国内外聚氯乙烯工业生产技术进展

刘璞 王如贞 黄宝恒 刘云

摘 要：随着社会经济的飞速发展，对聚氯乙烯的需求量越来越高，因此被运用到我们日常生活中的各个领域，原本的工厂也在不断的扩建、改建。但是，在聚氯乙烯生产的过程中也会出现各种问题，本文深入分析了国内聚氯乙烯行业的生产技术发展背景和当今的技术现状，针对原料采购加工路线、生产过程中的加工工艺设备、使用的生产聚合方法分类介绍，研究探讨悬浮法生产PVC树脂工聚合原理和先进技术。

关键词：聚氯乙烯；悬浮法；单体

聚氯乙烯作为非结晶性材料属性，有化学高分子材料形成的乙烯基的聚合物，耐化学药品性高、物理性能强度高、具备抗酸碱性、具备稳定的化学性等特点，没有伤害性同时能够替代有害生态的平衡的产品。

1 国内外pvc发展趋势

聚氯乙烯（PVC）高分子材料合成树脂重要组成部分，塑料制品也是工业化产品主力军。产品性能好，材料结构的稳定性强，产品价格低廉。近年来，这种材料不断受到新产品替代，但相关产品的总需求量反而在稳定增长，未来生活中需求也在增加。

国内的聚氯乙烯相关行业的发展追溯与50年代左右，最早的出现是因为工业化生产需求的塑料材料不断增加，相关的产品包括的热塑性树脂材料增加使得国内研发生产了局吕依次材料的产品。至今，国内的PVC材料生产厂家具有一定规模的不低于80余家，其产品的总生产能力突破300万吨/年。

2 单体合成工艺路线

2.1 乙炔路线

生产原理是：通过电石工艺技术发生化学反应水解产生乙炔气体和氯化氢气体混合，通过加入催化剂氧化汞的加速反应产生氯乙烯材料。

生产加工工艺是：通过制冷水作用使得乙炔气体温度低于35℃，同时积累乙炔气柜高度，不断增加乙炔气体高压，采用先进的升压机组对乙炔气体进行一系列的加压过程达到至80kPa·G左右，具有高压的乙炔气进一步执行降温操作，这次降温低于10℃以下，进一步是气体冲入硫酸清净塔中，进行一系列气体除杂质流程，通过静塔除去乙炔气中的S、P以及其他杂质。接下来是进行乙炔气体的中和反应，同时能够净化气体并且实施干燥气体作业过程，提炼乙炔气体的纯度，能够达到98.5%以上，最终于能够用来制作聚氯乙烯材料。

2.2 乙烯路线

乙烯氧氯化法应用的主要工艺主要有三个部分：乙烯直接制作的氯化制二氯乙烷方法、乙烯氧氯化制EDC和EDC裂解，使用的主要生产工艺包含直接氯化单元、氧氯化单元、EDC裂解单元、EDC 精制单元和VCM单元精制等主要部分组成组成。首先一步是通过粗放式反应产生出EDC。通过不断循环充分反映使得乙烯、氧气HCl在氧氯化基础上升级为生成EDC。进一步是不断优化循环和提纯步骤。提纯后的材料进入到精EDC裂解环节，通过裂解已有的单元结构进入VCM结构的合成，进一步提纯VCM材料，这个过程也是不断循环不断提纯的过程。目前应用该生产工艺方法产生的成果转化率非常高，相关的工艺技术也很成熟，总生产能力已经超过500万吨/年。

2.3 聚合工艺实践方法

通过查阅可以看出，主要生产途径和工艺方法是：悬浮法、本体法、乳液法和微悬浮法。相关方法各有优势，但是应用比重相差甚远，悬浮法工艺路线生产的PVC占有主导地位，大约是占PVC总产量的90%，其重要性显而易见，近年来，相关的工艺路线也在逐步优化和技术突破。

3 悬浮聚合生产工艺

悬浮聚合法应用于生产聚氯乙烯产品设计的主要生产工艺突出在清理后的环节中加入水和悬浮剂以及合适的抗氧剂等材料，冰洁借助于氯乙烯材料单体通过反应发挥作用，并达到预期目的，伴随着离子水中搅拌，通过不断混合和打乱结构排序实现单体结构变换成为分散小液滴结构，进而增加凝固材料比如保护胶实现均匀凝固效果，通过不断促进催化融合和物理搅拌融合添加适量的引发剂乳液，构建平稳结构的性能优质平稳材料，然后通过加热方法聚合在一起，通常的聚合温度在45～70℃。

4 聚合机理

氯乙烯生产过程中伴随着悬浮聚合反应过程，整个工艺流程归类为自由基链锁加聚反应，这种反应通常都是分为几个步骤开展：链生成引发体，逐步扩展链长度，结合到一定程度后链终止，整条链实现链转移。

①链引发：通过加热的预备材料产生自由基过程：初级自由基与VCM形成单体自由基，两种自由基都是初始链结构。

②链增长：通过链产生的单体自由基自身性质决定的其自身是十分活泼的，所以不断兴盛和衰竭过程来实现链的增长，连接机体健断链重组的过程不断生成更多的链自由基。

③链终止：通过反应第二步骤，事项一种特定的聚合度程度，也就是说分子链长度到了临界值，链长度稳定，并且数量很多，那么链单体就会相对很少，這么长的链活动能力比较弱逐步失去电子，从而终止了链环节。

④链转移：终止的链主要分布在氯乙烯聚合生产的化学反应中，形成的大分子结构的自由基能够来自于单体，或者来自溶剂成分，最终的一个氯原子得到氢原子后相互十分稳定而终止化合反应，其中一个机体由于失去自生结构中的原子而成为了一个新的自由基活跃体，寻找发生新的链增长反应。

参考文献：

[1]刘自珍.我国聚氯乙烯面临的挑战与发展对策[J].中国氯碱，2008.