đồ án môn học quá trình sản xuất pvc

Chương I: TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT 3 1.1. Tổng quan về sản phẩm (PVC) 3 1.1.1. Sơ lược về lịch sử phát triển của nhựa PVC 3 1.1.2. Tình hình sản xuất và tiêu thị PVC 4 1.1.3. Các tính chất đặc trưng của PVC 5 1.1.4. Phân loại và ứng dụng của PVC. 7 1.1.5. Phân tích lựa chọn phương pháp sản xuất PVC. 9 Chương II: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN VẬT LIỆU CHO QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT PVC 14 2.1 Vinyl Clorua (VCM) 14 2.2 Chất khởi đầu (chất khơi mào) 15 2.3 Chất ổn định huyền phù 18 2.4 Chất ngắt mạch phản ứng 19 2.5 Chất ổn định nhiệt 20 2.6 Chất chống bám dính 21 2.7 Chất bảo quản 21 2.8 Chất dập tắt phản ứng 21 2.9 Chất chống đông 22 Chương III: Phân tích lựa chọn quy trình công nghệ sản xuất. 23 3.1 Phân tích lựa chọn dây chuyền công nghệ. 23 3.1.1. Bản chất quá trình. 23 3.1.2 Phân tích lựa chọn thiết bị. 25 3.2 Các công đoạn trong quy trình. 30 3.2.1.Giai đoạn phản ứng 30 3.2.2.Công đoạn xử lý hỗn hợp huyền phù 32 3.2.3 Công đoạn thu hồi VCM 34 3.2.4 Công đoạn sấy, sàng và đóng gói. 35 3.3 Thiết kế dây chuyền công nghệ. 36 3.3.1 Bản vẽ công nghệ. 36 3.3.2 Thuyết minh quy trình công nghệ. 36 Chương IV: Tính toán thiết kế thiết bị chính. 38 4.1 Cân bằng vật chất. 38 4.1.1 Thông số ban đầu 38 4.1.2 Quá trình tính toán 40 4.2 Tính toán thiết bị chính. 47 4.2.1 Tính thể tích của nguyên liệu trong một chu kỳ sản xuất 47 4.2.2 Tính chiều dày thiết bị phản ứng 50 4.3 Tính chiều dày vỏ áo thiết bi 55 4.3.1 Tính chiều dày thân vỏ áo 55 4.3.2 Tính chiều dày đáy của vỏ áo 56 4.4 Tính bích cho thiết bị chính 56 4.4.1 Bích nối thân thiết bị với nắp 56 4.4.2 Bích nối thân thiết bị với vỏ áo 57 4.5 Tính cánh khuấy của thiết bị phản ứng 57 4.5.1 Tính công suất làm việc của cánh khuấy 58 4.5.2 Tính công suất mở máy 59 4.5.3 Công suất động cơ 60 4.5.4 Đường kính trục cánh khuấy 60 4.6. Chọn chân đở và tai treo 61 KẾT LUẬN 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65

Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu Mục lục: Chương I: TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT 1.1. Tổng quan về sản phẩm (PVC) 1.1.1. Sơ lược về l ịch sử phát triển của nhựa PVC Lịch sử phát triển của PVC bắt đầu từ năm 1835 khi mà monome Vinyl Clorua (VCM) đã được Justus Von Liebig tìm ra, đó là kết quả của phản ứng giữa dicloetylen với KOH/rượu. Từ khám phá của Liebig, năm 1838 Victo Regnauln đã tiến hành lại thí nghiệm đó và khẳng định sự tin cậy của phát minh này.Nhưng mãi đến những năm 1937 thì PVC mới chính thức sản xuất trong công nghiệp. Công nghiệp về chất dẻo nói chung và về PVC nói riêng phát triển mạnh ở nhiều nước như: Nga, Anh, Đức, Pháp, Mỹ, Nhật…(bảng II.1). Còn ở nước ta nhựa PVC được sản xuất đầu tiên ở nhà máy hóa chất Việt Trì, nhưng đến nay chỉ có công ty TPC Vina là đang sản xuất ổn định và nhà máy Phú Mỹ đã đi vào hoạt đông nhưng chất lượng sản phẩm không ổn định. Bảng 1.1.1: Sản lượng PVC của một số nước (nghìn tấn). Quốc gia 1980 1981 1982 SVTH: