ĐỒ án THIẾT kế dây CHUYỀN sản XUẤT NHỰA POLYVINYL CHLORIDE (PVC) NĂNG SUẤT 10000 TẤNNĂM BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRÙNG hợp HUYỀN PHÙ

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA HỐ ĐỒ ÁN CƠNG NGHỆ NGÀNH: KĨ THUẬT HĨA HỌC CHUYÊN NGÀNH: KĨ THUẬT HÓA HỌC-POLYMER ĐỒ ÁN THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT NHỰA POLYVINYL CHLORIDE (PVC) NĂNG SUẤT 10000 TẤN/NĂM BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRÙNG HỢP HUYỀN PHÙ Người hướng dẫn : TS PHẠM NGỌC TÙNG Sinh viên thực : NGUYỄN MINH QUANG Lớp : 18H4 Đà Nẵng, 4/2022 Thiết kế phân xưởng sản xuất PVC trùng hợp huyền phù LỜI NÓI ĐẦU Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giúp đỡ em hồn thành đồ án cơng nghệ Lời cho phép em bày tỏ lời cảm ơn đến thầy Ts.Phạm Ngọc Tùng, người dẫn dắt em thực đồ án thời gian qua Nhờ tâm huyết, nhiệt tình thầy mà em hoàn thành đồ án tốt đẹp Với đề tài thiết kế phân xưởng sản xuất PVC phương pháp trùng hợp huyền phù trữ lượng 10000 tấn/năm đề tài thiết thực, cần thiết cho kỹ sư chuyên ngành vật liệu Polymer em giúp em vận dụng kiến thức học trường Sau đồ án em tích luỹ cho thân tảng chuyên môn bước đầu xây dựng kinh nghiệm làm việc Vì thân em cịn hạn chế kiến thức chuyên môn nội dung đồ án khơng tránh khỏi thiếu xót Em mong đóng góp ý kiến từ thầy, bạn bè để thân có kinh nghiệm Cuối em xin gửi lời chúc đến thầy bạn mạnh khoẻ đạt nhiều thành công SVTH: Nguyễn Minh Quang GVHD: TS.Phạm Ngọc Tùng i Thiết kế phân xưởng sản xuất PVC trùng hợp huyền phù CAM ĐOAN Em xin cam đoan đề tài: “Đồ án công nghệ thiết kế phân xưởng sản xuất PVC phương pháp trùng hợp huyền phù trữ lượng 10000 tấn/năm” làm thực hướng dẫn giảng viên hướng dẫn Ts.Phạm Ngọc Tùng cộng thêm tham khảo từ tài liệu bên ngồi trích dẫn nguồn cách rõ ràng, khơng chép hồn tồn làm người khác Đề tài, nội dung báo cáo đồ án sản phẩm em nỗ lực nghiên cứu trình học tập trường tham khảo nguồn tài liệu nước lẫn nước ngồi Các số liệu, kết trình bày đồ án hoàn toàn trung thực, em xin chịu hoàn tồn trách nhiệm, kỷ luật mơn nhà trường đề có vấn đề xảy SVTH: Nguyễn Minh Quang GVHD: TS.Phạm Ngọc Tùng ii Thiết kế phân xưởng sản xuất PVC trùng hợp huyền phù MỤC LỤC Trang LỜI NÓI ĐẦU i CAM ĐOAN ii MỤC LỤC .iii DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU vi DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ .vii DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT viii MỞ ĐẦU ix Chương 1: LÝ THUYẾT TỔNG QUAN VỀ PVC 1.1 Lịch sử nhu cầu 1.1.1 Lịch sử đời 1.1.2 Nhu cầu PVC sản xuất sử dụng 1.2 Nguyên liệu để tổng hợp PVC .4 1.2.1 Vinyl chloride (VC) 1.2.2 Chất ổn định huyền phù (Polyvinyl ancol – PVA) 1.2.4 Nước khử khoáng 11 1.2.5 Chất ổn định nhiệt độ 13 1.2.6 Chất ức chế 13 1.2.7 Chất bảo quản .14 1.2.8 Dung dịch đệm 14 1.2.9 Chất chống dính (RCS) 14 1.3 Nhựa poly(vinylchloride) .14 1.3.1 Tính chất PVC 16 1.3.1.1 Tính chất vật lý 16 1.3.1.2 Tính chất hố học .16 1.4 Các phương pháp sản xuất PVC 19 1.4.1 Cơ chế phản ứng 19 1.4.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình trùng hợp gốc .22 SVTH: Nguyễn Minh Quang GVHD: TS.Phạm Ngọc Tùng iii Thiết kế phân xưởng sản xuất PVC trùng hợp huyền phù 1.4.3 Phương pháp trùng hợp PVC 24 1.4.