2. Thiết kế nhà máy sản xuất nhựa PVC theo phương pháp trùng hợp Nhũ Tương

2. Thiết kế nhà máy sản xuất nhựa PVC theo phương pháp trùng hợp Nhũ Tương 2. Thiết kế nhà máy sản xuất nhựa PVC theo phương pháp trùng hợp Nhũ Tương 2. Thiết kế nhà máy sản xuất nhựa PVC theo phương pháp trùng hợp Nhũ Tương 2. Thiết kế nhà máy sản xuất nhựa PVC theo phương pháp trùng hợp Nhũ Tương 2. Thiết kế nhà máy sản xuất nhựa PVC theo phương pháp trùng hợp Nhũ Tương 2. Thiết kế nhà máy sản xuất nhựa PVC theo phương pháp trùng hợp Nhũ Tương 2. Thiết kế nhà máy sản xuất nhựa PVC theo phương pháp trùng hợp Nhũ Tương 2. Thiết kế nhà máy sản xuất nhựa PVC theo phương pháp trùng hợp Nhũ Tương 2. Thiết kế nhà máy sản xuất nhựa PVC theo phương pháp trùng hợp Nhũ Tương

Đồ án tốt nghiệp PVC theo Thiết kế nhà máy sản xuất nhựa phơng phơng pháp trùng hợp nhũ tơng tơng lời Mở đầu Từ xa đến nay, sản phẩm hoá học có vị trí quan trọng sống ngời Đặc biệt sản phẩm ngành công nghệ tổng hợp hữu hoá dầu Các sản phẩm đợc sản xuất chủ yếu từ nguyên liệu ban đầu than đá dầu mỏ Poly vinyl clorua (PVC) sản phẩm quan trọng đó, đợc sản xuất với suất lớn PVC sản phẩm có nhiỊu øng dơng rÊt quan träng nh: thay thÕ mét số kết cấu sắt nhựa, chén bát gốm thay nhựa, PVC đợc sản xuất cách trùng hợp từ vinyl clorua (VC) Việc sản xuất tiến hành nhiều phơng pháp khác nh: phơng pháp trùng hợp khối, phơng pháp trùng hợp dung dịch, phơng pháp trùng hợp nhũ tơng, phơng pháp trùng hợp huyền phù Hiện nay, PVC chủ yếu đợc sản xuất chủ yếu hai phơng pháp trùng hợp theo phơng pháp trùng hợp huyền phù phơng pháp nhũ tơng Hai phơng pháp tổng sản lợng chiếm đến 92% tổng lợng PVC sản xuất đợc nớc ta, việc tìm thấy mỏ dầu có trữ lợng lớn đà mở khả cung cấp nguyên liệu cho nhà máy sản xuất nhựa lín vËy thêi gian kh«ng xa chóng ta có ngành sản xuất nhựa mang lại hiệu kinh tế cao góp phần vào phát triển chung đất nớc Mặc dù, có nhiều phơng pháp để sản xuất PVC nhng giới hạn đề tài nên em nghiên cứu phơng pháp sản xuất PVC theo phơng pháp trùng hợp nhũ tơng Đồ ¸n tèt nghiƯp PVC theo nhị t¬ng t¬ng ThiÕt kÕ nhà máy sản xuất nhựa phơng phơng pháp trùng hợp Đồ án tốt nghiệp PVC theo Thiết kế nhà máy sản xuất nhựa phơng phơng pháp trùng hợp nhũ tơng tơng Phần I: TổNG QUAN Lý THUYếT Chơng i: tính chất nguyên liệu I Lịch Sử Phát Triển Của Vinylclorua: [7] Vinylclorua sản phẩm thông dụng quan trọng công nghệ hoá học Ngời ta sử dụng vinyl clorua (VC) làm chất trung gian để trùng hợp thành polyvinyl clorua (PVC) hay đồng trùng hợp với monome khác để tạo sản phẩm polyme khác Qúa trình điêù chế VC vào năm 18301834 mà V.regnault tiến hành thực phản ứng khử HCl đicloetan môi trờng kiềm rợu khả trùng hợp vinylclorua dới tác dụng ánh sáng đợc phát vào năm 1872 Baumann Vào năm 1911 hai nhà bác học F.klatte Rollet nghiên cứu phản ứng C2H2 HCl sau năm nhờ phản ứng đà ®iỊu chÕ xóc t¸c HgCl Griesheim – Elektron, nhng sản phẩm PVC công nghiệp vào năm 1930 theo phơng pháp F.klatte sử dụng phản ứng C2H2 HCl để tạo VC Thời gian gần đây, nguồn cung cấp cao su tự nhiên sẵn có giá thành rẻ nhng khoa học cha phát triển nên VC có ứng dụng rÊt h¹n chÕ Trong chiÕn tranh thÕ giíi thø hai, nguồn cung cấp cao su tự nhiên giảm nhng VC cần để