2023年项目三紧密型PVC树脂脱水精制.doc

项目三 紧密型PVC树脂脱水精制 工作任务1：制定聚氯乙烯枯燥方案 1) 查阅文献，了解聚氯乙烯的分类、用途，生产方法(其中要有紧密型聚氯乙烯)； 聚氯乙烯(英文为PolyVinyl Chloride，经常被称作PVC)是一种使用一个氯原子取代聚乙烯中的一个氢原子的高分子材料。由氯乙烯在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂，是氯乙烯的均聚物。聚氯乙烯是世界上产量最大的塑料产品之一，价格廉价，应用广泛，聚氯乙稀树脂为白色或浅黄色粉末。 1、聚氯乙稀的分类 　　根据生产方法的不同，PVC可分为：通用型PVC树脂、高聚合度PVC树脂、交联PVC树脂。通用型PVC树脂是由氯乙烯单体在引发剂的作用下聚合形成的；高聚合度PVC树脂是指在氯乙烯单体聚合体系中参加链增长剂聚合而成的树脂；交联PVC树脂是在氯乙烯单体聚合体系中参加含有双烯和多烯的交联剂聚合而成的树脂。 　　根据氯乙烯单体的获得方法来区分，可分为电石法、乙烯法和进口〔EDC、VCM)单体法〔习惯上把乙烯法和进口单体法统称为乙烯法〕。 　　根据聚合方法，聚氯乙烯可分为四大类：悬浮法聚氯乙烯，乳液法聚氯乙烯、本体法聚氯乙烯、溶液法聚氯乙烯。悬浮法聚氯乙烯是目前产量最大的一个品种，约占PVC总产量的80%左右。下面图表列出这四种聚氯乙烯的根本特性。 　　图表1：聚氯乙烯树脂 　　 品种 悬浮法 乳液法 本体法 溶液法 特性 不含金属离子，有良好的电绝缘性及热稳定性 颗粒较细，含杂质较多，电绝缘性及热稳定性不及悬浮法 含杂质极少纯度高。热稳定性和电绝缘性优于悬浮法 含杂质极少纯度高，本钱高，价格高。聚合物的分子量不高 2.聚氯乙烯 - 应用范围 根据不同的用途可以参加不同的添加剂，聚氯乙稀塑料可呈现不同的物理性能和力学性能。在聚氯乙稀树脂中参加适量的增塑剂，可制成多种硬质、软质和透明制品。聚氯乙烯通过塑料加工可制成各种型材和制品。 ①一般软制品。利用注射成型机配合各种模具，可制成塑料凉鞋、鞋底、拖鞋等。 ②薄膜。利用三辊或四辊压延机制成规定厚度的透明或着色薄膜。薄膜用途很广，可以通过剪裁，热合加工成包装袋、雨衣、桌布、窗帘、充气玩具等。  聚氯乙烯(简称PVC)防水卷材 ③涂层制品。如人造革。人造革可以用来制作皮箱、皮包、书的封面、沙发及汽车的座垫等。 ④泡沫制品。如泡沫塑料，可作泡沫拖鞋、凉鞋、鞋垫、坐垫、及防震缓冲包装材料。  ⑤透明片材。利用热成型可以作成薄壁透明容器或用于真空吸塑包装，是优良的包装材料和装饰材料。 ⑥糊制品。 ⑦硬管和板材。 ⑨中空容器。 聚氯乙烯 - 生产方法 悬浮聚合法 使单体呈微滴状悬浮分散于水相中，选用的油溶性引发剂那么溶于单体中，聚合反响就在这些微滴中进行，聚合反响热及时被水吸收，为了保证这些微滴在水中呈珠状分散，需要参加悬浮稳定剂，如明胶、聚乙烯醇、甲基纤维素、羟乙基纤维素等。  乳液聚合法 最早的工业生产 PVC的一种方法。在乳液聚合中，除水和氯乙烯单体外，还要参加烷基磺酸钠等外表活性剂作乳化剂，使单体分散于水相中而成乳液状，以水溶性过硫酸钾或过硫酸铵为引发剂，还可以采用“氧化-复原〞引发体系,聚合历程和悬浮法不同。 本体聚合法 聚合装置比拟特殊，主要由立式预聚合釜和带框式搅拌器的卧式聚合釜构成〔图2〕。聚合分两段进行〔图3〕。单体和引发剂先在预聚合釜中预聚1h，生成种子粒子，这时转化率达8％～10％，然后流入第二段聚合釜中，补加与预聚物等量的单体，继续聚合。待转化率达85％～90％，排出剩余单体，再经粉碎、过筛即得成品。树脂的粒径与粒形由搅拌速度控制，反响热由单体回流冷凝带出。此法生产过程简单，产品质量好，生产本钱也较低。  　　 2〕了解物料的去湿方法、原理及适用情况，选用聚氯乙烯枯燥方法； 1．