聚氯乙烯合成树脂的生产工艺环保技术分析

摘 要：到20世纪末期，全球各种类型高分子材料的产量就已经超过钢铁、铜、铝等传统金属材料的产量。目前，高分子材料已经与无机非金属材料和金属材料并列成为全球现代文明建设的基础支柱，其中聚氯乙烯是应用领域最为广泛的一种高分子材料，本文介绍了聚氯乙烯合成工艺中氯乙烯单体生产工艺环保技术以及聚氯乙烯聚合工艺技术。

关键词：氯乙烯;PVC;环保技术;工艺

1 前言

上个世纪美国杜邦公司基于Staudinger科学家提出的高分子材料学科理论开发出了尼龙66高分子材料，随后高分子聚合物，就以其稳定的化学性质、低廉的价格和高可塑性的技术特点迅速的应用在包装材料、生物医药、汽车工业、工程建筑、纺织等各个领域。聚氯乙烯（PVC）作为一种典型的合成树脂，具有无毒、无害、无味、绝缘性好、难燃性的特点，在居民日常生活所接触的各种器材中都有使用，如家用水管、透明片、软管、门窗材质、电线绝缘层、电缆护套、塑料薄膜等。进入到新世纪以来，随着我国技术工业的蓬勃发展以及居民生活水平的不断攀升，我国聚氯乙烯生产规模以及产品质量也不断提高，但是仍存在很多化工企业的聚氯乙烯生产線使用技术严重滞后的工艺，导致生产过程中会造成严重的健康危害，同时释放出超标超量的污染废弃物，生产线的能耗高、资源利用率非常低，这与我国当前生态文明社会建设发展理念相悖。因此，本文根据笔者的聚氯乙烯合成树脂的生产经验，对相关工艺的环保技术进行梳理总结。

2 氯乙烯单体生产工艺环保技术

电石法生产聚氯乙烯工艺环节包括了乙炔生产、氯乙烯合成、碱洗、压缩、分离、尾气吸收、聚合、聚合产物分离、干燥包装、固体废弃物处理等工序，其中乙炔生产和氯乙烯合成是核心工艺，也是容易造成环境污染的环节。

2.1 乙炔生产工序废水综合利用

乙炔生产工序中会产生污染严重的废水，对废水中的资源进行回收利用及综合治理，既降低了污染物排放又提高了企业的经济效益，企业应当积极引进创新型环保技术，提高废水综合利用率，例如最新开发的干法乙炔发生器，乙炔的收率可达到98%以上，减少了渣石废料污水的排放。

2.2 氯乙烯合成工序废水综合治理

乙炔与氯化氢反应生产氯乙烯过程中也会产生高污染性的废水，这一工序产出的废水中有效资源较多，企业应当集中开发资源利用率高的环保技术，例如，使用混合设备或者石墨冷凝器对废水中的冷凝酸进行富集，循环使用，同时从工序中转化器流出的废水温度非常高，也是优质的热源，设计合理的热力网络管道提高热量利用率。

2.3 电石固体废渣科学处理

氯乙烯单体生产过程中会产生一定量的电石固体废渣，属于典型的危险性固体废弃物，如果不进行综合治理将会造成严重大气环境和土壤环境污染，通过环保技术开发，研究人员发现电石固体废渣一方面可以作为水泥添加剂使用，不仅实现了废渣的再利用，还提高了水泥的综合性能，另一方面可以作为工程道路的路面基层使用，提高了地基的夯实效果和稳定性，节约了其他地基资源。

3 氯乙烯聚合生产工艺技术分析

聚氯乙烯合成树脂的生产工艺主要包括了悬浮法、本体聚合法、乳液聚合法和溶液聚合法，本文依次对上述四种生产工艺过程中涉及到的环保技术进行分析总结。

①悬浮法：在国内外的聚氯乙烯合成树脂的工业生产工艺中，悬浮法生产工艺使用率最高，悬浮法生产出的聚氯乙烯合成树脂可以占到其总量的95%左右。悬浮法通过高速机械搅拌的作用使反应设备中的单体液滴均匀的分散在水相反应介质中，保证了单体的聚合反应可以发生在小液滴当中，有效的控制了产品的尺寸、分子量等。通常来说悬浮聚合法使用的反应设备为间歇式反应釜。近年来，我国依托国际大公司的开发经验，不断对聚合工艺过程、工艺条件、配方、特种设备开发、产品质量控制等科研方面进行重点攻关，降低了氯乙烯单体或者聚氯乙烯树脂在反应釜中发生爆炸的安全事故隐患，同时在保证产品质量的同时将反应能耗降低30%以上;

②乳液聚合反应工程设计原理与悬浮聚合方法类似，只是在水相介质中添加了乳化剂以防止聚合物产物团聚，从而降低了聚氯乙烯树脂产物的粒径，在树脂的干燥环节也通过使用喷雾干燥剂的方式抑制树脂颗粒物生长团聚;

③本体聚合法反应体系不需要添加水相介质或者分散剂，只需要在反应釜中加入引发剂和单体，因此省去了产品分离环节，具有设备投资小、能耗低的特点，但是产品转化率较低;

④溶液聚合法使用的反应介质不是水，而是一种有机溶剂，氯乙烯单体溶解在有机溶剂中进行聚合，随着聚氯乙烯产品生产而沉淀，这种方法主要用于生产特种聚氯乙烯和醋酸乙烯共聚物特种材料，具有纯度高、成膜性好的特点。

4 结语

综上所述，聚氯乙烯合成工艺中，氯乙烯单体工序环节存在废水、固体废渣、热量损失等环保性技术问题，通过提高废水治理水平、固体废渣资源利用率以及完善热力网络系统等环保技术可以提高企业生产的环保性，同时合理的选择聚氯乙烯聚合工艺可以有效的降低能耗，提高产品质量。

参考文献：

[1]何明万.我国电石法PVC的未来环境和对策分析[J].聚氯乙烯，2001（5）.

[2]朱俊.聚氯乙烯合成树脂技术经济和环保分析[J].化学工业，2015（06）.

[3]陈梓椿.试论聚氯乙烯合成树脂技术环保性[J].化工管理，2018（15）.

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