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摘要：聚氯乙烯（M—PVC）生产工艺是法国阿托公司的一项专利技术。中国在引进技术和设备的基础上，通过吸收和二次创新，发展了自主知识产权的生产技术体系。我国已达到全球领先水平，无论是制定工作流程、业务技术、生产设备、控制系统及产品质量、原材料和能源的消耗强度，生产设施、环境污染等。分析了散装PVC生产工艺的特点。
关键词：聚氯乙烯；本体法；工艺
在聚氯乙烯的批量生产过程中，聚合反应不需要水和分散剂；氯乙烯单体（VCM）既是试剂又是分散剂，成品由聚合条件（特别是反应温度）决定。据制造树脂质量的反应通常45-75℃。
一、聚合工序控制
聚合釜试压是先对干净的聚合釜抽真空，排除反应器中的空气，保持反应器内一定的负压，然后加入2-3吨单体试压，试验合格后按配方加入一定的单体和添加剂。在单体计量方面，采用称重法对加入反应器中的VCM单体进行称量。首先将计数器清零，然后将聚合釜称重。然后通过VCM单体输送泵将vCM送入釜内，并通过自动称量系统准确地控制加入的VCM量，能够及时准确的计量单体的加入量。树脂粒度的控制是在预聚釜内采用特殊的搅拌形式，在高速搅拌的条件下，液相单体在引发剂的作用下形成一定数量的胶乳——“种子”；然后将“种子”送入聚合釜内，并加入一定量VCM单体和引发剂，在这些“种子”的基础上继续聚合使“种子”逐渐长大到一定的程度，通过计数器计量反应放出的热量，来确定终止反应；通过控制胶乳的数量来达到对树脂粒度的控制，并通过分级、研磨来进一步控制树脂的粒度分布，故而可得到较窄粒度分布的树脂。本体法聚合反应热量一部分是靠釜内，VCM连续脱气来带走；另一部分反应热量是靠搅拌系统的冷却水来移出，还有一部分是靠釜壁外夹套的冷却水来移出。聚合反应是控制反应器中的压力，使其保持恒定的压力。反应是否终止取决于反应时间和从反应热中除去的能量。
二、聚合过程的DCS控制
1.进料控制。预聚合釜和聚合釜安装在重力传感器上。DCS根据产品牌号、配方和工艺要求，按控制程序步骤分批加载VC、引发剂、添加剂，装载量按配方程控要求执行。
2分子量PVC控制。氯乙烯单体饱和蒸汽的温度和压力之间有一个对应关系，即介质温度与各压力一致。然而，聚合介质的温度很难调节质量控制易于实现。因此，在生产过程中采用压力控制法，即控制PVC的分子量。聚合釜压力控制系统复杂，由混合水温度控制系统、安全脱气流量控制系统、聚合釜压力控制系统和聚合釜温度控制系统组成。根据过程控制要求，分阶段实施不同的配置控制方案。
3.控制转化率。预聚合反应器和聚合釜的转化率由加热计数器和时间计数器控制。加热计数器自动测量聚合反应释放的热量，由瞬时释放指示器和累加器组成。当达到设定的累计值时，DCS将自动进入冷却过程。
三、工艺路线
1.预聚合。VCM给料泵从VCM日用储罐中泵出规定数量的VCM，经VCM过滤器过滤后泵入预聚体。VCM进料的数量是通过称重整个预聚体来控制的，预聚体被安装在负载传感器上。手动将指定的启动程序和添加剂分别添加到启动程序进料箱和添加程序进料斗。在紧急情况下，用高压氮气自动将终止剂送入预聚体（或聚合釜）中，终止反应，保证装置的安全。通过预聚体夹套内的热水循环将VCM加热到指定的温度（用来自热水箱的热水加热），然后反应开始。反应温度由顶回流冷凝器控制。当转化率达到8%~12%（根据放热量估计）时，停止预聚合，将所有材料放入聚合釜。预聚体中的物料加热至反应压力（约40min），进料、出料、洗涤约1.5h。
2.聚合。聚合引发剂的供给过程类似于预聚合过程，一些添加剂从聚合釜的人孔处加入。
