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1、1聚氯乙烯生产工艺规程聚氯乙烯生产工艺规程 1.1. 范围范围 本标准规定了全自动 70M3聚合釜悬浮聚合的生产工艺规程。 本标准适用于全自动 70M3聚合釜悬浮聚合的生产。2.2. 产品说明产品说明 2.1 产品名称及学名 产品名称:聚氯乙烯树脂 学名:聚氯乙烯 英文名:Polyvinyl chloride 2.2 物理性质H H 分子式:(CH2CHCL)n 结构式: (CC)n H CL 外观:白色粉末 相对分子质量(分子量):3687093750 相对密度(比重):1.351.46 颗粒直径:60150m 折射率:1.544 比热容:0.8371.465J/(g)(0-100) 导热系
2、数:0.586KJ/(hm) 软化点:7585 热分解点:100开始降解出氯化氢 2.3 化学性质 聚氯乙烯的化学稳定性较高,除少数有机溶剂外,常温下可耐任 何浓度的盐酸,90%以下的硫酸,50%60%的硝酸及 20%以下烧碱溶液, 对于盐类相当稳定,使用中应注意温度及介质浓度。 腐蚀介质对聚氯乙烯(PVC)的作用是通过渗透、膨润及溶解作用 使制品膨胀、增重、机械强度下降、起泡、变脆等,PVC 在有机溶剂除 芳烃(如苯、二甲苯、苯胺、四氢呋喃) 、氯烃(二氯乙烷、四氯化碳) 、酮类(丙酮、环已酮)及酯类外,对水、汽油、酒精等均为稳定, 在单体中溶解度较小。 2.4 热性能 2.4.1 热加工性
3、能 聚氯乙烯(PVC)没有明显的熔点,在 7585时开始软化,加热 至 130以上变成皮革状,同时分解变色,180时开始流动,约在2200以上完全分解,在加压力下,140左右即开始流动。 2.4.2 热老化性能 PVC 高聚物在热、紫外光及空气中 O2的作用下,均会发生降解放 出 氯化氢,后者又起了降解的催化作用,逐渐形成 CCCCCC的聚烯烃共轭双键及高分子交联结构,高聚物 颜色发生如下变化:白微红粉红淡黄褐色红棕红黑黑 色,降解的最终产物不是单体氯乙烯(VC) ,此种降解、交联、环化使 制品机械性能、电性能、化学稳定性能恶化,因此在塑化加工中均加 入相应的稳定剂、紫外光吸收剂、抗氧剂等,以
4、改进制品老化性能。 PVC 在火焰上燃烧并放出氯化氢,但离火焰即自熄。 2.5 对单体(VCM)的吸附性能: PVC 在单体中溶解度很小,但对 VC 有相当吸附力。VC 在 PVC 中吸 附力及吸附量见表 1: 表 1:PVC 吸附 VC 量与温度广西(PVC 平均粒度 60150m,K 值 70) 温度0244060100 吸附量 gVC/KgPVC1005040104聚合后期 PVC 体积分率大于 0.6(聚合率大于 70%)则聚合体系压 力开始下降,可根据压力降判断聚合率。 2.6 产品质量标准 国家标准:GB/T5761-93悬浮法通用型 PVC 树脂 100ml 环已酮含 0.5 树
5、脂的溶液,25时的粘数(VN) ,平均聚合 度(P) (K)值,相对粘数()和特性粘数(())与 100ml 二氯 乙烷含 1.0g 树脂的溶液,20时的绝对粘度()的对照表。 2.7 产品的只要用途 PVC 属于物理机械性能、电性能、耐化学腐蚀性能较好的工程塑料 之一,根据不同规格,PVC 高聚物采用不同塑化配方和加工方法,可制 成硬质和软质制品。 目前国内树脂应用概况如下,树脂选型参考说明: 2.7.1 树脂型号增大,粘数下降,制品机械性能下降,但成型加工温 度低,流动性好,易加工。要求强度高,电性能好,宜用 SG1 和 SG2; 要求强度不同,可加工如薄膜,凉鞋宜用 SG3 和 SG4;
6、硬制品如板、管 材,成型温度较高,宜选用 SG5 和 SG6,加工配方中宜加定量热稳定剂。2.7.2 如需易塑化,透明度好的制品宜选用疏松型树脂 SG7 等。 2.7.3 混纺氯纶宜用 SG2,以提高浆料浓度和纤维强度。33.3. 原材料与辅助材料的性质及规格原材料与辅助材料的性质及规格 3.1 氯乙烯 英文名:Vinyl chloride 3.1.1 物理性质: 分子式:C2H3CL 相对分子质量(分子量):62.5结构式: H H CC H Cl 沸点:-13.9760133.322Pa(760mmHg) 熔点:-159.7 折光率:1.3642 临界温度:142 临界压力:5.22MPa
7、(52.2Kgf/cm2) 燃烧热:1134.2041KJ/mol(270.9Kcal/mol) 聚合热:95.877KJ/mol(22.9Kcal/mol) 爆炸范围:在空气中 4%21.7%(体积) ,与氧气形成爆炸混合物 范 围是 3.6%72% 在氯乙烯与空气混合物中充入氮或二氧化碳,可缩小其爆炸浓度 范围,混合物充入范围见表 2 所示: 表 2:混合物充入范围 充入氮 %充入二氧化碳 % 混合物充入 %20402030氯乙烯爆炸 范围 %4.217.14.78.24.511.858.2当空气氯乙烯中加入惰性气体时,临界点为: 加入氮气氮气 45.9%,氯乙烯 6%,空气 48.1%
