Дорогие форумчане расскажите о технологии производства пвх в частности интересует суспензионным методом. Заранее Благодарю!
В течении 60 секунд
Введите другой номер телефона
Чтобы участвовать в обсуждении, вам нужно авторизоваться.
Авторизоваться, или пройти регистрацию.
технология производства пвх
14 июля 2017
Polimerchik
Ответы
Чтобы участвовать в обсуждении, вам нужно авторизоваться.
Авторизоваться, или пройти регистрацию.
Смола поливинилхлоридная (ПВХ) - универсальный термопластичный полимер, получаемый из продукта нефтехимии (этилена) и хлорида натрия (поваренной соли) путем полимеризации винилхлорида. Производство поливинилхлорида самое сложное и наукоемкое, требующее новейших технологии и качественного оборудования.
Как было сказано, поливинилхлоридная смола получается в результате полимеризации — процесса, при котором молекулы мономера (низкомолекулярного соединения - хлористого винила или винилхлорида) объединяются, образуя, таким образом, высокомолекулярное соединение - полимер.
Существует 3 промышленных способа производства поливинилхлорида (ПВХ):
ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ В МАССЕ
Полимеризация в массе способ, происходящий по периодической схеме в 2 ступени.
Данная технология развивается единственной фирмой Peshine Sant Gobain (Франция). В последние время интерес к этому способу упал, так как полученная таким образом смола поливинилхлоридная имеет достаточно узкое применение и сложно освобождается от остаточного винилхлорида.
Данный метод имеет следующие недостатки:
ЭМУЛЬСИОННАЯ ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ
Эмульсионная полимеризация способ, происходящий по непрерывной или периодической схемам.
Непрерывная схема самая высокопроизводительная, но получаемые частицы эмульсионной смолы имеют слишком разнородный состав, поэтому чаще используется периодическая схема. При периодической технологии ПВХ эмульсионная смола получается необходимого гранулометрического состава, что важно при ее переработке.
Производство эмульсионной смолы имеет весомый недостаток - это добавки (различные вспомогательные вещества), которые с одной стороны ускоряют и увеличивают образование ПВХ эмульсионной смолы, а с другой - ее загрязняют. Из-за этого эмульсионная смола ПВХ в конечном итоге используется только для производства пластизолей и паст.
ПВХ эмульсионная смола имеет широкое молекулярно-массовое распределение, высокое содержание примесей и относительно высокое водопоглощение, худшие диэлектрические характеристики, худшею термостойкость и светостойкость.
ПВХ эмульсионная смола перерабатывается в изделия методом экструзии, литьем под давлением, прессованием, в мягкие же изделия через пасты.
СУСПЕНЗИОННАЯ ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ
Полимеризация в суспензии способ, происходящий по периодической схеме и являющийся самым распространенным методом производства смолы поливинилхлоридной. Данный метод объединяет те преимущества, которых лишены предыдущие два:
Смола ПВХ суспензия обладает сравнительно узким молекулярно-массовым распределением, малой степенью разветвленности, высокой степенью чистоты, низким водопоглощением, хорошими диэлектрическими свойствами, лучшей термостойкостью и светостойкостью по сравнению с эмульсионной смолой.
Смола ПВХ суспензионная перерабатывается в изделия методом эксрузии, вальцеванием, прессованием и литьем под давлением. Используется суспензионная смола для производства жестких, полумягких и мягких (пластифицированных), пластических масс.
Постепенно доля ПВХ эмульсионной смолы уменьшается, хотя и находит применение. Доля же смолы ПВХ суспензионной постоянно растет и уже составляет восемьдесят процентов от всего мирового объема производства.
Полимеризация в массе - способ, происходящий по периодической схеме в 2 ступени.
Данная технология развивается единственной фирмой Peshine Sant Gobain (Франция). В последнее время интерес к этому способу упал, так как полученная таким образом смола поливинилхлоридная имеет достаточно узкое применение и сложно освобождается от остаточного винилхлорида.
Данный метод имеет следующие недостатки:
- в процессе реакции необходимо выдерживать определенную температуру, но из-за конструктивных особенностей отвод тепла реакции, в данном случае, затруднен;
- образование корки на стенках аппаратуры влияет на однородность получаемого поливинилхлорида;
- получаемая смола имеет сравнительно низкие характеристики термостойкости и однородности;
Эмульсионная полимеризация - способ, происходящий по непрерывной или периодической схемам.
Непрерывная схема - самая высокопроизводительная, но получаемые частицы эмульсионной смолы имеют слишком разнородный состав, поэтому чаще используется периодическая схема. При периодической технологии ПВХ эмульсионная смола получается необходимого гранулометрического состава, что важно при ее переработке.
Производство эмульсионной смолы имеет весомый недостаток - это добавки (различные вспомогательные вещества), которые с одной стороны ускоряют и увеличивают образование ПВХ эмульсионной смолы, а с другой - ее загрязняют. Из-за этого эмульсионная смола ПВХ в конечном итоге используется только для производства пластизолей и паст.
