消化系统疾病;空气中允许浓度为30mg/m33、乙炔:C2H2,分子量:26物理性质:在常温下纯乙炔为无色气体,工业乙炔因含有硫化氢、磷化氢等杂质,而具有特殊的刺激性的气味;沸点:-83.66℃凝固点:-85℃爆炸性:下列情况下可以爆炸:A:高温550℃加压>1.5表压或有某些物质存在时,如电石氧化铝、铜屑、氢氧化铁等;B:与空气混合在2.3-81%范围时,特别在含乙炔7-13%时;C:与氧混合在2.5-93%范围时,特别在含乙炔30%时;D:当乙炔和氯气混合时,在阳光下即能爆炸;E:与铜、汞、银接触生成相应的金属化合物时;空气中允许浓度为500mg/m3;4、氯化氢:HCl,分子量:36.46物理性质:是一种无色有刺激性气味的气体;沸点:-84.8℃,极易溶于水化学性质:性质活泼,除贵金属外能与大多数金属反应,生成金属氯化物,对各种植物纤维亦有强烈的腐蚀性;空气中允许浓度为15mg/m35、阻火器及乙炔砂封的工作原理;目前阻火器普遍使用的是金属丝网过滤器,筒体内部布置了较多的金属丝网,目的是吸收热量,因为金属是热的良导体,从而阻断了燃烧三要素之一:燃烧所需要的热量;燃烧三要素是可燃物、助燃物、燃烧所需的热量;由于吸收了大量的热量,使的即使存前两个因素都存在,但是由于热量不够,使得可燃物达不到燃烧自燃所需要的温度,自然就燃烧过程就无法继续进行,只能终止;简单的说阻火器的灭火原理是当火焰通过狭小孔隙时,由于冷却作用使热损失突然增大而中止燃烧;影响阻火器性能的因素为阻火层厚度及其孔隙或通道的大小;6、混合器结构及工作原理:示意图讲解,过氯的影响和现象,如何对其进行控制和检测,结合本厂的情况,及过氯后的处理;7、酸雾过滤器的结构和工作原理:示意图讲解8、混合脱水的工作原理:乙炔和氯化氢混合后,进行冷冻脱水时,其冷凝水则以40%的盐酸雾析出,混合气的含水取决于冷冻温度;温度控制在-14±0.5℃,可使混合气含水达到0.013%以下指标:0.06%;在混合气冷冻脱水过程中,冷凝的40%盐酸,除少量是以液膜状自石墨冷却器列管内壁流出外,大部分呈极细微的“酸雾”悬浮于混合气流中,形成“气溶胶”,采用浸渍3~5%憎水性有机硅树脂的5~10μm细玻璃纤维,发现“气溶胶”与垂直的玻璃纤维相碰撞后,大部分雾粒被截留,在借重力向下流动的过程中液滴逐渐增大,最后滴落下来并排出;9、混合脱水的目的:①原料气中存在的水分容易溶解HCL形成盐酸,严重腐蚀转化器;②水分的存在易使转化器的催化剂结块,降低催化剂的活性,还导致整个转化系统的阻力增加,气流分布不均匀,局部地方由于反应特别剧烈而过热,HgCl2的升华加剧,催化剂的活性迅速降低③水分的存在还容易发生副反应,C2H2+H2O-----CH3CHO乙醛在精制中不易除去,成为VC单体中的杂质,对聚合反应有一定的影响;10、原料气进入转化系统的要求:①HCL:纯度≥93%,游离氯<0.04%②乙炔:纯度>98.5%,含氧<1%,不含S、P.③混合气水分<0.06%.④预热器后的混合气温度>75℃;11、原料气摩尔比的控制及控制过高过低有什么影响HCl:C2H2为1.05-1.1:1;原因为:原料过量利于反应向右进行;①HCL比乙炔便宜;②乙炔过量会使触媒中毒失去活性;③分子比控制过大会造成HCL消耗增大,中和碱洗吸收负荷增重;还易造成过量的HCL和氯乙烯反应生成副产物二氯乙烷④分子比控制过小,会使乙炔反应不完全,乙炔的转化率降低;12、转化原理:乙炔和HCL反应原理乙炔气体和氯化氢气体按照1:1.03~1.10的比例混合后,通过氯化高汞触媒催化,在约180℃温度下反应生成粗氯乙烯;反应方程式如下:C2H2+HCl→C2H3Cl+29.8kcal/mol124.8kJ/molHCL与C2H2反应历程分为5个步骤①外扩散:乙炔和氯化氢向碳的外表面进行扩散;②内扩散:乙炔、氯化氢经碳的微孔通道向内表面扩散;③表面反应:乙炔、氯化氢在升汞催化剂活化中心反应发生加成反应生成氯乙烯;④内扩散:氯乙烯经碳的微孔通道向碳的外表面扩散;⑤外扩散:氯乙烯自碳外表面向气流扩散;13、影响氯乙烯合成反应的因素有那些①原料气纯度:合成反应对原料气有严格的要求,要求HCL:纯度≥93%,游离氯<0.04%乙炔:纯度>98.5%,含氧<1%,不含S、P.②触媒质量及转化器触媒的装填情况:触媒的含汞量要求8-12%,触媒水分要求<0.3%;③水分:HCL与C2H2混合气的水分要求<0.06%;④反应温度:最佳反应温度130-180℃;⑤空间流速:25-40Nm3C2H2/m3触媒h⑥HCL与乙炔的摩尔比:1.05-1.1:1;14、粗氯乙烯清净的原理:清净的目的:合成反应后的粗氯乙烯内含有大量氯化氢、未反应的乙炔、氮气;氢气、二氧化碳等气体,以及转化副反应生成的乙醛、二氯乙烷、二氯乙烯等;为了生产高纯度单体,应彻底将这些杂质除掉;泡沫塔吸收的原理:利用了HCL极易溶于水的原理水洗除去在水中溶解度大的氯化氢;这个过程在合成工序泡沫脱酸塔内进行,可回收氯化氢;并且利用盐酸脱析装置将回收的氯化氢再返回氯化氢总管循环利用,脱析后的稀酸返回泡沫塔做吸收液,形成闭路循环,有效解决了交通不便废酸不好外卖的问题,也降低了氯化氢单耗;碱洗是中和泡沫吸收后残留的少量氯化氢,以及粗氯乙烯中的二