專利名稱：本體聚氯乙烯樹脂聚合中的冷卻方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種本體聚氯乙烯樹脂聚合過程中對(duì)聚合系統(tǒng)進(jìn)行冷卻的方法，尤其是涉及通過聚合攪拌器進(jìn)行冷卻的方法。
背景技術(shù)：
采用本體聚合的方法生產(chǎn)聚氯乙烯，在于聚合過程中不用水作介質(zhì)，也不用分散劑，只用氯乙烯單體和引發(fā)劑。本體聚合分兩步進(jìn)行，第一步為預(yù)聚合，在預(yù)聚合釜里進(jìn)行，加入單體總量的30-50％和相應(yīng)的引發(fā)劑，聚合轉(zhuǎn)化率控制在8-12％；第二步為聚合，在聚合釜內(nèi)進(jìn)行，將預(yù)聚合的全部物料轉(zhuǎn)入后，再將剩下的單體全部加入，補(bǔ)足引發(fā)劑，聚合反應(yīng)結(jié)束。由于聚合反應(yīng)是放熱反應(yīng)，如果聚合反應(yīng)生成熱不能及時(shí)移出，將會(huì)發(fā)生結(jié)塊、粘釜、漲溫度、轉(zhuǎn)型、“魚眼”數(shù)增多，甚至爆聚等現(xiàn)象，因此需要保持聚合釜內(nèi)壓力和溫度在合適范圍內(nèi)，才能使聚合反應(yīng)正常進(jìn)行，通常采用的方法是對(duì)聚合系統(tǒng)進(jìn)行冷卻，通過調(diào)節(jié)聚合系統(tǒng)的溫度來保證其內(nèi)的壓力。
常規(guī)的聚氯乙烯樹脂生產(chǎn)裝置中聚合系統(tǒng)冷卻工藝采用的是將循環(huán)水通入聚合釜夾套、聚合攪拌器和釜頂冷凝器中，利用它們對(duì)聚合系統(tǒng)進(jìn)行冷卻。該循環(huán)水是常溫水，將該循環(huán)水通入聚合釜夾套釜頂冷凝器中，主要是對(duì)物料進(jìn)行冷卻，基本可達(dá)到冷卻的目的，但是將該循環(huán)水通入聚合攪拌器中，其主要的冷卻對(duì)象是密切接觸聚合攪拌器的介質(zhì)，如氯乙烯單體、PVC粉料，由于反應(yīng)介質(zhì)與循環(huán)水之間的溫差較小，使得在聚合反應(yīng)過程中的換熱效果差，不能有效地將反應(yīng)介質(zhì)的溫度控制在聚合反應(yīng)合適的溫度范圍內(nèi)，同時(shí)由于局部過熱的顆粒由于所處局部溫度不同而使內(nèi)外質(zhì)量相差較多，分子鏈相互纏繞、交聯(lián)形成非常緊密的樹脂顆粒，這種顆粒在加工中不易塑化，成為永久性“魚眼”；清釜不干凈也會(huì)增加樹脂的“魚眼”，從而降低產(chǎn)品質(zhì)量，如“魚眼”數(shù)增多，雜質(zhì)數(shù)增多，粒徑范圍變寬等；此外由于粘釜現(xiàn)象的頻繁發(fā)生，必須保持很高的清釜頻率，一般生產(chǎn)3批料清釜1次，這樣就耽誤了生產(chǎn)周期，使聚合生產(chǎn)不能長(zhǎng)期平穩(wěn)地運(yùn)行，增大了生產(chǎn)成本。究其根本原因，是沒有向聚合攪拌器提供一種合適的冷卻介質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)而提供一種本體聚氯乙烯樹脂聚合過程中對(duì)聚合系統(tǒng)進(jìn)行冷卻的方法，使用該方法能使聚合系統(tǒng)的溫度和壓力保持在合適的范圍內(nèi)，可有效提高傳熱效率，降低粘釜度，降低清釜頻率，從而降低生產(chǎn)成本。
