CN1435436A - 本体聚氯乙烯三步法生产工艺 - Google Patents

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现有的本体聚合工艺是二步法生产工艺，完成聚合反应后，对聚氯乙烯物料的脱气处理工序仍然要在聚合反应釜内完成，致使生产周期长、设备利用率低、聚氯烯产量低。本发明提供的本体聚氯乙烯三步法生产工艺，特征是：聚合反应釜内完成聚合反应后，即将物料放装到后处理器中单独进行聚氯乙烯与氯乙烯的分离。这样聚合反应釜可以再次装料，继续进行聚合反应，因而大大缩短了生产周期，提高了设备利用率，有效地提高了本体聚氯乙烯产品质量和产量。

Description

本体聚氯乙烯三步法生产工艺
技术领域
本发明涉及氯乙烯聚合反应工艺，确切说涉及一种用氯乙烯本体法生产聚氯乙烯的工艺方法。
背景技术
目前，国际上生产聚氯乙烯PVC的方法有以下几种：悬浮法、乳液法、溶液法和本体法。而采用最多的是悬浮法。本体法虽然是最佳的聚合方法。但是由于在目前的研究中，本体法耗能大、设备制造难度大，成本还较悬浮法高，因此近年来本体法的发展速度放慢了，几乎近于停滞状态。但是，由于本体法PVC生产工艺和悬浮相比，不加水、助剂用量少，属于环保清洁生产工艺，具有流程短，产量质量方面也较悬浮法PVC有优势，所以一旦本体法聚氯乙烯PVC工艺中耗能和简化设备制造要求方面取得突破，使本体聚合成本与悬浮法接近，无疑本体法将取代悬浮法，使聚氯乙烯行业产生一个飞跃。然而，现有的本体聚合工艺是二步法生产工艺，即将液态氯乙烯加引发剂，在预聚合釜中加热加压，使之部分氯乙烯聚合成聚氯乙烯作为种子液，然后将种子液放入聚合反应釜内再加入氯乙烯与引发剂反应料，搅拌混合，加热加压使之在聚合反应釜中完成聚合反应。之后，须将反应产物聚氯乙烯及未反应的液态氯乙烯分离，即对聚合反应釜内的聚氯乙烯进行脱气。由于现在用的二步法工艺是将对聚氯乙烯的脱气处理工序，放在同一聚合反应釜中完成的，致使生产周期长，设备利用率低、聚氯乙烯产品的产量也低。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种缩短本体聚氯乙烯生产周期，提高现有设备利用率，提高聚氯乙烯产量的本体聚氯乙烯三步法生产工艺。
本体聚氯乙烯三步法生产工艺，由液态氯乙烯及引发剂在预聚合釜中产生含有聚氯乙烯的种子液的预聚合反应工序，将聚氯乙烯种子液、氯乙烯和引发剂反应料放入聚合反应釜中的聚合反应工序，及将反应产物聚氯乙烯与未反应的氯乙烯相分离的聚氯乙烯脱气工序所组成，其特征在于：所述的将反应产物聚氯乙烯与未反应的氯乙烯相分离的聚氯乙烯脱气工序，是将在聚合反应釜中完成聚合反应后的物料，放装和/或/采用密压输送到与聚合反应釜出料口连接的新增设的后处理器中，单独进行聚氯乙烯脱气的第三步工艺。
本发明所述的在后处理器中单独进行聚氯乙烯脱气的第三步工序，依序由氯乙烯气体冷凝液化排出、氯乙烯气体排出、氯乙烯真空脱气排出和氯乙烯水蒸汽排出四个步骤组成。氯乙烯气体液化排出，是后处理器内的压力在高于3kg/cm2阶段时，通过加热、搅拌使吸咐在聚氯乙烯粉粒间的氯乙烯气体，经装在后处理器上的过滤器过滤后，由排出管导入冷凝器将其冷却成冷凝液，排入氯乙烯贮液槽；氯乙烯气体排出，是当后处理器内的压力降低到低于3kg/cm2至高于1kg/cm2阶段时，使其内的氯乙烯气体经过滤器过滤后，由连接管道直接排入氯乙烯气柜；氯乙烯真空脱气排出，是当后处理器内的压力降低到小于1kg/cm2至大于0.1kg/cm2阶段时，使其内的氯乙烯气体经过滤器过滤后，用真空泵将其打入氯乙烯气柜；当后处理器内的压力降到-0.88kg/cm2阶段时，真空脱气已失效，而采用的由后处理器底部向腔体内注入水蒸汽，将稀薄的氯乙烯气体排出，使聚氯乙烯产物中氯乙烯的含量达到5PPM以下。然后出料经筛分包装成本体聚氯乙烯成品。
本发明的优点于：与二步法工艺不同，本发明的三步法工艺，由于在聚合反应釜中完成聚合反应后，其物料不继续在本釜中完成脱气，而是将物料转移到后处理器中去完成脱气分离工序，因而在后处理器进行脱气时，就可以使已闲置起来的聚合反应釜，再次进料继续进行聚合反应，这就大大地提高了设备的利用率，缩短了生产周期，有效地提高了本体聚氯乙烯的产量。
