本發(fā)明涉及氯乙烯聚合反應(yīng)工藝，確切說涉及一種用氯乙烯本體法生產(chǎn)聚氯乙烯的工藝方法。
背景技術(shù)：
生產(chǎn)聚氯乙烯(pvc)樹脂，主要有懸浮聚合、本體聚合、乳液聚合和微懸浮聚合4種方法，懸浮聚合法產(chǎn)量占80％，本體聚合法占10％，乳液和微懸浮聚合法占10％。
本體法聚合采用間歇式操作，其工藝流程分2步進(jìn)行：(1)預(yù)聚合：在預(yù)聚合釜進(jìn)行，加入vcm總量的1/3～1/2和引發(fā)劑，轉(zhuǎn)化率控制在8％～12％；(2)聚合：在聚合釜中進(jìn)行，把預(yù)聚合的全部物料轉(zhuǎn)入后，再加入剩余的1/2～2/3vcm，補足引發(fā)劑，總轉(zhuǎn)化率達(dá)到70％～85％，結(jié)束聚合，脫除未反應(yīng)的vcm，冷凝后回收，經(jīng)汽提的mpvc通過出料風(fēng)機送到后處理工序分級、均化，成品送至包裝系統(tǒng)。
我公司自從法國阿托(ato)化學(xué)公司引進(jìn)本體法聚氯乙烯工藝技術(shù)以來，對其提供的聚合階段引發(fā)劑配方體系進(jìn)行優(yōu)化，即：聚合階段前期引發(fā)劑采用其提供的過氧化二碳酸二乙基己酯(ehpd)，聚合階段后期引發(fā)劑改用過氧化新庚酸叔丁酯(luperox701m70)。該二元復(fù)合引發(fā)劑配方體系使用期間出現(xiàn)聚合反應(yīng)過程前期壓力超壓，冷卻水量劇增，壓力波動難控制，整個聚合過程放熱不均衡，導(dǎo)致產(chǎn)品優(yōu)級品率偏低，b級品率也居高不下，而要解決生產(chǎn)中出現(xiàn)聚合反應(yīng)波動、b級品率高等問題，為了進(jìn)一步提高生產(chǎn)系統(tǒng)穩(wěn)定性及產(chǎn)品質(zhì)量，改善產(chǎn)品的后加工性能，那么本體聚合引發(fā)劑配方體系的優(yōu)化與改進(jìn)尤為重要。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為解決現(xiàn)有技術(shù)中聚合反應(yīng)過程放熱不均衡，壓力波動批次多，b級品率高，產(chǎn)品優(yōu)級品率偏低的問題，本發(fā)明開發(fā)一種新的二元復(fù)合引發(fā)劑配方體系，使用一種新型引發(fā)劑10m85(過氧化新癸酸叔丁脂)替代原有配方中的ehpd(過氧化二碳酸二乙基己酯)，新的二元復(fù)合引發(fā)劑配方體系為10m85+701m70體系。
一種本體聚氯乙烯生產(chǎn)工藝方法，包括以下步驟：
按照以下方法生產(chǎn)本體聚氯乙烯7型樹脂：
(1)預(yù)聚合階段：預(yù)聚合釜完成真空置換后，用單體泵將部分液態(tài)氯乙烯單體輸送入預(yù)聚合釜中，加入引發(fā)劑過氧化新癸酸叔丁脂(10m85)，然后將溫度升高至68℃，壓力為1.2mpa，進(jìn)行預(yù)聚合反應(yīng)，反應(yīng)15分鐘后得到“種子”；
(2)聚合階段：將聚合助劑a和聚合助劑b以及質(zhì)量濃度為20％的硝酸溶液一起加入聚合釜內(nèi)，并對聚合釜進(jìn)行真空置換；然后向聚合釜中加入剩余的氯乙烯單體，并加入步驟(1)得到的“種子”，再加入引發(fā)劑過氧化新癸酸叔丁脂(10m85)和引發(fā)劑過氧化新庚酸叔丁酯(701m70)，然后在聚合釜殼體夾層中通入80℃的熱水對混合物料進(jìn)行加熱，引發(fā)聚合反應(yīng)，在加熱物料的同時用攪拌器進(jìn)行攪拌，使物料溫度壓力均勻，直至聚合釜內(nèi)壓力升到9.7kg/cm2，聚合溫度升到62℃，保持聚合反應(yīng)時間3h后，聚合反應(yīng)結(jié)束，再對未反應(yīng)完vcm進(jìn)行脫氣回收，蒸汽汽提后得到聚氯乙烯樹脂；
