本体法氯乙烯聚合釜搅拌试验分析
聚氯乙烯生产聚合釜开发分析研究进展
聚氯乙烯生产聚合釜开发研究进展高材075 10072861 张少军摘要:综述了国内生产的30m3、45m3、70m3、100m3、135m3等多种型号的PVC生产用聚合釜的开发及改进情况，概述了聚合釜发展的现状及未来的开发研究方向。
关键词：PVC；聚合釜；开发；生产1.前言聚氯乙烯(PVC> 树脂是合成树脂中的大宗品种之一,随着我国国民经济的高速增长,PVC 树脂的需求量也在迅猛增长。
聚合釜是聚氯乙烯生产装置中的关键设备, 聚合釜的设计水平及制造质量直接影响着聚氯乙烯树脂的产量和质量。
国内PVC 生产聚合釜的容积可分为4、5、7、13.5、30、48、70、108、135m3。
2000年以后, 随着我国PVC需求量的不断增加，对聚合釜的容积和质量要求也越来越高。
国内众多的化工机械企业在聚合釜的研制生产方面取得了长足的进步。
2.国内主要型号PVC生产聚合釜开发研究进展2.130m3型聚合釜30m3聚合釜曾一度成为我国PVC生产装置的主体釜型，国内许多化工机械企业也都掌握了其生产技术。
随着生产装置规模的不断扩大，30m3聚合釜的需求越来越小。
但由于仍有大量聚合釜处于生产状态，对聚合釜的生产技术改进还是非常必要的。
在这方面天津大沽化工有限责任公司和锦西化工机械厂走在国内前列。
天津大沽化工有限责任公司【1】通过采用复合引发体系、反应中间连续注水、反应后期缩短降压时间、新型防黏釜剂、密闭入料、粗料监测及DCS计算机自控技术等使聚合釜的生产能力由0.5万t/a提高到1万t/a,VCM单体消耗大幅降低，树脂优级品率显著提高，提升了生产技术水平。
锦西化工机械厂【2】研制的PVC 聚合釜在国内首次采用半圆管式夹套及可拆卸、底伸式套管内挡板, 研制了新型传动和机械密封全新结构，设计了底轴瓦釜底注水系统, 经一年多生产考核表明,与传统釜比, 可降低搅拌功耗18%, 总传热系数提高10%~ 15%, 生产能力提高10%以上, 机械密封寿命长、泄漏量少、拆装方便, 树脂质量稳定, 符合国标。
本体法PVC树脂残留氯乙烯单体含量超标原因及调整措施
第48卷第12期 2020年12月聚氯乙烯 Polyvinyl ChlorideVol .48, No . 12 Dec . , 2020【科研与生产】本体法P V C 树脂残留氯乙烯单体含量超标原因及调整措施王西能*(新疆中泰化学托克逊能化有限公司，新疆吐鲁番830〇24)[关键词]本体法P V C 树脂；残留氯乙烯含量；表观密度；颗粒形态；真空；汽提[摘要]分析残留氯乙烯含量超标树脂的质量，深人讨论本体聚合过程，找到了本体法P V C 树脂残留氯乙 烯含量超标的原因，并有针对性地进行了工艺优化和配方调整，使本体法P V C 树脂残留氯乙烯含量从2 000 pg/g 降至5 pg /g 以下，解决了制约本体法P V C 树脂质量提升的关键问题。
[中图分类号]TQ 325.3[文献标志码]B[文章编号]1009 -7937(2020) 12 -0001 -05Cause of excess vinyl chloride content in bulk PVC resin and adjustment measuresWANG X i9 neng(Xinjiang Zhongtai Chemical Toksun Energy Chemical C o . , L td.，Turpan 830024，China )Key words ： bulk PVC resin ； residual vinyl chloride content ； apparent density ； particle morpholo gy ;vacuum ； strippingAbstract ： Through the quality analysis of the bulk PVC resin with excess residual vinyl chloridecontent and in-depth discussion on the bulk polymerization process , the reasons for the excess residual vi nyl chloride content in the bulk PVC resin were found out . Process optimization and formula adjustment were made to target the reduction in the residual vinyl chloride content of bulk PVC resin from 2 000 jxg /g to blow 5 jxg /g , thus the key problem restricting the quality improvement of bulk PVC resin was solved .新疆中泰化学托克逊能化有限公司（以下简称 托克逊能化）20万t /a 本体法P V C 生产装置于 2019年11月建成投产。
