1、氯化聚乙烯的性能和用途
氯化聚乙烯（CPE）為飽和高分子材料，是聚乙烯（PE）的一種化學(xué)改性品種，外觀為白色粉末，無(wú)毒無(wú)味，溶于芳烴和鹵代烴，不溶于脂肪烴，在170℃以上分解，放出氯化氫氣體，在-30℃仍具有柔軟性，脆化溫度在-70℃以下。
氯化聚乙烯的性能與所用原料聚乙烯的分子質(zhì)量、產(chǎn)品中氯含量及分子結(jié)構(gòu)有關(guān)。氯化程度是影響氯化聚乙烯性能的主要原因，氯含量在23%以下的氯化聚乙烯，具有彈性體性質(zhì)，氯含量在46%～58%的氯化聚乙烯是一種類似皮革狀的聚合物，氯含量在59%～63%的氯化聚乙烯是一種硬質(zhì)聚合物，氯含量在64%以上的氯化聚乙烯是一種耐燃脆性樹(shù)脂[1]。
由于氯化聚乙烯分子結(jié)構(gòu)中不含不飽和雙鍵并接入含氯基團(tuán)，且氯原子是沿著聚乙烯鏈無(wú)規(guī)律分布在分子結(jié)構(gòu)中，因此產(chǎn)品具有穩(wěn)定的化學(xué)結(jié)構(gòu)，優(yōu)良的耐熱、耐老化性、阻燃性、耐寒性、耐油性、自由著色性、耐化學(xué)藥品性、耐臭氧性和電絕緣性以及良好的相容性和加工性等。作為一種新型的高分子材料，氯化聚乙烯在塑料、建材、電氣、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、橡膠、油漆、顏料、輪船、造紙、紡織、包裝以及涂料等行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用。
2、水相懸浮法工藝過(guò)程
水相懸浮法制氯化聚乙烯技術(shù)是由德國(guó)赫斯特公司于1960年首先開(kāi)發(fā)成功，此后日本大阪曹達(dá)公司、昭和電力公司、美國(guó)Dow化學(xué)公司以及我國(guó)大部分廠家也采用該方法進(jìn)行生產(chǎn)。
水相懸浮法制氯化聚乙烯是目前最主流的氯化聚乙烯生產(chǎn)方法。
將聚乙烯細(xì)粉末分散到懸浮劑去離子水中（聚乙烯質(zhì)量含量為5%～20%），加入溶脹劑，防粘劑，分散劑，引發(fā)劑，消泡劑，防靜電劑，在攪拌下加壓通入氯氣進(jìn)行氯化，待達(dá)到所需的氯含量后，進(jìn)行脫酸、水洗、加堿中和，脫廢液、熱水洗滌，離心脫水，干燥得氯化聚乙烯成品。為了防止顆粒附聚、氯化不均勻，有時(shí)可采用二步法進(jìn)行氯化，第一步在低于HDPE軟化點(diǎn)（110℃）的溫度下氯化，當(dāng)氯含量達(dá)到10%~20%時(shí)，在140℃進(jìn)行第二步氯化達(dá)到要求的深度。若要想得到氯含量大于60%的氯化聚乙烯可采用三步法，即在二步法的最后階段將溫度降至100～110℃再次進(jìn)行氯化。水相懸浮法氯化產(chǎn)品的氯分散均勻性決定于原料聚乙烯的粉碎程度，采用高分散聚乙烯，在1MPa壓力下進(jìn)行氯化，可以制得氯化程度高，均勻穩(wěn)定的氯化聚乙烯產(chǎn)品[2]。
水相懸浮法是目前國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)氯化聚乙烯的主要方法。具有操作平穩(wěn)、氯氣利用率高，產(chǎn)品含量穩(wěn)定，后處理容易，對(duì)設(shè)備要求較低，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品質(zhì)量好，適用于大規(guī)模生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)，不足之處是由于生產(chǎn)過(guò)程中加入氯氣并用水作為氯化介質(zhì)，吸收副產(chǎn)氯化氫后形成3%~4%的稀鹽酸，回收利用困難，另外廢水排放量大，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重[1]。
3水相懸浮法氯化聚乙烯工業(yè)選用鈦設(shè)備依據(jù)
（1）生產(chǎn)實(shí)踐證明，鈦具有很高的耐腐蝕性，鈦在高溫濕氯氣中的耐腐蝕能力非常強(qiáng)，鈦在常溫的氯水中，腐蝕速率為0.000565mm／a；在溫度80℃的氯水中，腐蝕速率為0.00431mm／a；在95%的濕氯氣中，常溫下鈦的腐蝕速率為0.00096mm／a[3]。
（2）鈦由于表面氧化膜表面光滑而又無(wú)腐蝕，因而不易結(jié)垢，比其他金屬要好。鈦的導(dǎo)熱系數(shù)比碳鋼和銅低，與不銹鋼相似，但鈦具有優(yōu)異的耐腐蝕性能，所以壁厚可以大大減薄，而且鈦表面與蒸汽的換熱方式為滴狀冷凝，減少了熱阻，鈦的表面不結(jié)垢，使鈦的換熱性能顯著提高，非常適合制作腐蝕介質(zhì)的換熱設(shè)備。
