年产5万吨聚氯乙烯聚合干燥工序初步工艺设计(5)

⑹化学稳定性

在酸，碱和盐类溶液中较稳定。 ⑺耐溶剂性

除了芳烃（苯，二甲苯），苯胺，二甲基酰胺，四氢呋喃，含氯烃（二氯甲烷，四氯化碳，氯化

n

其中n为平均聚合度，一般为350—8000

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烯）酮，酯类以外，对水，汽油和酒精均稳定。

⑻机械性能

聚氯乙烯抗冲击强度较高，常温常压下可达10MPa。[1] 2.1.3 产品质量标准

PVC生产中所需主要原料的规格

表3 PVC产品质量标准

项目名称及单位 挥发分（1%）≤ 42目筛余e≤ 200目过筛e≤ 自度（%）≤ 堆积密度（g/ml） VCM含量ppm≤ 鱼眼数（LMS） 比粘度

K值 平均聚合度 黑树脂（PCS）≤ 黑树脂与黄树脂≤

A-2型 0.2 0.5 10 95 0.44～0.48 5 100 0.44

72 1450 10 30

A-3型 0.2 0.5 10 95 0.48～0.52 5 100 0.48

66 1050 10 30

A-4型 0.2 0.5 10 95 0.50～0.60 5 100 0.30～0.33

62 840 10 30

A-5型 0.2 0.5 10 95 0.50～0.60 5 100 0.27～0.31

59 740 10 30

2.1.4 单体 氯乙烯（VCM）的性质 ⑴ 纯度 ﹕≥99.98%（wt） ⑵ HCL含量﹕≤ 1 ppm（wt） ⑶ 铁含量﹕≤ 1 ppm（wt） ⑷ 水含量﹕≤60 ppm（wt） ⑸ 醛含量﹕≤5.0 ppm（wt） ⑹ 压力为0.6MPa，温度为常温。 ⑺ VCM 主要性质

氯乙烯分子式为C2H3Cl，分子量62.51，常温常压下为无色，带有甜香味气体，易燃易爆，遇到空气可形成燃烧爆炸，在空气中爆炸范围为4－22%，有毒，性质活泼，能起加成反应和易起聚合反应。

沸点（0.1MPa）为-139℃，熔点为-159.7℃。

聚合放热量1554KJ/kg.m，聚合时的体积收缩率为35%，导热系数﹕0.17956J/（㎡.S.K ）液体导热系数（20℃）0.142J/（㎡.S.K）。[1]

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2.1.5 主要辅助材料的规格 ⑴分散剂

名称﹕聚乙烯醇（通常为无色粉末），简称PVA

OH分子结构式﹕聚合度为﹕m+l 分子量为﹕2600 挥发份 ﹕﹤5% 灰分﹕﹤1%

溶解性﹕PVA对水的溶解度随聚合度和醇解度不同而变化。在常温下，完全不溶于有机溶剂。 其溶解方法﹕将PVA掺入到30℃以下的冷水中在搅拌下分散、溶胀、加热到70℃-80℃就完全溶解。

⑵引发剂

名称﹕过氧化二碳酸二（2-乙基）己酯 化学结构式：

CH2CHm

C2H5OOC2H5

CH3(CH2)3CHCH2OCOOCCH2CH(CH2)3CH3分子量为﹕346.45

外观性状﹕常为无色或淡黄色液体 溶剂﹕Shellsol-71 ⑶反应调节剂

名称﹕巯基乙酸2-乙基己脂 化学结构式﹕

OHSCH2COCH2C2H5CHC4H9

外观性状﹕常为无色或淡黄色液体，特有的巯醇臭味。 分子量﹕204.3 分子量﹕204.3 ⑷反应终止剂

名称﹕RS-1 （一种苛性钠水溶液） 配方﹕无离子水84.6%

氢氧化钠4.4% 双酚-A 11.0%

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结构式﹕

CH3HO

分子量﹕223.3 ⑸防粘釜剂的性质

性质﹕是一种石油树脂[环戊二烯基树脂]与酚类化合物的混合物。 配方﹕聚醅酚 100kg 石油树脂 700kg 对甲基磺酸 0.15 kg 反应温度 ﹕160-170℃[4]

CCH3OH

3 PVC生产的典型聚合工艺[2]：

到目前为止，世界上PVC生产的聚合工艺主要有四种，即悬浮聚合、本体聚合、乳液聚合、微悬浮聚合 3.1 悬浮聚合：

悬浮聚合是一种成熟的工艺，典型的悬浮聚合过程是向聚合釜中加入无离子水和悬浮剂，加入引发剂后密封聚合釜，脱除氧，加入单体氯乙烯进行聚合。 3.2 本体聚合：

本体聚合工艺不以水为介质，也不加入分散剂等各种助剂，而只加入氯乙烯和引发剂，因此可大大简化生产工艺。 3.3 乳液聚合：

乳液聚合是生产糊树脂的方法，通常采用水溶性引发剂（H2O2或K2S2O8等）把氯乙烯单体、水溶性物质、水、乳化剂及非离子型表面活性剂加入集合釜中进行聚合反应。 3.4 微悬浮聚合：

微悬浮聚合将氯乙烯单体，无离子水、乳化剂、油溶性引发剂以及其它助剂按比例混合均化，将均化料通入聚合反应釜进行聚合。 3.5 四种主要聚合工艺的特性比较：

表4 四种主要聚合工艺的特性

项 目 工业类型 生产能力/（万吨/年）

反应器/ m

3

悬浮法 间歇 20 6×133

本体法 间歇 10

第一 第二 1×38 5×63

乳液法 间歇 5 6×35

微悬浮法 间歇 5 6×35

项 目 悬浮法 本体法 乳液法 微悬浮法

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类型 效率/（t/a·m）

反应条件

温度/℃

时间/h 批量时间/h 转化率/% 总收率/% 聚合场所

3

立式 251 57

立式 283 67 70

立式 238 52 6.0 7.8 82.3 98.7

胶束和乳胶粒内

散热较容

立式 238 50 10 11.8 91.8 98.9 溶液内

6.0 8.2 88.0 99.3 液滴内

0.25 3.5 1.80 7.65 8.0 67.0

99.0 本体内

散热容易，

热不易散出，间

间歇生产，须有

生产特性

分离、洗涤、干

制板材和塑材

燥等工序

涤、干燥等工序

比较纯净，可能

产物特性

留有少量分散

剂

聚合物纯净，宜于生产

留有少量乳化剂

透明浅色制品，分子量

和其它助剂

分布较宽

需经过冷凝、洗

歇生产，设备简单，宜

制成固体树脂时，易，可连续生产，

散热容易，可连续生产，不宜制成干燥粉状或粒型

树脂

一般聚合液 直接使用

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