(3)聚合釜完成出料后，采用高壓沖洗裝置從聚合釜上自動伸入釜內(nèi)，用30mpa壓力的高壓水清洗聚合釜，由程序控制在不同位置清洗釜壁和攪拌上粘附的聚合物。
其中，步驟(1)中加入引發(fā)劑過氧化新癸酸叔丁脂(10m85)的加入量是聚合氯乙烯單體總質(zhì)量0.03％。
步驟(2)中聚合助劑a是抗氧化劑2，6－二叔丁基對甲酚，其加入量是聚合氯乙烯單體的總質(zhì)量的0.009％。
步驟(2)中聚合助劑b是增稠劑巴豆酸、乙酸乙基脂共聚物，其加入量是聚合氯乙烯單體的總質(zhì)量的0.0006％。
步驟(2)中硝酸溶液的加入量是聚合氯乙烯單體總質(zhì)量的0.006％。
步驟(1)和步驟(2)加入的氯乙烯單體的質(zhì)量比為：(1～2)：1。
步驟(2)引發(fā)劑過氧化新癸酸叔丁脂(10m85)的加入量是聚合氯乙烯單體總質(zhì)量的0.03％。
步驟(2)引發(fā)劑過氧化新庚酸叔丁酯(701m70)的加入量是聚合氯乙烯單體總質(zhì)量的0.007％。
原有ehpd+701m70配方體系與新的10m85+701m70體系兩種復(fù)合配方體系引發(fā)劑理化特性的比較：
1、ehpd(過氧化二碳酸二乙基己酯)引發(fā)劑理化特性
溶解性：不溶于水，易溶于醇、酮、脂肪烴及芳烴。
分解溫度：62℃(半衰期)1.61小時
2、10m85(過氧化新癸酸叔丁脂)引發(fā)劑理化特性
3、兩種引發(fā)劑性質(zhì)對比：
4、ehpd+701m70體系：
在聚合反應(yīng)溫度下，ehpd的半衰期為1.61小時，引發(fā)效率高。導(dǎo)致聚合反應(yīng)過程前期放熱量大，聚合壓力出現(xiàn)超壓，表現(xiàn)在生產(chǎn)上就容易出現(xiàn)反應(yīng)壓力波動難控制的現(xiàn)象。聚合反應(yīng)熱不及時移出，會造成釜內(nèi)局部結(jié)塊，樹脂熱穩(wěn)定性變差，b級品增加。
該引發(fā)劑體系存在聚合反應(yīng)過程中前后放熱不均衡，壓力波動難控制現(xiàn)象。
5、10m85+701m70體系：
在聚合反應(yīng)溫度下，10m85的半衰期為1.62小時，與ehpd基本一樣，但引發(fā)效率低一些，這樣可保證聚合反應(yīng)過程前后放熱平穩(wěn)，避免壓力波動情況，生產(chǎn)易于控制，聚合熱量及時移出，減少聚合物結(jié)塊，降低b級品率。
有益效果
使用新型引發(fā)劑luperox10m85替代原有引發(fā)劑ehpd，聚合反應(yīng)使用新的二元復(fù)合配方體系，取得明顯效果：
1、由于10m85比ehpd的引發(fā)效率低一些，相同引發(fā)劑用量下，聚合前期放熱要慢些，反應(yīng)溫度更穩(wěn)定，新型復(fù)合引發(fā)劑配方體系可以使本體聚合反應(yīng)過程前后放熱均衡，有利于體系傳熱，聚合壓力控制更平穩(wěn)；
2、由于聚合過程反應(yīng)壓力控制更平穩(wěn)，反應(yīng)溫度更穩(wěn)定，聚合反應(yīng)熱易于控制，減少了結(jié)塊，降低了b級品率。