基于本發(fā)明者對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的深入研究，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，由于聚合攪拌器接觸的是反應(yīng)介質(zhì)內(nèi)部，與反應(yīng)介質(zhì)接觸更加緊密，只需改善它的傳熱效率即可達(dá)到本發(fā)明的目的；要增強(qiáng)聚合攪拌器的傳熱能力，必須降低冷卻水的溫度，但是，一味的降低溫度對(duì)聚合反應(yīng)并不都是有利的，如果冷卻水的溫度太低，與攪拌器直接接觸的部分由于環(huán)境溫度過低，會(huì)降低反應(yīng)速率，使聚合反應(yīng)減緩，同時(shí)也影響PVC樹脂的聚合度，聚合釜中反應(yīng)介質(zhì)容易也發(fā)生粘結(jié)，對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)有負(fù)面影響，經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案一種本體聚氯乙烯樹脂聚合中的冷卻方法，是將循環(huán)水通入聚合釜夾套和釜頂冷凝器中，利用循環(huán)水對(duì)聚合系統(tǒng)進(jìn)行冷卻，同時(shí)在聚合攪拌器內(nèi)通入5-15℃的循環(huán)冷凍水，在聚氯乙烯聚合反應(yīng)過程中，該循環(huán)冷凍水通過聚合攪拌器對(duì)聚合釜內(nèi)介質(zhì)進(jìn)行冷卻，在聚合釜夾套和釜頂冷凝器冷卻的共同作用下，使聚合釜內(nèi)介質(zhì)保持在聚氯乙烯聚合反應(yīng)所需的正常溫度范圍內(nèi)，進(jìn)行熱交換后的循環(huán)冷凍水流出聚合攪拌器后，再通過冷卻器進(jìn)行冷卻至5-15℃，再次通入聚合攪拌器內(nèi)循環(huán)使用。
本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于由于本發(fā)明提供了5-15℃的循環(huán)冷凍水進(jìn)入聚合攪拌器內(nèi)部進(jìn)行循環(huán)，采用此溫度適宜的冷凍水與聚合釜內(nèi)的反應(yīng)介質(zhì)進(jìn)行熱交換更加充分，極大地增強(qiáng)了聚合攪拌的傳熱能力，大大減輕了聚合粘釜，保證了聚合系統(tǒng)的溫度和壓力處于合適的范圍內(nèi)，縮短了聚合生產(chǎn)周期，單釜周期由原來的7.8小時(shí)降低為現(xiàn)在的7.6小時(shí)，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，優(yōu)級(jí)品率提高了15％，B級(jí)品率降低了2％，降低清釜頻率，清釜物(廢品料)降低了650Kg/釜，大大降低了生產(chǎn)成本。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明并不只限于這些例子。
對(duì)比例首先外界氯乙烯單體由打料泵打入單體貯槽，預(yù)聚合或聚合需要加料時(shí)，由加料泵將貯槽中的氯乙烯單體打入預(yù)聚合或聚合釜內(nèi)進(jìn)行聚合反應(yīng)，在反應(yīng)過程中將常溫的循環(huán)水通入聚合釜夾套、聚合攪拌器和釜頂冷凝器中，利用它們對(duì)聚合系統(tǒng)進(jìn)行冷卻，以控制聚合系統(tǒng)的溫度和壓力，使之保持在聚合壓力±0.005Mpa內(nèi)，聚合反應(yīng)完成后，卸掉聚氯乙烯，未反應(yīng)完的氯乙烯單體經(jīng)脫氣、冷凝回收到單體貯槽，進(jìn)入下一生產(chǎn)循環(huán)系統(tǒng)。
此方法每生產(chǎn)1批料的平均周期為7.8小時(shí)，每批料產(chǎn)量18噸計(jì)，全年以8000小時(shí)計(jì)，聚氯乙烯樹脂價(jià)格以6600元/噸，廢品料價(jià)格以3600元/噸，聚氯乙烯生產(chǎn)成本以5600元/年，10個(gè)聚合釜，年創(chuàng)利潤為18708萬元/年。
