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摘要：国内本体聚合装置的设备、工艺、自动化控制基本均从国外引进。虽说技术的先进程度影响着一个企业的增产、提质和降耗的水平，但技术的消化吸收、工艺参数的优化程度以及操作技术和科学管理水平也决定着企业的经济效益。相信经过我们大家的共同努力，本体法聚氯乙烯会日益完善。
关键词：本体法；制聚氯乙烯；反应釜
在本体法聚氯乙烯工艺生产中，聚合反应无需水和分数剂，氯乙烯单体（VCM）既作反应物又作分散剂，成品由聚合条件（尤其是反应温度）决定。根据生产的树脂质量不同，其反应通常在45--75℃下进行。
一、慨况
本体法聚氯乙烯在聚合生产过程，分两步聚合：第一步在预聚釜中进行，加入一定量的VCM单体、引发剂和添加剂，经加热后在强搅拌（相对第二步聚合过程）的作用下，保持恒定的压力和温度进行预聚合反应；当VCM的转化率达到8～12%时，停止反应，将生成的“种子”送入聚合釜内进行第二步反应。第二步聚合反应是在聚合釜内进行，在接收预聚合的“种子”后，再加入一定量的VCM单体、添加剂和引发剂。在低速搅拌的作用下，保持恒定的压力进行聚合反应。当反应转化率达到60～85%（根据配方而定）时终止反应；并在聚合釜内进行脱气、回收、汽提未反应的单体，进一步脱除残留在PVC树脂粉料中的VCM，最后经风送系统将釜内PVC粉料送往分级、均化、贮存和包装工序。
二、工艺特点
聚合反应分两步进行：（1）在预聚釜中形成“种子”；（2）在聚合釜中“种子”增长。聚合釜中的物料由液态逐渐变成稠状，再变成粉状。在介于液态和粘稠态时，可能会有新的粒子形成，并粘附在颗粒表面使颗粒增长。在粉状阶段，所有VCM被吸入微粒内，反应只在微粒内部发生，其后，颗粒增大，出现不规则颗粒，孔隙度减小。要想实现本体法聚合的工业化生产，必须解决如下3个问题：（1）通过在液体介质中进行湍流搅拌使粒子形成；（2）在粉状介质中进行适当搅拌使粒子增长；（3）除去聚合反应热。对于搅拌来说，本体法聚合采用立式预聚合釜，配有涡轮搅拌器，并有立式叶片和侧壁上的挡板，可以防止涡流的形成。聚合釜也是立式的，配有高效的搅拌装置，该搅拌装置由两个搅拌系统组成，包括顶部的螺旋搅拌和底部的锚式搅拌系统。本体法聚氯乙烯由预聚合、聚合、分级、均化、储存包装以及脱气、回收等工序组成。
三、工艺路线
1.预聚合。用VCM加料泵将规定量的VCM从VCM贮槽中抽出，经VCM过滤器过滤后打入预聚釜中，VCM的加料量通过对整个预聚合釜称重来控制，预聚合釜安装在负载传感器上。将规定量的引发剂和添加剂分别加入引发剂加料罐和添加剂加料罐中。终止剂是人工加入终止剂储罐中。当紧急事故发生时，终止剂将自动被高压氮气送入预聚釜（或聚合釜）中，以终止反应，确保装置安全。通过预聚釜夹套内的热水循环将VCM升温至规定的温度（升温所用热水来自热水槽），这时开始反应，放出热量，夹套内改通冷却水，反应温度由釜顶回流冷凝器控制。
2.聚合。聚合引发剂的加料过程与预聚合相似，一些添加剂从聚合釜的加料口加入，聚合釜中VCM的加料量也是通过对整个聚合釜的称重来控制的，聚合釜同样安装在负载传感器上。用热水将聚合釜内的物料升温至规定温度（升温所需热水来自热水槽），当压力达到要求时即停止升温，然后逐步向聚合釜夹套通入冷却水，维持聚合反应温度。整个聚合反应时间取决于所生产的树脂牌号。
