微悬浮法氯乙烯糊树脂生产过程中回收氯乙烯单体的设备和方法技术领域
本发明型涉及一种氯乙烯糊树脂生产设备，特别是一种微悬浮法氯乙烯糊树脂生
产过程中回收氯乙烯单体的设备和方法。
背景技术
聚氯乙烯（PVC）糊树脂顾名思义是此种树脂主要以制成糊状形式来应用，人们常
用此种糊称作增塑糊，是未加工状态下的聚氯乙烯塑料的一种独特液体形式。糊树脂常由
胶乳和微悬浮法制得。
聚氯乙烯糊树脂因粒度微细，其质地像滑石粉，具有不流动性。聚氯乙烯糊树脂同
增塑剂混合后经搅拌形成稳定的悬浮液，即制成PVC糊料，或称作PVC增塑糊、PVC溶胶，而且
人们正是以这种形式用来加工成最终制品。在制糊过程中，根据不同的制品需要，添加各种
填料、稀释剂、热稳定剂、发泡剂及光稳定剂等。
传统的氯乙烯微悬浮聚合分为化学品配制、聚合、回收放料、喷雾干燥分级、粉碎、
污水连续自动处理等几个工序。
化学品配制：将加工助剂、乳化剂、硬脂酸等以热水配置好后等待加料，加料时纯
水、引发剂等同时加入搅拌槽内，依次再加入配置好后的化学品再加VCM，加完后在分散泵
的作用下循环于搅拌槽，使物料分散成为稳定的微小液滴。按照编制的流量到后再转槽入
到聚合釜内。
聚合：当经分散泵分散的料液全部进入聚合釜后，聚合釜开始升温聚合,由于聚合
反应为放热反应，必须及时将反应热移出。因此，保证夹套低温水的供给是维持聚合正常反
应的关键。当反应温度升高，压力降低时证明反应结束，当压力降至4Kg/cm2时开始打开聚
合釜上部单体回收阀进行氯乙烯单体的回收。
回收放料：首先进行自压回收，同时向釜内直接通入蒸汽使釜内胶乳温度达到一
定值，当釜内压力达0.05mpa（表），将釜内浆料通过湿氏粉粹机将胶乳夹带的粗粒料湿磨，
然后由螺杆泵打入干燥受槽（负压出料）。放料完后对聚合釜进行抽真空，继续进行强制回
收，蒸汽吹扫，彻底除净釜内氯乙烯，打开釜盖进行高压清洗,清洗完后进行喷淋及管道清
洗。盖上釜盖后，对聚合釜抽真空和蒸汽吹扫，除去釜内空气并进行试漏检查，用氯乙烯单
体破真空、再抽真空，加氯乙烯单体到釜内压力达0.05mpa（表），对聚合釜进行防黏釜剂喷
涂,完后等待下一釜加料。
喷雾干燥及粉碎：干燥受槽中的胶乳通过湿氏粉粹机及螺杆泵送入喷雾干燥器，
干燥后的树脂随气流进入的袋滤器、再经粉碎机粉碎，分别正压输送至成品料仓，经包装机
包装后整形送入成品库。废气经袋滤器过滤后排空。
污水处理：聚合釜及设备冲洗水收集于废水池再经快混慢混后打入自动空汽加压
浮除机括除浓缩的污泥，污泥再浓缩后泵送离心机脱水收集成泥饼包装后再出售,以去除
EPVC渣，母液用泵送往三期装置区内废水池继续进行下一步处理。
传统的工艺和设备存在明显不足使得装置生产周期（聚合-泄料-清釜-具备再加
料条件）长（6-8h/釜），生产能力低下，产品质量不佳，成本居高不下;另外脱气后的胶乳从
聚合出来，不经汽提直接送干燥，氯乙烯残留量高达不到国标的要求，产品质量差，消耗高，
严重污染环境。如果能在聚合反应结束后，移至釜外进行未反应氯乙烯单体的回收，使聚合
釜尽快进行抽真空和蒸汽吹扫等操作，实现下一釜加料，生产效率就会大大增加。增加胶乳
汽提塔，提高质量，降低消耗。实现聚合后处理的连续化操作。
氯乙烯微悬浮聚合，氯乙烯转化率一般控制在90%左右，有约10%左右的单体未参