附图说明图1为本发明三步法工艺原理图图2为本体聚氯乙烯三步法生产设备及工艺流程图图中标记：1为预聚合釜，2为冷凝器，3为阀门，4为氯乙烯液料输入管，5为搅拌器，6为冷水管，7为热水管，8为预聚合釜出料口，9为输料管阀门，10为聚合反应釜，11为冷凝器，12为具有夹层套内通冷水的螺旋搅拌器，13为聚合反应釜底部搅拌器，14为过滤器，15为阀门，16为用于连通聚合反应釜与后处理器间的压力平衡管，17为聚合反应釜卸料口，18为阀门，19为氯乙烯排出管，20为冷凝器，21为后处理器，22为螺旋搅拌器，23为过滤器，24为氯乙烯排出管，25为后处理器出料口，26为真空泵，27、28为氯乙烯排出管，29为泵，30为氯乙烯贮液槽，31为氯乙烯液料输入管，32、33为排气阀，34为水蒸汽入口，35为80℃热水入口，36为热水出口。
具体实施方式
本体聚氯乙烯三步法生产设备及工艺：
主要设备为预聚合釜1、聚合反应釜10和后处理器21。该生产工艺过程为：将在5kg/cm2压力状态下的液态氯乙烯，用泵29经输入管4、阀门3泵入预聚合釜1，进料约17吨，加入万分之四的引发剂，在搅拌器5的搅拌下，由热水管7往预聚合釜壳体夹套内注入80℃热水，使该釜内温度升到68℃，压力12kg/cm2，由预聚合釜1顶上的冷凝器2带走聚合反应所放出的聚合热，用预聚合釜壳体夹套内的水温调节釜内温度和压力，反应10-15分钟后，通过出料口8，输料管及其上的阀门9将该釜内物料放入聚合反应釜10内，完成了三步法工艺的第一步工序；在预聚合反应前，聚合反应釜10内，已有了15吨的氯乙烯，并投入了万分之四的引发剂，该氯乙烯是由泵29将贮槽30中的液态氯乙烯经输入管31泵入的，与预聚合反应完成后送入的种子物料相混合，共32-34吨，并在聚合反应釜壳体夹层中通入由热水管注入的80℃的热水，在加热物料的同时用搅拌器12与底部搅拌器13进行搅拌，使物料温度压力均匀，直到使聚合反应釜10内的压力升到7.8-12.6kg/cm2，此时聚合反应所放出的聚合热，被聚合反应釜10壳体夹层内注入的冷却水、螺旋搅拌器12其螺旋叶片夹层内的冷却水和釜顶冷凝器11带走；当反应压力超过一定值时，则由过滤器14经排出管19、冷凝器20排压至氯乙烯单体贮液槽30；反应进行了2.1小时至3.1小时后，反应釜10内的氯乙烯已有60％左右转化为聚氯乙烯固体颗粒，反应釜10内的压力开始下降，此时聚合反应结束；打开排液阀32，聚合反应釜10内的液态氯乙烯经过滤器14、排出管19、由冷凝器20排入贮液槽30；当反应釜10内压力降至5kg/cm2时，关闭排气阀33，打开阀门15，聚合反应釜内的气体经平衡管16进入后处理器21，使聚合反应釜与后处理器的压力达到平衡，打开卸料口17，在重力作用下，聚合反应釜10内的聚氯乙烯物料流入后处理器21，放料完毕，关闭卸料口17，关闭平衡管16上的阀门15，聚合反应釜10内物料已空，可以进行下一批物料生产。
第三步工序是：先用后处理器壳体夹层上的热水管35往夹层中通80℃热水，对后处理器21内的氯乙烯进行加热，同时用螺旋搅拌器22对其搅动，使吸咐在物料粉粒间的氯乙烯气体被释放出来，经过滤器23、排出管24、19、进入冷凝器20，经冷却液化后排入贮液槽30；当压力降低到1kg/cm2时，后处理器21中的氯乙烯经过滤器23、排出管28、27、排入氯乙烯气柜；当压力低于0.2kg/cm2时，后处理器21中的氯乙烯经过滤器23，排出管28、27由真空泵26打入气柜；当压力达到-0.88kg/cm2时，停止真空泵26抽真空，并从底部水蒸汽入口34往腔体内通水蒸汽，使剩余的稀薄氯乙烯气被水蒸汽带出，致使后处理器内聚氯乙烯产物中的氯乙烯含量在5PPM以下，再打开出料口25出料，经筛分、包装成为本体聚氯乙烯成品。
本发明的本体聚氯乙烯三步法生产工艺，可使聚合反应釜10的生产周期从7.5小时缩短到4.5-5小时，节约了生产周期2.5-3小时，产量由年产量2万吨提高到2.8万吨。同时，由于三步法工艺对后处理器的技术要求条件，比二步法工艺对聚合反应釜的技术要求条件低，因而后处理器的制造成本大大低于聚合反应釜的制造价格。