机械去湿法 当物料中含湿量较大时可先用沉降、过滤、压榨、离心别离等机械方法除去大局部湿分。此法脱水快且经济，但去湿程度不高，如离心别离后水分含量为5%~10%〔质量分数〕，板框压滤后水分含量为50%~60%〔质量分数〕。此类方法能耗较低，但除湿不彻底，一般用于初步去湿。 2．化学去湿法 又称吸附去湿法，它用吸湿性物料吸附湿水中的水分，如生石灰、浓硫酸、磷酸酐、无水氯化钙、硅胶、片状烧碱、分子筛等。该法只能去除少量湿分，而而且操作费用高，操作麻烦，通常用在小批量固体物料的去湿，如液体或气体中水分的除去。 3. 热能去湿法 即用热能使湿水分从 物料中气化，并排除所生成的蒸汽来除去湿分的方法。这种去湿操作称为固体的枯燥操作，简称枯燥。该法除湿较彻底，能除去湿物料中的大局部湿分，但能耗较高。 3〕了解常用枯燥器形式、构造、操作原理及适用情况，选用适宜的枯燥器形式； 枯燥器分类 　　枯燥器可按操作过程、操作压力、加热方式湿物料运动方式或结构等不同特征分类。按操作过程，枯燥器分为间歇式(分批操作)和连续式两类 　　按操作压力，枯燥器分为常压枯燥器和真空枯燥器两类，在真空下操作可降低空间的湿分蒸汽分压而加速枯燥过程，且可降低湿分沸点和物料枯燥温度，蒸汽不易外泄，所以，真空枯燥器适用于枯燥热敏性、易氧化、易爆和有毒物料以及湿分蒸汽需要回收的场合 　　按加热方式，枯燥器分为对流式、传导式、辐射式、介电式等类型。对流式枯燥器又称直接枯燥器，是利用热的枯燥介质与湿物料直接接触，以对流方式传递热量，并将生成的蒸汽带走；传导式枯燥器又称间接式枯燥器，它利用传导方式由热源通过金属间壁向湿物料传递热量，生成的湿分蒸汽可用减压抽吸、通入少量吹扫气或在单独设置的低温冷凝器外表冷凝等方法移去。这类枯燥器不使用枯燥介质，热效率较高，产品不受污染，但枯燥能力受金属壁传热面积的限制，结构也较复杂，常在真空下操作；辐射式枯燥器是利用各种辐射器发射出一定波长范围的电磁波，被湿物料外表有选择地吸收后转变为热量进行枯燥；介电式枯燥器是利用高频电场作用，使湿物料内部发生热效应进行枯燥。 　　按湿物料的运动方式，枯燥器可分为固定床式、搅动式、喷雾式和组合式；按结构，枯燥器可分为厢式枯燥器、输送机式枯燥器、滚筒式枯燥器、立式枯燥器、机械搅拌式枯燥器、回转式枯燥器、流化床式枯燥器、气流式枯燥器、振动式枯燥器、喷雾式枯燥器以及组合式枯燥器等多种。 　　对湿物料进行枯燥的设备。各种生产过程需经枯燥处理的物料是多种多样的，对枯燥的要求也各不相同,因此枯燥器种类繁多，根据供热方式，有以下四类： 对流枯燥器 　　应用最广的一类枯燥器，包括流化枯燥器、气流枯燥器、厢式枯燥器、喷雾枯燥器、隧道式枯燥器等。此类枯燥器的主要特点是：①热气流和固体直接接触，热量以对流传热方式由热气流传给湿固体,所产生的水汽由气流带走；②热气流温度可提高到普通金属材料所能耐受的最高温度〔约730℃〕，在高温下辐射传热将成为主要的传热方式，并可到达很高的热量利用率；③气流的湿度对枯燥速率和产品的最终含水量有影响；④使用低温气流时,通常需对气流先作减湿处理；⑤汽化单位质量水分的能耗较传导式枯燥器高，最终产品含水量较低时尤甚；⑥需要大量热气流以保证水分汽化所需的热量，如果被枯燥物料的粒径很小，那么除尘装置庞大而耗资较多；⑦宜在接近常压条件下操作。 传导枯燥器 　　包括螺旋输送枯燥器、滚筒枯燥器、真空耙式枯燥器、冷冻枯燥器等，这一类枯燥器的主要特点是：①热量通过器壁(通常是金属壁)，以热传导方式传给湿物料；②物料的外表温度可以从低于冰点〔冷冻枯燥时〕到330℃；③便于在减压和惰性气氛下操作，挥发的溶剂可回收。常用于易氧化、易分解物料的枯燥，亦适用于处理粉状物料。 辐射枯燥器 　　通过辐射传热，将湿物料加热进行枯燥。电加热辐射枯燥器用红外线灯泡照射被枯燥物料，使物料温度升高而枯燥。煤气加热枯燥器那么燃烧煤气将金属或陶瓷辐射板加热到400～500℃，使之产生红外线，用以加热被枯燥的物料。