Ответы на вопросы № 1-15 к экзамену по дисциплине "Оптимизация химико-технологических процессов" (Периодический метод синтеза новолачных феноло-формальдегидных смол. Непрерывный метод производства ПВС), страница 8

5. Периодический метод получения ПВХ полимеризацией в массе

1 – реактор предварительной полимеризации; 2 – реактор окончательной полимеризации; 3, 5, 6, 8, 9, 12 – бункеры; 4, 7, 11 – вибросита; 10 - мельница

Стадии процесса: 1. Предварительная полимеризация ВХ (фор-полимеризация – получаются фор-полимеры); 2. Окончательная полимеризация ВХ; 3. Выделение, измельчение и рассев полимера.

Ход процесса: в реактор-автоклав (работающий под высоким давлении) 1

подводят продутый азотом и вакуумированный (для очистки – создания инертной атмосферы) жидкий ВХ, после чего, в него подают инициатор, вызывающий полимеризацию при 30 ÷ 70 0С.

Реактор имеет стенки из легированной стали, или, биметалла, снабжён турбинной мешалкой и рубашкой для обогрева; Vр-ра= 65 м3, τпол-ции= 1 час. Конверсия ВХ = 8 ÷ 12%. Образуется суспензия ПВХ в ВХ, которая сливается в автоклав 2, в который также вводится дополнительная порция катализатора. Процесс ведётся при 50 ÷ 70 0С, p = 0,5 ÷ 1,4 МПа смесь перемешивается горизонтальной мешалкой τпол-ции= 4 часа. Конверсия ВХ достигает 90%. ВХ сдувают из реактора (сдувают), конденсируют и возвращают в хранилище. Порошок ПВХ вакуумируют до остаточного количества ВХ 0,0002 ÷ 0,0004% и выгружается в бункер 3, после чего, подаётся на вибросито 4. Через это сито проходят частицы с размером < 1 мм, они попадают в бункер 5, далее в сборник 6. Более крупные зёрна, не прошедшие через сито 4, подаются в бункер 9, откуда они идут на размол и повторное просеивание.  Из бункера 6 порошок поступает на вибросито, через которое проходят частицы с размером  100 ÷ 670 мкм, которые являются товарным продуктом и подаются на упаковку, а более крупные частицы подаются в бункер 9 для повторения цикла дробления.

6. Непрерывная схема получении ПВХ в эмульсии

1 – Реактор; 2 – Аппарат – дегазатор; 3 – Сборник латекса; 4 – Аппарат стабилизации ПВХ; 5 – Сушилка; 6 – Бункер-циклон; 7 – Сборник ПВХ.

Стадии процесса: 1. П/к; 2. Дегазация ПВХ; 3. Стабилизация ПВХ; 4. Сушка; 5. Рассев ПВХ.

Ход процесса: Используется водорастворимый инициатор (перекись водорода, персульфаты Na, K) процесс происходит в водной среде, не растворяющей мономер. Эмульгатор – натриевые соли алкилбензильных кислот. По сравнению с массовым методом, полимер загрязнён – пониженные диэлектрические и термостабильные свойства. Частицы р-ром 0,1 ÷ 3 мкм – хорошо абсорбируют эмульгатор, который очень трудно удалить. Плюсы: отвод тепла, узкое ММР, высокая скорость; высокая ММ.

 В реактор-автоклав 1 непрерывно подают водную фазу и ВХ, также вводится инициатор и буфер – т.к. из-за гидролиза выделяется HCl). Аппарат: V = 1 ÷ 30 м3; с мешалкой и рубашкой; t = 40 ÷ 60 0С; р = 1,4 МПа; τ = 7 ÷ 12 часов; конверсия – до 90%. Получается тонкая дисперсия полимера – латекс (молочко). Латекс содержит до 40% полимера, он направляется в дегазатор 2, и двигается сверху вниз по полкам. При пониженном давлении удаляется мономер, а латекс собирается в сборнике 3, откуда поступает в аппарат стабилизации 3, откуда он поступает в аппарат стабилизации 4 (термостабилизация – водным раствором соды, нейтрализующей адсорбированную на полимере HCl, усиливающей дегидрохлорирование – деструкцию). После этого, идёт в сушилку 5, где обрабатывается горячим воздухом с t = 160 0С. Высушенные частицы потоком воздуха уносятся в циклон 7 – происходит осаждение ПВХ, воздух следует на очистку. Порошок ПВХ с влажностью 0,3 ÷ 0,4% - собирается в приёмнике 7, откуда идёт на рассев и упаковку.

7. Производство листов и плёнок из ПВХ (винилпласта) экструзионным методом

1, 2 – Двухстадийный смеситель (единый аппарат, состоящий из 2-х ёмкостей): 1 – нагреватель-ная ёмкость, 2 – охлаждающая ёмкость; 3 – Промежуточный бункер; 4 – Экструдер; 5 – Профи-лирующая (формующая) головка; 6 – Гладильный колландр; 7 – Ножи обрезки кромок; 8 – Рольганг; 9 – Тянущие волки; 10 – Режущие приспособления; 11 Штабелен

Стадии процесса: 1. Смешение компонентов; 2. Колондрирование полотна; 3. Резка полотна (для листов), Намотка (для плёнок).