引起聚合粗料原因探索与预测

引起聚合粗料原因探索与预测

李金凤 陈海印 潘文平

（ 陕西金泰氯碱化工有限公司 陕西 榆林 718100）

[关键词]聚合粗料原因；预测；避免措施

[摘 要]通过聚合反应初期搅拌电流变化及夹套冷却水出口温度变化预测将发生粗料，终止反应。引起粗料原因：反应体系PH值下降，分散剂失去保胶、分散作用。措施：增大水油比，增加缓冲剂及分散剂用量，避免粗料发生。

前 言

陕西金泰氯碱化工有限公司一期10万吨PVC装置是采用70M聚合釜，利用悬浮法生产PVC的装置。该装置工艺特点是采用等温水密闭入料，各种助剂及水和VCM单体入釜后温度接近聚合反应设定温度。全部加料过程采用FOXBORO IA系统顺序控制。自2005年11月1２日聚合装置投产，开车初期曾出现过数批粗料。经认真细致分析，我们总结出预测粗料产生的趋势分析法，并对可能产生粗料的原因进行分析研究，采取了相应工艺措施避免产生粗料。对预测将会产生粗料的釜及时加入终止剂终止反应，对单体进行回收处理减少损失。2006年下半年以来，未再出现粗料及将产生粗料趋势。

3

1、聚合反应初期对粗料情况趋势分析

我们把正常反应釜与异常反应釜（产生粗料）搅拌电流曲线及夹套冷却水供水量及水温进行对比分析，发现一个规律，现阐述如下：

1.1正常反应釜与异常反应釜搅拌电流曲线对比如图1、图2

图（1）：正常反应釜曲线

图（2）：异常反应釜曲线

（注：图1、2中显示的3#釜底温及3#实际搅拌电流是趋势时间段结尾处时

间点对应的温度和搅拌电流，不代表图中某时刻对应值。）

上图中

O为起始点；

OA为水、VCM加料并混合阶段； AB段为分散剂充装入釜阶段； BC段为引发剂入釜阶段；

CD段为正常反应一小时期间电流变化趋势； DE段为一小时至一个半小时内电流变化趋势；

EF段为一个半小时后至聚合反应结束时间内电流变化趋势；

从图1可看出正常反应釜AB段分散剂充装及入釜过程中，随着分散剂加入，体系粘度下降，聚合釜搅拌电流下降，在BC段引发剂充装及入釜过程中，聚合釜搅拌电流是平稳的。当引发剂入釜并冲洗完毕后，聚合反应开始。在聚合反应的第一个1小时内（即CD段）搅拌电流上升斜率＜0.15A/Min，接着的30分钟（即DE段）单体转化率约15%，反应粘胶相处不稳定状态，电流升幅较大，搅拌电流上升斜率约为0.3 A/Min，以后，EF段随着聚合转化率提高，物料变稠，搅拌电流再度平缓上升至趋于平缓稳定。在此期间搅拌电流上升斜率＜0.15A/Min，直到聚合反应达到规定压力降，聚合反应终止。

从图1、2对比可看出，正常釜与异常釜AB段无区别，正常釜BC段电流平稳且成直线，异常釜BC段电流已开始呈上升趋势；正常釜CD段搅拌电流上升幅度＜0.15A/Min，而异常釜CD段搅拌电流升幅＞0.3 A/Min；正常釜与异常釜DE段搅拌电流存在明显差异：正常釜搅拌电流继续平稳上升，异常釜搅拌电流上升后突然下降至一谷值，然后再度上升，在再度上升过程中釜温、釜压开始出现增长趋势，且增幅较大。通常异常釜搅拌电流开始出现下降是在聚合反应1小时零10分钟左右。