氧化碳气体杂质;碱洗吸收的原理:HCL+NaOH=Nacl+H2OCO2+2NaOH=Na2CO3+H2O2CO2+NaOH=NaHCO3NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O15、影响泡沫塔的吸收效果的因素有那些①零号样HCL含量:粗氯乙烯中含的HCL的多少;②进入泡沫塔气相的温度③吸收剂稀酸的浓度、温度、流量④空间流速⑤泡沫塔内部状况;16、转化部分正常操作工艺控制要点:①乙炔流量;②分子比;③混合器温度④混合气水分混合脱水的温度⑤转化器的温度和转化率⑥中和塔碱洗塔碱样;⑦泡沫塔吸收情况的观测和调节;⑧各储罐池槽的液位情况;⑨检查各部位的密封情况;17、转化部分工艺管线材质要求第二节课件:1、盐酸脱析的工作原理:利用“氯化氢气体在水中的溶解度随温度的升高而急剧下降的”原理,故给盐酸加热溶解在水中的HCL便会挥发出来.HCL和H2O在一定的温度和压力下形成共沸混合物,也叫恒沸混合物;同一溶液的组成随压强而变.不能用普通的蒸馏方法来分离恒沸物.故在一定压力下HCL和H2O形成共沸混合物时的HCL浓度为脱析操作的极限平衡操作.实际操作中塔底连续排出稍高于恒沸物浓度的盐酸溶液;恒沸物的浓度取决于恒沸物上方的压力大小,压力越大,恒沸物的浓度越高;用蒸汽加热再沸器中的盐酸,产生的高温汽液混合物由脱吸塔下部进入脱吸塔内,开始上升,与塔顶喷淋而下的28-32%的盐酸充分接触,并进行热量和质量的交换,浓盐酸中的HCL气体被脱析出来,经冷却后,得到高纯度的HCL气体体积分数为99%以上;2、影响盐酸脱析效果的因素有哪些①浓酸浓度②塔出口压力③浓酸流量④蒸汽压力⑤塔顶温度⑥解析塔内部填料情况;3、盐酸脱析开车过程中的注意事项:简要介绍升温过程要缓慢,前期要对设备及管道用少量蒸汽暖管4、盐酸脱析设备材质的特殊性:简要介绍,石墨管和钢衬PTFE压缩岗位工艺流程简介1、压缩的目的:压缩的目的:在转化后对合成气进行加压的目的是为了提高氯乙烯的沸点,能够使精馏操作在常温下进行.如果在常压下进行精馏,必须将氯乙烯冷却至-13.9摄氏度以下,这样将会消耗较大冷量.2、压缩机的型号和能力1压缩机LG--148/6.5每小时8000NM3上海压缩机厂生产2压缩机LU400-7T每小时3000NM3柳州富达压缩机厂生产3压缩机LU450-7T每小时3300NM3柳州富达压缩机厂生产3、螺杆压缩机工作原理:1、吸气过程:伴随着转子的旋转,齿的一端逐渐脱离啮合形成齿间容积,且齿间容积随时间不断扩大,在其内部形成一定的真空,而此时该齿间的容积又仅与吸气口连通,因此空气便在压差作用下流入其中,在该齿间容积既将与吸气口断开时,容积达到最大,吸气过程结束,压缩过程既开始;进气过程2、封闭及输送过程:主副两转子在吸气结束时,其主副转子齿峰会与机壳闭封,此时空气在齿沟内闭封不再外流,即封闭过程;两转子继续转动,其齿峰与齿沟在吸气端吻合,吻合面逐渐向排气端移动,此即输送过程;3、压缩及喷油过程:在输送过程中,啮合面逐渐向排气端移动,亦即啮合面与排气口间的齿沟间渐渐减小,齿沟内之气体逐渐被压缩,压力提高,此即压缩过程;而压缩同时润滑油亦因压力差的作用而喷入压缩室内与室气混合;4、排气过程:当转子的啮合端面转到与机壳排气相通时,此时压缩气体之压力最高被压缩之气体开始排出,直至齿峰与齿沟的啮合面移至排气端面,此时两转子啮合面与机壳排气口这齿沟空间为零,即完成排气过程,在此同时转子啮合面与机壳进气口之间的齿沟长度又达到最长,其吸气过程又在进行;4、区别:①1机为干式压缩,23机为湿式压缩机;②1机为二级压缩,23机为一级压缩;5、压缩机启动必须为零负荷启动;6、气柜的作用:缓冲作用,储存气体的作用;精馏岗位工艺流程简介;1、精馏原理:3、高低塔的作用4、单体质量指标:单体纯度>99.99%乙炔<10ppm,高沸物<75ppm,H2O<250ppm,HCL<100ppm;5、惰性气体对精馏的影响:由于合成反应的原料气氯化氢气体由氢气和氯气合成制得,纯度一般只有90-96%,余下组分为氢气、二氧化碳、氧气、氮气等,这些不凝性气体含量虽低,却能在精馏系统的冷凝设备产生不良后果;惰性气体会在冷凝壁面上形成一层气膜,导致给热系数显着下降;含氧过高将会威胁安全生产,特别是转化率较差时,造成尾气放空中乙炔含量较高时,氧气在放空气相中被浓缩,危险会更大;另氧在精馏系统中能与氯乙烯单体反应生成氯乙烯过氧化物:尾气回收的任务:吸收一次尾排的VC,回收吸附使二次尾排含VCM达国家规定排放标准;老标准65ppm新标准30ppm1、吸附原理:吸附是指:当两种相态不同的物质接触时,其中密度较低物质的分子在密度较高的物质表面被富集的现象和过程;具有吸附作用的物质一般为密度相对较大的多孔固体被称为吸附剂,被吸附的物质一般为密度相对较小的气体或液体称为吸附质;吸附按其性质的不同可分为四大类,即:化学吸附、活性吸附、毛细管凝缩和物理吸附;VPTSA 