生產聚氯乙烯共聚糊樹脂的裝置及其生產工藝以及應用
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種聚氯乙烯共聚糊樹脂的領域，特別是一種生產聚氯乙烯共聚糊樹 脂的裝置及其生產工藝。
【背景技術】
[0002] 聚氯乙烯(PVC)糊樹脂顧名思義是此種樹脂主要以制成糊狀形式來應用，人們常 用此種糊稱作增塑糊，是未加工狀態下的聚氯乙烯塑料的一種獨特液體形式。糊樹脂常由 乳液和微懸浮法制得，其反應方程式為： nCH2=CHCL--->(CH2_CHCL)n. 聚氯乙烯糊樹脂因粒度微細，其質地像滑石粉，具有不流動性。聚氯乙烯糊樹脂同增塑 劑混合后經攪拌形成穩定的懸浮液，即制成PVC糊料，或稱作PVC增塑糊、PVC溶膠，而且人們 正是以這種形式用來加工成最終制品。在制糊過程中，根據不同的制品需要，添加各種填 料、稀釋劑、熱穩定劑、發泡劑及光穩定劑等。
[0003] 糊樹脂工業的發展，提供了僅經加熱就變為聚氯乙烯制品的一種新型的液態材 料。該種液態材料配置方便，性能穩定、易控制、使用方便、制品性能優良、化學穩定性好，具 有一定的機械強度、易著色等，因此被廣泛應用于人造革、地板革、醫用、精密儀器生產和餐 飲業的彈性手套、搪膠玩具、軟質商標、墻紙、浸塑行業（電動把手醫療器械、勞動保護手套 等）、油漆涂料、發泡塑膠、輸送帶、汽車裝飾等的生產。
[0004] 與傳統的懸浮樹脂相比，PVC糊樹脂具有以下優點： (1)加工設備價廉;（2)模具簡單便宜；（3)可制成特別形狀;（4)發泡容易；（5)制品受熱 次數少，并可以少量、多品種進行生產。
[0005] 全球糊狀PVC樹脂工業一直以較快速度發展，特別是近十年來，產能與產量呈跳躍 式增長，在亞洲地區增長尤為顯著。2014年，全球糊PVC樹脂總產能約550萬噸/年，中國產能 約71萬噸，約占全球總產能13 %。
[0006] 制備方法主要有 1.乳液法乳液聚合配方主要有VCM、水、水溶性引發劑和乳化劑。乳液聚合對攪拌要求 很嚴格，引發作用是在水相中進行的，通常使用的引發劑是水溶性過硫酸鹽和亞硫酸鹽的 氧化還原系統，反應速度與還原劑的加入速度和量有關。一般情況下，乳液聚合得到的乳漿 粒徑小于〇.2μπι，為了達到增大乳漿粒徑的目的，開發了乳液種子聚合法，使乳漿粒徑增大 至iJl.Oym左右。在乳液聚合中，如果有已生成的高聚合物乳漿存在，控制物料配比和條件，原 則上VCM僅在已生成的乳漿粒子上聚合，而不再形成新的粒子;這種已生成的高聚物乳漿就 好像晶種，因此稱為乳液種子聚合。不但要有合理的粒徑，還必須具有適當的粒徑分布，才 能得到性能優良的PVC糊樹脂。乳液聚合中乳化劑很重要，所用數量決定了引發劑的粒子 數，且對最終的乳漿粒子的大小起了主要作用。特別在進行種子生成時，采用高引發速率和 低濃度乳化劑進行生產，能使乳漿微粒尺寸分布變窄。
[0007]微懸浮法微懸浮聚合是制得PVC糊樹脂較新的一種方法，其流程是:先將VCM、油溶 性引發劑、乳化劑和水用機械均化的方法制成穩定的乳狀(粒徑在?.Ομπι左右），然后進行聚 合。用這種方法生產的PVC糊樹脂的流動性優良，乳化劑用量少，樹脂的熱穩定性和抗水性 均得到了改善。該生產工藝需特別注意以下幾個影響因素:選用合適的復合乳化劑和顆粒 改良劑體系;聚合體系組分的均化;攪拌速度;水與VCM單體之比恰當。是目前世界范圍內最 為廣泛使用的方法。
【發明內容】
[0008] 本發明的目的在于提供一種生產聚氯乙烯共聚糊樹脂的裝置及其生產工藝以及 應用。
[0009] 本發明的裝置采用如下技術方案： 一種生產聚氯乙烯共聚糊樹脂的裝置，包括原料罐，汽提塔，種子反應釜，聚合反應釜， 氣柜，卸料槽，干燥塔，廢水收集槽，原料罐與種子反應釜和聚合反應釜連接，種子反應釜通 過種子儲罐與聚合反應釜連接，聚合反應釜與卸料槽連接，卸料槽通過脫除塔與干燥塔連 接，汽提塔、卸料槽、種子反應釜和聚合反應釜分別與氣柜連接，氣柜與氯乙烯單體回收罐 連接，種子反應釜、聚合反應釜、卸料槽和干燥塔分別與廢水收集槽連接，廢水收集槽與汽 提塔連接。
[0010] 裝置所采用的優選技術方案是： 汽提塔通過調勻池與計量槽連接，計量槽與快混慢混槽連接，快混慢混槽與中和槽連 接，中和槽與浮除槽連接，浮除槽分別與砂濾器和離心機連接，砂濾器器與污水處理中心連 接。
