劉金龍（天津大沽化工股份有限公司，天津 300452）

SAN樹(shù)脂工藝技術(shù)淺析

劉金龍
（天津大沽化工股份有限公司，天津 300452）

SAN樹(shù)脂是苯乙烯丙烯腈的共聚物，是一種無(wú)色透明，具有較高的機(jī)械強(qiáng)度的聚丙烯基工程塑料。天津大沽化工股份有限公司年產(chǎn)40萬(wàn)噸ABS項(xiàng)目采用的是美國(guó)GE公司先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)。作為ABS 樹(shù)脂的連續(xù)相，SAN 樹(shù)脂對(duì)ABS樹(shù)脂的性能起著主要作用。SAN 樹(shù)脂的合成主要有本體聚合法和懸浮聚合法，本體聚合法由于工藝流程簡(jiǎn)單、操作容易、產(chǎn)品質(zhì)量好、污染少和投資少等優(yōu)點(diǎn)，因此成為SAN 合成的首選工藝。由于SAN生產(chǎn)是連續(xù)性的，所以在正常生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)經(jīng)常進(jìn)行提降產(chǎn)量，開(kāi)停車(chē)的操作，而溫度控制又是關(guān)系到SAN工藝的單元操作和產(chǎn)品質(zhì)量等方面至關(guān)重要的因素之一。

ABS、SAN、本體聚合、工藝。

一、工藝簡(jiǎn)介

1.1ABS生產(chǎn)方法

目前，ABS 樹(shù)脂的工業(yè)生產(chǎn)方法按技術(shù)路線可分為3 類(lèi)：化學(xué)接枝法、化學(xué)接枝共混法和物理?yè)交旆?。其中化學(xué)接枝法分為乳液接枝法、連續(xù)本體接枝聚合法乳液接枝-本體聚合法3種；化學(xué)接枝共混法分為乳液接枝-乳液SAN（丙烯腈-苯乙烯共聚樹(shù)脂）摻混法、乳液接枝-懸浮SAN摻混法和乳液接枝-本體SAN摻混法3種；物理?yè)交旆ㄊ且訟BS粉料和SAN粒料為原料，利用擠出機(jī)摻混生產(chǎn)ABS樹(shù)脂，它僅屬于塑料加工范疇，不屬于傳統(tǒng)ABS生產(chǎn)方法。目前，乳液接枝法、乳液接枝-乳液SAN摻混法在發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)被淘汰；乳液接枝-本體聚合法因需要改變本體聚合配方才能生產(chǎn)出不同品種牌號(hào)的產(chǎn)品， 應(yīng)用不普遍；乳液接枝-懸浮SAN摻混法只適合于中小型生產(chǎn)裝置。因此，現(xiàn)階段ABS樹(shù)脂工業(yè)生產(chǎn)的主要方法為乳液接枝-本體SAN摻混法和連續(xù)本體聚合法。

1.2ABS工藝簡(jiǎn)介

大沽化工年產(chǎn)40萬(wàn)噸ABS樹(shù)脂項(xiàng)目采用的工藝技術(shù)是美國(guó)GE公司乳液接枝-本體SAN摻混法專(zhuān)利技術(shù)。該方法生產(chǎn)的ABS樹(shù)脂的優(yōu)點(diǎn)在于，可通過(guò)調(diào)整摻混比例、添加劑種類(lèi)和數(shù)量生產(chǎn)不同品種牌號(hào)的ABS樹(shù)脂，技術(shù)先進(jìn)可靠，產(chǎn)品應(yīng)用范圍寬，性能好，污染相對(duì)較小。裝置分別以丁二烯為原料，采用乳液聚合法制備聚丁二烯膠乳（PBL）；用聚丁二烯膠乳、苯乙烯和丙烯腈為原料以乳液接枝共聚法制備HRG樹(shù)脂；以本體法制備SAN，然后采用摻混法將HRG樹(shù)脂、SAN樹(shù)脂和添加劑熔融擠壓造粒制成ABS 樹(shù)脂產(chǎn)品。ABS生產(chǎn)工藝示意圖如圖1.1所示。

圖1.1　ABS 樹(shù)脂生產(chǎn)工藝示意圖

二、SAN樹(shù)脂工藝簡(jiǎn)介

2.1SAN工藝簡(jiǎn)介

苯乙烯，丙烯腈與助劑連續(xù)加入到反應(yīng)器中。SAN聚合物在一個(gè)配有連續(xù)攪拌的反應(yīng)器中生成，該反應(yīng)器在受控條件下提供充足的提留時(shí)間以得到適合的單體轉(zhuǎn)化率。

反應(yīng)釜出料泵連續(xù)將SAN和剩余單體的混合物送到脫揮發(fā)器。脫揮發(fā)系統(tǒng)采用熱油加熱。系統(tǒng)通過(guò)單獨(dú)的真空泵提供真空，以移除大部分的殘留單體。移出的單體在冷凝后，并流到真空密封傾析罐中。

