Навигация
Описание технологической схемы
35726
знаков
5
таблиц
4
изображения
2.3 Описание технологической схемы
Суспензионный поливинилхлорид получают по полунепрерывной схеме. В качестве инициаторов применяют растворимые в мономере органические перекиси или азосоединения: динитрил азо-бис-изо-масляной кислоты (порофор), перекись лауроила, пероксидикарбонаты и др. Наиболее эффективными являются смеси инициаторов последовательного действия, в присутствии которых полимеризация протекает с высокой скоростью на протяжении всего процесса. Применение смеси пероксидикарбоната с порофором позволяет не только значительно повысить скорость полимеризации, но и применить более низкие концентрации инициатора, что способствует повышению термостабильности поливинилхлорида.
Стабилизаторами эмульсии служат поливиниловый спирт, метилцеллюлоза, желатин и др. Водорастворимая метилцеллюлоза с содержанием 26–32% метоксильных групп наиболее надежно защищает капли мономера от агрегирования при значительно более низких концентрациях по сравнению с другими стабилизаторами эмульсии. Введение в эмульсию небольших количеств модифицирующих добавок (арил-, алкилсульфонатов, эфиров глицерина и жирных кислот и др.) повышает пористость полимера и его способность поглощать пластификатор, а также улучшает перерабатываемость и термостабильность поливинилхлорида.
Для поддержания постоянного значения рН при полимеризации винилхлорида вводят буферные добавки (водорастворимые карбонаты или фосфаты).
В качестве разрабатываемой фазы в данной работе выбран процесс полимеризации в автоклаве, который идет по следующей экзотермической реакции: 
.
Поэтому необходим отвод теплоты из зоны реакции.
Важнейшим параметром процесса, определяющим молекулярный вес поливинилхлорида и степень разветвленности его макромолекул, является температура полимеризации. Для получения поливинилхлорида с узким молекулярно-весовым распределением отклонение от заданной температуры не должно превышать 0,5°С.
Вот как зависит константа Фикентчера К от температуры полимеризации:
Температура, 0С…………72 67 60 54 50
К………………………….55 60 65 70 75 [3, стр. 86]
Константа Фикентчера может быть получена исходя из вязкости 1%-го раствора полимера в циклогексаноне по формуле:
,
где Z – отношение вязкости полимера к вязкости чистого циклогексанона (при температуре 250С и диаметре капилляра вискозиметра 0,6–0,8 мм);
с – концентрация полимера, г на 100 мл раствора. [4, стр. 101]
Термостабильность полимера также зависит от температуры. Поливинилхлорид, синтезированный при 50°С, имеет более высокую термостабильность, чем полимер, полученный при 60°С. При перегреве может произойти спекание, а иногда и разложение массы. На свойства суспензионного полимера влияют также массовые соотношения воды и мономера, степень конверсии и другие факторы. Для получения полимера с необходимыми физико-механическими показателями выбранная рецептура должна сочетаться с оптимальными условиями процесса.
В эмалированный реактор-автоклав 1 (рис. 4 в приложении) емкостью 10–25 м3 с мешалкой и рубашкой для обогрева и охлаждения реакционной смеси подают определенные количества деминерализованной воды из мерника 2, раствора стабилизатора эмульсии из емкости 3 (через фильтр 4) и раствора инициатора в мономере из мерника 5. Затем реактор продувают азотом и при перемешивании загружают жидкий винилхлорид, поступающий из мерника 6.
Ниже приведены нормы загрузки компонентов (в мас. ч.):
Винилхлорид…………………. 100
Вода…………. ……………. 200
Пероксидикарбонат……. 0,03–0,05
Порофор………………………… 0,01–0,03
Метилцеллюлоза…………… 0,1–0,5
После загрузки компонентов в рубашку реактора подают горячую воду для нагревания реакционной смеси до 30–40°С. Температуру поддерживают строго определенной для получения поливинилхлорида с заданными свойствами.
Продолжительность полимеризации при 50–57°С и давлении 0,7–1 МПа (7–10 кгс/см2) составляет 12–15 ч, степень конверсии около 90%. Окончание процесса определяется по понижению давления в реакторе до 0,2–0,3 МПа (2–3 кгс/см2).
Непрореагировавший винилхлорид при нагревании удаляется сначала вакуумированием, а затем барботированием суспензии азотом. Регенерированный винилхлорид возвращается на полимеризацию.
Суспензия полимера под давлением азота из полимеризатора передавливается в высадитель 7, в котором разбавляется деминерализованной водой до 20%-ой концентрации и одновременно охлаждается. Этот же аппарат используется как промежуточная емкость для обеспечения непрерывности последующих стадий процесса.
Реакционную массу подают на центрифугу непрерывного действия 8 для отделения полимера от маточного раствора и его промывки. Маточный раствор и промывные воды проходят через ловушку 9 в систему очистки сточных вод. Полимер с влажностью около 25% подается в аппарат 10 для сушки.
Сушку полимера производят горячим воздухом в аппаратах типа «труба-сушилка», в камерных сушильных агрегатах, в сушилках с кипящим слоем, а также во вращающихся барабанных сушилках. После сушки до содержания влаги в полимере не выше 0,3% его просеивают через мельничные сита 11 (чаще типа ХРШ), подают в специальные хранилища, а затем упаковывают в мешки. [5, стр. 24–26]
Похожие работы
... для снижения температуры полимеризации вместе с персульфатом аммония используется бисульфит натрия и соли двухвалентного железа. Таблица 1.1 Норма загрузки реагентов суспензионной полимеризации тетрафторэтилена Компонент масс.ч Тетрафторэтилен 30 Персульфат аммония 0,2 Вода дистиллированная 100 Используют тетрафторэтилен, содержащий 0,05–0,4 кг триэтиламина на литр газообразного ...
... отходы 1270,22 6,3511 2095,863 1,945 5. Потери 659,973 3,299865 1088,955 1 Итого 65997,3 329,9865 108895,5 100 4. Разработка контроля и автоматики технологического процесса производства поливинилхлорида Применение методов и средств автоматизации позволяет повысить производительность труда, уменьшить брак и потери. Конечной целью автоматизации является создание полностью ...
... включать спецификации, графический материал, таблицы большого формата, описания аппаратуры и приборов, описания алгоритмов и программ решения задач на ЭВМ и т.д. 6 Требования к оформлению пояснительной записки 6.1 Общие требования 6.1.1 Страницы пояснительной записки должны соответствовать формату А4 (210х297 мм) по ГОСТ 9327 – 60. Допускается представлять иллюстрации, таблицы, распечатки с ...
... реакций с другими катализаторами [13]. Эти реакции идут легче с низкомолекулярными моделями лабильных структур ПВХ [13]. Реакция образования простых эфиров вносит определенный вклад в синергизм действия смеси соль цинка органической кислоты — полиол при термораспаде ПВХ, так как приводит к замене атомов хлора в положении к двойным связям на более прочно связанные с полимером группы. Соли цинка ...
0 комментариев