改善聚氯乙烯树脂产品质量的有效措施.pdf

第43卷第10期
化工·技术与开发
Vo.43 No10
2014年10月
Technology Development of Chemical Industry
Oct.2014
生产?
改善聚氯乙烯树脂产品质量的有效措施
张睿,郝江涛
(新疆中泰化学股份有限公司,新疆鸟鲁木齐830019
摘要:分析了PVC树脂的分子量、杂质、颗粒形态、热稳定性等方面的影响因素,并提出在生产过程中通过
原材料质量控制、助剂选择及配方优化、工艺改造及控制等方式,提高PVC树脂的产品质量。
关词:PVC树脂;质量;解决方法
中图分类号:TQ3253
文献标识码:B
文章编号:16719050201410-0042-04
由于我国近几年聚氯乙烯行业迅速发展,许多离子水,一般硬度<5mg?kg',氯根<10mg?kg
聚氯乙烯企业相继扩大了生产规模,因此,未来聚pH值在65-8.5之间。具体指标控制见表1。
氯乙烯市场竞争将更加激烈,聚氯乙烯树脂的质量
寝1去离子水控制指标
直接决定了企业在市场中的竞争力。中泰化学自检测项目电导率二氧化硅 PH Fe Ca+Mg
2003年以来,聚氯乙烯生产能力得到大幅提高,尤单位(uscm)mg
μg?Llmg?L
其子公司华泰重化工有限责任公司(以下简称华泰
控制指标≤5
≤206,5~8.5≤8≤0.02
公司)自2006年起经过三期项目的建设,PVC产能1.2VCM单体
达到70万t?a,但是生产树脂质量与国内PVC先
VCM单体质量是影响PVC树脂质量的重要因
进企业相比还存在一定的差距,因此华泰公司针对素之一,VCM单体经精制提纯后虽达到聚合的要
聚氯乙烯树脂产品质量的优化进行了认真分析和探求,但仍含有许多的微量杂质,对聚合过程和产品
索,总结出一些行之有效的实践经验,供同行参考。质量都有较大的影响。电石法生产的VCM单体中
的杂质主要有乙炔、Fe、乙醛、1,1-二氯乙烷等,当含
1原材料对PVC树脂质量的影响
量大于0.01%时就有明显影响。单体中乙炔杂质
1.1去离子水
可使聚合反应速度减慢,PVC树脂聚合度下降,在
VC悬浮聚合对水质的要求非常严格,因其直接乙醛和铁的协同作用下会降低PVC的热稳定性和
影响到PVC树脂产品的质量。如水的硬度(表征水电性能,在实际生产中,若遇单体中乙炔杂质含量超
中金属等阳离子含量)过高,会影响到产品的电绝标可通过降低聚合反应温度来调整树脂聚合度(如
缘性能和热稳定性;氯根过高,则对聚乙烯醇分散体超标50mg·kg2降低反应温度0.5℃)VCM单体
系影响较大,破坏悬浮聚合的稳定性,易使树脂颗粒具体指标控制见表2。
变粗,影响产品的颗粒形态;水中的溶解氧能产生阻
聚作用,延长诱导期,降低聚合速率;pH值影响分
2树脂各项指标的优化提高方法
散剂的稳定性,较低的pH值对明胶有显著的破坏2.1杂质
作用,较高的pH值会引起聚乙烯醇的部分醇解,影
杂质主要有外来杂质和生产过程中PVC颗粒
响分散剂效果和树脂颗粒形态。此外,水质还会导降解形成的“黑黄点”。外来杂质包括原材料带来
致粘釜及“鱼眼”的产生。因此聚合用水宜采用去的杂质,如脱盐水、氯乙烯中的铁锈(渣)、分散剂配
表2VCM单体控制指标
检测项目纯度乙炔乙陸141ニ氯乙烷12二氯乙烷三氯乙烯反式二氯乙烯正式二氯乙烯
单位/%(vv)/%(v)
/%(wv)
控制指标99.95≤0.0100
此6项高沸物,总控制指标≤0.0200%
收稿日期:2014-08-28
