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微懸乳生產(chǎn)聚氯乙烯法糊樹脂的裝置及其生產(chǎn)方法

文檔序號:9919347閱讀:714來源:國知局
微懸乳生產(chǎn)聚氯乙烯法糊樹脂的裝置及其生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及時一種生產(chǎn)聚氯乙締的裝置及生產(chǎn)方法,特別是微懸乳法生產(chǎn)聚氯乙 締糊樹脂的裝置及生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚氯乙締(PVC)糊樹脂顧名思義是此種樹脂主要W制成糊狀形式來應(yīng)用,人們常 用此種糊稱作增塑糊,是未加工狀態(tài)下的聚氯乙締塑料的一種獨(dú)特液體形式。糊樹脂常由 乳液和微懸浮法制得,其反應(yīng)方程式為: nC 肥=C 肥 L---K C肥-OCUn. 聚氯乙締糊樹脂因粒度微細(xì),其質(zhì)地像滑石粉,具有不流動性。聚氯乙締糊樹脂同增塑 劑混合后經(jīng)攬拌形成穩(wěn)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W運(yùn)種形式用來加工成最終制品。在制糊過程中,根據(jù)不同的制品需要,添加各種填 料、稀釋劑、熱穩(wěn)定劑、發(fā)泡劑及光穩(wěn)定劑等。
[0003] PVC糊樹脂工業(yè)的發(fā)展,提供了僅經(jīng)加熱就變?yōu)榫勐纫揖喼破返囊环N新型的液態(tài) 材料。該種液態(tài)材料配置方便,性能穩(wěn)定、易控制、使用方便、制品性能優(yōu)良、化學(xué)穩(wěn)定性好, 具有一定的機(jī)械強(qiáng)度、易著色等,因此被廣泛應(yīng)用于人造革、地板革、醫(yī)用、精密儀器生產(chǎn)和 餐飲業(yè)的彈性手套、搪膠玩具、軟質(zhì)商標(biāo)、墻紙、浸塑行業(yè)(電動把手醫(yī)療器械、勞動保護(hù)手 套等)、油漆涂料、發(fā)泡塑膠、輸送帶、汽車裝飾等的生產(chǎn)。
[0004] 與傳統(tǒng)的懸浮樹脂相比,PVC糊樹脂具有W下優(yōu)點: (1)加工設(shè)備價廉;(2)模具簡單便宜;(3)可制成特別形狀;(4)發(fā)泡容易;巧)制品受熱 次數(shù)少,并可W少量、多品種進(jìn)行生產(chǎn)。
[0005] 全球糊狀PVC樹脂工業(yè)一直W較快速度發(fā)展,特別是近十年來,產(chǎn)能與產(chǎn)量呈跳躍 式增長,在亞洲地區(qū)增長尤為顯著。2014年,全球糊PVC樹脂總產(chǎn)能約550萬噸/年,中國產(chǎn)能 約71萬噸,約占全球總產(chǎn)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(fā)劑和乳化劑。乳液聚合對攬拌要求 很嚴(yán)格,引發(fā)作用是在水相中進(jìn)行的,通常使用的引發(fā)劑是水溶性過硫酸鹽和亞硫酸鹽的 氧化還原系統(tǒng),反應(yīng)速度與還原劑的加入速度和量有關(guān)。一般情況下,乳液聚合得到的乳漿 粒徑小于0.2皿,為了達(dá)到增大乳漿粒徑的目的,開發(fā)了乳液種子聚合法,使乳漿粒徑增大 到l.Owii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;運(yùn)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(dāng)?shù)牧椒植?,?能得到性能優(yōu)良的PVC糊樹脂。乳液聚合中乳化劑很重要,所用數(shù)量決定了引發(fā)劑的粒子 數(shù),且對最終的乳漿粒子的大小起了主要作用。特別在進(jìn)行種子生成時,采用高引發(fā)速率和 低濃度乳化劑進(jìn)行生產(chǎn),能使乳漿微粒尺寸分布變窄。
