聚乙烯醇,有機(jī)化合物,白色片狀、絮狀或粉末狀固體,無(wú)味。溶于水,不溶于汽油、煤油、植物油、苯、甲苯、二氯乙烷、四氯化碳、丙酮、醋酸乙酯、甲醇、乙二醇等。微溶于二甲基亞砜。聚乙烯醇是重要的化工原料,用于制造聚乙烯醇縮醛、耐汽油管道和維尼綸合成纖維、織物處理劑、乳化劑、紙張涂層、粘合劑、膠水等
(1)聚醋酸乙烯酯的制備工業(yè)上采用本體、溶液、懸浮、乳液4種聚合方法制取聚醋酸乙烯酯。由于溶液聚合的反應(yīng)溫度容易控制,聚合物支鏈少,聚合后所得的聚醋酸乙烯酯甲醇溶液可直接進(jìn)行醇解而制備聚乙烯醇。因此,溶液聚合法制備聚醋酸乙烯酯在合成纖維工業(yè)中被廣泛應(yīng)用。
醋酸乙烯酯連續(xù)式溶液聚合的工藝如下:投料前先用氮?dú)鈱?duì)聚合系統(tǒng)進(jìn)行置換,使氧含量在1%以下。將引發(fā)劑溶解于甲醇中配成(1.3±0.5)%的甲醇溶液。再將精制的醋酸乙烯酯、甲醇及引發(fā)劑甲醇溶液等混合物料送入預(yù)熱器,使物料預(yù)熱到59℃以上以除去溶解氧。經(jīng)預(yù)熱的物料進(jìn)入級(jí)反應(yīng)釜,反應(yīng)溫度60~65℃,物料連續(xù)加入,平均停留時(shí)間2~3h,聚合率20%左右。然后進(jìn)入第二級(jí)反應(yīng)釜繼續(xù)聚合,物料在第二級(jí)反應(yīng)釜平均停留時(shí)間約3h,聚合率達(dá)50%~60%。反應(yīng)結(jié)束后用甲醇蒸汽吹出未反應(yīng)的單體,脫單體后的聚醋酸乙烯酯用甲醇稀釋成濃度為20%~22%的溶液,送往醇解工序。
(2)聚醋酸乙烯酯的醇解上述制得的聚醋酸乙烯酯甲醇溶液連續(xù)進(jìn)入雙螺桿醇解機(jī),同時(shí)加入一定比例(摩爾比,聚醋酸乙烯酯與之比為1∶0.12)的堿甲醇溶液,醇解溫度為45~50℃。生成的聚乙烯醇因不溶于甲醇而以海綿狀沉析出來,經(jīng)螺桿擠壓機(jī)擠出皂化廢液,海綿狀的聚乙烯醇經(jīng)多次水洗,然后在80℃下進(jìn)行真空干燥和熱定型處理即得成品。
(3).首先由溶液聚合法制備聚醋酸乙烯酯,然后將制得的聚醋酸乙烯酯在甲醇、乙醇或乙醇和乙酸甲酯混合液中用堿金屬或無(wú)酸作催化劑,水解迅速。進(jìn)行醇解得到聚乙烯醇。
(4)制法 將過濾好的6%KOH-C2H5OH的溶液溫度控制在20~25℃,在攪拌下緩慢加入26%的聚乙酸乙烯酯溶液,控制滴加速度,以防止結(jié)塊凍膠,加料完畢后,維持20~25℃2h,然后冷卻至室溫,過濾,所得白色 淺黃色固體,用少量70%的乙醇洗滌數(shù)次,濾干后,于真空下 50~60℃ 烘 干,即 得成品。
5.生產(chǎn)聚乙烯醇的工藝路線按原料分為乙烯法和乙炔法兩類。上生產(chǎn)PVA的工藝路線以乙烯法占主導(dǎo)地位,其數(shù)量為總生產(chǎn)能力的72%。其工藝流程包括:乙烯的獲得及醋酸乙烯合成、精餾、聚合、聚醋酸乙烯(PVAc)醇解、醋酸和甲醇回收五個(gè)工序。
乙炔合成法依其原料的來源不同可分為電石乙炔合成法和天然氣裂解乙炔合成法。電石乙炔合成法,早實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。由于此種工藝路線產(chǎn)品能耗高、質(zhì)量低、成本高,生產(chǎn)過程產(chǎn)生的雜質(zhì)污染環(huán)境亦較為嚴(yán)重,缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,屬逐漸淘汰工藝。在天然氣、煤和電力豐富的地區(qū),天然氣乙炔直接合成法仍具有生命力。
醋酸乙烯聚合 聚合反應(yīng)式如下
醋酸乙烯經(jīng)預(yù)熱后,與溶劑甲醇及引發(fā)劑混合,送入兩臺(tái)串聯(lián)聚合釜,在66~68℃及常壓下進(jìn)行聚合。聚合4~6H后,有約2/3的醋酸乙烯聚合為聚醋酸乙烯。聚合反應(yīng)產(chǎn)生的熱量可借甲醇的蒸發(fā)帶走,甲醇蒸氣經(jīng)冷凝后又返回聚合釜中。聚合液送單體吹出塔,用甲醇蒸氣將其中未聚合的醋酸乙烯吹出。由單體吹出塔吹出的醋酸乙烯及甲醇經(jīng)分離精餾,回收循環(huán)使用。聚合液以甲醇調(diào)節(jié)到聚醋酸乙烯含量為33%的甲醇溶液送醇解工段進(jìn)行醇解。
聚醋酸乙烯醇解
聚醋酸乙烯與甲醇溶液按聚醋酸乙烯∶甲醇∶∶水為1∶2∶0.01∶0.002的比例同時(shí)加入高速混合器經(jīng)充分混合后,進(jìn)入皮帶式醇解機(jī),在50℃溫度下進(jìn)行醇解,皮帶以1.1~1.2m/min的速度移動(dòng),約4min醇解結(jié)束,得到固化聚乙烯醇。經(jīng)粉碎、壓榨、干燥脫除溶劑后得到成品聚乙烯醇。
擠壓脫出的液體中含有大量的醋酸甲酯和甲醇。先在共沸蒸餾塔中,蒸出醋酸甲酯和甲醇的共沸物,塔底為甲醇水溶液。醋酸甲酯與甲醇共沸物進(jìn)入水萃取分離塔與水混合,塔頂分離出醋酸甲酯,塔底為甲醇水溶液。醋酸甲酯在水解器中經(jīng)離子交換樹脂催化水解,得到醋酸和甲醇的混合物?;旌衔锼椭了庖赫麴s塔,將甲醇和未水解的醋酸甲酯蒸出,進(jìn)入水萃取分離塔。水解液蒸餾塔底為稀醋酸,送至稀醋酸濃縮塔中脫去水分后即得醋酸。共沸蒸餾塔及水萃取分離塔底得到的甲醇水溶液,在甲醇蒸餾塔中蒸出甲醇可重復(fù)使用。