đề tài tìm hiểu về công nghệ sản xuất nhựa polypropylen

Trang 1

TRUONG DAI HOC BACH KHOA HA NOI VIEN Ki THUAT HOA HOC

Trang 2

1 Nguyén Thi Thom 20103357 KTHH4

2 Nguyén Thi Minh Trang 20106229 KTHH3

Trang 3

NGHE CHAT DEO

Giảng viên hướng dân: TẠ THỊ PHƯƠNG HÒA Dé tai:

TIM HIEU VE CONG NGHE

SAN XUAT NHUA

Trang 4

NOI DUN 5 s

NOT DUNG LTIM HIEU CHUNG

VE NHUA POLYPROPYLEN 1A BI THUYET TRUNG HOP POLYPROPYLEN HI.MỘT SÓ DẦY

TRUYEN IV GIA CONG

CONG NGHE

SAN XUAT

Trang 5

M HIEU CHUNG VE NHUA POLYPROPYLEN

1.Lịch sử ra đời va phat trién cia nhwa polypropylene Polypropylen dugc phat hién dau tién vao nam

1954 bởi một nhà hóa học người Duc tén 1a Karl

Rehn và nhà hóa học người Ý tên là Giulio

Trang 6

s Polypropylen được đưa ra thị trưường lần đầu tiên vào năm 1957 bởi công ty Montecatim, Italia

s Công nghệ sản xuất dựa trên quá trình polymer hóa dung dịch ( xăng được sử dụng làm mơi trường

lỗng) xảy ra ở nhiệt độ 55- 60°C, áp suất IMPa với

sự có mặt của xúc tác Ziegler — Natta thế hệ một (

gồm các hợp chất cơ kim) sử dung Ig xúc tác để sản xuất gần Ikg PP

e Ngay sau đó, nó được sản xuất hàng loạt tại châu Au,

Mỹ, Nhật Theo dòng thời gian phát triển công suất và chất lượng Polypropylen thương mại ngày càng

Trang 7

~ Nguyên liệu đề sản xuất PP là a propylen a 6 oh \ ye Ae

Công thức câu tạo: Ề = q p= q

- Được tách từ khí crack ở H H h âm

dầu mỏ Khống chế điều kiện cracking ( p, t, chat xúc tác, ) thu được propylen và etylen,dùng phương pháp làm lạnh đề tách và làm sạch propylen

-_Do ảnh hướng của nhóm —CH3 nên phân tử Propylen

có sự phân cực, momen lưỡng cực 0,35 debal

-_ Có đầy đủ tính chất hóa học của một anken điển hình

Trang 8

SQ) ] propylen 13/11/2013

Khối lượng phân tử 42,08 q mol -1

Xuất hiện Khí khơng màu

Mật độ 1,81 kg / mỀ, khí đốt (1.013

thanh, 15 ° C)

613,9 kq /m , chất lỏng

thiệt độ nóng chảy _ 1as,2 * C, 88 K, -301 ° F

Trang 9

- au truc, cau Pa m= của

polypropylene

3.1 Cau tric Polypropylen:

e Danh phap IUPAC: poly(1-methylethylene)

e CTPT:

Trang 10

polypropylen là :

® Jsofacfic polypropylene:

Trang 11

m yndiotactic ae

Trang 12

PB nolyproniene SN

s Có các nhóm —CH; sắp xếp ngẫu nhiên không theo

Trang 13

hẳn lớn là isotactic,m6t phan nho 1a syndiotactic và atactic.Khi nhiệt độ phản ứng t = 50°C va ding

xuc tac TiClz —Al(C2Hs)3 thi ham luong isotactic 85+95%, ham lượng kết tinh lớn

-Vì mỗi mắt xích có I1 nhóm —CHs nên mạch cứng hơn PE vì thê độ bên cơ,bên nhiệt độ lớn hơn PE

sTa thấy cơng thức Polypropylen có nguyên tử H ở C bậc 3 rât linh động do đó polypropylen dê bị oxy

Trang 14

bơ Đặc tính chung:

s Tính bền cơ học cao ( bền xé và bền kéo đứt),khá

cứng, vững, không mềm dẻo như PE, không bị kéo

giãn dài do đó được chế tạo thành sợi Đặc biệt khả

năng bị xé rách đễ dàng khi có 1 vết cắt hoặc 1 vết thủng nhỏ

s Polypropylen không màu,không mùi, không vỊ,không độc,Polypropylen cháy sáng với ngọn lửa màu xanh nhạt,có dịng chảy dẻo,có mùi cháy gân giông mùi cao

Trang 15

s Chịu được nhiệt độ cao hơn 100°C Nhiệt độ hàn dán

mí (thân) bao bì Polypropylen (140°C) cao so với PE nên có thể gây chảy, hư hỏng màng ghép cấu trúc bên ngồi, thường ít dùng PP làm lớp trong cùng