从氯乙烯尾气提浓氯乙烯装置中的吸附主要为物理吸附物理吸附是指依靠吸附剂与吸附质分子间的分子力包括范德华力和电磁力进行的吸附;其特点是:吸附过程中没有化学反应,吸附过程进行的极快,参与吸附的各相物质间的动态平衡在瞬间即可完成,并且这种吸附是完全可逆的;2、吸附过程吸附塔的工作过程依次如下:1)吸附过程来至界外的原料气通过压力调节阀PV-101和预热器E101,再经程控阀XV101A~C,自塔底进入吸附塔T101A~C中正处于吸附状态的某一台吸附塔,吸附剂将其中的氯乙烯和乙炔组份吸附,符合排放标准的尾气经程控阀XV102A~C,再依次通过尾气缓冲罐V102和调节阀PV-102送出界外直接排空;2)逆放过程这是在吸附过程完成后,吸附塔内的压力大约为0.2MPaG,逆着吸附方向将塔内较高压力气体通过程控阀门XV104A~C和逆放器缓冲罐经调节阀PV104后,再经增压鼓风机送去一段转化,从而将吸附塔内的压力降到0.02MPaG左右;在这一过程中有部分被吸附的杂质从吸附剂中解吸出来;3真空解吸过程在这一过程中,逆着吸附方向用真空泵对吸附塔进行抽真空,将吸附塔内的压力由0.02MPa.G 降低到-0.09MpaG,使吸附剂中的氯乙烯和乙炔得以完全解吸;抽真空是通过程控阀XV105A~C进行;抽真空的解吸气经冷却塔、过滤器、真空泵与前面逆放解吸气一起送去一段转化;4尾气最终升压过程在真空解吸过程完成后,为了使吸附塔可以平稳地切换至下一次吸附的过程中不发生压力波动,需要用其他吸附塔的排空气将吸附塔压力升至吸附压力大约为0.2MpaG;该过程不仅使吸附塔升压,为下次吸附作准备,同时也使吸附剂内微量氯乙烯和乙炔向吸附塔入口端移动,保证下一次吸附分离时尾气中氯乙烯和乙炔含量低于国家排放标准;3、影响吸附的因素有哪些吸附温度吸附压力吸附时间原料气VC浓,组成。
氯乙烯本体聚合制备聚氯乙烯的合成工艺
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3.5 氯乙烯本体聚合制备聚氯乙烯的合成工艺3.5.1 概述氯乙烯聚合为聚氯乙烯的反应属于自由基连锁机理。
由于生成的聚氯乙烯不能溶于单体氯乙烯而沉淀析出,氯乙烯的本体聚合属于非均相聚合。
生成的聚氯乙烯产品为具有不同孔隙率的粉状固体。
世界上大规模生产PVC的方法有三种,悬浮聚合法占75%,乳液聚合法占15%,本体聚合法占10%。
我国悬浮聚合法占94%,其余为乳液聚合法。
本体聚合法仅在个别厂家计划生产。
氯乙烯本体聚合的优点有聚合体系无需介质水,免去干燥工序;设备利用率高,生产成本低;产品热稳定性、透明性均优于悬浮聚合产品;产品吸收增塑剂速度快,成型加工流动性好。
但是氯乙烯本体聚合工艺也有一些缺点:聚合釜溶剂较小,目前最大为 50 M3 ,而悬浮聚合釜溶剂为 230 M3 ,产能有限;聚合工艺技术没有悬浮法成熟,本体聚合方法正处于发展之中。
表3-5-1本体聚合和悬浮聚合本体法生产的聚氯乙烯产品主要用途:管材管件、建筑及装饰材料、包装材料及薄膜、电子电器及电线电缆、交通运输材料、医用器材及制品等。
3.5.2 聚合体系各组分及其作用一、单体氯乙烯氯乙烯的沸点为-14℃,加压或冷却可液化,工业上贮运为液态;氯乙烯作为vc本体聚合的主要原料,对其纯度的要求相当高,一般大于99.9%,微量的杂质的存在对聚合过程和产品树脂的颗粒特性有着显著的影响。
氯乙烯有较强的致肝癌毒性,树脂中残留单体应5ppm 以下。
存放氯乙烯液体的贮槽装料系数不得超过85%。
二、引发剂氯乙烯本体聚合所用的引发剂多为有机过氧化物,一般为过氧化二碳酸二(2-乙基己酯)(PDEH或EHP)、过氧化乙酰基环己烷磺酰(ACSP)、过氧化十二酰(LPO)和丁基过氧化酸酯(TBPND)等,也可用将两种以上引发剂复合使用。
三、添加剂为了提高产品性能、保证产品质量和生产安全,在聚合过程中需加入少量添加剂。
一般为有机或无机化学品。
①增稠剂一般是巴豆酸,乙酸乙基酯共聚物等,用来调节产品的黏度、孔隙度和疏松度,以便于提高初级粒子的粘度使之在凝聚过程中生成更为紧密的树脂颗粒。
聚氯乙烯合成原理
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聚氯乙烯合成原理
聚氯乙烯(PVC)是一种常见的人造塑料材料,其合成原理主要包含以下三个方面:
1. 原料制备
聚氯乙烯的合成需要以氯乙烯(VC)为原料,而氯乙烯的生产则通常采用乙烯氯化法。
首先,乙烯在催化剂(如三氯化铁)存在下进行氯化反应,生成二氯乙烷(DC)和少量三氯乙烷(TC)。
然后,二氯乙烷在热裂解反应中转化为氯乙烯(VC)和氢气。
2. 聚合反应
聚氯乙烯的聚合反应通常采用自由基聚合机理,通过引发剂引发聚合反应,产生自由基并进而引发单体聚合。
具体聚合方法有悬浮聚合法、乳液聚合法和本体聚合法等。
3. 产物分离
聚氯乙烯合成后需要进行分离和纯化,以去除其中的未反应单体、催化剂和助剂等杂质。
常用的分离方法包括汽提法和醇洗法。
汽提法是通过在减压条件下将聚氯乙烯树脂中的低分子物质蒸馏出来,醇洗法则是用醇类溶剂对聚氯乙烯树脂进行洗涤,以去除其中的低分子物质。
聚氯乙烯 VC 的生产工艺和基础知识
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P V C的生产工艺聚氯乙烯是由氯乙烯通过自由基聚合而成的。
有悬浮聚合法、乳液聚合法和本体聚合法,以悬浮聚合法为主,约占PVC 总产量的80%左右。