加反应需要进行回收。这些未反应单体呈乳胶泡沫状，在回收槽中进行降压回收时易夹带
细颗粒树脂、残余引发剂等，堵塞管路增大消耗。为了减轻或消除这种状况，传统工艺是在
回收过程中加入称之为消泡剂的表面活性剂，加入量为胶乳中固含量的0.05—1w/%，不但
增加了生产成本，而且消泡剂还作为杂质还直接影响了胶乳的稳定性和产品性能。
CN105693899A提出将釜内物料排放至卸料槽，进行氯乙烯单体的回收，也提出用
消泡机进行机械消泡。但是并没有提出卸料槽的具体尺寸和结构，也没有消泡机的原理和
组成。
CN203763915U提出一种不加消泡剂的机械消泡方法和设备，所述的聚氯乙烯糊树
脂机械消泡装置，其脱泡塔塔板上部设有缓冲罩，缓冲罩为半球形，缓冲罩下部设有支腿，
支腿下部设有铁丝网，铁丝网为向下的圆锥形，铁丝网下部设有尖刺，尖刺对泡沫造成破
坏，圆锥形铁丝网增加了每层塔板的消泡面积，提升了消泡效率，缓冲罩与支腿对消泡后产
生的胶乳起到缓冲引流的作用，利于胶乳进入塔底。但是该法并未给出关键性参数铁丝网
的尺寸、铁丝的粗细以及脱泡塔的铁丝网层数和层与层之间的距离，也没有给出脱泡塔内
气体流速，因此没有实际参考价值和可操作性。另外加工也不易。到目前为止国内外尚未有
真正解决上述问题的方法。
发明内容
本发明的发明目的在于提供一种回收过程中不必加入消泡剂的微悬浮法氯乙烯
糊树脂生产过程中回收氯乙烯单体的设备和方法。
本发明采用如下技术方案：
一种微悬浮法氯乙烯糊树脂生产过程中回收氯乙烯单体的设备，包括卸料槽，真空泵，
汽提塔，卸料槽分别与脱泡塔和汽提塔连接，脱泡塔内部安装有网格板，网格板下部设置有
尖刺结构；卸料槽内设置有搅拌器和蒸汽分布管，卸料槽连接酸液管道。
采用上述技术方案的设备与现有技术相比，脱泡塔与卸料槽连接，无需要加入消
泡剂，通过脱泡塔内的网格板实现机械消泡的作用，结构简单，消泡性能好。
本发明的优选方案是：
蒸汽分布管上设置有均布的2～5毫米的小孔。
网格板为数条横竖排列的金属片构成，网格板设置为数层。
脱泡塔设置为一个或两个，设置为两个，则两塔串接。
脱泡塔设置为一个，网格板设置为8～14层；脱泡塔设置为两个，每个脱泡塔内设
置网格板为4～8层。
网格板层间距为400～800毫米。
卸料槽内的搅拌器设置在卸料槽中部位置，蒸汽分布管设置在卸料槽底部。
卸料槽呈圆柱筒体结构，该圆柱筒体的结构两端连接半球面结构，卸料槽的长径
比为1.5～3.5：1，卸料槽轴线与水平面呈3～15度的夹角。
卸料槽上装有第一pH计，卸料槽出槽泵出口与汽提塔连接。
一种微悬浮法氯乙烯糊树脂生产过程中回收氯乙烯单体的生产方法，聚合反应后
的胶乳，卸入卸料槽中，根据卸料槽底部的pH值通入酸液，以调节聚氯乙烯胶乳pH值在4～7
之间，打开脱泡塔通气柜阀门，向气柜通入脱泡后的氯乙烯，打开蒸汽盘管调节阀，向卸料
槽内通入蒸汽，每隔30分钟从脱泡塔出口玻璃视镜目测泡沫情况；开汽提塔真空泵，卸料槽
中脱除质量含量在80%以上的氯乙烯单体后的胶乳用输送泵输送至汽提塔。
该生产方法与现有技术相比，通过PH调节以及脱泡塔和卸料槽相结合的消泡方
式，回收过程中不必加入消泡剂，降低了生产成本，提高了胶乳的稳定性和产品的性能。
生产方法优选方案是：
