聚氯乙烯聚合生产工艺规程

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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