Физико-химические свойства сырья, продуктов и вспомогательного материала
Винилхлорид - бесцветный газ, тяжелее воздуха, с характерным запахом. Технический винилхлорид - бесцветная легколетучая жидкость с резким эфирным запахом.
Молекулярная формула C2H3Cl
Структурная формула CH2=CH-Cl
Молекулярная масса 62,5
Температура кипения,0С 13,8
Температура плавления,0С 158,4
Плотность жидкости при 20 0С,кг/м3 911
Теплопроводность при 20 0С, кДж/м×К 0,138
Удельная теплоёмкость, кДж/кг×К 1375
Хорошо растворяется в 1,2-дихлорэтане, эфире, углеводородах нефти. Малорастворим в воде [7].
Винилхлорид относится к классу ненасыщенных хлорированных углеводородов, содержащие в составе молекулы одну двойную связь. Характерны реакции присоединения, окисления, замещения.
Поливинилхлорид – однородный порошок белого цвета.
Молекулярная формула (1.1):
CH2 = CHCl (1.1)
|
|
Влажный поливинилхлорид – комкующийся порошок белого цвета с массовой долей влаги 25-30% [6].
Обессоленная вода – электропроводность 0,2.105ОМ/см-1; рН 6,3-7,0.
Винилхлорид. При нормальных условиях бесцветный газ с характерным запахом. Температура кипения –13,90С.Обладает наркотическим действием. ПДК в воздухе рабочей зоны 1 мп/м3.Область воспламенения 3,6-33 %. Класс опасности 1.
- Азот – бесцветный газ, не горюч.
- Пар Р=1.0 МПа по СТП 6-01-08-57-91.
Отходы поливинилхлорида. Порошок белого цвета состоящий из частиц более 400 микрон, отвечающий техническим требованиям ТУ 01-1177-79 с изм.1-4.
Поливинилхлорид суспензионный - готовый продукт.
Эмперическая формула (1.2):
(-СН2-СНС1-)n (1.2)
Где n-число звеньев ВХ, входящих в одну полную цепь колеблется в пределах 300-2000. Относится к термопластичным полимерам. Плотность 1340-1400 кг/см3.Теплостойкость 70-800С[2].
Морозостойкость до минус 100С. Удельное электрическое сопротивление 5.1011 Ом.м. Химически стоек: в бензине, борной кислоте, бутадине, диоксиде углерода,40%-ой плавиковой кислоте,30%-ой соляной кислоте и т.д. Химически нестоек: в ТХЭ, уксусноэтиловом эфире, окиси этилена, нитробензоле, ксилоле и д.р. Смачивается водой. ПВХ – порошок белого цвета без вкуса и запаха. При температуре выше 1500С разлагается с выделением хлористого водорода и окиси углерода. ПВХ относится к умеренно опасным веществам. ПДК ПВХ в воздухе рабочей зоны – 5 мп/м3[4].
|
|
Характеристика сырья и продуктов в соответствии с ГОСТ и ТУ
Технические требования к винилхлориду по ТУ 6-01-14- 90 приведены в таблице 1.1.
Таблица 1.1. Технические требования к винилхлориду
Наименование сырья, материалов, полупродуктов, энергоресурсов | Государствен-ный или отрас-левой стандарт, технические условия, СТП, регламент или методика на подготовку сырья | Показатели, обязательные для проверки | Регламентируемые показатели | |
1 | 2 | 3 | 4 | |
1.Винил хлористый технический (далее по всему тексту –винилхлорид, ВХ) | ТУ 6-01-14-90 с изм. 1,2 | 1.Внешний вид и цвет | Однородная прозрачная бесцветная жидкость без посторонних включений и отслоя | |
2.Массовая доля при-месей, определяемых хроматографически в сумме, %, не более, в том числе: ацетилена ацетальдегида дихлорэтанов (1,1 и 1,2) бутадиена (1,3) | Высший сорт 0,020 0,0001 0,0006 0,0020 0,0010 | Первый сорт 0,026 0,0001 0,0030 0,0020 0,0030 | ||
3.Массовая доля хлористого водорода, %, не более | 0,0001 | 0,0002 | ||
4.Массовая доля железа, %, не более | 0,0001 | 0,0001 | ||
5.Массовая доля воды, %, не более | 0,02 | 0,04 | ||
6.Массовая доля фенола, %, не более | 0,0005 | 0,0005 |
|
|
Методы производства
В настоящее время, промышленное производство ПВХ осуществляют тремя способами:
1. Суспензионная полимеризация по периодической схеме. Винилхлорид, содержащий 0,02-0,05% по массе инициатора (диазосоединения), интенсивно перемешивают в водной среде, содержащей 0,02-0,05% по массе защитного коллоида (метилгидроксипропилцеллюлоза, поливиниловый спирт). Смесь нагревают до 45-65єC (в зависимости от требуемой молекулярной массы ПВХ) и заданную температуру поддерживают в узких пределах с целью получения однородного по молекулярному весу ПВХ. Полимеризация протекает в каплях ВХ, в ходе ее происходит некоторая агрегация частиц. В результате получают пористые гранулы ПВХ размером 100-300 мкм. После падения давления в реакторе (степень превращения винилхлорида около 85-90%) удаляют непрореагирующий мономер, поливинилхлорид отфильтровывают, сушат в токе горячего воздуха, просеивают через сита и расфасовывают. Полимеризацию проводят в реакторах большого объема (до 200м3). Новые производства полностью автоматизированы. Удельный расход ВХ 1,03-1,05 т/т ПВХ.
