PVC-聚合工藝課件

PVC聚合工藝湖北宜化長江公司氯堿事業(yè)部主講人：尹爍TEL：159269416801精選2021版課件4課程內(nèi)容1

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3危化品及安全措施5聚合工段的設(shè)備情況我廠的聚合工藝PVC聚合工藝發(fā)展史高分子材料簡介及應(yīng)用史2精選2021版課件一.高分子材料及應(yīng)用史簡介高分子材料簡介1.1什么是鏈?zhǔn)骄酆戏磻?yīng)？1.2什么是自由基聚合反應(yīng)？1.33精選2021版課件高分子材料簡介1.14精選2021版課件5精選2021版課件高分子材料的分類：按用途：塑料、橡膠、纖維、薄膜、粘膠劑和涂料等。按加熱后的狀態(tài)：

熱塑性塑料：有聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA，俗稱有機(jī)玻璃）、聚氯乙烯（PVC）、尼龍（Nylon)、聚碳酸酯（PC）、聚氨酯（PU）、聚四氟乙烯（特富龍,PTFE）、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET，PETE)等。

按加熱后的狀態(tài)：

熱固性塑料：酚醛樹脂、脲醛樹脂、三聚氰胺樹脂、不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、有機(jī)硅樹脂、聚氨酯等

6精選2021版課件直接利用：纖維素造紙，利用蛋白質(zhì)練絲和鞣革

人工合成高分子化合物:從小分子合成酚醛樹脂(1907年)

對(duì)天然高分子進(jìn)行改性：天然橡膠的硫化成功(1839年)和硝酸纖維素的發(fā)現(xiàn)(1846年)高分子材料應(yīng)用的發(fā)展歷史：7精選2021版課件1920年德國人史道丁格發(fā)表了劃時(shí)代的文獻(xiàn)“論聚合”。他提出了“高分子”、“長鏈大分子”的概念。8精選2021版課件到了五十年代，德國的齊格勒(Ziegler)和意大利的納塔(Natta)發(fā)明了新的催化劑，使乙烯低壓聚合制備高密度聚乙烯(1953)和丙烯定向聚合制備全同聚丙烯(1955)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。

9精選2021版課件一旦高分子學(xué)說被確立起來，便有力地促進(jìn)了高分子合成工業(yè)的發(fā)展。上世紀(jì)的二十年代末和三四十年代，大量重要的新聚合物被合成出來。醇酸樹脂(1926)聚氯乙稀(1928)脲醛樹脂(1929)聚苯乙烯(1930)聚甲基丙烯酸甲酯(1930)高壓聚乙烯(1935)聚醋酸乙烯(1936)丁基橡膠(1940)滌綸纖維(1941)聚氨酯(1943)環(huán)氧樹脂(1947)ABS(1948)10精選2021版課件什么是鏈?zhǔn)骄酆戏磻?yīng)？2.2鏈?zhǔn)骄酆希河址Q鏈鎖(聚合)反應(yīng)。在聚合反應(yīng)過程中，一旦活性中心(自由基或離子)形成，就可以在很短的時(shí)間內(nèi)，使許多單體聚合在一起，形成分子量很大的大分子的反應(yīng)。主要包括三個(gè)基元反應(yīng)，即鏈引發(fā)、鏈增長和鏈終止，有時(shí)還伴隨有鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)發(fā)生。按鏈活性中心的不同，可細(xì)分為自由基型聚合、陽離子型聚合、陰離子型聚合和配位聚合四種類型。11精選2021版課件

鏈引發(fā)：引發(fā)劑分子受熱使弱鍵斷裂而分解出初級(jí)游離基；

鏈增長：活潑自由基與單體反應(yīng)產(chǎn)生單體自由基，進(jìn)一步與其他單體分子作用；

鏈轉(zhuǎn)移及鏈終止：a.向單體鏈轉(zhuǎn)移——形成端基雙鍵聚合物；b.向高聚物鏈轉(zhuǎn)移——形成支鏈或交聯(lián)聚合物；c.偶合鏈終止——形成“尾尾相連”聚合物。d.歧化終止——形成端基雙鍵聚合物。12精選2021版課件自由基：在適當(dāng)條件下，化合物的價(jià)鍵有均裂和異裂兩種形式。均裂時(shí)，共價(jià)鍵上一對(duì)電子分屬于兩個(gè)基團(tuán)，這種帶獨(dú)電子的基團(tuán)呈中性，稱做自由基或游離基。什么是自由基聚合反應(yīng)？2.313精選2021版課件異裂時(shí)，共價(jià)鍵上—對(duì)電子全部歸屬于某一基團(tuán)，形成陰離子或負(fù)離子；另一個(gè)是缺電子的基團(tuán)，稱做陽離子或正離子。14精選2021版課件鏈引發(fā)：自由基產(chǎn)生

熱均裂

光

照

氧化還原反應(yīng)

