本發(fā)明涉及一種聚氯乙烯的生產(chǎn)方法，尤其是一種本體法生產(chǎn)聚氯乙烯的方法。
背景技術(shù)：
：目前，國(guó)際上生產(chǎn)聚氯乙烯樹(shù)脂(pvc)的方法主要有懸浮法、乳液法、溶液法和本體法。本體聚合生產(chǎn)工藝，其主要特點(diǎn)是反應(yīng)過(guò)程中不需要加水和分散劑。其典型的生產(chǎn)工藝為聚合分2步進(jìn)行：第1步為預(yù)聚合：在預(yù)聚釜中加入定量的vcm(氯乙烯)單體、引發(fā)劑和添加劑，經(jīng)加熱后在強(qiáng)攪拌(相對(duì)第2步聚合過(guò)程)的作用下，釜內(nèi)保持恒定的壓力和溫度進(jìn)行預(yù)聚合。當(dāng)vcm的轉(zhuǎn)化率達(dá)到8％～12％停止反應(yīng)，將生成的“種子”送入聚合釜內(nèi)進(jìn)行第2步反應(yīng)。第2步為本體聚合后聚合：聚合釜在接收到預(yù)聚合的“種子”后，再加入一定量的vcm單體、添加劑和引發(fā)劑，在這些“種子”的基礎(chǔ)上繼續(xù)聚合，使“種子”逐漸長(zhǎng)大到一定的程度，在低速攪拌的作用下，保持恒定壓力進(jìn)行聚合反應(yīng)。當(dāng)反應(yīng)轉(zhuǎn)化率達(dá)到60％～85％(根據(jù)配方而定)時(shí)終止反應(yīng)，并在聚合釜中脫氣、回收未反應(yīng)的單體，而后在釜內(nèi)汽提，進(jìn)一步脫除殘留在pvc粉料中的vcm，最后經(jīng)風(fēng)送系統(tǒng)將釜內(nèi)pvc粉料送往分級(jí)、均化和包裝工序。由于本體法聚氯乙烯生產(chǎn)工藝技術(shù)特點(diǎn)是本體聚合不用水作分散介質(zhì)，氯乙烯及其聚合物直接與釜壁接觸，因此在氯乙烯聚合過(guò)程中，有一部份聚合物料會(huì)粘結(jié)在聚合釜壁、攪拌器、檔板上，行業(yè)內(nèi)稱(chēng)之為“粘釜”現(xiàn)象，粘釜給本體法pvc生產(chǎn)帶來(lái)了極大的危害：1、釜壁粘結(jié)后，對(duì)釜壁的傳熱性能影響特別大，使釜壁的傳熱系數(shù)下降，最大時(shí)可達(dá)20％，反應(yīng)熱不易帶走，聚合速率降低；2、粘釜料孔隙率低，加工塑化性能差，混入產(chǎn)品中易生成“魚(yú)眼”，而“魚(yú)眼”是使pvc制品老化，破裂的最薄弱環(huán)節(jié)，從而影響制品的質(zhì)量；3、清釜不僅延長(zhǎng)了生產(chǎn)周期，降低了釜的利用率，而且人工清釜環(huán)境惡劣，勞動(dòng)強(qiáng)度大，嚴(yán)重影響了員工的身體健康與人身安全。目前國(guó)內(nèi)解決粘釜的方法主要依靠引進(jìn)的法國(guó)阿托化學(xué)公司提供的防粘釜技術(shù)，在預(yù)聚合開(kāi)始之前加入防粘釜?jiǎng)?，聚合反?yīng)完成出料后進(jìn)行高壓水機(jī)械清洗。即便如此，在實(shí)際生產(chǎn)中本體法聚合粘釜情況仍然相當(dāng)嚴(yán)重，相比較懸浮聚合來(lái)看，目前氯乙烯懸浮聚合的防粘釜問(wèn)題已基本上得到了解決，可以做到一年左右不開(kāi)釜，實(shí)現(xiàn)密閉化生產(chǎn)。但氯乙烯本體聚合的粘釜比較嚴(yán)重，其防粘釜問(wèn)題，目前只能做到一個(gè)周左右不開(kāi)蓋，且每次清釜物高達(dá)800kg左右。因此，研究本體聚合防止粘釜或減輕粘釜的技術(shù)，應(yīng)當(dāng)成為本體法pvc生產(chǎn)中的重點(diǎn)研究課題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為解決本體法聚氯乙烯生產(chǎn)過(guò)程中粘釜現(xiàn)象嚴(yán)重的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種本體法聚氯乙烯防粘釜生產(chǎn)方法。