本發(fā)明涉及一種聚乙烯醇的生產(chǎn)方法，還涉及這種聚乙烯醇的生產(chǎn)裝置。
背景技術(shù)：
：聚乙烯醇是一種用途相當廣泛的水溶性高分子聚合物。由于聚乙烯醇具有獨特的強力粘接性、皮膜柔韌性、平滑性、耐油性、耐溶劑性、保護膠體性、氣體阻絕性、耐磨性以及經(jīng)特殊處理具有的耐水性，因此除了作纖維原料外，還被大量用于生產(chǎn)涂料、粘合劑、紙品加工劑、乳化劑、分散劑、薄膜等產(chǎn)品，應(yīng)用范圍遍及化妝品、食品、醫(yī)藥、紡織、建筑、木材加工、造紙、印刷、農(nóng)業(yè)、鋼鐵、高分子化工等行業(yè)。聚乙烯醇的生產(chǎn)過程主要由聚合、醇解、廢液回收三個單元組成，聚合單元主要是以甲醇做溶劑，采用溶液聚合的方法制備聚醋酸乙烯酯-甲醇溶液；醇解單元以聚醋酸乙烯酯-甲醇為原料、苛性鈉-甲醇為催化劑、醋酸甲酯-甲醇-水溶液為取代劑，將聚醋酸乙烯酯經(jīng)過皂化醇解反應(yīng)而獲得聚乙烯醇物料，聚乙烯醇物料經(jīng)過粉碎、干燥生產(chǎn)出聚乙烯醇產(chǎn)品；廢液回收單元主要是回收處理醇解廢液，并將其中的醋酸甲酯分解為甲醇和醋酸，甲醇循環(huán)使用，醋酸送醋酸乙烯裝置。醋酸甲酯-甲醇-水溶液中，甲醇作為中間溶劑溶解水和醋酸甲酯，醋酸甲酯是醇解反應(yīng)過程中的產(chǎn)物，醋酸甲酯引入系統(tǒng)不會帶來新的問題，醋酸甲酯的沸點低于甲醇和水的沸點，同時醋酸甲酯容易和甲醇在干燥過程中形成醋酸甲酯-甲醇的共沸蒸汽，被真空泵從干燥機內(nèi)抽出至廢氣系統(tǒng)進行冷卻，而部分水留在物料內(nèi)部，達到用醋酸甲酯將甲醇帶出系統(tǒng)的目的，從而降低聚乙烯醇產(chǎn)品中的甲醇含量。由于現(xiàn)有技術(shù)中醋酸甲酯-甲醇-水溶液的加入方式是通過一個控制系統(tǒng)加入干燥機中，因此，不能有效地用醋酸甲酯將甲醇帶出，聚乙烯醇產(chǎn)品中的甲醇含量高達3.0%以上。由于甲醇對人體和環(huán)境有害，因此，嚴重制約了聚乙烯醇產(chǎn)品在甲醇含量要求高的領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。目前，甲醇含量較低的聚乙烯醇是生產(chǎn)過程中通過提高干燥溫度，降低揮發(fā)份來降低甲醇含量的，其代表產(chǎn)品為PVB24-97、PVA18-99、PVB26-97、PVA088-04、PVA-18I、PVA-26I、PVA-24I、AM-III、BM-V、AM-II等10個品種，其甲醇含量小于1.0%，主要用于化妝品、食品、醫(yī)藥、薄膜等領(lǐng)域。通過提高干燥溫度的方式來控制甲醇含量，受聚乙烯醇產(chǎn)品自身特點影響，隨著溫度升高，物料內(nèi)部的甲醇蒸發(fā)出來的難度增大，且隨著干燥溫度提高，物耗要提高、色相要變差，不僅增加了生產(chǎn)成本，而且降低了產(chǎn)品質(zhì)量，從而降低了市場競爭力。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種能有效降低甲醇含量且不影響產(chǎn)品其他性能的聚乙烯醇生產(chǎn)方法。本發(fā)明的第二個目的在于提供上述聚乙烯醇的生產(chǎn)裝置。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，一種聚乙烯醇生產(chǎn)方法，以聚醋酸乙烯酯-甲醇為原料、含水苛性鈉-甲醇為催化劑、醋酸甲酯-甲醇-水溶液為取代劑，經(jīng)過醇解、粉碎、干燥步驟獲得聚乙烯醇產(chǎn)品，醋酸甲酯-甲醇-水溶液分投于粉碎和干燥步驟。