Celanese VAM

Поливинилацетатная эмульсия (ПВА), широко известные как белые латексы, широко используются в качестве основного полимерного клея благодаря своей способности к непосредственному модифицированию различными добавками, превосходной механической прочности и устойчивости к дефектам клея. Кроме того, их экологичность как клея на водной основе делает их особенно привлекательными. Однако из-за различий в процессах синтеза белые латексы имеют и некоторые недостатки, такие как ограниченная водо- и термостойкость, как правило, высокая вязкость и высокое содержание твердых веществ, что увеличивает их стоимость. 1. Влияние поливинилового спирта на вязкость эмульсииЭксперименты проводились с использованием полностью алкоголизированного ПВА1799 и частично алкоголизированного ПВА1788. Вязкость эмульсии, приготовленной с ПВА1788, составила 3,8 Па·с, тогда как вязкость эмульсии, приготовленной с ПВА1799, составила 3,0 Па·с. Это обусловлено, главным образом, эффектом прививки третичных атомов водорода -CH(OCOCH3)- в ПВА1788. Кроме того, различные методы производства поливинилового спирта приводят к разному распределению остаточных ацетатных групп в молекуле, что приводит к разной вязкости получаемых поливинилацетатных эмульсий. Для данного эксперимента был выбран ПВА1788. 2. Влияние инициатора на вязкость эмульсии и содержание твердых веществКак правило, при определённой температуре полимеризации, если начать с очень малого количества инициатора, вязкость и содержание твёрдых частиц увеличиваются по мере добавления инициатора. Пик вязкости достигается при 4,2 Па·с, когда содержание инициатора составляет 0,6% от общего содержания мономера, что приводит к содержанию твёрдых частиц 36%. При дальнейшем добавлении инициатора эмульсия становится менее вязкой, но содержание твёрдых частиц остаётся примерно тем же. В процессе эмульсионной полимеризации pH среды напрямую влияет на скорость разложения инициатора. Необходимо, чтобы pH системы эмульсионной полимеризации был около 6. В связи с присутствием небольшого количества Мономер винилового эфира уксусной кислоты и сульфатных групп, образующихся при разложении инициатора, pH системы снижается до 4–5. Поэтому для регулирования pH используется соответствующее количество бикарбоната натрия. 3. Влияние количества эмульгатора на вязкость эмульсииПри неизменных прочих условиях дозировка эмульгатора варьировалась. Результаты представлены на рисунке 1. Недостаточное количество эмульгатора приводит к снижению стабильности эмульсии и лёгкой деэмульгации. Вязкость эмульсии увеличивается с увеличением дозировки эмульгатора, достигая максимальной вязкости при содержании 0,15% от общего содержания мономеров. При превышении оптимальной дозировки эмульгатора количество частиц эмульсии увеличивается, их размер уменьшается, а вязкость снижается. 4. Влияние температуры реакции на вязкость эмульсии и содержание твердых веществЭксперименты показывают, что при сохранении неизменными соотношения реагентов, способа добавления и перемешивания изменение температуры реакции действительно влияет на густоту поливинилацетатной эмульсии и содержание в ней твёрдых частиц. Результаты представлены в таблице 2. Это объясняется эндотермичностью полимеризации, поэтому более высокие температуры способствуют её протеканию. Однако, когда температура реакции достигает 80°C, что превышает температуру кипения мономера винилацетата (72°C), увеличивается дефлегмация и расходуется энергия. Низкие температуры также замедляют реакцию, что приводит к неполному её протеканию и низкой вязкости эмульсии. 5. Влияние чистоты мономера на вязкость эмульсии и содержание твердых веществВ связи с требованиями к хранению и транспортировке, перед отправкой в ​​винилацетат часто добавляют ингибиторы полимеризации для поддержания его стабильности. Для облегчения полимеризации винилацетат перед экспериментом перегоняли. Результаты представлены в таблице 3. Из таблицы 3 видно, что свойства винилацетата напрямую влияют на вязкость эмульсии и содержание твердых веществ. Перегонка мономера значительно увеличивает вязкость поливинилацетата. 6. ВыводыЧерты характера Мономер винилацетата (ВАМ) и поливиниловый спирт изменяют густоту эмульсии и содержание в ней твердых веществ.Вязкость и содержание твердого вещества в эмульсии зависят от температуры реакции, количества реагентов, а также способа добавления мономеров, эмульгаторов и инициаторов в процессе эмульгирования.Мы получили молочно-белую поливинилацетатную эмульсию с превосходными характеристиками. Она имеет вязкость 5,8 Па·с, содержание твёрдых веществ 42%, pH от 6 до 8 и голубой оттенок. Самое замечательное, что нам удалось этого добиться, поддерживая температуру реакции на уровне 75 ℃ и аккуратно добавляя эмульгатор (0,15%) и инициатор (0,6%) по каплям, порциями, исходя из общего количества мономера. Веб-сайт: www.elephchem.comВотсап: (+)86 13851435272Электронная почта: admin@elephchem.com

