悬浮法聚氯乙烯生产艺概述

构筑中国百强打造百年宜化编写：青海宜化聚合工段陈荣俊1青海宜化编写：陈荣俊悬浮法聚氯乙烯生产工艺概述及反应机理原理及构筑中国百强打造百年宜化编写：青海宜化聚合工段陈荣俊2青海宜化总说明本聚合生产装置在绝氧状态下，依次通过釜内设的相应进料口，用水冲洗釜壁并排出之；借助蒸汽将0.22m³防粘釜剂均匀喷涂于釜壁，用水冲洗并排除之，加入缓冲剂以纯度100wt%计为3.92kg；加体积比为1:1.02的氯乙烯和温度为85-95℃的热水，装填系数为0.8-0.9；加分散剂并判断分散效果；确定分散体系稳定，即可加入复合引发剂；加链转移剂巯基乙醇折100％为0-4kg；聚合开始10分钟后，以1000kg/h的流量向釜内注入低于反应温度的水，聚合反应温度为49-64℃；达到转化率80％（约5小时）时，加终止剂终止反应；向浆料槽泄料，并在浆料槽中回收未反应的氯乙烯单体；浆料经汽提、脱水、干燥即得产品。氯乙烯聚合工序主要由助剂配制、氯乙烯供料与回收、软水供给、聚合、汽提、出料、干燥及包装组成。氯乙烯悬浮聚合反应是自由基型链锁聚合反应，即在聚合釜内加入一定量的氯乙烯和去离子水，在引发剂、悬浮剂及其他助剂作用下，借助较强的搅拌作用，在一定的温度和压力下进行聚合反应。该反应过程分链引发、链增长、链转移、链终止阶段。悬浮法PVC生产工艺由以下单元组成。共分六个单元：Ｂ单元：无离子水和氯乙烯（vcm）的贮存与加料。Ｃ单元：助剂的配制和助剂的贮存与加料加料；Ｄ单元：聚合釜涂壁和废水汽提；Ｅ单元：聚合；Ｆ单元：ＶＣＭ回收；Ｇ单元：ＰＶＣ浆液汽提。本工艺说明按上述六个单元，分十七个工艺系统进行详细说明。并对工艺理论，产品质量工艺控制，涂釜剂的应用及工艺标准进行阐述。构筑中国百强打造百年宜化编写：青海宜化聚合工段陈荣俊3青海宜化目录聚合安全技术…………………………………………………………工艺说明………………………………………………………………单元B：氯乙烯和水的储存与加料一、新鲜ＶＣＭ的贮存系统………………………………………二、回收ＶＣＭ的贮存系统…………………………………………三、无离子水系统……………………………………………………1、前言…………………………………………………………………2、冷无离子水系统……………………………………………………3、热无离子水系统……………………………………………………5、注水泵………………………………………………………………6、冲洗水泵……………………………………………………………7、冲洗水加压泵………………………………………………………四、聚合加料系统………………………………………………………1、前言…………………………………………………………………2、水加料系统…………………………………………………………3、单体加料系统………………………………………………………4、校正罐………………………………………………………………单元c：助剂的配制和贮存与加料五、缓冲剂系统…………………………………………………………1、前言…………………………………………………………………2、缓冲剂的配制与贮存………………………………………………3、缓冲剂循环系统……………………………………………………4、缓冲剂加料系统……………………………………………………六、分散剂系统…………………………………………………………1、前言…………………………………………………………………2、分散剂的配制与贮存………………………………………………3、ＰＶＡ的配制与贮存……………………………………………4、分散剂加料系统……………………………………………………七、引发剂系统…………………………………………………………1、前言…………………………………………………………………2、引发剂分散液的配制………………………………………………3、引发剂贮罐…………………………………………………………4、引发剂加料系统…………………………………………………单元D：涂壁系统、废水汽提八、聚合釜涂壁系统………………………………………………1、前言………………………………………………………………2、涂料的配制与贮存………………………………………………3、涂料溶液的使用…………………………………………………九、废水汽提系统…………………………………………………1、前言………………………………………………………………构筑中国百强打造百年宜化编写：青海宜化聚合工段陈荣俊4青海宜化2、废水汽提系统…………………………………………………3、废水汽提塔的正常控制…………………………………………单元E：聚合十、聚合系统…………………………………………………………1、前言………………………………………………………………2、夹套冷却和挡板冷却……………………………………………3、聚合釜注入水……………………………………………………4、搅拌器密封节流套筒水冲洗……………………………………5、紧急事故终止剂加料……………………………………………6、反应监视…………………………………………………………7、压力测定和聚合手动卸压………………………………………十一、ＡＴＳＣ终止剂系统…………………………………………1、前言………………………………………………………………2、ＡＴＳＣ终止剂的配制与使用…………………………………3、ＡＴＳＣ终止剂加料……………………………………………十二、浆液输送系统…………………………………………………1、前言………………………………………………………………2、聚合釜出料………………………………………………………单元G：PVC浆料汽提十三、浆液汽提系统…………………………………………………1、前言………………………………………………………………2、汽提塔供料槽操作………………………………………………3、浆液汽提塔操作…………………………………………………