1.2 反应初期1小时夹套冷却水阀开度及出水温度对比：

冷却水阀门开度 夹套冷却水出口温度 釜反应温度

正常反应釜 30~40% 38~40℃ 57℃ 异 常 釜 100% 26~28℃ 57℃

1.3 粗料预测判断：

通过1.1、1.2两节的分析我们可以对粗料的预测总结出规律就是： （1）、分散剂加料阶段搅拌电流有明显下降趋势，说明分散剂形成分散保护，分散剂质量没有问题；若分散剂加料阶段搅拌电流趋势没有下降甚至有上升趋势，说明分散剂失效，应及时终止加料进行回收。

（2）、引发剂加入期间搅拌电流不平稳产生上升趋势，该釜应密切注意观察。 （3）、聚合反应初期夹套水出口温度较正常反应时温度低，冷却水阀开度较平时大。这主要靠操作员的经验来掌握。

（4）、比较明显的判断就是反应1 小时左右，从搅拌电流曲线升幅变化及夹套水出口温度和冷却水阀开度可以知道釜内物料反应的剧烈程度，从而初步判断将会出粗料。

（5）反应一个半小时左右，搅拌电流曲线开始出现先下降后上升趋势，该釜出粗料无疑。

对预测产生粗料的釜及时加入终止剂，终止反应，对釜内VCM进行回收处理。

2、聚合反应产生粗料原因分析：

2.1通常引起聚合反应产生粗料原因有以下几种因素：

（1）分散剂少加；

（2）入料单体含酸或无离子水PH值低；

（3）入料单体带碱对PVA敏感，PVA醇解失去保胶作用； （4）入料单体多加或水少加。

我们对可能产生粗料原因进行逐项分析检测排除：计量准确第1、第4项排除；入料VCM PH 值5.5~6 ，无离子水PH值6~6.5，在工艺指标控制范围内，第2、3因素排除。

2.2反应体系PH值下降是引起粗料的主要原因 2.2.1聚合体系PH值低分散剂失去稳定性

根据我们对2.1节的原因进行分析、排除，我们意识到反应体系的PH值变化是引起粗料的原因。因此我们对正常釜和粗料异常釜在出料槽的浆料进行PH值跟踪，结果发现，正常反应釜出料槽浆料PH值在7~8之间，而粗料釜出料槽浆料PH值在5~6之间（浆料母液PH值是加入终止剂之后所测，加入终止剂之前PH在4~5.5之间），偏酸性。而大家知道聚合反应体系PH值在中性或弱碱性条件下反应体系较为稳定。根据我们连续跟踪对比，初步认识到出现粗颗粒，浆料PH值偏酸性说明聚合反应在酸性条件下，分散剂稳定性严重受到影响导致粗颗粒产生。

2.2.2聚合反应初期反应剧烈是引起体系PH值降低的主要原因

聚合反应过程中VCM受热分解会引起反应体系的PH降低。 在正常PH值范围内，体系保持其稳定性不会产生粗颗粒。根据1.1节正常反应釜与异常反应釜搅拌电流曲线对比可看出：

正常釜反应体系稳定，引发剂在VCM液滴剪切合并过程中进行分布较为均匀，搅拌电流上升平稳，釜温、釜压能控制在正常范围内；异常反应釜分散剂加入后，搅拌电流略有下降，其下降幅度仅正常反应釜下降幅度的1/2 ，说明分散剂对VCM液滴没形成很好保护，体系不稳定，因此导致引发剂EHP一经加入很容易与VCM接触，因而导致聚合体系反应剧烈，体系黏度上升，搅拌电流伴随上升，反应1~1.5h的DE段，此阶段VCM转化率约10%~15%，引发剂与VCM反应形成VCM粘胶态溶胀体，是聚合反应体系较不稳定阶段。此阶段若没形成很好保护，VCM受热分解加剧，释放出HCL，使体系PH值下降。体系偏酸，分散剂稳定性遭受破坏，致使VCM在连续水相中失去分散能力，油水分离，VCM液滴并粒形成粗颗粒。反应的剧烈程度可从夹套冷却水阀开启度达100%得到证实。

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库引起聚合粗料原因探索与预测在线全文阅读。