Thiết kế phân xưởng sản xuất PVC năng suất 45.000 tấn/năm

Đồ án công nghệ GVHD : Th.S Tống Thị Minh Thu TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA – VŨNG TÀU CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc KHOA HÓA HỌC & CNTP ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ GVHD Lớp SVTH - : Th.S Tống Thị Minh Thu : DH10H2 : Nguyễn Thanh Tùng Đào Duy Tùng Lê Thanh Vàng Ngành : Công nghệ Hóa học Đề tài : Thiết kế phân xưởng sản xuất PVC suất 45.000 tấn/năm Nội dung tính toán Cân vật chất cân nhiệt Thiết bị Nội dung thuyết minh Lời nói đầu Mục lục Nội dung tính toán Quy trình công nghệ Kết luận Tài liệu tham khảo Bản vẽ phải hoàn chỉnh Sơ đồ, quy trình công nghệ sản xuất PVC Bản vẽ thiết bị phản ứng Xác nhận GVHD đồ án Vũng Tàu, ngày tháng 12 năm 2013 Đồ án công nghệ GVHD : Th.S Tống Thị Minh Thu NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Phần đánh giá:  Ý thức thực hiện:  Nội dung thực hiện:  Hình thức trình bày:  Tổng hợp kết quả:  Điểm số: Điểm chữ: Tp Vũng Tàu, ngày tháng năm 2013 Giáo viên hướng dẫn Đồ án công nghệ GVHD : Th.S Tống Thị Minh Thu LỜI CẢM ƠN Sau thời gian tìm hiểu nghiên cứu với hướng dẫn thầy cô Khoa Hóa học & công nghệ thực phẩm đặc biệt giúp đỡ tận tình giảng viên hướng dẫn : Thạc sĩ Tống Thị Minh Thu, nhóm chúng em hoàn thành nhiệm vụ giao thời hạn quy định Đồ án thiết kế nhà máy sản xuất nhựa PVC theo phương pháp trùng hợp huyền phù hoàn thành dựa vào kiến thức tổng hợp thu năm học vừa qua trường, qua tài liệu tham khảo nước số tài liệu nước công nghiệp phát triển giới Qua trình thiết kế, chúng em hiểu thêm dầy chuyền công nghệ sản xuất đại, đồng thời trang bị thêm cho kiến thức thiết kế nhà máy công nghiệp hóa chất Tuy nhiên, việc thiết kế phân xưởng sản xuất đòi hỏi người thiết kế phải có kiến thức tổng hợp mặt lý thuyết trình công nghệ, kỹ tính toán, kiến thức xây dựng, đặc biệt nguyên tắc vận hành dây chuyền công nghệ am hiểu thực tế Bản thân chúng em sinh viên việc tiếp cận thực tế chưa nhiều, kinh nghiệm thực tế hạn hẹp nên thiết kế em không tránh khỏi thiếu sót tính khả thi chưa cao, mong đóng góp quý thầy cô để đồ án chúng em hoàn thiện Cuối cùng, lần nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn tận tình giúp đỡ Th.S Tống Thị Minh Thu quý thầy cô khoa giúp em hoàn thành đồ án Đồ án công nghệ GVHD : Th.S Tống Thị Minh Thu LỜI MỞ ĐẦU Trong thập niên 1930  1940 bắt đầu phát triển nhiều loại nhựa dẻo quan trọng có nhựa polyvinyl clorua (PVC) Sau Chiến tranh giới thứ hai polyme tổng hợp làm cách mạng lĩnh vực vật liệu Những polyme có giá thành tương đối rẻ, tính chất điều chỉnh giới hạn rộng nhiều mục đích sử dụng ưu việt loại vật liệu cổ truyền PVC polyme tổng hợp từ vinyl clorua monome (VCM) theo phản ứng trùng hợp Số mắt xích phân tử PVC khoảng 700  1500 monome Các monome liên kết tạo thành mạch Những mạch mềm dẻo Ngày nay, PVC sử dụng rộng rãi có nhiều công dụng PVC