thiết kế nhà máy sản xuất nhựa pvc theo phương pháp trùng hợp nhũ tương

Đồ án tốt nghiệp Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy sản xuất nhựa PVC theo Thiết kế nhà máy sản xuất nhựa PVC theo ph ph ơng pháp trùng hợp nhũ t ơng pháp trùng hợp nhũ t ơng ơng lời Mở đầu Từ xa đến nay, các sản phẩm hoá học có một vị trí quan trọng trong cuộc sống của con ngời. Đặc biệt là các sản phẩm của ngành công nghệ tổng hợp hữu cơ hoá dầu. Các sản phẩm này đợc sản xuất chủ yếu từ nguyên liệu ban đầu là than đá và dầu mỏ. Poly vinyl clorua (PVC) là một trong những sản phẩm quan trọng đó, và đợc sản xuất với năng suất rất lớn. PVC là một sản phẩm có nhiều ứng dụng rất quan trọng nh: thay thế một số kết cấu bằng sắt bằng nhựa, chén bát bằng gốm thay bằng nhựa, PVC đợc sản xuất bằng cách trùng hợp từ vinyl clorua (VC). Việc sản xuất có thể tiến hành bằng nhiều phơng pháp khác nhau 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 bằng hai phơng pháp chính là trùng hợp theo phơng pháp trùng hợp huyền phù và phơng pháp nhũ t- ơng. Hai phơng pháp này tổng sản lợng chiếm đến 92% tổng lợng PVC sản xuất đợc. ở nớc ta, việc tìm thấy các mỏ dầu có trữ lợng lớn đã mở ra khả năng cung cấp nguyên liệu cho các nhà máy sản xuất nhựa rất lớn do vậy trong thời gian không xa chúng ta sẽ có một ngành sản xuất nhựa mang lại hiệu quả kinh tế cao góp phần vào sự phát triển chung của đất nớc. Mặc dù, có nhiều phơng pháp để sản xuất PVC nhng do giới hạn của đề tài nên em chỉ nghiên cứu phơng pháp sản xuất PVC theo phơng pháp trùng hợp nhũ tơng. Đồ án tốt nghiệp Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy sản xuất nhựa PVC theo Thiết kế nhà máy sản xuất nhựa PVC theo ph ph ơng pháp trùng hợp nhũ t ơng pháp trùng hợp nhũ t ơng ơng Phần I: TổNG QUAN Lý THUYếT Chơng i: tính chất của nguyên liệu I. Lịch Sử Phát Triển Của Vinylclorua: [7] Vinylclorua là một trong những sản phẩm thông dụng quan trọng trong 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 các monome khác để tạo ra các sản phẩm polyme khác nhau. Qúa trình điêù chế VC đầu tiên vào năm 18301834 khi mà V.regnault tiến hành thực hiện phản ứng khử HCl của đicloetan trong môi trờng kiềm rợu và khả năng trùng hợp của vinylclorua dới tác dụng của ánh sáng đợc phát hiện vào năm 1872 bởi Baumann. Vào năm 1911 hai nhà bác học F.klatte và Rollet nghiên cứu phản ứng giữa C 2 H 2 và HCl sau đó 2 năm chính nhờ phản ứng này đã điều chế ra xúc tác HgCl 2 do Griesheim Elektron, nhng sản phẩm PVC đầu tiên trong công nghiệp là vào năm 1930 theo phơng pháp của F.klatte sử dụng phản ứng C 2 H 2 và HCl để tạo ra VC. Thời gian gần đây, do nguồn cung cấp cao su tự nhiên sẵn có và giá thành rẻ nhng khoa học cha phát triển nên VC có những ứng dụng rất hạn chế. Trong chiến tranh thế giới thứ hai, nguồn cung cấp cao su tự nhiên giảm nhng VC cần để tổng hợp thành PVC đã phát triển thành qui mô lớn ở Anh và Mỹ. Quá trình sản xuất VC đi từ C 2 H 2 đòi hỏi cung cấp nhiều