[實用新型]制備氯化聚乙烯的裝置

有效

• 申請號: 201320221253.2
• 申請日: 2013-04-27
• 公開（公告）號: CN203269839U
• 公開（公告）日: 2013-11-06
• 發明（設計）人: 方世東;孟月東;姚日生;何紅波;陳龍威;李緒奇
• 申請（專利權）人: 中國科學院等離子體物理研究所
• 主分類號: C08F10/02
• 分類號: C08F10/02;C08F8/22
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

????本實用新型涉及等離子體科學與高分子材料合成科學的交叉學科技術領域，尤其涉及一種制備氯化聚乙烯的裝置。

背景技術

氯化聚乙烯（Chlorinated?Polyethylene，簡稱為CPE）是一種性能優良的高分子材料。它是由聚乙烯（Polyethylene，簡稱為PE）經氯化改性而制備的高分子材料。通用型CPE氯含量一般在35%左右，理論上最高氯含量可達73.2%。CPE具有耐熱、耐油、耐臭氧、阻燃、絕緣性好等優點，在塑鋼門窗、防腐涂料、電線電纜、磁性材料、阻燃膠管等領域中廣泛應用。并且隨著我國氯堿工業快速發展，大量過剩氯氣帶來嚴重安全與環境問題，大規模利用氯氣是促進氯堿工業可持續發展的關鍵，CPE作為大宗化學品，其生產是解決氯氣大量過剩的有效方法之一。

目前CPE生產方法主要有溶劑法、水相懸浮法。溶劑法是將PE粉體溶解于四氯化碳溶劑中，在有機過氧化物引發劑作用下與氯氣進行氯化反應的一種工藝方法，該工藝主要包括氯化、溶液過濾、樹脂沉降、干燥、溶劑回收等工序。該工藝流程長、成本高、易造成環境污染，且四氯化碳溶劑對大氣臭氧層有破壞作用，由于《關于消耗臭氧層物質的蒙特利爾議定書》的簽訂，我國已經對CPE中殘存的四氯化碳提出嚴格指標，并關閉了多家四氯化碳溶劑法生產CPE裝置。水相懸浮法是將PE粉體懸浮于水中或鹽酸介質中，在有機過氧化物引發劑或紫外光存在下通氯氣，經過脫酸、中和、水洗、離心、干燥等工序生產CPE的一種工藝方法。該法能生產綜合性能好的CPE，但該工藝也存在不足之處：如濕氯氣對反應設備有嚴重的腐蝕，因此反應器必須使用昂貴的鈦鈀合金材料；且生產過程中有大量酸性廢水和廢氣產生，生產1噸CPE過程中，將產生約20噸酸性廢水和200m³酸性廢氣。以國內2011年度CPE產量70萬噸計算，產生的酸性廢水約為1400萬噸、酸性廢氣1.4億m³。由于溶劑法和水相懸浮法制備CPE過程中存在嚴重環境污染，如何從生產源頭上實現節能減排和控制污染成為研究熱點，開展等離子體制備CPE是一種有效的解決方法。

實用新型內容

本實用新型目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種制備氯化聚乙烯的裝置。

本實用新型是通過以下技術方案實現的：

一種制備氯化聚乙烯的裝置，包括有等離子體發生裝置和氯化反應裝置，所述的等離子體發生裝置包括有等離子體發生器，在等離子體發生器中設有攪拌裝置一，在等離子體發生器的頂部設有原料氣體進口、PE粉體進口和抽真空口，所述的原料氣體進口連接原料氣瓶，抽真空口連接真空泵，在等離子體發生器上設有原料氣體出口和處理后PE料出口，等離子體發生器還分別與真空顯示器和等離子體電源連接；所述的氯化反應裝置包括有氯化反應器，在氯化反應器的側面設有攪拌裝置二，在氯化反應器的頂部設有氣體進口和氣體出口，在氯化反應器的左側設有進料口和出料口，在氯化反應器的右側設有進風口，所述的進風口連接有鼓風機，所述的氣體進口連接有氣瓶，氣體出口連接有尾氣吸收裝置，進料口連接等離子體發生裝置中的處理后PE料出口，出料口連接有CPE處理裝置。

所述的氣瓶與氣體進口之間還設有緩沖罐和預熱罐；所述的尾氣吸收裝置包括有依次通過管道連接的兩個填料吸收塔和堿吸收池；所述的CPE處理裝置包括有依次連接的過濾器和干燥室。

所述的等離子體發生裝置為負壓或常壓操作的射頻等離子體裝置、介質阻擋放電等離子體裝置或微波等離子體裝置，所述的等離子體發生裝置的放電方式包括有連續放電、間歇放電、脈沖放電三種。

所述的等離子體發生器為立式發生器或臥式發生器；立式發生器可設有底攪拌或頂攪拌；臥式發生器為筒體旋轉發生器或內部設有軸攪拌的發生器。

所述的氯化反應器為臥式反應器或立式反應器；臥式反應器為筒體旋轉反應器或內部設有軸攪拌的反應器；立式反應器可設底攪拌或頂攪拌。

1）將PE粉體從PE粉體進口加入到等離子體發生器中，原料氣從原料氣體進口流入等離子體發生器中，開啟真空泵抽真空至低壓，PE粉體平均粒徑為30~300微米；

2）啟動攪拌裝置一，啟動等離子體電源放電，使PE粉體與等離子體充分混合，PE粉體在等離子體作用下，表面被活化，形成大分子自由基，引發氯化反應，等離子體的功率密度為0.1~15W/cm³，?PE粉體在等離子體放電區的處理時間為5s~30min，等離子體放電區溫度為20~80℃，壓力為10~10000Pa；