[实用新型]一种PVA多品种聚合系统生产装置

说明书

技术领域

本实用新型属于化工领域，特别涉及一种PVA多品种聚合系统生产装置。

背景技术

聚乙烯醇是一种十分独特的水溶性高分子聚合物，它具有许多优异的基本性质，这使它在实际生活中具有十分宽广的用途。聚乙烯醇具有较好的溶解性和粘度。它的水溶液透明，粘合力好。它不但能够溶于水，而且还能溶于含有羟基的极性溶液(甘油、乙二醇、醋酸、乙醛等)。聚乙烯醇与淀粉、塑胶、合成树脂、纤维素的衍生物及各类表面活性剂均能相互混溶并且有较好的稳定性。同时聚乙烯醇可以看作是一种带有仲羟基的线性高分子聚合物，分子中的仲羟基具有较高的活性，能够进行低级醇类的典型化学反应，如酯化、醚化、缩醛化等，还可与许多无机化合物、有机化合物反应。这使聚乙烯醇能够广泛地用于造纸加工、粘合剂、涂料行业。

目前国内普遍的聚乙烯醇聚合生产系统流程，原料醋酸乙烯（99.9%）与溶剂甲醇（99.8%）一起进入聚合预热器将物料进行预热，预热器下部温度保持在59℃左右，然后溢流进入聚合一釜在引发剂的作用下聚合生成聚醋酸乙烯，反应放出的热量使部分甲醇、醋酸乙烯汽化，混合气体进入聚合预热器，与原料醋酸乙烯、溶剂甲醇进行热交换，未凝气体进入聚合一釜逆流冷凝器，冷凝液回流到聚合一釜。聚合一釜的聚合率达到后（聚合率的控制与所需生产品种、经济考核指标有关），通过聚合一釜内回流管线控制一釜液位，树脂泵向聚合二釜加料，物料在聚合二釜中继续反应生成聚醋酸乙烯（PVAC），反应放出的热量使部分甲醇、醋酸乙烯汽化，混合气体进入聚合二釜逆流冷凝器，冷凝液回流至二釜内，聚合二釜的聚合率达到后（聚合率的控制与所需生产品种、经济考核指标有关），通过聚合二釜树脂泵外回流控制一定液位、停留时间，向聚合一塔加料。一塔靠吹入甲醇量控制一塔釜VAC含量小于0.10%以下。一塔馏出部分回流，部分送聚合二塔加料，一塔釜液经溶解甲醇调节浓度（PVAC浓度根据产品不同控制范围在25—33%之间）去PVAC储槽，供醇解单元生产PVA。

聚合一釜、二釜是一样大的聚合釜50M3，搅拌一般为框式，转速一釜为8转/分，二釜为5转/分。反应停留时间控制在4—6小时之间。反应温度控制在65℃左右。聚合一釜采用内回流，既物料通过聚合一釜树脂泵，部分通过调节阀控制将物料打回聚合一釜内，部分送聚合二釜加料。聚合二釜采用外回流，既物料通过聚合二釜树脂泵，部分通过调节阀控制回到聚合二釜树脂泵入口，部分送聚合一塔进行单体分离。另外，因受到旋转剪切的作用，流体会沿内筒壁或轴上升，发生自聚、结块、包轴或爬杆现象。高粘度聚合物合成时，当搅拌在液体中旋转时，离轴越远的地方剪切速率越大，故法向应力越大，相应地，高分子链的弹性回复力越大，从而使溶体沿轴向上挤，当插入其中的搅拌旋转时，没有因惯性作用而甩向容器壁附近，反而环绕在搅拌桨叶附近，出现沿搅拌桨叶向上爬的“爬杆”现象。

这种工艺生产方法的缺点是：对于高粘度、高聚合度、高聚合率的物料不易搅拌均匀，尤其是对于聚合度在2800以上的物料，搅拌时易出现局部结块、爬杆的现象，并且轴向转动扭力过大，搅拌轴安全易销断裂，搅拌停止造成爆聚现象，严重影响安全生产。同时醋酸乙烯加料量，会不同程度的降量，以保证聚合釜搅拌的安全运行，聚合釜一釜液位控制，将已聚合的物料打回聚合釜内，改变了聚合停留时间，易造成局部反应剧烈，出现爆聚现象，物料的粘稠性，决定了聚合设备选择的局限性，设备利用率降低，相对的消耗增加。聚合二釜给一塔的加料，由于粘度较大管线上加甲醇进行稀释，但稀释甲醇与PVAC溶液混合不均匀，进入一塔后增加了相应的吹入甲醇量，增加能耗，一塔釜出PVAC溶液通过溶解甲醇的加入调节浓度（一般PVAC浓度控制在25---33%左右），溶解甲醇与PVAC溶液混合不均匀，送入储槽供后续单元生产聚乙烯醇产品，浓度的变化会直接影响聚乙烯醇产品质量。在温度较低的北方地区冬季开车时，生产出合格PVAC的时间较长，生产聚乙烯醇产品所需的聚醋酸乙烯溶液品种相对较窄，一般大多数适用于纺丝，聚合过程出现的乙醛量的累计，会造成产品PVA的质量大幅度下降。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有聚乙烯醇聚合生产系统流程存在的不足之处，提供一种单体溶液聚合的系统装置，能大幅度提高聚乙烯醇聚合度的调节范围、提高聚乙烯醇醇解度的精确调节控制。

实现本实用新型的目的的技术方案是这样的：