淺析通過改良聚合配方提高聚合收率

袁勇

摘要：文章分析了江蘇金浦北方氯堿化工有限公司聚氯乙烯樹脂生產(chǎn)中聚合配方選用對(duì)聚合收率的影響，通過改良聚合配方提高聚合收率，以達(dá)到提高企業(yè)效益的目的。

關(guān)鍵詞：聚合釜；VCM；水油比；二次注水；體積收縮

中圖分類號(hào)：TQ320.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-8937（2011）22-0184-01

在聚氯乙烯樹脂生產(chǎn)中聚合配方的設(shè)計(jì)對(duì)于聚合反應(yīng)的影響很大，適宜的生產(chǎn)配方不僅保證聚合反應(yīng)的正常進(jìn)行與獲得質(zhì)量?jī)?yōu)良的產(chǎn)品，而且也是降低消耗定額與降低生產(chǎn)成本的手段之一。而配方中的水油比又是聚合反應(yīng)中非常重要的一個(gè)因素。

在懸浮聚合中，水是分散和傳熱介質(zhì)，水油比是指投料時(shí)水對(duì)單體的重量比。一般水油比大對(duì)單體的分散和聚合釜的傳熱有利，反應(yīng)易于控制，但為了提高聚合釜的設(shè)備利用率，提高聚合收率，生產(chǎn)上盡可能的采用小的水油比。但水油比也不能太小，因?yàn)榫酆戏磻?yīng)是個(gè)體積收縮的反應(yīng)，一旦反應(yīng)體系過于粘稠，不利于聚合反應(yīng)熱的移出，容易發(fā)生反應(yīng)后期溫度、壓力不易控制、爆聚等安全事故。要解決因水油比改變而影響聚合體系的問題，須對(duì)聚合反應(yīng)選用二次注水工藝。

1注水的目的

在PVC聚合生產(chǎn)中，隨著聚合反應(yīng)的進(jìn)行，單體變成了聚合物，相對(duì)密度發(fā)生了變化，物料體積收縮。注水可使物料體積恒定，可最大程度的利用聚合釜的傳熱面積，使釜內(nèi)物料體系的粘度不升高，達(dá)到強(qiáng)化傳熱的目的。同時(shí)，不增加釜內(nèi)氣相空間，減少氯乙烯單體（VCM）氣相聚合所造成的粘釜。

2現(xiàn)狀分析

目前聚合進(jìn)料是將配方中所需的17 m3的水一次性投入聚合釜內(nèi)，無二次注水工藝，這樣聚合反應(yīng)雖傳熱效果較好，生產(chǎn)易于控制，但聚合收率太低，一直在8 t/釜左右徘徊，不利于提高聚合生產(chǎn)能力。

3突出重點(diǎn)，制定措施

針對(duì)聚合收率一直徘徊在8 t/釜左右的現(xiàn)實(shí)狀況，我們決定采用新的操作工藝，通過二次注水技術(shù)，將進(jìn)一步縮小聚合水油比，提高單釜產(chǎn)量，具體措施如下：

①將原來一次性投入的17 m3的無離子水改為投入16m3，單體也由原來的10 m3改投為10.5～11 m3，聚合釜總的填料系數(shù)沒變，但水油比降低了，單釜生產(chǎn)能力增強(qiáng)了。

②聚合反應(yīng)2h時(shí)后，開始通過釜上自動(dòng)控制系統(tǒng)往釜內(nèi)注水，注水流量為500 l/h，直至反應(yīng)結(jié)束，總的注水量為2 m3。有效的解決了因聚合體積收縮，粘度增大，液相體積減少，導(dǎo)致有效傳熱面積縮小，反應(yīng)熱難以移出的問題。

4改良后的效果

經(jīng)過近六個(gè)月的實(shí)施驗(yàn)證，初步斷定我們的工作卓有成效，聚合收率首次達(dá)到8.2 t/釜。

5結(jié)論

在聚氯乙烯樹脂生產(chǎn)配方中水油比是影響PVC樹脂顆粒形態(tài)的一個(gè)至關(guān)重要的因素。從理論上說，水油比為1：1時(shí)便有足夠的自由液體，但聚合成疏松型粒子后，內(nèi)外空隙中和顆粒表面會(huì)吸附相當(dāng)量的水，造成自由流體減少，體系黏度增加，傳熱困難。因此生產(chǎn)疏松型PVC樹脂時(shí)，水油比往往控制在（1.6～2.0）。但根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐可知，其他條件固定的前提下，隨水油比的降低，PVC樹脂的表觀密度會(huì)有所上升。利用聚合中后期可以注入補(bǔ)充水的優(yōu)勢(shì)，確定了合理的水油比，效果理想。

聚合反應(yīng)中途注水技術(shù)已經(jīng)是懸浮法聚氯乙烯生產(chǎn)中不可缺少的環(huán)節(jié)，注入水的控制是在聚合反應(yīng)中進(jìn)行的。根據(jù)轉(zhuǎn)化率的增加而補(bǔ)入一定量的水，以保證總物料體積不變，減少由于聚合反應(yīng)產(chǎn)生的體積收縮而造成傳熱率的降低。因此改良聚合配方中的水油比，更加有效的增加聚合釜的生產(chǎn)能力，才能達(dá)到降低電石消耗，提高聚合收率的目的。

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