本體法聚合san樹脂的研究

本體法聚合san樹脂的研究

kumho公司的技術(shù)采用韓國kumho公司的技術(shù)，以苯乙烯和丙烯基為原料，在反應器中連續(xù)反應，生產(chǎn)二氧化二醇產(chǎn)品的san樹脂。該工藝包括原料配置、聚合、真空脫揮、造粒等工藝單元。裝置原設計能力為2.7萬噸/年,設計生產(chǎn)三個牌號產(chǎn)品。通過對制約裝置的瓶頸進行技術(shù)改造,年產(chǎn)量達7.55萬噸,運行周期達370天[1,2,3,4]。1生產(chǎn)工藝1.1原材料供應丙烯腈、苯乙烯以及溶劑乙苯由企業(yè)內(nèi)部提供,分子量調(diào)節(jié)劑為進口產(chǎn)品。1.2生產(chǎn)方法和反應矩陣苯乙烯和丙烯腈連續(xù)本體共聚反應,遵從自由基共聚反應機理。其反應全過程由鏈引發(fā)、鏈增長和鏈終止等基理反應組成,還存在鏈轉(zhuǎn)移反應。1.2.1引發(fā)合成反應鏈引發(fā)是整個聚合反應的關(guān)鍵,只有通過引發(fā)反應形成自由基引發(fā)活性中心,才能引發(fā)聚合反應。苯乙烯和丙烯腈的本體聚合采用熱引發(fā)的引發(fā)方式進行引發(fā)。苯乙烯在熱的激發(fā)下可產(chǎn)生自由基。1.2.2鏈的密度對電子效應的影響苯乙烯和丙烯腈含有雙鍵,聚合反應中自由基加到雙鍵的一個碳原子上,在另一個碳原子上產(chǎn)生新的自由基,這樣逐步進行下去,使自由基尺寸不斷增大,苯乙烯和丙烯腈結(jié)尾的自由基都傾向于和另一種單體反應,兩種單體傾向交替進入增長鏈的趨勢。由于空間位阻效應和電子效應的影響,都使在鏈增長過程中以“頭一尾”連接方式為主。反應過程中,雖然苯乙烯和丙烯腈交替結(jié)合的傾向是主要的,但苯乙烯和丙烯腈也可能自聚,因而所得聚合產(chǎn)物無規(guī)則。1.2.3聚合物的傳導性為降低體系粘度而加入的少量乙苯,既有溶劑的作用以便于體系傳熱,同時也可以做為鏈轉(zhuǎn)移劑來控制聚合物的分子量。在體系中,活性聚合物還可以向其它分子進行鏈轉(zhuǎn)移反應。為了控制聚合物的分子量,還向體系中加入了分子量調(diào)節(jié)劑-叔十二烷基硫醇。1.2.4獨電子終止方式自由基有強烈相互作用傾向,當兩自由基相遇時,獨電子消失,使鏈終止。主要終止方式是雙基終止。此外,也存在自由基被體系中所存在的獨電子所終止的過程。2主要技術(shù)法規(guī)的控制2.1固相反應時固體的組成由于丙烯腈和苯乙烯自由基反應活性不同,因此共聚物的組成偏離起始反應時的組成。只有在恒組分時,單體與共聚物組成在共聚反應的全過程保持不變。2.2提高聚合速率的裝置丙烯腈的聚合熱高于苯乙烯的聚合熱。反應溫度降低,聚合速度降低,聚合轉(zhuǎn)化率隨時間的增加逐漸增加。反應溫度對聚合速率影響較大。通過以下方式控制裝置聚合釜溫度:采用在聚合釜上方增加回流冷凝器,通過部分物料的氣化潛熱,被冷卻介質(zhì)帶走;利用物料的顯熱吸收反應熱,降低進料溫度;在聚合釜附設列管,通入低溫熱媒,撤除反應熱。2.3壓汽化和乙苯烯的工作原理利用苯乙烯和丙烯腈單體的沸點不同、低壓汽化的原理,在一級脫揮器中除去沸點較低的丙烯腈單體,在二級脫揮器中除去沸點較高的苯乙烯單體和溶劑乙苯。