生产聚氯乙烯共聚糊树脂的装置及其生产工艺以及应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种聚氯乙烯共聚糊树脂的领域，特别是一种生产聚氯乙烯共聚糊树 脂的装置及其生产工艺。
【背景技术】
[0002] 聚氯乙烯(PVC)糊树脂顾名思义是此种树脂主要以制成糊状形式来应用，人们常 用此种糊称作增塑糊，是未加工状态下的聚氯乙烯塑料的一种独特液体形式。糊树脂常由 乳液和微悬浮法制得，其反应方程式为： nCH2=CHCL--->(CH2_CHCL)n. 聚氯乙烯糊树脂因粒度微细，其质地像滑石粉，具有不流动性。聚氯乙烯糊树脂同增塑 剂混合后经搅拌形成稳定的悬浮液，即制成PVC糊料，或称作PVC增塑糊、PVC溶胶，而且人们 正是以这种形式用来加工成最终制品。在制糊过程中，根据不同的制品需要，添加各种填 料、稀释剂、热稳定剂、发泡剂及光稳定剂等。
[0003] 糊树脂工业的发展，提供了仅经加热就变为聚氯乙烯制品的一种新型的液态材 料。该种液态材料配置方便，性能稳定、易控制、使用方便、制品性能优良、化学稳定性好，具 有一定的机械强度、易着色等，因此被广泛应用于人造革、地板革、医用、精密仪器生产和餐 饮业的弹性手套、搪胶玩具、软质商标、墙纸、浸塑行业（电动把手医疗器械、劳动保护手套 等）、油漆涂料、发泡塑胶、输送带、汽车装饰等的生产。
[0004] 与传统的悬浮树脂相比，PVC糊树脂具有以下优点： (1)加工设备价廉;（2)模具简单便宜；（3)可制成特别形状;（4)发泡容易；（5)制品受热 次数少，并可以少量、多品种进行生产。
[0005] 全球糊状PVC树脂工业一直以较快速度发展，特别是近十年来，产能与产量呈跳跃 式增长，在亚洲地区增长尤为显着。2014年，全球糊PVC树脂总产能约550万吨/年，中国产能 约71万吨，约占全球总产能13 %。
[0006] 制备方法主要有 1.乳液法乳液聚合配方主要有VCM、水、水溶性引发剂和乳化剂。乳液聚合对搅拌要求 很严格，引发作用是在水相中进行的，通常使用的引发剂是水溶性过硫酸盐和亚硫酸盐的 氧化还原系统，反应速度与还原剂的加入速度和量有关。一般情况下，乳液聚合得到的乳浆 粒径小于〇.2μπι，为了达到增大乳浆粒径的目的，开发了乳液种子聚合法，使乳浆粒径增大 至iJl.Oym左右。在乳液聚合中，如果有已生成的高聚合物乳浆存在，控制物料配比和条件，原 则上VCM仅在已生成的乳浆粒子上聚合，而不再形成新的粒子;这种已生成的高聚物乳浆就 好像晶种，因此称为乳液种子聚合。不但要有合理的粒径，还必须具有适当的粒径分布，才 能得到性能优良的PVC糊树脂。乳液聚合中乳化剂很重要，所用数量决定了引发剂的粒子 数，且对最终的乳浆粒子的大小起了主要作用。特别在进行种子生成时，采用高引发速率和 低浓度乳化剂进行生产，能使乳浆微粒尺寸分布变窄。
[0007]微悬浮法微悬浮聚合是制得PVC糊树脂较新的一种方法，其流程是:先将VCM、油溶 性引发剂、乳化剂和水用机械均化的方法制成稳定的乳状(粒径在?.Ομπι左右），然后进行聚 合。用这种方法生产的PVC糊树脂的流动性优良，乳化剂用量少，树脂的热稳定性和抗水性 均得到了改善。该生产工艺需特别注意以下几个影响因素:选用合适的复合乳化剂和颗粒 改良剂体系;聚合体系组分的均化;搅拌速度;水与VCM单体之比恰当。是目前世界范围内最 为广泛使用的方法。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的在于提供一种生产聚氯乙烯共聚糊树脂的装置及其生产工艺以及 应用。
[0009] 本发明的装置采用如下技术方案： 一种生产聚氯乙烯共聚糊树脂的装置，包括原料罐，汽提塔，种子反应釜，聚合反应釜， 气柜，卸料槽，干燥塔，废水收集槽，原料罐与种子反应釜和聚合反应釜连接，种子反应釜通 过种子储罐与聚合反应釜连接，聚合反应釜与卸料槽连接，卸料槽通过脱除塔与干燥塔连 接，汽提塔、卸料槽、种子反应釜和聚合反应釜分别与气柜连接，气柜与氯乙烯单体回收罐 连接，种子反应釜、聚合反应釜、卸料槽和干燥塔分别与废水收集槽连接，废水收集槽与汽 提塔连接。
[0010] 装置所采用的优选技术方案是： 汽提塔通过调匀池与计量槽连接，计量槽与快混慢混槽连接，快混慢混槽与中和槽连 接，中和槽与浮除槽连接，浮除槽分别与砂滤器和离心机连接，砂滤器器与污水处理中心连 接。