4、汽提塔的物理过程说明…………………………………………单元F：氯乙烯回收十四、单体回收系统…………………………………………………1、前言………………………………………………………………2、聚合釜间歇回收…………………………………………………3、正常回收方法……………………………………………………4、回收压缩机操作…………………………………………………5、回收冷凝器系统…………………………………………………十五、空气抽真空系统………………………………………………1、前言………………………………………………………………2、聚合釜抽真空……………………………………………………3、设备抽真空………………………………………………………十六、蒸汽置换与抽真空系统………………………………………1、前言………………………………………………………………2、蒸汽置换系统……………………………………………………十七、壬基苯酚阻聚剂系统…………………………………………1、前言………………………………………………………………2、壬基苯酚的使用及贮存的物理性能……………………………3、将壬基苯酚加入回收系统………………………………………反应机理一、悬浮聚合………………………………………………………构筑中国百强打造百年宜化编写：青海宜化聚合工段陈荣俊5青海宜化1、化学反应…………………………………………………………2聚合转化率…………………………………………………………3聚合放热量…………………………………………………………4、聚合釜……………………………………………………………二、悬浮聚合添加剂…………………………………………………a、缓冲剂……………………………………………………………b、分散剂……………………………………………………………c、铁螯合剂…………………………………………………………d、引发剂……………………………………………………………e、终止剂……………………………………………………………f、涂釜剂……………………………………………………………g、阻聚剂……………………………………………………………h、烧碱………………………………………………………………i、酸…………………………………………………………………三、悬浮聚合产品质量的工艺控制…………………………………1、产品质量规格……………………………………………………2、产品质量工艺控制………………………………………………A、前言………………………………………………………………B、分子量的工艺控制………………………………………………C、水份的工艺控制…………………………………………………D、颗粒度的工艺控制………………………………………………E、孔隙率的工艺控制………………………………………………F、视比重的工艺控制………………………………………………G、树脂中残留ＶＣＭ的工艺控制…………………………………H、黑树脂的工艺控制………………………………………………I、“鱼眼”的工艺控制……………………………………………J、树脂干流动性的工艺控制………………………………………构筑中国百强打造百年宜化编写：青海宜化聚合工段陈荣俊6青海宜化聚合安全技术一、引发剂是在一定温度下容易分解的物质，应在低温下(一15℃以下)储存，冷库中的引发剂要定期检查，以免分解造成火灾或爆炸事故。二、乙烯储罐、反应釜等有氯乙烯气体放空的设备均要安装放空装置。室内设备放空装置的出口应高出屋顶，室外设备的放空装置在作业面15ITI半径内出口应高于附近操作面3ITI以上。放空装置应选用金属材料，不能使用塑料管或橡皮管。装置上应设有阻火器、静电接地，管口上设有挡雨阻雪的伞盖。三、生产区域内，严禁明火和可能产生明火、火花的作业。固定明火区必须距离生产区30ITI以上。检修动火时要采取一定的安全措施，按照规定办理动火手续。四、氯乙烯安全泄压系统除按照规定安装安全阀外，还应在接触氯乙烯的一侧安装防爆片，防止自聚物堵塞安全阀的放空口。防爆片的爆破压力应稍高于安全阀的起跳压力。通常情况下应每年检测、校验安全阀1次，重要部位的防爆片应每年更换1次。聚合釜放空管道要每年检查1次。五、聚合区域内应设置氯乙烯自动检测装置，一旦有氯乙烯单体泄漏，能够自动报警。六、PVC生产装置区可以划分为防爆区和非防爆区。氯乙烯储罐区、聚合釜区域、单体回收等区域属于防爆区。防爆区内的照明、仪表、按钮、电机等电器设备要遵照《爆炸危险场所电气安全规程》、《化工企业爆炸和火灾危险场所电气电力设计技术规定》。七、由于聚合装置的特点，聚合操作室内应设置独立DCS系统的紧急事故操作盘，在意外情况下(DCS发生故障)，可以直接手动放空泄压，向釜内加入终止剂停止聚合反应。八、紧急事故终止剂。生产中可能会遇到无任何电源的紧急情况，为了减少向大气中排放危险化学品，避免次生灾害和污染事故的发生，聚合装置设有紧急事故终止剂系统。目前国内有2种紧急事故终止方法：1、使用高压氮气钢瓶为动力，将a一甲基苯乙烯终止剂加入到釜内，达到终止聚合反应的目的。2、使用一氧化氮既作为发射气体也作为终止剂。气相终止剂可以不借助搅拌的作用很好地分散到聚合体系中，起到终止聚合反应的效果。一氧化氮属于剧毒品，对中枢神经作用较大，质量要求比较高。最初从国外引进的一氧化氮由于长时间不用，无法处理，限制了其应用推广。目前某特种气体研究所开发出了可以用作紧急终止剂的一氧化氮气体，该公司还可以每年上门更换未使用的瓶装气体，将会推动其使用范围。构筑中国百强打造百年宜化编写：青海宜化聚合工段陈荣俊7青海宜化工艺说明单元B：氯乙烯和水的贮存与加料新鲜氯乙烯按需要量由界区外送至界区内，贮存在新鲜氯乙烯储槽中，回收氯乙烯来自界区内氯乙烯回收单元，贮存在回收氯乙烯储槽中。新鲜氯乙烯和回收氯乙烯经计量后，按要求比例，用氯乙烯加料泵打入聚合釜内。冷去离子水由界区外送至界区内，贮存在冷去离子水储槽中。冷去离子水用于聚合加料、