单体的来源:乙烯法、石油法和电石法。
我国的方法:主要还是电石法。
树脂的质量以粒度和粒度分布、分子量和分子量分布、表观密度、孔隙度、鱼眼、热稳定性、色泽、杂质含量及粉末自由流动性等性能来表征。
(1)悬浮聚合法使单体呈微滴状悬浮分散于水相中,选用的油溶性引发剂则溶于单体中,聚合反应就在这些微滴中进行,聚合反应热及时被水吸收,为了保证这些微滴在水中呈珠状分散,需要加入悬浮稳定剂,如明胶、聚乙烯醇、甲基纤维素、羟乙基纤维素等。
引发剂多采用有机过氧化物和偶氮化合物,如过氧化二碳酸二异丙酯过氧化二碳酸二环己酯、过氧化二碳酸二乙基己酯和偶氮二异庚腈、偶氮二异丁腈等。
聚合是在带有搅拌器的聚合釜中进行的。
聚合后,物料流入单体回收罐或汽提塔内回收单体。
然后流入混合釜,水洗再离心脱水、干燥即得树脂成品。
(2)乳液聚合法最早的工业生产 PVC的一种方法。
在乳液聚合中,除水和氯乙烯单体外,还要加入烷基磺酸钠等表面活性剂作乳化剂,使单体分散于水相中而成乳液状,以水溶性过硫酸钾或过硫酸铵为引发剂,还可以采用“氧化-还原”引发体系,聚合历程和悬浮法不同。
也有加入聚乙烯醇作乳化稳定剂,十二烷基硫醇作调节剂,碳酸氢钠作缓冲剂的。
聚合方法有间歇法、半连续法和连续法三种。
聚合产物为乳胶状,乳液粒径0.05~2μm,可以直接应用或经喷雾干燥成粉状树脂。
乳液聚合法的聚合周期短,较易控制,得到的树脂分子量高,聚合度较均匀,适用于作聚氯乙烯糊,制人造革或浸渍制品。
(3)本体聚合法聚合装置比较特殊,主要由立式预聚合釜和带框式搅拌器的卧式聚合釜构成。
聚合分两段进行。
单体和引发剂先在预聚合釜中预聚1h,生成种子粒子,这时转化率达8%~10%,然后流入第二段聚合釜中,补加与预聚物等量的单体,继续聚合。
待转化率达85%~90%,排出残余单体,再经粉碎、过筛即得成品。
pvc生产原理
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pvc生产原理
PVC(聚氯乙烯)是一种重要的合成塑料,其生产原理是通过聚合反应将氯乙烯(VC)单体分子连接成长链聚合物。
以下是PVC的生产过程:
1. 氯乙烯制备:氯乙烯是从石油基础化工产品经过裂解或氯化生产的。
主要方法有乙炔法、乙烷氯化法和氯化乙炔法。
其中乙炔法是常用的制备氯乙烯的方法。
2. 聚合反应:将氯乙烯单体加入反应釜中,同时加入过氧化物类或乙酰过氧乙酸类的引发剂,引发剂在加热条件下会分解产生自由基。
自由基与氯乙烯发生链引发反应,将氯乙烯单体分子连接起来形成线性聚合物。
3. PVC颗粒化:聚合反应后的PVC以悬浮液的形式存在于反应体系中。
通过加入棕榈油、硬脂酸等表面活性剂,使聚合物颗粒分散均匀,避免颗粒间的聚集。
4. 脱水和干燥:将悬浮液通过过滤或离心分离,去除大部分的反应剩余物和溶剂。
然后将湿润的PVC颗粒置于干燥室中进行烘干,以去除残余的溶剂和水分。
5. 熔融加工:将烘干后的PVC颗粒通过塑料挤出机或注塑机进行熔融加工,使其变为可塑性良好的热塑性塑料。
在熔融状态下,可以通过挤出或注塑成型,制备出各种形状的PVC制品。
PVC生产的关键在于聚合反应,通过控制反应条件、化学添加剂的选择和控制,可以获得具有不同性能和用途的PVC产品。
聚氯乙烯聚合工艺简介
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四、PVC树脂简介
1、外观:白色粉末; 2、分子量:36870~93750; 3、相对密度(比重):1.35~1.45 4、表观密度:0.40~0.65mg/ml; 5、热容:1.045~1.463J/g.℃(0~100℃); 6、颗粒直径:通常紧密型树脂30~100μm,疏松性树脂 60~150μm; 7、热性能:85℃以下呈玻璃态,85~175℃呈粘弹态,无 明显熔点,175~190℃为熔融状态,190~200℃属粘流态。 脆化点-50~-60℃,软化点75~85℃,玻璃化转变温度 在80℃左右,>100℃开始降解出氯化氢,180℃以上开始 快速分解,200℃以上剧烈分解并变黑。
六、原材料性质及标准
VCM中杂质对聚合反应及产品的影响 ① 低沸物的影响 氯乙烯单体中存在的乙炔等低沸物杂质,在聚合反应中能与
自由基反应,生成的内部双键对于PVC树脂的热稳定性有不 良影响。乙炔是活泼的链转移剂,能与长链游离基反应,形 成稳定的ρ-π共轭体系。当乙炔的含量较高时,会降低PVC 树脂的热稳定性。单体中的乙炔杂质还使聚合的反应速度减 慢,树脂的聚合度下将。 ② 高沸物的影响 高沸物将增加PVC大分子的支化度,影响聚合体系的稳定性 和树脂的颗粒形态。高沸物还会影响粘釜和“鱼眼”等。 ③ 单体含水的影响 氯乙烯单体含水,会产生酸性,形成铁离子。铁的存在会减 慢反应速度,使树脂热稳定性变差,产品带色。偏酸会影响 聚合体系的PH值,影响聚合体系的稳定性。
六、原材料性质及标准
1、氯乙烯的物理性质
氯乙烯的分子式为C2H3Cl,结构式为CH2=CHCl,分子量为