在未反应氯乙烯回收过程中，将聚氯乙烯胶乳pH值控制在4.5。
对调节胶乳pH值的酸液，离解常数Ka≥1.0×10-2，所用酸的浓度5～10w/%。
酸液为硫酸、盐酸或者磷酸。
向卸料槽出来的胶乳中加入5-10w/%浓度的氢氧化钠溶液，将进入汽提塔胶乳的
pH值调节到6.5～7.5。
向卸料槽出来的胶乳中加入碱液或酸液，以调节胶乳的pH值。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是脱泡塔的结构示意图。
图3网格板的俯视结构示意图。
图4是网格板的单片格板结构图。
图5是蒸汽分布管的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例详述本发明：
一种微悬浮法氯乙烯糊树脂生产过程中回收氯乙烯单体的设备，参见附图1至附图5，
图中：反应后的乳胶1、酸液流量调节阀2、第一pH计3；卸料槽4；搅拌器5；蒸汽调节阀6； 温
度计7；蒸汽分布管8；脱泡塔9、网格板901；卸料槽出槽泵10；碱液调节阀11； 第二pH计12；
真空泵13；汽提塔14；压力表15；视镜16；尖刺结构17；小孔18。
本实施例中，卸料槽4分别与脱泡塔9和汽提塔14连接，脱泡塔9内部安装有网格板
901，网格板901下部设置有三角形的尖刺结构17；卸料槽4内设置有搅拌器5和蒸汽分布管
8，卸料槽4连接酸液管道，酸液管道上装有第一pH计3。
蒸汽分布管8上设置有均布的2～5毫米的小孔18；搅拌器5的体积功率1.0～
2.0kw/m3。
网格板901为数条横竖排列的金属片构成，网格板901设置为数层。
脱泡塔9设置为一个或两个，设置为两个，则两塔串接。
脱泡塔9设置为一个，网格板设置为8～14层；脱泡塔9设置为两个，每个脱泡塔内
设置网格板901为4～8层。
网格板901层间距为400～800毫米；最好为500-600mm。
卸料槽4内的搅拌器设置在卸料槽4中部位置（这个中部位置以卸料槽轴向长度计
的中部位置，大约位于轴向长度的对称中心线上），蒸汽分布管8设置在卸料槽4的底部（卸
料槽4在倾斜放置时，如图1中所示，接近水平面的位置视为底部）。
卸料槽4为卧式槽，呈圆柱筒体结构，该圆柱筒体的结构两端连接半球面结构，卸
料槽4的长径比为2：1，卸料槽轴线与水平面呈10度的夹角；有利于卸料槽4中物料的放净和
清洗。
本实施例，涉及显著提高微悬浮聚氯乙烯糊树脂产品质量和降低成本的方法指的
是将聚合反应结束后的胶乳移出到按规定配置的卸料槽4中，进行未反应单体的釜外回收。
回收过程不加消泡剂，而是加入抑泡剂（PH调节剂）和采用机械消泡的方法。
卸料槽4上装有第一pH计3，第一pH计3上装有在线分析仪，卸料槽4的容积应为单
台聚合釜容积的2～4倍，最好为聚合釜容积的3倍，材质为不锈钢，耐真空度760mm汞柱。
卸料槽4内还装有直径为1.～2.0吋不锈钢盘成的椭圆形盘管：蒸汽分布管8，蒸汽
分布管8上开很多2mm直径的小孔18，供蒸汽均匀分布，蒸汽分布管8总长与开孔率不限，只
要满足将卸料槽4内胶乳温度加热和保持在80～85℃即可。
搅拌形式没有严格要求，直桨、斜桨、螺旋推进式均可，搅拌器5体积功率1.0～
2.0kw/m3，胶乳进料口与回收单体排出口尽可能的远。抑泡剂加入口设置在乳化液进口管