本体法PVC装置PROVOX系统釜压自控方案
应 开始 即投 入 自控 ， 且无 法 实 现 全 程 自控 。外 方 并 设 计 的釜压 自控 方 案 非 常复 杂 ， ５个 不 同环 境 下 分 ９种组 合 控 制 方 式 ， 以实 现 不 同环 境 下 不 同的 串 级
Ｐ ０ Ｂ控 制 回路 的 设 定 值 取 配 方 压 力 值 ， Ｃ１６ Ｃ１ １ Ｆ ０
图 ２中 ， 分 程 在 设 计 里 分 成 ２个 程 序 来 执 ２个
行 ， 别为 Ｆ —Ｐ ０ 和 Ｆ —Ｔ ０ 。在 工艺过 程 中 分 Ｓ Ｃ １ Ｓ Ｃ４
有 ５种 不 同的控 制状 态 ， 体方 案 如下 。 具
１１ 控制 方案 Ａ ．
化工股份有 限公 司（ 内蒙古海 吉氯碱化 工股份 责任 原 公 司） 本体 法 Ｐ Ｃ装置为 国 内第 ２套 本体 法 Ｐ Ｃ生 Ｖ Ｖ 产装置 ， 采用 了 ＦＳ Ｅ ＩＨ Ｒ—Ｒ Ｅ ＵＮＴ公 司 （ ＯＳ ＭＯ 现称 艾默生过 程管理 公 司 ） Ｐ ＯＶ 的 Ｒ ＯＸ 系统 。该 自控 系 统是 ２ ０世纪 ９ ０年代初 的产 品， 经大连合 众科 技有 限 公 司的工 程技术 人 员先 期测 试 ， 后期 软 硬件 设 计 、 组
第３ ９卷
第 ３期
聚 氯 乙 烯
Ｐｏｌ ｖ ｎｙ ｙ ｉ ｌＣｈｌ ｒ ｄ ｏ ｉｅ
Ｖｏ１３９，Ｎｏ ３ ． ．
Ｍ ａ ．，２ １ ｒ ０１
２１ ０ １年 ３月
【 表与 自动化】 仪
本 体 法 Ｐ Ｃ 装 置 Ｐ ＯＶ Ｖ Ｒ ＯＸ 系统 釜 压 自控 方 案
本体法和悬浮法制聚氯乙烯的区别
聚氯乙烯悬浮法具体工艺路线如下：1.聚合悬浮聚合的过程是先将去离子水用泵打入聚合釜中启动搅拌器,依次将分散剂溶液、引发剂及其他助剂加入聚合釜内。
2.碱处理聚合物悬浮液送碱处理釜，用浓度为36％～42％的NaOH溶液处理,加入量为悬浮液的0.05%～0.2%,用蒸汽直接加热至70～80℃,维持1.5～2.0h,然后用氮气进行吹气降温至65℃双下时,再送去过滤和洗涤。
碱处理的目的：破坏残存的引发剂、分散剂、低聚物和挥发性物质，使其变成能溶于热水的物质，便于水洗清除。
3.树脂的干燥方法聚氯乙烯树脂的干燥方法多是采用二段干燥法，即气流干燥管与沸腾床干燥器结合使用，其中气流干燥管脱除的是树脂上的表面非结合水，沸腾床干燥器脱除的是树脂内部结合水。
4．脱水与成品：在卧式刮刀自动离心机或螺旋沉降式离心机中，先进行过滤，再用70～80℃热水洗涤二次。
经脱水后的树脂具有一定含水量，经螺旋输送器送入气流干燥管，以140～150℃热风为载体进行第一段干燥，出口树脂含水量小于4%；再送入以120℃热风为载体的沸腾床干燥器中进行第二段干燥，得到含水量小于0.3%的聚氯乙烯树脂。
再经筛分、包装后入库。
聚氯乙烯本体法生产工艺路线如下：在聚氯乙烯本体法生产工艺中,聚合反应无需水和分散剂,氯乙烯单体(VCM)既作反应物又作分散剂,成品由聚合条件(尤其是反应温度)决定。
根据生产的树脂质量不同,其反应通常在45～75℃下进行。
1工艺特点聚合反应分两步进行:(1)在预聚xx形成“种子”;(2)在聚合釜中“种子”增长。
聚合釜中的物料由液态逐渐变成稠状,再变成粉状。
要想实现本体法聚合的工业化生产,必须解决如下3个问题:(1)通过在液体介质中进行湍流搅拌使粒子形成;(2)在粉状介质中进行适当搅拌使粒子增长;(3)除去聚合反应热。
工艺方案选择依据悬浮聚合：悬浮聚合是一种成熟的工艺，典型的悬浮聚合过程是向聚合釜仲加入无离子水合悬浮剂，加入引发剂后密封聚合釜，脱除氧，加入单体氯乙烯进行聚合。
浅谈本体法聚氯乙烯的生产工艺特点
浅谈本体法聚氯乙烯的生产工艺特点摘要：聚氯乙烯（M—PVC）生产工艺是法国阿托公司的一项专利技术。
中国在引进技术和设备的基础上，通过吸收和二次创新，发展了自主知识产权的生产技术体系。
我国已达到全球领先水平，无论是制定工作流程、业务技术、生产设备、控制系统及产品质量、原材料和能源的消耗强度，生产设施、环境污染等。
分析了散装PVC生产工艺的特点。
关键词：聚氯乙烯；本体法；工艺在聚氯乙烯的批量生产过程中，聚合反应不需要水和分散剂；氯乙烯单体（VCM）既是试剂又是分散剂，成品由聚合条件（特别是反应温度）决定。