62.5,在常温和常压条件下是一种无色有乙醚气味的气体,其 冷凝点为-13.9℃ ,其凝固点为-159.7℃。它的临界温度为 142℃。临界压力为5.22MPa,,因而,尽管它的冷凝点为13.9℃ 但稍加压力就可以得到液体氯乙烯。 ① 氯乙烯的蒸气压 氯乙烯的蒸气压可按下式计算: lgP=-0.15228-1150.9/T+1.75 lgT-0.002415T 式中:P —— 氯乙烯的蒸气压,MPa; T —— 温度,K;
pvc聚合工艺技术
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pvc聚合工艺技术PVC(聚氯乙烯)是一种重要的合成材料,广泛应用于建筑、汽车、电子、医疗和塑料制品等行业。
PVC聚合工艺技术是将乙烯和氯气在特定的条件下反应聚合而成的。
本文将介绍PVC聚合工艺技术的主要步骤和应用。
PVC聚合的主要步骤包括聚合反应、热稳定剂添加、增塑剂添加以及其他辅助添加剂的添加。
聚合反应是将乙烯和氯气在高温和高压下进行聚合。
聚合反应使用聚合反应釜进行,反应釜内先加入乙烯,然后通过进气管道将氯气通入反应釜。
反应釜内的温度和压力控制在一定的范围内,以保证聚合反应的进行。
在聚合过程中,乙烯和氯气分子发生聚合反应,形成PVC聚合物。
热稳定剂是为了防止PVC在高温下分解而添加的。
高温会导致PVC聚合物链的断裂和分解,影响其性能。
热稳定剂的添加可以提高PVC在高温下的稳定性,延长其使用寿命。
增塑剂的添加是为了提高PVC的柔软性和韧性。
PVC聚合物本身是一种硬质材料,增塑剂的添加可以改变其分子结构,使其具有良好的弯曲性和延展性。
增塑剂的添加量可以根据需要进行调整,以满足不同产品的要求。
除了热稳定剂和增塑剂,还可以根据需要添加其他辅助添加剂,如防老剂、填料、抗冲击剂、光稳定剂等。
这些添加剂的选择和添加量可以根据不同的应用领域进行调整,以满足特定产品的需求。
PVC聚合工艺技术在不同的行业有着广泛的应用。
在建筑行业,PVC用于制造水管、电线电缆和地板材料等。
在汽车行业,PVC被用于制造车身零部件和内饰材料。
在电子行业,PVC用于制造电线电缆保护套管。
在医疗行业,PVC用于制造输液管和医用手套等。
除此之外,PVC还用于制造箱包、玩具、日用品等塑料制品。
总之,PVC聚合工艺技术是一种重要的制造技术,通过将乙烯和氯气进行聚合反应而得到PVC聚合物。
该技术的主要步骤包括聚合反应、热稳定剂添加、增塑剂添加以及其他辅助添加剂的添加。
PVC聚合工艺技术在建筑、汽车、电子、医疗和塑料制品等行业有着广泛的应用。
随着技术的不断发展,PVC的应用前景将变得更加广阔。
聚氯乙烯树脂生产工艺
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聚氯乙烯树脂生产工艺聚氯乙烯(Polyvinyl Chloride,PVC)是一种由氯乙烯(Vinyl Chloride,VC)聚合而成的合成树脂,广泛应用于建筑材料、电线电缆、家具等领域。
下面简单介绍聚氯乙烯树脂的生产工艺。
聚氯乙烯树脂的生产工艺主要包括三个步骤:氯乙烯的聚合、树脂化和制备成型。
第一步,氯乙烯的聚合。
聚氯乙烯的聚合一般采用乳液聚合法。
首先,在反应釜中加入乳化剂、发生剂和增塑剂,然后加入氯乙烯,通过搅拌和加热使乳液发生聚合反应。
聚合反应需要控制反应温度和反应时间,以确保聚合产物的质量和收率。
第二步,树脂化。
聚合后的乳液经过过滤、脱溶剂等处理,去除其中的杂质,得到含有PVC颗粒的树脂块。
然后将树脂块送入下一步的制备成型工序。
第三步,制备成型。
制备成型一般包括塑化和成型两个步骤。
首先,将树脂块放入高速搅拌机中,加入增塑剂和其他辅助剂,通过高速搅拌使树脂块塑化成为形似胶状的物料。
然后,将塑化物料送入挤出机,在挤出机的作用下,将物料挤出成为所需形状的制品,如管道、板材等。
在聚氯乙烯树脂的生产过程中,还需要注意以下几点:1. 选择合适的原料。
氯乙烯的纯度和含杂物的含量会影响聚合反应的效果和树脂的质量,因此需要选择高纯度的氯乙烯作为原料。
2. 控制反应条件。
反应温度和反应时间需要根据具体情况进行调控,以控制聚合的程度和产物的质量。
3. 严格控制工艺参数。
制备成型过程中,需要根据物料的性质和制品的要求,合理调整挤出机的温度、转速等参数,以确保制品的质量。
4. 进行质量检测。
树脂的质量检测包括密度、拉伸强度、抗冲击性等指标,需要通过相应的测试方法和设备进行检测,以确保树脂达到标准要求。
以上就是聚氯乙烯树脂生产工艺的简要介绍,希望对您有所帮助。
聚氯乙烯的聚合原理
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聚氯乙烯的聚合一、聚氯乙烯悬浮聚合原理聚氯乙烯工业化生产方法有四种:悬浮法、乳液法、本体法、微悬浮法。
悬浮聚合:通过强力搅拌并在分散剂的作用下,把单体分散成无数的小液珠悬浮于水中由油溶性引起剂引起而进行的聚合反应。
溶有引起剂的单体以液滴状悬浮于水中进行自由基聚合的方法称为悬浮聚合法。
整体看水为连续相,单体为分散相。
聚合在每一个小液滴内进行,反应机理与本体聚合相同,可看做小液珠本体聚合。
悬浮聚合体系普通由单体、引起剂、水,分散剂四个基本组分组成。
悬浮聚合体系是热力学不稳定体系,需借搅拌和分散剂维持稳定。
在搅拌剪切作用下,溶有引起剂的单体分散成小液滴,悬浮于水中引起聚合。