上。第一pH计3和第二pH计12分别设置在卸料槽4底部和汽提塔14上。
将卸料槽4内聚氯乙烯糊树脂胶乳的pH调节至5左右，大大减少了泡沫的产生和增
加了泡沫的易破碎程度。
不含表面活性剂纯净的液体如水中气泡升至表面然后爆裂。气体与液体之间的界
面张力太高导致气泡不能稳定存在。
如果液体中含有表面活性剂，所谓表面活性剂，是指加入少量能使其溶液体系的
界面状态发生明显变化的物质。
表面活性剂作用：
具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列；表面活性剂的分子结构具有两
亲性：一端为亲水基团，另一端为疏水基团；表面活性剂分为离子型表面活性剂（包括阳离
子表面活性剂与阴离子表面活性剂）、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂、复配表面活
性剂、其他表面活性剂等。这些表面活性剂分子有亲水疏水端基的特性在气泡周围能形成
一层其中疏水一端朝向气泡，亲水一端朝向水。因此降低的气泡和液体之间的的界面张力
稳定了气泡的存在。当气泡升至液体表面时因气体和液体界面间也存在着表面活性分子因
而就形成了包括气泡上的表面活性剂层和液体表面活性剂的稳定双层。这此稳定双层分别
由气体-液体界面上的表面活性剂单层与液体-气体界面上的表面活性剂单层组成。
因为氯乙烯在水中有一定的溶解度，微悬浮法聚氯乙烯糊树脂生产所用的乳化剂
一般为十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠，典型的阴离子表面活性剂，亲水亲油值（HLB）
在40以上，故能形成稳定的乳化液，是聚合反应能稳定的进行。
因其在水溶液中呈离子状态，亲水能力极强，由十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺
酸钠形成的聚氯乙烯胶乳在回收未反应的氯乙烯单体时，由于压力降低产生大量的气泡。
气泡夹带树脂细粒和乳化剂等堵塞回收管路、回首冷凝器等，降低生产效率，增加消耗，影
响产品质量等。
十二烷基硫酸钠与十二烷基苯磺酸钠都是强碱弱酸盐，在水溶液中分别以下式反
应：
C12H25OSO3— + H3O+ == C12H25OSO3H + H2O (1)
C12H25C6H6SO3—+ H3O+ == C12H25 C6H6SO3 H + H2O （2）
即在酸性条件下，反应向生成弱酸分子的方向进行，弱酸的离解常数极低，不再是阴离
子表面活性剂的强亲水性，形成泡沫的能力和所形成泡沫的强度都大大降低。
正常微悬浮聚氯乙烯乳化液的pH值约8.5～9.5，当胶乳的pH值低于7乳化液起泡
程度显著降低，而且PH越低这种状况越明显。但是如果pH值低于4，就会出现聚氯乙烯糊树
脂脱氯化氢的反应，使聚氯乙烯糊树脂热稳定性降低。
未反应氯乙烯回收过程中，胶乳PH控制在4～7，优选4～6.5或5～6.5。用于调节胶
乳PH的酸可以是盐酸、硫酸、磷酸，没有特殊限制，所有离解常数Ka≥1.0×10-2即可，只要
不影响产品性能，价格低廉即可。所用酸的浓度5-10w/%，如酸浓度低于5w/%带入的水量过
