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聚氯乙烯合成树脂的生产工艺环保技术

胡萍萍
  
新中媒体号
2023年17期
金华蓝森节能环保科技有限公司 金华 321000

摘要:技术的进步、国际国内市场的形成都为化工企业创造了良好的发展契机。在化工行业,聚氯乙烯单体生产工艺的日渐成熟,为聚氯乙烯树脂生产提供了重要的技术支持,而工艺进步、生产扩大更是使得聚氯乙烯合成树脂的应用范围逐步扩大。在当前的聚氯乙烯合成树脂生产过程中,亟需解决的生产问题就是生产的环保性,以实现生产中的资源的合理应用、环境的综合保护。基于此,本文分析了聚氯乙烯合成树脂生产过程中的环保技术,有利于为企业赢得更大的发展空间。

关键词:聚氯乙烯合成树脂;生产工艺;环保技术

引言

近年来,随着能源、环境问题的日益突出,各个行业在发展的过程中越来越关注生产的环保性。聚氯乙烯合成树脂的生产过程中,存在着环境污染严重、能源消耗过大的问题,针对这种情况,在聚氯乙烯合成树脂的生产过程中,需加大技术投入,改变这一现状,注重新型环保工艺的应用,解决生产中面临的能耗、环保问题,带动整个行业的长远发展。一些化工企业在聚氯乙烯合成树脂生产的过程中,虽然应用了一些环保技术,但是,其技术应用效果并不理想,在未来的发展过程中还有着广阔的技术发展潜力。

1.合成树脂概述

随着科学的不断推动,人工合成环氧树脂已经被认为是全球三大最具潜力的人工合成建材,它不仅被广泛地运用到农业、建设、交通、工程、医疗、科学家、消费者,而且还为我们的生活及社会发展做出了巨大的贡献。为了实现这些目标,科学家们正努力开发出更具有优势的人工合成环氧树脂,以满足不断变化的需求,并且不断地探索更加环境的综合性建材。为了更好地推动技术进展,我们将着力改进原料的品种、优化催化剂的使用、改进高分子工艺,并扩展现有的设备,以实现对高质量的聚烯烃物质的制造。此外,我们还将注重对废旧塑料制品的再利用,以提高其能力。此外,我们还将着力开发具有光学和电子性能的特殊合成树脂物质,以满足当前的应用需求。近年来,随着科学家们不断探索和改善,高性能聚烯烃的研究已经取得了长足的进步,其中,茂金属催化剂、聚合物工艺和聚合物加工技术的不断改良和应用,以及金属材料-金属材料协同、配体次级配位、配体-底物、抗氧化-还原控制等多种先进的非均相聚合技术,都已经被证明可以实现高性能聚烯烃的快捷、准确的生产。随着聚烯烃技术的进步,其种类和品质也日益完善,从熔体强度聚丙烯、密度PE管材专有料、透明抗冲聚丙烯、电容器涂层专有料,到光学、膜、电子、增材制造用的高性能聚烯烃,都取得了重大的技术进步,并被广泛用于各个行业。目前,中国的合成树脂产量一直在稳定地增长,自给率和应用范围都在扩大。这表明了该行业的总体发展趋于乐观。但是,同时也必须指出,由于新的产能投入和市场需求的改变,该行业的结构存在一些问题:低端产品过剩,通用性PE和PS的价格下跌,而高端产品的供给却非常紧张,许多都是从国外购买的。随着科技的进步,合成树脂行业正在努力改善其结构,不断探索更先进的生产方式,开辟更多的市场机会,拓展更多的应用领域,开辟更多的市场空间,获得更大的经济效益。本文将深入探讨如何利用最先进的方式和工艺,获得更好的环境,促进企业的可持续发展。