Nguyễn Xuân Minh Page 1 Lương Đình Nam Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu Đài Loan Canada Nhật Mỹ Pháp Ý Đức 450 - 1430 - 730 670 950 450 222 1130 2600 710 580 920 500 195 1220 2400 790 590 860 Công nghiệp chất dẻo từ PVC đang và sẽ phát triển rất mạnh là vì PVC có nhiều ưu điểm tốt như: bền cơ học, ổn định hóa học và đặc biệt là dễ gia công ra nhiều sản phẩm thông dụng: màng bao gói, áo đi mưa, dép, ống và dây, các chi tiết dùng trong công nghiệp hóa chất…và hơn nữa nguồn nguyên liệu cũng dễ tìm. 1.1.2. Tình hình sản xuất và tiêu thị PVC 1.1.2.1. Trên thế giới Theo dự báo của các chuyên gia Marketing về lĩnh vực công nghiệp hoá chất, thị trường dựa trên thế giới ngày càng tăng. Nhu cầu nhựa PVC của các khu vực Châu Á - Thái Bình Dương đặc biệt là Trung Quốc, Ấn Độ sẽ là yếu tố chủ yếu làm tăng nhu cầu thị trường nhựa PVC. Mức tăng nhu cầu PVC của các nước tư bản gấp khoảng 2 lần mức tăng tổng sản phẩm quốc dân của nước đó. Ở các nước Đông Âu, Châu Phi, Trung cận đông, nhu cầu tiêu thụ PVC cũng tăng do mức độ đầu tư vào các nước này tăng lên. Nhu cầu về nhựa PVC theo bình quân đầu người ở các nước phát triển lại thấp hơn so với các nước đang phát triển (chiếm 2/3 dân số thế giới). Từ năm 1991 – 1997 mức tăng bình quân về PVC hàng năm của các nước Châu Á - Thái Bình Dương là 6,2%, trong khi mức tăng bình quân trên thế giới là 5,3%. Nhu cầu tăng lớn nhất về PVC ở các nước Châu á - Thái Bình Dương là Nhật: chiếm 34%, Indonexia: 14,6%, Thái Lan: 14,1%, Malaixia: 13,9%, Trung Quốc: 12,3%. SVTH: Nguyễn Xuân Minh Page 2 Lương Đình Nam Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu 1.1.2.2. Tại Việt Nam. Do nhu cầu PVC tính theo đầu người hiện nay ở Việt Nam so với nhiều nước còn thấp, nên trong các năm tới tốc độ tăng trưởng trung bình hàng năm sẽ là 40%, sau đó giảm xuống khoảng 17%, vào các năm tiếp theo. Hiện nay nước ta đã có 2 Liên doanh sản xuất bột PVC một là: Công ty Liên doanh giữa Tổng công ty Nhựa Việt Nam với Tổng công ty Hoá chất Việt Nam và Công ty Thái Plastic – Chemical Public Ltd với công suất 80.000tấn/năm. Năm 2001 nhà máy hoạt động với công suất 100% năm 2002 công suất Nhà máy tăng len 100.000 tấn/năm. Hai là: Công ty TNHH nhựa và hoá chất Phú Mỹ tại khu công nghiệp Cái Mép là liên doanh giữa công ty xuất nhập khẩu tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu với tổng công ty dầu khí Petronas của Malaysia có công suất là 100.000 tấn bột PVC/năm. Trong năm 2000 cả nước ta tiêu thụ khoảng 150.000 tấn bột PVC, nhưng chỉ đáp ứng được khoảng 40% nhu cầu còn phải nhập khẩu khoảng 60% từ các nước trên thế giới. Ngoài việc sản xuất bột PVC hai Công ty Liên doanh trên còn sản xuất PVC Compound với công suất 6000 tấn/năm, hai Công ty này đã sử dụng hết công suất thiết kế, nhưng vẫn chưa đáp ứng hết nhu cầu các chủng loại PVC Compound trong nước mà chỉ sản xuất chủ yếu các loại PVC làm phụ kiện còn các loại PVC dùng cho các chi tiết đặc chủng vẫn phải nhập khẩu. 1.1.3. Các tính chất đặc trưng của PVC 1.1.3.1 . Độ hòa tan của PVC PVC có độ trùng hợp