聚乙烯、聚氯乙烯

1、聚乙烯、聚氯乙烯張迪、昌世凱聚乙烯 簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介 聚乙烯（polyethylene ，簡(jiǎn)稱PE）是乙烯經(jīng)聚合制得的一種熱塑性樹(shù)脂。在工業(yè)上，也包括乙烯與少量-烯烴的共聚物。聚乙烯無(wú)臭，無(wú)毒，手感似蠟，具有優(yōu)良的耐低溫性能（最低使用溫度可達(dá)-100-70C），化學(xué)穩(wěn)定性好，能耐大多數(shù)酸堿的侵蝕（不耐具有氧化性質(zhì)的酸）。常溫下不溶于一般溶劑，吸水性小，電絕緣性優(yōu)良。聚乙烯主要包括低密度聚乙烯（LDPE）、線型低密度聚乙烯（LLDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）。 分子結(jié)構(gòu)分子結(jié)構(gòu) 聚乙烯結(jié)構(gòu)：n(CH2=CH2)-CH2-CH2-n聚乙烯 種類種類 低密度聚乙烯（LDPE）Low-Density Po

2、lyethylene也叫做高壓聚乙烯。是由濃度為99.95%的乙烯單體經(jīng)高壓自由基聚合而成，密度較低，為0.91-0.93克/立方厘米。 高密度聚乙烯（HDPE）high-density polyethylene也叫低壓聚乙烯，是由濃度為99.95%的乙烯單體經(jīng)低壓聚合而成，按離子聚合反應(yīng)歷程進(jìn)行。密度較高，為0.93-0.965克/立方厘米。有較高之耐溫、耐油性、耐蒸汽滲透性及抗環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性，此外電絕緣性和抗沖擊性及耐寒性能很好，主要應(yīng)用于吹塑、注塑等領(lǐng)域。高壓低密度聚乙烯（高壓低密度聚乙烯（LDPELDPE）的生產(chǎn)工藝）的生產(chǎn)工藝 主要生產(chǎn)工藝 反應(yīng)壓力：高壓 反應(yīng)器：管式、釜式 單體：

3、乙烯的濃度99.95%，且只允許含有微量的甲烷和乙烷。乙烯高壓聚合過(guò)程中單程轉(zhuǎn)化率僅為15%30%，大量的單體乙烯要循環(huán)使用。 引發(fā)劑 ：過(guò)氧化二叔丁基、過(guò)氧化十二烷酰、過(guò)氧化苯甲酸叔丁酯等。 相對(duì)分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑:常用烷烴、烯烴、氫、丙酮等。 其他助劑：抗氧劑、潤(rùn)滑劑、開(kāi)口劑、抗靜電劑等。 工藝條件：反應(yīng)溫度為130350，反應(yīng)壓力為122320MPa，聚合停留時(shí)間15120s。生產(chǎn)流程生產(chǎn)流程新鮮原料（通常壓力為3.0MPa）進(jìn)入一次壓縮機(jī)1的中段，經(jīng)壓縮達(dá)25MPa。來(lái)自低壓分離器9（a）的循環(huán)乙烯（壓力小于10MPa）與相對(duì)分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑混合后進(jìn)入二次高壓壓縮機(jī)3，壓縮至反應(yīng)壓力。經(jīng)二次

4、壓縮的乙烯單體進(jìn)入反應(yīng)器4（a）或4（b）進(jìn)行聚合，引發(fā)劑溶液則用高壓泵5進(jìn)入聚合反應(yīng)器內(nèi)，當(dāng)聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量達(dá)到要求時(shí)，反應(yīng)物料經(jīng)適當(dāng)冷卻后經(jīng)過(guò)減壓閥6進(jìn)入高壓分離器7，將未反應(yīng)的單體與聚合物分離，作循環(huán)使用。依稀的單程轉(zhuǎn)化率為15%-30%，大部分的乙烯循環(huán)使用。聚乙烯樹(shù)脂在經(jīng)過(guò)減壓后進(jìn)入低壓分離器9（a）中與抗氧劑，潤(rùn)滑劑，防靜電劑等混合后，經(jīng)濟(jì)處切粒機(jī)9（b）造粒后得到顆粒狀的PE樹(shù)脂，之后被送往離心干燥機(jī)10經(jīng)熱風(fēng)干燥稱一次產(chǎn)品，再經(jīng)密煉機(jī)11，混合機(jī)12，混合物造粒機(jī)13切里得到二次產(chǎn)品，經(jīng)包裝出產(chǎn)為聚乙烯商品。1 一次乙烯壓縮機(jī)和二次乙烯壓縮機(jī) 是該裝置的關(guān)鍵設(shè)備，壓縮機(jī)的加

