聚氯乙烯糊树脂质量的影响因素

聚氯乙烯糊树脂质量的影响因素

韩华安

内蒙古晨宏力化工集团有限责任公司 750336

摘要：干燥工序是控制PVC糊树脂挥发物含量和二次粒子形态的关键工序，其各项运行参数(如进出口温度、胶乳固含量等)直接影响成品性能。目前，内蒙古晨宏力化工集团有限责任公司微悬浮法糊树脂干燥过程中，最常见的问题是糊树脂干燥系统异常停车，以及聚合反应后浆料伴随泡沫导致物料浪费、管道堵塞等。

关键词：聚氯乙烯糊树脂；质量；影响因素

引言

聚氯乙烯（PVC）是一种重要的基础化工产品，广泛应用于工业、农业、建筑、日用品、包装、电力等行业。近年来，中国的聚氯乙烯行业迅猛发展，产能急剧提高，竞争日趋激烈，提高聚氯乙烯的产品质量已成为企业提高自身竞争力、提高产品市场占有率的主要方法。

1聚氯乙烯糊树脂发展简史

在聚氯乙烯糊树脂的发展历程上，最先应用于工业化生产的是乳液连续聚合，用乳液连续聚合生产出来的乳胶粒径小于0.1μm，由于该法生产的树脂流动性较差，用途受到了很大的限制，只能与通用型悬浮法树脂掺混生产硬制品。随着乳液间歇聚合树脂的问世，迅速开拓了糊树脂的市场，间歇聚合具有良好的糊流动性和稳定性。连续和间歇乳液聚合又可分为无种子聚合和种子聚合。随着发泡壁纸和地板的兴起，促进了聚氯乙烯糊树脂的生产技术的开发。法国阿托公司1966年开发了一步微悬浮法即MSP-1，由于该法的树脂不能用于高剪切速率的加工，该公司于1972年又开发了二步微悬浮法即MSP-2，是先制备5%的微悬浮种子，然后在进行微悬浮聚合，通过该方法改进了粒径分布。1974年该公司又开发了三步微悬浮法即MSP-3，是将5%微悬浮种子和5%乳液法种子共同进行微悬浮聚合，从而使聚合的糊树脂粒径呈双峰分布。美国西方化学相继开发法出了混合法工艺的糊树脂，第一步使用乳液法生产糊树脂的种子，第二步使用微悬浮法进行聚合反应。聚合反应在微滴中进行，产品乳胶粒度呈双峰分布。

2乳胶固含量的影响因素

2.1聚合釜底搅拌自聚物的影响

糊树脂聚合生产时(特别是生产反应温度高的125牌号树脂时)，容易出现聚合釜低搅拌处及各管口处产生塑化物的情况。部分塑化物会随着进料及反应过程掉入聚合釜中，并在出料或高压清洗阶段进入下料口;聚合釜底出料设计为双阀控制，下料管线阀门为切断阀，通径较小，塑化物极易卡在阀芯与上部短节处，造成出料、排水不畅甚至无法完成出料、排水操作，影响聚合工序正常运行;一般处理方式为经聚合釜底部管线憋压反冲，因冲水量大且难以控制，反冲水进入乳胶系统使乳胶浓度降低，进而造成干燥负荷降低。

2.2过滤器清理前冲水置换的影响

糊树脂装置乳胶过滤器中的介质为未汽提乳胶，清理频率为每30h1次，每次排放物料量约为0．1m3。清理前须将过滤器中的乳胶通过地沟直排，不但浪费乳胶，还会造成周围有毒气体探头报警。用冲洗水对过滤器进行冲水置换，可实现过滤器中乳胶的有效回收，也能控制现场报警。但冲水过程为手动操作，水量难以准确控制，会对系统中乳胶浓度造成较大影响，并降低干燥负荷。造成乳胶含固质量分数降低约1．2%。

2.3乳胶连续汽提蒸汽的影响

为更好脱吸乳胶中的氯乙烯，糊树脂装置连续汽提环节对乳胶进行2段加热。第一段进料为螺旋板式换热器，通过热水间接换热;第二段为连续汽提储槽上部乳胶接触器蒸汽喷射加热。正常生产过程中，第二段乳胶加热蒸汽用量平均为65kg/h，24h进入乳胶系统中的蒸汽冷凝水约为1．56m3，乳胶含固质量分数降低约0．8%。另外，由于连续汽提槽的设备位于室外，冬季运行时汽提槽内乳胶升温加热所需蒸汽量增加，乳胶浓度会进一步降低。（建议取消）