（3）由于鈦具有優(yōu)異的耐腐蝕性能，所以水相懸浮法氯化聚乙烯工業(yè)應(yīng)用鈦設(shè)備具有顯著優(yōu)點(diǎn)：首先，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，減少設(shè)備及管道的維修頻率，從根本上解決跑、冒、滴、漏等問(wèn)題，節(jié)約能源，增加有效生產(chǎn)時(shí)間；其次，使用鈦設(shè)備及管道，可以減少設(shè)備及管道的材料費(fèi)用，降低生產(chǎn)成本。使用鈦材，雖然一次性投資較大，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)看還是經(jīng)濟(jì)的。鈦材價(jià)格是不銹鋼的6倍，其密度僅為不銹鋼的1／2（鈦密度4.51g／cm3），而且鈦的耐腐蝕性較不銹鋼優(yōu)異得多，制造設(shè)備及管道時(shí)，在滿足設(shè)計(jì)條件的前提下，可選用比不銹鋼更薄的壁厚，鈦材的實(shí)際用量重量比不銹鋼減少很多。由此可見(jiàn)，鈦材的實(shí)際投資只有不銹鋼的兩倍左右，由于鈦制品使用壽命長(zhǎng)，從而減少了設(shè)備及管道的更新和頻繁維修費(fèi)用，實(shí)際是節(jié)省開(kāi)支，降低成本。由于鈦材解決了設(shè)備及管道的腐蝕問(wèn)題，避免了由于設(shè)備及管道的腐蝕對(duì)原料及產(chǎn)品的污染。
（4）鈦在地殼中的儲(chǔ)量很高，僅次于鐵、鋁、鎂，居第四位，比常用金屬銅、鎳、鉛、鋅的總和還多十幾倍。我國(guó)鈦資源極其豐富，已探明儲(chǔ)量居世界首位，將為我國(guó)水相懸浮法氯化聚乙烯工業(yè)鈦設(shè)備提供有力支持。
綜上所述，鈦是能夠適應(yīng)水相懸浮法氯化聚乙烯工業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)和全面滿足其使用要求的一種理想材料。
4、使用鈦設(shè)備必須注意的問(wèn)題
（1）鈦不能用于干氯氣中。鈦在干氯氣中，即使在0℃以下，也會(huì)發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)，生成四氯化鈦，并分解為二氯化鈦甚至燃燒。只有氯氣中含水量>0.5%時(shí)，鈦在其中才有可靠的穩(wěn)定性[4]。
（2）鈦設(shè)備被污染后，耐腐蝕能力迅速下降，而且會(huì)吸氫脆化。鈦設(shè)備被污染越嚴(yán)重，吸氫就愈厲害。因此，在鈦設(shè)備加工、檢修和維護(hù)過(guò)程中，應(yīng)盡量避免使用鋼質(zhì)工具[3]。
（3）鈦設(shè)備及管道在使用中易發(fā)生縫隙腐蝕，尤其是寬度為0.5mm左右的縫隙更易發(fā)生腐蝕。防止縫隙腐蝕的措施有：采用鈦鈀合金法蘭焊環(huán)或者用鈦墊片及鈦包墊片。
5、鈦設(shè)備的應(yīng)用
鈦設(shè)備在水相懸浮法氯化聚乙烯主要應(yīng)用有氯化釜、脫酸釜、中和釜、洗劑塔、氯氣處理系統(tǒng)的濕氯氣冷卻器、儀表、液位計(jì)、除廢系統(tǒng)換熱器以及上述設(shè)備的管道系統(tǒng)等。
該公司多年以來(lái)已成功為多家以水相懸浮法生產(chǎn)氯化聚乙烯的化工廠提供了鈦設(shè)備，投入后運(yùn)行情況良好，制造質(zhì)量均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
6、結(jié)語(yǔ)
該公司為山東某廠水相懸浮法氯化聚乙烯生產(chǎn)裝置提供的鈦及其合金設(shè)備在十幾年的運(yùn)行結(jié)果表明，由于鈦材料特有的耐腐蝕性使水相懸浮法氯化聚乙烯生產(chǎn)廠家設(shè)備停車大修次
數(shù)減少，產(chǎn)品質(zhì)量高，從根本上解決了跑、冒、滴、漏等問(wèn)題，節(jié)約了能源，增加了有效工作時(shí)間繼而增加了產(chǎn)能，獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。
隨著鈦的冶煉技術(shù)的不斷改進(jìn)和提高以及水相懸浮法氯化聚乙烯工業(yè)發(fā)展壯大，鈦及其合金設(shè)備在水相懸浮法氯化聚乙烯工業(yè)中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。
參考文獻(xiàn)：
[1]屈智勇，徐秋萍.氯化聚乙烯工藝技術(shù)比較[J].中國(guó)氯堿，2003，（2）：37-38.
[2]崔小明.氯化聚乙烯的生產(chǎn)方法和應(yīng)用[J].廣東塑料，2005，（4）：26-29.
[3]黃嘉琥.壓力容器材料實(shí)用手冊(cè)—特種材料[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1997.
[4]左景伊，左禹.腐蝕數(shù)據(jù)與選材手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1995.
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