將醋酸甲酯-甲醇-水溶液分投于粉碎物料和干燥物料中，可增大水與物料接觸的時間和面積，增強水取代甲醇的效果，有效降低聚乙烯醇產(chǎn)品中的甲醇含量，且不影響聚乙烯醇產(chǎn)品的其他性能。醋酸甲酯-甲醇-水溶液投入粉碎步驟的量小于投入干燥步驟的量。粉碎步驟包括兩次粉碎，第二次粉碎時投入醋酸甲酯-甲醇-水溶液。醇解后的物料經(jīng)過第一次粉碎為條狀物料，第二次粉碎為顆粒物料，醋酸甲酯-甲醇-水溶液在物料經(jīng)過第二次粉碎時加入，可進一步增強水取代甲醇的效果，進一步降低聚乙烯醇產(chǎn)品中的甲醇含量。醋酸甲酯-甲醇-水溶液的三分之一投入第二次粉碎時，三分之二投入干燥步驟。醋酸甲酯-甲醇-水溶液的水質(zhì)量含量為10～50%。醋酸甲酯-甲醇-水溶液的投入速率為200-600l/h。粉碎后的物料進入干燥步驟時的溫度為40-50°。干燥溫度為100-120°，干燥時間為2-5h?？列遭c-甲醇溶液為水質(zhì)量含量為3～20%的含水苛性鈉-甲醇溶液。聚醋酸乙烯酯-甲醇中聚醋酸乙烯酯的質(zhì)量濃度為30～50%。本發(fā)明的第二個目的是這樣實現(xiàn)的，上述聚乙烯醇生產(chǎn)裝置，包括依次連接的醇解機、粉碎機和干燥機，粉碎機和干燥機分別與取代劑輸送系統(tǒng)連接。取代劑輸送系統(tǒng)將作為取代劑的醋酸甲酯-甲醇-水溶液分別送入粉碎機和干燥劑內(nèi)與物料接觸，用水取代物料中的甲醇。粉碎機包括第一粉碎機和第二粉碎機且連接，第一粉碎機與醇解機連接，第二粉碎機與干燥機連接。為了進一步增大水與物料接觸的面積，增強水取代甲醇的效果，優(yōu)選取代劑輸送系統(tǒng)與第二粉碎機連接。取代劑輸送系統(tǒng)包括兩路取代劑輸入管道且分別與第二粉碎機和干燥機連接；兩路取代劑輸入管道分別通過管道混合器與精甲醇輸送管道和添加液輸送管道連接。取代劑醋酸甲酯-甲醇-水溶液由精甲醇和添加液（醋酸甲酯+水）混合而成，一路精甲醇輸送管道輸送的精甲醇與一路添加液輸送管道輸送的醋酸甲酯+水經(jīng)過管道混合器混合而成醋酸甲酯-甲醇-水溶液，醋酸甲酯-甲醇-水溶液經(jīng)過取代劑輸送管道送入第二粉碎機和干燥機內(nèi)。為了控制和調(diào)節(jié)取代劑的水含量以及加入粉碎機和干燥機的速率及加入量等，精甲醇輸送管道和添加液輸送管道上均設(shè)有流量計和調(diào)節(jié)閥，精甲醇輸送管道、添加液輸送管道和取代劑輸入管道上均設(shè)有控制閥。第二粉碎機與干燥機之間設(shè)有壓榨機。本發(fā)明具有如下有益效果：（1）本發(fā)明聚乙烯醇生產(chǎn)方法將醋酸甲酯-甲醇-水溶液分投于粉碎物料和干燥物料，增大了水與物料接觸的時間和面積，增強了水取代甲醇的效果，有效地降低了物料中的甲醇含量。（2）本發(fā)明聚乙烯醇生產(chǎn)方法生產(chǎn)出的聚乙烯醇產(chǎn)品的甲醇含量小于1.0%，揮發(fā)份為3-5%，產(chǎn)品其他性能未受到影響，達到了環(huán)保要求，產(chǎn)品質(zhì)量高。（3）本發(fā)明醋酸甲酯-甲醇-水溶液是以生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢液為原料配制而成，降低了生產(chǎn)成本，增強了市場競爭力。（4）本發(fā)明聚乙烯醇生產(chǎn)裝置的粉碎機和干燥機分別與取代劑輸送系統(tǒng)連接，取代劑輸送系統(tǒng)通過兩路分別控制加入粉碎機和加入干燥機的取代劑，可有效控制加入粉碎物料和干燥物料中的取代劑的流量和總量，并可調(diào)節(jié)取代劑中的水含量，操作方便，結(jié)構(gòu)簡單。