năng lợng để sản xuất ra nguyên liệu axetylen. Do đó các nhà hoá học đã nghiên cứu ra ph- ơng pháp sản xuất VC mới đi từ nguyên liệu rẻ tiền hơn, đó là nguyên liệu Etylen vào những năm 1940-1945 . Ngày nay, hơn 90% quá trình sản xuất VC đi từ etylen sử dụng quá trình liên hợp: etylen-điclo etan- oxy-điclo etan - Vinyl clorua. Vì quá trình này thuận lợi về điêù tiến hành và điêù kiện kinh tế. II.TíNH CHấT VậT Lý Và ứng dụng của VC : [7] Vinyl clorua (VC) ở nhiệt độ thờng và áp suất thờng là chất khí có mùi ete nhẹ. Vinyl clorua tan rất tốt trong nớc, ở 25 0 C thì 0.11g VC tan trong 100g nớc còn ở - 15 0 C thì 0,03g nớc tan trong 100g VC . VC chỉ tan tốt trong các dung môi hữu cơ nh: axeton, rợu etylic, hydrocacbon thơm và hydrocacbon mạch thẳng. VC độc, có khả năng gây mê qua hệ hô hấp của con ngời, khi con nguời tiếp xúc với hơi VC chỉ 3 phút với nồng độ 2,5% là bắt đầu choáng váng sau Đồ án tốt nghiệp Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy sản xuất nhựa PVC theo Thiết kế nhà máy sản xuất nhựa PVC theo ph ph ơng pháp trùng hợp nhũ t ơng pháp trùng hợp nhũ t ơng ơng đó mất định hớng. Nếu nồng độ VC trong không khí dới 0,5% khi con ngòi tiếp xúc vài giờ vẫn không có tác động sinh lý nào đáng kể . Khoảng 95% lợng VC sản xuất ra đợc dùng để tổng hợp PVC và các polyme khác sử dụng nguyên liệu là VC. Chẳng hạn : đồng trùng hợp VC với Vinylyden clorit (CH 2 = CCl 2 ); Vinyl axetat (CH 2 =CHOCOCH 3 ); acrynitril (CH 2 = CHCN) tạo thành các polyme có giá trị. VC còn đợc dùng để sản xuất sợi hoá học clorin, sơn chịu ăn mòn cao. Bảng 1: Một số tính chất vật lý của VC đợc trình bày dới bảng sau đây: III.TíNH CHấT HOá HọC: [ 7] Công thức hoá học của VC: CH 2 =CHCl Công thức cấu tạo của VC: H H | | C = C | | H Cl Do có chứa liên kết đôi và nguyên tử clo linh động nên VC là hợp chất phân cực, với momen lỡng cực 1,44. Nên các phản ứng hoá học của VC là phản ứng cuả liên kết đôi và phản ứng của nguyên tử clo linh động. Trong phân tử VC có chứa một liên kết đôi và một nguyên tử clo linh động nên các phản ứng hoá học mà VC có khả năng tham gia là: Tên Đại Lợng Hằng Số Khối lợng phân tử Nhiệt độ ngng tụ Nhiệt độ đóng rắn Nhiệt độ tới hạn Nhiệt bốc cháy Nhiệt nóng chảy Nhiệt bốc hơi ở 25 0 C Trọng lợng riêng Nhiệt tạo thành Nhiệt trùng hợp Nhiệt dung riêng của VC hơi (25 0 C) Nhiệt dung riêng của VC lỏng (25 0 C) Hệ số khúc xạ của VC lỏng 62,5 kg/kmol 13,9 0 C 159,7 0 C 142 0 C 415 kcal/kg 18,4 kcal/kg 85,7 kcal/kg 0,969 g/cm 3 83 8 kcal/kg 366 5 kcal/kg 0,207 kcal/kg độ 0,83 kcal/kg độ 1,83 Đồ án tốt nghiệp Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy sản xuất nhựa PVC theo Thiết kế nhà máy sản xuất nhựa PVC theo ph ph ơng pháp trùng hợp nhũ t ơng pháp trùng hợp nhũ t ơng ơng III.1.Phản ứng của nối đôi: Vì chứa nối đôi nên VC dễ dàng tham gia phản ứng cộng: + với hydro (H 2 ): CH 2 =CHCl + H 2 CH 3 CH 2 Cl + Với Halogen (clo) đợc 1,1,2- tricloetan ở điều kiện môi trờng khô nhiệt độ 