西欧聚氯乙烯生产技术发展趋势

　　专论与综述西欧聚氯乙烯生产技术发展趋势于元章1范继宽2赵书芳3（。齐鲁石化公司研究院，山东淄博，2554002齐鲁石化公司，山东淄博，255408；3.齐鲁石化股份有限公司氯碱厂，山东淄博，255411）国PVC生产装置的技术改造和技术引进有一定价值。

　　领域发展最快的是塑料门窗，市场占有率已达到10%以上。目前，国家建设部正制定政策推动塑料门窗业的发展，可以预计该领域PVC消费量将还会有较大增加。

　　西欧PVC消费总量约5.5Mt，消费结构为：建筑材料占53%；包装占16%；电气用品占9%；交通运输占3%；日用品占4%；其它15%，其中PVC硬制品占总消费量的67%.人均树脂消费和硬制品所占比例远高于我国水平。

　　PVC树脂已经有60多年的生产历史，技术路线相当成熟。国外几乎全部采用乙烯原料路线，生产成本低，产品质量好。国内以电石乙炔、进口氯乙烯（VCM）或二氯乙烷（EDC）及乙烯为原料生产路线各占三分之一，在生产成本和产品质量上难于与国外竞争。近年来，西欧PVC生产技术发展趋势主要是：简化的节能新工艺；高效的聚合配方体系；大型和高效聚合釜技术；防粘釜技术；高效闪蒸一旋风干燥技术；新牌号树脂产品1乙烯高温直接氯化技术50年代末，为了解决乙烯法生产氯乙烯单体过程中的副产物氯化氢问题，开发了乙烯、氧气和氯化氢反应制备二氯乙烷的氧氯化技术，60年代得到推广应用。氧氯化技术的工业化，将乙烯直接氯化和氧氯化工艺相结合，形成了新的平衡氧氯化工艺，使乙烯法生产氯乙烯过程中产生的氯化氢循环利用。到目前为止，该技术仍是工业化生产最先进的工艺W.国内上海氯碱和齐鲁石化公司从日本引进的200kt/aPVC装置均采用平衡氧氯化工艺。但其直接氯化采用的是低温氯化工艺，需要碱洗和水洗塔，工艺流程长，操作和维修费用高。80年代西欧开发了高温氯化工艺（见），1981年首次在瑞典实现工业化。目前世界上已建成10套装置并投入运行，另有几套装置在设分子材料室主任，主要从事高分子新材料的合成和工程化开发工计之中。

　　高温氯化工艺（操作压力0. 1~0.25MPa，反应温度80~120*C）利用乙烯直接氯化反应热操作分馏塔，将EDC提纯，产率和产品纯度高达99.9%可以直接进入裂解炉生产VCM.省掉了碱洗和水洗过程，工艺过程不产生废水，从设备投资、操作费用、维修费用和节能等方面具有优势，有良好的发展前景。

　　的PVC生产装置已采用高温氯化工艺。高温氯化工艺主要技术指标见表1.表1高温氯化工艺主要技术指标产品收率，％消耗定额/tEDC按乙烯计按氯气计乙烯量/kg氯气量/g循环冷却水量/m3蒸汽量/g可利用反应热0.7t蒸汽2聚合体系的选择和防粘釜剂2.1悬浮剂体系近年来国外聚合技术的发展主要集中在对悬浮剂体系、引发剂体系和其它各种助剂的选择。PVC聚合的悬浮剂体系普遍使用复合分散剂，主分散剂是羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素、聚乙烯醇等；辅助分散剂是非离子山梨醇酯或它们的聚氧乙烯化合物。最近，甲醇和水基低皂化度的聚乙烯醇也广泛采用。通过主分散剂、助分散剂及搅拌的协同作用，使产生出的PVC产品具有高孔隙率和适宜的粒度。如EVC公司结合工艺技术开发了系列助剂（见表2）技术水平和产品质量有明显提高。

　　表2EVC公司PVC聚合助剂及特点名称产品牌号性能特点高效引发剂效率高、价格低、现场配制助分散剂用量少、降低残单和鱼眼、粒度分布好防粘釜剂操作周期长、应用范围广、对产品质量无影响消泡剂（汽提塔）效率高、对产品质量无影响消泡剂（反应器）增加反应器产率30%改善冷凝器效率、延长操作周期2.2引发剂体系悬浮聚合引发剂多采用过氧化二碳酸二辛酯和过氧化酰引发剂或多种引发剂组成的复合体系。随着悬浮法聚氯乙烯聚合技术和品种牌号的发展，对聚合引发剂提出了新的要求，在生产高聚低，要提高生产效率须选择高活性引发剂。另外，为避免引发剂溶剂带来的产品污染，普遍采用水乳液引发剂体系，这种引发剂乳液不但安全可靠，而且在聚合体系中易分散，对改善树脂性能，减少鱼眼有明显效果。在引发剂乳液研究方面最有权威的是AKZO公司，采用多种引发剂配制成固含量40%的悬浮液，以商品销售。采用高效引发剂大大缩短了反应时间，提高了产率。目前国外PVC聚合时间一般在4h以内，产率大于450tPVC/m3（K*）a. 2.3防粘釜剂解决PVC聚合釜粘壁问题有3种方法：使用清釜溶剂；喷涂防粘釜溶液；聚合体系中加入结垢抑制剂。也可将上述方法结合使用，目前普遍采用的是喷涂防粘釜剂。EVC公司开发了防粘釜剂专利产品EVICAS90，具有应用范围广，操作简单，运行时间长等特点，可使反应釜连续运行500次，最好可达到1000次。VINNOLIT公司采用了防粘釜效果甚佳的防粘釜剂SERO 8，它是一种水溶液，可直接喷涂到聚合釜内壁及搅拌器表面，连续运行达600次以上。VESTOLIT公司也采用一种特殊防粘釜剂，利用低压蒸汽将防粘釜剂从釜顶两个固定式喷吐设备喷吐到釜内壁、搅拌器及釜顶回流冷凝器表面，清釜周期500釜左右，回流冷凝器可连续运行1a.意大利塞斯公司（CIRS）推出了一种新防粘涂布液（牌号NOXOLWSW和NOXOLETH）它由天然芳基酸如水果汁和甲壳素经处理后缩聚而成，溶剂是碱性水溶液，对人体无害，使用这种防粘涂布液对聚合体系及树脂质量没有不良影响，生产的产品合度树脂时聚合温度低反应J间长E生产效完全符合医药级和和食品级。乙烯树脂的要求net清釜周期达到500釜以上。

