用于聚氯乙烯种子法糊树脂的生产装置及其生产工艺

摘要

本发明涉及一种聚氯乙烯糊糊树脂的领域，特别是一种用于聚氯乙烯种子法糊树脂的生产装置及其生产工艺。制备罐分别通过管路与聚合反应釜和种子聚合反应釜的顶端连接，种子反应釜和聚合反应釜的底端分别与废水收集槽连接；种子反应釜通过种子储罐与聚合反应釜顶端连接；废水收集槽通过汽提塔与聚合反应釜连接并构成循环回路，聚合反应釜底端与卸料槽和脱除塔连接，卸料槽的出口管路与消泡机构连接，消泡机构与汽提塔的管路汇合后与气柜连接；脱除塔与干燥塔连接，干燥塔通过袋滤器与成品料仓连接。通过该装置进行的生产工艺，与现有技术相比，回收过程中无需添加化学消泡剂，污水达到连续化处理，大幅度提高生产能力，减少劳动强度，降低生产成本。

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚氯乙烯糊糊树脂的领域，特别是一种用于聚氯乙烯种子法糊树 脂的生产装置及其生产工艺。

背景技术

聚氯乙烯（PVC）糊树脂顾名思义是此种树脂主要以制成糊状形式来应用，人们常 用此种糊称作增塑糊，是未加工状态下的聚氯乙烯塑料的一种独特液体形式。糊树脂常由 乳液和微悬浮法制得，其反应方程式为：

nCH₂=CHCL——→（CH₂-CHCL）n.

聚氯乙烯糊树脂因粒度微细，其质地像滑石粉，具有不流动性。聚氯乙烯糊树脂同增塑 剂混合后经搅拌形成稳定的悬浮液，即制成PVC糊料，或称作PVC增塑糊、PVC溶胶，而且人们 正是以这种形式用来加工成最终制品。在制糊过程中，根据不同的制品需要，添加各种填 料、稀释剂、热稳定剂、发泡剂及光稳定剂等。

PVC糊树脂工业的发展，提供了仅经加热就变为聚氯乙烯制品的一种新型的液态 材料。该种液态材料配置方便，性能稳定、易控制、使用方便、制品性能优良、化学稳定性好， 具有一定的机械强度、易着色等，因此被广泛应用于人造革、地板革、医用、精密仪器生产和 餐饮业的弹性手套、搪胶玩具、软质商标、墙纸、浸塑行业（电动把手医疗器械、劳动保护手 套等）、油漆涂料、发泡塑胶、输送带、汽车装饰等的生产。

与传统的悬浮树脂相比，PVC糊树脂具有以下优点：

（1）加工设备价廉；（2）模具简单便宜；（3）可制成特别形状；（4）发泡容易；（5）制品受热 次数少，并可以少量、多品种进行生产。

全球糊状PVC树脂工业一直以较快速度发展，特别是近十年来，产能与产量呈跳跃 式增长，在亚洲地区增长尤为显着。2014年，全球糊PVC树脂总产能约550万吨/年，中国产能 约71万吨，约占全球总产能13%。

制备方法主要有

1.乳液法乳液聚合配方主要有VCM、水、水溶性引发剂和乳化剂。乳液聚合对搅拌要求 很严格，引发作用是在水相中进行的，通常使用的引发剂是水溶性过硫酸盐和亚硫酸盐的 氧化还原系统，反应速度与还原剂的加入速度和量有关。一般情况下，乳液聚合得到的乳浆 粒径小于0.2μm，为了达到增大乳浆粒径的目的，开发了乳液种子聚合法，使乳浆粒径增大 到1.0μm左右。在乳液聚合中，如果有已生成的高聚合物乳浆存在，控制物料配比和条件，原 则上VCM仅在已生成的乳浆粒子上聚合，而不再形成新的粒子；这种已生成的高聚物乳浆就 好像晶种，因此称为乳液种子聚合。不但要有合理的粒径，还必须具有适当的粒径分布，才 能得到性能优良的PVC糊树脂。乳液聚合中乳化剂很重要，所用数量决定了引发剂的粒子 数，且对最终的乳浆粒子的大小起了主要作用。特别在进行种子生成时，采用高引发速率和 低浓度乳化剂进行生产，能使乳浆微粒尺寸分布变窄。

2.微悬浮法微悬浮聚合是制得PVC糊树脂较新的一种方法，其流程是：先将VCM、油 溶性引发剂、乳化剂和水用机械均化的方法制成稳定的乳状（粒径在1.0μm左右），然后进行 聚合。用这种方法生产的PVC糊树脂的流动性优良，乳化剂用量少，树脂的热稳定性和抗水 性均得到了改善。该生产工艺需特别注意以下几个影响因素：选用合适的复合乳化剂和颗 粒改良剂体系；聚合体系组分的均化；搅拌速度；水与单体之比恰当。是目前世界范围内最 为广泛使用的方法。还有一些改良方法如混合法等此处不予赘述。

传统的氯乙烯种子法聚合分为原料制备、种子制备和后聚合、回收放料、喷雾干 燥、粉碎、污水半自动处理等几个步骤，存在以下方面不足：

1）种子制备和后聚合：釜型较小，最大为24m³。

2）回收放料：为釜内回收，回收放料时间约4～5个小时，生产效率低；回收单体会 带出含乳浆的泡沫需加化学消泡剂，因添加此消泡剂，会影响糊树脂下游加工；回收放料结 束后，需每釜打开人孔盖人工手动高压清洗聚合釜，清洗质量受人为因素影响较大，危险性 较高，劳动强度大。

3）喷雾干燥及粉碎：为负压输送，输送距离受限制；干燥塔需人工手动高压清洗, 清洗质量受人为因素影响较大，危险性较高，劳动强度大；排放尾气中的VC含量都在200ppm 以上，未满足环保要求。

4）污水处理：采用半自动处理工艺，需用人工清除滤布上泥饼。

传统的工艺和设备存在很多不足，使得装置生产周期长（2釜/日），生产能力低下 （回收放料和人工清釜占用8-10小时），产品质量不佳（搅拌槽较小，机械乳化不完全，需添 加化学消泡剂），劳动强度大（人工操作清洗设备、人工清除滤布上泥饼），以及关键设备聚 合釜体积小，致使成本居高不下。

