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!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!