影響P V C成品一級(jí)品率的因素分析

梁 艷

（江蘇北方氯堿集團(tuán)有限公司，江蘇徐州221007）

影響P V C成品一級(jí)品率的因素分析

梁 艷

（江蘇北方氯堿集團(tuán)有限公司，江蘇徐州221007）

分析了成品PVC中“魚眼”、VCM殘留量和雜質(zhì)粒子對(duì)樹(shù)脂一級(jí)品率的影響及成因，提出了解決辦法。

PVC；“魚眼”；VCM殘留量；雜質(zhì)粒子；一級(jí)品率

影響PVC產(chǎn)品一級(jí)品率的因素包括 “魚眼”、VCM殘留量、雜質(zhì)粒子及白度、水分等，其中前3項(xiàng)指標(biāo)對(duì)樹(shù)脂一級(jí)品率影響最大。這些因素的形成存在于PVC生產(chǎn)的整個(gè)過(guò)程。

1 聚氯乙烯生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)述

乙炔與氯化氫氣體以1.00∶1.05經(jīng)混合器充分混合后進(jìn)入石墨冷卻器冷卻至-14℃，使氣體中絕大部分水以40%鹽酸霧進(jìn)入串聯(lián)的酸霧過(guò)濾器中，由硅油玻璃棉捕集分離并從底部排除。干燥的混合氣經(jīng)預(yù)熱后進(jìn)入轉(zhuǎn)化器，轉(zhuǎn)化為粗氯乙烯氣體。粗氯乙烯氣體中含有氯化高汞，過(guò)量的氯化氫等雜質(zhì)，須經(jīng)汞吸附器、水洗塔、堿洗塔、水分離器等設(shè)備去除。經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后送精餾系統(tǒng)處理得精氯乙烯。

聚合釜內(nèi)先加入無(wú)離子水，在攪拌下繼續(xù)加入分散劑水溶液和其他助劑，再加入引發(fā)劑，密閉，抽真空，最后加入單體，升溫至預(yù)定溫度進(jìn)行聚合，生成PVC漿料。

PVC漿料自壓出料至釜式汽提槽，在槽內(nèi)升溫，抽真空脫除殘留的氯乙烯，至合格后用泵打至沉析槽，經(jīng)過(guò)濾器由離心機(jī)脫水后由攪龍送入干燥系統(tǒng)。

2 “魚眼”、 VCM殘留量、雜質(zhì)粒子產(chǎn)生的原因及解決辦法

2.1 “魚眼”

在PVC聚合生產(chǎn)過(guò)程中，聚合配方所用原材料的質(zhì)量、用量、進(jìn)料順序、升溫速度、沖釜及清釜操作和聚合介質(zhì)的pH值等諸多因素均可導(dǎo)致“魚眼”的形成，影響樹(shù)脂質(zhì)量。

（1）二次聚合形成的PVC粒子極易形成“魚眼”。在PVC生產(chǎn)中，粘釜料混入生產(chǎn)體系會(huì)形成二次聚合甚至n次聚合粒子，這是PVC制品中形成“魚眼”的主要原因。因此，防粘釜、沖釜和清釜是消除“魚眼”的強(qiáng)有力的工藝操作。為此，可以采取以下措施。

a.加強(qiáng)沖、涂釜操作。提高沖釜高壓水的壓力和流量，確保大部分粘釜料能夠被沖掉；提高沖釜人員的責(zé)任心，確保操作質(zhì)量；嚴(yán)格執(zhí)行每釜一涂的操作，可以大大減少粘釜料的產(chǎn)生；采用噴淋閥進(jìn)行蒸汽噴涂，提高涂釜的質(zhì)量和效率。

b.加強(qiáng)清釜操作。人工清釜不僅周期短（10釜一清）、質(zhì)量差、效率低、物耗大，而且清釜操作中對(duì)釜壁表面造成不同程度的損傷，加劇了粘釜料的形成。因此，應(yīng)努力提高清釜質(zhì)量，減少粘釜料對(duì)“魚眼”質(zhì)量的影響。