2.聚氯乙烯合成树脂发展简史

在聚氯乙烯合成树脂的发展历程上,最先应用于工业化生产的是乳液连续聚合,用乳液连续聚合生产出来的乳胶粒径小于0.1μm,由于该法生产的树脂流动性较差,用途受到了很大的限制,只能与通用型悬浮法树脂掺混生产硬制品。随着乳液间歇聚合树脂的问世,迅速开拓了糊树脂的市场,间歇聚合具有良好的糊流动性和稳定性。连续和间歇乳液聚合又可分为无种子聚合和种子聚合。随着发泡壁纸和地板的普及,PVC合成树脂的生产技术也得到了极大的提升。法国阿托公司在1966年首次提出了一步微悬浮法,即MSP-1,但由于树脂的剪切速率较低,该公司随后又推出了二步微悬浮法,即MSP-2,它首先制备5%的微悬浮种子,然后再进行微悬浮聚合,从而大大改善了树脂的粒径分布。1974年该公司又开发了三步微悬浮法即MSP-3,是将5%微悬浮种子和5%乳液法种子共同进行微悬浮聚合,从而使聚合的糊树脂粒径呈双峰分布。美国西方化学相继开发法出了混合法工艺的糊树脂,第一步使用乳液法生产糊树脂的种子,第二步使用微悬浮法进行聚合反应。聚合反应在微滴中进行,产品乳胶粒度呈双峰分布。

3.聚氯乙烯合成树脂的特点

聚氯乙烯合成树脂属于一种合成材料,是工业、建筑、电力行业等应用较多的材料。由于这一材料的性质相对特殊,在具体的应用过程中,可以与其他成分加以充分配合,发挥该材料的韧性、耐热性、延展性、耐腐蚀等性能优势。从化学特性来看,聚氯乙烯合成树脂是由乙烯基聚合形成的,其生产原理主要为在电解作用下对盐水溶液加以电解,在生成氢气、氯以及苛性钠的情况下,使得氯与乙炔加以缓和,形成二氯乙烯,在一定的条件下被转变为氯化乙烯基。在聚合作用下,氯化乙烯基分子会形成聚氯乙烯链,经由这种方式,最终所生产的物质为聚氯乙烯粉末,此物质并不能直接被利用,可以通过与其他成分的混合来发挥其价值。聚氯乙烯合成树脂的生产过程中,其原材料来源相对丰富且多样,生产时的工艺技术相对成熟、成本较低,是世界上应用较为广泛的通用树脂材料,占据了很大的合成树脂市场。此外,聚氯乙烯合成树脂的阻燃性、耐腐蚀性、电绝缘性等都相对较好,在各个领域的应用可以发挥其性能优势,专业的化工企业在生产时要加强工艺改进,提升聚氯乙烯合成树脂的生产效率与质量,满足各个领域的使用需求。

4.聚氯乙烯合成树脂生产工艺的危害性

4.1重金属污染

聚氯乙烯合成树脂生产的过程中,重金属污染是最为常见的污染类型,其包含的重金属主要为铅、镉等元素,如果不对这些重金属元素加以有效的处理,将会对人体健康产生严重的威胁。在人类活动中,一般不允许利用聚氯乙烯合成树脂器皿来盛放食品,正是基于这种重金属污染的考虑。在重金属污染中,汞的危害性非常大,是行业当前关注的重点问题。我国的聚氯乙烯合成树脂生产过程中,主要采用的是电石法,在生产时,汞的使用量相对较多,其使用量甚至达到了全国汞用量的 60%,随着聚氯乙烯合成树脂应用范围的增大、需求的上升,汞的需求量势必也将有所提升,重金属污染现象也将日益严峻。

4.2大气污染

聚氯乙烯合成树脂的生产过程中,同样还会存在着一定的大气污染,尤其是在进行焚化处理时,会产生大量的致癌物质二恶英,而这一物质势必会恶化大气环境。再比如,聚氯乙烯合成树脂的加工过程中,热分解环节伴随着有毒有害气体的产生,如果在生产过程中难以及时对这些气体加以处理,直接排放将会造成严重的大气污染现象。

5.聚氯乙烯合成树脂的生产工艺环保技术

5.1悬浮法

与国外发达国家相比,悬浮法聚氯乙烯合成树脂的产量相对较高,高达 95% 以上。聚氯乙烯合成树脂的生产环境相对特殊,往往需在高温、高压的条件下进行,在实际的生产过程中,聚氯乙烯合成树脂当处于低温度、压力作用时,将具有更好的活性,一旦其与空气直接接触,所生成的产物中将会含有爆炸物质,在遭遇明火与高温高压的条件下时,将会引起严重的爆炸事故。现阶段,在高温条件下,高温催化剂的催化效率达到了 80% 以上,这种情况下,催化效率达到与平衡氨浓度的条件。在我国聚氯乙烯合成树脂生产工艺的发展过程中,悬浮法的起步相对较晚,工艺发展尚不成熟,虽然在近年来取得了一定的发展成就,但是,尚存在技术改进的空间。聚氯乙烯合成树脂生产过程中,悬浮法是一种极为常用的方式,如果在整个生产过程中采用的是这种工艺,其节能效益相对较好,节能降耗可以达到 60% ~ 70%,其投资总价达到了总投资的 15%,最终所生产的产品纯度较高。