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，使温度波动范围小于±1℃。根据所生产树脂的质量，聚合的总时间为2-4小时。在聚合过程中，部分氯乙烯在回收过程中不断从回流冷凝器的上部排出。为了将成品中剩余的VCM含量降至最低，通过将蒸汽引入聚合柱，降低气相中剩余的VCM分压，从成品中去除剩余的VCM。为了防止腐蚀，在提供蒸汽之前必须加入一定量的氨。加入一定数量的甘油，增加产品的流动性。然后打开下阀进行溢流，将聚合物通过真空输送到PVC接收容器。最后，根据设计步骤，用压缩空气和高压水清洗釜的各个部分，冲洗废水经过滤回收后送入池中。根据树脂的质量，聚合时间约为8小时。聚合过程中释放的氯乙烯通过冷凝回收。整个回收过程包括以下三个阶段：冷凝器由两部分组成。第一阶段以冷却水为冷却介质，第二阶段以盐水为冷却介质。第二阶段：当反应器内压力降至0.25mpa左右时，回收的VCM在水环压缩机的压力下被送入气柜，再被压缩机送入冷凝器进行冷凝。第三阶段：当热管压力降至大气压时，启动真空抽气系统，将其送入气柜，然后由水环压缩机加压送入冷凝器。两级冷凝液被送到分离器中除去少量的水，并与氯乙烯储罐中的新鲜氯乙烯单体混合。单体进料泵经过滤后送入聚合釜或预聚合物中。
3.分级。PVC粉被送入PVC接收容器的空气中，经流化装置流化后，送入分级筛进行分级。符合规格的PVC被放置在容器中，并被送到均化料仓。不合格的大颗粒在破碎机中粉碎后，与中等颗粒混合，在破碎机中粉碎。然后用粉碎的PVC筛子对粉碎的产品进行筛分。颗粒过大的聚氯乙烯被回收到磨机中进行再磨。合格的颗粒被收集在容器中，并被送到研磨料均化仓储存。
4.均化。均化是指将同一品牌的产品均匀地混合在一起。均化仓底部设有流化装置，利用底部流化风机通过盘管使物料在料仓内通过空气流化，经过滤器过滤后清空。均化完毕后合格的物料通过气力输送系统送入PVC筒仓储存。
四、本体法PVC树脂的优点
PVC树脂的生产工艺简单，无水、无分散剂，降低了各种辅助制剂生产的复杂性和设备要求；在没有水的情况下，在分选和均质过程中消耗的蒸汽较少；产品质量控制比悬浮液法更容易实现，可以对不同批次的树脂进行均化混合，并根据用户的需要进行质量调整。结果表明，该树脂的颗粒形态有序，粒度分布集中，增塑剂吸收时间短，产品透明度优于同类悬浮树脂。
五、用途
PVC生产发展较晚，受专利技术限制，推广效果差，约占PVC总产能的10%。其产品具有与悬浮树脂相同的应用领域，如电线、电缆、管材、板材、装饰树脂、透明片、注塑制品、塑料门窗异型树脂、唱片、鞋材等。但由于该树脂不能与悬浮树脂混合，在塑料加工中还需要进一步的研究和探讨，所以该树脂的使用受到限制，给企业带来不便，但其产品性能优于悬浮法，其产品深受广大用户的青睐。由于其树脂无毒，残留量小于lppm，因此被广泛应用于食品、卫生、医药等行业，制成的产品透明度好、质量高。由于产品流动性好，注塑制品的废品率低，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，大大提高产量，降低废品率。我们相信，在异型材生产企业中使用聚氯乙烯，将大大提高企业的生产效率，降低生产成本，更有利于产品在市场上的竞争。
国内本体聚合装置的设备、工艺及自动控制基本上都是从国外引进的。虽然技术的先进程度影响着企业增产、提质、降耗的水平，但技术的消化吸收，工艺参数的优化程度，而经营技术水平和科学管理水平也决定着企业的经济效益。相信通过大家的共同努力，本体论会越来越完善。
参考文献：
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