CN106065041A - 一种合成聚醋酸乙烯酯的方法及其装置 - Google Patents

一种合成聚醋酸乙烯酯的方法及其装置 Download PDF

Info

Publication number
CN106065041A
CN106065041A CN201610535038.8A CN201610535038A CN106065041A CN 106065041 A CN106065041 A CN 106065041A CN 201610535038 A CN201610535038 A CN 201610535038A CN 106065041 A CN106065041 A CN 106065041A
Authority
CN
China
Prior art keywords
initiator
polymerization
methanol
polyvinyl acetate
polymerized
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610535038.8A
Other languages
English (en)
Inventor
乔玉华
徐勇彪
姜维
程瑞平
姚凌峰
朱文峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
INNER MONGOLIA SHUANGXIN ENVIRONMENT-FRIENDLY MATERIAL Co Ltd
Original Assignee
INNER MONGOLIA SHUANGXIN ENVIRONMENT-FRIENDLY MATERIAL Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by INNER MONGOLIA SHUANGXIN ENVIRONMENT-FRIENDLY MATERIAL Co Ltd filed Critical INNER MONGOLIA SHUANGXIN ENVIRONMENT-FRIENDLY MATERIAL Co Ltd
Priority to CN201610535038.8A priority Critical patent/CN106065041A/zh
Publication of CN106065041A publication Critical patent/CN106065041A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F118/00—Homopolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an acyloxy radical of a saturated carboxylic acid, of carbonic acid or of a haloformic acid
    • C08F118/02—Esters of monocarboxylic acids
    • C08F118/04—Vinyl esters
    • C08F118/08—Vinyl acetate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/18—Stationary reactors having moving elements inside
    • B01J19/1812—Tubular reactors
    • B01J19/1818—Tubular reactors in series
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J4/00—Feed or outlet devices; Feed or outlet control devices
    • B01J4/001—Feed or outlet devices as such, e.g. feeding tubes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00—Processes of polymerisation
    • C08F2/01—Processes of polymerisation characterised by special features of the polymerisation apparatus used
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F4/00—Polymerisation catalysts
    • C08F4/28—Oxygen or compounds releasing free oxygen
    • C08F4/32—Organic compounds
    • C08F4/34—Per-compounds with one peroxy-radical

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)

Abstract

本发明公开了一种合成聚醋酸乙烯酯的方法，包括以下步骤：引发剂溶液的配制；用氮气置换装置对聚合反应釜置换，然后加入VAC、甲醇，打开搅拌装置、冷凝回流装置；向反应釜内加入过氧化物引发剂与甲醇的混合溶液；取样送至分析室检验；所述过氧化物引发剂的化学分子式为C9H12O3。一种合成聚醋酸乙烯酯的装置，包括通过管道依次连接的引发剂配置槽、引发剂送出泵、引发剂储槽、引发剂加料泵、预热器、聚合一釜、聚合一釜送出泵、聚合二釜、聚合二釜送出泵，所述引发剂配置槽中配置上述过氧化物引发剂与甲醇的混合溶液。本发明能够合成分子量在15万以上的聚醋酸乙烯酯，聚合物的聚合度分布较为均匀，聚合物转化率较高，适合聚乙烯醇的工业化生产。