发明内容

本发明的目的在于提供一种回收无需添加化学消泡剂的用于聚氯乙烯种子法糊 树脂的生产装置及其生产工艺。

本发明的生产装置采用如下技术方案：

一种用于聚氯乙烯种子法糊树脂的生产装置，包括制备罐、储罐、聚合反应釜、种子聚 合反应釜、卸料槽、脱除塔、干燥塔，制备罐分别通过管路与聚合反应釜和种子聚合反应釜 的顶端连接，储罐分别与种子反应釜和聚合反应釜顶端连接，种子反应釜和聚合反应釜的 底端分别与废水收集槽连接；种子反应釜通过种子储罐与聚合反应釜顶端连接；废水收集 槽通过汽提塔与聚合反应釜连接并构成循环回路，聚合反应釜底端与卸料槽和脱除塔连 接，卸料槽的出口管路与消泡机构连接，消泡机构与汽提塔的管路汇合后与气柜连接；脱除 塔与干燥塔连接，干燥塔通过袋滤器与成品料仓连接。

所采用的生产装置的优选方案是：

气柜通过精馏装置与氯乙稀单体回收罐连接，氯乙烯单体回收罐与聚合反应釜连接。

制备罐分为氯乙烯单体制备罐、热脱盐水制备罐和冷脱盐水制备罐；前述三个制 备罐分别与聚合反应釜连接。

汽提塔与调匀池连接，调匀池与计量槽连接，计量槽与快混慢混槽连接，快混慢混 槽与中和槽连接，中和槽与浮除槽连接，浮除槽分别与砂滤器和离心机连接。

储罐分为四种，分别是乳化剂储罐、催化剂储罐、引发剂储罐和缓冲剂储罐。

卸料槽依次通过动态消泡机构、静态消泡机构与气柜连接。

卸料槽通过湿式粉碎机、乳浆输送泵与VC脱除塔连接。

VC脱除塔通过乳胶受槽与干燥塔连接。

干燥塔依次通过一级袋滤器、料斗、粉碎机、二级袋滤器与成品料仓连接，成品料 仓与自动包装系统连接。

种子反应釜和聚合反应釜均为不锈钢反应釜，种子反应釜的体积在30～55立方 米，聚合反应釜的和体积在65～90立方米。

本发明的生产工艺采用如下技术方案：

生产工艺，全程均由DCS进行控制，按如下步骤进行：

、原料制备：

氯乙烯单体、脱盐水分别由界区外送到各自的制备罐中，添加剂通过各自的储罐储存； 氯乙烯单体作为第一次部分进料被送至种子反应釜和聚合反应釜中；

、种子制备：

热脱盐水通过泵输送到种子反应釜和聚合反应釜，乳化剂在反应时开始加入，其他添 加剂通过泵从储罐注入种子反应釜和聚合反应釜；

通过初始真空泵将聚合反应釜抽真空，当聚合反应釜内压力下降充分时，氯乙烯单体 由制备罐加入至聚合反应釜中；当加入一部分新鲜氯乙烯单体时，聚合周期开始；

当种子聚合反应釜压力下降时、冷却阀关闭时，聚合结束；种子聚合反应釜压力降至 0.0Mpa时，乳液种子进入种子储罐；

、后聚合：

热脱盐水送至聚合反应釜，同时添加剂加入聚合反应釜，随后，将乳液种子加入聚合反 应釜，然后，另一部分新鲜氯乙烯单体加入聚合反应釜，开始聚合反应；反应压力在整体聚 合速率减慢后下降，聚合结束；

、回收储存：

当聚合反应釜压力降至0.2～0.6Mpa时，物料排放至卸料槽回收储存；

、放料回收消泡；

当卸料槽内的压力降至0.2～0.8Mpa时,开始卸料回收，乳浆通过消泡机进行消泡处 理；

、VC回收脱除：

将上述乳浆送到脱除塔中，进一步回收VC单体，未被回收的VC单体进入气柜后，再返回 至回收罐，待再次进入种子反应釜以及聚合反应釜进行下次的反应过程；

回收后的VC单体，进入干燥受槽；

、喷雾干燥、粉碎：

从干燥受槽内的乳浆送至喷雾干燥器，干燥之后的树脂进入袋滤器进行收集，粉碎后 送至成品库；

、废水连续自动处理：

从储槽、种子反应釜、聚合反应釜、卸料槽、干燥塔排出的废水收集在废水收集槽中，经 处理后，送至污水处理中心。

所采用的生产工艺的优选方案是：

步骤中，氯乙烯单体除作为第一次部分进料，之后，用于聚合反应时连续加入用料； 脱盐水放置在冷储罐中，为常温脱盐水；热储罐储存60℃脱盐水，是通过通入蒸汽加热到60 ℃的，冷储罐中的脱盐水和热储罐中的热脱盐水均输送至种子反应釜和聚合反应釜中。

步骤中，添加剂中的乳化剂用于乳液种子制备和聚合，乳化剂是是一种与水可溶 性物，在储槽中预溶加入反应釜内；

催化剂随脱盐水一次加入种子反应釜以及聚合反应釜内；缓冲剂设置为两种：磷酸和 烧碱，磷酸补添加到种子反应釜中，烧碱被添加到聚合反应釜中；

引发剂是一种与水可溶性的过氧化物，通过引发剂槽连续加入聚合反应釜内。

步骤中，添加剂还包括防粘釜剂和终止剂，防粘釜剂置于防粘釜剂罐中，防粘釜 剂喷入聚合反应釜中；终止剂置于终止剂罐中，在聚合失控的情况下，注入终止剂终止反应 过程。

步骤中，热脱盐水从贮槽，用泵输送到种子反应釜；乳化剂（EM1）是在反应开始时 加入，以形成聚氯乙烯颗粒；其他添加剂通过泵从各自的制备罐，注入种子反应釜；加入氯 乙烯前，排净种子反应釜和聚合反应釜中的空气；用初始真空泵将种子反应釜和聚合反应 釜抽真空；当反应釜内压力620-680mmHg时，VCM从新鲜氯乙烯储罐用泵计量加入；

