新疆中泰化学阜康能源有限公司 新疆 昌吉 831500
关键词:聚氯乙烯树脂;质量;影响
摘要:本文主要介绍聚氯乙烯生产过程中,对杂质、白度、鱼眼产生的原因进行分析,并针对装置设备特点,提出整改措施,降低杂质、白度、鱼眼对产品质量的影响。
聚氯乙烯树脂以其具有的阻燃、绝缘、耐磨损等优良的综合性能贏得了广阔市场,广泛应用于轻工、建材、农业、日常生活、包装,电力等部门,尤其在建筑塑料,农用塑料,塑料包装材料,日用塑料等领域占有重要地位[1]。现在以塑代木、以塑代钢以成为不争的事实,但要在聚氯乙烯行业不断发展壮大,提高产品质量是关键所在。
一、杂质粒子数影响因素
聚氯乙烯树脂中杂质粒子可分为机械杂质和焦化的PVC树脂颗粒,树脂中黄点对一般PVC制品的影响不大,机械杂质会影响塑料制品的美观和透明度,而且有损于制品的介电性能和力学性能[2]
(一)汽提系统产生杂质的原因
提塔冲洗洗水全部为回用母液水,而我们回用的母液水主要是通过自然沉降和过滤。而母液水槽每年清理一次,而母液水槽内长期积累的树脂会因高温变红,回用的母液水中不可避免含有部分变色树脂,母液水中附带树脂进入系统会造成杂质上升。汽提塔在提降量过程中,若操作不当,浆料进料量与蒸汽流量不匹配,会造成汽提塔塔底液位波动,发生塔盘积料现象。塔盘积料过程中,会将汽提塔塔壁上或冲洗盘管上长期积累的浆料被带到系统中,这些积料因长期在高温下烘烤,已变成黄色或黑色,这些变色的料进入系统后,就会造成产品杂质超标,影响产品质量。
(二)干燥产生杂质的原因分析
在干操装置因系统或设备故障造成装置停车时,若员工在操作过程中,干燥床温度控制不当,不能及时将干燥床内温度控制下来,会造成聚氯乙烯树脂在高温下滞留时间长,轻则造成树脂水份含量低,树脂开花,不易过筛和包装,重则造成树脂变色,形成杂质。干燥床内加热盘管在长时间使用过程中,因高温、腐蚀等原因,造成干燥床盘管泄漏,泄漏出的热水与PVC树脂混合,造成树脂粘附在盘管上或干燥床布风板上,使干燥床内局部物料沸腾不起来,长时间受热后变质后形成杂质,一般干燥床内形成的杂质多为灰色小点,不容易被发现,因此,经常发现时杂质已严重影响产品质量,必须停车进行处理,对装置安全平稳生产造成较大影响。
(三)针对杂质粒子的解决措施
1.针对各类设备死角积料,定期对设备进行清理,汽提塔及螺旋板换热器基本在三个月清理一次。但出料槽及浆料槽只能通过槽顶部喷淋阀进行冲洗,而冲洗量、冲洗次数都有操作工来控制,没有具体的要求。因此,有时冲有时不冲的现象。车间需对浆料槽冲洗制定规范,保证冲洗次数及冲洗质量,降低设备积料对质量的影响。
2.改进了出料槽喷淋阀,加强冲洗出料槽壁上的粘附浆料,防止浆料二次受热变黄而形成的杂质。严格控制汽提塔的液位,在汽提塔提降量过程中,要求员工严格按照操作规程操作。先提高蒸汽流量,根据蒸汽流量及汽提塔各层温度,缓慢提升进塔浆料流量。在蒸汽量不足时,降低浆料流量,保证每层塔盘温度分布均匀,避免因蒸汽流量不足,造成塔盘温度波动,影响产品质量。
二、白度影响因素
PVC树脂的白度是后加工的重要指标,特别是对型材、管材生产,若树脂白度偏低,生产出的型材、管材产品就会亮度及光泽度不够,对产品外观产生较大影响,因此,下游加工企业对树脂白度的要求较高。目前中泰化学使用仪器测定原始白度和老化白度。
(一)聚合体系铁含量超标