据制造树脂质量的反应通常45-75℃。
一、聚合工序控制聚合釜试压是先对干净的聚合釜抽真空，排除反应器中的空气，保持反应器内一定的负压，然后加入2-3吨单体试压，试验合格后按配方加入一定的单体和添加剂。
在单体计量方面，采用称重法对加入反应器中的VCM单体进行称量。
首先将计数器清零，然后将聚合釜称重。
然后通过VCM单体输送泵将vCM送入釜内，并通过自动称量系统准确地控制加入的VCM量，能够及时准确的计量单体的加入量。
树脂粒度的控制是在预聚釜内采用特殊的搅拌形式，在高速搅拌的条件下，液相单体在引发剂的作用下形成一定数量的胶乳——“种子”；然后将“种子”送入聚合釜内，并加入一定量VCM单体和引发剂，在这些“种子”的基础上继续聚合使“种子”逐渐长大到一定的程度，通过计数器计量反应放出的热量，来确定终止反应；通过控制胶乳的数量来达到对树脂粒度的控制，并通过分级、研磨来进一步控制树脂的粒度分布，故而可得到较窄粒度分布的树脂。
本体法聚合反应热量一部分是靠釜内，VCM连续脱气来带走；另一部分反应热量是靠搅拌系统的冷却水来移出，还有一部分是靠釜壁外夹套的冷却水来移出。
聚合反应是控制反应器中的压力，使其保持恒定的压力。
反应是否终止取决于反应时间和从反应热中除去的能量。
二、聚合过程的DCS控制1.进料控制。
预聚合釜和聚合釜安装在重力传感器上。
聚氯乙烯的聚合原理
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。
本体法聚氯乙烯工艺技术的经济评价
（） ４ 聚合 釜顶 冷凝 器
功能 ： 冷凝来 自聚合釜内的 ＶＣ 带走反应热 ； Ｍ， 类型： 壳式、 式 ； 管／ 立
ｒｄ ｃｉｎ ｅ ｏ ｏ ｃａ ｄｓｃａ ｒｆ ｅ ｕ ｔ ； ｃ ｎ ｍｉ ｎ ｏ ｉ ｐｏ ｔ ｏ ｌ ｉ
（ 上期 ） 接
直径 ： Ｏ ｍ； １ ０ｍ ７ 密封 ： 夹套 的填料箱 ； 带 材 质 ： １ Ｌ 抛光表 面 ； ３６ －
（） １ 聚合 釜简 体 功能 ： Ｃ 的聚合 。种子 ” Ｖ Ｍ “ 增大成 Ｐ Ｃ粉末 ： Ｖ 型号 ： 式 圆柱 ， 立 带夹 套 ； 简体直 径 ： ０ ３ ０ｍｍ： ５
维普资讯
第 ２期
１ ０ ２０ ０ ８年 ２月
中 国氯 碱
Ｃｈ ｎ ｌ ｒ ｉ ａ Ｃｈ ｏ —Ａｌ ａｉ ｋ ｌ
Ｎｏ２ ．
Ｆ ｂ ．０ ８ ｅ． ０ ２
本体法聚氯 乙烯工艺技术 的经济评价
刘 大 军
（ 内蒙古 海吉氯碱化 工股份 有 限公 司 ， 内蒙古 鸟 海 ０ ６ ４ ） １０ ０
维普资讯
第 ２期 包 括 ： 轮减 速箱 ： 齿
质量 ： １ ． ； 约 ７２ｔ 功率 ：ｏ Ｗ。 ２ ０ｋ
刘大 军 ： 本体 法 聚氯 乙烯 工 艺技 术 的经济 评价
质量 ： ０５ｔ 约 ． 。 ３３ 高压水 自动 冲洗 系统 ． 为 了避 免 产生 “ 眼 ” 聚合 完 每 批料 后 需 进行 鱼 。
总长 ： ６ ０ｍ 约 ５ ｍ：
（） ２ 聚合 釜顶 部搅拌 器 功能 ： 聚合釜 的搅拌 ： 型号 ： 旋式 ： 螺 转 速 ：５ｒ ｎ ２ ｍｉ： ／
总长 ： ５８ ０ｍ 约 ０ ｍ：
密封 ： 夹套 的填料 箱＋ 带 机械 密封 （ 封搅拌 密 器水 道 ） ； 材 质 ：１ Ｉ３ ６ ３ ６Ｊ １ 一抛 光表 面 ： ，
本体法聚氯乙烯简介
本体法聚氯乙烯简介摘要：国内本体聚合装置的设备、工艺、自动化控制基本均从国外引进。
虽说技术的先进程度影响着一个企业的增产、提质和降耗的水平，但技术的消化吸收、工艺参数的优化程度以及操作技术和科学管理水平也决定着企业的经济效益。
相信经过我们大家的共同努力，本体法聚氯乙烯会日益完善。
关键词：本体法；制聚氯乙烯；反应釜在本体法聚氯乙烯工艺生产中，聚合反应无需水和分数剂，氯乙烯单体（VCM）既作反应物又作分散剂，成品由聚合条件（尤其是反应温度）决定。
根据生产的树脂质量不同，其反应通常在45--75℃下进行。
一、慨况本体法聚氯乙烯在聚合生产过程，分两步聚合：第一步在预聚釜中进行，加入一定量的VCM单体、引发剂和添加剂，经加热后在强搅拌（相对第二步聚合过程）的作用下，保持恒定的压力和温度进行预聚合反应；当VCM的转化率达到8～12%时，停止反应，将生成的“种子”送入聚合釜内进行第二步反应。
第二步聚合反应是在聚合釜内进行，在接收预聚合的“种子”后，再加入一定量的VCM单体、添加剂和引发剂。
在低速搅拌的作用下，保持恒定的压力进行聚合反应。
当反应转化率达到60～85%（根据配方而定）时终止反应；并在聚合釜内进行脱气、回收、汽提未反应的单体，进一步脱除残留在PVC树脂粉料中的VCM，最后经风送系统将釜内PVC粉料送往分级、均化、贮存和包装工序。