辐射枯燥器生产强度大，设备紧凑，使用灵活，但能量消耗较大。适用于枯燥外表大而薄的物料，如塑料、布匹、木材、涂漆制品等。 介电枯燥器 将被枯燥物料置于高频电场内，利用高频电场的交变作用将物体加热进行枯燥。这种加热的特点是物料中含水量越高的部位，获得的热量越多。由于物料内部的含水量比外表高，因此物料内部获得的能量较多，物料内部温度高于外表温度，从而使温度梯度和水分扩散方向一致，可以加快水的汽化，缩短枯燥时间，这种枯燥器特别适用于枯燥过程中容易结壳以及内部的水分难以去尽的物料〔如皮革〕。介电加热枯燥的电能消耗很大，目前主要应用于食品及轻工生产。 常用的枯燥器 1.厢式枯燥器：又称枯燥箱，多采用强制气流的方法，由风机产生的循环流动的热风，吹到潮湿物料的外表到达枯燥目的。在大多数设备中，热空气被反复循环通过物料。可分为水平气流厢式枯燥器、穿流气流厢式枯燥器、真空厢式枯燥器、隧道〔洞道〕式枯燥器。 2.气流枯燥器 连续式常压枯燥器的一种。 　　用于枯燥在潮湿状态时仍能在气体中自由流动的颗粒物料。如染料，药物、食盐等。 　　通常与物料的粉碎操作结合进行。湿物料从加料槽通过可以调节数量的投入器送入加料滚筒，借加料滚筒的转动送入直立管的下部。空气由送风机送入预热器加热到80-90℃而后吹入直立管，管内流速决定于湿颗粒的大小和密度，一般是10-20米/秒。已枯燥的颗粒被强烈的气流一直带到缓冲器内〔上端封闭〕，再沿降落管落入旋风别离器内。干物料沉降后经卸料滚筒排出，废气通过袋滤器而由排气管的上端排走。主要优点是：〔1〕热空气与被枯燥物料直接接触，枯燥速度快，强度高；〔2〕枯燥时间短，仅需5-7秒；〔3〕结构简单，占地面积小；〔4〕适用于大量生产。缺点是消耗能量较多。 　　广泛应用于制药、塑料、化肥等工业。根据设备类型，可分为直管气流枯燥器，旋风气流枯燥器、脉冲气流枯燥器等。 气流枯燥器工作原理 湿物料自螺旋加料器进入枯燥管，空气由鼓风机鼓入，经过加热器加热后与物料集合，在枯燥管内到达枯燥的目的。枯燥后的物料在旋风除尘器和布袋除尘器得到回收。 3. 流化枯燥器 流化技术〔亦称流态化技术〕起源于1921年。流化床枯燥器又称沸腾床枯燥器，流化枯燥是指枯燥介质使固体颗粒在流化状态下进行枯燥的过程。 沸腾流化床枯燥器由空气过滤器、沸腾床主机、旋风别离器、布袋除尘器、高压离心通风机、操作台组成。由于枯燥物料的性质不同，配套除尘设备时，可按需要考虑，可同时选择旋风别离器、布袋除尘器，也可选择其中一种。一般来说，比重较大的冲剂及颗粒物料枯燥只需选择旋风别离器。比重较轻的小颗粒状和粉状物料需配套布袋除尘器，并备有气力送料装置及皮带输机供选择。 工作原理： 散粒状固体物料由加料器参加流化床枯燥器中，过滤后的洁净空气加热后由鼓风机送入流化床底部经分布板与固体物料接触，形成流化态到达气固的热质交换。物料枯燥后由排料口排出，废气由沸腾床顶部排出经旋风除尘器组和布袋除尘器回收固体粉料后排空。 特点：可实行自动化生产，是连续式枯燥设备。枯燥速度快，温度低，能保证生产质量，符合药品生产GMP要求。 应用范围：它适用于散粒状物料的枯燥，如医药药品中的原料药、压片颗粒料、中药；中剂、化工原料中的塑料树脂、柠檬酸和其它粉状、颗粒状物料的枯燥除湿，还用于食品饮料；中剂，粮食加工，玉米胚芽、饲料等的枯燥，以及矿粉、金属粉等物料。 物料的粒径最大可达6mm．最正确为0．5-3mm。 4. 喷雾枯燥器 工作原理 　　在枯燥塔顶部导入热风，同时将料液送至塔顶部，通过雾化器喷成雾状液滴，这些液滴群的外表积很大，与高温热风接触后水分迅速蒸发，在极短的时间内便成为枯燥产品，从枯燥塔底排除热风与液滴接触后温度显著降低，湿度增大，它作为废气由排风机抽出，废气中夹带的微粒用别离装置回收。 使用特点 1. 枯燥速度快 　　 2. 在恒速阶段液滴的温度接近于使用的高温空气的湿球温度物料不会因