不溶于水的单体在强力搅拌作用下,被粉碎分散成小液滴,它是不稳定的,随着反应的进行,分散的液滴又可能凝结成块,为防止粘结,体系中必须加入分散剂。
悬浮聚合产物的颗粒粒径普通在0.05~0.2mm。
其形状、大小随搅拌强度和分散剂的性质而定。
悬浮聚合法的典型生产工艺过程是将单体、水、引起剂、分散剂等加入反应釜中,加热,并采取适当的手段使之保持在一定温度下进行聚合反应,反应结束后回收未反应单体,离心脱水、干燥得产品。
悬浮聚合所使用的单体或者单体混合物应为液体,要求单体纯度≥99.9%。
表1.氯乙烯单体的指标,% 水,ppm 铁,ppm 乙醛,ppm 低沸物,ppm 高沸物,ppm 纯度≥99.9 ≤300 ≤5≤10≤10≤500在工业生产中,引起剂、份子量调节剂分别加入到反应釜中。
引起剂用量为单体量的0.1% ~ 1%。
悬浮聚合目前大都为自由基聚合,但在工业上应用很广。
如聚氯乙烯的生产75%采用悬浮聚合过程,聚合釜也渐趋大型化;聚苯乙烯及苯乙烯共聚物主要也采用悬浮聚合法生产;其他还有聚醋酸乙烯、聚丙烯酸酯类、氟树脂等。
聚合在带有夹套的搪瓷釜或者不锈钢釜内进行,间歇操作。
大型釜除依靠夹套传热外,还配有内冷管或者(和)釜顶冷凝器,并设法提高传热系数。
聚氯乙烯单体聚合方式
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聚氯乙烯单体聚合方式
聚氯乙烯(PVC)是一种常见的塑料材料,具有优良的耐用性和耐候性,广泛应用于建筑、医疗、包装等领域。
聚氯乙烯的生产过程中,通常采用聚合方式进行合成,而聚合是将单体分子通过化学反应连续连接成高分子化合物的过程。
聚氯乙烯的单体聚合方式主要包括乳液聚合和乙烯基氯聚合两种方式。
乳液聚合是一种常用的聚氯乙烯生产工艺,其过程是将氯乙烯单体溶解在水中形成乳胶,然后通过引发剂引发聚合反应。
在乳液聚合过程中,一般会加入乳化剂来稳定乳液系统,使得单体分子均匀分散在水中,并且能够吸附在乳液颗粒表面,促进聚合反应进行。
乳胶聚合具有操作简单、成本低廉的优点,且所得的聚合物颗粒分布均匀,适用于生产高质量的聚氯乙烯产品。
另一种常见的聚氯乙烯单体聚合方式是乙烯基氯聚合。
这种方法是通过聚乙烯单体与氯气在催化剂的作用下发生加成反应,形成聚氯乙烯高分子化合物。
乙烯基氯聚合方法具有反应速度快、产率高的特点,适用于批量生产聚氯乙烯树脂。
然而,乙烯基氯聚合对反应条件要求较高,需要精密的反应控制和催化剂配比,以确保聚合反应的顺利进行。
无论是乳液聚合还是乙烯基氯聚合,聚氯乙烯的单体聚合过程都需要控制适当的温度、搅拌速度、引发剂浓度等关键参数,以确保聚合反应的进行。
此外,在聚合过程中还需要处理产生的副产物和控制聚合物的分子量、分布等性能,以获得符合需求的聚氯乙烯产品。
总的来说,聚氯乙烯的单体聚合方式多样,每种方法都有其适用的场景和特点。
通过选择合适的聚合方式和优化生产工艺,可以生产出质量稳定、性能优良的聚氯乙烯产品,满足不同领域的需求。
1。
聚氯乙烯的生产工艺
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聚氯乙烯的生产工艺聚氯乙烯(Polyvinyl Chloride,PVC)是一种常见的塑料材料,主要由氯乙烯(VCM)单体经过聚合反应而得。
以下是一种常见的聚氯乙烯生产工艺的简要介绍。
聚氯乙烯的生产工艺通常分为三个主要步骤:氯乙烯的制备、聚合反应和后处理。
第一步是氯乙烯的制备。
氯乙烯是通过乙烯和氯气的反应制备而得。
乙烯首先被压缩,然后与氯气混合。
混合后的气体通过加热反应器,在催化剂的作用下发生氯乙烯的氯化反应。
氯化反应通常在高温下进行,反应物通过冷却和净化来去除不需要的杂质。
第二步是聚合反应。
氯乙烯单体通过加热和聚合催化剂的作用下进行聚合反应。
聚合催化剂可以是有机过氧化物或过氧化物与有机碳氯化物的混合物。
聚合过程通常在高温和高压的条件下进行。
氯乙烯单体在聚合反应中会逐渐连接形成长链的聚合物分子,最终形成聚合氯乙烯。
第三步是后处理。
聚合氯乙烯通常需要进行稳定剂的添加和挤出、成型等后续处理。
稳定剂的添加是为了防止聚合氯乙烯在高温下分解并降解。
稳定剂可以是有机锡化合物、硬脂酸盐和有机锑化合物等。
添加稳定剂后,聚合氯乙烯可以通过挤出和成型等工艺进行塑料制品的生产。
聚氯乙烯的生产工艺中还有其他一些辅助工艺,例如聚合反应中的搅拌、冷却和分离等步骤。
此外,压缩机、反应器、冷却器、过滤器和挤出机等设备也是聚氯乙烯生产线中常见的设备。
总体而言,聚氯乙烯的生产工艺具有以下优点:生产过程相对简单,原材料易得且成本低廉,制备的塑料材料耐腐蚀性好,可用于制作各种不同的塑料制品。
然而,聚氯乙烯的生产和使用过程中也存在环境问题,例如氯气对环境的污染和聚氯乙烯制品的回收和再利用等挑战。
以上是一种常见的聚氯乙烯生产工艺的简要介绍。
随着科技的进步和环境意识的增强,聚氯乙烯的生产和使用正朝着更加环保和可持续的方向发展。
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3.2聚合工序工作原理氯乙烯悬浮聚合反应是自由基型链锁聚合反应,即在聚合釜内加入一定量的无离子水,在引发剂、分散剂及其它助剂作用下,借助较强的搅拌作用,在一定的温度和压力下进行聚合反应。