脫揮發(fā)器利用真空脫除微量的殘余單體。單體氣體從脫揮發(fā)器中脫除并通過(guò)一系列的設(shè)備來(lái)冷卻液化。冷凝單體流入真空密封傾析器。

SAN和殘留單體的混合物通過(guò)兩級(jí)的閃蒸工藝連續(xù)脫揮發(fā)，脫揮發(fā)采用真空和高溫方法將未反應(yīng)的單體從SAN混聚物中分離出來(lái)。系統(tǒng)未被冷凝的排放氣經(jīng)過(guò)洗滌塔被新鮮苯乙烯萃取出殘留的單體，被冷凝下來(lái)的單體從冷凝器直接進(jìn)到單體收集罐。從脫揮發(fā)器出來(lái)的聚合物通過(guò)熔融泵并被過(guò)濾，熔融聚合物在水浴造粒機(jī)中造粒，懸浮在水中。顆粒漿料脫水干燥后被粒子輸送風(fēng)機(jī)傳送到SAN質(zhì)檢料斗中。質(zhì)檢后，SAN 粒子被送到料倉(cāng)中的，這些料倉(cāng)用于向摻混單元加料。SAN生產(chǎn)工藝示意圖如圖1.2所示。

圖1.2　SAN樹(shù)脂生產(chǎn)工藝示意圖

2.2SAN某牌號(hào)樹(shù)脂性能參數(shù)

2.3 SAN樹(shù)脂用途

SAN樹(shù)脂因?yàn)槠浠瘜W(xué)穩(wěn)定性高，強(qiáng)度大，被廣泛應(yīng)用于日常生活。電氣（插座、殼體等），日用商品（廚房器械、冰箱裝置、電視機(jī)底座、卡帶盒等），汽車(chē)工業(yè)（車(chē)頭燈盒、反光鏡、儀表盤(pán)等），家庭用品（餐具、食品刀具等），化妝品包裝等。廣泛用于制作耐油、耐熱、耐化學(xué)藥品的工業(yè)制品，以及儀表板、儀表框、罩殼、電池盒、接線盒、多種開(kāi)關(guān)及按規(guī)等。

2.4開(kāi)車(chē)過(guò)程簡(jiǎn)述

SAN單元正常開(kāi)車(chē)時(shí)，開(kāi)車(chē)過(guò)程可以大致分為以下五個(gè)階段：

（一）預(yù)加料前準(zhǔn)備階段

按照配方給反應(yīng)釜預(yù)加苯乙烯和丙烯腈的混合單體，每種物質(zhì)接近目標(biāo)值時(shí)，使用流量累積器報(bào)警提示并關(guān)閉自動(dòng)閥。投加混合單體同時(shí)需要加入鏈轉(zhuǎn)移劑。

（二）反應(yīng)釜預(yù)加料開(kāi)始

預(yù)加料開(kāi)始開(kāi)始后，逐漸將反應(yīng)釜攪拌轉(zhuǎn)速，提高閃蒸罐夾套區(qū)域溫度。

（三）反應(yīng)釜預(yù)加料結(jié)束

升高反應(yīng)釜熱油夾套溫度與閃蒸罐溫度

（四）預(yù)加料結(jié)束后升溫階段

在熔融溫度達(dá)到之前，一定不要使反應(yīng)釜壓力過(guò)高，因?yàn)檫@時(shí)反應(yīng)釜里面的物料還都是呈現(xiàn)為液體狀態(tài)，釜壓過(guò)高導(dǎo)致單體很容易通過(guò)預(yù)聚管進(jìn)入到后續(xù)系統(tǒng)。

（五）反應(yīng)釜出料

判斷反應(yīng)釜內(nèi)物料已經(jīng)發(fā)生反應(yīng)的主要依據(jù)有兩個(gè)：一個(gè)是溫度，另一個(gè)就是攪拌的扭矩。

SAN開(kāi)車(chē)曲線

1. 黃立本，等. ABS 樹(shù)脂及其應(yīng)用［M］ . 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001.

2. 樹(shù)脂與塑料《化工百科全書(shū)》專(zhuān)業(yè)卷［M］，北京：化學(xué)工業(yè)出版社.

3. 陸書(shū)來(lái)，羅麗宏，何琳， 等. ABS 的技術(shù)概況及發(fā)展趨勢(shì)［J ］ .化工科技；2003 ，11

4. 陳朝陽(yáng). ABS 樹(shù)脂的生產(chǎn)工藝技術(shù)及進(jìn)展［ J］ .廣東化工， 2003， 30（ 1）

5. 大沽化工股份有限公司ABS操作手冊(cè)

劉金龍（男），1988年出生，2011年7月畢業(yè)于河北工業(yè)大學(xué)高分子材料與工程專(zhuān)業(yè)，本科學(xué)歷，助理工程師?，F(xiàn)就任于天津大沽化工股份有限公司苯乙烯分廠，任工段工藝工程師，主要負(fù)責(zé)生產(chǎn)的工藝改造和工藝管理工作。