5、壓物料乙烯系易燃、易爆氣體，因其加壓至高壓和超高壓，且溫度也較高，危險(xiǎn)性較大。壓縮機(jī)出現(xiàn)故障將造玉成生產(chǎn)線停車，并有可能造成乙烯泄漏，威脅安全生產(chǎn)。2 聚合反應(yīng)器 是裝置的核心部位。反應(yīng)器內(nèi)聚合反應(yīng)在超高壓和高溫下進(jìn)行。反應(yīng)器中的攪拌器，假如因操縱不當(dāng)或者攪拌軸出現(xiàn)故障，均會(huì)在反應(yīng)器內(nèi)造成局部熱門(mén)，溫度、壓力升高熱分解，造成緊急停車。若排空不及時(shí)會(huì)使爆破板爆破。物料排不凈時(shí)，反應(yīng)器內(nèi)的物料很難清理。其次，乙烯假如外泄也將直接威脅裝置的安全。3 擠壓機(jī) 它是高壓聚乙烯造粒的關(guān)鍵設(shè)備。擠壓機(jī)假如出故障，會(huì)使整條生產(chǎn)線受到威脅;若維護(hù)不好，如齒輪箱、填料等處易出故障。反應(yīng)器反應(yīng)器類型1.釜式反應(yīng)器也

6、稱攪拌式反應(yīng)器。 它的適應(yīng)性強(qiáng)， 操作彈性大，適用的溫度和壓力范圍廣。既可用于間 歇(分批)操作，亦可用于連續(xù)操作。用于連續(xù)操作時(shí)， 釜內(nèi)的溫度、濃度均一，容易控制，所得產(chǎn)品質(zhì)量均 一，因而廣泛應(yīng)用于高分子合成工業(yè)中。此外在聚合物的生產(chǎn)過(guò)程中，除聚合反應(yīng)器外， 還有許多帶攪拌裝置的容器(如原料配制槽、溶解槽、 漿料配制槽、沉析槽等）。2.管式(塔式)反應(yīng)器 管式(塔式)聚合反應(yīng)器的構(gòu)造比較簡(jiǎn)單，這種反應(yīng)器 一般用于處理粘度較高的均相反應(yīng)物料。它屬于連續(xù)流動(dòng) 反應(yīng)器，原料從管的一端連續(xù)送入，在管內(nèi)完成升溫、反 應(yīng)等，而產(chǎn)物和未反應(yīng)的單體從另一端連續(xù)排出。特種反應(yīng)器 對(duì)處理高粘度的聚合體系，如本體

7、聚合或縮聚反應(yīng)后 期，反應(yīng)物料的粘度可達(dá)500 5000Pa_s，故需采用特殊 型式反應(yīng)器。該反應(yīng)器一般釆用臥式，主要型式有螺桿型 反應(yīng)器(如尼龍66的后縮聚反應(yīng)采用雙螺桿)和表面更新型 反應(yīng)器(如聚酯生產(chǎn)中的后縮聚釆用單軸或雙軸的表面更 新型圓盤(pán)式反應(yīng)器)。 在聚合物產(chǎn)生中約有70% 采用攪拌釜，這是應(yīng)用最廣泛的聚合反應(yīng)器。 而塔式，特殊型聚合反應(yīng)器則主要用于高粘 度聚合體系中。攪拌釜式反應(yīng)器攪拌釜式反應(yīng)器 攪拌釜式反應(yīng)器 攪拌反應(yīng)器由釜體、攪拌裝置、傳熱裝置、一、釜體 釜體包括直立圓筒、上下封頭、接管、法蘭、 支座等.二、攪拌裝置的型式與選擇 通過(guò)攪拌可使互溶液體的各部分均 相混合成均質(zhì)狀

8、態(tài)，以增大分散相的有 效接觸面積，降低分散相周圍濃膜阻力， 提高傳熱速度等。 攪拌器型式 攪拌器的型式很多，按槳葉的構(gòu)形 可分為槳式、錨式(或框式）、推進(jìn)式、 渦輪式及螺桿式、螺帶式攪拌器等。釜式反應(yīng)器內(nèi)部1攪拌釜式反應(yīng)器 攪拌器2釜體3夾套4-攪拌軸5壓出管6 支座7人孔8軸封9 一傳動(dòng)裝置傳熱裝置傳熱裝置 1.化學(xué)反應(yīng)過(guò)程伴有放熱或吸熱，對(duì)聚合反應(yīng)而言，往往要求嚴(yán)格控制反應(yīng) 溫度，使其恒定或按一定的溫度曲線進(jìn)行。 2.同時(shí)由于聚合反應(yīng)器內(nèi)物料粘度高、易結(jié)垢，因而要求傳熱速率高、結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單、避免易掛料的粗糙面及導(dǎo)致結(jié)垢的死角并易于清洗。 3.聚合反應(yīng)器常用的傳熱裝置型式有夾套傳熱、釜內(nèi)傳熱件

