Спосіб одержання полівінілхлориду суспензійного марки пвх-с-89

Изобретение относится к способу получения поливинилхлорида марки ПВХ-С-89 методом суспензионной полимеризации и предназначенного для изготовления специальных видов пластиката, кабельного пластика, пленок и других видов продукции специального назначения. Выпускаются различные марки ПВХ-С от ПВХ-С-89 до ПВХ-С-47. По ГОСТ 14332-78 к продуктам марок ПВХ-С-89, ПВХ-C-70 и ПВХ-С-63 по большинству показателей: внешний вид, количество прозрачных точек в 0,1см 3, остаток после просева на сите с сеткой №№04, 0315, 0063, сыпучесть, время поглощения пластификатора предъявляются примерно одинаковые требования. Различается продукты этих марок по показателям: константа Фикентчера и насыпная плотность. У продукта марки ПВХ-С-89 константа Фикентчера составляет 89-91. насыпная плотность - 0,40-0,50г/см 3, у продуктов марок ПВХ-С-70 и ПВХ-С-63 константа Фикентчера составляет соответственно 70-73 и 63-65 и насыпная плотность равняется 0,45-0,55г/см 3. Марка поливинилхлорида обуславливает область применения продукта. Цифры 89 и 47 в условном обозначении марки ПВХ определяют величину константы Фикентчера, которая характеризует молекулярный вес полимера. Из литературы (1) известно, что молекулярный вес полимера является важной характеристикой, определяющей наряду с другими показателями почти все свойства материалов на основе этого полимера. Величиной молекулярного веса определяются в значительной степени физико-механические свойства полимерных материалов на основе поливинилхлорида (как жестких, так и пластифицированных), совместимость ПВХ с пластификаторами, текучесть расплава и многие другие свойства, Молекулярный вес ПВХ представляет собой среднюю статистическую величину. Характер молекулярновесового распределения обуславливается режимом полимеризации. От характера молекулярно-весового распределения также зависят многие важные свойства полимера, в том числе физико-механические свойства материалов на основе поливинилхлорида, а также технологичность ПВХ, то есть способность перерабатываться тем пли иным методом. При проведении полимеризации винилхлорида важное значение в формирование свойств поливинилхлорида имеют рецептура полимеризационной смеси и температура полимеризации. Известен способ получения поливинилхлорида суспензионного по рецептурам полимеризации (2), в которые входят компонеы: едкий натр кристаллический, 2-эталгексилхлорформиат, перекись водорода, 2бутоксиэтиленхлорформиат, обессоленная вода, метоцел с малым содержанием количества инициаторов (до 0,01%). При таких рецептурах процесс идет с уменьшенным коркообразованием в реакторе, однако такие рецептуры не обеспечивают получение продукта с большим молекулярным весом и улучшенного качества, т. к. процесс ведут в более жестких температурных условиях до 53°C и как было скачено ранее, с малым содержанием количества инициаторов. Отсутствие такого компонента как ионол, приводит к возникновению большого количества реакционных центров и, как следствие, к превышению давления и температуры в реакторе, ухудшению гранулометрического состава, увеличению отходив на стадии полимеризации. В зависимости от желаемой степени полимеризации ПВХ температуру поддерживают в пределах 4575°C. При полимеризации винилхлорида в суспензии в присутствии малых количеств инициаторов (0,01%) средний молекулярный вес ПВХ, - выраженный в значениях константы Фикентчера К находится в следующей зависимости от температуры полимеризации: С 72 67 60 54 50 температура: К 55 60 65 70 75 то есть, чем ниже температура полимеризации, тем выше значение К. Наиболее близкой по совокупности признаков заявленному объекту является способ (2) получение пивинилхлорида по следующим рецептурам: при инициировании процесса перекисью лауроила - в реактор загружается 13500-14400кг глубокообессоленной воды, вносится 1-1,2кг химически чистого кристаллического едкого натра и 8кг перекиси лауроила. При инициировании процесса полимеризации дн-2-этилгексилпе-роксикарбонатом синтезируемым непосредственно в реакторе - в реактор загружается 14400кг глубоко-обессолснная вода, вносится 1,7-1,8кг едкого