聚乙烯醇的成品质量影响因素

本帖最后由 QXZ-1966 于 2009-7-27 18:35 编辑
影响醇解反应的因素很多，主要有PVAc及碱的浓度、碱与聚醋酸乙烯的摩尔比、体系含水率、醇解反应温度、醇解时间及后醇解条件等。
聚醋酸乙烯甲醇溶液的浓度：聚醋酸乙烯的浓度要控制在一稳定的规定值。浓度太高则粘度大，流动性差，与碱的混合均匀性差，并且PVA产品中的残存醋酸根较高，醇解度降低；而浓度太低，反应速度减慢，反应停留时间变长，设备生产能力降低，增加压榨等后继系统的困难。根据电石乙炔法的生产路线，聚醋酸乙烯的浓度控制在（31±0.5）%比较合适，既能保证TQ～301吹出率合格，又能稳定控制在这一规定值，同时亦能兼顾设备生产能力。当然，如果能象乙烯法生产路线一样稳定控制在（33.5±0.5）%更好。
醇解反应温度：据有关资料介绍，碱法醇解的温度每升高10℃，反应速度大约增加一倍。但是醇解温度升高，最终的醇解度降低，这是因为醇解反应的初期温度高，酯交换反应速度快，生成的醋酸甲酯量多，加速了副反应（吸热反应）的进行，使碱消耗快。至反应后期，氢氧化钠浓度低了，酯交换和皂化反应的速度大大降低，以致使初期增加树脂。
另外，醇解温度对醇解后的块状聚乙烯醇的物料性能也有较大影响。实践证明，醇解温度过高，不仅使醇解后的聚乙烯醇结块硬度增加，而且PVA块料内的甲醇、醋酸甲酯汽化加快、聚乙烯醇结块料中的气泡增多，假比重减少。严重时，醇醇解后的块状聚乙烯醇膨松成为泡沫状，体积大大增加，通不过一粉，极易造成皮带醇解机损坏。反之，反应温度过低，反应速度慢，停留时间长，固化不好，甚至物料成稀浆糊状。严重时根本不反应，同样易出工艺事故。根据试生产经验，醇解温度一般控制在（40～50）℃之间，并随着生产不同醇解度的品种作相应调整。一般是生产低醇解度如88mol%的聚乙烯醇时，醇解温度选择在（48±2）℃；而生产醇解度为99mol%的产品时，醇解温度选择在（42±2）℃；至于生产醇解度为（92、95、97）mol%等的中间产品时，醇解温度控制在（45±2）０℃为宜，这样选择醇解反应温度，既保证了聚乙烯醇的内在质量，又能使系统畅通，保证生产稳定进行。
含水率：醇解系统的含水率对醇解反应影响极大。由于水是直接皂化反应和（2）反应的催化剂，随着系统中含水率的增加，皂化反应和副反应加快，增加碱的消耗。低碱法醇解和高碱法醇解的根本差别就在于系统的含水量的多少，而含水量的多少实际上极大地影响到碱摩尔比和反应时间等工艺条件。相对而言，电石乙炔法路线的聚醋酸乙烯浓碱液浓度、碱摩尔比、反应温度、反应时间等工艺条件较易控制在稳定的规定值，而系统的含水率则要难得多。
碱摩尔比（MR）：碱（NaOH）对聚醋酸乙烯中单体链节的摩尔比（碱摩尔比）要根据其它工艺条件作相应调整。碱摩尔比是影响聚乙烯醇醇解度最重要的根本因素。碱是醇解反应的催化剂，同时参与皂化反应和副反应。没有碱的存在，醇解反应不能发生。碱的摩尔比太高，醇解反应快，副反应产物醋酸钠多；聚乙烯醇结块硬，粉碎机刀片易损坏；而且出第二粉碎机的PVA粉料多，极易造成二粉架桥。但如果碱的摩尔比太低，醇解反应速度慢，反应时间需延长，而且醇解不完全，醇解度低，严重时皮带醇解机上物料不结块或结块太软，无法通过后面工序，造成事故。
醇解反应时间：醇解反应时间亦即皮带醇解机的停留时间，是根据生产何种产品及投料量大小来决定的。生产醇解度越低的产品如PVA1788、PVA1792等，投料量肯定也低一些，醇解反应时间更长一些，约30分钟左右。这样可以使前醇解较充分，皮带上块料厚度适中，物料不软。而生产高醇解度的PVA时，因反应速度快且投料大，醇解机的停留时间可以调低为15分钟左右，甚至更低。一般来说，停留时间过长，在皮带上积累的物料过厚，对提高产量不利；停留时间过短，反应时间不保证，醇解度过低，物料过软，过不了后面的设备。
废液处理：生产低醇解度的PVA时，醇解废液中含有完全醇解的PVA微粒，甚至有未反应的聚醋酸乙烯酯。如果废液未加处理，或处理不好，极易造成回收工段一塔和四塔再沸器
堵塞，严重时塔板也被树脂堵塞。
树脂中VAc等杂质含量：树脂中VAc等杂质在醇解时会生成乙醛，形成乙醛缩合物，降低醇解度，并使PVA着色。
压榨率：压榨率的高低对成品的醋酸钠含量也有一定影响。压榨率太高，进干燥机母液量较大，成品中的醋酸钠含量相对也较大，着色度降低。

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