3、由于聚合反應(yīng)溫度平穩(wěn)，避免了聚合過程局部過熱現(xiàn)象，改善了pvc樹脂熱穩(wěn)定性，產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量得到提高，有利于提高產(chǎn)品后加工性能。
具體實施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不限定于本發(fā)明。
實施例1
(1)預(yù)聚合釜完成真空置換后，用單體泵將液態(tài)氯乙烯單體輸送入預(yù)聚合釜中，進(jìn)料量為17.5t，加入其總質(zhì)量0.03％的引發(fā)劑10m85，然后將溫度升高至68℃，壓力為1.2mpa，進(jìn)行預(yù)聚合反應(yīng)，反應(yīng)15分鐘后得到“種子”。
(2)將3000g聚合助劑抗氧化劑2，6－二叔丁基對甲酚和200g聚合助劑增稠劑巴豆酸，乙酸乙基脂共聚物以及2l質(zhì)量濃度為20％的硝酸溶液一起加入聚合釜內(nèi)，并對聚合釜進(jìn)行真空置換；然后向聚合釜中加入15t氯乙烯單體，并加入步驟(1)得到的“種子”，再加入氯乙烯單體總質(zhì)量0.03％的引發(fā)劑10m85和0.007％的引發(fā)劑701m70，然后在聚合釜殼體夾層中通入80℃的熱水對混合物料進(jìn)行加熱，引發(fā)聚合反應(yīng)，在加熱物料的同時用攪拌器進(jìn)行攪拌，使物料溫度壓力均勻，直至聚合釜內(nèi)壓力升到9.7kg/cm2，聚合溫度升到62℃，保持聚合反應(yīng)時間3h后,聚合反應(yīng)結(jié)束，再對未反應(yīng)完vcm進(jìn)行脫氣回收，蒸汽汽提后得到聚氯乙烯樹脂；
(3)聚合釜完成出料后，采用高壓沖洗裝置從聚合釜上自動伸入釜內(nèi)，用30mpa壓力的高壓水清洗聚合釜，由程序控制在不同位置清洗釜壁和攪拌上粘附的聚合物。
實施例2
(1)預(yù)聚合釜完成真空置換后，用單體泵將液態(tài)氯乙烯單體輸送入預(yù)聚合釜中，進(jìn)料量為16.5t，加入其總質(zhì)量0.03％的引發(fā)劑10m85，然后將溫度升高至68℃，壓力為1.2mpa，進(jìn)行預(yù)聚合反應(yīng)，反應(yīng)15分鐘后得到“種子”。
(2)將2800g聚合助劑抗氧化劑2，6－二叔丁基對甲酚和186g聚合助劑增稠劑巴豆酸，乙酸乙基脂共聚物以及1.8l質(zhì)量濃度為20％的硝酸溶液一起加入聚合釜內(nèi)，并對聚合釜進(jìn)行真空置換；然后向聚合釜中加入14.5t氯乙烯單體，并加入步驟(1)得到的“種子”，再加入氯乙烯單體總質(zhì)量0.03％的引發(fā)劑10m85和0.007％的引發(fā)劑701m70，然后在聚合釜殼體夾層中通入80℃的熱水對混合物料進(jìn)行加熱，引發(fā)聚合反應(yīng)，在加熱物料的同時用攪拌器進(jìn)行攪拌，使物料溫度壓力均勻，直至聚合釜內(nèi)壓力升到9.7kg/cm2，聚合溫度升到62℃，保持聚合反應(yīng)時間3h后,聚合反應(yīng)結(jié)束，再對未反應(yīng)完vcm進(jìn)行脫氣回收，蒸汽汽提后得到聚氯乙烯樹脂；
(3)聚合釜完成出料后，采用高壓沖洗裝置從聚合釜上自動伸入釜內(nèi)，用30mpa壓力的高壓水清洗聚合釜，由程序控制在不同位置清洗釜壁和攪拌上粘附的聚合物。
生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)情況：
1、產(chǎn)品質(zhì)量明顯提升：
2、生產(chǎn)穩(wěn)定性顯著提高：