（2）增溶粒子也易形成“魚眼”。由于VCM中所含二氯乙烷等高沸物的增溶作用會(huì)形成 “增溶粒子”，這也是導(dǎo)致“魚眼”生成的一個(gè)原因。因此，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)氯乙烯合成及分餾的控制，提高氯乙烯單體質(zhì)量，將單體中的高沸物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在l00×10-6以下。

（3）聚合介質(zhì)pH值過(guò)高易使引發(fā)劑分解，產(chǎn)生“快速粒子”，形成“魚眼”。 采用 pH 值 6.0～7.5 的無(wú)離子水作為聚合用水，并加強(qiáng)進(jìn)料、升溫操作中的銜接工作，縮短進(jìn)料、升溫時(shí)間，以減少引發(fā)劑的分解。

（4）聚合反應(yīng)速度過(guò)快而形成的“快速粒子”，也是“魚眼”形成的一大因素。氯乙烯聚合引發(fā)劑，特別是高效引發(fā)劑，若在分散的懸浮反應(yīng)液滴內(nèi)分布不均勻，易使局部反應(yīng)速度過(guò)快，形成“快速粒子”。為了保證油溶性的引發(fā)劑能均勻溶解在分散相的單體內(nèi)，減少或避免“快速粒子”的形成，可采取以下措施。

a.嚴(yán)格保證充足的冷攪拌時(shí)間。在投料過(guò)程中，將釜內(nèi)物料溫度控制在25℃以下，嚴(yán)格控制升溫時(shí)間。

b.加強(qiáng)“抗魚眼劑”一鄰叔丁基對(duì)苯二酚的計(jì)量和使用，防止低溫聚合反應(yīng)的發(fā)生。

c.嚴(yán)格控制聚合反應(yīng)溫度，防止分子量分布過(guò)寬形成“魚眼”。

2.2 VCM殘留量

VCM殘留量是影響PVC樹(shù)脂一級(jí)品率的又一主要因素，以下因素影響懸浮PVC殘留VCM的脫吸。

（1）脫吸的技術(shù)條件。脫吸的技術(shù)條件主要包括溫度、壓力（真空度）和時(shí)間。通常，較高的溫度、真空度和較長(zhǎng)的處理時(shí)間有利于VCM的脫吸。溫度一般要求在PVC的玻璃化溫度（82℃）以上；壓力（真空度）要等于脫吸溫度條件下的水的飽和蒸汽壓。

（2）懸浮PVC顆粒形態(tài)的結(jié)構(gòu)特性。

a.樹(shù)脂顆粒內(nèi)部微粒子的結(jié)構(gòu)特性。懸浮PVC顆粒粒徑為 100～200 μm，是由粒徑為 l.0~2.0 μm 的二次粒子相互凝聚所組成，二次粒子又是由粒徑為100～500 A的一次粒子組成，一次粒子是由很多大分子卷曲狀地相互糾纏增長(zhǎng)而形成。因此，懸浮PVC樹(shù)脂顆粒內(nèi)部由于二次粒子的無(wú)規(guī)則堆砌，具有一定的孔隙率。通常，樹(shù)脂顆粒的疏松程度愈高，內(nèi)部孔隙率愈大，顆粒的規(guī)整性愈好，粒徑及其密度的分布愈均勻集中，玻璃珠粒子愈少，則愈有利于殘留VCM脫吸速率的提高，反之則降低。 因此，在汽提崗位的生產(chǎn)操作中要加強(qiáng)對(duì)技術(shù)條件的控制，嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)生產(chǎn)操作規(guī)程，確保達(dá)到規(guī)定指標(biāo)；真空度≥0.04 MPa（表壓）；汽提溫度 80～85℃（在 PVC 的玻璃化溫度以上）；處理時(shí)間≥45 min。