thấp n = 300 ÷ 500 tương đối dễ tan trong axeton và kêton, este, hydrocacbon Clo hóa…Nhưng PVC có trọng lượng phân tử cao thì hòa tan hạn chế. Ở nhiệt độ thường, PVC hầu như không tan trong các chất hóa dẻo, nhưng ở nhiệt độ cao thì bị trương nhiều và có khả năng tan trong một số chất hóa dẻo. Độ hòa tan của PVC còn phụ thuộc vào các phương pháp sản xuất. PVC nhũ tương có độ hòa tan kém hơn PVC được sản xuất theo phương pháp huyền phù. 1.1.3.2. Tính ổn định nhiệt. Nhiệt độ chảy mềm của PVC cao hơn một ít so với nhiệt độ phân huỷ của nó.Ngay ở 140 0 C nó đã bắt đầu phân huỷ và đến 170 0 C thì quá trình phân huỷ xảy ra nhanh hơn. Khi tăng nhiệt độ, HCl được tạo ra và xuất hiện màu. Màu của nhựa SVTH: Nguyễn Xuân Minh Page 3 Lương Đình Nam CH2 CH CH2 CH CH2 CH to Cl Cl Cl CH CH CH2 CH CH2 CH + HCl Cl Cl H H H H H H CH2 C CH2 C CH2 C CH2 C CH2 C CH2 C Cl Cl Cl - HCl Cl Cl H H H H H CH2 C CH2 C CH2 C CH2 C CH2 C CH2 C Cl Cl Cl Cl Cl Cl Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu PVC sẽ chuyển dần từ sáng đến vàng, da cam, đỏ, nâu, và đen. Sự xuất hiện màu được giải thích là do sự hình thành các nối đôi cách: Và kèm theo đó là sự giảm dần khả năng hòa tan của PVC. Điều này được giải thích là do sự tạo liên kết ngang giữa các phân tử PVC: Khi phân huỷ PVC ở nhiệt độ cao, ngoài HCl còn có các sản phẩm phụ thấp phân tử nhưng không có VCM. Phụ thuộc vào thành phần và mục đích của nhựa mà có thể tiến hành gia công nhựa PVC ở 140 ÷ 175 0 C. Trong điều kiện này có thể xảy ra sự phân huỷ một phần Polyme tạo ra HCl và tạo ra mạch Polyme có nối đôi, đôi khi tạo ra cầu nối giữa các phân tử. Để tăng độ ổn định nhiệt của PVC, người ta thêm vào chất ổn định có tác dụng làm chậm hoặc kiềm hãm sự phân huỷ. Theo cấu tạo thì chất ổn định được chia ra làm 3 loại: chất ổn định hữu cơ, vô cơ và cơ kim. Trong đó chất ổn định vô cơ và cơ kim là quan trọng hơn cả vì ngoài tác dụng ổn định nhiệt chúng còn ngăn ngừa PVC khỏi bị phân huỷ trong điều kiện gia công ở nhiệt độ cao. Ngoài ra chúng còn có khả năng bảo vệ các tính chất của vật liệu trong thời gian dài khi sử dụng. SVTH: Nguyễn Xuân Minh Page 4 Lương Đình Nam CH2 C+H CH2 C+H CH2 C+H Cl- Cl- Cl- Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu Hệ số giãn nở phụ thuộc vào loại liên kết giữa các nhóm nguyên tử hoặc phân tử. Hệ số này càng lớn khi cường độ liên kết càng yếu. Bảng 1.1.3.2: Độ dẫn nhiệt của một số vật liệu: Vật liệu Hệ số giãn nở (10 -6 C -1 ) Độ dẫn nhiệt (w/m 0 C) Nhiệt dung riêng ở 20 0 C (kj/kg 0 C) PVC PS Thuỷ tinh 50 ÷ 180 60 ÷ 80 3 ÷ 4 0,12 ÷ 0,30 0,10 ÷ 0,14 1,25 0,84 ÷ 1,25 1,34 0,71 ÷ 1,84 1.1.3.3. Trộn với chất hoá dẻo và các nhựa khác. Để gia công và sử dụng PVC hiệu quả thì việc trộn nó với các chất hóa dẻo có ý nghĩa rất quan trọng. Chất hóa dẻo là chất trộn với PVC để làm cho PVC tăng độ bền uốn, giảm tính dòn ở nhiệt độ thấp, làm giảm nhẹ điều kiện gia công và tăng thời gian sử dụng sản phẩm. Nguyên nhân của việc dùng chất hóa dẻo là do PVC là Polyme mạch cứng, ở nhiệt độ lớn hơn nhiệt độ hóa thuỷ tinh mới có đàn