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：本體法聚氯乙烯防粘釜生產(chǎn)方法，包括以下步驟：a、預(yù)聚合，得到“種子”；b、將計(jì)量的硝酸溶液與計(jì)量的聚合助劑一起加入聚合釜內(nèi)，并對(duì)聚合釜進(jìn)行真空置換；c、向聚合釜中加入氯乙烯單體、引發(fā)劑以及步驟a的“種子”，進(jìn)行聚合反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束得到聚氯乙烯樹(shù)脂。發(fā)明人認(rèn)為，聚合釜中之所以容易發(fā)生粘釜現(xiàn)象，是因?yàn)楦趯?duì)聚合物料的吸附與粘結(jié)效應(yīng)；隨著聚合反應(yīng)的進(jìn)行，聚合釜壁與聚合物之間發(fā)生接技聚合反應(yīng)，從而產(chǎn)生粘釜現(xiàn)象。發(fā)明人通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在聚合反應(yīng)前加入硝酸溶液，可起到鈍化聚合釜壁的表面活性的作用，在聚合釜壁形成一層保護(hù)膜，能有效阻止聚合釜壁與聚合物之間的接技聚合反應(yīng)，而釜壁是粘釜形成的最基本條件，沒(méi)有釜壁對(duì)聚合物料的吸附，粘釜物將難以形成。另外，發(fā)明人認(rèn)為，導(dǎo)致粘釜現(xiàn)象的另一大原因是聚合反應(yīng)中的“爆聚”現(xiàn)象，其產(chǎn)生原因主要是聚合反應(yīng)過(guò)程中聚合熱難以傳出，導(dǎo)致一部分樹(shù)脂顆粒在高溫下發(fā)生熔融軟化，軟化后的樹(shù)脂極易粘附在釜壁和攪拌裝置上。而硝酸溶液中的氫離子起到調(diào)節(jié)聚合體系ph值作用，使聚合體系處于弱酸性環(huán)境，更適合本體聚合反應(yīng)場(chǎng)所，本體聚合反應(yīng)從液相變成粘稠狀到全部變成固相過(guò)程，聚合熱更容易傳出，避免了聚合“爆聚”現(xiàn)象發(fā)生。待聚合反應(yīng)結(jié)束，物料出料后，采用高壓沖洗桿對(duì)聚合釜進(jìn)行沖洗即可有效清洗掉釜壁和攪拌裝置上粘附的聚合物。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟b中硝酸溶液的質(zhì)量濃度為18％～22％。若使用質(zhì)量濃度過(guò)稀的硝酸溶液，不能起到完全鈍化聚合釜壁的表面活性的作用，防粘釜的效果不明顯，聚合粘釜物仍較多，清釜頻率仍較高；同時(shí)由于濃度過(guò)稀，相同情況下增加了硝酸加入量，而硝酸溶液中的含水量也增加，導(dǎo)致進(jìn)入聚合體系的水含量增加，而本體聚合過(guò)程是沒(méi)有水的聚合過(guò)程，體系中水含量增加要影響聚合反應(yīng)，容易出現(xiàn)聚合結(jié)塊現(xiàn)象，產(chǎn)品中樹(shù)脂粒徑分布不均勻，細(xì)顆粒料含量要增加，影響了產(chǎn)品質(zhì)量。若使用質(zhì)量濃度過(guò)濃的硝酸溶液，由于硝酸具有腐蝕性，濃度過(guò)高，要腐蝕聚合釜壁，聚合釜壁金屬表面會(huì)出現(xiàn)分布不均的小凹點(diǎn)，一旦釜壁凹凸不平后粘釜情況更為惡化；同時(shí)長(zhǎng)期使用硝酸后釜壁會(huì)腐蝕越來(lái)越嚴(yán)重，給聚合生產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重的安全隱患。發(fā)明人通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)總結(jié)出了本發(fā)明硝酸溶液的適宜添加量：每批聚合投料時(shí)在其他配方條件一樣的情況下，硝酸的用量調(diào)整是依據(jù)所加入的氯乙烯單體的質(zhì)量指標(biāo)變化來(lái)調(diào)整，單體中總酸度這一指標(biāo)決定著硝酸的用量變化。在生產(chǎn)中，本發(fā)明的氯乙烯單體中總酸度質(zhì)量指標(biāo)最好控制在0.7～1.0ug/g，當(dāng)單體總酸度低于0.7ug/g時(shí)，為調(diào)整聚合體系處于弱酸性聚合環(huán)境，避免產(chǎn)生“爆聚”，硝酸用量需適當(dāng)加多些；當(dāng)單體總酸度高于1.0ug/g時(shí)，為防止加入硝酸后體系酸度過(guò)高，腐蝕設(shè)備，硝酸用量需加少些。