9、及釜外傳熱等。夾套傳熱裝置管式反應(yīng)器一、管式反應(yīng)器是一種連續(xù)式反應(yīng)器。物料從管道的一端連續(xù)輸入，產(chǎn) 物從管道的另一端連續(xù)輸出，直達(dá)到某一轉(zhuǎn)化率，并在流動(dòng)中完成化學(xué) 反應(yīng)，隨著管道中物料的移動(dòng)，濃度逐漸降低，反應(yīng)速率逐漸減小二、在管式反應(yīng)器中物料呈平推流運(yùn)動(dòng)，沿管軸方向每一微積單元，其 物料的組成、濃度、溫度不隨時(shí)間而改變屬穩(wěn)態(tài)操作。這和連續(xù)操作攪 拌釜式反應(yīng)器相同，而無(wú)數(shù)的微積單元又可視為無(wú)數(shù)個(gè)連續(xù)操作攪拌爸 式反應(yīng)器的串聯(lián)，因此管式反應(yīng)器兼具間歇操作和連續(xù)操作攪拌釜式反 應(yīng)器的特點(diǎn)。有利于大型化、連續(xù)化生產(chǎn)，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，單位體積所 具有的傳熱面積大，適用于高溫高壓的聚合反應(yīng)器。1.保證物料

10、在管式反應(yīng)器中呈平推流運(yùn)動(dòng)；2.盡量減小管式反應(yīng)器管內(nèi)的徑向溫差，保證 反應(yīng)條件一致。管式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)管式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)1 -錐形底 2頂蓋 3 加料4供氧接管 5擋板管 6 擋液板 7帶夾套的管體 8加熱裝置 9-加熱室 10電熱棒 11一聯(lián)苯進(jìn)口管 12-溫度計(jì)套管 13U管 14 一聯(lián)笨蒸汽出口管 15連接法蘭管式反應(yīng)器管式反應(yīng)器1.管體是帶有夾套的長(zhǎng)直圓管，為便于制造安裝，常制 成若干段(每段35m)，各段間用法蘭聯(lián)接。管體頂部可采 用凸形或平板封頭，為便于高粘度物料流出，底部多采用錐 形封頭。管外裝有夾套，內(nèi)通載熱體，管體多采用不銹鋼。2.擋液板由于聚合管內(nèi)物料停留時(shí)間長(zhǎng)，流速低，粘度大，

11、呈層流 狀流動(dòng)，必然存在徑向速度梯度。在管中心處流速大，停留時(shí)間短，而 靠近管壁處流速低，停留時(shí)間長(zhǎng)，造成聚合體質(zhì)量不均勻：為改變這種 狀況、使物料流動(dòng)狀態(tài)盡量接近平推流，可在管內(nèi)沿軸向設(shè)置若干擋液板，使物料在管內(nèi)流速趨于一致。檔液孔板釜式反應(yīng)器釜式反應(yīng)器 釜式反應(yīng)器的除熱主要是釆用夾套和各種內(nèi)冷構(gòu)件 (如蛇管、內(nèi)冷畫(huà)板等）。1.在使用內(nèi)冷件時(shí)應(yīng)注意：2.是否產(chǎn)生物料的混合死角3.是否會(huì)引起物料粘附于器壁4.構(gòu)件表面和粒子間的凝集5.如果夾套和內(nèi)冷件不除熱時(shí)，還可以采用6.單體或溶劑的蒸發(fā)7.使用物料釜外循環(huán)冷卻冷進(jìn)料 聚氯乙烯（聚氯乙烯（PVC）是由氯乙烯單體經(jīng)過(guò)自由基聚）是由氯乙烯單體經(jīng)過(guò)

12、自由基聚合而成的聚合物，一種含微晶的無(wú)定形熱塑性材料，相合而成的聚合物，一種含微晶的無(wú)定形熱塑性材料，相對(duì)分子量約為對(duì)分子量約為4萬(wàn)萬(wàn)15萬(wàn)大多數(shù)萬(wàn)大多數(shù)PVC樹(shù)脂是通過(guò)懸浮聚樹(shù)脂是通過(guò)懸浮聚合合成的，少部分是乳液聚合合成的。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式合合成的，少部分是乳液聚合合成的。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式-CH2CHcl-n1.按形態(tài)分：粉狀和糊狀，前者常用于生產(chǎn)壓延和擠出制品，后者用于人造革、壁紙、玩具及乳膠手套等2.按結(jié)構(gòu)分：緊密型和疏松型，其中疏松型呈棉花團(tuán)狀，常用于軟制品的生產(chǎn)；緊密型呈乒乓球狀，主要用于硬制品的生產(chǎn)。主要原料主要原料1.合成聚氯乙烯的主要生產(chǎn)原料是氯乙烯2.氯乙烯的結(jié)構(gòu)式：CH2=CHCl3.氯乙烯常溫常壓下是帶有乙醚香味的無(wú)色氣體，容易液化。4.氯乙烯微溶于水，易溶于脂肪族和芳香族的碳?xì)浠衔?、醇、醚、酮、含氯溶劑等有機(jī)溶劑中。5.氯乙烯與空氣混合能形成爆炸性混合物，爆炸極限為4%22%。空氣中氯乙烯的含量達(dá)到75%時(shí)，對(duì)人有麻醉作用。氯乙烯懸浮聚合生產(chǎn)工藝氯乙烯懸浮聚合生