Description

一种合成聚醋酸乙烯酯的方法及其装置
技术领域
本发明涉及一种合成量聚醋酸乙烯酯的方法及其装置。
背景技术
PVA行业聚合工序是以醋酸乙烯(VAC)为单体，以偶氮二异丁腈(AZN)作引发剂，甲醇作溶剂，采用连续部分溶液聚合方法来生产聚醋酸乙烯甲醇溶液，采用偶氮类引发剂作为聚合反应的引发剂，引发剂的活性较低，产生的自由基太少，用来引发单体聚合的活性点少，单体不能被充分引发聚合，得到的聚合物分子链短，相对分子量小，单独使用高活性引发剂虽可提高聚合平均速率、缩短聚合时间，但会出现聚合前中期聚合速率过大、后期聚合速率显著降低的弊端。聚合前中期聚合速率过大，反应放热随之增大，当反应放热大于聚合釜传热能力时，就会出现聚合温度失控，这使得聚合物分子量分布不均匀，严重时出现爆聚。单独使用低活性引发剂，聚合诱导期长，聚合速率低，聚合时间延长，而且残留引发剂量大，影响聚合物质量。当引发剂活性适宜时，聚合速率均匀，能有效利用聚合釜的传热能力，缩短聚合时间，同时聚合反应结束后，引发剂残留量少，对提高聚合物热稳定性有利。因此找到一种用于合成高分子两聚醋酸乙烯酯的引发剂对生产高分子量的聚醋酸乙烯酯将具有深远的意义。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种合成聚醋酸乙烯酯的方法及其装置，能够合成分子量在15万以上的聚醋酸乙烯酯。
为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种合成聚醋酸乙烯酯的方法，包括以下步骤：
1）引发剂溶液的配制：将过氧化物引发剂与甲醇按照0.012-0.014%：1的比例配制溶液，搅拌均匀，温度控制在＜0℃；
2）用氮气置换装置对聚合反应釜置换20-40min，置换合格后向反应釜中以4000-8000L/h的投料量加入VAC、以390-780 L/h的投料量加入甲醇，打开搅拌装置，调节转速为60-100r/min，并打开冷凝回流装置；
3）打开低温恒温槽循环水，温度达到65℃，向反应釜内以157-313L/h的流速加入过氧化物引发剂与甲醇的混合溶液，反应釜内开始发生聚合反应并逐渐出现大量气泡；
4）加热至65℃开始计时，反应3.5-4.5小时后，取样送至分析室检验；
其中，所述过氧化物引发剂的化学分子式为C9H12O3，其结构式为：
所述过氧化物引发剂的基本性质如下表：
所述过氧化物引发剂的主要指标如下表：
进一步的，在步骤2）和3）中，所述含有过氧化物引发剂的甲醇溶液与醋酸乙烯经预热器预热后在聚合釜中发生聚合反应，聚合前期需要用聚合釜的夹套进行加热，聚合反应正常后可关闭夹套利用反应自身的放出的热量引发反应。
在步骤3）中，所述聚合反应的引发机理如下：
3.1）链引发
3.2）链增长
3.3）链终止
一种合成聚醋酸乙烯酯的装置，包括通过管道依次连接的引发剂配置槽（1）、引发剂送出泵（2）、引发剂储槽（3）、引发剂加料泵（4）、预热器（5）、聚合一釜（6）、聚合一釜送出泵（7）、聚合二釜（8）、聚合二釜送出泵（9），所述引发剂配置槽（1）中配置上述过氧化物引发剂与甲醇的混合溶液。
进一步的，所述聚合一釜送出泵（7）出口通过管道与所述聚合一釜（6）上部进口相连通。
进一步的，所述聚合二釜送出泵（9）出口通过管道与所述聚合二釜（8）上部进口相连通。
本发明的有益效果：本发明能够合成分子量在15万以上的聚醋酸乙烯酯，该发明在实际生产中能够有效控制反应速度，聚合物的聚合度分布较为均匀，聚合物转化率较高，产品质量控制稳定，适合聚乙烯醇的工业化生产。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例所述的一种合成聚醋酸乙烯酯的装置的结构示意图。
图中：
1、引发剂配置槽；2、引发剂送出泵；3、引发剂储槽；4、引发剂加料泵；5、预热器；6、聚合一釜；7、聚合一釜送出泵；8、聚合二釜；9、聚合二釜送出泵。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
