[发明专利]一种制备乙烯-醋酸乙烯醇共聚物的方法和装置

说明书

本发明公开了一种制备乙烯‑醋酸乙烯醇共聚物的方法和装置。所述方法包括将含乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物的聚合液送入醇解塔I上部，碱性催化剂物流送入醇解塔I，或者将碱性催化剂与含乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物的聚合液混合后共同送入醇解塔I上部，醇解塔I底部吹入甲醇蒸汽，进行反应；醇解塔I塔釜液送入醇解塔II上部，碱性催化剂物流送入醇解塔II，醇解塔II底部吹入过量新鲜甲醇蒸汽，进行反应；反应得到的气相物流作为醇解塔II塔顶气从塔顶排出，全部通入醇解塔I底部作为甲醇蒸汽的主要来源，醇解塔II塔釜液排出后得到乙烯‑醋酸乙烯醇共聚物。本方法具有工艺能耗低、树脂产品分子量分布指数小、设备投资费用低等优点。

技术领域

本发明涉及乙烯-醋酸乙烯醇共聚物领域，具体地说，是涉及一种制备乙烯-醋酸乙烯醇共聚物的方法和装置。

背景技术

乙烯-醋酸乙烯醇共聚物(EVOH)与聚偏二氯乙烯(PVDC)和聚酰胺(PA)并称为世界三大高阻隔材料，是一种集乙烯聚合物的加工性能和乙烯醇聚合物的气体阻隔性于一体的新型高分子合成材料，广泛应用于包装领域，具有十分广阔的市场和应用前景。乙烯-醋酸乙烯醇共聚物一般可由乙烯和醋酸乙烯酯通过乳液聚合、溶液聚合、本体聚合或悬浮聚合等常规方法聚合形成乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVAC)，再经碱性催化剂醇解反应而制得，其比例通常为乙烯摩尔含量为20～45％，乙烯醇摩尔含量为55～80％，而制备具有高阻隔性的乙烯-醋酸乙烯醇共聚物树脂用的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物聚合液主要以溶液聚合法得到，因为这样易于控制乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的组成、聚合度、支化度及其分子量分布。

通常，醇解过程会发生以下三类反应：酯交换反应、皂化反应和副反应，其中酯交换反应是主要的反应过程，反应方程如上所示，且是一可逆平衡反应，因此为了获得高醇解度的EVOH产物，须将生成的小分子副产物醋酸甲酯充分移除，促使反应向右移动。乙烯-醋酸乙烯酯共聚物聚合液的醇解反应通常在加压下进行，因此为了移除副产物醋酸甲酯促进酯交换反应的发生，多采用加热的方式将其蒸出反应体系。

EVOH是亲水性的，其气体阻隔性受湿度影响，当湿度60％时，阻隔性能明显下降；因而妨碍其应用范围的拓展，所以乙烯-醋酸乙烯醇共聚物多用于制造复合包装材料的中间层，和其它阻湿性好的材料复合使用，如乙烯-醋酸乙烯醇共聚物/PP，乙烯-醋酸乙烯醇共聚物/PET等。在实际应用中，乙烯-醋酸乙烯醇共聚物树脂经常与其他热塑性树脂进行共挤、层压、成型，大量用于食品包装领域。2010～2015年间，世界乙烯-醋酸乙烯醇共聚物年均需求增长率为6％，亚洲地区年均需求增长率为10％；2015～2020年间，世界年均需求增长率为6.5％，亚洲地区年均需求增长率为10.5％。目前，国内尚无乙烯-醋酸乙烯醇共聚物树脂的生产厂家，产品主要依靠进口，成本较高，而随着国内人民生活消费水平的提高及对健康的重视，以及人们对包装材料的性能提出了越来越高的要求，因此对乙烯-醋酸乙烯醇共聚物树脂的开发、研究和应用具有十分重要的社会和经济意义。