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình trùng hợp 28 Chương 2: QUY TRÌNH SẢN XUẤT POLYMER PVC BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRÙNG HỢP HUYỀN PHÙ 30 2.1 Phân tích lựa chọn dây chuyền công nghệ .30 2.2 Công nghệ sản xuất nhựa PVC phương pháp huyền phù .31 2.2.1 Thành phần nguyên liệu 31 2.2.2 Thuyết minh sơ đồ dây chuyền công nghệ 32 2.2.2.1 Chuẩn bị nguyên liệu, thiết bị 33 2.2.2.2 Nạp liệu .33 2.2.2.3 Quá trình trùng hợp 34 2.2.2.4 Tháo liệu 35 2.2.2.5 Tách monomer 35 2.2.2.6 Ly tâm tách nước 35 2.2.2.7 Sấy sàng polymer 36 a Sấy 36 b Sàng 36 2.2.2.8 Đóng gói bảo quản 36 Chương 3: TÍNH TỐN CÂN BẰNG VẬT CHẤT .38 3.1 Cân vật chất 38 3.1.1 Các liệu ban đầu .38 3.1.2 Thời gian sản xuất 39 3.1.3 Tính cân vật chất cho PVC thành phần 39 3.1.4 Tính tốn thành phần ngun liệu 40 a Tính lượng VC 99,9% 40 b Tính lượng chất khơi mào 41 c Tính lượng chất đệm 41 d Tính lượng chất ổn định huyền phù .41 e Tính lượng chất ổn định nhiệt .41 SVTH: Nguyễn Minh Quang GVHD: TS.Phạm Ngọc Tùng iv Thiết kế phân xưởng sản xuất PVC trùng hợp huyền phù f Tính lượng nước 42 g Tính lượng VC thu hồi 43 h Cân vật chất trình 44 3.1.5 Tính cân vật chất cho mẻ sản xuất nhựa PVC thành phẩm .46 3.1.6 Tính cân vật chất cho ngày sản xuất nhựa PVC thành phẩm 47 3.1.7 Tính cân vật chất cho năm sản xuất nhựa PVC thành phẩm 47 KẾT LUẬN 48 SVTH: Nguyễn Minh Quang GVHD: TS.Phạm Ngọc Tùng v Thiết kế phân xưởng sản xuất PVC trùng hợp huyền phù DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: So sánh trùng hợp nhũ tương trùng hợp huyền phù 32 Bảng 2.1: So sánh phương pháp trùng hợp gốc vinyl chloride 35 Bảng 3.1: Đơn phối liệu tính theo phần khối lượng trình sản xuất PVC huyền phù loại K-66 [20] [21] 43 Bảng 3.2: Cân vật chất cho PVC thành phần 44 Bảng 3.3: Cân vật chất cho sản phẩm giai đoạn nạp liệu 47 Bảng 3.4: Cân vật chất cho sản phẩm giai đoạn trùng hợp, tháo liệu tổn thất 0,2% 48 Bảng 3.5: Cân vật chất cho sản phẩm giai đoạn xử lý tách VCM tổn hao 0,1% 48 Bảng 3.6: Cân vật chất cho sản phẩm giai đoạn ly tâm tách nước tổn thất 0,2% 49 Bảng 3.7: Cân vật chất cho sản phẩm giai đoạn sấy tổn thất 0,2% 49 Bảng 3.8: Cân vật chất cho sản phẩm giai đoạn sàng đóng gói sản phẩm tổn thất 0,5% 50 Bảng 3.9: Cân vật chất cho nhựa 50 Bảng 3.10: Cân vật chất cho mẻ nhựa 50 Bảng 3.11: Cân vật chất cho ngày sản xuất .51 Bảng 3.12: Cân vật chất cho năm sản xuất 51 SVTH: Nguyễn Minh Quang GVHD: TS.Phạm Ngọc Tùng vi Thiết kế phân xưởng sản xuất PVC trùng hợp huyền phù DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1: Cung cầu PVC toàn giới từ năm 2018-2022 Hình 1.2: Ảnh hưởng nhiệt độ đến trình trùng hợp 26 Hình 1.3: Ảnh hưởng nồng độ chất khơi mào đến trình trùng hợp 27 Hình 1.4: Ảnh hưởng monomer đến trình trùng hợp 27 Hình 1.5: Ảnh hưởng áp suất đến trình trùng hợp 28 Hình 1.6: Cơ chế tạo thành phát triển hạt polymer trùng hợp huyền phù 31 Hình 2.1: Sơ đồ phản ứng trùng hợp huyền phù .38 SVTH: Nguyễn Minh Quang GVHD: TS.Phạm Ngọc Tùng vii Thiết kế phân xưởng sản xuất PVC trùng hợp huyền phù DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Ý nghĩa EDC 1,2-ethylene-dichlorua PVC Polyvinyl Chloride VC Vinyl Chloride PVA Polyvinyl Ancol PVAx Polyvinyl Acetate AD-3 Chất ổn định nhiệt Bisphenol A (BPA) INH-3 Chất ức chế Inhbitor-3 RCS Chất chống dính AG-1 Chất ổn định