附圖說明圖1為本發(fā)明聚乙烯醇生產(chǎn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1.醇解機，2.粉碎機，2-1.第一粉碎機，2-2.第二粉碎機，3.干燥機，4.取代劑輸送系統(tǒng).4-1.取代劑輸入管道，4-2.管道混合器，4-3.添加液輸入管道，4-4.精甲醇輸入管道，4-5.流量計，4-6調(diào)節(jié)閥，4-7.控制閥，5.壓榨機。具體實施方式本發(fā)明提出的聚乙烯醇生產(chǎn)方法，具體操作步驟為：將苛性鈉-甲醇溶液與聚醋酸乙烯酯-甲醇溶液充分混合，混合均勻的物料經(jīng)過醇解反應(yīng)生成聚乙烯醇物料，對聚乙烯醇物料進行粉碎，粉碎時加入部分取代劑醋酸甲酯-甲醇-水溶液，經(jīng)過粉碎的物料經(jīng)過壓榨后進行干燥，干燥時加入剩余的醋酸甲酯-甲醇-水溶液，在輸送和壓榨過程中，取代劑中的水逐步與物料內(nèi)部的甲醇進行混合溶解，通過溶解而逐步滲透至物料內(nèi)部；干燥過程中，作為重組分的水部分留在物料內(nèi)部，大部分的甲醇被置換和蒸發(fā)出來，與醋酸甲酯形成共沸蒸汽進行處理。醋酸甲酯-甲醇-水溶液是以生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢液為原料配制而成。生產(chǎn)出的聚乙烯醇產(chǎn)品的甲醇含量降低，其他性能未受影響。下面結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。實施例1，聚乙烯醇（PVA18-99）的生產(chǎn)方法，生產(chǎn)裝置參見圖1，包括醇解機1、粉碎機2和干燥機3，粉碎機2包括第一粉碎機2-1和第二粉碎機2-2且連接，第一粉碎機2-1與醇解機1連接，第二粉碎機2-2與干燥機3連接，第二粉碎機2-2與取代劑輸送系統(tǒng)4連接；取代劑輸送系統(tǒng)4包括兩路取代劑輸入管道4-1且分別與第二粉碎機2-2和干燥機3連接；一路取代劑輸入管道4-1通過一個管道混合器4-2與精甲醇輸送管道4-3和添加液輸送管道4-4連接，另一路取代劑輸入管道4-1通過另一個管道混合器4-2與精甲醇輸送管道4-3和添加液輸送管道4-4連接。精甲醇輸送管道4-4設(shè)有流量計4-5和控制閥4-7，添加液輸送管道4-3設(shè)有流量計4-5、調(diào)節(jié)閥4-6和控制閥4-7，取代劑輸入管道4-1設(shè)有控制閥4-7。具體操作步驟：將含水3%的苛性鈉-甲醇溶液加入混合機，與質(zhì)量濃度為50%的聚醋酸乙烯酯-甲醇溶液充分混合；混合均勻的物料送入醇解機1進行低堿皮帶式醇解反應(yīng)，然后送至粉碎機2的第一粉碎機2-1粉碎成條狀物料，再送至第二粉碎機2-2粉碎成顆粒物料。添加液輸送管道4-3輸送的醋酸甲酯和水與精甲醇輸送管道4-4輸送的精甲醇經(jīng)過管道混合器4-2混合成為水質(zhì)量含量為10%的醋酸甲酯-甲醇-水溶液作為取代劑，三分之一的醋酸甲酯-甲醇-水溶液通過取代劑輸入管道4-1加入第二粉碎機2-2，部分水與物料內(nèi)部的甲醇進行交換。顆粒物料進入壓榨機5進行壓榨，壓榨后進入干燥機3進行干燥，三分之二的醋酸甲酯-甲醇-水溶液從干燥機3頭部加入物料內(nèi)，加入系統(tǒng)的部分水與物料內(nèi)部的甲醇進行交換，交換出來的甲醇與醋酸甲酯形成共沸蒸汽進入干燥機廢氣系統(tǒng)。從干燥機3出來的聚乙烯醇產(chǎn)品的甲醇含量見表1，揮發(fā)份數(shù)據(jù)見表2。