140150 0 C hay ở 80 0 C và có chiếu sáng, Xúc tác là SbCl 3 . CH 2 =CHCl + Cl 2 2 CH 2 Cl 1 CHCl 2 +Với HCl khi có xúc tác AlCl 3 , FeCl 3 CH 2 =CHCl + HCl CH 3 CHCl 2 + Trong phản ứng oxy hoá VC ở nhiệt độ 50150 o C có mặt Cl 2 tạo thành mono axetandehyt: CH 2 =CHCl + 1/2O 2 ClCH 2 CHO + Do chứa nối đôi nên VC còn có thể tham gia phản trùng hợp tạo PVC là một sản phẩm quan trọng cho công nghiệp chất dẻo. III.2.Phản ứng xảy ra: III.3.Phản ứng của nguyên tử Clo: + Phản ứng thuỷ phân : Khi đun nóng VC với kiềm thu đợc axetylen . Phản ứng xảy ra: CH 2 =CHCl + NaOH đun nóng CHCH + NaCl+ H 2 O + VC tác dụng với alkolat hay phenolat cho ta este vinylic: Phản ứng xảy ra nh sau: CH 2 =CHCl +RONa CH 2 =CHOR +NaCl + Tác dụng với kim loại tạo thành hợp chất cơ kim: CH 2 =CHCl + Mg CH 2 =CHMgCl VC trong điêù kiện không có không khí ở 450 0 C có thể phân huỷ tạo thành axetylen và HCl, Bảo quản VC: Trớc đây, VC đợc bảo quản và vận chuyển với sự có mặt của một lợng nhỏ phenol để ức chế phản ứng polyme hoá. Ngày nay, vinyl clorua đợc sản xuất với độ tinh khiết cao và không cần chất ức chế trong nCH 2 =CHCl (CH 2 CH)n | Cl Đồ án tốt nghiệp Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy sản xuất nhựa PVC theo Thiết kế nhà máy sản xuất nhựa PVC theo ph ph ơng pháp trùng hợp nhũ t ơng pháp trùng hợp nhũ t ơng ơng bảo quản và đồng thời do đợc làm sạch nên nớc vinyl clorua không gây ăn mòn có thể đợc bảo quản trong các thùng thép cacbon thờng. CHƯƠNG II: GiớI THIệU Về QUá TRìNH PHáT TRIểN CủA PVC I. Qúa trình phát triển nhựa PVC trên thế giới:[8] Công nghiệp về các hợp chất cao phân tử, đặc biệt là chất dẻo tuy còn non trẻ nhng đã phát triển nhanh chóng. Đó là nhờ chất dẻo có nhiều tính chất rất đặc biệt đáp ứng đợc yêu cầu ngày càng cao của khoa học kỹ thuật và đời sống hằng ngày. Nền công nghiệp chất dẻo ra đời dựa trên nguồn nguyên liệu dồi dào nh: than dá, dầu mỏ, khí thiên nhiên và cả những phế phẩm nông lâm nghiệp. Trong tất cả các loại chất dẻo, nhựa PVC là loại phổ biến nhất đợc sử dụng rộng rãi nhất nên nó luôn đứng đâù về tổng sản lợng và luôn đứng đầu trong tất cả các loại chất dẻo. Hiện nay có nhiều công trình nghiên cứu về PVC, chủ yếu là để nâng cao phẩm chất của nhựa và các sản phẩm gia công đ- ợc. Do PVC có đặc điểm gia công dễ dàng và nhanh chóng hơn kim loại nên máy móc thiết bị đơn giản và tiết kiệm. Năm 1835 lần đầu tiên Regnault điêù chế đợc vinyl clorua bằng phơng pháp xử lý đicloetan với dung dịch kalihydroxyt. Năm 1872 Baumn lần đầu tiên trùng hợp vinyl clorua trong ống nghiệm kín dới tác dụng của ánh sáng. Thí nghiệm này tiếp tục đợc Ostrislensky nghiên cứu và công bố đầy đủ vào năm 1912. Tuy nhiên, polyme mới này vẫn cha đợc đa vào sản xuất công nghiệp do rất khó gia công thành sản phẩm. Đến khi W.L Semon phát hiện ra khi đun nóng PVC với trilyl phosphate ở 150 0 C thu đợc một khối đồng nhất giống cao su ở nhiệt độ thờng, sau này đợc gọi là PVC hoá dẻo. Lúc này, PVC mới trở thành