huyền phù Polyvinyl Ancol xà phịng hố 71,0±1,5 %mol AG-2 Chất ổn định huyền phù Polyvinyl Ancol độ xà phịng hố 78,5÷ 81 %mol AG-5 Chất ổn định huyền phù Hydroxypropyl methylcellulose AD-5 Chất ổn định nhiệt Octadecyl 3-(3,5-di-tert-butyl-4hydroxyphenyl) propanoate RADS Hội chứng rối loạn chức đường thở phản ứng PP Polypropylene PE Polyethylene DEHPC Chất khơi mào di-(2-ethylhexyl)peroxydicarbonate SVTH: Nguyễn Minh Quang GVHD: TS.Phạm Ngọc Tùng viii Thiết kế phân xưởng sản xuất PVC trùng hợp huyền phù MỞ ĐẦU Mục đích: thiết kế phân xưởng sản xuất PVC phương pháp trùng hợp huyền phù với trữ lượng 10000 tấn/năm Mục tiêu đề tài: đọc vẽ sơ đồ dây chuyền sản xuất PVC thuyết minh sơ đồ, ước lượng thời gian hoạt động nhà máy để có số ngày số mẻ sản xuất năm, dựa vào sản lượng đầu yêu cầu 10000 PVC năm sản xuất cộng với đơn phối liệu tham khảo từ tính tốn cân vật chất số lượng thành phần nguyên liệu để tổng hợp nên PVC, mẻ PVC, ngày sản xuất, có số liệu tính số lượng thành phần ngun liệu cần cho năm sản xuất để đạt 10000 PVC Phạm vi đối tượng nghiên cứu: thành phần để tổng hợp nên PVC (vinyl chloride), chất dùng làm chất khơi mào di-(2ethylhexyl)peroxydicarbonate, chất ổn định huyền phù PVA với mức độ thuỷ phân khác hydroxypropyl methylcellulose, chất dùng làm chất ổn định nhiệt octadecyl-3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxylphenyl)propanoate Bisphenol A, xút NaOH dùng để làm dung dịch đệm, nước ngưng tinh khiết khử khoáng, sơ đồ dây chuyền sản xuất PVC, đơn phối liệu tham khảo Cấu trúc đồ án: chương tìm hiểu nguồn gốc lịch sử phát triển PVC, xác định cấu trúc, tính chất, phương pháp tổng hợp, ứng dụng PVC Chương nghiên cứu, thuyết minh sơ đồ dây chuyền sản xuất chương tính tốn cân vật chất SVTH: Nguyễn Minh Quang GVHD: TS.Phạm Ngọc Tùng ix Thiết kế phân xưởng sản xuất PVC trùng hợp huyền phù khí thải tiếp tục đưa qua thiết bị dập bụi để đảm bảo tiêu mơi trường trước thải ngồi Phần bột PVC sấy bởi không khí nóng đạt được độ ẩm theo yêu cầu sau đưa qua thiết bị sàng để loại bỏ hạt không đạt yêu cầu b Sàng Các hạt PVC sau sấy đưa qua thiết bị sàng để loại hạt có kích thước vượt q tiêu chuẩn (>250 μm) Các hạt không lọt qua tiếp tục sàng lần thông qua sàng thứ cấp Các hạt PVC có kích thước đạt u cầu đẩy qua silo, chuẩn bị cho việc đóng gói Trong đó, hạt PVC cỡ bán dạng phụ phẩm 2.2.2.8 Đóng gói bảo quản Bột PVC sau khỏi hệ thống sàng hệ thống khí nén đẩy silo chứa chuẩn bị cho q trình đóng gói lưu kho SVTH: Nguyễn Minh Quang GVHD: TS.Phạm Ngọc Tùng 37 Thiết kế phân xưởng sản xuất PVC trùng hợp huyền phù SVTH: Nguyễn Minh Quang GVHD: TS.Phạm Ngọc Tùng 38 Thiết kế phân xưởng sản xuất PVC trùng hợp huyền phù Chương 3: TÍNH TỐN CÂN BẰNG VẬT CHẤT 3.1 Cân vật chất Mục đích việc tính cân vật chất nhằm biết mẻ sản xuất cần nguyên liệu, thời gian sản xuất Từ lập bảng chuẩn bị nguyên liệu cho mẻ, ngày năm sản xuất Ngoài ra, việc tính cân vật chất góp phần tính tốn giá thành sản phẩm tạo ra, từ so sánh với nguyên liệu đem sử dụng để đánh giá tính kinh tế khả cạnh tranh sản phẩm Việc tính cân vật chất cịn sở cho việc tính thiết bị có kích thước, trọng lượng để bố trí xây dựng nhà máy đạt độ xác, an tồn trình làm việc 3.1.1 Các liệu ban đầu Năng suất: 10.000 tấn/năm Hiệu suất phản ứng: 90% Độ ẩm sản phẩm: 