натра, 0,8-1,7кг 30% перекиси водорода, 3-3,4кг 2-этилгексилхлорформиата 3-4кг перекиси лауроила. Основным недостатком способа (2) является получение полимера с более низким средним молекулярным весом и более широким спектром получения гранул ПВХ, что способствует неэффективному использованию исходного сырья и получению повышенного количества отходов производства Задачей предполагаемого изобретения является получение поливинилхлорида суспензионного марки ПВХ-С-89 с повышенной молекулярной массой и улучшенного качества. Сущность предлагаемого способа заключается в следующем; Способ получения поливинилхлорида суспензионного марки ПВХ-С-89, при температуре полимеризации 41°±1°С, разогреве реактора 1,5¸2 часа до температуры 42°С и времени прохождений реакции полимеризации 35¸40 часов, включающий рецептуры загрузок со следующими компонентами: глубокообессоленная вода, химически чистый кристаллический едкий натр, перекись лаурфила, ди-2-этилгексилпероксикарбонат, перекись водорода, 2эталгексилхлорформиат, отличающийся тем, что при инициировании процесса перекисью лауроила в реактор загружается повышенное содержание инициатора: вода глубокообессоленная 14400кг едкий натр кристаллический 1кг раствор метилцеллюлозы 500кг перекись лауроила 12-14кг ионол 0,1кг винилхлорид сжиженный 7288κг при инициировании процесса перекисью лауроила, 2-этилгексилхлорформиат, перекисью водорода в реактор загружается также повышенное содержание инициаторов. вода глубокообессоленная 14400кг едкий натр кристаллический 1, 5кг Раствор метилцелюлозы 500кг перекись лауроила 4кг 2-этилгексилхлорформиат 3,5кг перекись водорода 1,7кг ионол 0,1кг винилхлорид сжиженный 7288кг Совокупность существенных признаков заявленного изобретения и достигаемый технический результат имеют следующую причинно-следственную связь. Достижение технического результата - получение продукта с повышенной молекулярной массой и улучшение качества стало возможным при введении в рецептуры получения ПВХ-С. Марки ПВХ-С-У9 повышенного количества инициатора. По рецептуре 1 загружается перекиси лауроила 12-14кг, по рецептуре 2 - загружается перекиси лауроила 4кг, 2-этилгексилхлорформиата 3,5кг, перекиси водорода - 1,7кг. Повышение количества инициатора вызвано ведением процесса полимеризации в более мягких температурных условиях (38-45°С), что приводит к снижению давления внутри реактора 11 способствует более продолжительному сроку эксплуатации реактора. Снижение температуры полимеризации приводит к равномерному распределению мономера в реакционной массе и получение продукта с повышенной молекулярной массой и улучшению по качеству, повышение пористости готового продукта, что способствует легкой степени переработки продукта для получения пластиката специального назначения. Сущность метода характеризуется примерами. Полимеризация винилхлорида проводилась с использованием в качестве инициаторов реакции полимеризации перекиси лауроила и двойного инициатора (2-этилгексилхлорформиата, перекиси водорода) с добавлением перекиси лауроила. Количество добавляемого инициатора определялось путем подбора. Изменялась температура полимеризации винилхлорида в пределах 38-46°С. При проведении опытных полимеризаций винилхлорида фиксировались рецептара загрузки реакторов, значение pΗ глубокообессленной воды после загрузки компонентов до подачи винилхлорида, температура процесса полимеризации. Отбирались пробы суспензии поливинилхлорида, высушивались и в них определялись следующие показатели: значение К (константы Фикентчера); посторонние включения; насыпная плотность; остаток после просева сопоставлялись с требованиями ГОСТ 14332-78 на марку ПВХ-С-89. Результаты анализов поливинилхлорида и параметры опытных полимеризаций приведены в таблице. Из данных таблицы следует, что было проведено 8 опытных операций полимеризации винилхлорида. Пять операций полимеризации винилхлорида (опыты 1-1,6) было проведено с применением в качестве инициаторов: 2-этилгексилхлорформиата, перекиси водорода и перекиси лауроила, три операции полимеризации (опыты 5, 7, 8) было проведено с использованием инициатора перекиси лауроила. При проведении полимеризаций