1.在实验室内采用醋酸乙烯溶液聚合方法，在恒温条件下进行。实验室合成规模按500mL反应釜、500L反应釜逐级进行。
2.实验仪器：
玻璃反应釜、小型聚合釜、恒温水浴槽、电子天平、氮气及通氮装置、恒温水浴槽、温度记录仪、搅拌器、乳胶管、玻璃仪器等。
3.化学试剂：
醋酸乙烯（工业级）、甲醇（工业级）、过氧化物引发剂（工业级）。
4.实验步骤：
4.1）引发剂溶液的配制：将过氧化物引发剂与甲醇按照0.012%：1的比例配制溶液，搅拌均匀，温度控制在＜0℃；
4.2）用氮气置换装置对聚合反应釜置换30min，置换合格后向500ml反应釜中加入300mlVAC、加入33ml甲醇，打开搅拌装置，调节转速为80r/min，并打开冷凝回流装置；
4.3）打开低温恒温槽循环水，温度达到65℃，向反应釜内以2.4ml/min的流速加入11.74 ml的过氧化物引发剂与甲醇的混合溶液，5分钟内加入完毕，反应釜内开始发生聚合反应并逐渐出现大量气泡；
4.4）加热至65℃开始计时，反应4小时后，取样送至分析室检验；分析结果见下表1。
表1 实验室逐级放大实验产品检测结果表
其中，所述过氧化物引发剂的化学分子式为C9H12O3，其结构式为：
在步骤2）和3）中，所述含有过氧化物引发剂的甲醇溶液与醋酸乙烯经预热器预热后在聚合釜中发生聚合反应，聚合前期需要用聚合釜的夹套进行加热，聚合反应正常后可关闭夹套利用反应自身的放出的热量引发反应。
实施例2
1.工业化生产采用绝热釜式反应器，合成规模按25000L/釜。
2.设备
引发剂配制槽（7m³）、聚合反应釜（25m³）、预热器、温度记录仪、氮气及通氮装置等。
3.化学试剂
醋酸乙烯（工业级）、甲醇（工业级）、过氧化物引发剂（工业级）。
4.实验步骤：
4.1）将过氧化物引发剂与甲醇按照0.012%：1的比例配制溶液，搅拌均匀，温度控制在＜0℃；
4.2）用氮气置换装置对聚合反应釜置换30min，置换合格后向反应釜中以4000 L/h的投料量加入VAC、以436L/h的投料量加入甲醇，打开搅拌装置，调节转速为80r/min，并打开冷凝回流装置；
4.3）打开低温恒温槽循环水，温度达到60℃，向反应釜内以157L/h的流速加入过氧化物引发剂与甲醇的混合溶液，反应釜内开始发生聚合反应并逐渐出现大量气泡；
4.4）加热至65℃开始计时，反应3.5小时后，取样送至分析室检验；分析结果见下表2。
表2 检测结果表
其中，所述过氧化物引发剂的化学分子式为C9H12O3，其结构式为：
在步骤4.2）和4.3）中，所述含有过氧化物引发剂的甲醇溶液与醋酸乙烯经预热器预热后在聚合釜中发生聚合反应，聚合前期需要用聚合釜的夹套进行加热，聚合反应正常后可关闭夹套利用反应自身的放出的热量引发反应。
实施例3
1.工业化生产采用绝热釜式反应器，合成规模按50000L/釜。
2.设备
引发剂配制槽（10m³）、聚合反应釜（50m³）、预热器、温度记录仪、氮气及通氮装置等。
3.化学试剂
醋酸乙烯（工业级）、甲醇（工业级）、过氧化物引发剂（工业级）。
4.实验步骤：
4.1）将过氧化物引发剂与甲醇按照0.012%：1的比例配制溶液，搅拌均匀，温度控制在＜0℃；
4.2）用氮气置换装置对聚合反应釜置换30min，置换合格后向反应釜中以8000 L/h的投料量加入VAC、以873L/h的投料量加入甲醇，打开搅拌装置，调节转速为80r/min，并打开冷凝回流装置；
4.3）打开低温恒温槽循环水，温度达到65℃，向反应釜内以313L/h的流速加入过氧化物引发剂与甲醇的混合溶液，反应釜内开始发生聚合反应并逐渐出现大量气泡；
4.4）加热至65℃开始计时，反应4.5小时后，取样送至分析室检验，分析结果见下表3。
表3 检测结果表
其中，所述过氧化物引发剂的化学分子式为C9H12O3，其结构式为：
在步骤4.2）和4.3）中，所述含有过氧化物引发剂的甲醇溶液与醋酸乙烯经预热器预热后在聚合釜中发生聚合反应，聚合前期需要用聚合釜的夹套进行加热，聚合反应正常后可关闭夹套利用反应自身的放出的热量引发反应。
