PVA聚合工艺流程.docx

PAGE PAGE 5 PAGE PAGE 6 第一章 醋酸乙烯的溶液聚合工艺流程 醋酸乙烯溶液聚合的工艺流程如图 51 所示。 首先把一定量的甲醇加入引发剂配制槽 1 中，开动搅拌器，再把称量好的偶氮二异丁腈徐徐投入，继续搅拌，待完全溶解后，取样分析偶氮二异丁腈的浓度。如果浓度达不到 1.2%，再补加甲醇或偶氮二异丁腈，浓度合格后，放入引发剂贮槽 2 中。为了防止高温下偶氮二异丁腈的分解，贮槽 2 的夹套通入－7℃的冷冻盐水保冷。引发剂溶液用双柱塞计量泵 3 连续加入预热器 4。 图 51 醋酸乙烯溶液聚合工艺流程图 1—引发剂配制槽 2—引发剂贮槽 3—定量泵 4—预热器 5—第一聚合釜 6、8—尾气冷凝器 9—第二聚合釜 7、10—泵 11—脱单体塔 12—第二精馏塔溶剂甲醇用泵也连续加入预热器 4，其量用仪表自动调节。 单体醋酸乙烯经过流量自动调节后，也连续加入预热器 4 中。 预热器 4 为立式，内有五层泡罩式塔板，并且带有夹套。开车时，夹套内通水蒸汽，把三种物料加热到 60℃，然后流入第一聚合釜 5。正常运转中，夹套内蒸汽停止。聚合过程中产生的热量，把甲醇蒸发。甲醇蒸汽从聚合釜上升至预热器 4 中，在此与物料直接接触，甲醇冷凝放出热量把物料加热。在预热器中没有冷凝的甲醇蒸汽继续上升至尾气冷凝器 6 中，用地下水冷却，甲醇冷凝液回流至 聚合釜 5 中，未凝气通过氮封（或液封）排至大气。 年产一万吨的聚乙烯醇聚合装置，聚合釜为两个系列（也可以为一个系列， 聚合釜大，这里不再重复介绍），每个系列有两台串联的聚合釜。第一聚合釜 5 直径 1.8 米，筒体部分高 4 米，全容积 10 米 3。聚合釜带有上下两段夹套。下段夹套开车时通水蒸汽或热水升温，正常运转时，可停止通蒸汽或热水。上段夹套在正常运转中通冷却水，把聚合釜上面空间的甲醇、醋酸乙烯蒸汽部分冷凝下来。第一聚合釜带有搅拌器，它由两根直径300 毫米的不锈钢管和横梁组成。两根立管的中心距聚合釜的中心距离不等，一个为400 毫米，另一个为744 毫米。搅拌器转动时，由于两根立管的回转半径不同，一根管走大圆，另一根管走小圆，这样可使物料搅拌均匀，传热效果好，温度分布均匀。回转半径大的立管还起刮壁的作用，防止聚合物粘壁。搅拌器设有下轴承，保证搅拌器在转动中稳定。搅拌器的转速为每分钟 8 转。聚合釜的材质为 1Cr18Ni9Ti 不锈钢。第一聚合釜 5 的液面一般控制在 2.7 米高，上面还有 1.3 米高的空间。当釜内发生爆聚时，物料呈沸腾状态，这部分空间起缓冲作用，防止物料通过上升管流至预热器中。聚合釜上设有安全板（爆破膜），为椭圆形铝板，有十字形刻痕、耐压 1.5~2 公斤/ 厘米 2。当聚合过程发生爆聚，釜压上升，达到一定压力时，安全板破裂，将压力泄出，可以保护聚合釜的安全。 物料在第一聚合釜 5 中进行引发（诱导期约为 20 分钟）和初聚合，聚合率 约 20%。 3在聚合釜内，除了醋酸乙烯的聚合反应外，还进行下列副反应： 3 VAC+CH 3 OH—→CH COOCH 3 +CH 3 CHO VAC+H 2 O—→CH COOH+CH 3 CHO 3副反应所生成的乙醛，能够从回流液中分析出来。在第一聚合釜的回流液中， 开车初期为 0.1%左右，正常运转时为0.03~0.06%左右；第二聚合釜的回流液中， 开车初期乙醛含量约 0.25%左右，正常盍中约为 0.08~0.1%左右。开车初期乙醛含量大，因为新的不锈钢表面有杂质，促使了乙醛的生成。经过一段时间的运转， 不锈钢表面钝化，乙醛生成量下降。 3 物料在第一聚合釜的平均停留时间 110 分钟。从第一聚合釜底部出来的物 料，用齿轮泵 7 打入第二聚合釜 9。在泵 7 出口设有至第一聚合釜 5 的旁通管， 并装有调节阀，来调节第一聚合釜的液面。为了减少回流物料与新物料的混合， 也可以把此旁通管接至泵 7 入口。 第二聚合釜的结构与第一聚合釜相似，筒体部分高 6 米，全容积 15 米 3，搅拌器转速每分钟 5.2 转。液面控制 3.9 米高，物料平均停留时间 160 分钟，醋酸乙烯的聚合率达 50%左右。聚合热也靠甲醇和醋酸乙烯的蒸发带出，蒸汽在尾气冷凝器 8 中用地下水冷凝，凝液再回流至第二聚合釜 9 中。 总聚合率可以通过改变聚合时间和引发剂用量来调节。引发剂量每次改变不应太大，一般为 2 升/小时。 从第二聚合釜底部出来的物料为聚醋酸乙烯的甲醇溶液，还含有未聚合的醋酸乙烯单体，用齿轮泵 10 连续打入第一精馏塔 11 中。泵 10 出口同样设有旁通管和调节阀，用来调节第二聚合釜的液面。 为了降低第二聚合釜至第一精馏塔管道中物料的粘度，降低第一精馏塔内物料的粘度，泵 10 出口的管道上连续加入