hồi. Cơ chế hóa dẻo có thể được giải thích như sau: PVC là Polyme phân cực, PVC cứng và ít bị biến dạng là do lực liên kết nội tại giữa các phân tử: Khi đun nóng làm chuyển động của các phân tử tăng lên nên làm suy yếu dần lực liên kết giữa các phân tử và làm mềm Polyme. Ở nhiệt độ thường, chất hóa dẻo hòa tan có hạn nhưng ở nhiệt độ cao thì nó trộn dễ với Polyme vì lúc đó nó dễ xen vào giữa các mạch đại phân tử và làm suy yếu lực liên kết giữa chúng. PVC có khả năng trộn hợp tốt với các polyeste mạch thẳng, các nhựa ankyt, cao su nitryl, nhựa epoxy, nhựa phenol focmandehyt… 1.1.4. Phân loại và ứng dụng của PVC. 1.1.4.1. PVC cứng. PVC cứng không hóa dẻo là nguyên liệu nhiệt dẻo, cứng được sử dụng để chế tạo màng, tấm, ống, vật phẩm ép… SVTH: Nguyễn Xuân Minh Page 5 Lương Đình Nam Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu PVC cứng là loại vật liệu rắn có tỷ trọng thấp, độ bền tương đối cao.Tính điện môi tốt, bền hóa học. So sánh một số tính chất cơ học thì PVC cứng hơn hẳn các loại chất dẻo khác như PE, PS, phenol plast…và có thể sử dụng làm vật liệu xây dựng. Một trong những tính chất quý giá của PVC cứng là chịu được tác dụng của khí và chất lỏng ăn mòn hóa học cao. a. Ứng dụng để làm ống: Từ bột và hạt PVC có thể chế tạo ống và các vật phẩm khác ở trên máy đùn.Khác với chế tạo màng và tấm, ở đây bột phải có độ chảy lớn và ổn định ở nhiệt độ cao. Hiện nay ở Việt Nam việc sản xuất ống rất quan trọng đối với các công ty gia công nhựa PVC bởi vì nó sử dụng hơn 75% lượng nhựa PVC tiêu thụ. b. Ứng dụng để làm màng: Quá trình sản xuất màng từ PVC cứng bao gồm các công đọan: trộn các cấu tử, cán trộn hỗn hợp, cán tấm. Để sản xuất màng ta dùng PVC nhũ tương hoặc huyền phù và chất ổn định (3 ÷ 4% trọng lượng nhựa). Chất ổn định thường dùng là Stearat và Laurat Ca hay Ba hoặc sunphat Chì. Quá trình cán thường tiến hành ở 160 ÷ 170 0 C tức là ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ chảy của PVC (150 ÷ 160 0 C). Nhiệt độ cán càng cao thì càng dễ đồng đều và hoá dẻo càng nhanh nhưng nhựa PVC sẽ dễ bị phân huỷ hơn. Màng PVC cứng dùng để làm vật liệu cách nhiệt và chống gỉ. c. Ứng dụng để làm tấm: Có 2 phương pháp sản xuất: - Ép nóng Paket (nhiều lớp màng đã được cán chồng lên nhau) trên máy ép thuỷ lực nhiều tầng.Chiều dày tấm từ 2÷ 20 mm - Phương pháp đùn nhựa đã được làm mềm qua đầu khe. Chiều dày tấm từ 10 ÷ 15mm, phương pháp này phức tạp vì nhiệt độ chảy mềm gần với nhiệt độ phân huỷ. SVTH: Nguyễn Xuân Minh Page 6 Lương Đình Nam Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu 1.1.4.2. PVC dẻo. Đưa chất hóa dẻo vào PVC sẽ làm thay đổi nhiều tính chất cơ lý của nó.Từ PVC hóa dẻo ta chế tạo vật liệu mềm có tính đàn hồi ở nhiệt độ thường và nhiệt độ thấp, thích hợp để chế tạo màng (platikat), pat (bột nhão), chất dẻo bọt, da nhân tạo và nhiều vật liệu khác. PVC trộn với chất hóa dẻo theo phương pháp nóng hoặc nguội, tuy nhiên phương pháp nóng vẫn tốt hơn nên nó được sử dụng nhiều. 