表1聚乙烯醇PVA18-99的甲醇分析數(shù)據(jù)（2011年4-5月）時間甲醇含量（%）時間甲醇含量（%）4.2900:000.995.420:000.724.2908:000.735.500:000.864.2916:000.95.504:000.714.3000:000.695.508:000.854.3004:000.655.512:000.994.3008:000.765.516:000.784.3012:000.85.600:000.734.3016:000.865.608:000.914.3020:000.785.616:000.745.100:000.775.700:000.815.104:000.75.708:000.65.108:000.95.712:000.875.112:000.795.716:000.875.116:000.885.800:000.965.200:000.755.808:000.745.208:000.825.816:000.685.216:000.715.820:000.715.300:000.765.900:000.725.308:000.785.904:000.795.316:000.905.908:000.875.400:000.855.916:000.955.404:000.865.920:000.795.408:000.85.1000:000.735.412:000.885.1004:000.855.416:000.88　　從表1的數(shù)據(jù)可看出，聚乙烯醇產(chǎn)品中甲醇的含量基本低于1.0%，達到了環(huán)保要求，可滿足化妝品、醫(yī)藥、薄膜等行業(yè)的需求。表2聚乙烯醇PVA18-99的揮發(fā)份分析數(shù)據(jù)（2011年4-5月）批號取樣日期揮發(fā)份(%)產(chǎn)量(T)1105011-z5.023.2481104301-z5.013.1481105021-z5.033.5481105031-z5.033481105041-z5.043.4481105042-z5.043.3481105043-z5.043.248從表2的數(shù)據(jù)可看出，聚乙烯醇產(chǎn)品中揮發(fā)份大于或等于3.0%。實施例2，聚乙烯醇PVA24-97的生產(chǎn)方法，生產(chǎn)裝置如實施例1，包括以下步驟：將質(zhì)量濃度30%的聚醋酸乙烯酯-甲醇溶液調(diào)整至規(guī)定溫度40～50℃后，進入混合機，水含量20%的苛性鈉-甲醇溶液也進入混合機，兩種物料在混合機內(nèi)經(jīng)過充分混合后進入醇解機1進行醇解反應(yīng)，在混合過程中苛性鈉-甲醇溶液中的水被均勻分布于物料內(nèi)部。混合均勻的物料在皮帶式醇解機內(nèi)一邊輸送一邊反應(yīng)，物料由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，然后進入第一粉碎機2-1粉碎為條狀物料，條狀物料進入第二粉碎機2-2被粉碎為顆粒物料，三分之一的水質(zhì)量含量50%的醋酸甲酯-甲醇-水溶液作為取代劑加在第二粉碎機2-2內(nèi)的物料表面，隨后進入壓榨機5進行壓榨，在輸送和壓榨過程中，取代劑中的水逐步與物料內(nèi)部的甲醇進行混合溶解，通過溶解而逐步滲透至物料內(nèi)部；物料從壓榨機5進入干燥機3進行干燥，在干燥機3頭部與剩余的三分之二的取代劑接觸，物料在還未干燥結(jié)晶至一定程度前，表面的水通過與甲醇的互溶而進入物料內(nèi)部。在干燥過程中，作為輕組分的甲醇被蒸發(fā)出來與醋酸甲酯形成共沸蒸汽，被真空泵從干燥機3內(nèi)抽出至廢氣系統(tǒng)進行冷卻，而部分水留在物料內(nèi)部。