ĐỒ án tốt NGHIỆP NGÀNH kĩ THUẬT hóa học đề tài THIẾT kế PHÂN XƯỞNG sản XUẤT PVC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA HÓA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: KĨ THUẬT HÓA HỌC ĐỀ TÀI THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT PVC GVHD: TS.PHAN THẾ ANH SVTH: HỒ THỊ NGHĨA LỚP: 18KTHH2 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN TÓM TẮT Tên đề tài: Thiết kế phân xưởng sản xuất nhựa PVC theo phương pháp trùng hợp huyền phù, suất 35000 tấn/năm Sinh viên thực hiện: Hồ Thị Nghĩa Số thẻ sinh viên: 107180274 Lớp: 18KTHH2 Đề tài trình bày nội dung cần thiết, phép tính tốn bước để thiết kế phân xưởng sản xuất nhựa PVC theo phương pháp trùng hợp huyền phù Để thiết kế phân xưởng này, tơi tìm kiếm tham khảo thiết kế nhà máy nhựa PVC xây dựng trước đó, tài liệu quan vận dụng kiến thức mơn học tích lũy bốn năm qua để suy luận đưa hóa chất cần sử dụng phương pháp tính tốn thiết kế tối ưu cho loại thiết bị cách bố trí cho hợp lý Kết mức độ hồn thiện hợp lí phân xưởng sản xuất PVC theo phương pháp trùng hợp huyền phù Cho thấy ưu khuyết điểm loại hóa chất sử dụng, loại thiết bị ví trí bố trí chúng Từ góc độ an toàn, đề tài nhấn mạnh việc thay đổi hóa chất phương thức tính tốn, cách bố trí để thích nghi với điều kiện ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NAM KHOA HÓA Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Hồ Thị Nghĩa Lớp:18KTHH2 Số thẻ sinh viên: 107180274 Khoa: Hóa Ngành: Kỹ thuật hóa học Polymer Tên đề tài đồ án: Thiết kế dây chuyền sản xuất nhựa poly(vinylclorua) theo phương pháp trùng hợp huyền phù Năng suất: 35000 tấn/năm Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu liệu ban đầu: - Độ ẩm sau sấy: 0,2% Độ ẩm trước sấy: 20% Hiệu suất: 85% Tổn thất: - Chuẩn bị nguyên liệu: 0,04% Tổng hợp: 0,2% Xử lý tách monomer: 0,5% Ly tâm: 0,3% Sấy: 0,3% Sàng: 0,1% Đóng gói: 0,1% Nội dung phần thuyết minh tính tốn: - - Mở đầu Tổng quan lý thuyết + Nguyên liệu + Lý thuyết tổng hợp + Tính chất sản phẩm + Ứng dụng sản phẩm + Chọn dây chuyền sản xuất thuyết minh dây chuyền cơng nghệ Tính tốn cơng nghệ: - + Cân vật chất + Tính khí thiết bị + Tính cân nhiệt lượng + Tính, chọn thiết bị phụ Tính tốn bố trí xây dựng Vấn đề an tồn lao động vệ sinh môi trường Kết luận Tài liệu tham khảo Các vẽ, đồ thị (A1): - Dây chuyền công nghệ Thiết bị phản ứng Các vẽ xây dựng: mặt bằng, mặt cắt ngang dọc Họ tên người hướng dẫn: T.S Phan Thế Anh Phần/ Nội dung: Tất nội dung Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 01/09/2022 Ngày hoàn thành đồ án: 20/12/2022 Đà Nẵng, ngày tháng năm 2020 Trưởng Bộ mơn Kỹ thuật hóa học Người hướng dẫn PGS.TS Đoàn Thị Thu Loan TS Phan Thế Anh PHẦN 1: MỞ ĐẦU Trong thời đại ngày nay, với khoa học đại, cơng nghệ hóa học khơng ngừng phát triển chiếm vị trí vơ quan trọng nhiều lĩnh vực Công nghệ hợp chất cao phân tử công nghệ điển hình, tiêu biểu tốc độ phát triển phạm vi sử dụng Trong ngành sản xuất chất dẻo chiếm vị trí quan trọng Một sản phẩm ngành sản xuất chất dẻo sử dụng rộng rãi Polyvinyl clorua (PVC) PVC vơ tình phát hai lần kỷ 19 Năm 1835 lần Henri Regnault tổng hsợp vinyl clorua, nguyên liệu để tạo nên PVC Lần thứ hai phát Baumann vào năm 1872, ông phơi ống nghiệm chứa vinyl clorua ánh sáng mặt trời, sản phẩm tạo có dạng bột màu trắng chất hóa học chưa xác định Các nghiên cứu tạo thành PVC đầy đủ công bố vào năm 1912 Iwan Ostromislensky (Nga) Fritz Klatte (Đức) nghiên cứu độc lập Tuy nhiên polyme không ứng dụng khơng quan tâm nhiều, tính ổn định, cứng khó gia cơng Cuối kỷ 19, sản phẩm axetylen clo tình trạng khủng hoảng thừa, việc sản xuất PVC từ nguyên liệu giải pháp