3改进措施

3.1增设过滤装置

综合考虑实施难度、成本、效果以及维护等各方面因素，在二级过滤前增设液体振动筛，将胶乳中的粗颗粒分离出来，解决二级过滤不彻底造成的雾化器堵塞问题。聚合反应完成后，胶乳经过滤器进入胶乳受槽，再由倒料泵打入液体振动筛，经2次筛分后的胶乳进入中间槽，经胶乳定量泵输送经过滤器至雾化器将胶乳分散成小液滴进行干燥，最终粉碎机进一步粉碎。液体振动筛有2个出口，一个为渣料出口，另一个为胶乳出口，胶乳出口下方设置中间槽进料管。由于存在位差，出液体振动筛的胶乳到达胶乳中间槽底部时瞬时速度增大，冲击液面会产生大量泡沫。为此，对中间槽进料管进行了改进，改进后的进料管包括漏斗口、第一变径、下料管和第二变径。该结构进料管可使胶乳在进料管内保持满管状态，减少因重力产生的泡沫量。下料管可以是直管或螺旋状管道，若为直管下料管，其上须设置多个溢流口，该结构可在胶乳下料量较大的情况下增加胶乳出料量，避免胶乳在漏斗口溢流。此外，还设置了流量控制组件，包括远传流量计、控制器和雾化器进口流量控制阀;远传流量计采集整个生产系统的流量数据并将数据传递至控制器;控制器接收流量数据并根据流量数据向雾化器进口流量控制阀发送控制信号;雾化器进口流量控制阀设置于雾化器的进口管处，根据控制信号控制进口管的通断。

3.2改进排气料斗结构

在改进排气料斗时考虑采用旋风分离技术。物料随气流切向进入设备做旋转运动，产生较大的惯性离心力;在离心力的作用下固体颗粒被甩向外壁，与筒体碰撞失去动力而沉降。考虑到糊树脂的黏度大，很容易粘附在设备内壁，因此新制作的排气料斗采用300#抛光板制作。此外，还在新制作的排气料斗锥部增加了流化装置。改进方案实施后，糊树脂干燥排气料斗的反风气中物料流速可达18m3/min，且具有良好的运行稳定性。

3.3建立专项管理办法

建立专项管理办法，车间各级人员遵循“目标统一，分级管控”的原则，采用明确分工、上下协同、专业配合的方式进行管理。具体包括（1）包装岗位员工开机前检查热封机构完好情况，并在正式包装前试封，试封情况在车间群通报，在上班期间持续跟踪检查；（2）班组长在上班期间对包装工序的所有热封机构进行检查与监督；（3）车间工艺技术员负责班组破包情况监督、检查，每天至少两次。

3.4热封机构的维护

热封机构的基本原理：成品糊树脂包装袋输送到封口机光电处时，光电检测到信号，反馈到PLC（可编程控制器），PLC（可编程控制器）收到信号后给热封夹持阀气缸电磁阀信号，气缸电磁阀打开，气源通过电磁阀进入到气缸，气缸开始工作，热封夹持阀夹紧同时温控器电流大小控制加热条升温，温度达到预设值时，加热器不再升温，到加热器预设加持时间后，电磁阀关闭，气缸回位，输送电机启动料袋送出。糊树脂成品表观密度过小，包装袋中料位就会过高。在热合封口阶段，包装袋会受到振动或挤压等外力，因料位过高，部分成品树脂在外力作用下被挤压至热合封口处，封口处的糊树脂粉尘会在很大程度上降低热合封口的质量。（建议取消）

结语

在糊树脂干燥工艺中，通过在胶乳受槽上部增加液体振动筛，分离出胶乳中的粗颗粒。过筛后的细颗粒送至雾化干燥装置，降低了雾化器的堵塞频率;通过在液体振动筛后增设中间槽和具有变径结构的进料管，可有效降低胶乳产生的泡沫，减少物料损失，降低消泡剂用量;通过改进排气料斗结构，解决了排气料斗堵塞问题。

参考文献

[1]司业光.聚氯乙烯糊树脂及其加工应用.化学工业出版社

[2]王延利．聚氯乙烯糊树脂的生产方法及发展前景．河南化工，2013，30（1）：21～23．

[3]袁军.国内聚氯乙烯糊树脂生产及发展现状.聚氯乙烯，2018，3:13-15