0,2% Các tổn thất công đoạn: + Giai đoạn nạp liệu: 0,1% + Giai đoạn trùng hợp: 0,2% + Giai đoạn ly tâm: 0,2% + Giai đoạn sấy: 0,2% + Giai đoạn sàng đóng gói sản phẩm: 0,5% Thành phần ngun liệu sử dụng trình tổng hợp sau: - VC (độ tinh khiết 99,9%) - Nước - Dung dịch chất ổn định huyền phù 5% - Chất khơi mào - Dung dịch chất ổn định nhiệt 7% - Dung dịch đệm 10% Qua tìm hiểu tài liệu với đơn phối liệu phụ thuộc nhiều vào công nghệ sản xuất, mục đích sử dụng polymer Với quy trình sản xuất nhựa PVC trùng hợp huyền phù, đơn phối liệu trình bày bảng 3.1 SVTH: Nguyễn Minh Quang GVHD: TS.Phạm Ngọc Tùng 39 Thiết kế phân xưởng sản xuất PVC trùng hợp huyền phù Bảng 3.1: Đơn phối liệu tính theo phần khối lượng q trình sản xuất PVC huyền phù loại K-66 [21] [22] Nguyên liệu Thành phần VC 100 Nước 120 Chất ổn định huyền phù 0,1 Chất khơi mào 0,16 Chất ổn định nhiệt 0,2 Dung dịch đệm 0,2 Nhiệt độ trùng hợp 58oC Áp suất kết thúc trình 5kg/cm3 Thời gian trùng hợp 3.1.2 Thời gian sản xuất Đối với nhà máy có nhiều thiết bị lớn vận hành liên tục việc dừng hoạt động nhà máy xảy tiến hành bảo trì định kỳ năm lần với thời gian tháng tương đương 60 ngày Số ngày năm 365 ngày, thời gian nghỉ lễ tết 11 ngày nhà máy sản xuất lớn dừng sản xuất vào ngày tết khoảng ngày Như tổng số ngày làm việc năm 365-20-7=338 ngày Do đó, suất sản xuất ngày 10000÷ 338=29,586 (tấn/ngày) Q trình sản xuất liên tục, thiết bị phản ứng làm việc gián đoạn nên thời gian sản xuất tính theo mẻ Thời gian phân bố cho mẻ sản xuất nhựa sau: - Thời gian vệ sinh thiết bị phun chất chống dính: 20 phút - Thời gian nạp liệu: 45 phút - Thời gian gia nhiệt: 60 phút - Thời gian phản ứng: 215 phút - Thời gian giảm áp: 85 phút - Thời gian tháo liệu: 55 phút Vậy, tổng thời gian cho mẻ sản xuất 480 phút (8 giờ) Tổng thời gian sản xuất năm là: 338×24 = 8112 (giờ) Tổng số mẻ sản xuất năm là: 8112÷ = 1014 (mẻ) Do đó, để đạt suất theo yêu cầu khối lượng nhựa PVC cần sản xuất mẻ là: 10000÷ 1014 = 9,862 (tấn) Từ số liệu ta thu số mẻ sản xuất ngày 29,586÷ 9,862=3 (mẻ) SVTH: Nguyễn Minh Quang GVHD: TS.Phạm Ngọc Tùng 40 Thiết kế phân xưởng sản xuất PVC trùng hợp huyền phù 3.1.3 Tính cân vật chất cho PVC thành phần Độ ẩm sản phẩm PVC 0,2% nên khối lượng PVC 1000 kg nhựa sản phẩm là: (kg) Do tổn thất giai đoạn đóng gói sản phẩm sàng 0,5% nên khối lượng nhựa PVC trước đóng gói sàng là: (kg) Do tổn thất giai đoạn sấy 0,2% nên khối lượng nhựa PVC trước sấy là: (kg) Do tổn thất giai đoạn ly tâm 0,2% nên khối lượng nhựa PVC trước ly tâm là: (kg) Do tổn thất giai đoạn trùng hợp 0,2% nên khối lượng nhựa PVC cần trùng hợp là: (kg) Như để thu nhựa sản phẩm có độ ẩm 0,2% khối lượng PVC cần sản xuất từ trình trùng hợp là: 1009,02 kg Bảng 3.2: Cân vật chất cho PVC thành phần Lượng vào (kg) Lượng (kg) Tổn thất (kg) 1009,02 1000 9,02 3.1.4 Tính tốn thành phần ngun liệu a Tính lượng VC 99,9% Do hiệu suất phản ứng 90% thành phần tạo nên cấu trúc PVC VC, chất khơi mào, chất ổn định huyền phù chất ổn định nhiệt nên lượng VC nguyên chất cần thiết để nạp vào thiết bị phản ứng để tạo thành 1014,065 kg nhựa PVC thiết bị phản ứng là: SVTH: Nguyễn Minh Quang GVHD: TS.Phạm Ngọc Tùng 41 Thiết kế phân xưởng sản xuất PVC trùng hợp huyền phù Suy ra: G1-VC = 1115,432 (kg) Vì VC có 0,1% tạp chất nên lượng tạp chất