该反应过程分链引发、链增长、链转移、链终止阶段。
3.2.1 物料特性3.2.1.1物理性质(1) 主要物理常数:在常温常压下氯乙烯是一种无色有乙醚香味的气体,其沸点:-13.9℃;凝固点:-159.7℃;临界温度:142℃;临界压力:5.29MPa。
(2) 氯乙烯在不同压力下的沸点:由表中可以看出,虽然氯乙烯在常压下的沸点是-13.9℃,但加压后就可以得到液体氯乙烯。
(3) 蒸气压:蒸气压力和温度关系见表3.2-1,也可按下式计算求出VC蒸气压力logP = 0.8420 -1150.9/T + 1.75logT-0.002415T其式中P单位为绝对大气压,T绝对温度K = 273 + t℃表3.2-1 VC的蒸气压(4) VC 的潜热见表3.2-2:潜热:蒸发或冷凝每克VC所需的热量。
表3.2-2 VC的潜热(5) VC蒸气的比容见表3.2-3:表3.2-3 VC饱和蒸气的比容(6) 液体VC的密度:温度越高,密度越小,见表3.2-4,也可按下式计算出:d=0.9471-0.001746T-0.00000324T2式中:d—液体VC的密度克/毫升T—温度℃表3.2-4 VC液体的密度温度℃密度克/毫升温度℃密度克/毫升-12.96 0.9692 39.57 0.87331.32 0.9443 48.2 0.855513.49 0.9223 59.91 0.831028.11 0.8955(7) VC易溶于丙酮、乙醇和烃类中,微溶于水。
(8) VC易燃与空气混合形成爆炸物,爆炸浓度范围为4—21.7%(体积比),所以使用VC要特别注意安全。
(9) VC对人有麻醉作用,空气中VC的最大允许浓度为500PPm,当VC蒸气浓度达到1%时,可使人有麻醉感觉,达到5%以上出现头晕,浑身软弱无力,逐渐神志不清。
站立不稳,四肢痉挛,呼吸困难,最后失去知觉等中毒现象。
3.2.1.2 化学性质(1) VC的化学性质:VC有氯原子和双键两个起化学反应部分,所以能进行化学反应较多,但连接在双键上的氯原子不很活泼,因此,有关双键的反应比有关氯原子的反应多,例如:(2) 有关双键的反应:a. 在紫外线照射下,能与硫化氢加成生成2—氯乙硫醇:CH2=CHCL+H2S→HSCH2—CH2Cl硫化氢2—氯乙硫醇b. 与氯化氢加成生成二氯乙烷:CH2=CHCl+HCl→CH2Cl—CH2Cl1,1—二氯乙烷c. VC经过聚合反应生成聚氯乙烯(PVC):nCH2=CHCL→(CH2—CH)nCl聚氯乙烯PVC(3) 有关氯原子的反应:a. 与丁二酸氢钾反应生成丁二酸乙烯酯:CH2—COOK CH2—COO—CH=H2CH2=CHCL+→+KClCH2—COOH CH2—COOH丁二酸氢钾丁二酸乙烯脂b. 与苛性钠共热时,脱掉氯化氢生成乙炔:CH2=CHCl+NaOH→CH≡CH+NaCl+H2O苛性钠乙炔氯化钠3.2.1.3 物料用途(1) PVC一般软制品。
利用挤出机可以挤成软管、电缆、电线等;利用注射成型机配合各种模具,可制成塑料凉鞋、鞋底、拖鞋、玩具、汽车配件等。
(2) PVC薄膜。
PVC与添加剂混合、塑化后,利用三辊或四辊压延机制成规定厚度的透明或着色薄膜,用这种方法加工薄膜,成为压延薄膜。
也可以通过剪裁,热合加工包装袋、雨衣、桌布、窗帘、充气玩具等。
宽幅的透明薄膜可以供温室、塑料大棚及地膜之用。
经双向拉伸的薄膜,所受热收缩的特性,可用于收缩包装。
(3) PVC涂层制品。
有衬底的人造革是将PVC糊涂敷于布上或纸上,然后在100摄氏度以上塑化而成。
也可以先将PVC与助剂压延成薄膜,再与衬底压合而成。
无衬底的人造革则是直接由压延机压延成一定厚度的软制薄片,再压上花纹即可。
人造革可以用来制作皮箱、皮包、书的封面、沙发及汽车的坐垫等,还有地板革,用作建筑物的铺地材料。
(4) PVC泡沫制品。
软质PVC混炼时,加入适量的发泡剂做成片材,经发泡成型为泡沫塑料,可作泡沫拖鞋、凉鞋、鞋垫、及防震缓冲包装材料。
也可用挤出机基础成低发泡硬PVC板材和异型材,可替代木材试用,是一种新型的建筑才材料。
(5) PVC透明片材。
PVC中加冲击改性剂和有机锡稳定剂,经混合、塑化、压延而成为透明的片材。
利用热成型可以做成薄壁透明容器或用于真空吸塑包装,是优良的包装材料和装饰材料。
(6) PVC硬板和板材。
PVC中加入稳定剂、润滑剂和填料,经混炼后,用挤出机可挤出各种口径的硬管、异型管、波纹管,用作下水管、饮水管、电线套管或楼梯扶手。
将压延好的薄片重叠热压,可制成各种厚度的硬质板材。
板材可以切割成所需的形状,然后利用PVC焊条用热空气焊接成各种耐化学腐蚀的贮槽、风道及容器等。
(7) PVC其它。
门窗有硬质异型材料组装而成。
在有些国家已与木门窗铝窗等共同占据门窗的市场;仿木材料、代钢建材(北方、海边);中空容器。
3.2.1.5 产品质量标准HH/GY-JY-00363.2.1.6 动力消耗质量标准3.2.2 生产任务(1) 助剂配制生产任务:为聚合准备充足的助剂,包括缓冲剂的配制;分散剂的配制;引发剂的配制;终止剂的充装;涂釜液的充装;消泡剂的充装;阻聚剂的充装;紧急事故终止剂的充装;链调节剂的充装。
