微懸乳生產(chǎn)聚氯乙烯法糊樹(shù)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(shí)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(shù)脂的裝置及生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚氯乙締(PVC)糊樹(shù)脂顧名思義是此種樹(shù)脂主要W制成糊狀形式來(lái)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(shù)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(shù)脂因粒度微細(xì)，其質(zhì)地像滑石粉，具有不流動(dòng)性。聚氯乙締糊樹(shù)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(lái)加工成最終制品。在制糊過(guò)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(shù)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(dòng)把手醫(yī)療器械、勞動(dòng)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(shù)脂相比，PVC糊樹(shù)脂具有W下優(yōu)點(diǎn)： (1)加工設(shè)備價(jià)廉;（2)模具簡(jiǎn)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(shù)脂工業(yè)一直W較快速度發(fā)展，特別是近十年來(lái)，產(chǎn)能與產(chǎn)量呈跳躍 式增長(zhǎng)，在亞洲地區(qū)增長(zhǎng)尤為顯著。2014年，全球糊PVC樹(shù)脂總產(chǎn)能約550萬(wàn)噸/年，中國(guó)產(chǎn)能 約71萬(wàn)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(duì)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(guò)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(kāi)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(shù)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(duì)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(shí)，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(shù)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(shù)脂的流動(dòng)性優(yōu)良，乳化劑用量少，樹(shù)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(gè)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(dòng)處理等幾個(gè)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(shí)間約4-5個(gè)小時(shí)，生產(chǎn)效率低；回收單體會(huì)帶 出含乳漿的泡沫需加化學(xué)消泡劑，因添加此消泡劑，會(huì)影響糊樹(shù)脂下游加工；回收放料結(jié)束 后，需每蓋打開(kāi)人孔蓋人工手動(dòng)高壓清洗聚合蓋，清洗質(zhì)量受人為因素影響較大，危險(xiǎn)性較 高，勞動(dòng)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(dòng)高壓清洗， 清洗質(zhì)量受人為因素影響較大，危險(xiǎn)性較高，勞動(dòng)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(dòng)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(zhǎng)（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(shí)），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(dòng)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(wèn)題的方法，而提供一種微懸乳法生產(chǎn)聚氯乙締糊樹(shù)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(shù)脂的裝置，包括儲(chǔ)槽，預(yù)混槽，聚合蓋，卸料槽，乳膠受 槽，干燥塔，廢水收集槽，儲(chǔ)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(jì)量槽連接，計(jì)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(guò)低剪切力乳化機(jī)、多孔板構(gòu)成循環(huán)回路。
[0018] 儲(chǔ)槽包括VCM單體儲(chǔ)槽、脫鹽水儲(chǔ)槽和熱脫鹽水儲(chǔ)槽，VCM單體儲(chǔ)槽、脫鹽水儲(chǔ)槽分 別與預(yù)混槽直連接，脫鹽水儲(chǔ)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(dòng)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(guò)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(guò)袋濾器與成品料倉(cāng)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(guò)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(shí)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(kāi)始升溫聚合，當(dāng)聚合蓋壓力升高，反應(yīng)溫度降低時(shí)， 聚合反應(yīng)結(jié)束；當(dāng)聚合蓋壓力降至0.2-0.6Mpa時(shí)，將物料排放至卸料槽回收儲(chǔ)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(shí)，開(kāi)始回收，直至卸料槽內(nèi)壓力 達(dá)到-400~-700mmHg時(shí)結(jié)束； 在卸料槽進(jìn)行負(fù)壓回收時(shí)，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(shí)，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(shí)，系統(tǒng)會(huì)帶出泡沫內(nèi)含的乳化劑及乳漿，經(jīng)由 動(dòng)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(lái)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(guò)流量控制從卸料槽的變頻累送到脫除塔中;PVC乳漿經(jīng)過(guò)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(jí)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(jí)、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(shù)脂隨氣流進(jìn)入的袋濾器、再經(jīng)分級(jí) 機(jī)分級(jí)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(cāng)，經(jīng) 自動(dòng)包裝機(jī)包裝后整形送入成品庫(kù)； 星、干燥塔高壓自動(dòng)清洗： 噴霧干燥器運(yùn)采用自動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(chǔ)存后，對(duì)聚合蓋內(nèi)部進(jìn)行快速