là: Gtạp chất = Lượng VC tham gia phản ứng là: (kg) (kg) Thực tế VC có độ tinh khiết 99,9% nên lượng VC 99,9% cần nạp là: (kg) Do tổn thất trình nạp liệu 0,1% nên lượng VC cần chuẩn bị là: (kg) b Tính lượng chất khơi mào Lượng chất khơi mào sử dụng là: (kg) Do tổn thất công đoạn nạp liệu 0,1% nên lượng chất khơi mào: (kg) c Tính lượng chất đệm Lượng chất đệm: G1-đệm = (kg) Do tổn thất công đoạn nạp liệu 0,1% nên lượng chất đệm: G2-đệm = d Tính lượng chất ổn định huyền phù Lượng chất ổn định huyền phù: (kg) (kg) Do tổn thất công đoạn nạp nguyên liệu 0,1% nên lượng chất ổn định huyền phù: SVTH: Nguyễn Minh Quang (kg) GVHD: TS.Phạm Ngọc Tùng 42 Thiết kế phân xưởng sản xuất PVC trùng hợp huyền phù e Tính lượng chất ổn định nhiệt Lượng chất ổn định nhiệt: (kg) Do tổn thất công đoạn nạp liệu 0,1% nên lượng chất ổn định nhiệt: (kg) f Tính lượng nước Theo đơn phối liệu lượng nước sử dụng tính là: (kg) Do tổn thất q trình nạp liệu 0,1% nên lượng nước cần thiết là: (kg) Trong q trình trùng hợp VC thành PVC có giảm thể tích nồi phản ứng nên ta phải bổ sung vào lượng nước để bù lại giảm thể tích, nhằm đảm bảo giá trị H/D không đổi (H: chiều cao cột chất lỏng thiết bị, D: đường kính thiết bị) Nên tổng lượng nước bao gồm nước dùng để pha dung dịch đệm, chất ổn định huyền phù, chất ổn định nhiệt nước bổ sung đưa trực tiếp vào thiết bị phản ứng  Lượng nước cần dùng pha dung dịch đệm nồng độ 10% là: (kg) Do tổn thất trình nạp liệu 0,1% nên lượng nước cần dùng để pha dung dịch đệm là: (kg)  Lượng nước cần dùng pha dung dịch chất ổn định huyền phù nồng độ 5% là: (kg) Do tổn thất trình nạp liệu 0,1% nên lượng nước cần dùng để pha dung dịch chất ổn định huyền phù là: (kg) SVTH: Nguyễn Minh Quang GVHD: TS.Phạm Ngọc Tùng 43 Thiết kế phân xưởng sản xuất PVC trùng hợp huyền phù  Lượng nước dung dịch chất ổn định nhiệt nồng độ 7% là: (kg) Do tổn thất trình nạp liệu 0,1% nên lượng nước cần dùng để pha dung dịch ổn định nhiệt là: (kg)  Lượng nước cần bổ sung: Độ giảm thể tích q trình tổng hợp nhựa PVC tính sau: Vgiảm = Ta có: ρ VC nhiệt độ phản ứng 58oC 899 kg/m3 ρ PVC = 1400 kg/m3 Suy ra: Vgiảm = (m3) Suy lượng nước cần bổ sung là: Vgiảm×1000 = 399,609 (kg) Do tổn thất công đoạn nạp liệu 0,1% nên lượng nước bổ sung cần dùng là: (kg) Vậy lượng nước thiết bị phản ứng sau nạp là: = 1339,859 – 20,097 – 21,223- 29,667 – 399,609 = 869,263 (kg) Do tổn thất trình nạp liệu 0,1% nên lượng nước cần chuẩn bị là: (kg) SVTH: Nguyễn Minh Quang GVHD: TS.Phạm Ngọc Tùng 44 Thiết kế phân xưởng sản xuất PVC trùng hợp huyền phù Bảng 3.3: Cân vật chất cho sản phẩm giai đoạn nạp liệu Thành phần Lượng vào (kg) Lượng (kg) Tổn thất (kg) VC 1117,666 1116,549 1,117 Nước 1341,199 1339,859 1,34 Chất khơi mào 1,788 1,786 0,002 Chất ổn định huyền phù 1,118 1,117 0,001 Chất ổn định nhiệt 2,235 2,233 0,002 Dung dịch đệm 2,235 2,233 0,002 Tổng 2466,241 2463,777 2,464 g Tính lượng VC thu hồi Do hiệu suất 90% nên 10% VC lại sau phản ứng kết thúc Giả sử thiết bị phản ứng hạ áp tháo sản phẩm thu hồi 7% VC công đoạn xử lý tách VC thu hồi 3% Lượng VC nguyên chất thu hồi thiết bị phản ứng sau trùng hợp là: (kg) Lượng VC nguyên chất thu hồi công đoạn xử lý tách VC là: (kg) h Cân vật chất trình  Hỗn hợp huyền phù PVC tạo thành sau phản ứng trùng hợp tháo liệu bao gồm: ∑Gnguyên