提高聚苯乙烯合成工艺(PS)质量工艺方法

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2017-05-07 22:18 标签： 聚苯乙烯泡沫板
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聚苯乙烯PS
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文档介绍：
专论·综述弹性体,,23(3):72~77CHINAELASTOMERICS国内外聚苯乙烯工艺技术分析刘宏吉(中国石油吉林石化公司乙烯厂,吉林吉林132022)摘要:对国内外聚苯乙烯(PS)生产工艺技术现状和近年来的发展情况进行了综述,重点介绍了国外有代表性的工艺技术特点,对各3-艺采用的流程和设备、装置的能耗和物耗等进行了对比分析;提出国内石化系统应进行联合攻关,开发世界级水平的PS生产成套技术,重视开发各专用牌号和PS后加工技术的研究,加强研究共聚合改性的PS产品。关键词:聚苯乙烯;生产工艺技术;本体法;技术进展中图分类号:TQ325.2文献标识码:A文章编号:(—06聚苯乙烯(Ps)是由苯乙烯单体聚合而成的,目前工业上主要采用本体聚合法和悬浮聚合法。PS是一种热塑性非结晶性的树脂,主要分为通用级聚苯乙烯(GPPS,俗称透苯)、抗冲击级聚苯乙烯(HIPS,俗称改苯)、发泡级聚苯乙烯(EPS)及问规聚苯乙烯(SPS),是世界上用量最大的五大通用塑料品种之一,仅次于聚乙烯、聚丙烯和聚***乙烯,具有较便宜的价格和平衡的特性,是工程及日用品中较佳的材料,主要用于制造日常生活中的一次性餐具、汽车部件、包装材料、玩具、建筑材料、电器和家庭用品等。1国外技术情况PS最早于1930年由德国法本公司,即BASF公司前身首先实现工业化,随后经过7O多年的技术实践,现PS系列树脂的工业生产大都采用本体连续聚合法工艺。相比之下,乳液聚合法所用助剂多、工艺流程长、使用水量大,产生污水也多,这种方法已很少用于GPPS的生产了。如果要生产纯净的、高透明的及外观漂亮的PS系列树脂,连续本体聚合法是首选方法]。1.1国外主要PS公司技术情况1.1.1Dow工艺美国的Dow公司早在2O世纪30年代就开收稿日期:作者简介:刘宏吉(1969一),男,吉林磐石人,高级工程师,学士,主要从事聚乙烯的生产及管理工作。发出PS的生产技术,经过60多年的发展,对PS的聚合工艺已做了大量的改进和发展,是世界四大PS生产商之一,在PS的生产领域至今一直保持领先的地位。2002年,Dow公司在中国张家港采用最先进的技术建设了120kt/a的装置。Dow公司PS工艺的特点主要有:(1)采用双官能团的引发剂引发,加少量乙苯作为循环溶剂。(2)聚合系统包括3个串联的立式活塞流反应器、1个与一级反应器并联的平行反应器。其反应器均为满釜操作,物料输送动力主要靠进料泵提供,各个反应器间没有聚合物,靠压差传送。上述设备均为Dow公司的专有技术。其立式反应器结构较为先进,可有效地通过导热油循环带走反应热并提供生产HIPS所需的搅拌剪切能力。平行反应器用于生产该公司新开发的、可部分替代ABS树脂的HIPS产品;Dow工艺的最终转化率可达80~85。(3)采用翅板式脱挥预热器和单级脱挥器及二级冷凝,第二级冷凝采用乙二醇作冷剂。(4)对于去除聚合副反应所产生的低聚物,该工艺采用将脱挥器出来的未反应组分通过二级冷凝的方式在第一级冷凝器中除去高沸点组分(低聚物),无需采用真空蒸馏提纯的方法,排出的低聚物作为燃料回收利用。第3期刘宏吉.国内外聚苯乙烯工艺技术分析·73·(5)设备材质方面除真空及循环系统、脱挥系统和添加剂系统为不锈钢外,反应器等均为碳钢。