本發(fā)明的有益效果是：1)聚合反應(yīng)過(guò)程平穩(wěn)，無(wú)聚合“爆聚”現(xiàn)象發(fā)生；2)清釜頻率降低，實(shí)現(xiàn)一月開(kāi)釜清一次，同時(shí)清釜物大幅減少，控制在100kg以?xún)?nèi)；員工勞動(dòng)強(qiáng)度下降，也提高了聚合釜生產(chǎn)效率，工作環(huán)境得到改善；3)產(chǎn)品中“魚(yú)眼”減少，98％以上達(dá)到優(yōu)級(jí)品，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例一：按照以下方法生產(chǎn)聚氯乙烯樹(shù)脂：(1)將液態(tài)氯乙烯單體用泵輸入預(yù)聚合釜中，進(jìn)料量為17.5t，加入其總質(zhì)量0.04％的引發(fā)劑，然后將溫度升高至68℃，壓力為12kg/cm2，進(jìn)行預(yù)聚合反應(yīng)，反應(yīng)15分鐘后得到種子。(2)將1.5l質(zhì)量濃度為20％的硝酸溶液與3200g聚合助劑一起加入聚合釜內(nèi)，并對(duì)聚合釜進(jìn)行真空置換；然后向聚合釜中加入15t氯乙烯單體，并加入步驟(1)得到的種子，再加入總質(zhì)量0.04％的引發(fā)劑，然后在聚合釜?dú)んw夾層中通入80℃的熱水對(duì)混合物料進(jìn)行加熱，引發(fā)聚合反應(yīng)，在加熱物料的同時(shí)用攪拌器進(jìn)行攪拌，使物料溫度壓力均勻，直至聚合釜內(nèi)壓力升到12.6kg/cm2時(shí)，聚合反應(yīng)結(jié)束，對(duì)未反應(yīng)完vcm進(jìn)行脫氣回收，蒸汽汽提后得到聚氯乙烯樹(shù)脂。(3)出料后，采用兩根高壓沖洗桿從釜上對(duì)稱(chēng)角度位置自動(dòng)伸入釜內(nèi)，頂端沖洗頭360℃旋轉(zhuǎn)，噴出30mpa壓力的高壓水，由程序控制在不同位置清洗釜壁和攪拌上粘附的聚合物。(4)檢測(cè)聚氯乙烯樹(shù)脂的各項(xiàng)產(chǎn)品指標(biāo)，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。(5)每月對(duì)聚合釜進(jìn)行一次人工清釜，對(duì)清釜物質(zhì)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表1。實(shí)施例二：按照以下方法生產(chǎn)聚氯乙烯樹(shù)脂：(1)將液態(tài)氯乙烯單體用泵輸入預(yù)聚合釜中，進(jìn)料量為17.5t，加入其總質(zhì)量0.04％的引發(fā)劑，然后將溫度升高至68℃，壓力為12kg/cm2，進(jìn)行預(yù)聚合反應(yīng)，反應(yīng)15分鐘后得到種子。(2)將2l質(zhì)量濃度為18％的硝酸溶液與3200g聚合助劑一起加入聚合釜內(nèi)，并對(duì)聚合釜進(jìn)行真空置換；然后向聚合釜中加入15t氯乙烯單體，并加入步驟(1)得到的種子，再加入總質(zhì)量0.04％的引發(fā)劑，然后在聚合釜?dú)んw夾層中通入80℃的熱水對(duì)混合物料進(jìn)行加熱，引發(fā)聚合反應(yīng)，在加熱物料的同時(shí)用攪拌器進(jìn)行攪拌，使物料溫度壓力均勻，直至聚合釜內(nèi)壓力升到12.6kg/cm2時(shí)，聚合反應(yīng)結(jié)束，對(duì)未反應(yīng)完vcm進(jìn)行脫氣回收，蒸汽汽提后得到聚氯乙烯樹(shù)脂。(3)出料后，采用兩根高壓沖洗桿從釜上對(duì)稱(chēng)角度位置自動(dòng)伸入釜內(nèi)，頂端沖洗頭360℃旋轉(zhuǎn)，噴出30mpa壓力的高壓水，由程序控制在不同位置清洗釜壁和攪拌上粘附的聚合物。(4)檢測(cè)聚氯乙烯樹(shù)脂的各項(xiàng)產(chǎn)品指標(biāo)，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。