[0011] 原料罐包括醋酸乙烯單體罐、氯乙烯單體罐、熱脫鹽水罐、脫鹽水罐、乳化劑罐、催 化劑罐、引發劑罐和緩沖劑罐，原料罐包括醋酸乙烯單體罐、氯乙烯單體罐、熱脫鹽水罐、脫 鹽水罐、乳化劑罐、催化劑罐、引發劑罐和緩沖劑罐，前述原料罐分別與種子反應釜和聚合 反應釜連接。
[0012] 種子反應釜上設置有第一自動清洗及噴淋機構和第一集中加料管，聚合反應釜上 設置有第二自動清洗及噴淋機構和第二集中加料管，聚合反應釜為密閉夾套結構。
[0013] 卸料槽上裝有動態消泡機，動態消泡機與靜態消泡機連接，靜態消泡機與氣柜連 接，靜態消泡機的回路與卸料槽連接。
[0014] 卸料槽依次通過精濕式粉碎機、細濕式粉碎機、乳漿輸送栗和乳漿混合槽與脫除 塔連接，脫除塔上設置有與氣柜連接的消泡機，脫除塔通過乳膠受槽與干燥塔連接，干燥塔 依次通過一段袋濾器、篩網、料斗、粉碎機、二段袋濾器與成品料倉連接。
[0015] 種子反應釜通過種子儲罐與聚合反應釜連接。
[0016] 裝置中還配備有防粘釜劑罐和終止劑罐。
[0017] 生產工藝所采用的技術方案是： 由DCS控制，按如下步驟進行： 、原料配制： 將占氯乙烯單體儲罐體積比15%~40%的氯乙烯單體作為第一次進料加入聚種子反應釜 和聚合反應釜中，醋酸乙烯單體在氯乙烯單體加入聚合反應釜進料完后全部加入，參與共 聚反應;乳化劑、緩沖劑、引發劑連續加入種子反應釜和聚合反應釜內，催化劑一次性加入 種子反應爸和聚合反應爸內； &、種子制備 熱脫鹽水加入種子反應釜中，乳化劑是在反應開始時加入，以形成聚氯乙烯顆粒，當種 子反應釜壓力下降下降到4至6Kg/cm2時，加入氯乙烯單體，當種子反應釜壓力降、冷卻閥關 閉時，聚氯乙烯顆粒進入種子儲罐； ?、后聚合： 熱脫鹽水送至聚合反應釜中，按比例將前述顆粒由種子加入聚合反應釜中；醋酸乙烯 單體在種子反應釜和聚合反應釜第一次加入氯乙烯單體時，全部加入;反應壓力將在聚合 速率減慢后下降，表明聚合結束； i、放料回收消泡： 當聚合反應釜內的壓力降至0. 02~0.0 8Mpa時，將物料排放至卸料槽回收儲存;采用 負壓回收，當卸料槽內壓力降至〇. 02~0. 08Mpa時，啟動真空栗回收，蒸汽通入卸料槽內 部進行升溫，乳漿溫度達到40°C~80°C，卸料槽內壓力達到-400~-700mmH 20時結束； 乳漿從卸料槽輸送栗送到VC回收消泡； 在卸料槽內進行自壓回收及負壓回收時，系統會帶出泡沫內含的乳化劑及乳漿，經由 動態消泡機及靜態消泡機進行消泡處理，被捕捉下來乳漿回到卸料槽后再栗送至干燥系統 進行干燥； ?、VC回收脫除： 卸料槽內的PVC乳漿由噴霧嘴送到脫除塔中，脫除塔用蒸汽加熱后，乳漿在脫除塔內停 留3~6小時，經脫除后，乳漿中的氯乙烯含量由2000~2200ppm降至200~300ppm以下； ?、噴霧干燥： 由脫除塔回收后的乳漿進入干燥受槽中，干燥受槽中的乳漿再進入干燥塔中，干燥后 的樹脂進入袋濾器收集，送入成品庫； 5、 干燥塔高壓自動清洗： 干燥器采用自動高壓清洗設備所用的清洗水壓力控制范圍：20~35Mpa; 6、 廢水連續自動處理： 從乳膠受槽、聚合反應釜、卸料槽、干燥塔排出的廢水收集在廢水收集槽中，廢水收集 槽中的廢水中VC含量在3000-5000ppm;廢水經汽提后，回收廢水中殘留VC，VC含量降至100 ppm以下;廢水收集于廢水調勻池再經快混慢混后導入空氣自動加壓浮除槽，刮除濃縮的污 泥，污泥栗送至離心機，脫水收集成泥餅包裝后出售浮除后廢水送至砂濾槽進行自動連續 處理，COD含量降至200ppm以下，再送至廢水處理中心處理。
[0018]生產工藝所采用的優選方案是： 乳化劑分為兩種，其中乳化劑EM1用于乳液種子制備的聚合，與水可溶性物，在乳化劑 槽預溶連續加入種子反應釜內；乳化劑EM2用于乳液氯醋共聚糊樹脂的制備，是一種與水可 溶性物，是在乳化劑槽預溶連續加入聚合反應釜內。
[0019] 催化劑分為兩類，催化劑AC1，是與水可溶的物質在催化劑罐內預溶，是通過重力 流一次性加入種子反應釜內；催化劑AC2,是與水可溶的物質預溶槽內預溶，是通過重力流 一次性加入反應爸內。
[0020] 緩沖劑分為兩種，磷酸和燒堿兩者混合后被同時添加到種子