聚乙烯醇生产中甲醇含量偏高的原因分析及控制措施探讨

摘要：本文主要简单介绍了聚乙烯醇生产工艺，通过对聚乙烯醇生产中甲醇含量偏高的原因进行分析，来探讨控制聚乙烯醇生产中甲醛含量的有效措施，旨在降低甲醇消耗，优化聚乙烯醇生产工艺，防范甲醇对人体的伤害，规避燃烧爆炸事故的发生，保障聚乙烯醇的安全生产。聚乙烯醇生产工序相对复杂，必须严格控制甲醛含量，过高的甲醛容易引发安全事故，需采取有效措施来加以防范。

关键词：聚乙烯醇；生产；甲醇含量；偏高；控制措施

聚乙烯醇是水溶性高分子聚合物，其具有成膜性、耐冲压性，有着不错的热稳定性，被广泛应用纤维产品、非纤维产品的制作中。聚乙烯醇生产工艺方式有两种：一种是电石乙炔发，另一种是乙烯法。生产工艺差别并不大，生产工序较为复杂，存在着一定的安全威胁，为保证聚乙烯醇生产安全，则必须实施有效的安全控制工作。在聚乙烯醇生产过程中如若甲醇含量过高，则会对生产人员的健康造成损伤，同时还存在着燃烧爆炸危险，因此必须控制好甲醛含量，减少甲醛消耗。

一、聚乙烯醇生产工艺

聚乙烯醇生产工艺包括了乙炔法和乙烯法。本文以某公司的聚乙烯醇生产为例，其采用的是电石乙炔法。生产工序如下：第一步一是制备乙炔气。先要采购电石，将其输送至冷破场地后再抓至破碎台，电石粗破碎的时候，需使用鄂式破碎机，之后将其放入电石贮仓中。利用复合式破碎机再次对电石进行破碎处理，合格后的电石放置于干式发生器中与水反应，可得到粗乙炔气，其纯度在百分之九十九以上，洗涤、冷却之后的粗乙炔气，受到压缩机加压后进行合成处理；第二步是醋酸乙烯合成工序。沸腾床反应器中乙炔气、醋酸在活性炭触媒催化下发生反应，醋酸乙烯酯生成[1]；第三步是醋酸乙烯精馏工序。合成反应器生成的气体，可在气体分离塔中获取反应液，循环使用未反应的乙炔气。反应液在经过精馏精制后，精醋酸乙烯酯制备而成；第四步是醋酸乙烯聚合工序。利用连续溶液聚合法来制备聚醋酸乙烯酯，其中甲醇是溶液，偶氮二异丁腈是引发剂；第五步是聚醋酸乙烯醇解工序。可选择低碱法或是高碱法来进行醇解。高碱度醇解法是在混合器中充分混合聚醋酸乙烯酯甲醇溶液和一定浓度的液碱，两者反应后生成香蕉状物，对其进行一系列处理后可得到聚乙烯醇成品；低碱醇法则是在树脂调温之后，将聚醋酸乙烯酯甲醇溶液和碱甲醇溶液进行充分混合，再于皮带醇解机中进行醇解，获取物料后进行粉碎处理。使用挤压机去除废液，经由干燥机处理获取聚乙烯成品；第六步是醇解废液回收处理工序。需回收废液中的甲醇、醋酸，然后将其作为聚合工序、合成工序中的原材料进行精馏处理。

二、聚乙烯醇生产中甲醇含量偏高的原因

聚乙烯生产中甲醛偏高的原因主要表现在以下方面：一是聚乙烯醇生产中甲醛含量的多少，与醇解反应速度相关。如若醇解反应速度过快，那么则很难在短时间内实现物料成型，聚醋酸乙烯反应时难以快速析出母液，这就导致物料中有着较大的含湿量，成品中的聚乙烯醇甲醇成分过高；二是挤压机压榨率过高。在聚乙烯醇生产中挤压机压榨率对甲醇含量有着一定的影响，如若压榨率过高，那么便会导致挤压机出口物料含湿量过大，甲醇含量也会因此过高；三是干燥机温度对聚乙烯醇生产中的甲醇含量有一定的影响，当干燥机干燥温度偏低的时候，物料的湿度就越高，甲醇含量也因此升高；当干燥机温度偏高的时候，同样也会造成甲醇含量偏高，其原因在于过高的温度会致密化聚乙烯穿表面，其内部液体难以溢出。而且还会影响聚乙烯醇产品品质，致使其出现黄黑料[2]。

