Поливинилхлорид - Ульянов В.М.
ISBN 5-7245-0727-7
Скачать (прямая ссылка):
Температура сушки оказывает слабое влияние на vhci, хотя образцы, высушенные в вакууме, характеризуются более низкими значенной скорости элиминирования НС1 (эти образцы имеют также несколь-ко большие статическую термостабильность и цветостойкость), а образца, высушенные в воздухе, более чувствительны к изменению
92
93
J"!
До/in, %(мас.)__ Доля , %f*ac.;
Размер частиц, мкм
Рис. 3.3. Дифференциальная (а) и интегральная (б) кривые распределения частиц суспензионного ПВХ по размерам
температуры сушки. Если vhci образцов ПВХ, высушенных в атмосфере азота и особенно в вакууме, практически постоянна, то vhci образцов, высушенных на воздухе, снижается при повышении температуры от 120 до 140 °С. По-видимому, это связано с окислением ППС кислородом воздуха и их дезактивацией.
Таким образом, температура и среда сушки ПВХ в статических условиях в значительной степени влияют на свойства полимера при температуре выше 90 - 100 "С. Допустима экспозиция ПВХ в процессе сушки при 90 - 100 °С в течение 2,5 - 3 ч, однако в любом случае содержание кислорода следует уменьшить.
Применяемые на практике сушильные аппараты обеспечивают более кратковременное пребывание ПВХ в зоне сушки: от 3 - 5 с в пневмо-сушилках, до 30 мин и более в сушилках с кипящим слоем или барабанных. Фактор термообработки, рассчитанный по соотношению (3.5), а следовательно, и степень термического воздействия на полимер, существенно ниже по сравнению с описанными опытами по сушке ПВХ в статических условиях. Это открывает большие возможности совершенствования технологии и техники сушки суспензионного ПВХ.
К дисперсным и морфологическим характеристикам ПВХ относятся размеры и форма частиц, их поверхность и распределение по гранулометрическому составу, плотность и внутренняя структура. Выше было упомянуто, что суспензионный ПВХ - классический порошкообразный материал, так как по гранулометрическому составу укладывается в интервал 10 - 500 мкм. Средний эквивалентный диаметр d3 частиц колеблется в пределах от 80 до 150 мкм в зависимости от марки ПВХ и технологии его получения на стадии полимеризации ВХ. На рис. 3.3 показано типичное распределение по размерам (дифференциальная и интегральная кривые) частиц суспензионного ПВХ. Для данного распределения средний эквивалентный диаметр частиц (объемно-поверхностный диаметр) составляет 120 мкм, а максимальный диаметр Смаке= 207 мкм, что укладывается в упомянутые выше пределы для , суспензионного ПВХ.
Для гидродинамических расчетов, а также для точного расчета цельной поверхности высушиваемого материала необходимо знать
фактор формы частиц. По результатам исследования фактора формы частиц ряда полимерных материалов [92], определенного по истинной скорости витания, установлено (в частности, для ПВХ-С-70), что пофрак-ционные значения фактора формы (коэффициента сферичности ?) лежат в пределах 0,55 - 0,68 (в среднем ? = 0,62). Естественно, форма частиц ПВХ зависит от его марки и вида (пористый, непористый). С учетом фактора формы для распределения ПВХ, приведенного выше, удельная поверхность частиц составляет:sy=6/ {da ?)=6/( 120 • 10-6 • 0,62)= = 80645 м2/м3.
Суспензионный ПВХ в зависимости от молекулярной массы и пористости частиц имеет насыпную плотность рн = 0,4 - 0,6 г/см3, плотность полимерной фазы рт = 1,39- 1,41, плотность частиц высушенного продукта рсух = 1,0 - 1,25 г/см3. Объемная плотность ру ПВХ практически равна плотности частиц сухого продукта. Внутренняя структура суспензионного ПВХ подробно описана в гл. 1.
3.2. Выделение поливинилхлорида из суспензии
В 50 - 60-х гг. для выделения ПВХ из суспензии широко применяли фильтрующие автоматизированные центрифуги типа АГ или ФГН периодического действия, несомненное достоинство которых заключается в возможности отжима осадка до низкого остаточного влагосо-держания (15 - 16%). Однако применение их в современных крупнотоннажных производствах оказалось проблематичн >ш в связи с невозможностью регенерации сит и фильтровального материала растворением остатков ПВХ и связанной с. этим необходимостью частой его замены. Опыт применения высокопроизводительной центрифуги ФГП (фильтрующей горизонтальной с пульсирующей выгрузкой осадка) на Стерлитамакском ПО "Каустик" оказался неудачным из-за большого уноса твердой фазы суспензии с фугатом (до 1 -1,5 г/л), несмотря на высокую удельную производительность (до 10 т/м2 поверхности сит).
В настоящее время в большинстве крупнотоннажных производств суспензионного ПВХ используют высокопроизводительные осадитель-ные горизонтальные центрифуги непрерывного действия со шнековой выгрузкой осадка, которые, несмотря на более высокое остаточное влагосодержание осадка (25 - 30%), обеспечивают непрерывность технологического процесса и сравнительно небольшой унос твердой фазы ПВХ с фугатом. В производстве суспензионного ПВХ используют осадительные центрифуги с диаметром ротора от 500 до 800 мм производительностью от 2 до 5 т/ч в пересчете на сухой продукт.
Высокими технико-экономическими показателями обладает центрифуга ОГШ-802К-07 разработки НИИхиммаша с диаметром ротора 800 мм и длиной его 2000 мм (рис. 3.4) [80]. Она предназначена для суспензий ПВХ с концентрацией твердой фазы 20 - 25% и обеспечивает производительность по исходной суспензии 20 - 21 м3/ч, по осадку-5.5 - 5}б т/ч при влажности 28 - 30% (4-5 т/ч в пересчете на сухой