một chất dẻo đợc quan tâm hàng đầu trong lĩnh vực công nghiệp. PVC hoá dẻo đợc quan tâm và sử dụng khá rộng rãi trong những năm trớc và sau chiến tranh thế giới lần thứ hai. Vào những năm 60 của thế kỷ XX, PVC (PVC không trộn chất hoá dẻo) bắt đầu đợc nghiên cứu và sử dụng ở Đức, Anh, Mỹ. Những năm tiếp theo PVC đợc nghiên cứu chủ yếu cấu trúc ngoại vi phân tử đợc tạo ra trong quá trình trùng hợp nh: Kích thớc hạt, hình dáng độ xốp, sự phân bố kích thớc hạt, do các yếu tố này ảnh hởng đến các Đồ án tốt nghiệp Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy sản xuất nhựa PVC theo Thiết kế nhà máy sản xuất nhựa PVC theo ph ph ơng pháp trùng hợp nhũ t ơng pháp trùng hợp nhũ t ơng ơng đặc tính gia công chế tạo của polyme. Khi nghiên cứu các yếu tố ảnh hởng này đã mở rộng lĩnh vực sử dụng của PVC. Đầu năm 1970, PVC đợc sản xuất với một lợng lớn ở nhiều quốc gia trên thế giới và ở thời điểm này PVC cạnh tranh với PE (poly etylen) để giành vị trí hàng đầu về vật liệu chất dẻo. Từ năm 1986, mức tiêu thụ PVC trên thế giới tăng hàng năm 4%, đặc biệt tại khu vực Đông Nam á mức tăng trởng 7% và tiếp tục phát triển trong t- ơng lai, đợc cho bởi bảng sau. Bảng 2: Mức tăng trởng sản lợng PVC trên toàn thế giới trong những năm gần đây: [6] Năm 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 1997 Triệu tấn 3,0 6,0 8,1 12,0 15,0 20,7 23,5 > 25 Sở dĩ PVC có mức tăng trởng lớn nh vậy và sẽ phát triển rất mạnh là do nhựa PVC có nhiều đặc điểm tốt nh: ổn định hoá học, bền cơ học, dễ gia công ra nhiều loại sản phẩm thông dụng và nguồn nguyên liệu tơng đối dồi dào. ở các nớc công nghiệp hoá học phát triển PVC đợc gia công ra nhiều loại sản phẩm với giá thành tơng đối cao. Bên cạnh, những đặc điểm tốt đó PVC còn có nhợc điểm nh: chịu nhiệt kém (<80 0 C ), độ hoà tan trong dung môi kém, trong khi gia công có khí HCl thoát ra. Mức tiêu thụ và phân phối PVC theo khu vực không giống nhau Bảng 3: Thống kê phân phối PVC theo khu vực địa lý (năm 1997):[9] Khu Vực % Bắc Mỹ (Mỹ và Canađa) Nhật Bản Châu Âu Nam Mỹ Các nơi khác 33 18 32.6 2.2 14.2 Tổng 100% Trên thế giới 2/3 sản lợng PVC dùng dới dạng sản phẩm cứng ( PVC cha hoá dẻo) nh: ống dẫn nớc, tấm lợp, bàn ghế, khung cửa sổ, còn lại PVC hoá dẻo đợc gia công thành những sản phẩm mềm nh : màng mỏng, bao bì, giầy dép, vỏ bọc dây cáp điện, Sự phân phối theo lĩnh vực sử dụng nhựa PVC. Đồ án tốt nghiệp Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy sản xuất nhựa PVC theo Thiết kế nhà máy sản xuất nhựa PVC theo ph ph ơng pháp trùng hợp nhũ t ơng pháp trùng hợp nhũ t ơng ơng Bảng 4: phân phối theo lĩnh vực sử dụng nhựa PVC: [6] Lĩnh Vực % Xây dung Nội thất Điện Bao bì Giải trí Giao thông May Mặc Các lĩnh vực khác 50.1 10.4 7.3 6.7 5.9 5.3 4.7 9.6 Tổng 100% Cùng với ngày càng tăng về chất lợng và sản lợng PVC thì nguồn nguyên liệu cần cho quá trình tổng hợp ra PVC chủ yếu hiện nay đi từ dầu mỏ cũng chịu những biến đổi lớn trên thị trờng thế giới. Song song với