当加载VCM单体起，聚合周期开始启动；当反应釜压力下降、冷却阀关闭时，聚合结束 后，自然回收，当种子反应釜压力降至0.0Mpa时，后经过滤器进入种子槽贮存，并分析粒径 大小以备用；

之后对种子反应釜内部进行快速、安全的密闭式高压自动清洗，高压水压力25～ 35Mpa，由DCS控制清洗步骤；

清洗完成后再用密闭式中压自动喷淋冲洗，之后进行加料管道系统清洗，之后进行聚 合釜防粘剂密闭自动喷涂，等待下一个批次反应作业；其中废水统一收集在废水罐内。

步骤中，当聚合反应釜压力降至0.2～0.6Mpa时，物料排放至卸料槽回收储存；之 后对聚合反应釜内部进行密闭高压自动清清洗，由DCS控制清洗步骤；清洗完成后再用密闭 工中压自动喷淋冲洗，之后进行加料管道系统清洗，之后进行聚合反应釜防粘剂密闭自动 喷涂，等待下一个批次反应作业，其中废水统一收集在废水罐内。

步骤中，采用负压进行回收，当卸料槽内的的压力降至0.2～0.8Mpa时，启动真空 泵开始卸料回收，直至卸料槽内压力达到-400～-700mmHg时结束；在卸料槽进行负压回收 时，将蒸汽直接通入卸料槽进行升温，使乳浆温度达到40℃～80℃，在卸料槽内进行自压回 收及负压回收时（自压回收：VCM单体反应本身所带的压力从卸料槽释压），负压回收：卸料 槽内释压的压力降至0.2～0.8Mpa时，启动真空泵强制抽出，系统会带出泡沫内含的乳化剂 及乳浆，经由动态转动机械构造设备及静态构造设备进行消泡处理，被捕捉下来乳浆回到 卸料槽后，再泵送至干燥系统进行干燥，其间无需要注加化学消泡剂来进行消泡。

步骤中，乳浆通过湿氏粉粹机将乳浆夹带的粗粒料进行湿磨，再由泵将乳浆从卸 料槽输送泵送到VC脱除塔回收消泡，之后再泵送到乳浆干燥受槽，以确保间歇和连续工艺 过程的转换；PVC乳浆经过加热设备，经由第一级脱除塔喷雾送入脱除塔内，PVC乳浆能分布 在塔壁上，加热到温度控制在50℃～80℃，真空度控制在-400～-700mmHg，经脱乳后，乳浆 中的氯乙烯含量由2000ppm降至300ppm以下；乳浆的停留时间是3～6个小时。

步骤中，干燥受槽内的乳浆通过湿氏粉碎机及泵送至喷雾干燥器，干燥之后的树 脂进入袋滤器进行收集，再经粉碎机进行数值碎工作，以正压输送至成品料仓后送至成品 库；正压输送的压力控制范围：3000～5000mmH₂O；喷雾干燥器运行过程中的粉浆附着在塔 壁上，经由自动高压清洗设备能有效的将塔壁清洗干净。

步骤中，从储槽、种子反应釜、聚合反应釜、卸料槽、干燥塔排出的废水收集在废 水收集槽中，废水中VC含量在3000～5000ppm；废水经汽提塔汽提后，回收废水中残留VC，VC 含量降至100ppm以下，废水收集于废水调匀池，COD含量2000～3000ppm，SS含量3000～ 5000ppm，再经快混慢混后导入空气自动加压浮除槽，刮除浓缩的污泥，污泥泵送至离心机， 脱水收集成泥饼包装后出售，浮除后废水送至砂滤槽进行自动连续处理，COD含量降至 200ppm以下，再送至废水处理中心处理。

在氯乙烯冷凝前，回收氯乙烯用稳定剂和液态烧碱注射处理；与低氧含量氯乙烯 一起处理，避免了任何乙烯基集聚过氧化物的形成；用计量泵注入稳定剂，用泵注入苛性 钠。

采用上述技术方案的本发明与现有技术相比，回收过程中无需添加化学消泡剂， 污水能够达到连续化处理，大幅度提高生产能力，减少劳动强度，降低生产成本。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例详述本发明：

一种用于聚氯乙烯种子法糊树脂的生产装置，参见附图1，图中：砂滤器1、浮除槽2、中 和槽3、快混慢混槽4、计量槽5、调匀池6、汽提塔7、第一真空泵8、第一离心机9、氯乙烯单体 回收罐10、VCM单体制备罐11、热脱盐水制备罐12、冷脱盐水制备罐13、废水收集槽14、乳化 剂储罐16A、催化剂储罐16B、引发剂储罐16C、缓冲剂储罐16D、第二离心机17、第三离心机 18、第四离心机19、第五离心机20、第六离心机21、第一种子储罐22、第二种子储罐23、种子 反应釜24、第一集中加料管25、第一自动清洗及喷淋机构26、第二自动清洗及喷淋机构27、 集中加料管28、聚合反应釜29、精馏装置30、气柜31、第二真空泵32、静态消泡机构33、动态 消泡机构34、卸料槽35、粗湿式粉碎机36、细湿式粉碎机37、乳浆输送泵38、第一蒸汽分离罐 39A、第一乳浆混合槽40A、第一消泡机41A、第一VC脱除塔42A、

第二蒸汽分离罐39B、第二乳浆混合槽40B、第二消泡机41B、第二VC脱除塔42B、乳胶受 槽43、乳浆定量泵44、干燥塔45、第三自动清洗喷淋机构46、一段袋滤器47、筛网48、料斗49、 粉碎机50、二段袋滤器51、成品料仓52、自动包装系统53。

