聚合工艺培训课件

聚合工序工艺理论培训主要内容一、聚合工序工艺流程简介二、PID工艺流程图简介三、聚合釜工序DCS操作控制画面简介四、聚合工序聚合单元应急处置简介第一部分聚合工艺流程简介我分厂聚合工序采用悬浮70m3聚合的生产工艺，分为四个操作单元：850-供料及回收，851-聚合，852-离心干燥，853-气力输送包装。氯乙烯工序精制氯乙烯单体及配置好的助剂通过加料泵，采用密闭入料方式加入聚合釜，在引发剂、分散剂等助剂作用下，48～62℃聚合成聚氯乙烯浆料，聚氯乙烯浆料经汽提除去残留氯乙烯单体，再经离心机分离离心母液、旋风干燥、气力输送、至包装料仓，包装料仓的PVC粉料经包装机包装、码垛机码垛、叉车下线入库。1、聚合工艺流程概述第一部分聚合工艺流程简介2、聚合工艺流程简图反应监控终止出料釜、槽回收汽提加水和单体混合调整加主分散剂加辅助分散剂混合调整加引发剂离心干燥PVC粉料输送包装入库第一部分聚合工艺流程简介3、产品性质及用途悬浮法聚氯乙烯树脂(简称S-PVC)分子式[CH2-CHCl]nn=500-150O(n为平均聚合度)（1）、产品名称（2）、产品性质外观：白色粉末相对分子质量（分子量）：36870～93750相对密度（比重）：1.35～1.46第一部分聚合工艺流程简介颗粒直径：60～150μm折射率：η＝1.544比热容：0.837～1.465J/(g·℃)(0-100℃)导热系数：0.586KJ/(h·m·℃)软化点：75～85℃毒性:PVC本身为无毒无臭，但残留的VCM则为有毒物质。第一部分聚合工艺流程简介电磁性：PVC具有较好的介电性能，但由于其相邻高分子间有较强的偶极键，故其介电常数及介电损失比非极性及弱极性聚合物高，因此可用作低压≤1000V、中压6～10kV电缆及电缆护套等较为适宜。PVC的电性能在玻璃化温度下比较稳定，超过玻璃化温度就有明显变化。第一部分聚合工艺流程简介热性能：聚氯乙烯（聚氯乙烯（PVC)）没有明显的熔点，在75～85℃时开始软化，加热至130℃以上变成皮革状，同时分解变色，180℃时开始流动，约在200℃以上完全分解，在加压力下，140℃左右即开始流动。第一部分聚合工艺流程简介热老化性能：PVC高聚物在热、紫光及空气中氧气的作用下，会发生降解，释放出HCl，放出的HCl对降解又起催化作用，逐渐形成聚烯烃共扼双键及高分子交联结构，使高聚物颜色发生如下变化:白-微红-粉红-浅黄-褐色-红棕-红黑-黑色(完全烧焦)超过200℃降解的最终产物可以发现有芳香族化合物，如苯但不会得到氯乙烯单体，此：种降解交联使制品机械性能、电性能及化学稳定性能恶化。第一部分聚合工艺流程简介化学性质：聚氯乙烯的化学稳定性较高，除少数有机溶剂外，常温下可耐任何浓度的盐酸，90%以下的硫酸，50%～60%的硝酸及20%以下烧碱溶液，对于盐类相当稳定，使用中应注意温度及介质浓度。第一部分聚合工艺流程简介（3）、产品用途种类物理化学特性用途规格型号国家标准通用型悬浮法聚氯乙烯树脂平均聚合度：1251～1370；黏数：127～135；外观为白色颗粒，表观密度为≧0.40g/ml，颗粒直径在100－190μm，增塑剂吸收（吸油率）≧23g/100gpvc用于生产电缆、电线绝缘层、保护层及氯纶纤维等软制品、蓄电池隔板；25kg/袋SG3GB/T5761-2008通用型悬浮法聚氯乙烯树脂平均聚合度：981～1135；黏数：107～118；外观为白色颗粒，表观密度为≧0.40g/ml，颗粒直径在100－190μm，增塑剂吸收（吸油率）≧17g/100gpvc用于生产硬管、硬片、透明瓶、包装硬软片及塑料印花纸；25kg/袋SG5GB/T5761-2008通用型悬浮法聚氯乙烯树脂平均聚合度：650～740；黏数：73～86；外观为白色颗粒，表观密度为≧0.42g/ml，颗粒直径在100－190μm，增塑剂吸收（吸油率）12－15g/100gpvc用于生产唱片、型材、家电壳体、食品包装及替代有机玻璃制品。