(2) 聚合工序生产任务:聚合过程的任务是以氯乙烯单体(VCM)为原料,以软水为分散体系,以PV A等物质为分散剂,以过氧化物为引发剂,采用悬浮聚合的方法生产符合国标的聚氯乙烯树脂(PVC)。
(3) 出料及VCM回收工序生产任务:将聚合工序生产出的合格PVC泵送到出料槽TK-1G或TK-2G,不合格的PVC打到聚合废料池;并将釜中和出料槽中未反应的VCM进行回收到回收单体槽TK-3B。
(4) 浆料汽提工序生产任务:PVC浆液汽提的主要任务是将残留在PVC树脂中的单体脱除并回收。
其目的有二个:①降低PVC浆液中的残存VCM,使干燥后的产品中残存VCM的含量符合国标要求,提高产品质量。
②回收未反应的VCM。
这样可以防止VCM在干燥过程中(如混料槽、离心机、干燥器等设备中)逸到大气中,减少环境污染。
3.2.3工作原理:(1) 助剂配制工作原理:各种助剂的配制属于物理过程,将各种原料混合均匀即可;助剂的充装是将采购的桶装成品装入相应助剂贮槽即可。
(2) 聚合工作原理:本生产装置采用悬浮法聚合生产工艺。
在悬浮法生产工艺中,VCM液滴分散在水相中,经聚合反应生成粒状PVC聚合物。
水的作用是将热量导出。
单体分散液通常用分散剂进行稳定,以防止颗粒聚结。
聚合反应由溶解在单体中的引发剂引发。
聚合化学反应:PVC根据以下的链反应,以自由基聚合的形式形成:R·+CH2=CH-Cl→R-CH2-CHCI·R-CH2-CHCI·+CH2=CH-Cl→R-CH2-CHCl-CH2-CHCl·式中:R为自由基。
反应热:HP=1600千焦耳/千克。
和所有的链反应一样,整个反应过程包括三个步骤:链引发、链增长和链终止。
链引发反应将自由基引入聚合体系,引起这个反应的是引发剂。
引发剂通常使用过氧化物类物质。
有机过氧化物分解方式表示如下:(RCOO)2→2RCOO·→2R+2CO2在链终止步骤中,两个活性链相互反应会使自由基消失。
自由基也可以向单体或引发剂转移,这属于链转移终止。
自由基形成:I→2R﹒链引发:R﹒+M→M﹒链增长:Mx﹒+M→M x+1链终止:Mx﹒+My﹒→P(x+y)向单体上链转移:Mx﹒+M→P x+M向引发剂上链转移:Mx·+I→MxR+R(3) 出料及VCM回收工作原理根据VCM的物理特性,对未反应的VCM气体经过加压、一冷、二冷,使之转变为液体,并回收到回收单体槽TK-3B,以备下釜投料用(4) 浆料汽提工作原理用大量蒸汽与浆料逆流接触,利用温度、压差等方法,将吸附于PVC颗粒中的VCM单体驱赶出来,以降低PVC树脂中的VCM含量。
3.2.4分析项目(1) 助剂配制①缓冲剂:现场无分析,只计算理论量。
②分散剂:配制后固含量(分厂分析室做)。
③引发剂:配制后固含量,活性氧含量。
(2) 出料及VCM回收当二冷内压力高于压力调节阀PV-R105的开启压力时,VCM回收系统将向气柜撤气,要求对撤气中氧的含量进行分析,当氧含量大于3%时,撤气不能进入气柜;当氧含量小于3%时,方可向气柜撤气。
3.3 工艺流程3.3.1聚合工艺流程简图3.3.2聚合生产工艺流程简述(1) 助剂配制生产工艺流程简述①缓冲剂配制:将碳酸氢铵以一定比例溶解于水,全部溶解即可。
②分散剂配制:将各种分散剂以一定比例溶解于水中,形成均匀溶液、无结块。
本工艺配制两种分散剂溶液。
③引发剂配制:将分散剂溶液、引发剂乳液、水按一定比例在配制槽中混合均匀。
④终止剂、消泡剂、涂釜液、阻聚剂、紧急事故终止剂、链调节剂均为成品,直接装入各自的贮槽,可直接使用。
(2) 聚合生产工艺流程简述聚合过程主要按以下工艺过程顺序进行:①聚合系统打压试漏和置换(初次开车,开过釜盖,釜大修进行此操作)②聚合釜涂壁③缓冲剂入料④水入料⑤单体入料⑥分散剂TK-22C入料⑦分散剂TK-5C入料⑧引发剂入料⑨终止剂入料(反应结束后)(3) 出料及VCM回收生产工艺流程简述聚合反应结束后,加入终止剂,搅拌约5分钟,即可进行出料。
出料开始后,当出料槽TK-1G内压力达到一定程度时,DCS启动高压回收程序进行VCM高压回收,当釜中浆料出完后,DCS自动转到釜回收,先进行高压回收,当釜内压力下降到一定程度时,DCS转到低压回收,启动回收水环压缩机CM-1F或CM-2F,当釜内压力下降到0.05MPa时,自动转到槽回收,此时聚合釜可以进行下一釜的入料操作。
当TK-1G槽内压力降到0.02MPa时,回收过程完成,TK-1G 槽内浆料可通过PU-8G泵转到TK-2G中为汽提塔供料。
在出料过程中,用PU-2G 向出料管道中不断加入消泡剂,以消除浆料中的泡沫;在回收过程中,用PU-5F 向VCM回收管道不断加入阻聚剂,以消灭VCM中的活性自由基,防止VCM 在回收管道中自聚,堵塞回收管道;由程序控制在出料的各个阶段用水冲洗聚合釜,使全部树脂排出釜外。
(4) 浆料汽提生产工艺流程简述HH/GY-JY-003PVC树脂浆液,可以从汽提塔供料槽(TK-2G)送到汽提塔(CL-1G)中,并且部分浆液循环回到了TK-2G。
为了使浆液获得循环流速,防止浆液沉淀而造成管道堵塞。
管道尺寸为DN50,可满足向汽提塔打料或不打料的流速要求。