聚合体系铁含量超标会造成反应过程中催化脱除氯化氢,使PVC树脂的热稳定性下降,严重时还会出现大颗粒、颜色变黄等。单体中铁离子主要来源于设备及管道。单体中若含有水份,会造成单体分解出氯化氢,并与氯化氢生产盐酸,对设备造成腐蚀,产生铁离子[3]。铁离子的存在一是会延长聚合反应时间;二是使产品白度下降。为降低单体中含水量,我公司在精馏前,增加气相分子筛干燥装置,降低气相VCM中水份含量。其次,还在精馏后增加固碱干燥装置,利用球碱对液态单体进行干燥,进一步降低单体中水份含量。单体通过两次干燥后,水份明显降低,从装置刚开车时的500~600ppm降至100~200ppm,有效降低的单体中含水,也减少了管线设备腐蚀,继而降低了体系含铁问题,树脂产品质量也明显提高。
(二)聚合体系氧含量偏高
聚合体系中的氧主要为无离子水中的溶解氧,氧含量偏高会造成聚合体系PH值下降,使PVC树脂不稳定结构增多。软水脱氧装置对聚合使用的无离子水进行二次脱氧处理,主要采用脱氧塔、真空泵等设备,对无离子水进行脱氧处理,降低纯水中的溶解氧,减少因无离子水含氧对反应体系及产品质量的影响。为有效监控系统中的氧含量,并在回收装置上安装在线含氧检测仪,对系统中的氧含量进行时时监控,便于及时发现及时处理。对增加脱氧前后无离子水含氧量进行检测,脱氧前纯水含氧量平均在7.15ug/l,脱氧后纯水含氧量平均为3.43ug/l,脱氧效果良好,达到装置预期的小于5ug/l的效果;软水脱氧后,树脂白度有了明显提升,从投用前的平均79.8提升至投用后的81.7。
(三)回收单体对白度的影响
回收单体中因含有大量残留引发剂、终止剂、阻聚剂等助剂,再次加入系统参与反应时,不仅对反应系统产生影响,造成助剂消耗量增大,还对产品白度造成严重影响。
三、鱼眼的影响因素
(一)二次聚合
聚合釜冲洗不干净,如冲洗水阀的喷头故障或冲洗水压力、流量不足,将造成釜壁及内冷管上附着的树脂遗留在釜内,其次,母液水作为冲洗水,母液水中的树脂再次进入聚合釜,在下一批次反应时,再次聚合,单体进入树脂孔隙进行深度聚合,将原有孔隙或形成立体结构的交联聚合物填满,致使塑化加工时,增塑剂难以进入颗粒内部而成为不塑化的永久性的鱼眼。
(二)快速粒子形成面造成“鱼眼”的形成
聚合体系局部过热,低分子质量的聚合物微粒在单体相中溶涨速度快,形成透明胶粘相,表面具有透明胶粘相的粒子会互相粘结形成透明胶粘相大粒子;如果局部过热严重,出现次数较多,则整个粗大粒子就会形成透明相;无论是整个透明粒子,还是表面透明粒子,在塑化加工中都难塑化成型,均易形成“鱼限”
(三)降低鱼眼措施
1.定期对喷淋系统进行检查,并将冲洗水压力、流量设定报警值,当冲洗水流量、压力低时,及时处理。其次,缩短清釜周期,清釜由每年清釜一次,缩短到半年清釜一次,降低因釜内塑化物对产品质量的影响。
2.在聚氯乙烯聚合体系中,选择分散能力和保胶能力均衡的分散剂。主分散剂能保持树脂颗粒的大小,并有降低界面张力和保胶能力的双重作用,通常采用醇解度为70%-85%的聚乙烯醇。而辅助分散剂主要控制初级粒子的聚结,减少熔结,使初级粒子稳定,从而形成疏松骨架,因而选择界面张力低而保护能力适中的分散剂,主要选择45%-50%醇解度的聚乙烯醇。
四 结束语
通过对影响产品质量因素进行分析,并根据本公司装置生产特定,从设备、操作、工艺、管理不同方面采取相应措施,减少不同指标对产品质量的影响,提高公司生产树脂产品质量,提高公司产品在市场上的竞争力。
参考文献
[1] 曹源,《影响聚氯乙烯树脂产品质量的因素》[J].中国化工贸易,2012,(11): 2.
[2]任伟明,《浅论影响聚氯乙烯树脂质量的因素与分析》[J]中国化工贸易,2012,(4)306
[3]王广斌,孙志刚,于星《PVC树脂质量影响因素及相应措施》[J]聚氯乙烯,2010,(11):45-46