二、工艺特点聚合反应分两步进行：（1）在预聚釜中形成“种子”；（2）在聚合釜中“种子”增长。
聚合釜中的物料由液态逐渐变成稠状，再变成粉状。
在介于液态和粘稠态时，可能会有新的粒子形成，并粘附在颗粒表面使颗粒增长。
在粉状阶段，所有VCM被吸入微粒内，反应只在微粒内部发生，其后，颗粒增大，出现不规则颗粒，孔隙度减小。
要想实现本体法聚合的工业化生产，必须解决如下3个问题：（1）通过在液体介质中进行湍流搅拌使粒子形成；（2）在粉状介质中进行适当搅拌使粒子增长；（3）除去聚合反应热。
对于搅拌来说，本体法聚合采用立式预聚合釜，配有涡轮搅拌器，并有立式叶片和侧壁上的挡板，可以防止涡流的形成。
文献题录——国内期刊及资料题录
２． １ 偶联改性 Ｐ ／ ａｏ ） 体系的流变性能研究一塑料，０７３ ６ ＥＣ（Ｈ２ ２ ０ ；：
２． ２ 聚磷 酸铵 阻燃 聚 乙烯 的研究 一 塑料 ，０ ７３ ２ ２ ０ ；：４
８ 全密度聚乙烯产需状况与技术进展一齐鲁石油化工 ， ０ ；：１ ． ２ ７２ ｌ７ ０ ９ 钯铬合物催化 Ｃ ／ ． Ｏ 乙烯共聚工艺研究一天然气化工，０ ７３２ ２０ ； ：２
１ ． ＨＰ ０ Ｄ Ｅ装 置 Ｅ Ｄ系统 报警 功能 的开发 与设计一 齐 鲁石 油化工 ，０ ７２ １２ Ｓ ２０ ；：５
２． ６ 外力作用速度对 Ｐ ＶＣ试样拉伸性能的影响一聚氯乙烯 ，０７ ６ １ ２０ ； ： ９ ２ ． ０ｍ 聚合釜 Ｐ Ｃ生产中 自 ７ ７ ３ Ｖ 动化控制系统的核心问题一 聚氯乙烯 ，０ ７６ ２ ２ ０ ；：８
２． ８ 本体法氯乙烯聚合釜搅拌试验分析一聚氯乙烯 ，０７ ６３ ２０ ；：４
４ ． ａｅ 公司 聚丙烯 用 Ｚ—Ｎ 催化 剂 开发进 展一 齐鲁石 油化 工 ，０ ７ ２ １１ ３ Ｂ ｓｌ ｌ ２ ０ ； ：４ ４ ．固相法 插层 改性 黏土 在 Ｐ ４ Ｐ中的应用— 合 成树脂 及 塑料 ，０ ７４ ２ ２ ０ ；：０
・ ３ ７
３ ． Ｃ— Ａ 纳米 Ｃ Ｃ ３ １Ｖ Ｂ ／ ａ Ｏ 复合母粒增韧 Ｐ ｃ Ｖ 一合成树脂及塑料 ，０７ ４４ ２０ ； ：０
３． ２ 高抗 冲 Ｐ ＶＣ管材 的研究一 塑 料 ，０ ７ ３３ ２ ０ ；：０ ３ ． 乙烯装 置 紧急停 车 系统 的设 计一 齐鲁 石油 化工 ，０７ ２ １５ ３ 苯 ２０ ； ：５ ３． ４ 无规 聚苯 乙烯 的物 理 老化研究 进 展一 齐鲁石 油化 工 ，０ ７２ １７ ２０ ；：３ ３ ． 乙烯 聚合 物 以及 二茂 铁衍 生物 对有机 玻璃 破碎压 力 的影 响一塑 料 ，０７ ３６ ５ 苯 ２０ ； ：３ ３ ． 明聚丙烯 成 核剂 的发 展现状 一 化工新 型材 料 ，０ ７６ ２ ６ 透 ２ ０ ；：０ ３ ． 土 ８晶型成 核剂 对 聚丙烯 性 能的影 响一 天然气 化工 ，０ ７３ ５ ７ 稀 ２０ ； ：６
本体聚合的实验报告
一、实验目的1. 理解本体聚合的原理和过程。
2. 掌握本体聚合实验的基本操作方法。
3. 观察和记录本体聚合过程中的现象，分析实验结果。
4. 了解本体聚合在材料制备中的应用。
二、实验原理本体聚合是指单体在无介质存在的情况下，通过引发剂的作用，在引发剂分解产生的自由基的引发下，形成聚合物。
本体聚合具有以下特点：1. 产品纯净，无杂质。
2. 聚合物分子量分布较窄。
3. 聚合设备简单，可连续或间歇生产。
4. 体系粘稠，散热困难，温度控制难度较大。
三、实验药品及仪器药品：- 甲基丙烯酸甲酯（MMA）- 过氧化苯甲酰（BPO）仪器：- 恒温水浴锅- 三口烧瓶- 直型冷凝管- 磨口锥形瓶- 牛角管- 温度计四、实验步骤1. 称量与配置：准确称取一定量的甲基丙烯酸甲酯和过氧化苯甲酰，将其加入三口烧瓶中。
2. 加热：将烧瓶放入恒温水浴锅中，加热至预定温度，保持一段时间，使单体充分溶解。
3. 引发聚合：在预定的温度下，加入引发剂BPO，引发单体聚合。
4. 观察与记录：在聚合过程中，观察聚合物的粘度变化、颜色变化等现象，并记录实验数据。
5. 终止聚合：当聚合物粘度达到预定值时，停止加热，使聚合反应终止。
6. 产物处理：将聚合物从烧瓶中取出，用蒸馏水清洗，去除残留的引发剂等杂质。
五、实验结果与分析1. 粘度变化：在聚合过程中，随着反应的进行，聚合物粘度逐渐增大。
这是因为单体逐渐转化为聚合物，体系粘度逐渐增大。
2. 颜色变化：在聚合过程中，聚合物颜色逐渐变深。
这是因为聚合物分子量逐渐增大，分子结构更加复杂。
3. 实验数据：根据实验数据，计算聚合物的分子量、分子量分布等指标。