1.1.4.3. Platikat. Chế tạo theo phương pháp cán PVC với chất hóa dẻo và chất ổn định. Platikat có nhiều tính chất quý như: khả năng cách điện cao, chịu khí quyển, không thấm ẩm, chịu dầu và Benzen, không cháy, đàn hồi cao. Có thể cán màng PVC hoặc cán màng PVC với vải, giấy…để làm phao tắm, đệm, bóng gối… PVC hóa dẻo dùng để bọc dây cáp, chống gỉ, dùng làm các dụng cụ bảo vệ khi làm việc với phóng xạ. 1.1.4.4. Bột nhão. Môi trường phân tán (chất hóa dẻo) cần có tác dụng solvat hoá hạt Polyme nhưng không hòa tan nó. Sự phân tán rất nhỏ Polyme trong các chất lỏng khan nước gọi là pat.Thành phần của pat gồm: Polyme nhũ tương, chất hóa dẻo, chất ổn định, chất độn, chất pha loãng và bột màu. Các chất lỏng không hòa tan nhựa ở nhiệt độ thường nhưng làm Polyme bị trương nhiều khi đun nóng, kết quả là khối nữa lỏng đó phân bố đều khắp bề mặt và biến thành màng mỏng sít. Pat PVC chủ yếu dùng để sản xuất da nhân tạo, áo quần, giầy dép, găng tay… bằng các phương pháp cán, ép, hoặc phủ hay nhúng trên vải. 1.1.4.5. PVC bọt và PVC xốp. PVC là nguyên liệu chính để sản xuất các chất dẻo xốp và chất dẻo bọt, có cấu tạo bền, đàn hồi. Theo cấu tạo của lổ có thể chia ra làm 2 nhóm: - Nhóm có lỗ cách nhau (chất dẻo bọt). - Nhóm có lỗ thông nhau (chất dẻo xốp). PVC bọt có thể sản xuất bằng phương pháp ép gồm 3 giai đoạn: trộn Polyme với chất tạo khí và các cấu tử khác, ép hỗn hợp, tạo bọt sản phẩm. SVTH: Nguyễn Xuân Minh Page 7 Lương Đình Nam Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu Tạo bọt loại chất dẻo bọt cứng được tiến hành trong môi trường hơi bảo hoà ở nhiệt độ 100 ÷ 102 0 C.Loại bọt mềm (đàn hồi) được tiến hành trong nước nóng ở 85 ÷ 95 0 C. 1.1.5.Phân tích lựa chọn phương pháp sản xuất PVC. 1.1.5.1.Phương pháp trùng hợp khối. Là quá trình trùng hợp Monome ở pha lỏng không dùng dung môi, Polyme thu được ở dạng một khối lớn. Phương pháp này ít được sử dụng để trùng hợp PVC vì sản phẩm thu được có trọng lượng phân tử không đồng đều, khó tháo sản phẩm và khó xử lý, khó thu nhiệt phản ứng ra ngoài do đó làm phát sinh nhiệt cục bộ gây phân hủy Polyme tạo ra khí HCl và Polyme có màu. Tuy nhiên, phương pháp này đem lại sản phẩm có độ sạch và tính điện môi cao và có thể dùng để sản xuất sản phẩm trong suốt. Thành phần nguyên liệu phản ứng trùng hợp khối PVC: - VCM:100 phần khối lượng. - Chất khởi đầu: 0,02÷ 0,1% so với Monome. 1.1.5.2 Phương pháp trùng hợp trong dung dịch. Được tiến hành theo hai phương pháp: + Phương pháp thứ nhất: gọi là phương pháp"vecni", trong đó môi trường phản ứng là dung môi hoà tan được cả monome và Polyme như dicloetan, axeton. Tách Polyme ra bằng cách dùng nước để kết tủa hoặc chưng cất để tách hết dung môi. + Phương pháp thứ hai: là tiến hành trùng hợp trong dung môi hoà tan monome nhưng không hoà tan Polyme. Trong trường hợp này Polyme dần dần tách ra ở dạng bột mịn. Phương pháp này dễ điều khiển nhiệt độ phản ứng nhưng do nồng độ của Monome bé nên Polyme thu được có trọng lượng phân tử thấp. Phương pháp này ít được dùng vì quá trình trùng hợp lâu và tốn nhiều dung môi, sản phẩm thu được có độ sạch không cao. Tuy nhiên sản phẩm của quá trình này có thể