摘要:氯乙烯的生产工艺比较复杂,其中包含一系列的化学反应,涉及化学知识、动力学知识等。以电石法氯乙烯生产工艺为例,对氯乙烯生产过程的优化控制进行研究,做好氯乙烯的转化和精馏等工序的自动化生产及优化控制,从而确保氯乙烯成品质量符合标准和要求,对于氯乙烯生产质量的提升,起到一定的指导意义。本文基于聚氯乙烯压延生产中的常见问题及解决措施展开论述。
关键词:聚氯乙烯;压延生产中;常见问题及解决措施
引言
随着改革开放的逐渐深入以及经济社会的全面发展,使人们生产生活方式发生了巨大变化,推动了建筑行业的发展进程,很多企业增加了材料使用量,针对不同种类的材料聚氯乙烯是企业使用最为频繁的一种,在各个领域都很受欢迎,效果显著。聚氯乙烯产量逐渐提升,企业数量持续上涨的同时,市场竞争压力也随之而来,很多产品依旧会受到水质影响、分散剂影响、引发剂影响、VCM单体影响和工艺过程影响、基于此,要求专业技术人员针对具体生产技术工艺控制及管理做好工作,为聚氯乙烯产品质量提供保障。
1聚氯乙烯产品特征
聚氯乙烯指的就是PVC材质是一种新型环保材料,并且在各个领域都很受欢迎,其原因是聚氯乙烯自身存在的独特优点及特征。详细来讲主要体现在下列几点:第一,在各项生产环节中聚氯乙烯材料的熔点恰到好处,通常情况下它的熔点存在不固定性,然而在温度较低环境下依然可以维持良好的平稳性与强度,一般温度较高时聚氯乙烯材料就会出现被一点点软化,温度上升到160摄氏度时就呈现出流体状态。第二,聚氯乙烯材料的机械性非常强,特别是在强度良好的情况下效果显著,无论是抗拉强度还是抗冲击强度效果都非常好,有助于工业建设的可持续发展。第三,电性能是聚氯乙烯材料的特点之一,同样是备受关注的根本原因。第四,出了以上几种特征外,聚氯乙烯材料也有很多劣势,如稳定性问题,在高温、酸碱、其它有机溶剂环境下会出现不适应现象,针对此问题可选择其它材料加以修复和改良,如丙酮-二硫化碳等材料可以发挥出显著效果,提高材料耐高温性、稳定性和耐酸碱性。
2聚氯乙烯的生产工艺
常见的聚氯乙烯生产工艺是本体聚合法、乳液聚合法、溶液聚合法与悬浮聚合法等。本体聚合法对温度控制操作有较大难度,反应速度快,生产的聚氯乙烯有很高的纯度。乳液聚合法控制温度较为简单,反应速度较快,但产物需进行乳化液去除,且在热稳定性与绝缘性上性能不高。溶液聚合法对温度控制的难度略高于前两者,反应速度偏慢,产物有色且需要进行精制。悬浮聚合法对温度控制操作简便,且反应速率较高,可直接生产高纯度颗粒状聚合物,聚氯乙烯的生产工艺路线与原料有关,但悬浮聚合方法有更多的应用。悬浮法的生产设施主要是聚合釜、干燥回收与包装设施等。聚合反应装置是生产工艺中的重要设施,能进行搅拌、加热、冷却和其他功能。悬浮聚合工艺控制过程较为复杂,对系统安全性有极高的要求,在使用悬浮聚合法时大多会利用DCS自动化控制系统。
3我国PVC产业的现状
产品质量不断提升在以往的PVC行业发展当中,受限于企业实力以及技术水平,总体的产品质量相对较低,电石法所生产的PVC材料一直落后于同行业的乙烯法生产工艺。但是近年来,在电石法工艺不断改善的情况下,企业通过采用先进的生产配方,在干燥技术、密闭技术以及汽提技术方面取得了重大的突破,使得生产过程的自动化水平与效率不断提升。除此之外,在整个行业发展当中,对于PVC产品的质量要求也在不断的提升,这就使得PVC企业必须不断地革新自身的产品质量,通过制定多方向发展的路线,从提升产能转变为多品种、多牌号的精细化生产模式,扩大自身的市场份额。