Claims (6)

1、本体聚氯乙烯三步法生产工艺，由液态氯乙烯及引发剂在预聚合釜(1)中产生含有聚氯乙烯的种子液的预聚合反应工序，将聚氯乙烯种子液、氯乙烯和引发剂反应料放入聚合反应釜(10)中的聚合反应工序，及将反应产物聚氯乙烯与未反应的氯乙烯相分离的聚氯乙烯脱气工序所组成，其特征在于：所述的将反应产物聚氯乙烯与未反应的氯乙烯相分离的聚氯乙烯脱气工序，是将在聚合反应釜(10)中完成聚合反应后的物料，放装到与聚合反应釜出料口(17)连接的新增设的后处理器(21)中，单独进行聚氯乙烯脱气的第三步工艺。
2、按照权利要求1所述的本体聚氯乙烯三步法生产工艺，其特征在于：在后处理器(21)中单独进行聚氯乙烯脱气的第三步工序，依序由氯乙烯气体液化排出、氯乙烯气体排出、氯乙烯真空脱气排出和氯乙烯水蒸汽排出四个步骤组成。
3、按照权利要求2所述的本体聚氯乙烯三步法生产工艺，其特征在于：氯乙烯气体液化排出，是后处理器(21)内的压力在高于3kg/cm2阶段时，通过加热、搅拌器(22)搅拌，使吸咐在聚氯乙烯粉粒间的氯乙烯气体，经装在后处理器(21)上的过滤器(23)过滤后，由排出管(24)(19)导入冷凝器(20)将其冷却成冷凝液，排入氯乙烯贮液槽(30)。
4、按照权利要求2所述的本体聚氯乙烯三步法生产工艺，其特征在于：氯乙烯气体排出，是当后处理器(21)内的压力降低到低于3kg/cm2至高于·1kg/cm2阶段时，使其内的氯乙烯气体经过滤器(23)过滤后，由连接管道(28)、(27)直接排入氯乙烯气柜。
5、按照权利要求2所述的本体聚氯乙烯三步法生产工艺，其特征在于：氯乙烯真空脱气排出，是当后处理器(21)内的压力降低到小于1kg/cm2至大于0.1kg/cm2阶段时，使其内的氯乙烯气体经过滤器(23)过滤后，通过连接管道(28)、(27)用真空泵(26)将其打入氯乙烯气柜。
6、按照权利要求2所述的本体聚氯乙烯三步法生产工艺，其特征在于：氯乙烯水蒸汽排出，是当后处理器(21)内的压力降到-0.88kg/cm2阶段时，真空脱气已失效，而采用的由后处理器(21)底部水蒸汽入口(34)向腔体内注入水蒸汽，将稀薄的氯乙烯气体排出，使聚氯乙烯产物中氯乙烯的含量达到5PPM以下。
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