六、结论1. 本体聚合是一种重要的聚合物制备方法，具有产品纯净、分子量分布窄等优点。
2. 在本体聚合过程中，温度、引发剂浓度等因素对聚合反应有重要影响。
3. 通过控制实验条件，可以获得具有良好性能的聚合物。
七、实验讨论1. 本体聚合过程中，如何控制温度、引发剂浓度等因素，以获得最佳聚合效果？2. 本体聚合在材料制备中的应用有哪些？3. 如何提高本体聚合产物的性能？八、参考文献[1] 王忠义，张晓辉，等. 本体聚合实验研究[J]. 化工教育，2018，43（3）：65-68.[2] 张永刚，李晓东，等. 甲基丙烯酸甲酯本体聚合工艺研究[J]. 化工进展，2016，35（11）：3223-3228.[3] 刘立峰，李娜，等. 本体聚合技术在聚合物材料制备中的应用[J]. 化工进展，2019，38（1）：60-65.。
聚氯乙烯生产中的聚合釜温度控制系统
聚氯乙烯生产中的聚合釜温度控制系统作者：王立伟来源：《科技资讯》 2014年第9期王立伟(齐鲁石化公司氯碱厂仪表车间山东淄博 255411)摘要:介绍了聚合釜生产聚氯乙烯工艺中的温度控制策略,根据工艺包要求及生产厂要求,仪表控制系统使聚合反应温度控制在合理范围之内。
关键词:127 m3聚合釜聚氯乙烯温度控制系统串级控制系统中图分类号:TP311.52 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)03(c)-0091-01聚氯乙烯聚合工艺简单来说就是将氯乙烯、水、分散剂等按一定比例加入聚合釜,经搅拌形成悬浮体系,然后加入引发剂引发聚合反应。
聚合反应温度是聚氯乙烯成型最重要的控制指标之一,在聚合反应期间,聚合温度过高会影响产品质量,聚合温度过低会导致聚合反应缓慢或停滞,直接影响反应速度和树脂质量。
因此,如何保持聚合期间反应温度的恒定成为聚合反应的一个重点特征。
聚合反应是一个放热反应,撤热系统主要由夹套、回流冷凝器、内冷挡板三部分组成。
它们都是通过聚合釜主温度控制点进行调节来控制冷却水的流量,使聚合釜的温度保持在设定范围内。
1 聚合反应的机理分析聚合反应为放热反应,而且是放出热量剧烈的反应。
聚合反应在釜内进行时,放出的热量中大部分由夹套内充入的冷却水带走,其余热量由回流冷凝器、或内冷挡板带走,目标是使聚合温度在反应期间保持恒定。
因为大部分的热量由夹套水带走,因此,聚合釜温度控制方案一般都是以夹套水为主要变量。
此过程一般说具有以下动态环节:冷却水,反应物,聚合釜本身的热容,夹套及内层,测温元件的滞后等等。
而且每个环节在进行动态下的热平衡分析时又都是相互影响的。
我们知道尽管测温元件的热容很小,但时间常数约有几十秒,所以作为一动态环节进行理论分析时,总是希望能把一些问题简单化。
如上述环节中,夹套中有一定的热容,但不锈钢材料的导热系数相对较大,另外,夹套内尽管热阻很大,但毕竟较薄,所以一般把夹套内层和夹套温度看成均匀的。
浅谈本体法聚氯乙烯的生产工艺特点 何雪亮
浅谈本体法聚氯乙烯的生产工艺特点何雪亮摘要：在本体PVC的聚合过程中，分为两个步骤:第一步是在预聚合釜中，加入一定量的VCM单体、引发剂和添加剂。
加热后，并在湍流搅拌条件下制备种子。
当VCM转化率达到8~12%时，停止反应，将生成的“种子”送入聚合釜进行第二步反应。
聚合的第二步在聚合釜中进行。
得到预聚合“种子”后，加入一定量的VCM单体、添加剂和引发剂。
低速时(顶部搅拌25RPM，底部搅拌15RPM)，控制好聚合釜反应压力及温度。
待转化率达到60-85%时终止反应(取决于配方);未反应单体在聚合釜中被脱气回收，在釜底部通入蒸汽以进一步去除残留在PVC粉末中的VCM。
最后将釜内PVC粉料通过送风系统送至分级、均化、包装等工序。
关键词：生产特点；本体法树脂优点；用途详细分析了本体法PVC树脂生产方法进行细致的分析,指出了本体法PVC树脂的优点和用途,以及对今后国内市场的作用。
一、聚合工艺过程控制聚合釜压力测试是先真空清洁聚合釜,去除釜内的空气维持一定的负压,然后添加2-3吨单体压力测试。
在单体测量方面，采用称重法来测量添加到釜中的VCM单体的量。
在适当搅拌的前提下，聚氯乙烯颗粒尺寸增大和颗粒内部空隙的填充。
种子、带引发剂的冲洗液从预聚合釜卸入聚合釜；单体加料泵将补充VCM加入聚合釜；固体添加剂分别从固体助剂加料罐加入。
当釜内VCM总量达到操作重量时，向夹套通入热水开始对聚合釜加热。
当压力达到配方设定值时，停止加热，此时聚合釜开始聚合反应。
聚合反应结束后就开始脱气、汽提程序，在汽提时向釜内加入甘油、氨水等助剂。
汽提真空达到后PVC通过喷射器卸入产品受槽中。
然后对聚合釜进行吹洗、冲洗、干燥、夹套中通冷水冷却的程序。