25kg/袋SG8GB/T5761-2008第一部分聚合工艺流程简介4、产品质量指标SG—3的粘数135—127名称指标鱼眼个/400cm2≤白度%≥吸油率g≥残留mg/kg筛余物%≤0.25mm筛余物%≤0.063mm杂粒子个数≤表观密度g/ml优等品20782652.095160.45一等品407525102.090300.42合格品907023308.085800.40SG—5的粘数118—107名称指标鱼眼个/400cm2≤白度%≥吸油率g≥残留mg/kg筛余物%≤0.25mm筛余物%≤0.063mm杂粒子个数≤表观密度g/ml优等品20781952.095160.48一等品407517102.090300.45合格品9070-308.085800.42第一部分聚合工艺流程简介SG—8的粘数86—75名称指标鱼眼个/400cm≤白度%≥吸油率g≥残留mg/kg筛余物%≤0.25mm筛余物%≤0.063mm杂粒子个数≤表观密度g/ml优等品30751252.095200.50一等品5070-102.090400.45合格品9070-308.085800.424、产品质量指标1）、分散剂：聚乙烯醇（PVA）不同牌号PVA分散剂质量指标2）、引发剂（1）过氧化新癸酸异丙苯酯（CNP）质量指标牌号聚合度粘度(CP)醇解度mol％挥发性wt％PH值Alcotex88/47240040～5087～8955～7Alcotex72062005.0～7.071.5～73.555～7Alcotex522P2000800～140054.0～57.055～75、原材料质量标准序号分析项目指标1CNP含量％502活性氧含量％2.613氯含量％≤0.054外观白色乳液第一部分聚合工艺流程简介3）、防粘釜剂“意大利黄”质量指标(2)过氧化新癸酸叔丁酯（BNP）质量指标序号分析项目指标1BNP含量％502活性氧含量％3.273氯含量％≤0.054外观白色乳液序号分析项目指标1外观浅黄色透明液体2PH值12.0～13.03密度/（g.ML-1）1.02～1.034固含量/（%）≥6.5%5沉淀物/（g.L-1）无6对氧稳定性遇氧变为蓝色第一部分聚合工艺流程简介5）、紧急事故终止剂—高效链终止剂（GA）质量指标4）、耐热终止剂质量指标第一部分聚合工艺流程简介序号分析项目指标1外观无色（或浅黄色）透明液体2固含量（%）≥17.03PH值≥124密度0.9g/cm3序号分析项目指标1外观乳白色液体2固含量%≥36.03PH值6.0--8.04密度0.9g/cm37）、消泡剂质量指标6）、PH调节剂（工业用碳酸氢铵GB6275-1986）质量指标第一部分聚合工艺流程简介序号分析项目指标1碳酸氢铵含量％≤99.2～101.02氯化物（Cl）含量％≤0.0073硫化物（S）含量％≤0.00024硫酸盐（SO4）含量％≤0.0075灰分含量％≤0.0086铁（Fe）含量％≤0.0027砷（As）含量％≤0.00028重金属（以Pt计）含量％≤0.0005序号分析项目指标1外观乳白色液体2PH值6-83有效含量（％）≥204消泡时间（S）≤605抑泡时间（S）≥6008）、阻聚剂质量指标（对壬基苯酚、a-甲基苯乙烯）第一部分聚合工艺流程简介分析规格单位范围对基酚含量（重量）%≥93.0邻基苯酚含量（重量）%＜6.0二基酚含量%＜2.0基数244-255色泽APNA≤100水份含量（重量）%≤0.1外观澄清悬浮物无第一部分聚合工艺流程简介6、氯乙烯悬浮聚合反应机理（一）化学反应式nCH2＝CHCl→〔CH2－CHCl〕n＋96.3～108.9KJ/mol（式中n为聚合度）（二）氯乙烯聚合的化学反应PVC根据以下的链反应，以自由基聚合的型式形成：R·十CH2＝CH—C1→R—CH2一CHCL．十CH2=CHCL．CH2＝CH—C1→R—CH2—CHCL—CH2一CHCL．式中：R为自由基。反应热Hp＝1600千焦耳／公斤。