第10期
43
制液长期贮存霉变后而形成的“黑点”等,这些杂质尽量不变。③平稳控制汽提塔螺旋板换热器进塔及
在汽提前后及干燥过程取样均能发现,而且从原料出塔浆料压力,出塔浆料泵增加变频器,控制汽提螺
外观也容易判断,较易控制。而PVC颗粒降解形成旋板换热器两处压差在100kPa以内,避免换热器两
的“黑黄点”主要是在汽提、干燥过程中由于温度过侧压差波动过大导致换热器内漏。④优化汽提工艺
高或者停留时间过长造成的,这类杂质一般是某条流程:将汽提工艺流程改为汽提塔顶气相单体和蒸
生产线出现杂质波动,这类杂质出现的主要工段集汽先经塔顶冷凝器冷却再至汽水分离器,从而降低
中在汽提工序和干燥工序。从观察到的杂质粒子情汽水分离器内温度,防止汽水分离器内树脂变色,定
况及各工序分段取样来看,我公司树脂中的杂质主期对汽水分离器进行冲洗排空。工艺流程优化前后
要是在汽提过程中形成的,汽提工序产生杂质的主对比见图1、图2。
要原因如下
VCG、蒸汽
冷
VCG、蒸汽
1)对汽提塔最大生产能力了解不够。当生产
凝
负荷逐渐提高后,汽提进料量也逐渐加大,但达到
器
冷凝器
定负荷后,汽提塔的各操作参数就出现有规律的波
汽
动,即汽提塔塔顶与塔底压差逐渐增大,达到一定数
提
汽提塔
塔
汽水分离
值后,其值突然降低,而汽提塔的液位突然上涨,塔
底温度也降为偏离设定值10℃左右,这就是俗称的
汽水分离
汽提塔“掉料”。汽提塔“掉料”使浆料在塔盘内的
流态不好,浆料更容易进入汽提塔并沉积在汽提塔图1汽提工艺变更前工艺流程图2汽提工艺変更后工艺流程
的死角,使蒸汽发生偏流,汽提塔温度、压力等参数
2.2“鱼眼”数
会较大幅度偏离正常值,容易产生杂质。
在聚氯乙烯生产中,鱼眼的形成直接影响PVC
2)汽提塔在低负荷返行时,物料流速慢导致汽产品的质量,在PVC树脂后加工会影响塑料制品表
提螺旋板换热器内树脂沉积,还会造成汽提塔内物面的美观性,而且还会大大降低制品的拉伸强度、伸
料在塔盘中的停留时间过长,从而在塔盘中和螺旋长率等机械性能,易导致塑料膜或片的穿孔,尤其是
板换热器中形成杂质(主要是黄点较多)
电缆制品,会影响其电绝缘性和低温挠屈性。总之,
3)汽提系统停车检査时发现汽提塔塔顶冷凝“鱼眼”已成为树脂生产和塑化加工中最重视的指
器汽水分离器内存有大量变色树脂。汽提塔工艺流。标之ー
程原设计为汽提塔塔顶气相单体及蒸汽先经过汽水
1)PVC“鱼眼”的形成原因:①多次聚合形成
分离器后再经塔顶冷凝器冷却,汽提运行过程中汽PvC鱼眼,釜内浆料清洗不干净,在后一次生产时
水分离器内温度较高导致塔顶带出的部分树脂变VCM溶胀已生成的PVC颗粒,发生再次聚合反应,
色,而汽水分离器内冷凝水又回用至汽提塔内,造成形成立体结构的PVC颗粒,这种粒子塑化加工时根
汽提塔内树脂杂质波动。
本不能塑化,类似于紧密型树脂,是一种永久性“鱼
)改进措施:①确定汽提塔的操作负荷:确定眼”。②分散剂匹配不当也形成鱼眼。分散剂具有
汽提塔的最高生产负荷,防止超过汽提最大能力而保胶作用和分散作用,保胶能力过强,分散作用过
造成的操作参数的波动;限制汽提塔最低生产负荷弱,会使树脂产品颗粒孔隙率大幅度下降,使聚合颗
(40m2:h'),防止其在超低负荷下长期运行。如浆粒变硬,塑化加工时形成暂时“鱼眼”。③引发剂匹
料流速过小、停留时间过长,在汽提塔和螺旋板换热
配不当,反应前期放热快,形成过热,后期反应缓慢,
器中易形成杂质。②明确汽提操作规程:汽提塔的或