反应过程中释放的热量由计数器测量，以确定反应的终止时间。
通过控制助剂的用量可以控制树脂的粒径，通过分级和研磨可以进一步控制树脂的粒径分布，从而得到粒径分布较窄的树脂。
本体聚合反应热部分由反应器中的VCM连续脱气带走。
本体法聚氯乙烯树脂在塑料加工中的使用特征
本体法聚氯乙烯树脂在塑料加工中的使用特征摘要：文章简要描述了聚氯乙烯树脂的优良性能，可为加工业带来了可观的经济效益，有广大的应用前景。
关键词：流动性；吸收特性；透明性；低残留性；电绝缘性；前言聚氯乙烯本体法聚合不需要水或分散剂，以氯乙烯单体（VCM）既作为反应物又作为传热介质。
最终产物是根据聚合反应条件（尤其是反应温度）来决定的。
根据生产树脂的型号不同，反应温度一般控制在45℃至75℃之间。
一、工艺特点本体法聚合过程分为两个阶段：第一阶段在预聚釜中形成“种子”；第二阶段在聚合釜中“种子”增长。
聚合釜中的物料由液态逐渐变成稠状，再变成粉状。
在介于液态和粘稠态时，可能会有新的粒子形成，并粘附在颗粒表面使颗粒增长。
在粉状阶段，所有VCM被吸人微粒内，反应只在微粒内部发生，其后，颗粒增大，出现不规则颗粒，孔隙度减小。
要想实现本体法聚合的工业化生产，必须解决如下3个问题：通过在液体介质中进行湍流搅拌使初级粒子形成；在粉状介质中进行适当搅拌使粒子增长；移除聚合反应热。
对于反应器来说，本装置采用立式预聚合釜和聚合釜。
预聚合釜配有涡轮搅拌器，并有立式叶片和侧壁上的挡板，可以有效防止涡流的形成。
聚合釜搅拌装置由两个搅拌系统组成，包括顶伸式的螺旋搅拌和底伸式的锚式搅拌系统。
对于排除反应热来说，将反应置于回流状态下进行。
如果颗粒局部过热，这些颗粒吸收的单体将会蒸发，该汽化潜热会使颗粒冷却并回到平衡温度，蒸发的单体会在附近的冷表面上冷凝。
冷表面指聚合釜的夹套、搅拌器和回流冷凝器，它们中都有循环冷却水流动，可以控制反应介质维持规定的温度。
本体法聚氯乙烯由预聚合、聚台、脱气、回收、分级、均化以及储存包装等工序组成。
二、聚合过程的DCS控制1.进料控制预聚合釜和聚合釜均安装在重力传感器上，VCM的加料量通过对整个预聚合釜、聚合釜称重来控制。
由DCS根据生产配方和工艺控制要求，根据程序设定的步骤自动调用VCM、引发剂、添加剂等子程序实现自动准确加料的控制要求。
氯乙烯本体聚合传热测试与研究
氯乙烯本体聚合传热测试与研究雷丹;颜华;佘国华;罗小芳【摘要】为深入了解本体法PVC的聚合规律,进一步优化生产工艺和配方,对氯乙烯本体聚合预聚合釜、后聚合釜的传热和转化率进行测试.首先对氯乙烯本体聚合过程中的聚合放热规律和聚合釜传热性能进行测试和研究,然后对测试结果进行分析和总结.【期刊名称】《聚氯乙烯》【年(卷),期】2017(045)006【总页数】7页(P15-20,23)【关键词】PVC;氯乙烯;本体聚合;传热;转化率;测试【作者】雷丹;颜华;佘国华;罗小芳【作者单位】四川宜宾天原集团股份有限公司,四川宜宾644000;四川宜宾天原集团股份有限公司,四川宜宾644000;四川宜宾天原集团股份有限公司,四川宜宾644000;四川宜宾天原集团股份有限公司,四川宜宾644000【正文语种】中文【中图分类】TQ325.3通用型PVC树脂存在着制品耐候性、耐老化性差，常温韧性低，受冲击时极易断裂等缺陷，因此，国内PVC树脂生产企业逐渐加大了在特种树脂领域的研发投资。
其中，在聚合反应阶段添加其他单体或高聚物生成与氯乙烯共聚的高分子聚合物,以及对通用型PVC树脂进行接枝改性成为主要研究路线。
在通用型PVC树脂改性过程中，PVC树脂自身质量对改性效果影响较大，悬浮法PVC颗粒表面存在的高分子有机物皮膜会对PVC树脂的改性形成一定阻力，导致改性效果差。
而本体法PVC树脂表面无皮膜，更适合改性生产；此外，本体法PVC树脂的颗粒形态和孔隙率等性能也对改性有一定帮助。
在氯乙烯本体聚合过程中，经历着氯乙烯均相—PVC悬浮液—黏糊状—粉状的变化过程，所以聚合釜传热情况对本体法PVC树脂的颗粒形态和内在质量影响较大。
笔者测试与研究了氯乙烯本体聚合的传热过程，以期找到平稳控制本体聚合生产过程的方法，改善产品质量。
1.1 传热量测试和计算1.1.1 测试原理采用温度计和流量计分别测量单位时间内进出聚合釜某部分冷却水的温度和累积流量，再利用式(1)计算单位时间内冷却水带出的热量Qi。
聚氯乙烯工艺综述
《聚氯乙烯工艺》综述班级：09级化学（二）班姓名：***学号：**********摘要：PVC材料是塑料装饰材料的一种。
PVC是聚氯乙烯材料的简称，是以聚氯乙烯树脂为主要原料，加入适量的抗老化剂、改性剂等，经混炼、压延、真空吸塑等工艺而成的材料[1]。