4问题分析
通过查看用户的壁纸样品可以发现,所谓的水纹主要是由于液体助剂析出造成的。在用户配方中,用量最大的液体助剂即为增塑剂,因此初步判断析出原因是由于物料配混时,增塑剂和稳定剂等液体助剂被树脂吸收不完全造成的。采用差示扫描量热法(DSC)测试PVC树脂的玻璃化转变温度(Tg),如图1所示。从图1可知:PVC树脂的Tg为85.69℃。用“干点”法测试不同聚合度PVC树脂的增塑剂吸收时间,如图2所示。“干点”试验方法:将Brabender星型混合器升温到80℃,加入500g的PVC树脂及10g有机锡稳定剂,在100r/min时混合5min后加入250g增塑剂DOP,记录增塑剂吸收时的扭矩变化,从增塑剂加入到扭矩达到最小所需时间即为增塑剂吸收时间。从图2可知:3种不同聚合度的PVC树脂,其增塑剂吸收时间随树脂聚合度的增大而缩短,但都不是在增塑剂加入后立即被吸收。在增塑剂吸收过程中,增塑剂小分子主要进入到PVC树脂的初级粒子和次级粒子内部,此过程要PVC树脂处于高弹态,也就是要高于Tg温度,同时也需要足够的吸收时间。从客户生产工艺看,物料的配混温度过低、时间过短,这将造成增塑剂吸收不完全,从而产生析出问题。
5优化控制方式
我分厂的自控调节阀采用PID控制,控制系统对实际的变量进行计算并进行调节,经过计算后,合理地对PID值进行设定,通过提高调节阀的调节效率来提升运行效率。分厂使用了异常情况记录分析系统。当操作中出现工艺异常时,系统会将出现异常情况的环节、时间、超出范围值等数据记录下来。要求对故障问题进行原因分析并及时消除故障。如果故障没有消除,生产线不能投入使用;当设备出现故障时,该系统会自动提取故障信息,提示进行维修。当故障清除后,提示设备处于备用状态,可以使用,保证生产安全。分厂为了提高安全运行水平,与仪表人员一起开展了故障检测系统的研究,以实时监测工艺运行情况。以前氯乙烯生产过程的故障诊断是人为判断为主,存在许多不可控因素。不能及时发现问题,或者出现问题时才能发现,这种对工艺问题诊断滞后的情况,对生产线的正常运行造成很大影响。经过研究,根据反应原理和工艺特点,合理地设置和配置在线监测系统能够快速预测事故问题,通过对系统的检测,发现异常点进行报警,提醒员工及时进行处理,可以保证工艺过程安全平稳运行,这项研究处于起步阶段,相信在不久的将来,会投入运行并会取得良好的效果。
结束语
聚氯乙烯(PVC)膜(片)是聚氯乙烯的主要成品之一,它具有物理机械强度高,耐腐蚀性、耐候性和自熄性均较好等特点,是目前包装行业流行的包装材料,广泛应用于食品、医药、日常生活用品、服装等领域。聚氯乙烯膜(片)通常采用双螺杆挤出机或行星螺杆挤出机配合压延机压延成型。在聚氯乙烯膜(片)生产常出现有析出物、晶点较多、粘辊等问题,现将各类问题的产生原因进行分析,并找到了相应的解决措施。
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论文作者:宜贝贝
论文发表刊物:《基层建设》2019年第20期
论文发表时间:2019/9/21
标签:聚氯乙烯论文; 氯乙烯论文; 增塑剂论文; 树脂论文; 材料论文; 生产工艺论文; 工艺论文; 《基层建设》2019年第20期论文;