干燥機3尾部設(shè)有循環(huán)氣加入管線，是用來回收利用尾氣中的甲醇氣體和氮氣。但是，尾氣中的甲醇會吸附在物料表面，然后逐步進入物料內(nèi)部。為避免尾氣影響產(chǎn)品中甲醇含量，故在生產(chǎn)該產(chǎn)品時將尾氣停用。為確保尾氣達標排放，對尾氣進行處理合格后再排放。從干燥機3出來的PVA24-97的甲醇含量見表3，揮發(fā)份見表4。表3聚乙烯醇PVA24-97的甲醇分析數(shù)據(jù)（2011年5月）時間甲醇（%）時間甲醇（%）5.2608:000.585.2900:000.555.2616:000.575.2908:000.555.2700:000.895.2916:000.515.2708:000.825.3000:000.525.2716:000.595.3008:000.635.2800:000.645.3016:000.575.2816:000.85.3100:000.71表4聚乙烯醇PVA24-97的揮發(fā)份分析數(shù)據(jù)（2011年4-5月）批號取樣日期揮發(fā)份(%)產(chǎn)量(T)1105243-z11.6.33481105241-z11.6.33481105242-z11.6.33481105245-z11.6.8418.41105244-z11.6.173481105241-z11.6.17348從表3、表4的分析數(shù)據(jù)可以看出，本實施例聚乙烯醇產(chǎn)品的甲醇含量低于0.9%，而揮發(fā)份為3-4%，仍和常規(guī)方法生產(chǎn)出來的聚乙烯醇產(chǎn)品的揮發(fā)份一樣。其它質(zhì)量指標均能滿足用戶需求，符合環(huán)保要求。該環(huán)保產(chǎn)品的成功開發(fā)和生產(chǎn)，完全具備了用于薄膜行業(yè)的安全環(huán)保條件，為國內(nèi)薄膜行業(yè)順利發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。實施例3，聚乙烯醇（PVA088-04）的生產(chǎn)方法，生產(chǎn)裝置參見圖1，包括以下步驟：將質(zhì)量濃度40%的聚醋酸乙烯酯-甲醇溶液調(diào)整至溫度40～50℃后，加入混合機，水含量10%的苛性鈉-甲醇溶液也加入混合機，加入速率為100～400l/h，經(jīng)過充分混合后進入醇解機1進行醇解反應(yīng)，在混合過程中苛性鈉-甲醇溶液中的水被均勻分布于物料內(nèi)部；混合均勻的物料在醇解機1中一邊輸送一邊反應(yīng)，物料由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，然后進入粉碎機2進行粉碎成規(guī)定顆粒。物料先進入第一粉碎機2-1粉碎為條狀物料，然后進入第二粉碎機2-2被粉碎為顆粒物料，三分之一的水質(zhì)量含量30%的醋酸甲酯-甲醇-水溶液加在第二粉碎機2-2內(nèi)的物料表面，醋酸甲酯-甲醇-水溶液加入速率為200～600l/h。物料隨后進入壓榨機5進行壓榨，在輸送和壓榨過程中，醋酸甲酯-甲醇-水溶液中的水逐步與物料內(nèi)部的甲醇進行混合溶解，通過溶解而逐步滲透至物料內(nèi)部；物料從壓榨機5進入干燥機3進行干燥，在干燥機3頭部與剩余的三分之二的醋酸甲酯-甲醇-水溶液接觸，醋酸甲酯-甲醇-水溶液加入速率為200～600l/h，加入溫度為40～50℃，干燥溫度為100～120℃、干燥時間為2～5h。物料在還未干燥結(jié)晶至一定程度前，表面的水通過與甲醇的互溶而進入物料內(nèi)部。