đem đi sử dụng ngay cho các công đoạn khác như đem đi kéo sợi để tạo các sản phẩm vải lót máy móc. Quá trình trùng hợp: dung môi được cho vào trước, sau đó cho VCM lỏng rồi cho chất khởi đầu vào. Phương pháp này tiến hành ở nhiệt độ thấp (35 ÷ 40 0 C). SVTH: Nguyễn Xuân Minh Page 8 Lương Đình Nam Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu 1.1.5.3. Phương pháp trùng hợp nhũ tương. Thành phần hỗn hợp phản ứng gồm: - Monome. - Nước: làm môi trường phân tán để tạo nhũ tương chứa khoảng 30 ÷ 60% monome. - Chất nhũ hóa: để tăng cường sự tạo nhũ và làm ổn định nhũ tương của hệ thống, chất nhũ hóa là các loại xà phòng của axit béo với hàm lượng 0,1÷ 0,2 %. - Chất ổn định nhũ tương. - Chất khơi mào. Ở đây chất khởi đầu tan trong nước vì thế phản ứng trùng hợp xảy ra ở khu vực tiếp xúc giữa VCM và nước. Polyme tạo thành ở trạng thái nhũ tương trong nước nên cần phải tách Polyme ra khỏi nhũ tương. Chất khởi đầu thường dùng là H 2 O 2 , persunfat kim loại kiềm. Chất nhũ hóa là các loại xà phòng axit béo, trietanol amin dùng với hàm lượng 0,1÷ 0,5% trọng lượng nước. Lượng chất nhũ hoá tăng thì độ phân tán hạt Polyme tăng làm thay đổi vận tốc phản ứng và trọng lượng phân tử của polyme. Đối với trùng hợp nhũ tương VCM không những dùng hợp chất Peroxit đơn giản mà còn dùng hệ oxy hoá khử bảo đảm vận tốc trùng hợp lớn hơn (như hệ persunfat amoni với hydrosunfit hoặc với NaHSO 4 và hệ H 2 O 2 - ion Fe). Ngoài ra cần thêm muối đệm để giữ nguyên độ pH (thường từ 4 đến 9). Muối đệm hay dùng là Axetat kim loại nặng, phốt phát, cacbonat kim loại kiềm. Có khi còn dùng thêm cả chất điều chỉnh để điều chỉnh tính chất và trọng lượng phân tử của Polyme. Ưu điểm của phương pháp này là có khả năng tiến hành trùng hợp liên tục.Nhờ khuấy đều và polyme tách ra liên tục nên sản phẩm rất đồng nhất, có trọng lượng phân tử cao, quá trình tiến hành ở nhiệt độ tương đối thấp và độ đa phân tán thấp. Polyme thu được ở dạng latex nên phải tách polyme ra khỏi nhũ tương bằng phương pháp sấy hoặc keo tụ bằng Sunphat Amoni và dung dịch kiềm. SVTH: Nguyễn Xuân Minh Page 9 Lương Đình Nam Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu 1.1.5.4. Phương pháp trùng hợp huyền phù. Để trùng hợp huyền phù ta cho VCM lỏng phân tán trong môi trường nước, có chất khởi đầu tan trong monome như: Ter-butyl peroxyneodecanoat, Cumyl peroxyneodecanoat, Di-2-etylhexyl peroxidecarbonat… Bằng cách chọn chất kích hoạt hoặc hỗn hợp chất kích hoạt có thể điều chỉnh được vận tốc trùng hợp, và trong nhiều trường hợp có thể nâng cao được độ chịu nhiệt và ánh sáng. Để tăng độ bền của huyền phù thì ta sử dụng các chất ổn định huyền phù là các polyme tan trong nước như Polyvinyl alcol, keo Gelatin. Kích thước hạt polyme thu được trong trùng hợp huyền phù phụ thuộc vào khả năng khuấy trộn và chất ổn định đem dùng. Bằng phương pháp trùng hợp giọt ta thu được huyền phù polyme, hạt polyme thu được có kích thước lớn hơn rất nhiều so với trùng hợp nhũ tương, vì chất khơi mào tan trong giọt monome nên quá trình trùng hợp xảy ra trong giọt monome (có