tổng hợp thành PVC đà phát triển thành qui mô lớn Anh Mỹ Quá trình sản xuất VC từ C2H2 đòi hỏi cung cấp nhiều lợng để sản xuất nguyên liệu axetylen Do nhà hoá học đà nghiên cứu phơng pháp sản xuất VC từ nguyên liệu rẻ tiền hơn, nguyên liệu Etylen vào năm 1940-1945 Ngày nay, 90% trình sản xuất VC từ etylen sử dụng trình liên hợp: etylen-điclo etan- oxy-điclo etan - Đồ án tốt nghiệp PVC theo Thiết kế nhà máy sản xuất nhựa phơng phơng pháp trùng hợp nhũ tơng tơng Vinyl clorua Vì trình thuận lợi điêù tiến hành điêù kiƯn kinh tÕ II.TÝNH CHÊT VËT Lý Vµ øng dơng cđa VC : [7] Vinyl clorua (VC) ë nhiƯt ®é thờng áp suất thờng chất khí có mùi ete nhĐ Vinyl clorua tan rÊt tèt níc, ë 25 0C 0.11g VC tan 100g nớc ë - 150C th× 0,03g níc tan 100g VC VC tan tốt dung môi hữu nh: axeton, rợu etylic, hydrocacbon thơm hydrocacbon mạch thẳng VC độc, có khả gây mê qua hệ h« hÊp cđa ngêi, ngi tiÕp xóc với VC phút với nồng độ 2,5% bắt đầu choáng váng sau định hớng Nếu nồng độ VC không khí dới 0,5% ngòi tiếp xúc vài tác động sinh lý đáng kể Khoảng 95% lợng VC sản xuất đợc dùng để tổng hợp PVC polyme khác sử dụng nguyên liệu VC Chẳng hạn : đồng trùng hợp VC với Vinylyden clorit (CH  CCl2); Vinyl axetat (CH2CHOCOCH3); acrynitril (CH2  CHCN) tạo thành polyme có giá trị VC đợc dùng để sản xuất sợi hoá học clorin, sơn chịu ăn mòn cao Bảng 1: Một số tính chất vật lý VC đợc trình bày dới bảng sau đây: Tên Đại Lợng Khối lợng phân tử Nhiệt độ ngng tụ Nhiệt độ đóng rắn Nhiệt độ tới hạn Nhiệt bốc cháy Nhiệt nóng chảy Nhiệt bốc 250C Trọng lợng riêng Nhiệt tạo thành Hằng Số 62,5 kg/kmol 13,9 0C 159,7 0C 142 0C 415 kcal/kg 18,4 kcal/kg 85,7 kcal/kg 0,969 g/cm3 83  kcal/kg §å án tốt nghiệp PVC theo Thiết kế nhà máy sản xuất nhựa phơng phơng pháp trùng hợp nhũ tơng tơng Nhiệt trùng hợp Nhiệt dung riêng VC (250C) NhiƯt dung riªng cđa VC láng (250C) HƯ sè khóc x¹ cđa VC láng 366  kcal/kg 0,207 kcal/kg ®é 0,83 kcal/kg ®é 1,83 III.TÝNH CHÊT HO¸ HäC:  Công thức hoá học VC: CH2CHCl Công thức cÊu t¹o cđa VC: H  H  CC  H Cl Do có chứa liên kết đôi nguyên tử clo linh động nên VC hợp chất phân cực, với momen lỡng cực 1,44 Nên phản ứng hoá học VC phản ứng cuả liên kết đôi phản ứng nguyên tử clo linh động Trong phân tử VC có chứa liên kết đôi nguyên tử clo linh động nên phản ứng hoá học mà VC có khả tham gia là: III.1.Phản ứng nối đôi: Vì chứa nối đôi nên VC dễ dàng tham gia phản ứng cộng:  víi hydro (H2): CH2CHCl + H2  CH3CH2Cl  Với Halogen (clo) đợc 1,1,2- tricloetan điều kiện môi trờng khô nhiệt độ 1401500C hay 800C có chiếu sáng, Xúc tác SbCl3 CH2CHCl + Cl2 CH2Cl1CHCl2 Víi HCl cã xóc t¸c AlCl3 , FeCl3 CH2CHCl + HCl  CH3CHCl2  Trong ph¶n øng oxy hoá VC nhiệt độ 50150oC có mặt Cl2 tạo thành mono axetandehyt: Đồ án tốt nghiệp PVC theo Thiết kế nhà máy sản xuất nhựa phơng phơng pháp trùng hợp nhũ tơng tơng CH2CHCl + 1/2O2 ClCH2CHO Do chứa nối đôi nên VC tham gia phản trùng hợp tạo PVC sản phẩm quan trọng cho công nghiệp chất dẻo III.2.Phản ứng x¶y ra: nCH2CHCl  (CH2CH)n | Cl III.3.Ph¶n øng cđa nguyên tử Clo: Phản ứng thuỷ phân : Khi đun nóng VC với kiềm thu đợc axetylen Phản ứng xảy ra: CH2CHCl + NaOH đun nóng CHCH + NaCl+ H2O  VC t¸c dơng víi alkolat hay phenolat cho ta este vinylic: Ph¶n