sự phát triển về ngành nhựa PVC trên thế giới thì ở nớc ta cũng ngày càng phát triển theo. II.sự Phát Triển Ngành Công Nghiệp Nhựa PVC ở Việt Nam: [8] Sự phát triển ngành nhựa (chất dẻo) có liên quan mật thiết đến định h- ớng phát triển của ngành dầu khí, lĩnh vực công nghiệp hoá chất là mũi nhọn hàng đầu cho sự phát triển đất nớc. Vào đầu thập kỷ 60, các sản phẩm chất dẻo từ nhựa PVC đã sản suất ở Việt Trì, Với năng suất khiêm tốn 150 tấn/năm. Nhng việc sản xuất không mang lại kinh tế và đặc biệt đất nớc đang bị sự phá hoại của Mỹ nên quá trình sản xuất phải sớm tạm dừng. Nh vậy, ở thời điểm này trong nớc chỉ sản xuất đợc loại nhựa đầu tiên là PVC và gia công một số chất dẻo từ nhựa tổng hợp khác (poly stiren, phenol-formal đehyt, ) nhng tơng lai công nghiệp chất dẻo của chúng ta phát triển lớn vì nguồn nguyên liệu than đá và phế phẩm nông lâm nghiệp. Bên cạnh đó còn có hạn chế do cha tìm ra đợc nguồn dầu mỏ để khai thác và nớc ta cần phải có sự giúp đỡ nhiều từ nguồn vốn nớc ngoài. Hiện nay các liên doanh hoặc công ty có vốn nớc ngoài đặt tại việt nam để sản xuất nhựa nhng cha đạt sản lợng cao. Cho đến nay đã có 6 dự án sản xuất nhựa nguyên liệu PVC, chiếm trong số 7 dự án về sản xuất nguyên liệu và 30 dự án của cả ngành nhựa. Về bột PVC, công ty Mitsuivina trớc đây bây giờ là TPC VINA tổng vốn đầu t 90 triệu USD nguyên liệu là VCM nhập Đồ án tốt nghiệp Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy sản xuất nhựa PVC theo Thiết kế nhà máy sản xuất nhựa PVC theo ph ph ơng pháp trùng hợp nhũ t ơng pháp trùng hợp nhũ t ơng ơng khẩu trùng hợp thành PVC với công suất 80000 tấn/năm đang hoạt động ở Đồng Nai. Công ty Nochem, công ty liên doanh Việt Thái đang hoạt động chủ yếu tại phía nam và công ty Lotus chemical Technology đang hoạt động ở phía bắc. Công suất các nhà máy của các công ty chỉ chiếm 15ữ20% nhu cầu. Công ty liên doanh nhựa và hoá chất Phú Mỹ (PMPC) hoạt động với công suất 100.000 tấn/năm ra đời nguyên liệu PVC resin (bột). Vì hạn chế về nguyên liệu nên nó đã tác động mạnh đến sự sống còn của các nhà máy sản xuất. [16] Trong thời gian gần đây, công nghiệp về chất dẻo đã phát triển mạnh mẽ với tốc độ tăng trởng bình quân 28% trên năm. Năm 19902002 tốc độ tăng tr- ởng bình quân hàng năm của ngành nhựa 2530%. Nh vậy chỉ trong 10 năm sản xuất của ngành nhựa công nghiệp tăng nghiệp tăng 20 lần nhng cơ cấu sản phẩm nhựa còn bất cập, ngành nhựa chỉ mới tự túc đợc khoảng 10% nguyên liệu còn lại chúng ta phải nhập từ nớc ngoài. Nguyên liệu dùng trong gia công chúng ta đều phải nhập khẩu, trong đó PVC nhập vào ở hai dạng: PVC bột và PVC hạt. Trong thành phần của PVC hạt có chứa sẵn chất hoá dẻo, chất ổn định, chất mầu, Cơ cấu nguyên liệu ở nớc ta vào năm 1993. Bảng 5: Cơ cấu nguyên liệu nớc ta vào năm 1993: Dạng Sản Phẩm Tấn PVC bột PVC hạt Các bán sản phẩm PVC Chất hoá dẻo DOP 31.000 6.800 3.500 10.000 Tổng 51.300 Hàm lợng PVC nhập vào đáng kể năm 1997 nhập 72000 tấn, về cơ cấu nguyên