винилхлорида с использованием двойного инициатора рецептура загрузки реакторов была следующей. Количество винилхлорида на один реактор было 7288кг. Количество глубокообессоленной воды, загружаемой в реактор составляло 14400кг, 2-этнлгекснлхлорформиата загружалось 2,9-5,8кг, перекиси водорода использовалось 1,1-2,7кг, перекиси лауроила 2-4кг, натра едкого кристаллического 1,5-2,9кг. Количество 1% диспергаторного раствора составило 500-580кг. Ионола в конце полимеризации добавлялось 0,1кг. Значение рН при разгрузке было 11,1-11,4. Температура полимеризации, составляла 4046°С. В опытах 1-4 значение константы Фикентчера в поливинилхлорде составляло 71,3-83,0 то есть не соответствовало требованиям, предъявляемым к продукту марки ПВХ-С-89 (должно быть 89-91). Исходя из результатов опытов 1-4, особенно опыта 2, в котором константа Фикентчера полученного ПВХ составила 83, а количество добавляемого на одну операцию полимеризации винилхлорида инициатора 2этилгексилхлорформита было 4,4кг, перекиси водорода - 2кг, перекиси лауроила - 4,0кг, в опыте 6 было решено использовать 3,5кг 2-этилгексилхлорформиата, 1,1кг перекиси водорода, 4кг перекиси лауроила. В опыте 6 был получен поливинилхлорид, у которого значение константы Фикентчера было 91,0, что соответствовало требованиям улучшенного качества. По остальным показателям: насыпная плотность, остаток после просева на сите с сеткой №№0,4,0315,0063, посторонние включения, поливинилхлорид, полученный в опытах 1-4,6 соответствовал требованиям улучшенного качества. Таким образом, при проведении полимеризации с использованием двойного инициатора и перекиси лауроила в опытах 1-4,6 положительный результат был получен в опыте 6, в котором температура полимеризации была 42°С, количество 2-этилгексилхлорформиата составляло 3,5кг, перекиси водорода 1,7кг, перекиси лауроила - 4кг. При проведении полимеризации винилхлорида с использованием в качестве инициатора перекиси лауроила рецептура загрузки реакторов была следующей. Винилхлорида в каждый реактор загружалось 7288кг. Количество глубокообессоленной воды, загружаемой в реактор, составляло 14400кг, перекиси лауроила загружалось 12-14кг, натра едкою кристаллического подавалось 1кг, ионола 0,1кг, количество 1% диспергаторного раствора было 460-520кг. Значение pΗ при загрузке составило 10,9 - 11,1. Температура полимеризации составляла 38-45°С. Значение константы Фикентчера в поливинилхлориде, полученном в опытах 5, 7 и 8 составляло 91,0-91,5, что соответствовало требованиям, предъявляемым к продукту марки ПВХ-С-89. По остальным показателям: насыпная плотность, остаток после просева на сите с сеткой №№0,4,0315,0063 поливинилхлорид соответствовал требованиям ГОСТ 14332-78 на марку ПВХ-С-89. В одном опыте из трех количество посторонних включений в продукте составило 64 штуки, что превышало норму 20 штук. Следовательно, при проведении полимеризации винилхлорида с использованием в качестве инициатора перекиси лауроила (опыты 5,7 и 8) оптимальными условиями для получения продукта марки ПВХ-С-89 являются: температура полимеризации 42°C, количество перекиси лауроила - 12кг. Таким образом, проведенные опытные загрузки реакторов в промышленных условиях по предлагаемым рецептурам показали возможность получения марки ПВХ-С-89 требуемого качества. Таблица № опыта Рецепт ура загрузки в ода глубокообессоленная, кг 1 1 2 3 4 5 6 7 8 Температура PH загрузки полимеризации, °С 2-этилгексилхлорформиат, кг 2 14400 14400 14400 14400 14400 14400 14400 14400 3 2,9 4,3 5,8 5,8 3,5 едкий переперенатр кись кись Дис- Ионол, крисв одолау- пер. рталикг рода, роила, р. кг ческг кг кий, кг 4 1,16 2 2,7 2,7 1,7 5 1,8 2,0 2,9 2,9 1,0 1,5 1,0 1,0 6 4,0 4,0 2,0 2,0 12 4 14 12 7 500 520 540 550 500 580 460 520 8 0,1 0,1 0,1 0,1 1,0 1,0 1,0 1,0 Анализ суспензии ПВХ «К» 9 11,3 11,4 11,1 11,1 10,9 11,4 11,1 11 10 44-46 42-44 40-42 40-42 38-40 42 42 42 Нас. Пост. Гран.состав ., % пл. включ.шт. г/см3 11 73,7 83,0 72,1 71,3 91,0 91,0 91,5 91,0 12 0,449 0,474 0,515 0,507 0,445 0,450 0,469 0,485 13 8 4 6 8 6 6 36 64 04 14 0 0 0 0 0 0 0 0 0315 15 0 0 0,2 0 0 0 0 0 0063 16 90 93,4 93,4 95,2 97,2 96,6 93,4 93,7