VCM单体制备罐11分别通过管路与聚合反应釜29和种子聚合反应釜24的顶端连 接，乳化剂储罐16A、催化剂储罐16B、引发剂储罐16C、缓冲剂储罐16D分别与种子反应釜24 和聚合反应釜29的顶端连接，种子反应釜24和聚合反应釜29的底端分别与废水收集槽14连 接；种子反应釜24通过种子储罐与聚合反应釜29顶端连接；种子储罐设置为两个；第一种子 储罐22和第二种子储罐23。

废水收集槽14通过汽提塔7与种子反应釜24和聚合反应釜29连接并构成循环回 路，聚合反应釜29底端与卸料槽35和VC脱除塔42连接，卸料槽35的出口管路与消泡机构连 接，消泡机构由动态消泡机构34和静态消泡机构33组成，消泡机构与汽提塔7的管路汇合后 与气柜31连接；VC脱除塔42与干燥塔45连接，干燥塔45通过袋滤器与成品料仓52连接。

气柜31通过精馏装置30与氯乙稀单体回收罐10连接，氯乙烯单体回收罐10再与聚 合反应釜29的顶端连接。

制备罐由氯乙烯单体制备罐11、热脱盐水制备罐12和冷脱盐水制备罐13构成；前 述三个制备罐，每个制备罐分别与种子反应釜24以及聚合反应釜29连接。

种子反应釜24上设置有第一自动清洗喷淋机构26和第一集中加料管25，第一集中 加料管25将储罐、冷脱盐水制备罐13和热脱盐水制备罐12三者的管路汇合后送至种子反应 釜中24中。

聚合反应釜29上设置有第二自动清洗喷淋机构28和第二集中加料管27，第二集中 加料管27将储罐、第一种子储罐22、第二种子储罐23、VCM单体制备罐11、热脱盐水制备罐 12、冷脱盐水制备罐13以及氯乙烯单体回收罐10输送的物料集中起来输送至聚合反应釜29 内。

汽提塔7与调匀池6通过管路连接，调匀池6与计量槽5连接，计量槽5与快混慢混槽 4连接，快混慢混槽4与中和槽3连接，中和槽3与浮除槽2连接，浮除槽2分别与砂滤器1和第 一离心机9连接；第一离心机9将泥料送至泥件包装后出售。

储罐内配制有一种添加剂，添加剂包括乳化剂、催化剂、引发剂和缓冲剂；

添加剂置于各自的储罐中，储罐分为四种，分别是乳化剂储罐、催化剂储罐、引发剂储 罐和缓冲剂储罐。

添加剂还包括防粘釜剂和终止剂，每类添加剂分别置于各自的储罐内：防粘釜剂 置于防粘釜剂储罐中，防粘釜剂喷入聚合反应釜29中等等；终止剂置于终止剂罐中，在聚合 失控的情况下，注入终止剂终止反应过程。

卸料槽35依次通过动态消泡机构34、静态消泡机构33与气柜31连接；卸料槽35与 水平面呈倾斜状态设置，卸料槽35与水平面存在5至10度的夹角。

卸料槽35依次通过粗湿式粉碎机36、细湿式粉碎机37、乳浆输送泵38第一乳浆混 合槽40A与第一VC脱除塔42A连接；第一乳浆混合槽40A与第一蒸汽分离罐39A连接；第二VC 脱除塔42B通过乳胶受槽43、乳浆定量泵44与连接；干燥塔45上设置有第三自动清洗及喷淋 机构46。

干燥塔45依次通过一级袋滤器47、筛网48、料斗49、粉碎机50、二级袋滤器51与成 品料仓52连接，成品料仓52与自动包装系统53连接。

种子反应釜24和聚合反应釜29均为不锈钢反应釜，并且两者均为全封闭夹套结 构。种子反应釜24的体积在30～55立方米，聚合反应釜29的体积在65～90立方米。

方法实施例1：

本实施例选种子反应釜24的规格选用35立六米的，聚合反应釜29的规格选用80立方 米。

本发明装置是基于安全考虑下，聚合反应釜的反应在正常服役中采用不开启人孔 盖的密闭连续方式进行,从而提高了产品的质量和生产效率与安全运行，全生产操作过程 均由DCS控制，具体生产工艺流程按如下步骤进行：

一、原料制备：

1）、氯乙烯单体由界外送到各自的VCM单体制备罐11中，脱盐水由界区外送到热脱盐水 制备罐12中，热脱盐水制备罐12储存60℃脱盐水，是通过通入蒸汽加热到60℃的，冷脱盐水 制备罐13内储存的常温脱盐水通过第五离心泵20泵送到种子反应釜24和聚合反应釜29中， 冷脱盐水用于清洗种子反应釜24和聚合反应釜29。

热脱盐水通过第四离心泵送至种子反应釜24和聚合反应釜29中。

添加剂分别通过各自的储罐进行配制和储存；氯乙烯单体作为第一次部分进料 （占氯乙烯单体总体积1/3~1/6）被送至种子反应釜24和聚合反应釜29中。

2）、乳化剂（大约200~350Kg）制备

不同牌号的聚合使用不同的表面作用剂：

a-乳化剂（EM1）、b-乳化剂（EM2）、c-乳化剂（EM3）用于乳液种子制备及各牌号的聚合 （不同的牌号使用不同的乳化剂,它们是一种与水可溶性物，是在乳化剂槽预溶连续加入 种子反应釜24内和聚合反应釜29内。

3）、催化剂（大约1~4Kg）制备

用与乳化剂相类似的方式在预溶槽预溶（也是与水可溶物），催化剂AC1和AC2,AC1是 通过脱盐水管路随脱盐水一次性加入种子反应釜；AC2通过脱盐水管路随脱盐水一次性加 入聚合反应釜。4）、缓冲剂

两种缓冲剂，磷酸大约14～17kg和烧碱15～18kg被同进添加到种子反应釜24和聚合反 应釜29中，以确保pH值在7～8之间。

5）、引发剂

不同牌号的聚合使用不同的引发剂，根据不同牌号的聚合选用一种即可：

CAT1、CAT2都是一种与水可溶性的过氧化物（两者分别是4～7kg），是在引发剂槽预溶 连续加入连续加入种子反应釜内先制备成种子，之后再以种子形式加入聚合反应釜内参与 聚合反应。为粉末形状，贮存形式为25公斤袋装，贮存温度不能超过27℃。

6）、防粘釜剂

4～12L的防粘釜剂从贮罐以0.3～0.9Mpa转移到防粘釜剂罐；防粘釜剂是通过1.2～ 2.0Mpa蒸汽喷射器喷入聚合反应釜，在聚合反应釜内产生雾气，使活性产品覆盖反应釜的 所有内壁。

7）、终止剂

在聚合失控情况下，注入大约12Kg终止剂终止反应过程；种子反应釜24和聚合反应釜 29都配备有二个终止剂罐，都装满终止剂溶液，并处于1.6～2.5MPa氮封压力。

二、种子制备：

热脱盐水30立方米，（也可以将脱盐水通过加热的方式变成热脱盐水）通过第四离心泵 19输送到种子反应釜24和聚合反应釜29，乳化剂在反应时开始加入，其他添加剂通过泵从 储罐注入种子反应釜24和聚合反应釜29中。

通过初始真空泵32将聚合反应釜29抽真空，当聚合反应釜29内压力降至620～ 680mmHg（0.062~0.068MPa）时，氯乙烯单体由VCM单体制备罐11加入至聚合反应釜29中；加 入氯乙烯前，排净种子反应釜和聚合反应釜反应器中的空气，当加入占体积比1/3的新鲜氯 乙烯单体时，氯乙烯单体的总体积是45立方米，聚合周期开始。

当种子聚合反应釜29压力下降约0.4Mpa时、冷却阀关闭时，聚合结束；种子反应釜 24压力降至0.0Mpa时，乳液种子经过滤器进入第一种子储罐22和第二种子储罐23中，分析 粒径大小以备用；粒径大小大约在0.3～0.55微米之间。

之后对种子反应釜24内部进行快速、安全的密闭式高压自动清洗（高压水压力25 ～35Mpa），由DCS控制清洗步骤。

清洗完成后再用密闭式中压自动喷淋冲洗，之后进行加料管道系统清洗，之后进 行聚合反应釜29防黏剂密闭自动喷涂，等待下一个批次反应作业；其中废水统一收集在废 水收集槽10内。

种子反应釜24的温度操作范围：45～55℃；种子反应釜24的清洗方式：密闭式高压 自动清洗，压力范围：25～35Mpa。

种子反应釜24的喷淋冲洗方式：密闭式中压自动清洗，压力范围：2.5～4.0MPa； 种子反应釜24防黏剂喷涂方式：密闭自动喷涂。

种子反应釜24清洗系统、喷淋冲洗和防黏剂喷涂均采用DCS控制。

聚合反应釜29夹套形式：全密闭式；聚合反应釜29的特殊搅拌形式：两层三叶搅 拌，带挡板。

聚合反应釜29的卸料时压力范围：0.2～0.6Mpa；聚合反应釜29的清洗方式：密闭 式高压自动清洗，压力范围：25～35Mpa；聚合反应釜29的喷淋冲洗方式：密闭式中压自动清 洗，压力范围：2.5～4.0MPa。聚合反应釜29的防黏剂喷涂方式：密闭自动喷涂。

聚合反应釜29的清洗、喷淋冲洗和防黏剂喷涂均采用DCS控制。

通过使用本发明的种子制备和后聚合步骤，可提高产能50%，降低劳动强度，实现 45～50批次不打开釜盖连续生产。

三、后聚合：

热脱盐水送至聚合反应釜29，四种添加剂被同时加入聚合反应釜29，随后，将乳液种子 加入聚合反应釜29，然后，另一部分（除去第一次部分加入的以外部分）新鲜氯乙烯单体加 入聚合反应釜29，开始聚合反应；反应压力在整体聚合速率减慢后下降，聚合结束。

引发剂（CAT1或CAT2，取决于牌号）的使用，是由反应释放的热量控制；由种子反 应釜24和聚合反应釜29的温度来控制加入引发剂的流速。

聚合反应釜29通过全密闭夹套冷却，及通过冷凝器冷却。

对于聚合，只有部分氯乙烯在最初加入；剩余的氯乙烯是在聚合反应过程中加入， 连续加入氯乙烯的流量是根据反应速率决定。

反应器操作条件由于生产产品牌号的不同而各不相同，例如：生产聚合度为1000 的产品时，反应温度控制在45～65℃左右，压力控制在5～9公斤力。

四、回收储存：

当聚合反应釜压力降至0.2～0.6Mpa时，物料排放至卸料槽35回收储存。

反应压力将在整体聚合速率减慢后下降，表明聚合结束。当聚合釜压力降至0.2～ 0.6Mpa时，将物料排放至卸料槽35（卸料槽35倾斜放置，与地面存在5～10度的夹角）回收储 存。

之后对聚合反应釜29内部进行密闭高压自动清洗（高压水压力25～35Mpa），由DCS 控制清洗步骤。

清洗完成后再用密闭式中压自动喷淋冲洗，之后进行加料管道系统清洗，之后进 行聚合反应釜29防黏剂密闭自动喷涂，等待下一个批次反应作业；其中废水统一收集在废 水收集槽14内。

五、放料回收消泡：

采用负压回收，当卸料槽35内的压力降至0.2～0.8Mpa时,开始卸料回收，乳浆通过消 泡机进行消泡处理；启动真空泵开始卸料回收，直至卸料槽35内压力达到-400～-700mmHg 时结束；在卸料槽35进行负压回收时，将蒸汽直接通入卸料槽35进行升温，蒸汽的压力范围 0.2～0.5Mpa，使乳浆温度达到40℃～80℃，在卸料槽35内进行自压回收及负压回收时（自 压回收：VCM单体反应本身所带的压力从卸料槽释压），负压回收：卸料槽35内释压的压力降 至0.2～0.8Mpa时，启动真空泵强制抽出，系统会带出泡沫内含的乳化剂及乳浆，经由动态 消泡机构34及静态消泡机构33进行消泡处理（动态消泡机构34，规格EM-431，昆山永胜公司 产品；静态消泡机构33，型号：EC-431），被捕捉下来乳浆回到卸料槽35后，再泵送至干燥系 统进行干燥，其间无需要注加化学消泡剂来进行消泡，其间无需要注加化学消泡剂来进行 消泡。