关键词：PVC材料氯乙烯单体聚氯乙烯的生产流程 PVC树脂的聚合工艺助剂改性正文：PVC材料具有轻质、隔热、保温、防潮、阻燃、施工简便等特点。
规格、色彩、图案繁多，极富装饰性，可应用于居室内墙和吊顶的装饰，是塑料类材料中应用最为广泛的装饰材料之一。
PVC材料的优点主要有以下几方面：1.质量轻、隔热、保温、防潮、阻燃、耐酸碱、抗腐蚀。
2.稳定性、介电性好，耐用、抗老化，易熔接及粘合。
3.抗弯强度及冲击韧性强，破裂时延伸度较高。
4.通过捏合、混炼、拉片、切粒、挤压或压铸等工艺极易加工成型，可满足各种型材规格的需要。
5.表面光滑、色泽鲜艳、极富装饰性，装饰应用面较广。
6.施工工艺简单，安装较为方便。
生产的原料及过程氯乙烯单体(VCM)是生产聚氯乙烯树脂的主要原料，其产品的质量和成本直接影响到聚氯乙烯树脂的质量和成本。
氯乙烯生产工艺经历了较长时间的生产和工艺改造，产生了电石法、二氯乙烷法等工艺，发展到目前世界上最先进的平衡氧氯化工艺[2]，该工艺流程长、能耗高、三废污染严重。
近十几年来，为降低氧氯化中的能耗问题和环境污染问题，保持资源与环境的可持续发展，各大公司纷纷改进及开发研究新的氯乙烯生产工艺，以最大限度地降低成本，提高产品的质量和市场竞争力。
（1）电石乙炔法电石乙炔法是最早的生产方法。
主要利用乙炔和氯化氢为原料，用氯化汞作催化剂进行加成反应，生产氯乙烯。
该法设备、工艺简单，投资低，可以小规模经营，但是电石耗电大，成本上升，反应中使用的催化剂污染严重。
在世界上先进国家和我国的先进PVC厂已逐渐将其淘汰。
反应路线为（2）二氯乙烷法该法是以乙烷为原料与氯气反应生成二氯乙烷，二氯乙烷热裂化制备氯乙烯。
浅析本体法PVC树脂在管件生产中的优势
浅析本体法PVC树脂在管件生产中的优势随着国民经济的高速发展和人民生活水平的不断提高，和国家五部委对化学建材的大力推行，塑料管材由于具有机械强度高，重量轻，耐化学侵蚀性和电绝缘性能好，价钱廉价，安装方便快捷，利用寿命长，流体阻力小，节能等长处而日趋被人们所认同，因此最近几年来在化工生产，人畜引水工程，农业浇灌，矿山通风，城市公用设施和建筑供水，排水，电缆穿线等领域取得了普遍的应用。
依照《国家化学建材推行应用“九五”计划和2010年发展纲要》的要求。
2010年我国的塑料管道在全国新建，改建，扩建工程中，建筑排水管道的80%采用塑料管，建筑雨水排水管道的70%采用塑料管。
城市排水管道的塑料管道利用量要达到30%，建筑给水，热水供给和取暖管道的80%采用塑料管道。
城市供水管道的70%采用塑料管，城市燃气塑料管（中低压管）的应用量要达到60%。
建筑电线穿线护套管道的90%要采用塑料管。
可见PVC塑料管道在我国将有着广漠的发展前景和庞大的市场潜力。
可是管材的发展离不开与之配套的各类管件，它包括各类管道的连接件，阀门，管道安装件，透气帽，地漏，雨水斗，水路活门和浮球等。
PVC管件的加工一般都是采用注射成型的方式，即注塑成型的方式而取得的，而注塑即是均匀加热和塑化必然量的PVC塑料，以必然的压力和速度将定量的熔体注射入模腔，并在注射动作结束后对腔内的物体施加必然的保压压力，以便补充少量的因冷却收缩所需要的塑料熔体，从而保证成型出来的管件表面光洁，质地密实，性能优越。
而PVC塑料一般是由PVC树脂与多种起不同作用的添加剂配合后，通过不同的加工或成型方式而制成的。
这是因为PVC属热不稳定性的聚合物，在170℃时即有明显的分解现象。
如在ＰＶＣ的配混物中加入适量的性能优良的热稳定剂，就可以够避免ＰＶＣ链中的脱ＨＣＬ作用和降解作用，并能阻止ＰＶＣ分子链中多烯序列结构的形成，破坏碳正离子盐和钝化金属杂质，而提高其对热的稳定性能。
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Ｎｏ ６ ． Ｊ ｎ ，０ ７ ａ ．２０
聚 氯 乙 烯
Ｐｏｌ ｖ ｎｙ ｙ ｉ ｌＣｈｌ ｒｄｅ ｏｉ
第 ６期
２０ ０ ７年 ６ 月
【 装置 与设 备】
本体 法 氯 乙烯 聚合 釜 搅 拌 试 验 分 析
宋 巧 梅 ， 文 藻 ， 春 晖 史 姜
方面 法 聚合 工艺 发 很
展较 晚 ， 目前 国 内 只有 个 别 厂 家 掌 握 其 生 产 工 艺 。
本体 法 Ｐ Ｃ 生 产 工 艺 简 单 、 备 紧 凑 且 制 品性 能 Ｖ 设 好， 目前 国际上 本 体 法 Ｐ Ｃ 的 生 产 能 力 约 占 Ｐ Ｃ Ｖ Ｖ
Ｓ ＯＮＧ ａ Ｑｉｏ—ｍｅ 。 ＩＷ ｅ ｉＳＨ ｎ—ｚ ｏ Ｊ， ａ ， ＡＮＧ ｈ ｎ—ｈ Ｃ ｕ ｕ
（ｉｘ ｈ ｍｉ ｌ ｎ ｕｔｙＭａｈｎ ｒ Ｇｒｕ ）Ｃ ． Ｌｄ ， ｌｄｏ １ ５ ０ ， ｈｎ ） Ｊｎ ｉ ｅ ｃ ｄ ｓｒ ｃ ｉｅｙ（ ｏ ｐ ｏ ， ｔ ． Ｈｕｕ ａ ２ ０ １ Ｃ ｉａ Ｃ ａＩ