liệu – G5-VC - ∑tổn hao trình tổng hợp (kg) Bảng 3.4: Cân vật chất cho sản phẩm giai đoạn trùng hợp, tháo liệu tổn thất 0,2% Thành phần Lượng vào (kg) Lượng (kg) Tổn thất (kg) VC 1117,666 78,08 - Huyền phù PVC - 2380,769 4,928 Tổng 2463,777 2458,849 4,928  Hỗn hợp huyền phù PVC tạo thành sau công đoạn xử lý tách VCM bao gồm: SVTH: Nguyễn Minh Quang GVHD: TS.Phạm Ngọc Tùng 45 Thiết kế phân xưởng sản xuất PVC trùng hợp huyền phù (kg) Bảng 3.5: Cân vật chất cho sản phẩm giai đoạn xử lý tách VCM tổn hao 0,1% Thành phần Lượng vào (kg) Lượng (kg) Tổn thất (kg) VCM - 33,463 - Huyền phù PVC - 2347,306 - Tổng 2380,769 2380,769 -  Hỗn hợp huyền phù PVC tạo thành sau công đoạn ly tâm tách nước bao gồm: Độ ẩm PVC sau công đoạn ly tâm tách nước 20%, khối lượng PVC có độ ẩm 20% sau ly tâm là: (kg) Luợng PVC tổn thất công đoạn ly tâm tách nước 0,2% là: G3 – G2 = 1007,006 – 1004,996 = 2,01 (kg) Lượng nhựa tổn thất lượng bị tách theo nước trình ly tâm, lượng hỗn hợp nước tách sau trình ly tâm là: 2347,306 – 1256,245 – 2,01 = 1089,051 (kg) Bảng 3.6: Cân vật chất cho sản phẩm giai đoạn ly tâm tách nước tổn thất 0,2% Thành phần Lượng vào (kg) Lượng (kg) Tổn thất (kg) Huyền phù PVC 2347,306 - - PVC (w = 16%) - 1256,245 2,01 Hỗn hợp nước tách - 1089,051 - Tổng 2347,306 2345,296 2,01  Hỗn hợp huyền phù PVC tạo thành sau công đoạn sấy bao gồm: Độ ẩm PVC sau sấy 0,2% khối lượng PVC có độ ẩm 0,2% sau sấy là: (kg) Do tổn thất trình sấy 0,2% nên lượng PVC (w = 0,2%) ra: (kg) SVTH: Nguyễn Minh Quang GVHD: TS.Phạm Ngọc Tùng 46 Thiết kế phân xưởng sản xuất PVC trùng hợp huyền phù Lượng PVC tổn thất trình là: 1007,01 – 1005 = 2,01 (kg) Lượng PVC tổn thất trình lượng PVC bị lơi kéo theo khơng khí nóng qua cyclon thu hồi ngồi, lượng nước tách trình sấy là: 1256,245 – 1007,01 = 249,235 (kg) Bảng 3.7: Cân vật chất cho sản phẩm giai đoạn sấy tổn thất 0,2% Thành phần Lượng vào (kg) Lượng (kg) Tổn thất (kg) PVC (w = 16%) 1256,245 - - PVC (w = 0,2%) - 1005 2,01 Hỗn hợp nước tách - 249,235 - Tổng 1256,245 1254,235 2,01  Hỗn hợp huyền phù PVC tạo thành sau công đoạn sàng đóng gói sản phẩm bao gồm: Do tổn thất q trình sàng đóng gói 0,5% nên lượng PVC (w = 0,2%) ra: (kg) Lượng PVC tổn thất trình là: 1005 – 999,975 = 5,025 (kg) Bảng 3.8: Cân vật chất cho sản phẩm giai đoạn sàng đóng gói sản phẩm tổn thất 0,5% Thành phần Lượng vào (kg) Lượng (kg) Tổn thất PVC (w = 0,2%) 1005 999,975 5,025 Bảng 3.9: Cân vật chất cho nhựa Thành phần Lượng vào (kg) Lượng (kg) Tổn thất (kg) VC 1117,666 111,543 1,117 Nước 1341,199 - 1,34 Hỗn hợp nước tách - 1338,286 - Chất khơi mào 1,788 - 0,002 Chất ổn định huyền phù 1,118 - 0,001 Chất ổn định nhiệt 2,235 - 0,002 Dung dịch đệm 2,235 - 0,002 PVC (w = 0,2 ) - 999,975 13,973 Tổng 2466 2450 16 SVTH: Nguyễn Minh Quang GVHD: TS.Phạm Ngọc Tùng 47 Thiết kế phân xưởng sản xuất PVC trùng hợp huyền phù 3.1.5 Tính cân vật chất cho mẻ sản xuất nhựa PVC thành phẩm Từ số liệu mục 3.1.4 ta có mẻ sản xuất 9,862 Do đó, từ số liệu bảng 3.9 cân vật chất cho nhựa PVC nhân với hệ số 9,862 ta tính cân vật chất cho mẻ sản xuất sau: Bảng 3.10: Cân vật chất cho mẻ nhựa Thành phần Lượng vào (kg) Lượng (kg) Tổn thất (kg) VC 11022,422 1100,037 11,016 Nước 13226,904 - 13,215 Hỗn hợp nước tách - 13198,177 - Chất khơi mào 17,633 - 0,02 Chất ổn