thể xem trùng hợp huyền phù là trùng hợp khối trong giọt). Ưu điểm của phương pháp này là: nhiệt độ phản ứng thấp, Polyme thu được có kích thước hạt lớn và đồng đều hơn, độ tinh khiết cao hơn so với Polyme thu được từ phương pháp nhũ tương. Do hạt to nên dễ tách ra khỏi nước bằng ly tâm hoặc lọc. Từ các ưu nhược điểm của 4 phương pháp trùng hợp VCM để tạo thành nhựa PVC trên, ta nhận thấy phương pháp trùng hợp VCM trong huyền phù là ưu việt hơn cả, đặc biệt là thời gian tiến hành trùng hợp ngắn, hiệu suất trùng hợp tương đối cao (86 ÷ 89%). Chính vì thế mà xu hướng phổ biến hiện nay trên thế giới là chọn mô hình sản xuất PVC huyền phù. Lựa chọn phương pháp sản xuất Phương pháp trùng hợp dung dịch để sản xuất PVC ít được sử dụng do đòi hỏi một lượng dung môi lớn và có độ tinh khiết cao với phương pháp trùng hợp khối thì sản lượng khoảng 8% so với tổng sản lượng PVC. Theo phương pháp này sản phẩm có độ sạch cao, dây chuyền sản xuất đơn giản.không cần bộ phân lọc rửa, do đó kinh tế hơn. Tuy nhiên sản phẩm tạo ở dạng khối khó gia công, ngoài ra nó còn ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.Nên ít được sử dụng. SVTH: Nguyễn Xuân Minh Page 10 Lương Đình Nam [...]... nguyên liệu cần cung cấp trong quá trình sản xuất, từ đó để ta có thể lập kế hoạch chuẩn bị nguyên liệu dự trữ cũng như cho quá trình sản xuất của nhà máy, tránh trình trạng thiếu hụt nguyên liệu làm gián đoạn quá trình sản xuất Việc tính toán cân bằng vật chất còn giúp cho ta xác định chính xác giá thành của sản phẩm trong quá trình sản xuất để từ đó điều chỉnh giá thành của sản phẩm cho phù hợp và giúp... khoảng 12 phút Nạp AD - 5: quá trình nạp AD - 5 được tiến hành đồng thời với quá trình nạp nước.Mục đích của AD - 5 cho vào là để tăng cường khả năng ổn định nhiệt của mạch PVC. Tác dụng ổn định nhiệt của AD - 5 chủ yếu là ở trong quá trình xử lý sản phẩm sau này, còn trong quá trình phản ứng nhiệt độ chỉ có 57,5÷ 580C thì không ảnh hưởng gì đáng kể đến mạch PVC Đồng thời với quá trình nạp nước và AD -... - 5 là để tăng cường khả năng ổn định nhiệt của mạch PVC Tác dụng ổn định nhiệt của AD - 5 chủ yếu là ở trong quá trình xử lý sản phẩm sau này (quá trình thu hồi, sấy…ở nhiệt độ 100 ÷ 1100C), còn trong quá trình phản ứng nhiệt độ chỉ có 57,5 ÷ 580C thì không ảnh hưởng gì đáng kể đến mạch PVC SVTH: Nguyễn Xuân Minh Lương Đình Nam Page 18 Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu Công thức phân tử: C35H50O3... động cánh khuấy để khuấy đều các chất đưa vào.Thời điểm khởi động cánh khuấy bắt đầu khi mức dung dịch phản ứng ngập hết cánh khuấy Nạp AG-1, AG-2: quá trình nạp AG-1 và AG-2 cũng được tiến hành đồng thời với quá trình nạp nước ngay sau khi nạp AD-5 Mục đích của AG-1 và AG-2 cho vào là để tạo hệ huyền phù ổn định cho quá trình phản ứng, kết quả sẽ là tạo ra sản phẩm nhựa PVC có kích thước hạt đồng đều.Nạp... kỳ làm việc dài : đòi hỏi thời gian nạp liệu, đốt nóng, làm nguội, tháo sản phẩm và làm sạch thiết bị • Mức độ cơ giới hóa và tự động hóa thấp • Khó điều chỉnh và khống chế quá trình do