六、VC回收脱除：

将上述乳浆通过精湿式粉碎机36、细湿式粉碎机36、乳浆输送泵38从卸料槽35送至乳 浆混合槽40中，再送到VC脱除塔42中，进一步回收VC单体，未被回收的VC单体经过消泡机41 进入气柜31后，再返回至氯乙烯单体回收罐10，待再次进入种子反应釜24以及聚合反应釜 29进行下次的反应过程。

在氯乙烯冷凝前，回收氯乙烯用稳定剂和液态烧碱注射处理；与低氧含量氯乙烯 一起处理，避免了任何乙烯基集聚过氧化物的形成；用计量泵将稳定剂注入精馏装置中，用 泵将苛性钠注入精馏装置中。

回收后的VC单体，进入干燥受槽43，以确保间歇和连续工艺过程的转换。

PVC乳浆经过加热设备加热到控制的温度后，经由喷雾嘴送入第一级脱除塔塔 内，使PVC乳浆能适当地分布在塔壁上，并控制塔内温度及真空度。

经第一VC脱除塔42A脱除的PVC乳浆从塔底管线经由泵送入第二VC脱除塔42B。在 加入第二VC脱除塔42B之前，PVC乳浆通过加热设备用蒸汽加热到控制温度；乳浆的停留时 间是3～6个小时。PVC乳浆经过加热设备（加热介质：蒸汽，由喷雾嘴送入脱除塔42内），PVC 乳浆能分布在第一、第二VC脱除塔42A、42B的塔壁上，乳浆在脱除塔42内的停留时间是3～6 个小时；加热到温度控制在50℃～80℃，真空度控制在-400～-700mmHg，经两级脱除后，乳 浆中的氯乙烯含量由约2000ppm降至300ppm以下。

第一VC脱除塔42A通过第一消泡机41与气柜31连接，第一VC脱除塔42A与乳浆输送 泵38之间装有第一乳将混合槽40A，第一乳浆混合槽40A上装有第一蒸汽分离槽39A，第一VC 脱除塔42A通过第二乳浆混合槽40B与第二VC脱除塔42B连接，第二VC脱除塔42B与乳胶受槽 43连接。

该VC回收脱除步骤中，乳浆中的氯乙烯含量由约2000ppm降至300ppm以下，进一 步回收了VC单体,降低VC的单耗，可使后续干燥工序排风口排放尾气中的VC含量小于10ppm 以下，整套装置将更加环保。

七、喷雾干燥、粉碎：

从干燥受槽43内的乳浆通过乳浆定量泵44送至干燥器45，干燥之后的树脂进入一级袋 滤器47进行收集，由一段袋滤器47通过筛网48与料斗49连接后，送至粉碎机50中，再由粉碎 机50送至二段粉碎器51后，以正压输送至成品料仓52，成品料仓52与自动包装系统统53连 接，之后送至成品库。

正压输送的压力控制范围：3000～5000mmH₂O；喷雾干燥器运行过程中的粉浆附着 在塔壁上，经由自动高压清洗设备能有效的将塔壁清洗干净。

通过使用本干燥、粉碎、正压输送系统，输送距离可达200m左右，可使干燥、包装和 成品仓库的整体布置更灵活。

八、废水连续自动处理

从储槽15、种子反应釜24、聚合反应釜29、卸料槽35、干燥塔45排出的废水收集在废水 收集槽14中，废水中VC含量在3000～5000ppm；废水经汽提塔7汽提后，回收废水中残留VC， VC含量降至100ppm以下，废水收集于废水调匀池6，COD含量2000～3000ppm，SS含量3000～ 5000ppm，再经快混慢混槽4后导入空气自动加压浮除槽2，（快混慢混槽4的快混转数控制范 围：80～100转/分钟、慢混转数控制范围：30～50转/分钟。）自动刮除浓缩的污泥，污泥泵送 至第一离心机9自动脱水，脱水收集成泥饼包装后出售，浮除后废水送至砂滤器1进行自动 连续处理，COD含量降至200ppm以下，再送至废水处理中心处理。

废水收集槽14的蒸汽注入方式是从底部注入；蒸汽的操作条件：温度80～98℃，压 力-400～-700mmHg。

通过使用该废水连续自动处理方法，回收了废水中大部分残留VC，VC含量由3000 ～5000ppm降至100ppm以下，COD由2000～3000ppm降至200ppm以下，SS由3000～5000ppm降 至200ppm以下，整套废水连续自动处理系统由DCS控制，降低劳动强度。

方法实施例2：

本实施例选种子反应釜24的规格选用35立方米的，聚合反应釜的规格选用80立方米。

本发明装置是基于安全考虑下，聚合反应釜的反应在正常服役中采用不开启人孔 盖的密闭连续方式进行,从而提高了产品的质量和生产效率与安全运行，全生产操作过程 均由DCS控制，具体生产工艺流程按如下步骤进行：

一、原料制备：

1）、氯乙烯单体由界外送到各自的VCM单体制备罐11中，脱盐水由界区外送到热脱盐水 制备罐12中，热脱盐水制备罐12储存60℃脱盐水，是通过通入蒸汽加热到60℃的，冷脱盐水 制备罐13内储存的常温脱盐水通过第五离心泵20泵送到种子反应釜24和聚合反应釜29中， 冷脱盐水用于清洗种子反应釜24和聚合反应釜29。

热脱盐水通过第四离心泵送至种子反应釜24和聚合反应釜29中。

添加剂分别通过各自的储罐进行配制和储存；氯乙烯单体作为第一次部分进料 （占氯乙烯单体总体积1/3~1/6）被送至种子反应釜24和聚合反应釜29中。

2）、200Kg乳化剂制备

不同牌号的聚合使用不同的表面作用剂：

a-乳化剂（EM1）、b-乳化剂（EM2）、c-乳化剂（EM3）用于乳液种子制备及各牌号的聚合, 它们是一种与水可溶性物，是在乳化剂槽预溶连续加入种子反应釜24内和聚合反应釜29 内。

