ABS树脂SAN项目真空系统对物料平衡及产品质量影响分析

2016-08-30孙景超王梁李伯祥

橡塑资源利用 2016年3期

关键词：惰性真空度产品质量

孙景超　王梁　李伯祥

（天津大沽化工股份有限公司）

ABS树脂SAN项目真空系统对物料平衡及产品质量影响分析

孙景超王梁李伯祥

（天津大沽化工股份有限公司）

通过对本公司ABS树脂SAN项目的工艺、设备及产品质量进行分析，总结真空系统对物料平衡及产品质量的影响。

SAN项目；真空系统；物料平衡；产品质量。

SAN树脂是通过本体法聚合反应制得苯乙烯丙烯腈的共聚物，生产过程为连续性生产，反应转化率为65%，残留单体及辅料通过真空系统回收，重复利用，以保持整个系统达到物料平衡，并且使产品质量保持在合格范围内。

1、产品介绍

产品名称：SAN

别名：SAN树脂

结构式：

2、SAN树脂真空系统工艺简介

本工艺为原料连续加入到反应釜中。在反应釜中，经过搅拌和提供有效的停留时间，达到预定的转化率。马格泵连续将合成树脂和剩余单体的混合物送到真空系统进行脱挥发，以移除残留单体。脱挥发出的单体在冷凝器中冷凝，并流到真空密封倾析罐中。倾析罐中的单体通过循环单体泵输送到反应釜中重复利用。从真空系统脱挥发出来的聚合物通过熔融泵输送到造粒系统进行水下造粒，质量检验合格后，SAN被送到 SAN成品料仓中的一个，作为ABS树脂的原料使用。

2.1 SAN树脂真空系统工艺流程

图1　真空系统及上下装置

2.2真空影响物料平衡机理

SAN工艺是动态平衡过程，通过将反应混合物升温，将小分子单体气化，并通过真空泵抽真空，将混合单体排出。通过两次脱挥发，最终聚合物固含量达到 99.9%。脱挥发出的单体通过倾析罐循环回聚合釜循环利用。

3　真空对系统物料平衡及产品质量的影响

3.1真空对系统物料平衡的影响

3.1.1真空对转化率的影响

转化率是一个关于聚合釜液位（单体停留时间）、聚合温度和聚合釜内过氧化物浓度的重要参数，无论生产哪种牌号的聚合物，聚合釜内的液位应该保持恒定，所以转化率应该与聚合釜的液位无关。

系统中若有乙苯和其他的一些惰性物质或非聚合物质将影响给定聚合釜温度下的转化率或者过氧化物浓度。因此随着这些惰性物质浓度的改变聚合釜操作条件也应该改变。如果体系中有过多的惰性物质，将导致反应温度或过氧化物浓度高。

SAN分子量也被体系中的惰性物质影响，大多的惰性物质在体系中起着一种不稳定的链转移剂的作用，因此惰性物质的含量多会减小SAN的分子量，会增大SAN的熔体的流动性。因此应该定期的检查和调节冷凝物中的净化单体流量来改变惰性物质的浓度。

在 SAN生产系统中，真空可以从聚合物中脱出未反应的单体。每个真空顶部都有一个热油加热的管壳式换热器，在脱出单体之前来加热聚合物。

1#真空通常的操作液位是在椎体部分的25～50%。根据牌号和生产速率的不同真空度控制在-60kPa ～-90kPa。根据牌号和生产速率的不同，1#真空加热器根据条件卡片控制在一个目标温度。1#真空脱挥发后聚合物固含量在可达到90%。

2#真空正常的真空度控制在-101KPa。2#真空的真空是控制在最低的真空度下操作，并且是恒定的真空度。真空度越低在SAN的最终产品中的挥发性物质就越少。

3.1.2真空系统对系统惰性物质的影响

过量的惰性物质会导致 SAN反应釜的操作温度比正常温度高（保持相同的转化率情况下），还会产生降低产品粘度的低分子量聚合物链。因此保持倾析罐中惰性杂质浓度恒定在 4～8%范围内很重要。这些惰性杂质通常由新鲜苯乙烯进料带入SAN系统。惰性杂质主要是EB，但也可能包含其它在苯乙烯生产过程中产生的杂质，如二甲苯、异丙苯、甲苯及其它不聚合物质。

通过提高二级真空系统的真空度，可以提高惰性物质的脱挥发率，并经过冷凝排液，将惰性物质控制在合格范围内。

3.2真空对产品质量的影响

3.2.1真空系统对残留单体的影响

一级和二级真空，将残留的单体脱挥发，随着真空度的增加，效果明显增强，物料粘度也随着增大，当真空至-40kPa和-101kPa时，可以将系统 99.9%的单体脱挥发，物料粘度达到设备允许值。曲线如下：