định huyền phù  11,026 - 0,01 Chất ổn định nhiệt 22,042 - 0,02 Dung dịch đệm 22,042 - 0,02 PVC (w = 0,2 ) - 9861,753 137,802 Tổng 24322 24160 162 3.1.6 Tính cân vật chất cho ngày sản xuất nhựa PVC thành phẩm Từ số liệu mục 3.1.4 ngày sản xuất mẻ, số liệu bảng 3.10 ta nhân với hệ số ta tính cân vật chất cho ngày sản xuất nhựa PVC thành phẩm sau: Bảng 3.11: Cân vật chất cho ngày sản xuất Thành phần Lượng vào (kg) Lượng (kg) Tổn thất (kg) VC 33067,266 3300,111 33,048 Nước 39680,712 - 39,645 Hỗn hợp nước tách - 39594,531 - Chất khơi mào 52,899 - 0,06 Chất ổn định huyền phù 33,078 - 0,03 Chất ổn định nhiệt 66,126 - 0,06 Dung dịch đệm 66,126 - 0,06 PVC (w = 0,2 ) - 29585,259 413,406 Tổng 72966 72480 486 SVTH: Nguyễn Minh Quang GVHD: TS.Phạm Ngọc Tùng 48 Thiết kế phân xưởng sản xuất PVC trùng hợp huyền phù 3.1.7 Tính cân vật chất cho năm sản xuất nhựa PVC thành phẩm Từ số liệu mục 3.1.4 năm sản xuất 1014 mẻ, số liệu bảng 3.10 ta nhân với hệ số 1014 ta tính cân vật chất cho năm sản xuất nhựa PVC thành phẩm sau: Bảng 3.12: Cân vật chất cho năm sản xuất Thành phần Lượng vào (kg) Lượng (kg) Tổn thất (kg) VC 11176735,91 1115437,518 11170,224 Nước 13412080,66 - 13400,01 Hỗn hợp nước tách - 13382951,48 - Chất khơi mào 17879,862 - 20,28 Chất ổn định huyền phù 11180,364 - 10,14 Chất ổn định nhiệt 22350,588 - 20,28 Dung dịch đệm 22350,588 - 20,28 PVC (w = 0,2 ) - 9999817,542 139731,228 Tổng 24662578 24498206 164372 KẾT LUẬN Qua đồ án lần này, em tìm hiểu rút cách để thực đồ án thiết kế hoàn chỉnh cho dây chuyền sản xuất nhựa PVC Trong thực tế, nhựa PVC gần gũi ứng dụng rộng rãi đời sống ngày nên đề tài quan trọng để em có nhìn bao qt nó, khơng kiến thức lý thuyết mà kiến thức thực tiễn nhiều Trong tương lai em mong vận dụng kiến thức để hoàn thành tốt vai trị cơng việc người kỹ sư vật liệu Polymer SVTH: Nguyễn Minh Quang GVHD: TS.Phạm Ngọc Tùng 49 Thiết kế phân xưởng sản xuất PVC trùng hợp huyền phù [1] “Công ty TNHH MTV thương mại & xây dựng Hoàng Dũng.” http://hoangdungwindow.com/tam-nhua-pvc lich-su-hinh-thanh-va-phat-trien (accessed Apr 10, 2022) [2] “FPTSPlastic_Industry_ReportAug2019_e5e64506.pdf.” Accessed: Apr 10, 2022 [Online] Available: http://www.fpts.com.vn/FileStore2/File/2019/09/13/FPTSPlastic_Industry_Report Aug2019_e5e64506.pdf [3] R and Data, “Polyvinyl Chloride (PVC) Market To Reach USD 88.02 Billion By 2027 | Reports And Data,” GlobeNewswire News Room, Feb 13, 2020 https://www.globenewswire.com/news-release/2020/02/13/1984885/0/en/ Polyvinyl-Chloride-PVC-Market-To-Reach-USD-88-02-Billion-By-2027Reports-And-Data.html (accessed Apr 20, 2022) [4] PetroVietnam, “Năm 2021, PVC vượt lên khó khăn, bước khẳng định mình,” https://petrovietnam.petrotimes.vn/, Jan 06, 2022 https://petrovietnam.petrotimes.vn/nam-2021-pvc-da-vuot-len-tren-nhung-khokhan-tung-buoc-khang-dinh-minh-638294.html (accessed Apr 10, 2022) [5] Bnews/TTXVN, “Bnews - Tin tức kinh tế nhất, cập nhật 24h.” https://bnews.vn/doanh-thu-cua-pvc-nam-2021-tang-19-so-voi-nam-ngoai/ 231078.html (accessed Apr 10, 2022) [6] “tp20-c1-b.pdf.” Accessed: Apr 25, 2022 [Online] Available: https://www.atsdr.cdc.gov/ToxProfiles/tp20-c1-b.pdf [7] “QUY TRÌNH TỔNG hợp PVC.” https://123docz.net/document/2481590-quytrinh-tong-hop-pvc.htm (accessed Apr 10, 2022) [8] “G C Berry, K Matyjaszecwki Progress in Polymer Science O VOGL, NewYork – 2002 - Tìm Google.” https://www.google.com/search?q=G +C+Berry%2C+K.