　　3大型和高效聚合釜技术发达国家PVC聚合设备都采用大型聚合釜，一般工业化生产中使用的间歇悬浮聚合釜容积为60~ 90m3.美国最大的悬浮聚合釜容积为189m3，日本也开发了172m3大型聚合釜。德国VESTOLIT公司开发的不锈钢衬里釜最大为200m3，是目前世界上工业化的最大聚合釜，通过回流冷凝器撤热，换热面积占总传热面积的23该聚合釜已经过长期工业运行考察，操作稳定性好，单釜年生产能力达100kt左右。使用大型聚合釜并采用微机控制，批次之间树脂质量稳定，消耗定额降低。每吨悬浮法PVC消耗指标见表3. VINNOLIT公司也开发出115m3高效聚合釜，并于2000年正式投入运行。内冷器为半管式，设置在反应器内壁，与聚合物系直接接触，大大增加了釜的传热面积，与传统聚合釜相关对比数据见表4和表5.VINNOLIT高效聚合釜消耗指标见表6.表3每吨悬浮法PVC消耗指标氯乙烯量/蒸汽量循环水量电量/脱盐水量/氮气量压缩空气量表4VINNOLIT高效聚合釜与传统釜比较表5高效聚合釜与传统釜产率对比t/m3~a高效聚合釜传统聚合釜牌号反应时间/h非反应时间/高效聚合釜产率（27.5C冷却水）操作周期/h传统聚合釜产率（27.5C冷却水）产率/tDm传统聚合釜产率（4.4C冷却水）表6VINNOLIT高效聚合釜消耗指标氯乙烯量/化学品价格/蒸汽量循环水量电量/脱盐水量/氮气量压缩空气量美元4西欧高性能PVC树脂西欧通用型树脂占消费总量的83 %高性能树脂占17%.有些公司高性能PVC树脂占较大比例，甚至超过通用型树脂。高性能树脂包括抗冲改性PVC、共聚PVC树脂、乳聚热塑性树脂和糊树脂。VINNOLIT公司高性能树脂产量居全球第1位，占其总产量的63%，其中高抗冲树脂为75kt，共聚树脂35kt，乳聚热塑性树脂70kt，糊树脂共计26个牌号，产量达180kt.VESTOLIT公司也具有乳液聚合、悬浮聚合、微悬浮聚合及本体聚合多种技术可提供PVC硬制品、软制品及糊树脂各种牌号树脂，仅高抗冲PVC树脂年产量已达16kt.糊树脂和悬浮法高抗冲树脂在西欧是最具特色的PVC树脂牌号，应用领域很广。糊壁纸等，高抗冲树脂主要用于塑料门窗生产。这些牌号的产品可在通用聚合釜上进行生产，并对产率影响不大。

　　5高效闪蒸一旋风干燥技术赫斯特公司开发的闪蒸一旋风干燥技术是一种新型两段气流干燥器，树脂悬浮液在离心机脱水后输送到第一段闪蒸干燥器，除去表面水分，在第二段干燥器采用中干燥滞留时间，提高了干燥器效率。由于其结构和粒子运动特点，气体和固体树脂不断分离和重新分散，在这个过程中粒子分级，干燥时间随颗粒的增大而延长，不论大小粒子都能得到良好干燥。闪蒸一旋风干燥技术具有极大优越性，设备生产效率高，干燥后树脂水含量树脂主要用于地板革革配件人造革、涂料及1干燥器内无粘壁现象和静电问题，维修、操作和投资费用低，特别适合PVC类热敏性物质。

　　6结语近年来，西欧PVC生产技术发展趋势主要是开发简化节能的新工艺，最大限度地降低生产成本和操作费用。同时采用新型助剂，优化聚合体系，缩短反应时间，提高设备利用率。并且普遍采用了大型聚合釜，最大达到200m3，新型高效聚合釜也已投入工业生产。PVC树脂牌号种类多、性能好、用途广。与之相比，我国PVC生产技术存在较大差距，建议我国在PVC技术改造、设备引进及研究开发中，对新的节能工艺、先进的聚合体系、PVC新牌号产品及高效聚合釜给予特别关注。