聚氯乙烯合成树脂的生产工艺环保技术探讨

王春卫

内蒙古中谷矿业有限责任公司 内蒙古鄂尔多斯 016100

摘要：随着我国社会经济的不断发展，我国化工行业得到飞速发展，随着聚氯乙烯单体生产工艺的不断提升，进一步推动了我国聚氯乙烯合成树脂的生产工艺环保技术的快速发展。目前，聚氯乙烯是合成树脂产品的重要组成部分，世界产量和效率仅次于聚乙烯，聚氯乙烯被广泛应用到各个领域当中，而聚氯乙烯生产的重要环节就是生产工艺环保技术，不仅直接影响着企业的社会效益与经济效益，还关系到自然生态环境质量。因此，文章从多个角度就聚氯乙烯合成树脂的生产工艺环保技术进行深入分析，希望为聚氯乙烯生产企业提供参考和借鉴。

关键词：聚氯乙烯合成树脂；生产工艺；环保技术；环境污染

随着经济水平的不断发展以及城市化进程的不断推进，受到传统计划经济体制的长期影响，我国经济粗放式发展与日益紧缺能源之间的矛盾越来越突出。随着PVC生产规模的不断扩大，我国PVC生产工艺技术落后、环境污染严重以及能耗较大等多方面问题严重限制着PVC生产行业的健康发展。聚氯乙烯合成树脂的生产工艺环保技术分析是当前学者研究的重要内容，如何优化生产工艺以达到降低能耗的目的是本文探究的主要内容，采用节能高效的设备装置和生产工艺来节约成本，以此提高企业的市场竞争力。

1聚氯乙烯合成树脂的特点

聚氯乙烯合成树脂简称PVC，属于一种合成材料，在许多行业和领域中都有着广泛的应用，可以通过与其他成分的配合，提升韧性、耐热性、延展性等。从化学角度分析，PVC应该算是一种乙烯基的聚合物质，其生产工艺的基本原理，是利用盐水溶液在电解作用下产生氢气、氯以及苛性钠，将氯和乙烯充分混合后，会生成二氯乙烯，然后转化为氯化乙烯基，即聚氯乙烯的基本组成部分。在聚合过程中，氯化乙烯基分子会组成相应的聚氯乙烯链，通过这种生产方式得到的聚氯乙烯为白色粉末，并不能单独使用，但是可以与其他成分混合，形成各种各样的产品。

聚氯乙烯具有原料丰富、工艺成熟、成本低廉、用途广泛的优点，是当前世界范围内仅次于聚乙烯树脂的第二大通用树脂，占据了全世界合成树脂消费总量的30%左右。同时，聚氯乙烯具有良好的阻燃性、耐化学药品性、电绝缘性以及较大的机械强度，不过其自身的耐热性相对较差，在实际应用中一般会添加相应的材料来提升其耐热性能。

2聚氯乙烯合成树脂生产工艺的危害性

在PVC生产中，需要加入各种各样的添加剂，对其性能进行改善，而这些添加剂本身存在一定的毒性和污染性，会对环境造成一定的危害。具体来讲，PVC的污染特性主要来源于其添加剂渗出，体现在几个方面：

2.1重金属污染

在常规的PVC材料中，含有铅、镉等重金属元素，其会对人体的健康产生一定危害，这也是PVC产品不被用来盛放食品的主要原因。其中，汞造成的污染是最为严重的，其在全球范围内都是一个备受瞩目的问题。我国电石法聚氯乙烯行业中，汞的用量占据了全国总用量的60%左右，而且伴随着社会需求的增加以及电石法聚氯乙烯产能的扩大，汞的需求量会呈现出持续增长的态势，不仅面临着汞资源匮乏的问题，更面临着环境约束对于行业发展的影响，压力巨大。

2.2大气污染

对常规PVC进行焚化处理时，会产生致癌物质二恶英，造成严重的大气污染；在PVC加工过程中，热分解环节同样会产生大量的有毒有害气体，如果不能及时对其进行处理，则必然会造成相应的大气污染。

3聚氯乙烯合成树脂的生产工艺环保技术

PVC树脂的生产工艺包括了本体聚合、溶液聚合、乳液聚合和悬浮聚合四种，由自由基引发聚合反应，在40～700℃之间均可以进行，聚合反应的速度受反应温度的影响，PVC树脂分子量的分布则受引发剂浓度的影响。对四种生产工艺进行对比，本体聚合虽然不需要后处理设备，而且具有节能、成本低的优点，但是由于其生产出的树脂无法与聚合树脂混合，因此受其影响，许多加工厂都放弃了这种工艺技术；乳液聚合与悬浮聚合类似，不过需要用到更多的乳化剂，而且其并非溶于水中。一般情况下，这种方法产生的PVC树脂粒径在0.1～0.2mm，相比较悬浮法的20～200mm要小的多，其成本价格要高于悬浮聚合树脂；溶液聚合一般用于生产特种氯乙烯以及醋酸乙烯共聚物，产品均匀纯净，溶解性和成膜性好，不过并不适合常规合成树脂的大规模生产；悬浮聚合技术工艺成熟、操作简单、适用性强，而其产品的类型众多，一直以来都是PVC树脂的主要生产方法，其产量占据了世界合成树脂总产量的90%以上。在我国，悬浮聚合工艺生产的PVC树脂占据了全国总产量的95.23%。