[0011] 原料罐包括醋酸乙烯单体罐、氯乙烯单体罐、热脱盐水罐、脱盐水罐、乳化剂罐、催 化剂罐、引发剂罐和缓冲剂罐，原料罐包括醋酸乙烯单体罐、氯乙烯单体罐、热脱盐水罐、脱 盐水罐、乳化剂罐、催化剂罐、引发剂罐和缓冲剂罐，前述原料罐分别与种子反应釜和聚合 反应釜连接。
[0012] 种子反应釜上设置有第一自动清洗及喷淋机构和第一集中加料管，聚合反应釜上 设置有第二自动清洗及喷淋机构和第二集中加料管，聚合反应釜为密闭夹套结构。
[0013] 卸料槽上装有动态消泡机，动态消泡机与静态消泡机连接，静态消泡机与气柜连 接，静态消泡机的回路与卸料槽连接。
[0014] 卸料槽依次通过精湿式粉碎机、细湿式粉碎机、乳浆输送栗和乳浆混合槽与脱除 塔连接，脱除塔上设置有与气柜连接的消泡机，脱除塔通过乳胶受槽与干燥塔连接，干燥塔 依次通过一段袋滤器、筛网、料斗、粉碎机、二段袋滤器与成品料仓连接。
[0015] 种子反应釜通过种子储罐与聚合反应釜连接。
[0016] 装置中还配备有防粘釜剂罐和终止剂罐。
[0017] 生产工艺所采用的技术方案是： 由DCS控制，按如下步骤进行： 、原料配制： 将占氯乙烯单体储罐体积比15%~40%的氯乙烯单体作为第一次进料加入聚种子反应釜 和聚合反应釜中，醋酸乙烯单体在氯乙烯单体加入聚合反应釜进料完后全部加入，参与共 聚反应;乳化剂、缓冲剂、引发剂连续加入种子反应釜和聚合反应釜内，催化剂一次性加入 种子反应爸和聚合反应爸内； &、种子制备 热脱盐水加入种子反应釜中，乳化剂是在反应开始时加入，以形成聚氯乙烯颗粒，当种 子反应釜压力下降下降到4至6Kg/cm2时，加入氯乙烯单体，当种子反应釜压力降、冷却阀关 闭时，聚氯乙烯颗粒进入种子储罐； ?、后聚合： 热脱盐水送至聚合反应釜中，按比例将前述颗粒由种子加入聚合反应釜中；醋酸乙烯 单体在种子反应釜和聚合反应釜第一次加入氯乙烯单体时，全部加入;反应压力将在聚合 速率减慢后下降，表明聚合结束； i、放料回收消泡： 当聚合反应釜内的压力降至0. 02~0.0 8Mpa时，将物料排放至卸料槽回收储存;采用 负压回收，当卸料槽内压力降至〇. 02~0. 08Mpa时，启动真空栗回收，蒸汽通入卸料槽内 部进行升温，乳浆温度达到40°C~80°C，卸料槽内压力达到-400~-700mmH 20时结束； 乳浆从卸料槽输送栗送到VC回收消泡； 在卸料槽内进行自压回收及负压回收时，系统会带出泡沫内含的乳化剂及乳浆，经由 动态消泡机及静态消泡机进行消泡处理，被捕捉下来乳浆回到卸料槽后再栗送至干燥系统 进行干燥； ?、VC回收脱除： 卸料槽内的PVC乳浆由喷雾嘴送到脱除塔中，脱除塔用蒸汽加热后，乳浆在脱除塔内停 留3~6小时，经脱除后，乳浆中的氯乙烯含量由2000~2200ppm降至200~300ppm以下； ?、喷雾干燥： 由脱除塔回收后的乳浆进入干燥受槽中，干燥受槽中的乳浆再进入干燥塔中，干燥后 的树脂进入袋滤器收集，送入成品库； 5、 干燥塔高压自动清洗： 干燥器采用自动高压清洗设备所用的清洗水压力控制范围：20~35Mpa; 6、 废水连续自动处理： 从乳胶受槽、聚合反应釜、卸料槽、干燥塔排出的废水收集在废水收集槽中，废水收集 槽中的废水中VC含量在3000-5000ppm;废水经汽提后，回收废水中残留VC，VC含量降至100 ppm以下;废水收集于废水调匀池再经快混慢混后导入空气自动加压浮除槽，刮除浓缩的污 泥，污泥栗送至离心机，脱水收集成泥饼包装后出售浮除后废水送至砂滤槽进行自动连续 处理，COD含量降至200ppm以下，再送至废水处理中心处理。
[0018]生产工艺所采用的优选方案是： 乳化剂分为两种，其中乳化剂EM1用于乳液种子制备的聚合，与水可溶性物，在乳化剂 槽预溶连续加入种子反应釜内；乳化剂EM2用于乳液氯醋共聚糊树脂的制备，是一种与水可 溶性物，是在乳化剂槽预溶连续加入聚合反应釜内。
[0019] 催化剂分为两类，催化剂AC1，是与水可溶的物质在催化剂罐内预溶，是通过重力 流一次性加入种子反应釜内；催化剂AC2,是与水可溶的物质预溶槽内预溶，是通过重力流 一次性加入反应爸内。
[0020] 缓冲剂分为两种，磷酸和烧碱两者混合后被同时添加到种子