浅析通过改良聚合配方提高聚合收率

袁勇

摘要：文章分析了江苏金浦北方氯碱化工有限公司聚氯乙烯树脂生产中聚合配方选用对聚合收率的影响，通过改良聚合配方提高聚合收率，以达到提高企业效益的目的。

关键词：聚合釜；VCM；水油比；二次注水；体积收缩

中图分类号：TQ320.6文献标识码：A文章编号：1006-8937（2011）22-0184-01

在聚氯乙烯树脂生产中聚合配方的设计对于聚合反应的影响很大，适宜的生产配方不仅保证聚合反应的正常进行与获得质量优良的产品，而且也是降低消耗定额与降低生产成本的手段之一。而配方中的水油比又是聚合反应中非常重要的一个因素。

在悬浮聚合中，水是分散和传热介质，水油比是指投料时水对单体的重量比。一般水油比大对单体的分散和聚合釜的传热有利，反应易于控制，但为了提高聚合釜的设备利用率，提高聚合收率，生产上尽可能的采用小的水油比。但水油比也不能太小，因为聚合反应是个体积收缩的反应，一旦反应体系过于粘稠，不利于聚合反应热的移出，容易发生反应后期温度、压力不易控制、爆聚等安全事故。要解决因水油比改变而影响聚合体系的问题，须对聚合反应选用二次注水工艺。

1注水的目的

在PVC聚合生产中，随着聚合反应的进行，单体变成了聚合物，相对密度发生了变化，物料体积收缩。注水可使物料体积恒定，可最大程度的利用聚合釜的传热面积，使釜内物料体系的粘度不升高，达到强化传热的目的。同时，不增加釜内气相空间，减少氯乙烯单体（VCM）气相聚合所造成的粘釜。

2现状分析

目前聚合进料是将配方中所需的17 m3的水一次性投入聚合釜内，无二次注水工艺，这样聚合反应虽传热效果较好，生产易于控制，但聚合收率太低，一直在8 t/釜左右徘徊，不利于提高聚合生产能力。

3突出重点，制定措施

针对聚合收率一直徘徊在8 t/釜左右的现实状况，我们决定采用新的操作工艺，通过二次注水技术，将进一步缩小聚合水油比，提高单釜产量，具体措施如下：

①将原来一次性投入的17 m3的无离子水改为投入16m3，单体也由原来的10 m3改投为10.5～11 m3，聚合釜总的填料系数没变，但水油比降低了，单釜生产能力增强了。

②聚合反应2h时后，开始通过釜上自动控制系统往釜内注水，注水流量为500 l/h，直至反应结束，总的注水量为2 m3。有效的解决了因聚合体积收缩，粘度增大，液相体积减少，导致有效传热面积缩小，反应热难以移出的问题。

4改良后的效果

经过近六个月的实施验证，初步断定我们的工作卓有成效，聚合收率首次达到8.2 t/釜。

5结论

在聚氯乙烯树脂生产配方中水油比是影响PVC树脂颗粒形态的一个至关重要的因素。从理论上说，水油比为1：1时便有足够的自由液体，但聚合成疏松型粒子后，内外空隙中和颗粒表面会吸附相当量的水，造成自由流体减少，体系黏度增加，传热困难。因此生产疏松型PVC树脂时，水油比往往控制在（1.6～2.0）。但根据生产实践可知，其他条件固定的前提下，随水油比的降低，PVC树脂的表观密度会有所上升。利用聚合中后期可以注入补充水的优势，确定了合理的水油比，效果理想。

聚合反应中途注水技术已经是悬浮法聚氯乙烯生产中不可缺少的环节，注入水的控制是在聚合反应中进行的。根据转化率的增加而补入一定量的水，以保证总物料体积不变，减少由于聚合反应产生的体积收缩而造成传热率的降低。因此改良聚合配方中的水油比，更加有效的增加聚合釜的生产能力，才能达到降低电石消耗，提高聚合收率的目的。

参考文献：

[1] 李克友,张菊华.高分子合成原理及工艺学[M].北京:科学出版社,2001.

[2] 张连敏,李祥.高聚丙烯腈纤维的生产技术及其应用综述[J].非织造物,2007,(5).

[3] 谢建玲.聚氯乙烯树脂及其应用[M].北京:化学工业出版社,2007.