hữu hiệu Năm 1926, tiến sĩ Waldo Semon vơ tình phát chất hố dẻo cho PVC, bước đột phá để khắc phục nhược điểm gia công cho PVC, sau nghiên cứu chất ổn định cho PVC Đến năm 1933, nhiều dạng PVC tổng hợp Mỹ Đức phải đến năm 1937, PVC sản xuất quy mô công nghiệp hồn chỉnh Đức sau Mỹ Nhựa Polyvinyl clorua sản phẩm đời sớm sản xuất chất dẻo Trong công nghệ sản xuất nhựa Polyvinylclorua, tùy theo phương pháp sản xuất thành phần cấu tử tham gia thu số loại nhựa có tỷ trọng khác như: K-58, K-66R, K66G, K66F, K-71 Nhựa Polyvinyl clorua có nhiều đặc điểm tốt ổn định hóa học, bền học, dễ gia cơng, giá thành thấp nên PVC ứng dụng sản xuất loại màng, ống, dây dẫn… Ngồi ra, PVC có tính đặc biệt: kìm hãm cháy Cũng đặc điểm mà PVC gần chiếm vị trí độc tơn lĩnh vực xây dựng dân dụng Bước sang kỷ 21, điều kiện kinh tế tồn cầu cải thiện nhu cầu PVC lớn, lớn nhiều so với dự báo Sản lượng PVC giới năm 2021 đạt tới 60.27 mtpa mức tăng trưởng giai đoạn 2022-2026 2%/năm Tại châu Á, Trung Quốc có sáu dự án PVC lên kế hoạch công bố, với tổng công suất khoảng 3,25 triệu vào năm 2026 Ngành sản xuất nhựa PVC Việt Nam bắt đầu vào năm 1998 với diện liên doanh TPC Vina (tiền thân Mitsui Vina) Đây liên doanh Công ty Cổ phần Nhựa Hóa chất Thái Lan (TPC), Tổng Cơng ty Hóa chất Việt Nam (Vinachem) Công ty Nhựa Việt Nam (Vinaplast) Nhờ liên doanh lượng PVC nhập giảm từ 74,000 năm 1997 xuống 61,000 vào năm 1999 50,000 vào năm sau Hiện công suất TPC Vina 210,000 tấn/năm Năm 2002, nhà máy sản xuất PVC thứ hai (Liên doanh Petronas Malaysia với Bà Rịa – Vũng Tàu) có cơng suất 100,000 tấn/năm bắt đầu tham gia vào thị trường [3] Cũng giới, nhu cầu sử dụng PVC ngày tăng Như vậy, năm 2021 - 2022 năm sau đó, Việt Nam cịn phải nhập PVC Do đó, việc đầu tư phát triển ngành công nghiệp sản xuất nhựa PVC vô quan trọng cấp thiết Đó lý em chọn đề tài: “Thiết kế phân xưởng sản xuất nhựa Polyvinyl clorua theo phương pháp trùng hợp huyền phù Năng suất 35000 tấn/năm” PHẦN II: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 2.1 Nguyên liệu tổng hợp nhựa PVC Quá trình tổng hợp PVC huyền phù cần nguyên liệu sau: Vinyl Clorua Monomer (VCM), nước, chất khơi mào, chất nhũ hoá,chất ổn định huyền phù, AntiFoam, air, NaOH,… hóa chất hỗ trợ khác 2.1 Vinyl chloride monomer[2] Vinyl clorua nguyên liệu để sản xuất Polyvinyl clorua  Công thức phân tử: C2H3Cl  Công thức cấu tạo: 2.1.1 Thành phần - Vinyl chloride : 99.90 % wt - Hợp chất Acetylenic : 10 ppm tối đa - HCl tối đa 1ppm - Fe tối đa 1ppm - Hợp chất Clo tối đa 100 ppm - Butadien tối đa 10 ppm - H2O tối đa 100ppm Các tạp chất tồn với nồng độ giới hạn cho phép ảnh hưởng đến tốc độ polymer hóa, kích thước hạt, chất lượng sản phẩm 2.1.1.1 Tính chất vật lý Vinyl Clorua dễ cháy chất khí khơng màu nhiệt độ áp suất môi trường xung quanh Dưới áp suất cao nhiệt độ giảm Vinyl Clorua chất lỏng Vinyl Clorua có nguy cháy nổ nồng độ từ khoảng 3,6% đến 33% khơng khí Tiếp xúc trực tiếp với lửa nguồn nhiệt lượng cao dẫn đến cháy Vinyl Clorua thực tế không tan nước tan rượu dung môi hữu khác như: axeton, hydrocacbon thơm hay mạch thẳng.Vinyl Clorua có tính phản ứng cao phản ứng với chất oxi hóa nhiều hợp chất hữu khác Vinyl Clorua trùng hợp tỏa nhiệt có ánh sáng, khơng khí, oxy chất xúc tác Các chất ức chế thường thêm vào Vinyl Clorua để ngăn chặn trình trùng hợp trình bảo quản.[2] Ở điều kiện thường VCM chất khí khơng màu:  VCM chất khí dễ cháy nổ nhiệt độ áp suất thường  VCM dễ hóa lỏng, tan nước Tan rượu dung môi hữu khác như: axeton, hydrocacbon thơm hay mạch thẳng  VCM khơng ăn mịn nhiệt độ thường điều kiện khô Khi tiếp xúc với nước sinh lượng nhỏ HCl gây ăn mịn sắt thép i