Поливиниловый спирт (ПВА) Является основным сырьем для производства винилона, а также используется в производстве клеев, эмульгаторов и других продуктов. В процессе производства ПВС полимеризация в растворе обеспечивает узкое распределение полимеризации, низкую степень разветвленности и хорошую кристалличность. Скорость полимеризации ВАМ строго контролируется и составляет около 60%. Благодаря контролю скорости полимеризации в процессе полимеризации ВАМ, около 40% Мономер винилацетата (ВАМ) Остаётся неполимеризованным и требует разделения, восстановления и повторного использования. Поэтому исследования процесса восстановления винилацетата (ВАМ) являются важнейшим компонентом процесса производства ПВС. Существует взаимосвязь между полимером и мономером. Этиленвинилацетат (ЭВА) и винилацетат мономер (ВАМ). Винилацетат мономер является одним из основных видов сырья для производства этиленвинилацетата. В данной работе для моделирования и оптимизации процесса восстановления винилацетата (ВАМ) используется программа для химического моделирования Aspen Plus. Мы изучили, как параметры процесса в первой, второй и третьей колоннах полимеризации влияют на производительность установки. Мы определили оптимальные параметры для экономии воды, используемой для экстракции, и снижения энергопотребления. Эти параметры служат важной теоретической основой для проектирования и эксплуатации процесса восстановления ВАМ. 1 Процесс восстановления мономера винилацетата1.1 Процесс моделированияЭтот процесс включает первую, вторую и третью полимеризационные башни в процессе регенерации винилацетатного мономера. Подробная технологическая схема показана на рисунке 1. 1.2 Термодинамическая модель и выбор модуляУстановка рекуперации винилацетатного мономера на заводе поливинилового спирта в первую очередь перерабатывает полярную систему, состоящую из винилацетата, метанола, воды, метилацетата, ацетона и ацетальдегида, с разделением винилацетата и воды по принципу «жидкость-жидкость». Основное оборудование установки рекуперации винилацетатного мономера на заводе поливинилового спирта было смоделировано с помощью программного обеспечения Aspen Plus. Модуль RadFrac использовался для дистилляционной колонны, а модуль Decanter – для фазового разделителя. 2 Результаты моделированияМы провели моделирование процесса на установке рекуперации винилацетатного мономера на заводе поливинилового спирта. В таблице 3 представлено сравнение результатов моделирования и фактических значений для основных логистических цепочек. Как показано в таблице 3, результаты моделирования хорошо согласуются с фактическими значениями, поэтому данную модель можно использовать для дальнейшей оптимизации параметров и технологического процесса. 3. Оптимизация параметров процесса3.1 Определение количества отпаренного метанолаВ полимеризационной башне 1 из потока, оставшегося после полимеризации, извлекается винилацетат мономер (ВАМ). Для нагрева используются пары метанола, находящиеся в нижней части колонны. Правильный расход метанола важен для эффективности работы колонны. В данном исследовании рассматривается влияние различных объемов метанола на массовую долю ПВС в нижней части колонны и массовую долю ВАМ в верхней части колонны при условии, что подача остается неизменной, а конструкция колонны неизменна. Как показано на рисунке 2, при достижении необходимой для разделения теплоёмкости в полимеризационной колонне 1 увеличение количества метанола для отпарки приводит к снижению массовой доли поливинилового спирта (ПВС) в нижней части колонны и массовой доли виниламмония (ВАМ) в верхней части колонны. Количество метанола для отпарки линейно зависит от массовой доли поливинилового спирта (ПВС) в нижней части колонны и массовой доли виниламмония (ВАМ) в верхней части колонны. 3.2 Оптимизация положения подачи в башне полимеризации 2В колонне полимеризации 2, колонне экстрактивной дистилляции, места ввода растворителя и сырья существенно влияют на качество разделения. В этой колонне используется экстрактивная дистилляция. Исходя из физических свойств экстрагента и смешанного сырья, экстрагент следует добавлять сверху колонны. На рисунке 3 показано, как место ввода смеси влияет на массовую долю метанола в верхней части колонны и нагрузку на ребойлер в нижней части колонны, при этом остальные параметры моделирования остаются неизменными. 3.3 Оптимизация количества экстрагируемой воды в полимеризационной колонне 2В полимеризационной колонне 2 экстрактивная дистилляция используется для разделения азеотропа винилацетата и метанола. Добавление воды в верхнюю часть колонны разрушает азеотроп, что позволяет разделить два вещества. Расход экстрагированной воды оказывает большое влияние на качество разделения этих веществ в полимеризационной колонне 2. При одинаковых настройках моделирования я проанализировал, как количество экстрагированной воды влияет на массовую долю метанола в верхней части и нагрузку на ребойлер в нижней части колонны. Результаты представлены на рисунке 4. 3.4 Оптимизация коэффициента орошения в полимеризационной колонне 3В полимеризационной колонне 3 флегмовое число важно для отделения винилацетата от более лёгких веществ, таких как метилацетат и следы воды. Это повышает качество винилацетата, получаемого из бокового погона. Мы поддерживали параметры моделирования постоянными и исследовали, как флегмовое число влияет как на массовую долю винилацетата в боковом погоне, так и на нагрузку на ребойлер. Результаты расчётов представлены на рисунке 6. Поддержание флегмового числа в полимеризационной колонне около 4 позволяет гарантировать соответствие винилацетата из боковой линии стандартам качества и поддерживать низкую нагрузку на ребойлер. 4. Заключение(1) С помощью программного обеспечения AspenPlus выбрана подходящая термодинамическая модель для моделирования всего процесса восстановления мономера винилацетата на заводе поливинилового спирта. Результаты моделирования хорошо согласуются с фактическими значениями и могут быть использованы для проектирования процесса и оптимизации производства на заводе.(2) На основе корректного моделирования процесса исследовано влияние технологических параметров полимеризационной башни 1, полимеризационной башни 2 и полимеризационной башни 3 на работу установки и определены оптимальные параметры процесса. Соответствие винилацетата требуемым стандартам разделения позволяет экономить воду для экстракции и снижать энергопотребление. Веб-сайт: www.elephchem.comВотсап: (+)86 13851435272Электронная почта: admin@elephchem.com