liệu nhựa sử dụng qua các năm và dự đoán nhu cầu tiêu thụ nguyên liệu trong những năm tới nh sau: [11] Giai đoạn 2001 2005 đáp ứng 600000 tấn nhựa nguyên liệu, trong đó PVC chiếm 370000 tấn (có thể đáp ứng đủ 2 liên doanh hiện tại). Giai đoạn 2005 2010 nhu cầu 2100000 tấn, nhng chỉ đáp ứng đợc 1500000 tấn trên cơ sở 600000 tấn đã có thì PVC có thể mở rộng công suất cho hai nhà máy đã có (320000 tấn) hoặc đầu t xây dung một nhà máy sản xuất mới. Về sản phẩm, so với thế giới và các nớc trong khu vực thì ngành nhựa Việt Nam còn ở mức thấp sản phẩm nhựa gia dụng trong nớc sản xuất đã đáp ứng đợc nhu cầu trong nớc, hàng hoá phong phú về mẫu mã Các sản phẩm Đồ án tốt nghiệp Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy sản xuất nhựa PVC theo Thiết kế nhà máy sản xuất nhựa PVC theo ph ph ơng pháp trùng hợp nhũ t ơng pháp trùng hợp nhũ t ơng ơng nhựa ra đời với u thế vợt trội đã thay thế nhiều sản phẩm truyền thống khác và chiếm lĩnh thị trờng của chúng nh bao dệt PP (poly propylen) thay bao đay, ống nhựa thay ống kim loại, ly chén nhựa thay chén thuỷ tinh, Các sản phẩm nhựa phục vụ đắc lực cho các ngành kinh tế khác, xuất khẩu trực tiếp hay gián tiếp, tham gia tích cực vào công trình nội địa hoá các sản phẩm công nghệ cao nh: phụ tùng cho ôtô, xe máy, may mặc, chất tẩy rửa, Nh vậy, qua cơ cấu nguyên liệu ta thấy nhu cầu về PVC ngày càng tăng, vì thế mà chúng ta phải tính đến việc xây dung và hình thành ngành công nghệ sản xuất PVC để đáp ứng nhu cầu của thị trờng và đồng thời tiết kiệm chi phí khi phải dùng vốn mua sản phẩm hay nguyên liệu từ bên ngoài. Hiện nay, giá sản phẩm PVC trong nớc cao hơn rất nhiều so với giá mặt bằng chung của thế giới. Vì thế, các cở sở sản xuất các sản phẩm PVC trong nớc đang hoạt động cầm chừng khoảng 3035% công suất. Hơn nữa, các nhà máy mới đi vào hoạt động, gía thành sản phẩm vẫn mang giá trị khấu hao ban đầu, nên giá thành vốn đã cao hơn mức trung bình Những thành tựu mà tổng công ty nhựa đã đạt đợc trong thời gian qua đợc nêu dới đây: [11] Bảng 6: Những thành tựa của tổng công ty nhựa đạt đợc Chỉ tiêu 1990 1995 1999 2000 Mức tăng bình quân % Giá trị tổng sản l- ợng(triệu đồng) 103751 437000 748000 855000 23 Tổng doanh thu (triệu đồng) 68218 730000 1080000 1362000 40 Lao động ( ngời) 3300 4000 5000 5130 4.5 Có thể nói rằng, việc tìm ra các mỏ dầu và khi các nhà máy lọc dầu ở Dung Quất (Quảng Ngãi) và Nghi Sơn (Thanh Hoá) đi vào hoạt động trong thời gian không xa thì bài toán về nguyên liệu cho ngành công nghiệp chất dẻo ở nớc ta sẽ đợc giải quyết thuận lợi. Đến khi đó thì ngành công nghiệp chất dẻo nói chung ở nớc ta sẽ phát triển mạnh đặc biệt là ngành sản xuất nhựa PVC nói riêng. Với thuận lợi nh vậy chúng ta hãy hy vọng vào một tơng lai mà ngành sản xuất chất dẻo mang lại cùng với sự phát triển chung đất nớc. Chơng iii: cấu tạo và tính chất của PVC I. Cấu tạo của PVC : [9] Nói chung PVC có thể có hai dạng cấu tạo sau: đầu nói đầu và đầu nối đuôi. Đồ án tốt nghiệp Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy sản xuất nhựa PVC theo Thiết kế nhà máy sản xuất nhựa PVC theo ph ph ơng pháp trùng hợp nhũ t ơng pháp trùng hợp nhũ t ơng ơng Dạng đầu nối đuôi: H Cl H Cl H Cl | | | | | | C C C C C C | | | | | | H H H H H H Dạng đầu nối đầu: Cl H H Cl Cl H | | | | | | C C C C C C | | | | | | H H H H H H Nhng qua nghiên cứu, các tính chất hoá học của PVC, qua các khảo sát bằng quang học thì thấy rằng nó cấu tạo chủ yếu theo dạng kết hợp đầu vào đuôi và dới đây là sơ đồ cấu tạo các phân tử PVC: Cl Cl Cl Hình 1: Sơ đồ cấu tạo các phân tử PVC Trong đó : : Nguyên tử cacbon. : Nguyên tử hidro. Khoảng cách giữa 2 nguyên tử Cacbon là 1,54 A 0 . Khoảng cách giữa nguyên tử cacbon và hydro là 1,12 A 0 . Khoảng cách giữa cacbon và clo là 1,79 A 0 . Góc liên kết H-C-H là 120 0 , góc liên kết giữa H-C-Cl là 111 0 30. Vào năm 1939, để chứng minh cấu tạo trên là đúng C.S.Marvel còn làm thí nghiệm tách loại clo trong PVC bằng cách đun nóng dung dịch PVC trong dioxan với bột kẽm. Phản ứng xảy ra nh sau : CH CH 2 CH CH 2 Zn CH CH + ZnCl 2 | | \ Cl Cl CH 2 [...]... tốt nghiệp Thiết kế nhà máy sản xuất nhựa PVC theo phơng pháp trùng hợp nhũ tơng phơng tơng III.2 Sơ đồ sản xuất PVC theo phơng pháp nhũ tơng: [4] Thuyết minh dây chuyền công nghệ: Quá trình sản xuất liên tục, theo phơng pháp trùng hợp nhũ tơng Vinyl clorua từ thùng chứa (1) đợc bơm đa vào phần trên đỉnh tháp thiết bị phản ứng (2) cùng với chất nhũ hoá, chất nhũ tơng và nớc đợc cho vào Thiết bị phản... tốc trùng hợp tăng và làm cho trọng phân tử tăng Nếu monome bị pha loãng nhiều, có khả năng xảy ra phản ứng chuyển mạch, do đó cũng làm giảm trọng lợng phân tử Chơng V: các phơng pháp sản xuất nhựa pvc I các phơng pháp sản xuất: [8] Hiện nay, PVC có thể sản xuất bằng 4 phơng pháp trùng hợp sau: + Phơng pháp trùng hợp khối + Phơng pháp trùng hợp dung dịch + Phơng pháp trùng hợp nhũ tơng + Phơng pháp trùng. .. chọn công nghệ này để sản xuất Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy sản xuất nhựa PVC theo phơng pháp trùng hợp nhũ tơng phơng tơng III.3 Sơ đồ sản xuất PVC theo phơng pháp huyền phù: [5] Thuyết minh dây chuyền công nghệ của hãng chisocorp: Quá trình sản xuất gián đoạn, trùng hợp vinyl clorua theo phơng pháp huyền phù Thiết bị phản ứng chuẩn có các kích thớc là 60, 80, 100 hay 130 m3 Thiết bị phản ứng có... qua các thiết bị xyclon chứa VC thu hồi đợc chứa trong thiết bị chứa khí (6) sau đó qua thiết bị nén và làm lạnh ngng tụ để tái sinh cho quá trình trùng hợp tiếp theo Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy sản xuất nhựa PVC theo phơng pháp trùng hợp nhũ tơng phơng tơng III.4 Sơ đồ sản xuất PVC theo phơng pháp huyền phù: [5] Thuyết minh dây chuyền công nghệ của hãng Inovyl B.V: Quá trình sản xuất PVC gián... trùng hợp tơng đối dài, I.1 .Trùng hợp khối:[8] Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy sản xuất nhựa PVC theo phơng pháp trùng hợp nhũ tơng