高能粒子輻射

R-OCO-O-O-COO-R2R-O+2CO215精選2021版課件鏈增長：自由基加成反應(yīng)

16精選2021版課件鏈轉(zhuǎn)移：自由基轉(zhuǎn)移反應(yīng)—向單體17精選2021版課件鏈終止：自由基偶合反應(yīng)

18精選2021版課件PVC聚合總反應(yīng)：大多數(shù)聚氯乙烯為直鏈，但由于向高聚物發(fā)生鏈轉(zhuǎn)移，形成支鏈或交聯(lián)聚氯乙烯。反應(yīng)方程式：nCH2=CHCl→[-CH2-CHCl-]n19精選2021版課件二.PVC聚合工藝發(fā)展史PVC是如何發(fā)現(xiàn)的？2.1PVC生產(chǎn)有哪些聚合工藝？2.3PVC生產(chǎn)的發(fā)展史？2.220精選2021版課件HenriVictorRegnault和EugenBaumann分別在1835年和1872年發(fā)現(xiàn)了氯乙烯的自聚現(xiàn)象。PVC是如何發(fā)現(xiàn)的？2.121精選2021版課件PVC生產(chǎn)的發(fā)展史？2.2

1912年德國人FritzKlatte合成了PVC，但沒有開發(fā)出產(chǎn)品。

1926年，美國B.F.Goodrich公司的WaldoSemon合成了PVC并在美國申請了專利。

1931年，德國法本公司開始用乳液法生產(chǎn)PVC。

1941年，美國開始采用懸浮法生產(chǎn)PVC。艱難的啟蒙階段22精選2021版課件高速發(fā)展成熟邁進(jìn)啟蒙階段20世紀(jì)上頁，乙炔電石法制氯乙烯單體。（利用煤炭）聚合路線：處于摸索階段。用途：電線電纜20世紀(jì)中期，乙烯氧氯化法制氯乙烯單體。（利用石油）聚合路線：確定了懸浮法為主。用途：建筑市場需求。20世紀(jì)80年代以來，多種方法制單體。聚合路線：采用多種方法，但依然以懸浮法為主。用途：硬制品（板材、管材、型材），軟制品（電線、軟管、薄膜）23精選2021版課件PVC生產(chǎn)有哪些聚合工藝？2.3四大方法：懸浮法、本體法、乳液法（含微懸浮聚合）、溶液聚合項(xiàng)目懸浮聚合本體聚合溶液聚合乳液聚合配方組成單體、引發(fā)劑、分散劑、水單體、引發(fā)劑單體、引發(fā)劑、溶劑單體、引發(fā)劑、乳化劑、水聚合場所單體液滴內(nèi)本體內(nèi)溶劑內(nèi)束膠和乳膠粒內(nèi)溫度控制容易困難容易容易聚合速率較大中等小大分子量控制較困難困難容易容易生產(chǎn)特征間歇生產(chǎn)間歇操作可連續(xù)生產(chǎn)可連續(xù)生產(chǎn)產(chǎn)物特性及主要用途適合于注塑或擠塑樹脂聚合物純凈、硬質(zhì)注塑品涂料、黏合劑糊樹脂24精選2021版課件三.我廠的聚合工藝我廠聚合工藝簡介及特點(diǎn)3.1聚合工段各崗位介紹3.2各類助劑與工藝指標(biāo)3.4工藝流程介紹3.325精選2021版課件我廠采用的是懸浮聚合工藝。懸浮聚合：在強(qiáng)烈攪拌下，溶解有引發(fā)劑的單體以液滴狀懸浮于水中的聚合，體系主要由單體、引發(fā)劑、水和分散劑四組分組成。我廠聚合工藝簡介及特點(diǎn)3.1特點(diǎn)：不可逆、放熱、體積縮小、各種助劑。26精選2021版課件聚合工段各崗位介紹3.2聚合干燥包裝三大崗位：27精選2021版課件將氯乙烯工段送來的精氯乙烯在一定的溫度和壓力下，加入適量的助劑，經(jīng)過聚合反應(yīng)生成聚氯乙烯。未反應(yīng)完的氯乙烯經(jīng)回收處理后循環(huán)使用。聚氯乙烯漿料在一定的溫度和壓力下，經(jīng)過汽提塔汽提除去聚氯乙烯漿料中殘留的氯乙烯后送往離心干燥崗位，同時(shí)將氯乙烯回收。1、聚合崗位任務(wù)28精選2021版課件

將聚合中控崗位送來的PVC漿料經(jīng)離心干燥后送入包裝崗位。2、干燥崗位任務(wù)將離心干燥崗位送過來的PVC顆粒按包裝要求包裝，并分批次將PVC堆放到PVC成品庫。3、包裝崗位任務(wù)29精選2021版課件如何學(xué)習(xí)聚合工藝及設(shè)備傳質(zhì)（物料的傳送）核心傳熱（能量的傳遞）物料平衡能量守恒工藝流程介紹3.330精選2021版課件