+Matyjaszecwki.+Progress+in+Polymer+Science.+O.+VOGL %2C+NewYork+%E2%80%93+2002.&oq=G.+C+Berry%2C+K +Matyjaszecwki.+Progress+in+Polymer+Science.+O.+VOGL%2C+NewYork+ %E2%80%93+2002.&aqs=chrome 69i57.451j0j9&sourceid=chrome&ie=UTF-8 (accessed Apr 10, 2022) [9] “Vinyl Chloride | Medical Management Guidelines | Toxic Substance Portal | ATSDR.” https://wwwn.cdc.gov/TSP/MMG/MMGDetails.aspx? mmgid=278&toxid=51#:~:text=Vinyl%20chloride%20can%20irritate%20the,and %20bones%20of%20the%20hand (accessed Apr 20, 2022) [10] “Di-(2-ethylhexyl)peroxydicarbonate.” https://www.chemsrc.com/en/cas/1611162-9_1192997.html (accessed Apr 19, 2022) [11] PubChem, “alpha-Cumyl peroxyneodecanoate.” https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/101871127 (accessed Apr 19, 2022) [12] “Cumyl peroxyneodecanoate|26748-47-0 - MOLBASE Encyclopedia.” https://m.molbase.com/moldata/248603.html (accessed Apr 20, 2022) [13] “Trigonox 99-W50 Cumyl peroxyneodecanoate,” Nouryon https://www.nouryon.com/product/trigonox-99-w50-cumyl-peroxyneodecanoatecas-26748-47-0/ (accessed Apr 19, 2022) [14] “Nước khử khống - Tin chun mơn & NCKH - Khoa Dược - Đại học Duy Tân.” https://kduoc.duytan.edu.vn/Home/ArticleDetail/vn/78/3406/nuoc-khukhoang (accessed Apr 24, 2022) SVTH: Nguyễn Minh Quang GVHD: TS.Phạm Ngọc Tùng 50 Thiết kế phân xưởng sản xuất PVC trùng hợp huyền phù [15] “Polyvinyl Chloride Structure & Uses | What is PVC?,” Study.com https://study.com/learn/lesson/what-is-polyvinyl-chloride-pvc-structure-uses.html (accessed Apr 10, 2022) [16] “Nhựa PVC,” kemic https://kemic.vn/nhua-pvc-1 (accessed Apr 10, 2022) [17] “trùng hợp gốc | PDF,” Scribd https://www.scribd.com/doc/19265360/trung-h %E1%BB%A3p-g%E1%BB%91c (accessed May 16, 2022) [18] C S Chern, “Emulsion polymerization mechanisms and kinetics,” Progress in Polymer Science, vol 31, no 5, pp 443–486, May 2006, doi: 10.1016/j.progpolymsci.2006.02.001 [19] “Herman F Mark – Ecyclopedia of Polymer Science and Technology.John Wiley & Sons, Inc, NewYork, 1971 Tìm Google.” https://www.google.com/search?q=Herman+F.+Mark+ %E2%80%93+Ecyclopedia+of+Polymer+Science+and+Technology.John+Wiley +%26+Sons%2C+Inc%2C+NewYork%2C+1971&oq=Herman+F.+Mark+ %E2%80%93+Ecyclopedia+of+Polymer+Science+and+Technology.John+Wiley +%26+Sons%2C+Inc%2C+NewYork %2C+1971&aqs=chrome 69i57.437j0j7&sourceid=chrome&ie=UTF-8 (accessed Apr 10, 2022) [20] “Leonard I Nas – Encyclopedia of PVC NewYork – 1976 - Tìm Google.” https://www.google.com/search?q=Leonard+I.+Nas+ %E2%80%93+Encyclopedia+of+PVC.+NewYork+ %E2%80%93+1976.&oq=Leonard+I.+Nas+ %E2%80%93+Encyclopedia+of+PVC.+NewYork+ %E2%80%93+1976.&aqs=chrome 69i57.485j0j9&sourceid=chrome&ie=UTF-8 (accessed Apr 10, 2022) [21] Y Saeki and T Emura, “Technical progresses for PVC production,” Progress in Polymer Science, vol 27, no 10, pp 2055–2131, Dec 2002, doi: 10.1016/S00796700(02)00039-4 [22] M Gilbert and S Patrick, “Chapter 13 - Poly(Vinyl Chloride),” in Brydson’s Plastics Materials (Eighth Edition), M Gilbert, Ed Butterworth-Heinemann, 2017, pp 329–388 doi: 10.1016/B978-0-323-35824-8.00013-X SVTH: Nguyễn Minh Quang GVHD: TS.Phạm Ngọc Tùng 51