醇解法制备聚乙烯醇

共20页第1页醇解法制备聚乙烯醇共20页第2页目录第一章产品简介·········································································61.1产品的性质·····································································61.2产品的应用·····································································7第二章原料规格及性质······························································92.1原料规格·········································································82.2原料性质·········································································9第三章合成原理及工艺路线·····················································10第四章流程图············································································124.1生产设备········································································124.2工艺流程········································································12第五章操作步骤及工艺参数·····················································135.1操作步骤········································································15第六章产品规格及标准·····························································17第七章消耗定额及成本核算······················································187.1工程投资········································································187.2生产投资········································································187.3年利润核算····································································18第八章参考文献········································································19附图说明·····················································································20共20页第3页第一章产品简介1.1产品的性质聚乙烯醇是以乙烯法生产的醋酸乙烯为原料，经溶液聚合、无水低碱醇解得。聚乙烯醇（PVA）其充填密度约0.20～0.48g／cm3，折射率为1.51～1.53。聚乙烯醇的熔点难于直接测定，因为它在空气中的分解温度低于熔融温度。用间接法测得其熔点在230℃左右。聚乙烯醇的玻璃化温度约80℃。玻璃化温度除与测定条件有关外，也与其结构有关。聚乙烯醇工艺具有物耗低、能耗低、污染小的特点，是一种环保型产品，聚乙烯醇主要有完主醇解型和部分醇解型两大类。聚乙烯醇的端基较复杂，除了羟基外，还有羧基、羰基和二甲基乙氰基等。这些基团表现了复杂的行为。它们除了影响到维尼维纤维的着色、染色性能、吸湿性能，并促使聚乙烯醇溶解部分的增加。根据羟基空间分布的位置，可分为全同结构聚乙烯醇（I-PVA）、间位结构聚乙烯醇(S-PVA)和无规结构聚乙烯醇（A-PVA）。聚乙烯醇的一般性质：1)外观：白色或微黄色片状、颗粒状固体。2)填充比重：0.4～0.5g/ml3)水溶性：本品在冷水中仅溶胀，随水温的升高而逐渐溶解，在搅拌情况下至95℃能迅速溶解。在热水中的最高浓度达16％左右。其水溶液具有良好的成膜性和粘接性。4)耐化学药品性：本品耐弱酸、弱碱及有机溶剂，耐油性极好。5)热稳定性：在40℃以下没有显著变色，至160℃时颜色逐渐变深，超过220℃开始分解，生成水、乙酸、乙醛等。6)贮存稳定性：本品贮存稳定性良好，长期贮存不发霉，不变质。但其水溶液长期贮存时，需加一定的防霉剂，如FF02等。而且由于聚乙烯醇主链大分子上有大量仲羟基，在化学性质方面有许多与纤维素相似之处。聚乙烯醇可与多种酸、酸酐、酰氯等作用，生成相应的聚乙烯醇的酯。但其反应能力低于一般低分子醇类。聚乙烯醇的醚化反应较酯化反应容易进行。醚化反应后，聚乙烯醇分子间作用力有所减弱，制品的强度、软化点和亲水性等都有所降低。在聚乙烯醇水共20页第4页溶液中加入少量硼酸，其粘度将明显增大，这种变化与介质的pH值关系密切。当介质的pH值偏于碱性时，硼酸与聚乙烯醇发生分子间反应，使溶液粘度剧增，以致形成凝胶。聚乙烯醇水溶液与氢氧化钠反应，其粘度增加的速度较之添加硼酸更快。因此，可以利用氢氧化钠水溶液作为聚乙烯醇纺丝的凝固剂。在酸性催化剂作用下，聚乙烯醇可与醛发生缩醛化反应。