ПВХ эмульсионная смола имеет широкое молекулярно-массовое распределение, высокое содержание примесей и относительно высокое водопоглощение, худшие диэлектрические характеристики, худшею термостойкость и светостойкость.
ПВХ эмульсионная смола перерабатывается в изделия методом экструзии, литьем под давлением, прессованием, в мягкие же изделия через пасты.
Полимеризация в суспензии - способ, происходящий по периодической схеме и являющийся самым распространенным методом производства смолы поливинилхлоридной. Данный метод объединяет те преимущества, которых лишены предыдущие два:
- легкий отвод тепла от реакции
- высокая производительность
- относительно эмульсионного поливинилхлорида, смола ПВХ суспензионная намного чище
- при переработке смола ПВХ суспензионная прекрасно совмещается с другими компонентами
- смола суспензионная достаточно легко поддается модификации свойств
Смола ПВХ суспензия обладает сравнительно узким молекулярно-массовым распределением, малой степенью разветвленности, высокой степенью чистоты, низким водопоглощением, хорошими диэлектрическими свойствами, лучшей термостойкостью и светостойкостью по сравнению с эмульсионной смолой.
Смола ПВХ суспензионная перерабатывается в изделия методом эксрузии, вальцеванием, прессованием и литьем под давлением. Используется суспензионная смола для производства жестких, полумягких и мягких (пластифицированных), пластических масс.
Постепенно доля ПВХ эмульсионной смолы уменьшается, хотя и находит применение. Доля же смолы ПВХ суспензионной постоянно растет и уже составляет восемьдесят процентов от всего мирового объема производства.
Поливинилхлорид различных марок с общей формулой [-CH2-CHCl-]n, n=100-2500 получают методом суспензионной полимеризации мономера винилхлорида в течение 8-14 часов при температуре 30-70°С и давлении 4-12 кгс/см2 по периодической схеме в реакторах из нержавеющей стали 1Х18Н10Т или облицованных стеклом с перемешивающим устройством емкостью 10-25 м3
ПВХ получают из 4 основных компонентов - винилхлорида, воды, суспендирующего агента и инициатора полимеризации.
Винилхлорид CH2=CHCl получают 4-мя способами:
- из ацетилена - ацетилен (100%) + HCl (102-110%) смешивают, разбавляют азотом и - в контактный аппарат с HqCl2 с катализатором при 120-220°С;
- из этилена - этилен + Cl2 в соотношении от 1:1,2 до 1:3 при 200-700°С (с катализатором - при 45-60°С) в присутствии разбавителя (дихлорэтан);
<*** (пиролизом - дегидрохлорированием);
- новый экономичный способ - из легких бензинов, Cl2 и O2.
Поток легких бензинов после пиролиза с отношением этилен/ацетилен ? 1/1 сначала гидрохлорируется HCl, а затем хлорируется до дихлорэтана, из которого пиролизом получают винилхлорид.
После получения винилхлорида - проводят следующие операции:
- отделение от примесей (парциальная конденсация);
- сушка;
- сжижение;
- перегонка (под давлением);
- хранение (в стальных цилиндрах при (-30) - (-50)°С под азотом - без ингибиторов; при повышении температуры хранения - добавляют ингибиторы - гидрохинон и др.).
Вода - деминерализованная, без загрязнений и кислорода.
Суспендирующий агент - защитный коллоид из гидроокисей, фосфатов или карбонатов металлов, каолин и др., или растворимое в воде ВМС (смолы, производные целлюлозы).
Инициатор полимеризации - растворимые в мономере ВХ перекись бензоила, лаурила, хлорацетила и др.
Рецептура типичной загрузки компонентов в реактор емкостью 10 м3:
- Мономер винилхлорида - 3000 кг;
- Вода - 6000 кг;
- Суспендирующий агент - 4 кг;
- Иницатор полимеризации - 2-4 кг;
- Расход мономера на 1т сухого продукта - 1050-1070 кг, вспомогательных продуктов - 1-2 кг.
Схема получения поливинилхлорида суспензионным методом с двумя вариантами сушки и выделения: 1 - реактор-полимеризатор; 2 - сепаратор, в котором отделяется непрореагировавший винилхлорид; 3 - смеситель-усреднитель; 4 - центрифуги; 5 - скоростная сушилка; 6 - сушильный барабан; 7 - сборник полимера; 8 - узел рассева; 9 - циклонный пылеуловитель.
Винилхлорид при интенсивном перемещении суспендируют в воде в присутствии растворимого в мономере инициатора полимеризации и суспендирующего агента. После завершения цикла полимеризации (10-20 часов, включая 2-3 часа на загрузку, выгрузку и вспомогательные работы) получают суспензию с частичками ПВХ размером 75-150 мкм (иногда до 600 мкм). После отделения в сепараторе непрореагировавшего мономера, суспензию через смеситель подают в центрифугу, где она отжимается до 25-30% влажности. Выделенный ПВХ сушат в скоростной сушке и/или в сушильном барабане, обогреваемых горячим (65-150°С) воздухом. Затем ПВХ сортируют на виброситах по размеру частиц и упаковывают в бумажные мешки. Крупным потребителям ПВХ может поставляться в специальных цистернах.