實(shí)施例按照比較例的方法生產(chǎn)聚氯乙烯，將聚合攪拌器內(nèi)的冷卻介質(zhì)分別換成5℃、10℃和15℃的循環(huán)冷凍水，在聚氯乙烯聚合反應(yīng)過程中，該循環(huán)冷凍水通過聚合攪拌器對(duì)聚合釜內(nèi)介質(zhì)進(jìn)行冷卻，使聚合釜內(nèi)介質(zhì)保持在聚氯乙烯聚合反應(yīng)所需的正常溫度范圍內(nèi)，進(jìn)行熱交換后的循環(huán)冷凍水流出聚合攪拌器后，再通過冷卻器進(jìn)行冷卻分別至5℃、10℃和15℃，再次通入聚合攪拌器內(nèi)循環(huán)使用。
此方法每生產(chǎn)1批料的平均周期為7.6小時(shí)，每批料產(chǎn)量18噸計(jì)，全年以8000小時(shí)計(jì)，聚氯乙烯樹脂價(jià)格以6600元/噸，廢品料價(jià)格以3600元/噸，聚氯乙烯生產(chǎn)成本以5600元/年，10個(gè)聚合釜，年創(chuàng)利潤為19137萬元/年。
實(shí)施5-15℃的循環(huán)冷凍水進(jìn)行冷卻攪拌前后的效果對(duì)比

從以上數(shù)據(jù)和列表中可以看出，采用5-15℃的循環(huán)冷凍水后，進(jìn)出口溫差更大，說明熱交換的效果更好，漲溫度的批數(shù)明顯減少，縮短了生產(chǎn)周期，有效降低粘釜度和清釜頻率，清釜物重量大大減少，大大降低了生產(chǎn)成本，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。
權(quán)利要求
1.一種本體聚氯乙烯樹脂聚合中的冷卻方法，是將循環(huán)水通入聚合釜夾套和釜頂冷凝器中，利用循環(huán)水對(duì)聚合系統(tǒng)進(jìn)行冷卻，其特征在于還在聚合攪拌器內(nèi)通入5-15℃的循環(huán)冷凍水，在聚氯乙烯聚合反應(yīng)過程中，該循環(huán)冷凍水通過聚合攪拌器對(duì)聚合釜內(nèi)介質(zhì)進(jìn)行冷卻，使聚合釜內(nèi)介質(zhì)保持在聚氯乙烯聚合反應(yīng)所需的正常溫度范圍內(nèi)，進(jìn)行熱交換后的循環(huán)冷凍水流出聚合攪拌器后，再通過冷卻器進(jìn)行冷凍至5-15℃，再次通入聚合攪拌器內(nèi)循環(huán)使用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種本體聚氯乙烯樹脂聚合過程中對(duì)聚合系統(tǒng)進(jìn)行冷卻的方法，是將常溫的循環(huán)水通入聚合釜夾套和釜頂冷凝器中，利用循環(huán)水對(duì)聚合系統(tǒng)進(jìn)行冷卻，同時(shí)在聚合攪拌器內(nèi)通入5－15℃的循環(huán)冷凍水，采用此溫度適宜的冷凍水與聚合釜內(nèi)的反應(yīng)介質(zhì)進(jìn)行熱交換更加充分，極大地增強(qiáng)了聚合攪拌的傳熱能力，大大減輕了聚合粘釜，保證了聚合系統(tǒng)的溫度和壓力處于合適的范圍內(nèi)，縮短了聚合生產(chǎn)周期，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，降低清釜頻率和清釜物，大大降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)C08F6/26GK1730501SQ20051002149
公開日2006年2月8日 申請(qǐng)日期2005年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月19日
發(fā)明者李強(qiáng), 雷丹 申請(qǐng)人:宜賓天原股份有限公司