b.樹(shù)脂顆粒外皮膜的結(jié)構(gòu)特性。通常，在氯乙烯懸浮聚合反應(yīng)過(guò)程中，由于吸附在懸浮反應(yīng)粒滴表面的分散劑與氯乙烯發(fā)生接枝共聚反應(yīng)，使得介質(zhì)中的分散劑很快被全部吸附在界面，形成既不溶于水也不溶于PVC溶劑的樹(shù)脂顆粒皮膜，且皮膜組織中存在著一定量的親水基團(tuán)。當(dāng)皮膜與水機(jī)械地結(jié)合后，相當(dāng)于在樹(shù)脂顆粒表面包扎著一層又厚、又韌、又牢固而又潮濕的纖維織物的包皮，這對(duì)于殘留VCM向外擴(kuò)散與蒸發(fā)必將產(chǎn)生較大的阻力，這種阻力隨皮膜的厚度、韌性、強(qiáng)度、濕度及覆蓋在表面的連續(xù)性的增強(qiáng)而增大。為此，在聚合工段應(yīng)加強(qiáng)對(duì)PVC顆粒外皮膜結(jié)構(gòu)特性的改善和控制，加強(qiáng)對(duì)分散劑使用量的計(jì)算、分散劑溶液的配制、計(jì)量和用量的控制。

2.3 雜質(zhì)

（1）單體含鐵。鐵主要來(lái)源于合成單體的設(shè)備。合成設(shè)備的材質(zhì)是碳鋼，在粗氯乙烯的制備過(guò)程中如果混合氣進(jìn)入合成器前含酸，在合成過(guò)程中就會(huì)生成Fe3+存在于單體中，在聚合過(guò)程中就會(huì)導(dǎo)致生成黃色PVC粒子，增加成品黑黃點(diǎn)數(shù)。

（2）無(wú)離子水中含雜質(zhì)。無(wú)離子水生產(chǎn)中如果出現(xiàn)漏樹(shù)脂現(xiàn)象，樹(shù)脂會(huì)隨無(wú)離子水進(jìn)入聚合釜。

（3）助劑混入灰塵。包裝好的助劑使用后沒(méi)有及時(shí)密封，灰塵落入助劑，增加了PVC中的雜質(zhì)。

（4）有一些聚合物粘結(jié)在釜壁，攪拌槳葉及內(nèi)冷管壁上，在沖釜時(shí)，無(wú)法沖走，而防粘釜?jiǎng)┐蠖嗍菐ь伾?，隨著粘結(jié)在釜壁的聚合物越來(lái)越多，部分粘釜物在聚合反應(yīng)進(jìn)行時(shí)會(huì)脫落進(jìn)入漿料，最終成為成品中的雜質(zhì)。因此，應(yīng)加強(qiáng)沖釜、沖槽，防止釜壁、槽壁粘附粒子二次受熱變黑而成為雜質(zhì)。

（5）鼓風(fēng)機(jī)濾網(wǎng)沒(méi)有及時(shí)清理，灰塵積聚過(guò)多，易隨風(fēng)進(jìn)入干燥系統(tǒng)成為雜質(zhì)粒子。應(yīng)定期清理鼓風(fēng)機(jī)的空氣濾網(wǎng)，保證過(guò)濾有效，減少空氣中的雜質(zhì)進(jìn)入PVC成品。

（6）干燥系統(tǒng)造成黑黃點(diǎn)。干燥操作中混料槽溫度超標(biāo)，造成紅料，繼而成為黑黃點(diǎn)。干燥塔不及時(shí)清理或清理不凈，導(dǎo)致樹(shù)脂結(jié)料后成為黑黃點(diǎn)，應(yīng)加強(qiáng)干燥系統(tǒng)生產(chǎn)操作，嚴(yán)格工藝紀(jì)律，定期清理干燥系統(tǒng)。

（7）篩余料混入正品料。應(yīng)將正品料和篩余料分開(kāi)處理，防止篩余料中的黑黃點(diǎn)污染正品料。

Influence factors of ratio of first-grade PVC

LIANG Yan
(Jiangsu Beifang Chlor-alkali Co.,Ltd.,Xuzhou 221007,China)

The influence factors of ratio of first-grade PVC and causes of formation was analysed,including fish-eye,residual quantity of VCM and impurity particle.The countermeasures were put forward.

PVC;fish-eye;residual quantity of VCM;impurity particle;ratio of first-grade

TQ325.3

B

1009－1785(2010)03－0012-02

2009-12-01