聚合期间，部分氯乙烯气体不断地从回流冷凝器顶部排出，到回收工序。当达到要求的转化率时，未反应的氯乙烯通过釜上部的回收过滤器到回收工序。考虑到需将成品中残留的VCM含量减少到最低限度，向聚合釜通入蒸汽，使气相中VCM的分压降低，残留的VCM即从成品中脱除出来。为了避免腐蚀，在通蒸汽汽提前，要加入一定量的氨水。为了增加产品的流动性，加入一定量的甘油。然后打开釜底阀卸料，通过抽吸式气动输送方式输送树脂至PVC受槽。最后，按照设计的程序先用压缩空气、再用高压水对釜内不同部位进行吹扫和清洗。清洗物由釜底排出，经过滤器回收PVC后排入水池。整个聚合周期取决于所生产的树脂牌号。聚合期间排出的氯乙烯气体经冷凝器冷凝回收，整个回收过程分以下三个阶段：第一阶段：自压回收，直接进入冷凝器冷凝，冷凝器由2段组成，1段用冷却水作冷却介质，2段用盐水作冷却介质。第二阶段：当釜内压力降至约0.25 MPa时，回收的VCM被送入气柜，再用水环压缩机增压后送到冷凝器冷凝。第三阶段：当釜压降至大气压时，启动脱气真空泵系统，然后送入气柜，同样经水环压缩机增压后送到冷凝器冷凝。
3.分级。PVC粉料被空气输送至PVC受槽中，经流化装置进行流化后，粉料进入分级筛进行分级。符合规格尺寸的PVC进入料斗中，然后送到均化仓；大颗粒进入破碎机破碎后与中等颗粒混合进入研磨机研磨，研磨产品经研磨PVC筛再次筛分。过大颗粒的PVC通过研磨料斗循环至研磨机再次研磨，合格的颗粒收集在料斗中，然后送到研磨品均化仓。
4.均化。均化指将同一牌号不同批次的产品混合均匀，均化料仓底部有流化装置，通过空气使仓内物料流化，流化空气经过滤器过滤后排空。均化好的物料，经输送系统送至PVC料仓中贮存。当加工装置需要时，可通过该系统将PVC树脂直接送入。
5.储存和包装。成品料仓设有多个，以储存不同牌号的产品。料仓中的产品被送入包装机，可采用半自动的包装机，也可采用全自动的包装机。采用半自动包装机，包装袋的计量、封口、整形、码垛是自动的，套袋由人工来完成。
四、自动化控制
本体法聚合一般采用PLC控制或者DCS控制，我公司采用DCS控制方式，对现场操作进行监测、联锁、预测、分析、判断和报警，同时还具备多种运算功能，可做每小时、每日、每月的报表和物料平衡。DCS的控制自预聚釜加料开始直至PVC粉料的包装，大大减轻了工人的劳动强度，整个过程仅引发剂和添加剂加入到加料罐中、预聚合搅拌器速度调节、包装袋套袋等需人工完成，其它皆由DCS来实现指示和控制。
五、产品应用
本体法聚氯乙烯生产发展较晚，受专利技术的限制，推广较差，占聚氯乙烯总生产能力的10%左右。其产品应用广，如电线、电缆、管材、板材、装饰树脂、透明片、注塑品、塑料门窗异型树脂、唱片、鞋料等方面。因其产品为无毒树脂，所以广泛用于食品、卫生、医药等行业，制成的制品透明度好、质量高。由于其产品流动性好，用于注塑制品的产品废品率低，从而大大降低了消耗；更有利于异型材的加工，可以大大提高异型材的挤出速度，大幅度地提高产量，降低了废品率。我们相信，型材的生产企业使用了本体法树脂后，将会大大提高企业的效益，并可降低生产成本，在市场上更有利于产品的竞争。
参考文献：
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［2］邴志．浅谈本体法聚氯乙烯的生产工艺特点［M］．北京：化学工业出版社，2018.
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