如图1所示，一种合成聚醋酸乙烯酯的装置，包括通过管道依次连接的引发剂配置槽1、引发剂送出泵2、引发剂储槽3、引发剂加料泵4、预热器5、聚合一釜6、聚合一釜送出泵7、聚合二釜8、聚合二釜送出泵9，所述引发剂配置槽1中配置上述过氧化物引发剂与甲醇的混合溶液。
所述聚合一釜送出泵7出口通过管道与所述聚合一釜6上部进口相连通。
所述聚合二釜送出泵9出口通过管道与所述聚合二釜8上部进口相连通。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，本发明能够用于合成分子量在30万以上的聚醋酸乙烯酯，该发明在实际生产中能够有效控制反应速度，聚合物的聚合度分布较为均匀，聚合物转化率较高，产品质量控制稳定，适合聚乙烯醇的工业化生产；采用所述过氧化物做醋酸乙烯酯的引发剂，保持体系中自由基浓度在一平稳水平，使聚合一釜聚合率达到36%，聚合二釜聚合率达到63%，聚合反应速率得到有效控制，可有效的提高聚合物的分子量；过氧化物引发剂用量仅是传统偶氮类引发剂（AZN）用量的1/3，而这种过氧化物引发剂在产品中的残留量更低。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种合成聚醋酸乙烯酯的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）引发剂溶液的配制：将过氧化物引发剂与甲醇按照0.012-0.014%：1的比例配制溶液，搅拌均匀，温度控制在＜0℃；
2）用氮气置换装置对聚合反应釜置换20-40min，置换合格后向反应釜中以4000-8000L/h的投料量加入VAC、以390-780 L/h的投料量加入甲醇，打开搅拌装置，调节转速为60-100r/min，并打开冷凝回流装置；
3）打开低温恒温槽循环水，温度达到65℃，向反应釜内以157-313L/h的流速加入过氧化物引发剂与甲醇的混合溶液，反应釜内开始发生聚合反应并逐渐出现大量气泡；
4）加热至65℃开始计时，反应3.5-4.5小时后，取样送至分析室检验；
其中，所述过氧化物引发剂的化学分子式为C9H12O3，其结构式为：
。
2.根据权利要求1所述的合成聚醋酸乙烯酯的方法，其特征在于，在步骤2）和3）中，所述含有过氧化物引发剂的甲醇溶液与醋酸乙烯经预热器预热后在聚合釜中发生聚合反应，聚合前期需要用聚合釜的夹套进行加热，聚合反应正常后可关闭夹套利用反应自身的放出的热量引发反应。
3.一种权利要求1所述的合成聚醋酸乙烯酯的装置，其特征在于，包括通过管道依次连接的引发剂配置槽（1）、引发剂送出泵（2）、引发剂储槽（3）、引发剂加料泵（4）、预热器（5）、聚合一釜（6）、聚合一釜送出泵（7）、聚合二釜（8）、聚合二釜送出泵（9），所述引发剂配置槽（1）中配置上述过氧化物引发剂与甲醇的混合溶液。
4.根据权利要求3所述的合成聚醋酸乙烯酯的装置，其特征在于，所述聚合一釜送出泵（7）出口通过管道与所述聚合一釜（6）上部进口相连通。
5.根据权利要求4所述的合成聚醋酸乙烯酯的装置，其特征在于，所述聚合二釜送出泵（9）出口通过管道与所述聚合二釜（8）上部进口相连通。
CN201610535038.8A 2016-07-06 2016-07-06 一种合成聚醋酸乙烯酯的方法及其装置 Pending CN106065041A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610535038.8A CN106065041A (zh) 2016-07-06 2016-07-06 一种合成聚醋酸乙烯酯的方法及其装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610535038.8A CN106065041A (zh) 2016-07-06 2016-07-06 一种合成聚醋酸乙烯酯的方法及其装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106065041A true CN106065041A (zh) 2016-11-02