不过，从目前的发展情况分析，我国合成树脂产业的整体技术水平偏低，生产装置规模较小，相对于国外乙烯氧氯化法生产PVC树脂90%的比例，我国采用乙烯路线的PVC树脂仅仅占据了PVC树脂总能力的33%左右，仍然存在巨大的提升潜力。这里主要针对悬浮聚合工艺进行简要分析。

乳液聚合法。目前在聚氯乙烯生产过程中的节能降耗处理中最热门的方法就是利用大量的乳化剂，并且不是溶于水而是溶于单体中，这种处理方法就是使用吸附剂包括天然的以及合成的吸附剂，然后通过化学反应或者交联改性之后，通过了离子交换在含汞废水中进行吸附，最终聚氯乙烯生产过程中的节能降耗率可以达到98%以上。来自预塔塔顶回流灌的液体经过预塔回流泵输送到预塔顶部，采用乳液聚合的方法能够有效保证检测结果的准确性与可靠性，节省大量的人力与物力，提高生产效率与资源利用率，实现生产自动化控制的一个过程。一般乳液聚合生产的聚氯乙烯合成树脂的粒径在0.1～0.2mm，引发剂和悬浮聚合存在差异，通过含有过硫酸盐的氧化还原物质，硫酸洗涤塔硫酸浓度从75%变为74%，将聚氯乙烯除雾器以及硫酸洗涤塔两者之间添加聚氯乙烯冷却器，进一步排出聚氯乙烯硫酸单耗，并且可以重复利用，还不会造成环境的二次污染。总的来说，乳液聚合聚氯乙烯合成树脂的价格要高于悬浮聚合的聚氯乙烯合成树脂，在西方国家，各种乳液生产工艺用于树脂生产，比如美国大部分乳液聚合的聚氯乙烯合成树脂都是糊树脂，很少使用乳胶。

所谓悬浮聚合，是指以水作为分散介质，在液态氯乙烯单体中加入适当的分散剂以及一些溶于单体不溶于水的引发剂，通过温度的控制以及搅拌，使得其呈现出珠粒状态，悬浮在水相中进行聚合。简单来讲，就是将水作为连续相，借助相应的悬浮剂，使得氯乙烯单体分散在水中进行聚合，这种方法得到的聚合物粒径较大，投入成本低，操作简单，而且成品树脂中悬浮剂的含量较低，基本不会影响纯度。在聚合完成后，将得到的产品进行碱洗、汽提、离心和干燥处理后，就可以获得白色的PVC树脂粉末。如果选择不同的悬浮分散剂，则会得到形态和颗粒结构不同的合成树脂，即SG-疏松型树脂以及XJ紧密性树脂。对比分析两种树脂，疏松型树脂具备较强的吸油性和干流动性，容易塑化，成型时间短而且加工简单，可以以粉料直接成型，因此利用悬浮法聚合形成的多是疏松型树脂，可以作为PVC制品的基础材料。

相比较乳液聚合法，悬浮聚合的优点非常显著，一是悬浮剂的含量较低，使得合成树脂中的杂质较乳液聚合树脂要低10倍左右，纯度高且光热稳定性好；二是在用作电气绝缘材料时，其电气绝缘性能相比较乳液聚合树脂高出10～100倍，能够起到良好的绝缘效果，保证用电安全；三是用作硬质塑料制品时，具有更好的透明度和耐水性，产品的质量更加优越；四是悬浮聚合法得到的合成树脂粒径在30～150μ，相比较乳液聚合树脂的0.2～2.0μ而言，粒径更粗，在加工过程中很少出现扬尘问题，也可以为粉料的挤出以及注射成型等工序提供便利；五是悬浮聚合用到的设备更少，投资少效率高，而且不需要消耗大量的催化剂和分散剂，产品的成本更加低廉。

现阶段，我国在PVC合成树脂的生产工艺方面取得了非常显著的进步，一些传统的生产工艺逐渐被淘汰，从而有效降低了对于环境的污染以及对人体健康的危害，不过这并不意味着PVC合成树脂的环境污染问题得到了彻底解决。对于相关技术人员而言，应该进一步加强对于PVC树脂生产工艺环保技术的研究，对催化剂进行优选，尽可能减少其在生产和使用过程中的污染问题，推动我国社会的可持续发展。

4结语

综上所述，随着社会经济的快速发展，我国已经成为了聚氯乙烯最大的生产国家，对于聚氯乙烯全过程的能耗问题也受到相关人员与学者的关注。因此，文章从几个方面就聚氯乙烯合成树脂的生产工艺环保技术进行分析，提升聚氯乙烯合成树脂的生产工艺环保程度，为相关人员提供参考和借鉴。

参考文献：

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[2]叶有林.聚氯乙烯合成树脂的生产工艺环保技术分析[J].绿色环保建材,2016(02):18+25.

[3]肖九梅.聚氯乙烯合成树脂的生产工艺环保技术详解[J].乙醛醋酸化工,2016(02):25-30.

作者简介：姓名：王春卫（1971.02.12--）；性别：男，民族：汉，籍贯：内蒙古自治区乌海市，学历：专科；现有职称：无，研究方向：化工。