8、加入二氧化碳二氧化碳 34.2%,氯乙烯 6%,空气 59.8% 而当氮气48.8%和二氧化碳36.4%时,不会产生氯乙烯空 气爆炸混合物。 对于氯乙烯和乙炔两种气体混合物的爆炸范围,则依两者混合比 (氯乙烯:乙炔)的缩小而扩大。 应当指出,液态氯乙烯无论从设备或从管道向外泄漏,都是极其4危险的,一方面它遇到外界火源会爆炸起火,另外,由于它是一种高 绝缘性液体,在压力下快速喷射,就会产生静电积聚而自发起火爆炸。 因此,输送液态氯乙烯宜选用低流速,并将设备及管道进行防静电接 地。 表面张力见表 3 表 3:表面张力 温度d/cm(N/m) 10016.61716.61710-3 252.9432
9、.94310-3 01.2931.29310-3 -2547047010-3 -5013013010-3 -1002.52.510-3蒸发潜热见表 4 表 4:蒸发潜热 温度()10025-39.9 KJ/mol13.588319.719821.9807 Cal/mol331047105250比热容见表 5 表 5:比热容 20(液体)25(气体) J/(g)1.59100.8583 Cal/(g)0.380.205 聚合时体积收缩率:85% 氯乙烯的蒸汽压,可根据如下公式计算:1150.9LogP-0.152281.75logT0.002415TT 其中,P:氯乙烯的蒸汽压(MPa) T:绝
10、对温度(273.16+t) 氯乙烯蒸汽压见表 6 表 6:氯乙烯蒸汽压测定如下 温度压力 104Pa温度压力 104Pa温度压力 104Pa -28.370.527-1.571.63333.535.051 -23.020.6844.011.98739.725.9885-16.610.9035.532.10946.806.044 -13.611.02316.213.01054.878.900 -8.321.26625.724.03560.4310.112密度与比容见表 7 表 7:液体 VC 的密度与比容 温度 密度 g/ml比容 ml/g温度 密度 g/ml比容 ml/g温度 密度 g/ml比
11、容 ml/g 60.93631.068170.91661.091280.89611.116 70.93461.070180.91491.093290.89311.119 80.93281.072190.91241.096300.89211.121 90.93111.074200.91071.098310.88971.124 100.92941.076210.90911.100320.88811.126 110.92761.078220.90741.102330.88501.130 120.92591.080230.90581.104340.88421.131 130.92421.082240.
12、90331.107350.88261.133 140.92251.084250.90171.109360.88231.136 150.92001.087260.90011.111370.87721.140 160.91741.094270.89731.114380.87581.142 液体氯乙烯密度还可以用下列实验式计算: d0.94710.001746t0.00000324t2 d:液体密度(g/ml) t:温度() 在一般情况下,氯乙烯的密度比水小,标准状况下,气体氯乙烯 的比重为空气的二倍多,所以它比空气重。 氯乙烯蒸发潜热见表 8 表 8:氯乙烯蒸发潜热 潜热潜热温度J/gCal/g温
13、度J/gCal/g -2081.720335.781480.2 -10358.803884.730328.663878.5 0352.11008340320.708976.9 10347.504481.750311.498374.4溶解度见表 9 表 9:常压下氯乙烯在水中溶解度 温度0101520286溶解度(体积/体积水)0.8080.5720.4330.2920.10 氯乙烯的毒性: 氯乙烯对人有麻醉作用,急性中毒症为:头晕、浑身软弱无力,逐 渐神志不清,站立不稳,四肢痉挛,呼吸由急变微弱,最后失去直觉。 当氯乙烯浓度在 1%时有麻醉感,5%以上时开始有上述症状。所以,空 气中氯乙烯最大
14、允许浓度为 30mg/m3(国外允许浓度为 510610106,即 510PPm) 。 氯乙烯在气体混合物中冷凝率见表 10: 表 10:氯乙烯在气体混合物中冷凝率 冷 凝 率气体中 VC 含 量(体积%)-20-25-30-35-40 5025.932.950.56053.362.3 7033.571.278.98016.459.475.683.287.7 9062.881.889.192.594.59582.491.494.296.497.4 9893.296.798.098.699.0 3.1.2 氯乙烯化学性质: 氯乙烯的两个起反应部分为氯原子和双键,能进行的反应很多, 一般连接在双键
15、上的氯原子不太活泼,所以双键反应比氯原子反应多。3.1.2.1 有关氯原子:CH2COOK CH2COOCHCH2 CH2CHCl KClCH2COOH CH2COOH(丁二酸氢钾) (丁二酸乙烯酯) CH2CHClNaOH CHCH2NaClH2O 3.1.2.2 双键反应:加成 CH2CHCl CH2ClCH2Cl (二氯乙烷)紫外线 CH2CHClH2S HSCH2CH2Cl (2氯乙硫醇) nCH2CHCl CH2CHn7Cl 3.1.3 氯乙烯单体质量标准: 自产单体: 纯度 99.9%乙炔 10PPm水 300PPm铁 5PPm乙醛 10PPm 高沸物 500PPm 3.2 水 3.2.1 规格: 温度: 环境温度水质: 含 Cl 10PPmPH 值 6.78.5 导电度