多，增加干燥工序的能耗；如果酸的浓度大于10w/%，则不易混合均匀。
向卸料槽4出来的胶乳中加入5～10w/%的氢氧化钠溶液，将进入汽提塔乳化液的
PH调节到6.5～7.5，最好是6.8～7.2，防止呈酸性的胶乳在以后的高温喷雾干燥工况下，出
现降解。根据汽提塔釜PH计3指示的值加入酸或碱液，调节胶乳的PH在要求的范围。
卸料槽4底部出口处设有卸料槽出槽泵10，卸料槽出槽泵10出口与汽提塔14连接。
脱泡塔9为一封闭的塔体，塔体底部设有出料口，脱泡塔9塔体内部设有多层网格
板901，最下层网格板901与卸料槽4顶之间设有进料口。
脱泡塔9的塔顶部设有气体出口，塔体中部设有冲洗水进口，最上层网格板901与
出气口之间也设有冲洗水进口，这种结构简单实用，消泡性能好。
三角形尖刺结构17，尖刺结构17与泡沫起涨的方向相对设置，利于破坏泡沫，金属
网格板901增加了每层网格板901的消泡面积，提升了消泡效率，对消泡后产生的胶乳起到
缓冲引流的作用，利于胶乳流入塔底。
金属网格板901的材质不限，可以是铁条、铜条、镍条、不锈钢条等，只要满足机械
强度和耐腐蚀要求即可。金属条的厚度范围0.5-1.5mm，最好是0.8～1.2mm，条宽100mm，金
属网格板901边长10～50mm，最好是15～30mm。
脱泡塔9的气体流速在0.05～0.50m/s之间，最好在0.1～0.3m/s之间。脱泡塔9的
操作压力为0～0.2mpa（表压），一般为0.02～0.08 Mpa（表压）。
卸料槽4和脱泡塔9用于机械消泡的装置，采用手动、PLC或DCS控制系统，只要对物
料的流量控制简便，操作简单达到特定效果即可，没有特别限制。
通过本装置，在出料回收系统中使用脱泡塔9，解决回收系统中的泡沫问题，无需
消泡剂，降低了运行成本，提高了产品质量；消泡后的糊树脂乳胶几乎不含气泡，可直接进
入干燥工序进行生产；消泡后的气体经回收精馏提纯得到循环利用，提高了经济效益。
反应方法实施例1：
聚合反应结束后的胶乳（48.5℃，pH9.0，含固量45%，氯乙烯转化率约为90%）卸入卸料
槽4中（用时15分钟），根据卸料槽4底部安装的第一pH 计3显示值通入5%稀硫酸溶液2调节
pH到4.5，打开脱泡塔9（采用单塔，金属网格为10层，层间距800mm）通气柜入口阀门，向气柜
通入脱泡后的氯乙烯，控制压力15为0.03Mpa（表），打开蒸气加热盘管蒸汽进口调节阀6，通
入蒸汽，蒸汽量以胶乳温度77～82℃为宜，保持上述工艺条件。
每隔30分钟取胶乳样分析氯乙烯残留量。每30分钟从脱泡塔出口玻璃视镜16目测
泡沫情况，如下表（表1）：
※是指刚卸料过程氯乙烯含量高；
※※是指另一釜次胶乳加入卸料槽4，造成氯乙烯含量升高，其余时间氯乙烯含量低于
500w/%，满足汽提塔14对进料的要求。
开汽提塔14真空泵13，卸料槽4中的脱除绝大部分（质量比含量80%以上的）的氯乙
烯单体后的乳化液用输送泵10，以合适的速率均匀稳定的进入汽提塔14（汽提塔14为20层
筛板塔，板间距800mm，筛板孔径10mm，孔心距20mm，等边三角形排列）塔顶温度80～85℃，停
留时间1.0h，塔顶压力控制-0.03Mpa.（表）为保证汽提塔向喷雾干燥送出的胶乳PH值在7左
右，根据汽提塔釜第二pH计12调节阀11向将料泵出口加入5w/%氢氧化钠溶液。