|
|
Преимущества способа: легкость отвода тепла реакции, высокая производительность, относительная чистота ПВХ, хорошая совмещаемость его с компонентами при переработке, широкие возможности модификации свойств ПВХ путем введения различных добавок и изменения параметров режима[8].
2. Полимеризация в массе по периодической схеме в две ступени. На первой винилхлорид, содержащий 0,02-0,05% по массе инициатора, полимеризуют при интенсивном перемешивании до степени превращения около 10%. Получают тонкую взвесь частиц ("зародышей") ПВХ в мономере, которую переводят в реактор второй ступени. Сюда же вводят дополнительное. количества мономера и инициатора и продолжают полимеризацию при медленном перемешивании и заданной температуре до степени превращения ВХ около 80%. На второй ступени происходит дальнейший рост частиц ПВХ и их частичная агрегация (новых частиц не образуется). Получают пористые гранулы ПВХ с размерами 100-300 мкм в зависимости от температуры и скорости перемешивания на первой ступени. Незаполимеризовавшийся ВХ удаляют, ПВХ продувают азотом и просеивают. Порошок сыпуч и легко перерабатывается.
Преимущества перед суспензионным способом: отсутствие стадий приготовления водной фазы, выделения и сушки ПВХ, в результате уменьшаются капиталовложения, энергозатраты и расходы на обслуживание. Недостатки: затруднены отвод тепла реакции и борьба с коркообразованием на стенках аппаратуры; образующийся ПВХ неоднороден по молекулярной массе, его термостойкость ниже, чем у ПВХ, полученного первым способом.
3. Эмульсионная полимеризация по периодической и непрерывной схеме. Используют растворимые в воде инициаторы (H2O2, персульфаты), в качестве эмульгаторов - ПАВ (алкил - или арилсульфаты, сульфонаты). Радикалы зарождаются в водной фазе, содержащей до 0,5% по массе инициатора и до 3% эмульгатора, затем полимеризация продолжается в мицеллах эмульгатора. При непрерывной технологии в реактор поступают водная фаза и ВХ. Полимеризация идет при 45-60єC и слабом перемешивании. Образующийся 40-50% -ный латекс с размерами частиц поливинилхлорида 0,03-0,5 мкм отводится из нижней части реактора, где нет перемешивания. Степень превращения винилхлорида 90-95%. При периодической технологии компоненты (водная фаза, ВХ и обычно некоторое количество латекса от предыдущих операций, так называемый затравочный латекс, а также др. добавки) загружают в реактор и перемешивают во всем объеме. Полученный латекс после удаления ВХ сушат в распылительных камерах и порошок ПВХ просеивают. Хотя непрерывный процесс высокопроизводителен, преимущество часто отдается периодическому, ибо им можно получить ПВХ нужного гранулометрического состава (размеры частиц в пределах 0,5-2 мкм), что очень важно при его переработке. Эмульсионный ПВХ значительно загрязнен вспомогательными веществами, вводимыми при полимеризации, поэтому из него изготовляют только пасты и пластизоли[5].
Метод суспензионной полимеризации получения ПВХ нашел промышленное применение на Стерлитамакском АО «БСК», производство «Каустик» в цехе №11.Данным методом в мире производится не менее 80% всего поливинилхлорида, двумя другими способами по ~10%.
Применение готового продукта
Суспензионный поливинилхлорид используется для изготовления изделий методами экструзии, каландрованием, прессования, вальцевания, литья под давлением.
ПВХС-6359М применяют для производства пластифицированного изделия типа светотермостойкого пластиката, высокопрочных труб, спецлинолиума, пластифицированных плёнок, оконных и дверных блоков, искусственных кож.
Поливинилхлорид нашёл широкое применение при изготовлении фитингов, кабелей и проводов, тары и упаковки, покрытий для стен и крыш, гибких шлангов, пластозольных изделий, одежды, обуви, товаров для спорта и отдыха, бытового оборудования, мебели и канцелярских товаров, изделий для электро-, радио- и электронной промышленности и много другого[7].
Основные потребители поливинилхлорида – строительство (50-60%), производство тары и упаковки (18%), кабельная промышленность (10%).
Применение ПВСХ приведены в таблице 1.3
Таблица 1.3. Применение ПВХС
Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 886; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!