3）、1Kg催化剂制备

用与乳化剂相类似的方式在预溶槽预溶（也是与水可溶物），催化剂AC1是通过脱盐水 管路随脱盐水一次性加入种子反应釜24，催化剂AC2随脱盐水一次性加入及聚合反应釜29 内。催化剂AC1和催化剂AC2分别为10kg。

4）、缓冲剂

两种缓冲剂，磷酸大约14kg和烧碱15kg被同进添加到种子反应釜24和聚合反应釜29 中，以确保pH值在7～8之间。

5）、引发剂

不同牌号的聚合使用不同的引发剂，根据不同牌号的聚合选用一种即可：

CAT1、CAT2都是一种与水可溶性的过氧化物（两者分别是4kg），是在引发剂槽预溶连 续加入连续加入种子反应釜内先制备成种子，之后再以种子形式加入聚合反应釜29内参与 聚合反应。为粉末形状，贮存形式为25公斤袋装，贮存温度不能超过27℃。

6）、防粘釜剂

4L的防粘釜剂从贮罐以0.3～0.9Mpa转移到防粘釜剂罐；防粘釜剂是通过1.2～2.0Mpa 蒸汽喷射器喷入聚合反应釜，在聚合反应釜内产生雾气，使活性产品覆盖反应釜的所有内 壁。

7）、终止剂

在聚合失控情况下，注入12Kg终止剂终止反应过程；种子反应釜24和聚合反应釜29都 配备有二个终止剂罐，都装满终止剂溶液，并处于1.6～2.5MPa氮封压力。

二、种子制备：

热脱盐水大约30立方米，（也可以将脱盐水通过加热的方式变成热脱盐水）通过第四离 心泵19输送到种子反应釜24和聚合反应釜29，乳化剂在反应时开始加入，其他添加剂通过 泵从储罐注入种子反应釜24和聚合反应釜29中。

通过初始真空泵32将聚合反应釜29抽真空，当聚合反应釜29内压力降至620～ 680mmHg（0.062~0.068MPa）时，氯乙烯单体由VCM单体制备罐11加入至聚合反应釜29中；加 入氯乙烯前，排净种子反应釜24和聚合反应釜29反应器中的空气，当加入占体积比1/3~1/6 的新鲜氯乙烯单体时，氯乙烯单体的总体积是35立方米，聚合周期开始。

当种子聚合反应釜29压力下降约0.4Mpa时、冷却阀关闭时，聚合结束；种子反应釜 24压力降至0.0Mpa时，乳液种子经过滤器进入第一种子储罐22和第二种子储罐23中，分析 粒径大小以备用；粒径大小大约在0.3～0.55微米之间。

之后对种子反应釜24内部进行快速、安全的密闭式高压自动清洗（高压水压力25 ～35Mpa），由DCS控制清洗步骤。

清洗完成后再用密闭式中压自动喷淋冲洗，之后进行加料管道系统清洗，之后进 行聚合反应釜29防黏剂密闭自动喷涂，等待下一个批次反应作业；其中废水统一收集在废 水收集槽10内。

种子反应釜24的温度操作范围：45～55℃；种子反应釜24的清洗方式：密闭式高压 自动清洗，压力范围：25～35Mpa。

种子反应釜24的喷淋冲洗方式：密闭式中压自动清洗，压力范围：2.5～4.0MPa； 种子反应釜24防黏剂喷涂方式：密闭自动喷涂。

种子反应釜24清洗系统、喷淋冲洗和防黏剂喷涂均采用DCS控制。

聚合反应釜29夹套形式：全密闭式；聚合反应釜29的特殊搅拌形式：两层三叶搅 拌，带挡板。

聚合反应釜29的卸料时压力范围：0.2～0.6Mpa；聚合反应釜29的清洗方式：密闭 式高压自动清洗，压力范围：25～35Mpa；聚合反应釜29的喷淋冲洗方式：密闭式中压自动清 洗，压力范围：2.5～4.0MPa。聚合反应釜29的防黏剂喷涂方式：密闭自动喷涂。

聚合反应釜29的清洗、喷淋冲洗和防黏剂喷涂均采用DCS控制。

通过使用本发明的种子制备和后聚合步骤，可提高产能50%，降低劳动强度，实现 45～50批次不打开釜盖连续生产。

冷脱盐水制备罐内的冷脱盐水用于各类槽和釜的清洗。

三、后聚合：

热脱盐水送至聚合反应釜29，四种添加剂被同时加入聚合反应釜29，随后，将乳液种子 加入聚合反应釜29，然后，另一部分（除去第一次部分加入的以外部分）新鲜氯乙烯单体加 入聚合反应釜29，开始聚合反应；反应压力在整体聚合速率减慢后下降，聚合结束。

引发剂（CAT1或CAT2，取决于牌号）的使用，是由反应释放的热量控制；由种子反 应釜24和聚合反应釜29的温度来控制加入引发剂的流速。

聚合反应釜29通过全密闭夹套冷却，及通过冷凝器冷却。

对于聚合，只有部分氯乙烯在最初加入；剩余的氯乙烯是在聚合反应过程中加入， 连续加入氯乙烯的流量是根据反应速率决定。

反应器操作条件由于生产产品牌号的不同而各不相同，例如：生产聚合度为1000 的产品时，反应温度控制在45～65℃左右，压力控制在5～9公斤力。

四、回收储存：

当聚合反应釜压力降至0.2～0.6Mpa时，物料排放至卸料槽35回收储存。

反应压力将在整体聚合速率减慢后下降，表明聚合结束。当聚合釜压力降至0.2～ 0.6Mpa时，将物料排放至卸料槽35（卸料槽35倾斜放置，与地面存在5～10度的夹角）回收储 存。

之后对聚合反应釜29内部进行密闭高压自动清洗（高压水压力25～35Mpa），由DCS 控制清洗步骤。

清洗完成后再用密闭式中压自动喷淋冲洗，之后进行加料管道系统清洗，之后进 行聚合反应釜29防黏剂密闭自动喷涂，等待下一个批次反应作业；其中废水统一收集在废 水收集槽14内。