tính bất ổn định của phương thức làm việc gián đoạn Page 24 Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu Thiết bị chính trong dây chuyền sản xuất PVC là thiết bị trùng hợp Cấu tạo từ thân hình trụ, đáy và nắp hình elip,... được có độ đa phân nhỏ, các tiểu phân polyme(hạt) lớn hơn nhiều so với trùng hợp nhũ tương Có nhiều tạp chất -Khó phân tách sản phẩm Chương II: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN VẬT LIỆU CHO QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT PVC Nguyên liệu chính để sản xuất PVC là VCM, ngoài ra còn tùy theo phương pháp sản xuất mà còn có các chất khác như: chất nhũ hóa, chất ổn định huyền phù, chất khơi mào, chất ổn định nhiệt… 2.1 Vinyl Clorua... Lương Đình Nam Page 26 Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu còn lại trong PVC sau khi ra khỏi S503A/B là khác nhau trong khoảng 22% ÷ 30% ( đối với K66R là 24%) e Thiết bị sấy tầng sôi Sau khi qua thiết bị chứa luxury tank B, PVC tiếp tục được tách nước trong thiết sấy tầng sôi Nhiệm vụ của thiết bị này là tách nước trong PVC, sao cho sản phẩm đầu ra PVC chỉ chứa không quá 0,3 % nước Thiết bị... chân không đồng thời với quá trình sục hơi nước nóng vào nhằm mục đích lôi kéo lượng VCM còn lại trong bột PVC Khí VCM chủ yếu bị lôi cuốn bởi hơi nước, còn SVTH: Nguyễn Xuân Minh Lương Đình Nam Page 30 Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu việc khuấy trộn chỉ hỗ trợ thêm cho VCM thoát ra dễ dàng hơn đồng thời hạn chế hiện tượng phát sinh nhiệt cục bộ gây ảnh hưởng chất lượng nhựa PVC và tạo hệ... bị cũng như làm giảm chi phí sản xuất đi rất nhiều Thông thường người ta sử dụng hỗn hợp các chất khơi mào trong đó 1 chất có thời gian bán rã ngắn ở nhiệt độ phản ứng còn các chất còn lại có thời gian bán rã lâu hơn Mục đích là để duy trì sự đồng đều về số lượng của các gốc tự do trong toàn bộ quá trình phản ứng, và do đó làm cho quá trình phản ứng diễn ra êm dịu hơn, tránh được hiện tượng nhiệt cục... tốc độ nạp liệu 43 m 3/h với 30 - 40% PVC rắn Theo thiết kế cơ bản Pđỉnh tháp = 0,4 bar phù hợp với hầu hết các loại sản phẩm, tuy nhiên có thể thay đổi trong quá trình điều khiển Thời gian lưu với sản K66 là 3,5 phút d Thiết bị ly tâm tách nước cơ học Tại thiết bị này, do quán tính và sự khác biệt về trọng lượng riêng, nước sẽ được tách một phần ra khỏi huyền phù PVC Tuỳ vào từng loại mà hàm lượng nước . phẩm. Chương II: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN VẬT LIỆU CHO QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT PVC Nguyên liệu chính để sản xuất PVC là VCM, ngoài ra còn tùy theo phương pháp sản xuất mà còn có các chất khác như: chất nhũ hóa,. Việt Nam việc sản xuất ống rất quan trọng đối với các công ty gia công nhựa PVC bởi vì nó sử dụng hơn 75% lượng nhựa PVC tiêu thụ. b. Ứng dụng để làm màng: Quá trình sản xuất màng từ PVC cứng bao. Đình Nam Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu PVC cứng là loại vật liệu rắn có tỷ trọng thấp, độ bền tương đối cao.Tính điện môi tốt, bền hóa học. So sánh một số tính chất cơ học thì PVC cứng