3通過重建和優(yōu)化不同單元的操作通過對裝置的各單元的分析,分別制定對各單元的脫瓶頸技術(shù)改造方案:3.1原料儲備單元本單元原料來源充足,各設備運行運行平穩(wěn),可不做改造。3.2原料配比的控制采用連續(xù)比值配料后,在原料充足的情況下,實現(xiàn)了連續(xù)配料、在線混合、連續(xù)出料,為后續(xù)單元提供了連續(xù)、穩(wěn)定、合格的混合物料。從配料的混合時間來講,連續(xù)比值配料遠小于順序配料;在配料精度上,連續(xù)比值配料也要優(yōu)于間歇配料。在連續(xù)比值配料投用后,從原料配制罐循環(huán)線上取樣進行了化驗分析,通過與連續(xù)比值配料的實時顯示的原料配比數(shù)據(jù)的對比來看,偏差在要求允許的范圍內(nèi),達到了原料配比的工藝控制要求。投產(chǎn)后,原料配制單元運行穩(wěn)定,配料及時、準確,滿足的生產(chǎn)要求。3.3改造反應釜對反應釜的氣相出口管線進行了優(yōu)化,重新設計管線走向,減少了彎頭,更改了進入脫揮/真空單元的位置。在反應釜的設計過程中,考慮和借鑒反應釜因設計問題而影響生產(chǎn)的因素。在擴能改造前進行充分論證,杜絕二次投資。兩級脫揮器的三臺高粘度齒輪泵可以部分利舊,改造后作為新增反應釜的出料泵和循環(huán)泵。3.4干燥機抑制運行將原拉條造粒線改為水下造粒生產(chǎn)線。試運時,A線切粒機出現(xiàn)系統(tǒng)粉末多、水泵能力不足、干燥器頻繁誤動作、顆粒含水量大、干燥效果不好等問題。干燥機不能在高負荷下運行,成為制約A線生產(chǎn)以及裝置生產(chǎn)的瓶頸,干燥機的處理能力與切粒機能力不匹配,提量后,干燥效果急劇下降,頻繁誤動作。與廠家溝通和技術(shù)攻關(guān),通過以下措施:提高水溫,減少系統(tǒng)的粉末;生產(chǎn)廠家對離心泵的葉輪進行調(diào)整,使離心泵的揚程提高,解決了水量不足的問題;增大離心干燥機的電機,離心干燥機運行穩(wěn)定性提高,顆粒的含水量得到有效地降低,顆粒的干燥效果顯著提高。4裝置運行情況實施改造后,各單元運轉(zhuǎn)情況良好,產(chǎn)量得到大幅度的提升,與歷年來的物耗、能耗等相比,均有所下降。物耗比設計值1017kg/t低9.66kg/t,裝置能耗達到69.24kgoil/t產(chǎn)品,創(chuàng)歷史最好水平。裝置的運行周期得到明顯地延長,并創(chuàng)造了自裝置建成開工以來最長的運行周期紀錄。裝置從2007年7月清洗結(jié)束開始生產(chǎn)合格物料,至2008年6月停車清洗,連續(xù)平穩(wěn)運行近11個月,在此期間,累計生產(chǎn)出合格產(chǎn)品76008噸,已超過預計產(chǎn)量。除去開停車階段,月均產(chǎn)量7282.5噸,創(chuàng)歷史最好水平。5工藝管理措施對制約裝置的瓶頸進行分析,確定改造技術(shù)和工藝優(yōu)化方案,成功實施技術(shù)改造:(1)將順序配料改為連續(xù)比值配料,可在線調(diào)節(jié)原料的配比;實現(xiàn)連續(xù)配料、在線混合、連續(xù)出料,提供連續(xù)、合格物料;(2)改造氣相管線,實現(xiàn)了在較高負荷下平穩(wěn)運行;新