五、放料回收消泡：

采用负压回收，当卸料槽35内的压力降至0.2～0.8Mpa时,开始卸料回收，乳浆通过消 泡机进行消泡处理；启动真空泵开始卸料回收，直至卸料槽35内压力达到-400～-700时结 束；在卸料槽35进行负压回收时，将蒸汽直接通入卸料槽35进行升温，蒸汽的压力范围0.2 ～0.5Mpa，使乳浆温度达到40℃～80℃，在卸料槽内进行自压回收及负压回收时（自压回 收：VCM单体反应本身所带的压力从卸料槽释压），负压回收：卸料槽内释压的压力降至0.2 ～0.8Mpa时，启动真空泵强制抽出，系统会带出泡沫内含的乳化剂及乳浆，经由动态消泡机 构34及静态消泡机构33进行消泡处理，被捕捉下来乳浆回到卸料槽后，再泵送至干燥系统 进行干燥，其间无需要注加化学消泡剂来进行消泡，其间无需要注加化学消泡剂来进行消 泡。

六、VC回收脱除：

将上述乳浆通过精湿式粉碎机36、细湿式粉碎机36、乳浆输送泵38从卸料槽35送至乳 浆混合槽40中，再送到VC脱除塔42中，进一步回收VC单体，未被回收的VC单体经过消泡机41 进入气柜31后，再返回至氯乙烯单体回收罐10，待再次进入种子反应釜24以及聚合反应釜 29进行下次的反应过程。

在氯乙烯冷凝前，回收氯乙烯用稳定剂和液态烧碱注射处理；与低氧含量氯乙烯 一起处理，避免了任何乙烯基集聚过氧化物的形成；用计量泵将稳定剂注入精馏装置中，用 泵将苛性钠注入精馏装置中。

回收后的VC单体，进入干燥受槽43，以确保间歇和连续工艺过程的转换。

PVC乳浆经过加热设备加热到控制的温度后，经由喷雾嘴送入第一级脱除塔塔 内，使PVC乳浆能适当地分布在塔壁上，并控制塔内温度及真空度。

经第一VC脱除塔42A脱除的PVC乳浆从塔底管线经由泵送入第二VC脱除塔42B。在 加入第二VC脱除塔42B之前，PVC乳浆通过加热设备用蒸汽加热到控制温度；乳浆的停留时 间是3～6个小时。PVC乳浆经过加热设备（加热介质：蒸汽，由喷雾嘴送入脱除塔42内），PVC 乳浆能分布在第一、第二VC脱除塔42A、42B的塔壁上，乳浆在脱除塔42内的停留时间是3～6 个小时；加热到温度控制在50℃～80℃，真空度控制在-400～-700mmHg，经两级脱除后，乳 浆中的氯乙烯含量由约2000ppm降至300ppm以下。

第一VC脱除塔42A通过第一消泡机41与气柜31连接，第一VC脱除塔42A与乳浆输送 泵38之间装有第一乳将混合槽40A，第一乳浆混合槽40A上装有第一蒸汽分离槽39A，第一VC 脱除塔42A通过第二乳浆混合槽40B与第二VC脱除塔42B连接，第二VC脱除塔42B与乳胶受槽 43连接。

该VC回收脱除步骤中，乳浆中的氯乙烯含量由约2000ppm降至300ppm以下，进一 步回收了VC单体,降低VC的单耗，可使后续干燥工序排风口排放尾气中的VC含量小于10ppm 以下，整套装置将更加环保。

七、喷雾干燥、粉碎：

从干燥受槽43内的乳浆通过乳浆定量泵44送至干燥器45，干燥之后的树脂进入一级袋 滤器47进行收集，由一段袋滤器47通过筛网48与料斗49连接后，送至粉碎机50中，再由粉碎 机50送至二段粉碎器51后，以正压输送至成品料仓52，成品料仓52与自动包装系统统53连 接，之后送至成品库。

正压输送的压力控制范围：3000～5000mmH₂O；喷雾干燥器运行过程中的粉浆附着 在塔壁上，经由自动高压清洗设备能有效的将塔壁清洗干净。

通过使用本干燥、粉碎、正压输送系统，输送距离可达200m左右，可使干燥、包装和 成品仓库的整体布置更灵活。

八、废水连续自动处理

从储槽15、种子反应釜24、聚合反应釜29、卸料槽35、干燥塔45排出的废水收集在废水 收集槽14中，废水中VC含量在3000～5000ppm；废水经汽提塔7汽提后，回收废水中残留VC， VC含量降至100ppm以下，废水收集于废水调匀池6，COD含量2000～3000ppm，SS含量3000～ 5000ppm，再经快混慢混槽4后导入空气自动加压浮除槽2，（快混慢混槽4的快混转数控制范 围：80～100转/分钟、慢混转数控制范围：30～50转/分钟。）自动刮除浓缩的污泥，污泥泵送 至第一离心机9自动脱水，脱水收集成泥饼包装后出售，浮除后废水送至砂滤器1进行自动 连续处理，COD含量降至200ppm以下，再送至废水处理中心处理。

废水收集槽14的蒸汽注入方式是从底部注入；蒸汽的操作条件：温度80～98℃，压 力-400～-700mmHg。

通过使用该废水连续自动处理方法，回收了废水中大部分残留VC，VC含量由3000 ～5000ppm降至100ppm以下，COD由2000～3000ppm降至200ppm以下，SS由3000～5000ppm降 至200ppm以下，整套废水连续自动处理系统由DCS控制，降低劳动强度。

本发明是将关键设备聚合反应釜29体积大型化，清洗自动化，回收无需添加化学 消泡剂，尾气达标排放，污水处理连续化，大幅度提高生产能力，减少劳动强度，降低生产成 本。

本发明不限于上述实施例中，数值所列举，只要采用上述工工艺流程，以及基于装 置的流程简图所生产的聚氯乙烯种子法糊树脂，均视在为本发明的保护范围之内。