phơng tơng Trùng hợp khối là phơng pháp mà monome tiến hành trùng hợp trong chính nó và không thêm chất thứ hai làm môi trờng Là phơng pháp đơn giản nhng ít đợc sử dụng do sản phẩm thu đợc tạo thành ở dạng khối nên việc gia công và tháo sản phẩm gặp nhiều khó khăn Trùng. .. trong nhựa huyền phù dạng nớc với amoni CH CH2 CH CH2 Cl Cl + n(NH4)2SO3 CH CH2 CH CH2 SO2NH2 SO2NH2 (NH4Cl + H2O) Chơng iv : cơ sở lý thuyết của quá trình sản xuất pvc Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy sản xuất nhựa PVC theo phơng pháp trùng hợp nhũ tơng phơng tơng I.CáC PHản ứng hoá học: [9] Quá trình sản xuất PVC từ VC bằng cách tiến hành phản ứng trùng hợp Clorua vinyl trùng hợp theo. .. nghiệp Thiết kế nhà máy sản xuất nhựa PVC theo phơng pháp trùng hợp nhũ tơng phơng tơng Các thuyết về cơ chế trùng hợp nhũ tơng thống nhất phản ứng không thể bắt đầu ở các giọt dầu vì chất khởi đầu không tan trong monome, sự tiếp xúc giữa chất khởi đầu nằm ở pha nớc với monome ở trạng thái cacbua hyđro là khó khăn Vậy phản ứng trùng hợp xảy ra ở hạt misel I.5.So sánh giữa các phơng pháp: [13] Khi sản xuất. .. VC với các monome khác tuỳ theo yêu cầu sản xuất I.3 Trùng hợp huyền phù: [ 8];[9] Trùng hợp huyền phù là phơng pháp có tầm quan trọng lớn trong tổng hợp các hợp chất cao phân tử, cùng với trùng hợp nhũ tơng là hai phơng pháp quan trọng trong trùng hợp PVC Trùng hợp huyền phù, hệ phản ứng gồm monome, chất khi mào, môi trờng phân tán, và chất ổn định huyền phù Trong trùng hợp huyền phù monome đợc chuyển... pháp này ít đợc dùng Hai phơng pháp trùng hợp theo huyền và nhũ tơng đợc sử dụng rất rộng rãi hiện nay Vì cả hai phơng pháp này điều cho sản phẩm có độ đồng điều cao trọng lợng phân tử lớn và sản phẩm rất dễ chế biến Đặc biệt phơng pháp nhũ tơng có khả năng tiến hành trùng hợp liên tục Nhờ khuấy đều và polyme tách ra liên tục nên sản phẩm đồng nhất rất tốt II Quá Trình Sản Xuất Nhựa PVC: II.1 .sản xuất. .. trình trùng hợp Phụ thuộc vào bản chất và monome và điều kiện tiến hành tùng hợp mà chính sự có mặt của oxy sẽ gây khó khăn hay làm cho qua trình xảy ra dễ dàng hơn Với phơng pháp trùng hợp monome là VC trong môi trờng khí trơ là tốt hơn vì khi có mặt của oxy tạo ra hợp chất peroxit: CH2 = CH + O2 CH2 CH Cl | | | Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy sản xuất nhựa PVC theo phơng pháp trùng hợp nhũ tơng . phơng pháp sản xuất PVC theo phơng pháp trùng hợp nhũ tơng. Đồ án tốt nghiệp Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy sản xuất nhựa PVC theo Thiết kế nhà máy sản xuất nhựa PVC theo ph ph ơng pháp trùng. tốt nghiệp Thiết kế nhà máy sản xuất nhựa PVC theo Thiết kế nhà máy sản xuất nhựa PVC theo ph ph ơng pháp trùng hợp nhũ t ơng pháp trùng hợp nhũ t ơng ơng khẩu trùng hợp thành PVC với công. Thiết kế nhà máy sản xuất nhựa PVC theo Thiết kế nhà máy sản xuất nhựa PVC theo ph ph ơng pháp trùng hợp nhũ t ơng pháp trùng hợp nhũ t ơng ơng I.CáC PHản ứng hoá học: [9] Quá trình sản xuất