3.1.3自由基悬浮聚合生产工艺.ppt

悬浮法聚氯乙烯的干燥器 沸腾床干燥器 又名流化干燥器，气流速度保持在散粒状物料颗粒的临界流化速度和带出速度（颗粒沉降速度）之间，颗粒在沸腾床内形成流化，在热气流中上下翻动，与热气流进行传热和传质达到干燥目的。 有内加热管的卧式多室沸腾床干燥器 * 沸腾床干燥器（2） 沸腾干燥器结构示意图 悬浮法聚氯乙烯的干燥器 * 悬浮法聚氯乙烯的干燥器 转筒干燥器 干燥器是一个与水平线略成倾斜的旋转园筒，物料从上端加入，热空气从下而上或自上而下与物料成顺流或逆流接触，随着圆筒的转动，物料被圆筒壁抄板翻动，从高到低被干燥送出。 转筒干燥器示意图 * 悬浮法聚氯乙烯干燥工艺流程 PVC浆料后处理工艺流程图 * 悬浮法聚氯乙烯的干燥装置 国内外常采用的悬浮法聚氯乙烯干燥装置 （1）回转园筒式干燥器 欧美国家普遍采用，主要缺点是干燥效率低，粘壁。 （2）气流干燥器 小规模工厂使用，采用“气流-气流”双级干燥。 （3）气流-沸腾干燥器 我国、欧洲及日本早期采用较多，适于同时生产“xj”和“xs”型树脂。 （4）单段内热式沸腾干燥器 日本等国普遍应用，处理量大、热效率高、动力能耗低。 * 影响聚合釜功能的主要因素 釜体长径比——矮胖型、瘦长型； 搅拌桨形式——剪切型、循环型； 挡板——消除旋涡； 夹套、内冷管——传热能力； 釜体材质——结垢问题、导热问题等。 悬浮聚合的工艺控制因素 * 聚合釜的搅拌 悬浮聚合的工艺控制因素 搅拌的目的： 聚合釜中的搅拌帮助悬浮聚合体系达到一定的循环流动和剪切流动,使釜内各部分达到温度均一、浓度均一，并使釜内单体均匀分散，悬浮成微小的液滴，加强聚合釜内壁的传热。 * 悬浮聚合的工艺控制因素 悬浮聚合搅拌器的主要形式有： 推进器式搅拌器 涡轮式搅拌器 桨式搅拌器 三叶后掠式搅拌器 * 悬浮聚合的工艺控制因素 聚合釜的传热 悬浮聚合生产中常采取以下措施来提高聚合釜的传热能力： （1）在聚合釜内釜壁安置2～4根（ D型、指形或Ω形）内冷管（兼挡 板），其内部可通冷却水以增加传热面积，其单位面积传热能力是夹套 的 2.5～3倍。 （2）在釜顶安置回流冷却器，可将单体蒸汽冷凝回流，以增加传热面积。 聚合釜内主要传热装置——夹套 （3）在聚合釜夹套中安装螺旋型导流板，冷却水不走短路，当流速提高10 倍以上时，水对釜壁的导热系数可提高8倍以上。 * 悬浮聚合的工艺控制因素 （4）根据物料体积收缩速度而持续地注入相应体积的水，可补偿因反应物 料体积减少而损失的有效传热面积。 几种主要单体转化率为100％时的体积收缩率： 苯乙烯： 14.14％ 甲基丙烯酸甲酯： 23.06％ 乙酸乙烯酯： 26.82％ 氯乙烯： 35.80％ （5）合理选择聚合釜材质，可改善传热效果。不锈钢导热系(17.4W/mk) 数显著低于碳钢(45.4W/mk)，但碳钢不耐腐蚀，现在大多数大型釜都制 成碳钢内衬很薄的不锈钢复合结构。 （6）适当降低冷却介质的温度，即增大冷却介质与反应物料的温度差也 能提高釜壁的导热系数。 * 悬浮聚合的工艺控制因素 粘釜和清釜 粘釜现象： 悬浮聚合时，被分散的液滴在聚合过程中逐渐变成粘性物质，搅 拌时，被搅拌桨甩到聚合釜壁上结成垢层，在聚合釜与气相接触的部分 釜壁（如顶盖）也出现结垢。 粘釜的危害： （1）聚合釜结垢后的直接危害是聚合釜的传热系数降低（聚合物的导热系数0.08～0.3W/mk ） ； （2）粘釜物加工时不容易塑化，当树脂中混入这种粘釜物后，成为变形粒子露出在表面，——“鱼眼” 。 * 悬浮聚合的工艺控制因素 粘釜的原因： 物理因素： ⅰ. 聚合釜壁凹凸不平，聚合物沉积在缺陷中，与釜壁金属产生分 子间力，从而粘釜在釜壁上； ⅱ. 树脂颗粒的动力和粘性力达到一定强度时，会越来越牢固地黏附在釜壁上。 化学因素： 釜壁的金属材料上始终存在着瞬时的自由电子和孔穴，二者都具有自由基引发聚合的基本特征，从而在釜壁上或者引发活性单体进行聚合反应或者捕获活性聚合物电子使聚合物在釜壁沉积。 * 悬浮聚合的工艺控制因素 粘釜的控制： 反应釜和搅拌器设计时避免死角、高剪切区域，限定搅拌转速，提高釜壁地光洁度，要求高的甚至要达到镜面程度。 减少釜壁与水相中的单体和活性聚合物接触，使金属表面钝化或者在金属表面涂某些极性有机化合物，防止金属表面引发聚合，自由基到达釜壁就被终止聚合而钝化。 问题：涂布物脱落，造成阻聚。 解决粘