[发明专利]氯化聚乙烯生产系统

说明书

【技术领域】

本发明涉及化工设备技术领域，具体涉及一种氯化聚乙烯生产系统。

【背景技术】

氯化聚乙烯，化学名CPE，为饱和高分子材料，具有优良的稳定性、耐侯性、耐臭氧、耐化学药品及耐老化性能，广泛用于塑料、橡胶、建材、机电、汽车、军工等领域。目前，氯化聚乙烯(CPE)生产工艺有水相悬浮法、酸相悬浮法、固相法、以及溶液法。下面将普遍采用酸相悬浮法和水相悬浮法介绍如下:

酸相悬浮法是将高密度聚乙烯(High Density Polyethylene，简称为“HDPE")悬浮于浓度为10-20％的盐酸溶液中进行氯化，再用平面转盘真空过滤机连续脱酸、洗涤、出料，最后对脱酸后的湿料进出离心、干燥、以及研磨得CPE成品。该方法主要特点是三废排放小，工艺简单，产品质量稳定，所产生的盐酸浓度在28％以上，可以回收利用；但转盘真空过滤机、以及离心干燥设备投资费用很高，而且干燥步骤结束后的物料还比较粗，需要对其进行研磨，研磨过程是十分耗电的一个过程，大概一吨物料需要1000度电左右，因此，生产成本也较高。

正是由于酸相悬浮法的设备投资费用太高，更多的厂家更愿意采用水相悬浮法。国内普遍采用的水相悬浮法主要包括氯化、脱酸、中和、脱碱、离心分离、干燥、粉碎和混合包装这几步。

1、氯化:根据“氯化釜”的大小，加入适量的净水至“氯化釜”中，然后加入助剂和高密度聚乙烯(High Density Polyethylene，简称为“HDPE")专用料，升温至一定温度后通入氯气进行反应(通常采用三段式通氯)，反应完后是保温和降温的过程。

2、脱酸:是将氯化的物料转移至脱酸釜进行脱酸，脱酸的过程大致包括两种：(1)一遍遍的加水洗，即是把反应釜中转移过来的CPE物料，通过滤头把酸水放出，当放到一定水位后浆料己经很稠了，然后关闭滤头阀门，把水加至先前水位，反复多次水洗；(2)一边加水，一边放水。”，脱酸的过程实际上是一种稀释的过程，耗水量巨大，且产生大量低浓度盐酸废水。

3、中和:通过升温加碱让碱进入CPE内部中和掉CPE物料内部的盐酸，直至试纸测试物料含酸极少时，此过程才算完成，此过程一般需要4小时以上，有时需要7-8个小时，甚至更长。中和完成后，再把物料转移至脱碱釜中。

4、脱碱:跟脱酸过程相似，把碱液通过滤网放掉，加入清水清洗几次完成，再转移至离心机。此过程一般比脱酸时所用时间短很多，大概在1个小时左右。

5、离心:离心工序是把物料和水份分离开，剩下CPE部分，再转移至沸腾干燥床中。此步骤中所采用的离心机一般为不锈钢材质，其耐酸性能较差。

6、干燥:用沸腾干燥床对物料CPE进行干燥。此步骤中所采用的干燥床一般为不锈钢材质，其耐酸性能较差。

7、混合包装:把干燥好的CPE半成品加入一定比例的隔离剂(碳酸钙)、在混料机中混合均匀，即可包装成CPE成品。

水相悬浮法的主要优点是产品质量稳定、原料消耗低，设备投资相对小；但是，在氯化反应过程中产生的大量低浓度盐酸处理负担重，需要脱酸、中和、脱碱三个步骤来完成除酸目的，一般完成该三步骤需要9小时左右、耗水至少30吨。因此，现有水相悬浮法生产CPE存在生产周期长、水资源消耗量大、盐酸浓度稀，不能回收利用的问题。

本申请人拥有的公开号为CN102863568B的中国专利，提供了一种水相悬浮制备氯化聚乙烯的方法，但该方法还是不能除尽物料所带的盐酸，产品性质也不够稳定，生产时偶尔也会出现物料发黄的现象。

另外，目前国内的氯化聚乙烯的生产厂家都是单一地采用一套设备进行酸相悬浮法和水相悬浮法的生产，酸相悬浮法可以对盐酸进行回收利用，水相悬浮法由于盐酸浓度较低，只能作为废水处理掉，而盐酸的价格会随着市场的行情波动，当市场行情低迷时，酸相悬浮法对盐酸的回收利用也并不能产生足够的经济价值；盐酸价格较高时，水相悬浮法直接将稀酸当作废水处理，也是一种资源的浪费。

【发明内容】

本发明的发明目的之一是：针对目前氯化聚乙烯生产成本高、生产周期长、水资源消耗量大问题，提供一种氯化聚乙烯生产系统，采用该生产系统能保证最终的产品含酸量非常低甚至不含酸，且可以减少总用水量，缩短生产周期，从而降低生产成本。

本发明的另一个目的是：针对目前氯化聚乙烯的生产厂家只能使用单一的方法开展生产，不能灵活处理副产物盐酸的问题，提供一种可以灵活根据盐酸的市场情况，灵活进行酸相法和水相法切换的氯化聚乙烯生产系统。