缩醛化反应既可在均相中进行，也可在非均相中进行。不过均相反应所得产物的缩醛化基团分布均匀，其缩醛化物的强度、弹性模量以及耐热性等都有所降低。当进行非均相反应时，在控制适当的条件下，由于缩醛化基团分布不均匀，并主要发生在非晶区，故对生成物的力学性能影响不大，而耐热性还有所提高。1.2产品的应用聚乙烯醇主要用于制造聚乙烯醇缩醛、耐汽油管道和维尼纶合成纤维、织物处理剂、乳化剂、纸张涂层、粘合剂等。聚乙烯醇是一种用途很广泛的水溶性高分子聚合物。由于其性能介于塑料和橡胶之间，具有独特的强力粘接性、皮膜柔韧性、平滑性、耐油性、耐溶剂性、保护胶体性、气体阻绝性、耐磨性以及经特殊处理具有的耐水性，且无毒无害，因此除了作纤维原料外，还被大量用于生产涂料、粘合剂、纸品加工剂、乳化剂、分散剂、薄膜等产品，应用范围遍及纺织、食品、医药、建筑、木材加工、造纸、印刷、农业、钢铁、高分子化工等行业。1.2.1化纤工业中的应用聚乙烯纤维在化纤行业中又称为维纶，维纶纤维是一种很有价值的功能性差别化纤维，水溶性维纶纤维有长丝和短纤两大类。水溶性维纶长丝是理想的水溶性纤维，是维纶的特色品种，可有O～100℃水溶温度，供各种用途使用。它具有理想的水溶温度和强伸度，良好的耐酸、耐碱、耐干热性能，溶予水后无味、无毒，水溶液呈无色透明状，在较短时间内能自然生物降解。1.2.2造纸工业中的应用共20页第5页造纸PVA水溶纤维在造纸中具有应用极为方便、利用率高、增强效果好、对环境无污染等特点。除在特种纸中可应用外，在普通印刷纸、水泥包装袋纸上也有广阔的前景。目前，美国、韩国等已在医疗器械包装纸、嘴棒成型纸上大量应用，国内在电池隔膜纸、空气过滤纸、汽车用纸板、扬声器专用纸、包装纸板、液体过滤纸板、水溶纸、果袋纸、培草纸、地膜纸上的应用也取得了较大的进展。总体面言，PVA的易水溶性和环保性是其最大的优势。在越来越注重环保的今天，其用途将会得到进一步的扩展。1.2.3建筑业中的应用高强度PVA纤维在建材中的应用已日益广泛，已被用于建筑物中混凝土的加强，如水泥板，下水道，正面观台的地面，停车场等；也可用于水泥和玻璃纤维的理想替代物，室内装潢的纤维的补张等中，而且在内墙涂料及胶黏剂上，PVA也开始得到越来越广泛的应用。1.2.4食品中的应用由改性PVA与变性淀粉共混构成的互穿网络结构高分子塑料合金，可生物降解。常制得适用于包装食品的薄膜、农用水溶性薄膜、容器及一次性消费用品等，其废弃物在潮湿的土壤中即可被微生物吞噬，降解为二氧化碳和水，对环境无污染，有利于环保和实现绿色消费，因此制得的产品属于环境友好产品，具有良好的应用前景。PVA薄膜已列入我国塑料包装材料“十五大”发展规划中。1.2.5医疗中的应用PVA水凝胶由于具有与人体自然组织相近的含水量、弹性模量、低摩擦系数及较高的机械强度、丰富的孔漏网络结构、良好的生物相容性等特点，在生物医学领域有着广泛的应用。可用于制造人工软骨、人工角膜、人工玻璃体等。聚乙烯酵水凝胶在眼科方面用途很广泛，可用于制造软性接触眼镜。由于其具有水溶性，又可制成药物缓释胶囊。在PVA大分子上引入聚丙烯共20页第6页酸钠侧链而成的新型医用非纤维海绵，称为离子化聚乙烯醇海绵，它的生物相容性良好且化学性能稳定，具有优良的亲水、吸液和吸血的性能。i—PVA海绵可以在严格要求无纤维脱落的微外科、眼科手术等医疗操作中有效利用，尤在白内障人工晶体置换手术中发挥重要作用。其它PVA还用作土壤改良剂、灰浆作业的添加剂，蓄冷剂，吸附剂，表面活性剂等。此外，用PVA单体还可以开发许多新产品、新用途。第二章原料规格及性质2.1原料规格原料的规格列表原料名称原料规格CaC2≥99.0%乙炔≥98.0%甲醇≥99.0%氢氧化钠≥99.0%2.2原料性质2.2.1碳化钙的性质碳化钙，即电石，无机化合物。无色晶体，工业品为灰黑色块状物，断面为紫色或灰色。遇水立即发生激烈反应，生成乙炔，并放出热量。碳化钙是重要的基本化工原料，主要用于产生乙炔气。也用于有机合成、氧炔焊接等。理化性质：矿石为黄褐色或黑色的块状固体，纯品为无色晶体(含CaC2较高的是紫色)。密度2.22克/立方厘米，熔点447℃、沸点2300℃，遇水立即发生激烈反应，生成乙炔，并放出热量，电石含量不同熔点也随之变化。2.2.2乙炔的性质乙炔俗称风煤、电石气，是炔烃化合物系列中体积最小的一员，主要作工共20页第7页业用途，特别是烧焊金属方面。乙炔在室温下是一种无色、极易燃的气体。纯乙炔是无臭的，但工业用乙炔由于含有硫化氢、磷化氢等杂质，而有一股大蒜的气味。纯乙炔为无色无味的易燃、有毒气体。而电石制的乙炔因混有硫化氢H2S、磷化氢PH3、砷化氢，而带有特殊的臭味。熔点（118.656kPa）-84℃，沸点-80.8℃，相对密度0.6208(-82/4℃），折射率1.00051，折光率1.0005（0℃），闪点（开杯）-17.78℃，自燃点305℃。在空气中爆炸极限2.3%-72.3%（vol）。在液态和固态下或在气态和一定压力下有猛烈爆炸的危险，受热、震动、电火花等因素都可以引发爆炸，因此不能在加压液化后贮存或运输。微溶于水，易溶于乙醇、苯、丙酮等有机溶剂。在15℃和1.5MPa时，乙炔在丙酮中的溶解度为237g/L，溶液是稳定的。因此，工业上是在装满石棉等多孔物质的钢瓶中，使多孔物质吸收丙酮后将乙炔压入，以便贮存和运输。为了与其它气体区别，乙炔钢瓶的颜色一般为乳白色，橡胶气管一般为黑色，乙炔管道的螺纹一般为左旋螺纹（螺母上有径向的间断沟）。2.2.3甲醇的性质甲醇对金属特别是黄铜有轻微的腐蚀性。易燃，燃烧时有无光的淡蓝色火焰。蒸气能与空气形成爆炸混合物．爆炸极限6.0%-36.5%(vol)。纯品略带乙醇味，粗品刺鼻难闻。有毒可直接侵害人的肢体细胞组织．特别是侵害视觉神经网膜，致使失明。正常人一次饮用4-10g纯甲醇可产生严重中毒。饮用7-8g可导致失明，饮用30-100g就会死亡。甲醇是最简单的饱和醇，也是重要的化学工业基础原料和