Trang 16

s Nhiệt độ nóng chảy cao tnc= 160+170°C

s Ôn định ở150°C khi khơng có ngoại lực

s Chịu được nước sôi lâu, không bị biến dạng

e O 155°C, PP van con 6 thé ran, nhung dén gan nhiét

độ nóng chảy PP chuyền sang trạng thái mềm cao (như cao su)

s Khi giảm từ nhiệt độ nóng chảy đến 120°C, PP bắt

Trang 17

1504 100+ 50 +3

Đô đãn dài tương đôi (%)

-

Độ dãn dài của các vật liệu khác nhau ở nhiệt độ cao

1 PE tỉ trọng thấp 4.PVC

2 Polymetylmetaacrylat 5.PP

Trang 18

PP cứng hơn rất nhiều so với PE Độ

bền cơ học của PP phụ thuộc rất

mạnh vào tôc độ chât tải

PP chịu lạnh kém hơn PE, dễ bị oxi

hóa, tính bám dính kém

Trang 21

cacbuahydro thơm và clo hoá Ở nhiệt độ trên 80C PP bắt

đầu tan trong hai loại dung mơi trên

s Polymer có độ kết tinh lớn bền hố chất hơn polymer có độ kết tinh bé

Trang 22

lão hoá

s PP khơng có chất ơn định

-Dưới ánh sáng khuyết tán vẫn ôn định tinh chat trong 2 năm

-Có ánh sáng trực tiếp thì chỉ sau vài tháng sẽ bị giòn và phá huỷ ngay

s_PP có chất ồn định (hoặc dùng muội than 2%) dưới ánh

sáng trực tiêp (tia cực tím)

Trang 23

1.Xúc tác phản ứng

s Xúc tác là hỗn hợp chất rắn được cầu thành từ một

mi clorua kim loại nhóm IV -VII có hóa trị chuyên tiêp và các hợp chat co kim của nhóm I-III

s Trong công nghiệp, xúc tac Ziegler -Natta thường

Trang 24

TTT TTT ee eee ee eee eee ee em s

Bang1: Cac thế hệ xúc tác Zicgler —Natta, thành phần, tính năng, hình thái,và yêu cầu của quá trình

Thê | Thành phân Hiệu suât, kg| Chỉ sô |Kiêm |Yêu câu

hệ PP/g xúc tác” | isotacti | sốt q trình

c hinh thai

11 §-TiCl;.0.33AICI;+AlEtsCl | 0.8-1.2 90-94 | Khong | Khir tro va thé loai bo

phan

ter phan

atactic

14 TiCl,/diester/MgCl,+AlEt;/ | 10-25(30-60) | 95-99 | Có thê | Không cân silane

Trang 25

Bảng 2 Thành phân chính cúa các loại xúc tac Ziegler-Natta\ Kim loại nhóm I - II Al(C;H;); Al(C2Hs)2Cl Al(C2Hs)Cly (i-C4H9)3Al Mi

Kim loại chuyên tiếp

_0y.ð T¡Cla/chất mang»

MgCl

_VCla, VoCla, V(AcAe)s

Trang 27

3.Co ché tring hop

s Điều chế PP trọng lượng phân tử tiến hành trong điều

kiện có xúc tác dị thê dựa trên cơ sở TIC]3 không hịa

tan vào mơi trường

s Các phân tử monomer bị hấp thụ lên bề mặt chất xúc

tác và định hướng, sau đó dính với mạch của polymer nhờ mở nôi đôi

Trang 28

a q pe

TiCl; + Al(CJHs); ——> "se w (bimetallic)

Trang 29

Chee Sih vii “Al - (Í »€Hpi-Hý “CH, CH, CH, Clk Gas Sty Al + wGECH — cI SCH “GH, ch, (HCH, CH, th CH, (_ Ak, Ol XẾ M * Œ Gh / CH; pr(meu làn CH, CH,”

a, CHe cnfcrir je OH, Cụ" CH/n }

‘ef Hs (“` + cacngeng crc eg ate =, 55 7

Trang 30

nghé san xuat pp hién nay

¡.Công nghệ pha khí

Trang 31

s_Propylen lỏng được polyme hóa trong thiết bi phản ứng dạng ống vòng

s Trong q trình vận hành khơng cần loại bã xúc tác và polyme vơ định hình

5 Monome chưa phản ứng được nén và tuần hoàn trở lại thiết bị phản ứng, nhờ đó làm tăng hiệu suất và giảm tiêu hao năng lượng

s_ Hiệu suất thu polyme đạt 40.000 - 60.000

Trang 32

Polypropylene Spheripol Process

Pelletizing Nitrogen

Trang 33

4

e Dinh mức tiêu hao nguyên vật liệu và năng

lượng cho một tân PP :

