聚氯乙烯生產中出現大顆粒的原因及處理對策

高全山，周為快

（天津渤天化工有限責任公司，天津300480）

聚氯乙烯生產中出現大顆粒的原因及處理對策

高全山，周為快

（天津渤天化工有限責任公司，天津300480）

根據生產實踐經驗，分析了聚氯乙烯大顆粒料產生的原因并制定了相應的改進措施。

聚氯乙烯；大顆粒；分散劑；引發劑；單體；冷凝器

聚氯乙烯是世界上產量最大的通用塑料，在建筑材料、工業制品、日用品、地板革、地板磚、人造革、管材、電線電纜、包裝膜、瓶、發泡材料、密封材料、纖維等方面均有廣泛應用。在所有高分子聚合物加工要求中，只有聚氯乙烯加工過程中對樹脂的顆粒形態要求比較苛刻，這是因為聚氯乙烯顆粒的現代加工設備對顆粒形態要求很高，其他高聚物通常通過造?；蚋男院笤偌庸?，聚氯乙烯顆粒是粉末直接加工。

在PVC粉料生產的過程中，時常有PVC大顆粒出現的情況，天津渤天化工有限責任公司PVC分廠采用懸浮法生產聚氯乙烯，通過十幾年來生產經驗的摸索，該公司對造成樹脂產生大顆粒的因素進行了歸納總結，并根據生產的實際情況制定了相應的措施。

1 影響聚氯乙烯顆粒的原因

1.1 分散劑質量對PVC顆粒的影響

分散劑（這里指聚乙烯醇體系的分散劑）品質差，分散能力作用不強造成大顆粒料的產生。該公司曾對某一中醇解度的產品和ALCOTEX7206作對比測試，2個產品的規格范圍都符合要求，該產品要比ALCC3TEX7206多加2.5倍，才能不出大顆粒料。這是因為作為PVC顆粒聚合的分散劑，并不是表面的產品規格對應上就可以拿來作分散劑使用，尤其是中醇解度的分散劑，需要改性處理，而且所有分散劑必須是完全工業化使用的成熟產品，使用經驗非常重要，同時要求產品質量的批次重復性。

出現大顆粒料的主要原因，不是分散劑自身的原因造成的，而是有物質破壞了分散體系，使之失效或部分失去作用，從而出大顆粒料。

通常破壞體系的原因很多，只有逐項排出才可能找出，但工業生產不可能停產找原因，必須繼續開車，因此在下一釜生產投料時分散劑用量提高5%～ 10%，保證生產正常進行，找出原因后再降下來。

1.2 去離子水對PVC顆粒的影響

去離子水是懸浮聚合的最大分散體系，偏堿性容易破壞聚乙烯醇分散體系。氯乙烯聚合是放酸的過程，水偏酸性聚合中期體系會更加呈酸性，同樣會出現大顆粒料，即使沒有大顆粒料，也會粗糙并且嚴重影響樹脂的熱老化白度。

1.3 單體對PVC顆粒的影響

石油法單體的國際標準純度為99.98%，雜質小于200×10-6（乙炔法不能達到這個水平），單體純度對樹脂影響非常大。另外，新項目開車時容易出大顆粒料，最多的原因是氯乙烯合成的催化劑要有活化過程，生產出單體的異構物或岐化反應物明顯增多，累計到一定數量級就會出大顆粒料。停產檢修后開車，由于單體雜質沉積到儲槽底部，前一兩釜料很可能出問題，一般要多加一些分散劑，正常后再調回來。

1.4 引發劑自由基的殘留對PVC顆粒的影響

殘留自由基會和分散劑上的酯基接枝聚合，從而消耗掉分散劑，破壞分散劑對單體液滴的保護能力，聚合過程中隨著分散劑的消耗和聚合體系酸性的增加，導致分散劑不能很好的保護形成的單體液滴，造成破乳從而導致大顆粒料的產生，有很多先例。這種現象在溫度較高地區或者季節容易出現，這也是容易忽略的原因，同時也容易在復合引發劑選擇和配比不當時產生。

1.5 分散劑的加入順序和加入量對PVC顆粒的影響

在不同的生產工藝下，分散劑加入順序和加入量也影響顆粒狀態，所有的加入順序和加入量必須保證形成的單體小液滴不聚并，如果發生破乳現象，不僅產生大量的聚氯乙烯廢料，同時容易造成出料管路、出料過濾器堵塞，影響生產的連續性。所以必須按照技術要求的加料順序和生產配方的加入量進行投料操作。