自由基形成：I→2R链引发：R十M→M链增长：Mx十M→Mx十1链终止：Mx十MY→P（X+y）P为聚合物第一部分聚合工艺流程简介7、氯乙烯悬浮聚合成粒过程第一部分聚合工艺流程简介8、聚合汽提工艺流程当各系统具备入料条件后，将缓冲剂系统启动提前由水管路加入聚合釜，缓冲剂加料完毕后。由PU－6B/7B分别从贮存在TK－5B/6B的冷热无离子水抽出，由TV－WA031/032调节好入釜水温，经FE－WA02/01两计量计双重计量后入釜。当聚合釜底阀打开后，先通入聚合釜轴封水，然后启动聚合釜搅拌。第一部分聚合工艺流程简介8、聚合汽提工艺流程搅拌运行正常后由PU－3B/4B分别从TK-8B/3B中将回收、新鲜氯乙烯单体抽出，经FE-VC02/01质量流量计计量后加入聚合釜。当纯水和氯乙烯单体加完后，提前配制好的分散剂、引发剂等助剂，分别由加料泵抽出，按配方单规定计量后入釜。进料结束后即进入反应聚合反应阶段。待反应压降达0.05～0.1MPa，启动PU-9C/10C任意一台终止剂加料泵往聚合釜中加入配方量的终止剂终止反应。第一部分聚合工艺流程简介8、聚合汽提工艺流程出料时打开VSP－PX15和VSP－PX26，浆料由PU－XE经VSP-BD0X及FV-BD01输送至浆料槽TK－1Ga/b中，未反应的单体以气态形式进入压缩冷凝系统进行压缩冷凝回收，回收后的单体贮存在TK－3B中，参加下一釜的反应。出至TK－1Ga/b中的浆料，经PU－7G/8G打入TK－2G中。TK－2G的浆料经PU－9G/10G输送至汽提塔进行汽提处理，经汽提塔处理的浆料经PU－3G/4G送至干燥浆料槽TK-3H。第一部分聚合工艺流程简介9、离心干燥工艺流程来自聚合单元汽提塔（CL-1G）处理后的PVC浆料（残留VCM含量在30～50ppm之间）进入离心机供料槽（TK-3H）后，经浆料过滤器（FIL-3H/4H）过滤后，由浆料泵（PU-11H/12H）输送至离心机（CE-1HA/B）。通过自动调节阀（FV-H701A/B）将浆料均匀加入连续沉降式离心机，脱去大部分水份后，得到含水量≤25﹪的PVC滤饼，再经螺旋输送器（M-1HA/B），送入风管（1200-E2RF1-C275-H1）喉部。第一部分聚合工艺流程简介9、离心干燥工艺流程离心母液水进入母液水缓冲罐（TK－6H），溢流至母液水澄清池（TK-4H），由母液输出泵（PU－13H/14H），经过滤器（FIL－1H）过滤，与聚合单元纯水换热后，一部分经（FIL－5H/6H）过滤后输送至生化处理系统，一部分经换热器（HE-2B）换热后输送至乙炔发生工序。第一部分聚合工艺流程简介9、离心干燥工艺流程空气经过滤器（FIL-1HA/B）、鼓风机（BL-2HA/B）升压后，送入空气加热器（HE-1HA/B）热到140～165℃，自风管（1200-E2RF1-C275-H1）底部进入，在喉部与PVC湿物料混合，并以较高速度由下部沿切线方向进入旋风干燥器（CF-1HA/B）一室，经2～7室，气流进入第一旋风分离器（CY-1HA/B）,分离下来的物料，第一部分聚合工艺流程简介9、离心干燥工艺流程经下料旋转阀RV-103A/B进入一级振动筛（SC-1HA/B、SC-2HA/B）和二级振动筛（SC-3HA/B）至下料缓冲斗（TK-8HA/B）。含大量水份的热风(50～60℃)经第二旋风分离器（CY-2HA/B）分离出少量的细物料后，由抽风机（BL-3HA/B）排入大气。空气加热器（EH-1Ha/b）的蒸汽冷凝水回收到冷凝水罐（TK-1K），由冷凝水泵（PU-1K）输送至公用工程系统再利用。第一部分聚合工艺流程简介9、离心干燥工艺流程来自粉料输送风机（C-101A/B/C）的空气经冷凝（E-10A/B）、过滤（M-102A/B）、在线喷射器（MP-101A/B）喷射后，将下料旋转阀（RV-101A/B）加入的PVC粉料，经换向阀（DV-101A/B）输送至料仓（TK-11/21）