e - Propylen va comonome, tan 1,002 - 1,005

s - Xúc tác, kg 0,016 - 0,025

s - Điện, kWh 80

s - Hơi nước, kg 280

s - Nước, nước làm mát, tấn 90

Trang 34

b.Công nghệ Hypol II của Nhật Ban

e Su dung lo phan tng homopolymer dang vong (loop reactor) tao ra cdc mach Polypropylene co tinh dang hướng, tỷ lệ két tinh cao (Hypol II cho ra

polypropylene co II = 98%)

s Chỉ số Isostaticity cao này làm cho hạt nhựa PP có độ cứng, độ bền, độ chịu va đập và độ trong SuỐt cao

s Sử dụng chất xúc tác có hiệu suất phản ứng rất cao làm giảm tối đa hàm lượng tro, tạp chất sinh ra trong

Trang 35

E tiêu tiêu hao nguyên XI Tu : + 1 tan polyme đông nhât của PP:

s Propylen (và etylen cho đồng trùng hợp),

tan 1,005

e Dién nang, kWh 320

s Hơi nước, kg 310

s Nước làm lạnh, tấn 100

s Trên thế giới, hiện có 25 dây chuyên phản ứng theo

công nghệ này với tổng công suất trên 2 „5 triệu

Trang 36

' ' ' ' ' ' ' 1 ' ' ' -_+

Trang 37

Z ông nghệ pha nh

Congnghé Unipol

e la mot quá trình đơn giản

s Các sản phâm có thể gia cơng bằng phun màng mỏng,

đúc khuôn, thối khuôn, đùn ép và dệt

s Trên thế giới, hiện có 30 dây chuyền sản xuất theo công nghệ này với công suất từ 80.000 tan/nam đến

260.000 tắn/năm

s Tổng sản lượng các sản phâm polyprolylen được sản xuất theo công nghệ này trên toàn thế giới lên đến trên

Trang 39

Se

1 Phuong phap ép phun

e Ep phun la mét quy trinh kỹ thuật quan trọng từ chất

dẻo, sử dụng những

nguyên liệu chịu nhiệt để

Trang 40

inh two’ng chinh xac dua

vào lịng khn đóng kín, dưới áp lực cao và tốc độ nhanh sau 1 thời gian ngắn sản phẩm được định hình, sau đó lấy ra và tiếp tục 1 chu kỳ mới

Trang 41

_Cấu tạo cửa Tñáy ép phun ”

_ÌCỤM 1: Nhựa hóa và đúc

Gồm bộ phận :

> Phiéu nạp liệu

> Xylanh nguên liệu

> Trục vít vừa làm nhiệm vụ nhựa

hóa vừa giữ nhiệm vụ tạo áp suât

đây nguyên liệu vào vùng tọa hình

của khn

> Đầu trục vít

> Đầu phun

Trang 42

PP ang cho ep " ane :

Trang 44

.Phương pháp đùn _

s Câu tạo và nguyên lí làm việc

Trang 45

e A truc vit E họng cấp liệu

e B Than may dun F phéu cap liéu °C Thiét bi gia nhiệt G giảm áp lực đây

e D Dau do nhiét I motor

e H giam téc bang banh rang K ving nén

Trang 47

ee, ng dung —=

s Loại thông thường để sản xuất các loại vật dụng thông

thường như bao đóng gói, túi nilon,

s Loại trùng hợp khối: sản xuất các vật dụng chất lượng cao,

chỉ tiết công nghiệp, các loại van, vỏ hộp acqul,

s Loại đặc biệt: chuyên dùngcho chỉ tiết sản phẩm công

nghiệp, chi tiết nhựa trong xe máy, ô tô, điện tử, hộp thực

phẩm, máy giặt,

s Loại trong: nhiều pha vô định hình dùng cho bao bì y tế,

bao bì thực phẩm, xylanh tiêm, CD, VCD, sản phẩm loại

đặc biệt trong cho thực phẩm , không mùi, có độ bóng bề

Trang 48

7,3

a

Trang 49

Gan bé6 thân

thiêt với đời sông hàng ngày

Sử dụng cho

Trang 51

ấy sản xuất nhựa pp tai du công suât chê biên 150.000 tân/năm

Trang 52

Chiém ti trong lon va Phân loại hạt nhựa

có xu hướng ngày Đà —=

càng tăng trong tương > 17%

lai

Hién dai hoa

nghành, không ngừng nâng cao sản

xuât.Hợp tác và phát

am A am , ^ Pat

triên VỚI các công ty ine

Trang 53

O NE LOLX CUI

es =

khẩu nguyên liệu đâu vào

Plastic Production in Vietnam

190 1995

2000

2005 2010 (pre)

Định dạng
Số trang	54
Dung lượng	46,41 MB