前 言
目前 ， 内 Ｐ 国 ＶＣ生 产 多 采 用悬 浮 法 ， 有 的 采 也
槽， 生成 的 Ｐ ＶＣ树脂经 振 动筛分 离后 包装 出厂 。
本 体法 Ｐ ＶＣ树脂 构 型 规 整 、 隙 率 高 、 粒 均 孔 颗 匀、 粒度 分布 集 中 、 纯度 高 、 电绝缘 性 能好 、 品透 明 制 性特 别好 ， 瓶 、 在 薄板 、 高透 明和 高 绝缘 制 品 的加 工
Ｋｅ ｒ ｓ： ｌ ｏｌ ｍ ｅ ｉａ ｉ ｙ ｗｏ ｄ ｂｕ ｋ ｐ ｙ ｒｚ ｔｏｎ； ＰＶＣ ； ｙｍ ｅ ｉ ｅ ； ｔｒ ｉ ｇ ｅ ｐ ｒｍ ｅ ｐｏｌ ｒｚ ｒ ｓ ｉｒｎ ｘ ｅ ｉ ｎｔ Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔｈｅｐｏ ｅ ｈ ｒ ｃｅ ｉｔｃ ｔｒ ｅ ｎｄ ｌｏｗ ｉｕａ ｉ ｃ ｃ ｓ ｕ ｅ ｘ ｃ ｉ ｃ ｓ ｓｒｃ ： ｗ ｒｃ ａ ａ ｔ ｒｓｉｓ ｏｆｓ ｉｒ ｒ ａ ｆ ｓｔ ｔｏｎ ｗ ｒ ｔ ｄｉｄ ｂｙ ｃ ｐ ｒｍ ｎｔ ． Ｔｈｅｓ ｉｒｎｇ ｐ ｒ ｏ ｍ ａ ｅ ｏｆｐ ｅ ｏｌ ｍ ｅ ｉ ｅ ｎ ｈ ｔｏｆｐ ｙｍ ｅ ｉ ｅ ｏｒｔ ｅ ｂｕ ｋ ｐ ｙｍ ｅ ｉａ ｉ ｎ ｏｆ ｔｒ ｉ ｅ ｆ ｒ ｎｃ ｒ ｐ ｙ ｒｚ ｒａ ｄ ｔ ａ ｏｌ ｒｚ ｒ ｆ ｈ ｌ ｏｌ ｒｚ ｔｏ ｖｉ ｙｌｃ ｌ ｉ ｅ ｗ ｃ ｃ ａ ａ ｙｚ ｄ． ｎ ｈ ｏｒｄ ｒ ｎ ｌ ｅ
ｍｍ×２ ６ｍｍ， 壁 ２ ０ｍｍ。 上层 搅 拌 器 为 ６叶 ６ 离 ０ 板式 搅拌 器 ， 直径 １ ３ ４ｍｍ， 叶尺 寸 １１ ０ｍｍ × ０ 桨 ５
＊
［ 稿 日期 ］２ ０ —０ —２ 收 ０７ ５ ０ ［ 者 简 介］宋 巧梅 （９ ２ ， ，９ ３年 毕 业 于 沈 阳冶 金 专 科 学 校 （ 沈 阳 大 学 ） 属 材 料 与 热 处 理 专 业 ， 于 锦 西 化 作 １６ 一） 女 １ ８ 现 金 现
６ ％～７ ％ 。未 反应 的 氯乙烯 经冷凝 返 回氯 乙烯储 ０ （ ）
ｌ 本 体 法 氯 乙 烯 聚 合 设 备
本 体法 氯 乙烯 聚合分 两步 ： 首先 预 聚合 ， 然后再 聚合 。 预 聚合 在预 聚合 釜 中进 行 。３ Ｏｍ 预 聚 合 釜 釜 径３０ ０ ｍｍ， 筒 高 ３ ４ ０ ｍｍ， 挡 板 ４—３ ８ ０ ０ 直 ６ 平 ３
氯 乙烯本 体 聚合生 产工 艺是 法 国圣 一戈班公 司 （ Ｓ 首先 实现 工业 化 的［ 。本体 法氯 乙烯 聚合 主 Ｐ Ｇ） １ ］ 要分 两 步进行 ： ①把 氯 乙烯单 体加 入预 聚合 釜 ， 在引 发剂 作 用 下 ， ２ ｎ时 停止 聚合 反 应 ， 约 ０ｍｉ 生成 部 分 Ｐ Ｃ， 乙烯 转 化 率 为 ７ ～ １ ％ 。② 以 此 为 种 子 Ｖ 氯 ％ ２ 加入 聚合 釜 ， 补充加 入 氯乙烯 单体 和引发 剂 ， ５ 于４ ～ ６） （℃继续 聚合 ８ｈ左右 反 应结 束 ， 乙 烯转 化 率 为 氯
性能 。
［ 图 分类 号 ］Ｔ ２ ． ； Ｑ０ １３ 中 Ｑ３ ５３ Ｔ ５ ．
Ｉ 献 标 识 码 ］Ａ Ｘ
［ 章 编 号 ］１０ —７ ３ （ ０ ７０ —０ ３ —０ 文 ０ ９ ９ ７２ ０ ）６ ０ ４ ３
Ａ ｎ ｌ ｓｓｏ ｈ ｔｒ ｉ ｘ ｅ ｉ ｅ ｔ ｎ ｔ ｅ ｐｏ ｙ ｅ ｉｅ ａ ｙ ｉ ｎ ｔ ｅ ｓ ｉｒｎｇ ｅ ｐ ｒｍ ｎ ｓｏ ｈ ｌ ｍ ｒ ｚ ｒ ｆ ｒ ｔ ｅ ｂ ｌ ｏ ｙ ｅ ｉａ ｉ ｎ ｏ ｉ ｙ ｈ ｏ ｉ ｅ ｏ ｈ ｕ ｋ ｐ ｌ ｍ ｒｚ ｔｏ ｆｖ ｎ ｌｃ ｌ ｒｄ
总生产 能力 的 ７ ～８ ， ％ ％ 具有 很 高 的技 术 开 发价 值 和市场 生产潜 力 。
通过 搅 拌 冷模 试 验 ， 究 预 聚合 釜 和 聚合 釜 的 研
搅 拌 特性 和搅 拌流 动 状 态 ， 应 用 激 光测 速 仪 研 究 并
聚合 釜 的搅 拌 流场 特性 ， 便可 以运 用搅拌 放 大准则 ， 开发设 计本 体 法氯 乙烯 聚合釜 。
（ 西化 工机械 （ 团） 限责任 公 司 ， 宁 葫芦 岛 １ ５ ０ ） 锦 集 有 辽 ２ ０ １
［ 键 词 ］本 体 聚 合 ； Ｖ 聚 合 釜 ； 拌 试 验 关 Ｐ Ｃ； 搅 ［ 摘 要 ］通 过 试 验 研 究 了搅 拌 器 功 率 特 性 和 流 动 状 态 ， 析 了本 体 法 氯 乙烯 聚 合 的预 聚 合 釜 和 聚 合 釜 的搅 拌 分