[0007] 2.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(fā)劑、乳化劑和水用機(jī)械均化的方法制成穩(wěn)定的乳狀(粒徑在I.Owii左右),然后進(jìn) 行聚合。用運(yùn)種方法生產(chǎn)的PVC糊樹脂的流動性優(yōu)良,乳化劑用量少,樹脂的熱穩(wěn)定性和抗 水性均得到了改善。該生產(chǎn)工藝需特別注意W下幾個影響因素:選用合適的復(fù)合乳化劑和 顆粒改良劑體系;聚合體系組分的均化;攬拌速度;水與單體之比恰當(dāng)。是目前世界范圍內(nèi) 最為廣泛使用的方法。還有一些改良方法如混合法等此處不予寶述。
[0008] 傳統(tǒng)的氯乙締微懸浮聚合分為化學(xué)品配制、聚合、回收放料、噴霧干燥及粉碎、污 水半自動處理等幾個步驟,存在W下方面不足: 1)化學(xué)品配制:溶解槽和預(yù)混槽較小,僅為6m3。
[0009] 2)聚合:蓋型較小,最大為48m3;攬拌為楠圓形管狀攬拌,移出反應(yīng)熱能力差。
[0010] 3)回收放料:為蓋內(nèi)回收,回收放料時間約4-5個小時,生產(chǎn)效率低;回收單體會帶 出含乳漿的泡沫需加化學(xué)消泡劑,因添加此消泡劑,會影響糊樹脂下游加工;回收放料結(jié)束 后,需每蓋打開人孔蓋人工手動高壓清洗聚合蓋,清洗質(zhì)量受人為因素影響較大,危險性較 高,勞動強(qiáng)度大。
[0011] 4)噴霧干燥及粉碎:為負(fù)壓輸送,輸送距離受限制;干燥塔需人工手動高壓清洗, 清洗質(zhì)量受人為因素影響較大,危險性較高,勞動強(qiáng)度大;排放尾氣中的VC含量都在2(K)ppm W上,未滿足環(huán)保要求。
[0012] 5)污水處理:采用半自動處理工藝,需用人工清除濾布上泥餅。
[0013] 傳統(tǒng)的工藝和設(shè)備存在很多不足,使得裝置生產(chǎn)周期長(1蓋/日),生產(chǎn)能力低下 (回收放料和人工清蓋占用8-10小時),產(chǎn)品質(zhì)量不佳(攬拌槽較小,機(jī)械乳化不完全,需添 加化學(xué)消泡劑),勞動強(qiáng)度大(人工操作清洗設(shè)備、人工清除濾布上泥餅),W及關(guān)鍵設(shè)備聚 合蓋體積小,致使成本居高不下。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 本發(fā)明提出解決上述問題的方法,而提供一種微懸乳法生產(chǎn)聚氯乙締糊樹脂的裝 置及生產(chǎn)方法。
[0015] 本發(fā)明的生產(chǎn)裝置采用如下技術(shù)方案; 一種微懸乳法生產(chǎn)聚氯乙締糊樹脂的裝置,包括儲槽,預(yù)混槽,聚合蓋,卸料槽,乳膠受 槽,干燥塔,廢水收集槽,儲槽與預(yù)混槽連接,預(yù)混槽與聚合蓋連接,聚合蓋分別與卸料槽、 氣柜、廢水收集槽連接,廢水收集槽與汽提塔連接,汽提塔與聚合蓋連接,卸料槽分別與脫 除塔、廢水收集槽和消泡機(jī)構(gòu)連接,脫除塔分別與乳膠受槽和氣柜連接,乳膠受槽與干燥塔 連接,干燥塔與廢水收集槽連接。
[0016] 上述生產(chǎn)裝置的優(yōu)選方案是: 汽提塔的出口端還與調(diào)勻池連接,調(diào)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屯、機(jī)連接。
[0017] 預(yù)混槽通過低剪切力乳化機(jī)、多孔板構(gòu)成循環(huán)回路。
[0018] 儲槽包括VCM單體儲槽、脫鹽水儲槽和熱脫鹽水儲槽,VCM單體儲槽、脫鹽水儲槽分 別與預(yù)混槽直連接,脫鹽水儲槽、液堿槽、憐酸槽和引發(fā)劑槽分別與預(yù)混槽連接,溶解槽與 預(yù)混槽連接。
[0019] 聚合蓋上設(shè)置有集中加料管和自動清洗噴淋機(jī)構(gòu),聚合蓋為全密閉夾套結(jié)構(gòu)。
[0020]卸料槽依次通過精濕式粉碎機(jī)、細(xì)濕式粉碎機(jī)、乳漿輸送累和乳漿混合槽與脫除 塔連接,脫除塔上設(shè)置有與氣柜連接的消泡機(jī)。