配方設(shè)定→涂壁→涂后沖洗→加緩沖劑→加水和單體→混合調(diào)整→加分散劑A→加分散劑B→混合調(diào)整→加引發(fā)劑→反應(yīng)監(jiān)測→終止反應(yīng)→出料→回收→汽提→回收→離心干燥1.聚合崗位方框流程圖31精選2021版課件單體和水單元流程圖32精選2021版課件助劑及聚合單元流程圖33精選2021版課件34精選2021版課件氣提單元流程圖35精選2021版課件回收單元流程圖36精選2021版課件廢水單元流程圖37精選2021版課件聚合反應(yīng)監(jiān)控點(diǎn)釜溫，釜壓，攪拌功率，冷凍水進(jìn)口、出口溫度，夾套、擋板水流量，頂部、底部注入水。38精選2021版課件2.干燥崗位方框流程圖（老系統(tǒng)）汽提→TK-2G/4G→1#-3#號(hào)離心機(jī)→1#-3#螺旋輸送器→氣流干燥塔（1#風(fēng)機(jī)）→一級(jí)旋風(fēng)分離器→4#螺旋輸送器→旋流干燥塔→3#旋風(fēng)分離器→鋼性葉輪→5#-8#振動(dòng)篩→旋轉(zhuǎn)給料器→1#、2#羅茨機(jī)→AB料倉→電子稱→放料斗→放料夾→皮帶輸送機(jī)→縫包、碼包→一級(jí)旋風(fēng)→二級(jí)旋風(fēng)分離器→2#旋風(fēng)分離器料斗→定時(shí)下放39精選2021版課件2.干燥崗位方框流程圖（新系統(tǒng)）方框圖:汽提→TK-2G/4G→4#5#離心機(jī)→6#-8#螺旋輸送器→氣流干燥塔（經(jīng)3#風(fēng)機(jī)）→旋流干燥塔V06（經(jīng)引風(fēng)機(jī)）→鋼性葉輪→1#-4#振動(dòng)篩→旋轉(zhuǎn)給料器→3#4#羅茨→AB料倉→電子稱→放料斗→放料夾→皮帶輸送機(jī)→縫包、碼包

40精選2021版課件旋流干燥工藝流程圖（老系統(tǒng)）41精選2021版課件旋風(fēng)干燥工藝流程圖（新系統(tǒng)）42精選2021版課件各類助劑與工藝指標(biāo)3.41.涂壁劑（意大利黃）作用：防止粘釜，保證聚合釜的傳熱效果，減少清釜次數(shù)2.緩沖劑（碳酸氫銨）作用：保證聚合反應(yīng)體系呈中性3.分散劑（72.5%,88%的PVA）作用：穩(wěn)定由攪拌形成的單體油滴，并阻止油滴相互聚集或合并4.引發(fā)劑（EHP,CNP）作用：能在較低溫度下提供自由基來引發(fā)氯乙烯加成反應(yīng)

5.終止劑（ATSC，NO）作用：終止反應(yīng)和調(diào)整聚合反應(yīng)速率6.阻聚劑（壬基苯酚）作用：防止回收單體自聚各類助劑43精選2021版課件分散劑的作用機(jī)理44精選2021版課件1.按種類：溫度、壓力、液位、濃度2.按級(jí)別：班組級(jí)、片區(qū)級(jí)、事業(yè)部級(jí)工藝指標(biāo)序號(hào)概念名稱內(nèi)容1抓好四個(gè)環(huán)節(jié)聚合釜環(huán)節(jié)、汽提環(huán)節(jié)、回收環(huán)節(jié)和助劑環(huán)節(jié)2監(jiān)控三個(gè)溫度、二個(gè)流量、一個(gè)壓力、冷庫溫度、聚合釜溫度、冷凍水溫度、冷凍水流量、注入水流量、聚合釜壓力3控制一個(gè)溫度、一個(gè)壓力反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力4實(shí)現(xiàn)兩個(gè)目標(biāo)PVC粘數(shù)合格率100%，聚合釜超壓次數(shù)0次45精選2021版課件四.聚合工段設(shè)備介紹1.按狀態(tài)分為靜止設(shè)備和運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備靜止設(shè)備：儲(chǔ)槽、配制槽、進(jìn)料槽、氣提塔、冷凝器、過濾器、分離器、料倉、料斗等運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備：泵類、壓縮機(jī)類、攪拌槳、螺旋輸送器、星型加料器、振動(dòng)篩、鼓風(fēng)機(jī)、臥式卸料離心機(jī)46精選2021版課件典型設(shè)備介紹：聚合釜47精選2021版課件48精選2021版課件49精選2021版課件50精選2021版課件2.汽提塔加料槽51精選2021版課件五.危化品及安全措施聚合工段?；方榻B5.1聚合工段安全措施5.252精選2021版課件聚合工段危化