1.6 其他因素影響

帶釜頂冷凝器的聚合技術，一般需要分散劑補償，加量要大。熱入料工藝也比冷入料工藝要多加分散劑。該公司3.5萬t/a聚氯乙烯聚合采用帶釜頂冷凝器的熱入料工藝，冬天容易出現大顆粒料，分析原因為：冬天氣溫較低，冷凝器帶熱過快，造成單體蒸汽大量冷凝成單體液滴，回到聚合釜內破壞了聚合分散體系的穩定性，如果采取增加分散劑的加入量則會造成聚氯乙烯粒子細小化，表觀密度增大，對后加工有一定影響。

2 相應措施

2.1 針對分散劑質量對聚氯乙烯的影響制定的措施

（1）入廠前必須由質檢部檢驗合格并蓋章。

（2）抽檢合格后送往小試中心進行小釜實驗，實驗正常后由物管部統一配送到分廠助劑室。

（3）由專人進行助劑配置，配制完成后取樣送往分析室，分析合格后開始用于大生產。

2.2 去離子水相應的指標要求和管理措施

（1）必須保證去離子水質量，使其pH值在6.5～7.5，且電導率＜1×10-5S/m，每批分析1次。

（2）單體必須達到入料要求的指標：乙炔含量≤0.001 5%，多氯化物≤0.001 5%，每批分析1次。

（3）聚合釜回收單體必須進入精餾系統，精餾后單體指標必須達到入料要求的指標。

2.3 引發劑的質量控制措施

（1）嚴格執行采購、分析程序，并由專人負責配制。

（2）采用了實驗的方式優選出了引發劑的最佳用量。在其他助劑用量不變的情況下對引發劑用量做對比實驗，CNP用量對反應過程的影響見表1。

綜合實驗結果和經濟運行效率，選用加入19.5 kg作為生產中助劑加入量。

2.4 為保證分散劑的加入順序和加入量采取的措施

（1）采用DCS控制，加料順序由電腦操作，避免人工控制造成加料順序上的失誤。

（2）定期校驗計量稱，加料泵開1備1，并定期維護。

（3）采用了實驗的方式優選出了分散劑的最佳用量。在其他助劑用量不變的情況下對分散劑用量做對比實驗。采用B-72作為生產特種樹脂用分散劑，見表2。

表2 B-72作為分散劑的實驗對比

綜合實驗結果和產品質量指標效率，選用加入59 kg作為該廠生產中分散劑的加入量。

經過6釜的跟蹤分析，均無大顆粒料產生，且PVC顆粒表觀密度分別為0.46、0.46、0.45、0.45、0.45、0.45，達到了優級品的要求。

2.5 為保證釜頂冷凝器的穩定采取的措施

（1）定期清理釜頂冷凝器，并測試其密封情況。

（2）控制冷凝水溫度，保證水溫相對穩定。

（3）在保證助劑加入量不變的情況下在聚合車間四周增加了保溫措施，保證冷凝器周圍溫度的相對穩定。

通過采用以上措施，PVC生產全年未發生大顆粒出現的情況。如果以上條件控制的好，同時輔助粗料監測配合，一般不會造成大顆粒連續出現的情況。

3 結語

通過對聚氯乙烯生產中出現顆粒的原因的分析并采取相應的措施，使PVC樹脂的質量有了較大的提升，全年樹脂產量增加了980 t，優級品率達到了98%，不僅減少了停車檢修清理次數，生產成本也有所降低。實踐證明，只有產品質量穩定，才能提高產量，降低消耗，為企業發展多創效益。

Cause and management of large particles appeared in PVC production countermeasures

GAO Quan-shan，ZHOU Wei-kuai
（Tianjin Botian Chemical Co.,Ltd.,Tianjin 300480，China）

According to many years of experience in production practice，to analyze the causes of polyvinyl chloride（PVC）big grain and formulate corresponding management measures and according to the reasons，to optimize the amount of dispersant，initiator and other additives，strictly implement the requirements of production process and avoid the generation of large grain.

polyvinyl chloride；large particles；dispersant；initiator；monomer；condenser

TQ325.3

：B

：1009－1785(2017)05-0017-02

2017-01-06