在干燥過程中，作為輕組分的甲醇被蒸發(fā)出來與醋酸甲酯形成共沸蒸汽，被真空泵從干燥機3內(nèi)抽出至廢氣系統(tǒng)進行冷卻，而部分水留在物料內(nèi)部。干燥機3尾部設(shè)有循環(huán)氣加入管線，是用來回收利用尾氣中的甲醇氣體和氮氣。但是，尾氣中的甲醇會吸附在物料表面，然后逐步進入物料內(nèi)部。為避免尾氣影響產(chǎn)品中甲醇含量，關(guān)閉干燥機循環(huán)氣，將尾氣停用。為確保尾氣達標排放，對尾氣進行處理合格后再排放。從干燥機3出來的聚乙烯醇產(chǎn)品PVA088-04的甲醇含量小于1.0%，揮發(fā)份不低于常規(guī)方法生產(chǎn)出來的產(chǎn)品，其它質(zhì)量指標均能滿足用戶需求，符合環(huán)保要求。實施例4-6，聚乙烯醇生產(chǎn)方法，生產(chǎn)裝置參見圖1，生產(chǎn)步驟參見實施例3，相關(guān)數(shù)據(jù)和工藝條件見表5。生產(chǎn)出的聚乙烯醇產(chǎn)品的甲醇含量低于1.0%，揮發(fā)份為3-5%，其他性能均達到常規(guī)生產(chǎn)方法生產(chǎn)的聚乙烯醇產(chǎn)品。實施例7，聚乙烯醇生產(chǎn)方法，生產(chǎn)裝置參見圖1，生產(chǎn)步驟參見實施例3，與實施例3不同的是，醋酸甲酯-甲醇-水溶液分投于第一粉碎機2-1和干燥機3中，相關(guān)數(shù)據(jù)和工藝條件見表5。生產(chǎn)出的聚乙烯醇產(chǎn)品的甲醇含量低于1.0%，揮發(fā)份為3-5%，其他性能均達到常規(guī)生產(chǎn)方法生產(chǎn)的聚乙烯醇產(chǎn)品。實施例8，聚乙烯醇生產(chǎn)方法，生產(chǎn)裝置參見圖1，包括依次連接的醇解機1、粉碎機2和干燥機3，粉碎機2和干燥機3分別與取代劑輸送系統(tǒng)4連接。具體操作步驟：將苛性鈉-甲醇溶液加入混合機，與聚醋酸乙烯酯-甲醇溶液充分混合；混合均勻的物料送入醇解機1進行低堿皮帶式醇解反應(yīng)，然后送至粉碎機2進行粉碎，少部分醋酸甲酯-甲醇-水溶液加入粉碎機。粉碎后的物料進入壓榨機5進行壓榨，壓榨后進入干燥機3進行干燥，剩余的醋酸甲酯-甲醇-水溶液加入干燥機3內(nèi)，加入系統(tǒng)的部分水與物料內(nèi)部的甲醇進行交換，交換出來的甲醇與醋酸甲酯形成共沸蒸汽進入干燥機廢氣系統(tǒng)。從干燥機3出來的聚乙烯醇產(chǎn)品的甲醇含量低于1.0%，揮發(fā)份為3-5%，其他性能未受影響。表5實施例的相關(guān)數(shù)據(jù)和工藝條件項目實施例4實施例5實施例6實施例7實施例8取代劑加入粉碎機中的量1/32/51/33/74/9取代劑加入干燥機中的量2/33/52/34/75/9取代劑的水質(zhì)量含量（%）3020405010取代劑的投入速率（l/h）600200300500400物料加入干燥機時的溫度（℃）4050454045干燥溫度（℃）120100110115120干燥時間（h）25342苛性鈉-甲醇的水質(zhì)量含量（%）10320150苛性鈉-甲醇加入混合機的速率（l/h）100200300400250聚醋酸乙烯酯-甲醇中據(jù)醋酸乙烯酯的質(zhì)量濃度（%）3035404550本發(fā)明聚乙烯醇生產(chǎn)方法生產(chǎn)出的聚乙烯醇產(chǎn)品的甲醇含量均小于1.0%，沒有降低揮發(fā)份，產(chǎn)品其他性能未受到影響，達到了環(huán)保要求，產(chǎn)品質(zhì)量高，可滿足化妝品、醫(yī)藥、薄膜等行業(yè)的需求。當前第1頁1 2 3