求高手指點:闡明各種自由基聚合反應的主要特點,說明各種方法制備PVC樹枝的主要途徑及性能特點。
作者:化工綜合網發布時間:2022-12-14分類:橡膠制品瀏覽:94
一、求高手指點:闡明各種自由基聚合反應的主要特點,說明各種方法制備PVC樹枝的主要途徑及性能特點。
電石法(電石和煤),主要使用于塑鋼門窗、不透明型材、排水管材等不透明制品
乙烯法(石油裂解),主要使用于透明性高、衛生要求高,環保要求高的制品
混合法(由電石法和乙烯法生產好后混合),沒有特定要求,產品質量處于電石法和乙烯法之間。
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二、工業上用乙烯和氯氣為原料合成聚氯乙烯(PVC)
1. CH2=CH2 + Cl2 ---> (催化劑)CH2Cl-CH2Cl (加成)
2. CH2Cl-CH2Cl + NaOH --->(醇,加熱)CH2=CHCl + NaCl + H2O( 消去;只消去一個HCl)
3.nCH2=CHCl --->(催化)-[-CH2-CHCl-]n- (聚氯乙烯) ( 加聚)
三、PVC是什么??
PVC的生產主要有兩種制備工藝,一是電石法,主要生產原料是電石、煤炭和原鹽;二是乙烯法,主要原料是石油。國際市場上PVC的生產主要以乙烯法為主,而國內受富煤、貧油、少氣的資源稟賦限制,則主要以電石法為主,截至到2007年12月,電石法約占我國PVC總產能的70%以上。
值得注意的是,在電石法制備PVC中,原鹽電解后用于生產PVC,剩余的鈉部分用于生產燒堿,所以,氯、堿實際上存在共生關系,氯堿平衡也是整個行業發展過程中不得不考慮的重要因素。
四、聚氯乙烯(PVC)的制造工藝???
典型的pvc生產工藝介紹如下:
1、窒素公司pvc懸浮聚合工藝
利用懸浮聚合從vcm生產各種等級pvc:通用級、高k值、低k值、無光澤型和共聚體pvc。攪拌式反應器中加入水、添加劑和vcm,聚合反應時,按產品等級控制溫度(用冷卻水或制冷水)。反應結束,產物排向泄放罐,在此蒸發出大多未反應vcm。反應器沖洗并噴入阻垢劑,準備下一批生產。含vcm的pvc漿液連續送入汽提塔,從pvc漿液中有效地回收vcm。未反應vcm在vcm回收設施中液化,返回聚合。pvc漿液再脫水,用干燥器干燥。
該工藝利用vcm分散在水中批量聚合。標準反應器尺寸為:60、80、100或130m3。生產每噸pvc的物耗和能耗為:vcm 1.003t,電力160kwh,蒸氣0.7t,添加劑(生產管道級)12美元。已技術轉讓12套裝置,總能力超過100萬t/a。其vcm去除技術為許多pvc生產商采用。
2、窒素公司vcm去除技術
pvc漿液從反應器放出,甚至在初步閃蒸后仍含有大量vcm(高于30000×10-6)。有效地去除剩余vcm,回收后回用,可使pvc產品中剩余vcm含量減少到小于1×10-6,某些情況下可小于0.1×10-6。該vcm去除技術采用過程全自動的蒸氣汽提密閉體系,借助先進設計和專用塔器,占地少,投資低。塔器規??蔀?.5~30t/h。耗用蒸氣為130kg/t pvc。
3、)inovyl公司pvc懸浮聚合工藝
反應器可大到140m3,反應控制轉化率高達94%,汽提塔可使樹脂中殘留vcm小于1×10-6。被vcm污染的水用蒸氣汽提至vcm小于1×10-6后排放。采用專利的阻垢劑evicas 90防止反應器中樹脂沉積。密閉的反應過程和高效的阻垢劑可使反應器運作頻率高達700批。pvc裝置總的環境排放量小于20g vcm/t pvc。
以美國海灣沿岸費用為基準,15萬t/a懸浮法pvc裝置投資為4500萬美元。生產每噸pvc的物耗和能耗為:vcm 1.004t,蒸氣0.9t,冷卻水48萬kcal,電力150kwh,軟化水2.2t,添加劑費用(生產管道級)11美元。
現有的汽提系統可通過設置evc漿液汽提塔加以改造。對于15萬t/apvc裝置,該設施費用為250萬美元。該evc技術己應用于6套pvc裝置,總能力超過110萬t/a。阻垢劑evicas 90已應用于全球pvc產能的80%。
4、vintec公司生產 pvc的vinnolit工藝
分散劑、添加劑、vcm和水加入反應器,反應漿液通過同流換熱器送入篩板式vinnolit脫氣塔。vcm用蒸氣汽提,離開脫氣塔的漿液中vcm濃度小于1×10-6。未反應vcm回收液化后返回聚合利用。在離心機內使懸浮體脫水,濕的pvc塊送入vinnolit旋分干燥系統。聚合無需制冷水。采用內冷式高效反應器,尺寸可大到150m3。密閉和清潔的反應器技術,使之無需打開反應器。同時無需采用高壓水沖洗。整個過程操作采用分散型控制系統(dcs)控制。并采用高效阻垢劑。
生產每噸pvc的物耗和能耗為:vcm 1.001t,蒸氣0.8t,電力170kwh,添加劑費用(生產管道級)14美元。生產效率高達600t/m3·a。該vinnolit技術已用于生產pvc 58萬t/a。世界上采用vinnolit工藝的能力約100萬t/a。vinnolit旋分干燥器已被許多pvc生產商采用。
5、廢舊pvc回收利用技術
經濟可行又有環境效益的廢舊pvc循環回收工藝有助于促進pvc的重復利用。索爾維公司開發了稱為vinyloop的pvc循環利用技術。并在意大利費臘拉建成1萬t/a裝置,驗證了采用電纜料循環利用的技術經濟上的可行性。該工藝將廢舊電纜護套轉變成板材,回收的板材可以原摻混物料一半的價格售出。1萬t/a裝置投資為1000萬歐元。該工藝將線纜粉碎成10cm長度,并將護套溶解在甲乙酮混合物中。過程在85℃下10~15min內完成。然后過濾除去銅、聚乙烯和橡膠。剩余的淤漿用蒸氣使其沉淀,甲乙酮混合物循環使用。淤漿中pvc組分形成無流動性的顆?;旌衔铮骄叽鐬?50μm。這些顆粒含有添加劑、填充劑、穩定劑和增塑劑。某些乳化劑可能在汽相損失掉。過程在85℃下操作可加速溶解步驟,但該溫度并不足以使pvc發生化學降解(pvc對熱極其敏感)。索爾維將采用這一技術在歐洲再建3套裝置。
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