1.1.2BASF工艺德国BASF公司的前身I.G.公司,是世界最早的PS发明者。经过多年发展,BASF公司已成为当今世界四大PS生产商之一,其工艺亦相当成熟且有独到之处。1998年,BASF公司与中国的扬子石油化工公司合资采用BASF工艺建成了100kt/a的PS装置,其GPPS和HIPS的生产采用各自的生产线。其主要特点有:(1)采用引发剂引发,加少量乙苯作为循环溶剂。(2)聚合系统GPPS生产较为简单,采用单立式全混流反应釜操作,配有平叶加锚式搅拌器,聚合反应热通过冷进料和苯乙烯及乙苯的蒸发冷凝散去;HIPS的生产包括两级立式全混流预聚釜和两级立式活塞流反应器,一级预聚釜搅拌器为折叶式,二级预聚釜搅拌器为锚式,后两级反应器结构与Dow工艺类似。其最终转化率可达85。(3)脱挥系统GPPS采用二级脱挥器,每个脱挥器均有一套独立的真空系统;HIPS采用单级脱挥器。GPPS产品的残留单体含量可控制在200/~g/g以下。(4)真空及循环系统配有循环液真空蒸馏提纯装置,从脱挥器出来的蒸汽部分被喷淋冷却下来进行提纯,除去循环液中的低聚物。(5)设备材质类似Dow工艺,其立式活塞流反应器材质亦为碳钢。其它(如预聚釜、脱挥器)为不锈钢。1.1.3Chervon工艺美国Chervon公司的工艺是在Gulf()il公司的工艺上发展起来的。工艺。经多年的发展,Chervon工艺也已成为种较有代表性的工艺。其工艺特点主要有:(1)采用引发剂引发,加少量甲苯作为循环溶剂。(2)聚合系统GPPS的生产采用3个串联的带螺带式搅拌器的近似全混流的反应器:HIPS的生产采用一个带折叶式搅拌器的全混流反应器和3个与GPPS生产线相同的反应器串联操作;另外,还有一个管式的绝热后反应器,有利于提高最终转化率和降低脱挥预热温度。该工艺主要靠控制多个反应器的液位和温度来控制产品的相对分子质量及其分布,最终转化率可达85。(3)脱挥系统采用二级脱挥器。在第二级脱挥器入口管线可加入软水辅助脱挥,最终产品的残单含量低达300/~g/g。(4)真空及循环系统配有循环液的真空蒸馏提纯装置,可有效除去循环液中的低聚物,排出的低聚物作为燃料回收利用。另外,进料系统配有可除去苯乙烯中的阻聚剂TBC的吸附塔。(5)与物料直接接触的设备材质全部为不锈钢。1.1.4Fina工艺美国Fina公司的工艺为原Cosden工艺。Fina公司与ELF—ATO公司合并后成立的阿托菲纳公司已成为世界上四大PS生产商之一,而Fina工艺也是世界上转让最多的商业化PS工艺。该商业化工艺特点主要有:(1)采用热引发,加少量的乙苯作为溶剂。(2)聚合系统采用1个全混流立式预聚釜和3个活塞流卧式反应器串联操作。反应热可通过反应器的导热油循环带走;反应器之问采用泵送,各后级反应器均有物料回流至前级反应器以保持卧式反应器的满釜操作。最终转化率一般控制在75以下。(3)脱挥系统采用二级落条式脱挥器,产品的最终残单含量可控制在700ug/g以下。(4)真空及循环系统没有除低聚物的配置。循环液定期排除以降低循环液中的杂质。(5)设备材质全部为碳钢,因此其生产线的投资相对较省。20世纪90年代初,在转让上述工艺时,Fina公司本土就已开发了新一代的工艺,其设备单线能力可达136kt/a。该新工艺采用双官能团引发剂引发,聚合系统采用二级全混流立式预聚釜和四级活塞流卧式反应器的配置,循环系统配有吸附除去副反应产物和低聚物的装置。74‘弹性体第23卷115TEO—MTC-r艺日本TE&MTC的工艺特点主要有:(1)一般采用热引发,高光泽HIPS的生产才用引发剂引发,加少量乙苯为溶剂。(2)聚合系统采用2台1
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