5.2本体法

在聚氯乙烯合成树脂的生产过程中,本体法也是一种可选择的生产工艺,如果在生产过程中应用的是这种方式,其最终的产品呈透明度状态,具有较好的绝缘性,整个的生产工艺操作相对简单与灵活。传统的聚氯乙烯合成树脂生产工艺下,存在着严重的能源消耗与资源浪费,其最终的聚氯乙烯合成树脂合成率仅仅在 15% ~ 25% 之间,由于其大部分为气体,导致在整个的生产过程中存在着严重的能源消耗,各种资源得不到合理有效的利用。经过近年来的技术创新与改进,人们逐步在传统工艺的基础上进行了相应的创新,出现了以钌催化剂为基础的 KAAP 工艺流程,在这种生产工艺下,在无水、无分散剂的状态下引发聚合反应,在专业生产车间内完成生产。聚氯乙烯物质的粒径一般在300 ~ 400mm,其表面存在排列整齐的氰基,这使得其具备极强的亲水性。如果在生产过程中应用的是 KAAP 生产工艺,当处于0.968MPa 压力条件下时,需利用热壁塔来完成相应的生产,此工艺、设备的应用有效节约了相应的管道与设备,对于生产成本的控制具有重要的意义。目前,在聚氯乙烯合成树脂的生产过程中,如果采用的是本体法生产工艺,在环保工艺方面尚未建立完善的技术体系,虽然从理论上看总体的设备投资相对较小,但是,在应用这一工艺所生产的聚氯乙烯合成树脂的流动性相对较差,这在一定程度上阻碍了这一技术的应用。

5.3乳液聚合法

在聚氯乙烯合成树脂的生产领域,乳液聚合法具有更好的节能效益,属于环保生产中的热门技术。在实际的生产过程中,对于乳化剂的使用量相对较多,乳化剂并不是溶于水的,而是溶在单体中,这就使得在此工艺下,所使用的吸附剂可以为天然的,也可以为合成的,经由相应的化学反应或者交联改性以后,离子交换发挥其在含汞废水中的吸附作用,进而实现相应的节能降耗。根据有关研究,利用乳液聚合法所生产的聚氯乙烯合成树脂的节能降耗率达到了 98% 以上。从预塔塔顶回流灌的液体在经由预塔回流泵后会被输送到预塔顶部,通过乳液聚合的方式,能够大大提高检测结果的可靠性,使得生产过程中的各种资源能够得到有效的利用,达到自动化生产的目的。

5.聚氯乙烯新产品和未来的发展趋势

随着技术的飞速发展,科学家们正在大力开拓更多的合成树脂技术,从而推动了许多创新的合成树脂,这些树脂已经得到普遍的应用。其中,氯化PVC(又称过氯乙烯)由于其特殊的氯化反应,已经成功地被广泛地运用于各种化工领域。这种新型的PVC材料具有独特的白色、无臭的特征,其最显著的特征在于,其具有更强的化学稳定性,即使在受到腐蚀或者高温的条件下,也能够保持良好的物理、力学、热力等特性,从而避免出现严重的化学反应。由于它的高可靠性,这种材料已经得到了普遍的应用,从电子、建筑到影像,几乎每个行业都有它的身影。随着时间的流逝,越来越多的新型材料正在取而代之,来满足不断变化的市场需求。未来,化学行业的两项关键任务就是探索先进的技术,并且努力实现绿色可持续的发展。

结语

近年来,随着聚氯乙烯合成树脂生产规模的日益扩大,在整个的生产领域,人们越来越关注环保技术的应用,以降低生产过程中的能源、资源消耗,减轻重金属与大气污染,为企业创造更大的经济与社会效益,促进企业的长远稳步发展。

参考文献

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