年产100万吨聚氯乙烯生产工艺过程的初步设计(6)
在树脂质量上，用悬浮聚合生产的PVC树脂的孔隙率提高了300%以上，经过适合处理的树脂其单体氯乙烯的残留量由原来的0.1%降到0.0005%以下。同时设备结构改进，大型化和采用计算机数控联机质量控制，使批次之间树脂质量更加稳定。
另外，清釜技术和残留单体回收技术的发展，减少了开釜次数，进而减少了氯乙烯单体的释放量，采用烧结、冷凝或吸收方法气提晶和处理废气，进一步减少了氯乙烯单体的消耗。
2.2 工艺条件影响因素
聚氯乙烯聚合时的主要影响因素讨论如下：
（1）单体纯度
用于悬浮聚合的氯乙烯单体纯度在100%。生产原料对聚氯乙烯质量很重要。氯乙烯杂志含量尽可能低一些，其中脱盐水PH值要近乎中性，为6.5-7.5，电导率应小于2μm/cm。乙炔参与聚合后，形成不饱和键使产物热稳定性变坏。不饱和多氯化物存在，不但降低聚合速率、降低产物聚合度还容易产生支链，是产品性能变坏。
（2）引发剂
由于聚乙烯悬浮聚合温度50-60℃左右，应根据反应温度选择合适的引发剂，其优点是反应速度均匀，操作更加稳定，产品质量好，同时使生产安全。常用过氧乙酰环己烷硫酰、过氧化二月桂酰、过碳酸二环己酯等。本设计采用过氧化二碳酸-2-乙基己酯。
引发剂的用量可以采用下式进行估算，再通过少量实验进行调整，即可确定，其计算公式如下：
I（%）=NrM×10-4/[1-exp(-0.693t/t1/2)]
式中：I——工业上引发剂用量（质量分数），%；
Nr——引发剂理论消耗量，等于（1±0.1）mol/tPVC;用AIBN时，取0.9，
用DCPD、EHP等过氧化二碳酯时，取1.1；
M——引发剂的相对分子质量；
t——聚合时间/h；
t1/2——引发剂分解半衰期/h。
工业生产中聚合时间一般控制在5-10h，应用选择t1/2为2-3h的引发剂。
表2-1 过氧化二碳酸-2-乙基己酯的规格
序号 项目 结果
1 外观 无色透明液体
2 EHP活性氧含量 ≥2.7%
3 NaCl含量 ≤0.2%
4 相对密度 0.964
（3）分散剂
主分散剂主要是纤文素醚和部分水解的聚乙烯醇。纤文素应为水溶性衍生物，如甲基纤文素、羟乙基纤文素、羟丙基纤文素等，聚乙烯醇应为聚醋酸乙烯酯经碱性水解得到，影响其分散效果的因素为其聚合度和水解度，而且-OH基团为嵌段分布时效果最好；副分散剂主要是小分子表面活性剂和地水解度聚乙烯醇。常用非离子型的脱水山梨醇但月桂酸酯。本设计采用88%聚乙烯醇和72.5%的聚乙烯醇。
表2-2 聚乙烯醇的规格
序号 项目 结果
1 外观 白色或微黄色絮状、片状或粉末状固体
2 分子式 （C2H4O）n
3 絮状PVA的假比重 （0.21-0.30）g/cm3
4 片状PVA的假比重 （0.47±0.06）g/cm3
（4）终止剂
反应结束后残余的自由基和引发剂残留在树脂内，为了保证产品质量，需要消除它们，故而加入终止剂。本设计的终止剂为丙酮缩氨基硫脲。当反应出现紧急事故时，采用紧急终止剂ON终止反应。
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