øng x¶y nh sau: CH2CHCl +RONa  CH2CHOR +NaCl  T¸c dơng víi kim loại tạo thành hợp chất kim: CH2CHCl + Mg CH2CHMgCl VC điêù kiện không khí 450 0C phân huỷ tạo thành axetylen HCl, Bảo quản VC: Trớc đây, VC đợc bảo quản vận chuyển với có mặt lợng nhỏ phenol để ức chế phản ứng polyme hoá Ngày nay, vinyl clorua đợc sản xuất với độ tinh khiết cao không cần chất ức chế bảo quản đồng thời đợc làm nên nớc vinyl clorua không gây ăn mòn đợc bảo quản thùng thép cacbon thờng CHƯƠNG II: GiớI THIệU Về QUá TRìNH PHáT TRIểN CủA PVC Đồ án tốt nghiệp PVC theo Thiết kế nhà máy sản xuất nhựa nhũ tơng tơng phơng phơng pháp trùng hợp I Qúa trình phát triển nhựa PVC giới:[8] Công nghiệp hợp chất cao phân tử, đặc biệt chất dẻo non trẻ nhng đà phát triển nhanh chóng Đó nhờ chất dẻo có nhiều tính chất đặc biệt đáp ứng đợc yêu cầu ngày cao khoa học kỹ thuật đời sống ngày Nền công nghiệp chất dẻo đời dựa nguồn nguyên liệu dồi nh: than dá, dầu mỏ, khí thiên nhiên phế phẩm nông lâm nghiệp Trong tất loại chất dẻo, nhựa PVC loại phổ biến đợc sử dụng rộng rÃi nên đứng đâù tổng sản lợng đứng đầu tất loại chất dẻo Hiện có nhiều công trình nghiên cứu PVC, chủ yếu để nâng cao phẩm chất nhựa sản phẩm gia công đợc Do PVC có đặc điểm gia công dễ dàng nhanh chóng kim loại nên máy móc thiết bị đơn giản tiết kiệm Năm 1835 lần Regnault điêù chế đợc vinyl clorua phơng pháp xử lý đicloetan với dung dịch kalihydroxyt Năm 1872 Baumn lần trùng hợp vinyl clorua ống nghiƯm kÝn díi t¸c dơng cđa ¸nh s¸ng ThÝ nghiƯm tiếp tục đợc Ostrislensky nghiên cứu công bố đầy đủ vào năm 1912 Tuy nhiên, polyme cha đợc đa vào sản xuất công nghiệp khó gia công thành sản phẩm Đến W.L Semon phát đun nóng PVC với trilyl phosphate 1500C thu đợc khối đồng giống cao su nhiệt độ thờng, sau đợc gọi PVC hoá dẻo Lúc này, PVC trở thành chất dẻo đợc quan tâm hàng đầu lĩnh vực công nghiệp PVC hoá dẻo đợc quan tâm sử dụng rộng rÃi năm trớc sau chiến tranh giới lần thứ hai Vào Đồ án tốt nghiệp PVC theo Thiết kế nhà máy sản xuất nhựa phơng phơng pháp trùng hợp nhũ tơng tơng năm 60 kỷ XX, PVC (PVC không trộn chất hoá dẻo) bắt đầu đợc nghiên cứu sử dụng Đức, Anh, Mỹ Những năm PVC đợc nghiên cứu chủ yếu cấu trúc ngoại vi phân tử đợc tạo trình trùng hợp nh: Kích thớc hạt, hình dáng độ xốp, phân bố kích thớc hạt, yếu tố ảnh hởng đến đặc tính gia công chế tạo polyme Khi nghiên cứu yếu tố ảnh hởng đà mở rộng lĩnh vực sử dụng PVC Đầu năm 1970, PVC đợc sản xuất với lợng lớn nhiều quốc gia giới thời điểm PVC cạnh tranh với PE (poly etylen) để giành vị trí hàng đầu vật liệu chất dẻo Từ năm 1986, mức tiêu thụ PVC giới tăng hàng năm 4%, đặc biệt khu vực Đông Nam mức tăng trởng 7% tiếp tục phát triển tơng lai, đợc cho bảng sau Bảng 2: Mức tăng trởng sản lợng PVC toàn giới năm gần đây: [6] Năm 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 6,0 8,1 12,0 15,0 20,7 23,5 1997 TriÖu 3,0 tÊn > 25 Së dÜ PVC có mức tăng trởng lớn nh phát triển mạnh nhựa PVC có nhiều đặc điểm tốt nh: ổn định hoá học, bền học, dễ gia công nhiều loại sản phẩm thông dụng nguồn nguyên liệu tơng đối dồi nớc công nghiệp hoá học phát triển PVC đợc gia công nhiều loại sản phẩm với giá thành tơng đối cao Bên cạnh, đặc điểm tốt PVC có nhợc điểm nh: chịu nhiệt (