[实用新型]一种多釜连续聚合生产聚氯乙烯的装置

说明书

本实用新型公开了一种多釜连续聚合生产聚氯乙烯的装置，包括相互连接的用于初期聚合反应的预混釜和用于主聚合反应的主聚合釜，且预混釜通过大管径管道连接于主聚合釜的入口，主聚合釜的出口依次通过离心泵连接于分级设备旋流器、旋转旋流离心机，旋流器的底流出管连接有用于末期聚合反应的出料聚合釜，旋流器的溢流管道连接预混釜、回流聚合釜或主聚合釜。本实用新型，通过多釜操作，改变了当前PVC间歇聚合工艺，通过及时将PVC料浆中的大颗粒PVC分离，将小颗粒PVC料浆返回预混釜或主聚合釜继续聚合反应，在一定程度上实现了VCM的连续聚合，减少了工艺废水的产生，减轻了聚合釜间歇操作的工作强度，有利于自动化控制。

技术领域

本实用新型涉及聚氯乙烯的生产技术领域，具体涉及一种多釜连续聚合生产聚氯乙烯的装置。

背景技术

聚氯乙烯是工业上五大通用塑料之一，聚氯乙烯均由VCM经过不同的聚合工艺聚合而成，目前市场上主要有以下四种PVC聚合的生产工艺：

第一种悬浮聚合，目前工业上90％以上的聚氯乙烯的由此工艺生产，悬浮聚合的机理是自由基聚合，聚合反应是由引发剂引发VCM单体发生，在聚合釜内，强烈的机械搅拌作用下将不溶于水的VCM单体分散成液滴、悬浮在溶有分散剂的水介质中，每个液滴相当于一个小本体聚合体系，溶于氯乙烯单体中的引发剂在聚合温度(45～65℃)下分解成自由基，引发VCM聚合。

目前工业生产上，只有少部分回用，大部分处理排放，大量的废水得不到回用，浪费了水资源，也对环境造成一定的污染。

悬浮聚合的缺点：(1)聚合过程存在自动加速作用，水和VCM的必须在使用分散剂条件下进行混合，聚合完成后，分散剂很难从聚合产物中除去，残留的分散剂会影响聚合产物的性能；(2)废水量较大，生产1吨PVC产生的离心母液废水约3～4t。

第二种是乳液聚合法，这是最早的工业生产PVC的一种方法。在乳液聚合中，除水和氯乙烯单体外，还要加入烷基磺酸钠等表面活性剂作乳化剂，使单体分散于水相中而成乳液状，以水溶性过硫酸钾或过硫酸铵为引发剂，聚合产物为乳胶状，乳液粒径0.05～2μm，可以直接应用或经喷雾干燥成粉状树脂。

该方法的缺点是：聚合物分离析出过程繁杂，需加入破乳剂或凝聚剂；反应器壁及管道容易挂胶和堵塞；助剂品种多，用量大，因而产品中残留杂质多，如洗涤脱除不净会影响产品的物性。

第三种是本体聚合法，该聚合装置比较特殊，与悬浮聚合和乳液聚合比，主要特点是反应中不需要加分散剂和引发剂，本体聚合分两段进行。单体和引发剂先在预聚合釜中预聚一定时间，生成种子粒子，这时转化率达8％～10％，然后流入第二段聚合釜中，补加与预聚物等量的单体，继续聚合。待转化率达 85％～90％，排出残余单体，再经粉碎、过筛即得成品。树脂的粒径与粒形由搅拌速度控制，反应热由单体回流冷凝带出。

本体聚合法的缺点：热效应相对较大，自动加速效应造成产品有气泡，变色，严重时则温度失控，引起爆聚，使产品达标难度加大。由于体系粘度随聚合不断增加，混合和传热困难，有时还会出现聚合速率自动加速现象，如果控制不当，将引起爆聚；产物分子量分布宽，未反应的单体难以除尽，制品机械性能变差等。

第四种是溶液聚合，其是将VCM单体溶解在一种有机溶剂(如n-丁烷或环己烷)中引发聚合，随着反应的进行聚合物沉淀下来。

溶液聚合工艺的缺点：单体被溶剂稀释，聚合速率慢，产物分子量较低；溶剂的的回收处理工艺要求高，设备利用率低，导致成本增加；溶剂的使用导致环境污染问题。

除了悬浮聚合工艺，其余三种工艺均可实现连续聚合生产，但乳液聚合、溶液聚合、本体聚合均有各种各样的缺点。