每隔60分钟取胶乳样分析氯乙烯残留量。如下表（表2）：
稳定操作后，氯乙烯残留量小于50w/ppm，可以保证糊树脂成品残留量满足10 w/ppm。
反应方法实施例2：
聚合反应结束后的胶乳（49℃，PH8.6，含固量41%，氯乙烯转化率约为90%）卸入卸料槽4
中，打开脱泡塔9，脱泡塔9采用双塔（未画出），每塔金属网格为8层，层间距800mm）通气柜入
口阀门，向气柜通入脱泡后的氯乙烯，控制压力15为0.03Mpa（表），打开蒸气加热盘管蒸汽
进口调节阀6，通入蒸汽，蒸汽量以胶乳温度77～82℃为宜，保持上述工艺条件。
每隔30分钟取胶乳样分析氯乙烯残留量。每30分钟从脱泡塔出口玻璃视镜16目测
泡沫情况。如表1。 每30分钟从脱泡塔（第二塔，未画出）出口玻璃视镜目测泡沫情况。如表3
※ ：其中“有”表示明显有泡沫；“有少量”有泡沫但程度比前者差一些；“可见”偶尔看
见程度最轻。
开汽提塔14真空泵13，卸料槽中的脱除绝大部分（质量含量在80%以上的称之为绝
大部分）的氯乙烯单体后的乳化液用输送泵10，以一定速率均匀稳定的进入汽提塔14（汽提
塔14为20层筛板塔，板间距800mm，筛板孔径10mm，孔心距20mm，等边三角形排列）塔顶温度
80～85℃，停留时间1.0h，塔顶压力控制-0.03Mpa.（表）为保证汽提塔向喷雾干燥送出的胶
乳PH值在7左右，根据汽提塔釜第二PH计12调节阀11向将料泵出口加入5w/%氢氧化钠溶液。
每隔60分钟取胶乳样分析氯乙烯残留量。如下表（表4）
通过比较实施例1与实施例2，不用化学抑制剂，即使采用双塔，脱泡效果也不好，氯乙
烯残留量随之亦高。最终产品达不到要求。
釜外进行氯乙烯单体脱除，比在聚合釜内脱除节省6～8小时/釜；采用化学抑制剂
与脱泡塔相结合方法比CN105693899A的方法少用一台动态消泡机；比CN203763915U的方法
省去一台脱泡塔，而且整体效果更好。
反应方法实施例3：
聚合反应结束后的胶乳（47℃，PH8.7,含固量43%，氯乙烯转化率约为90%）卸入卸料槽4
中（用时15分钟），根据槽底PH计3显示值通入5%稀硫酸溶液2调节PH到6.5，打开脱泡塔9（采
用单塔，金属网格为10层，层间距800mm）通气柜入口阀门，向气柜通入脱泡后的氯乙烯，控
制压力15为0.03Mpa（表），打开蒸气加热盘管蒸汽进口调节阀6，通入蒸汽，蒸汽量以胶乳温
度77～82℃为宜，保持上述工艺条件。
每隔30分钟取胶乳样分析氯乙烯残留量。每30分钟从脱泡塔9出口玻璃视镜16目
测泡沫情况。如下表：
开汽提塔14真空泵13，卸料槽4中的脱除绝大部分的氯乙烯单体后的乳化液用输送泵
10，以一定速率均匀稳定的进入汽提塔14（汽提塔14为20层筛板塔，板间距800mm，筛板孔径
10mm，孔心距20mm，等边三角形排列）塔顶温度80～85℃，停留时间1.0h，塔顶压力控制-
0.03Mpa.（表）为保证汽提塔向喷雾干燥送出的胶乳PH值在7左右，根据汽提塔釜第二PH计
12调节阀11，向将料泵出口加入5w/%氢氧化钠溶液。
每隔60分钟取胶乳样分析氯乙烯残留量。如下表：
稳定操作后，氯乙烯残留量小于50w/ppm，可以保证糊树脂成品残留量满足10 w/ppm。