(5)每月對(duì)聚合釜進(jìn)行一次人工清釜，對(duì)清釜物質(zhì)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表1。實(shí)施例三：按照以下方法生產(chǎn)聚氯乙烯樹(shù)脂：(1)將液態(tài)氯乙烯單體用泵輸入預(yù)聚合釜中，進(jìn)料量為17.5t，加入其總質(zhì)量0.04％的引發(fā)劑，然后將溫度升高至68℃，壓力為12kg/cm2，進(jìn)行預(yù)聚合反應(yīng)，反應(yīng)15分鐘后得到種子。(2)將1l質(zhì)量濃度為22％的硝酸溶液與3200g聚合助劑一起加入聚合釜內(nèi)，并對(duì)聚合釜進(jìn)行真空置換；然后向聚合釜中加入15t氯乙烯單體，并加入步驟(1)得到的種子，再加入總質(zhì)量0.04％的引發(fā)劑，然后在聚合釜?dú)んw夾層中通入80℃的熱水對(duì)混合物料進(jìn)行加熱，引發(fā)聚合反應(yīng)，在加熱物料的同時(shí)用攪拌器進(jìn)行攪拌，使物料溫度壓力均勻，直至聚合釜內(nèi)壓力升到12.6kg/cm2時(shí)，聚合反應(yīng)結(jié)束，對(duì)未反應(yīng)完vcm進(jìn)行脫氣回收，蒸汽汽提后得到聚氯乙烯樹(shù)脂。(3)出料后，采用兩根高壓沖洗桿從釜上對(duì)稱(chēng)角度位置自動(dòng)伸入釜內(nèi)，頂端沖洗頭360℃旋轉(zhuǎn)，噴出30mpa壓力的高壓水，由程序控制在不同位置清洗釜壁和攪拌上粘附的聚合物。(4)檢測(cè)聚氯乙烯樹(shù)脂的各項(xiàng)產(chǎn)品指標(biāo)，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。(5)每月對(duì)聚合釜進(jìn)行一次人工清釜，對(duì)清釜物質(zhì)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表1。對(duì)比例四：按照以下方法生產(chǎn)聚氯乙烯樹(shù)脂：(1)將液態(tài)氯乙烯單體用泵輸入預(yù)聚合釜中，進(jìn)料量為17.5t，加入其總質(zhì)量0.04％的引發(fā)劑，然后將溫度升高至68℃，壓力為12kg/cm2，進(jìn)行預(yù)聚合反應(yīng)，反應(yīng)15分鐘后得到種子。(2)將3200g聚合助劑加入聚合釜內(nèi)，并對(duì)聚合釜進(jìn)行真空置換；然后向聚合釜中加入15t氯乙烯單體，并加入步驟(1)得到的種子，再加入總質(zhì)量0.04％的引發(fā)劑，然后在聚合釜?dú)んw夾層中通入80℃的熱水對(duì)混合物料進(jìn)行加熱，引發(fā)聚合反應(yīng)，在加熱物料的同時(shí)用攪拌器進(jìn)行攪拌，使物料溫度壓力均勻，直至聚合釜內(nèi)壓力升到12.6kg/cm2時(shí)，聚合反應(yīng)結(jié)束，對(duì)未反應(yīng)完vcm進(jìn)行脫氣回收，蒸汽汽提后得到聚氯乙烯樹(shù)脂。(3)出料后，采用兩根高壓沖洗桿從釜上對(duì)稱(chēng)角度位置自動(dòng)伸入釜內(nèi)，頂端沖洗頭360℃旋轉(zhuǎn)，噴出30mpa壓力的高壓水，由程序控制在不同位置清洗釜壁和攪拌上粘附的聚合物。(4)檢測(cè)聚氯乙烯樹(shù)脂的各項(xiàng)產(chǎn)品指標(biāo)，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。(5)每月對(duì)聚合釜進(jìn)行一次人工清釜，對(duì)清釜物質(zhì)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表1。表1魚(yú)眼(個(gè)/400cm2)質(zhì)量等級(jí)聚合時(shí)間清釜物質(zhì)量實(shí)施例一18優(yōu)級(jí)品2h30min56kg實(shí)施例二24優(yōu)級(jí)品2h30min82kg實(shí)施例三28優(yōu)級(jí)品2h30min78kg對(duì)比例四75合格品2h30min1208kg當(dāng)前第1頁(yè)12