三、控制聚乙烯醇生产中甲醛含量的有效措施

（一）控制醇解反应速度

在进行聚乙烯醇生产时，应当合理控制醇解反应速度，需根据实际情况和生产标准来把控加料树脂温度，控制醇解反应温度。应当将加料树脂放置于温度、湿度恒定环境中，一般来说温度应当在二十至二十五摄氏度之间，湿度在百分之四十至百分之七十之间。可通过加热器来控制室温。另外，还要把控好醇解反应温度，将其控制在适宜范围内。醇解温度升高时，醇解反应速度会加快，但是过高的温度会在一定程度上影响醇解率。调节醇解反应温度的时候，可通过改变聚醋酸乙烯溶液入口温度来实现。一般来说，入口温度应当微高于四十五摄氏度，出口温度可微五十摄氏度。

（二）降低挤压机压榨率

在聚乙烯醇生产过程中，可通过降低挤压机压榨率来控制甲醇含量。挤压机的作用在于去除固体物料中的大部分液体，过高的含湿率会给干燥机带来加大负荷，不利于降低甲醇含量。实际生产中应当将压榨率控制在2.1左右，可通过调频处理挤压机来把控其压榨率。加料量一般在每小时4500升左右，挤压机调频设置为18赫兹[3]。

（三）合理使用干燥机

在聚乙烯醇生产过程中，应当合理使用干燥机，需做到以下几点：一是控制干燥机的干燥温度。甲醛含量受干燥温度影响较大，过高的温度，会导致聚乙烯醇变色、脆化，而过低的干燥度又会形成干燥死角，出现粘壁情况。因此，可采用分段式来管理干燥机温度，蒸汽调节阀在前两段的使用中控制在百分之六十即可，否则难以溢出聚乙烯醇生产中的甲醛，甲醇含量会随之增高。另外，还可通过减温减压器来把控蒸汽温度，有效控制后段温度，将干燥机温度控制在适宜范围内，降低甲醇含量的同时保障聚乙烯醇成品外观质量[4]。

二是控制干燥机停留时间，加强电流控制。在聚乙烯醇生产过程中，为合理把控甲醇含量，有效使用干燥机，应当控制好干燥机的停留时间。实际应用中干燥机体积相对庞大，需要利用夹套筒壁来进行传热，传热效率系数偏小，因此需要改良干燥机设备，通过变频控制器来调整干燥机的转速，减缓干燥机输送机的出料速度，同时提升干燥机电流，使干燥机中的物料停留时间更长，这有利于降低甲醇含量。

三是使用干燥机循环气。基于热风干燥原理，设置预热器，加热温度，使之达到干燥机后段气相温度，加快成品的干燥速度。同时，还可以通入蒸汽，降低甲醇分压[5]。

结束语

总而言之，在聚乙烯醇生产过程中应当有效控制甲醇含量，这是因为甲醇对人体健康存在着不利影响，而且具有易燃易爆性，危险性相对较大。影响甲醇含量的因素主要有醇解反应速度、挤压机压榨率和干燥机干燥温度，因此需要针对这些因素来有效控制。醇解反应速度要控制在合理范围内，尽量降低挤压机压榨率，合理使用干燥机，把控好其温度和电流，利用干燥机循环气，从而避免甲醇含量高出生产标准，提高聚乙烯醇生产效益。

参考文献：

[1] 李梦圆， 郭凡， 李群生. 聚乙烯醇生产中回收工段第三、第四精馏塔的模拟与优化[J]. 化工进展， 2023， 42 （S1）： 113-123.

[2] 肖安贺. 低醇解度聚乙烯醇中甲醇含量的控制方法[J]. 安徽化工， 2023， 49 （03）： 133-136.

[3] 孙先武， 杨涛. 聚乙烯醇的绿色清洁化生产技术进展[J]. 安徽化工， 2021， 47 （04）： 21-24+27.

[4] 金艳， 朱红伟， 姜杰， 徐伟， 孙冰. 聚乙烯醇改性过程燃爆危险性分析及控制措施研究[J]. 现代化工， 2019， 39 （S1）： 149-152.

[5] 申能美. 顶空-气质联用法测定聚乙烯醇中甲醇含量[J]. 安徽科技， 2019， （04）： 48-49.