[0021 ]干燥塔通過袋濾器與成品料倉連接。
[0022] 溶解槽與硬脂酸槽、乳化劑槽和助劑槽連接。
[0023] 本發(fā)明的生產(chǎn)工藝所采用的技術(shù)方案是: 生產(chǎn)方法,通過DCS進(jìn)行控制,按如下步驟進(jìn)行: 3.?、原料配制: 將助劑、乳化劑W及硬脂酸加入溶解槽中與熱水?dāng)埌桀A(yù)溶; 掃、分散預(yù)混: 將脫鹽水、引發(fā)劑、憐酸、和液堿同時加入預(yù)混槽內(nèi),再加入前述溶解槽中配置好的原 料,然后加 VCM單體,在預(yù)混槽內(nèi)循環(huán)、乳化,使物料分散成穩(wěn)定的微小液滴后,輸送至聚合 蓋內(nèi)聚合; <;:、聚合: 前述物料全部進(jìn)入聚合蓋內(nèi)后,開始升溫聚合,當(dāng)聚合蓋壓力升高,反應(yīng)溫度降低時, 聚合反應(yīng)結(jié)束;當(dāng)聚合蓋壓力降至0.2-0.6Mpa時,將物料排放至卸料槽回收儲存,其中廢水 統(tǒng)一收集在廢水收集槽內(nèi); 進(jìn)、放料回收消泡: 采用負(fù)壓回收,當(dāng)卸料槽內(nèi)壓力降至0.02~0.OSMpa時,開始回收,直至卸料槽內(nèi)壓力 達(dá)到-400~-700mmHg時結(jié)束; 在卸料槽進(jìn)行負(fù)壓回收時,將蒸汽直接通入卸料槽進(jìn)行升溫,使乳漿溫度達(dá)到40°C~ 8(TC,當(dāng)卸料槽壓力達(dá)到設(shè)定值時,卸料槽的負(fù)壓回收階段結(jié)束,乳漿從卸料槽輸送累送到 VC回收消泡; 在卸料槽內(nèi)進(jìn)行自壓回收及負(fù)壓回收時,系統(tǒng)會帶出泡沫內(nèi)含的乳化劑及乳漿,經(jīng)由 動態(tài)消泡機(jī)及靜態(tài)消泡機(jī)進(jìn)行消泡處理,被捕捉下來乳漿回到卸料槽后再累送至干燥系統(tǒng) 進(jìn)行干燥; 6、回收脫除 將乳漿通過流量控制從卸料槽的變頻累送到脫除塔中;PVC乳漿經(jīng)過加熱設(shè)備加熱到 控制的溫度后,經(jīng)由噴霧嘴送入脫除塔塔內(nèi),級脫除后被送至干燥受槽中,乳漿中的氯乙締 含量由約2000ppm降至300ppmW下; f、干燥及分級、粉碎、正壓輸送: 干燥受槽中的乳漿累送入噴霧干燥器,干燥后的樹脂隨氣流進(jìn)入的袋濾器、再經(jīng)分級 機(jī)分級合格的成品,粗顆粒再經(jīng)粉碎機(jī)粉碎進(jìn)行粉碎工作,分別W正壓輸送至成品料倉,經(jīng) 自動包裝機(jī)包裝后整形送入成品庫; 星、干燥塔高壓自動清洗: 噴霧干燥器運(yùn)采用自動高壓清洗設(shè)備所用的清洗水壓力控制范圍:20~35Mpa; Ii、廢水連續(xù)自動處理: 從預(yù)混槽、聚合蓋、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(jīng)汽提塔汽提后,回收廢水中殘留VC,VC含量可降至I(K)PPmW下,廢水收集于廢水 調(diào)勻池再經(jīng)快混慢混后導(dǎo)入空氣自動加壓浮除槽,刮除濃縮的污泥,污泥累送至離屯、機(jī),脫 水收集成泥餅包裝后出售浮除后廢水送至砂濾槽進(jìn)行自動連續(xù)處理,COD含量降至20化pm W下,再送至廢水處理中屯、處理。
[0024]生產(chǎn)方法的優(yōu)選方案是: 步驟6中,預(yù)混槽在乳化機(jī)W及多孔板的作用下,在0.3MPa~0.7M化的壓力下在預(yù)混 槽中乳化,使物料分散成穩(wěn)定的微小液滴,有效的控制成品一次粒徑,依照DCS編制的流量, 輸送到聚合蓋內(nèi)聚合,預(yù)混槽體積范圍:90~1 IOm3,多孔板的孔徑是0.8~2. Omm;預(yù)混槽的 攬拌器形式是=葉后掠式,攬拌器攬拌體積功率范圍2.0~5. OKW/m3。
[00巧]步驟C:中聚合,將物料排放至卸料槽回收儲存后,對聚合蓋內(nèi)部進(jìn)行快速
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