Family

ID=57206537

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610535038.8A Pending CN106065041A (zh) 2016-07-06 2016-07-06 一种合成聚醋酸乙烯酯的方法及其装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106065041A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109651538A (zh) * 2017-10-12 2019-04-19 中国石油化工集团公司 一种生产聚乙烯醇的装置及方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102863571A (zh) * 2011-07-07 2013-01-09 中国石油化工集团公司 一种聚醋酸乙烯酯的制备方法
CN104497192A (zh) * 2014-12-12 2015-04-08 安徽皖维高新材料股份有限公司 一种能快速溶解的pva树脂的制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102863571A (zh) * 2011-07-07 2013-01-09 中国石油化工集团公司 一种聚醋酸乙烯酯的制备方法
CN104497192A (zh) * 2014-12-12 2015-04-08 安徽皖维高新材料股份有限公司 一种能快速溶解的pva树脂的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
主编：韦军、副主编：刘方: "《高分子合成工艺学》", 27 February 2011, 华东理工大学出版社 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109651538A (zh) * 2017-10-12 2019-04-19 中国石油化工集团公司 一种生产聚乙烯醇的装置及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN208218740U (zh) 丙烯聚合组合评价装置
CN103896510B (zh) 具有高分散性和高保坍性的聚羧酸减水剂及其制备方法
CN101121771A (zh) 丙烯酰氧基烷氧基硅烷改性的丙烯酸酯共聚乳液及其制备方法和应用
CN106317334A (zh) 接枝改性超高分子量超细丙烯聚合物及其固相接枝方法
CN101006106A (zh) 制备(甲基)丙烯酸酯浆料的方法
CN102093505B (zh) 一种星形聚合物的制备方法
CN106103501A (zh) 氯化氯乙烯类树脂的制造方法
CN109485784A (zh) 一种微反应器合成聚丙烯酸酯无皂乳液的方法
CN104910299A (zh) 一种聚异丁烯丁二酸酐的制备方法
CN106065041A (zh) 一种合成聚醋酸乙烯酯的方法及其装置
CN104356292B (zh) 一种阳离子聚丙烯酰胺水乳液产品的制备方法
CN106631694B (zh) 一种2,2,3,3-四氟丙醇的制备方法
CN106519143A (zh) 一种星型聚羧酸减水剂的制备方法
CN103304714A (zh) 速溶的超高分子量聚丙烯酰胺干粉的制备方法
CN101864040A (zh) 丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯腈接枝共聚物的制备方法
CN106749973A (zh) 一种聚羧酸减水剂的连续化生产设备及生产方法
CN213977502U (zh) 羟基丙烯酸树脂的连续生产装置
Bouvier‐Fontes et al. Cross‐linking emulsion copolymerization of butyl acrylate with diallyl maleate
CN103923247A (zh) 一种苯乙烯-马来酸酐共聚物的生产工艺
CN106065053A (zh) 一种超支化聚二乙烯基苯多臂共聚物的合成方法
CN112063340A (zh) 一种溶剂型丙烯酸酯类压敏胶的制备方法
CN101405308B (zh) 制备氯乙烯（共）聚合物的连续方法
JPS59108002A (ja) ビニル化合物重合体の製造方法
Shoaf et al. Batch and continuous emulsion copolymerization of ethyl acrylate and methacrylic acid
CN106905462B (zh) 一种分散剂及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20161102