sử dụng làm màng, chất dẻo, chất dẻo đúc áp lực, keo dán, sơn…Tuy nhiên PVC có số điểm hạn chế bền nhiệt, sử dụng tốt phạm vi nhiệt độ khoảng 60700C, khả hoà tan dung môi kém, gia công có khí HCl thoát gây ăn mòn thiết bị ô nhiễm môi trường Trước cầu PVC giới Việt Nam tăng mạnh việc nghiên cứu để có ứng dụng công nghệ ngành sản xuất PVC có ý nghĩa quan trọng Đồ án công nghệ: Thiết kế phân xưởng sản xuất PVC công suất 45.000 tấn/năm góp phần cho chúng em hiểu rõ ngành sản xuất Đồ án đưa khái niệm polyme nói chung PVC nói riêng Giới thiệu số trình sản xuất khác lựa chọn trình sản xuất phù hợp với điều kiện Việt Nam đồng thời đưa số thông tin cập nhật số tiến công nghệ lĩnh vực sản xuất Đồ án công nghệ GVHD : Th.S Tống Thị Minh Thu MỤC LỤC LỜI CÁM ƠN LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG : TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1 Giới thiệu chung PVC 1.1.1 Lịch sử phát triển 1.1.2 Tình hình sản xuất phát triển 10 1.1.3 Cấu tạo 20 1.1.4 Tính chất PVC 22 1.1.5 Ứng dụng 27 1.2 Nguyên liệu tổng hợp PVC 28 1.2.1 Vinyl clorua (VCM) 28 1.2.2 Chất ổn định huyền phù ( Polyvinyl ancol – PVA) 31 1.2.3 Chất khơi màu 32 1.2.4 Chất kìm hãm ( AD – 3) 35 1.2.5 Chất ổn định nhiệt độ ( AD – 5) 35 1.2.6 Chất bảo quản 37 1.3 Phản ứng tạo nhựa PVC 38 1.3.1 Đặc điểm phản ứng trùng hợp 38 1.3.2 Cơ chế 40 1.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình trùng hợp 41 CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT PVC 44 2.1 Phân tích lựa chọn dây chuyền công nghệ 44 2.2 Công nghệ sản xuất PVC phương pháp trùng hợp huyền phù 46 Đồ án công nghệ GVHD : Th.S Tống Thị Minh Thu 2.2.1 Thành phần nguyên liệu 46 2.2.2 Sơ đồ khối quy trình sản xuát 47 2.2.3 Các giai đoạn sản xuất 48 2.2.3.1 Nạp pha liên tục 48 2.2.3.2 Hút chân không thiết bị phản ứng 48 2.2.3.3 Tiến hành nạp monomer VC 49 2.2.3.4 Đun nóng thiết bị phản ứng 49 2.2.3.5 Ổn định nhiệt độ áp suất 50 2.2.3.6 Tháo sản phẩm 50 2.2.3.7 Làm nồi phản ứng 50 2.2.4 Quy trình công nghệ 52 2.2.4.1 Thiết kế cụm sản xuất 52 2.2.4.2 Thiết kế sơ đồ công nghệ 56 CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH 60 3.1 Cân vật chất 61 3.1.1 Thông số ban đầu 61 3.1.2 Tính cân vật chất cho sản phẩm 63 3.2 Cân nhiệt 72 3.2.1 Giai đoạn nung nóng hỗn hợp 25 ÷ 45oC 72 3.2.2 Giai đoạn trì phản ứng 58oC 89 Đồ án công nghệ 3.3 GVHD : Th.S Tống Thị Minh Thu Tính toán thiết bị 99 3.3.1 Quy cách thiết bị 99 3.3.2 Tính thể tích nguyên liệu chu kỳ sản xuất 99 3.3.3 Tính thể tích thiết bị phản ứng (Vtb) 100 3.3.4 Tính chiều cao đường kính thiết bị phản ứng 101 3.3.5 Tính chiều dày thiết bị phản ứng 102 3.3.6 Tính chiều dày vỏ áo thiết bị 108 3.3.7 Tính bích cho thiết bị 110 3.3.8 Tính cánh khuấy thiết bị phản ứng 111 3.3.9 Tính trọng lượng thiết bị phản ứng 116 3.3.10 Chọn chân đỡ tai treo 120 3.3.11 Kích thước hình học chắn vị trí lắp đặt 121 3.3.12 Tính đường kính thiết bị ngưng tụ 122 3.3.13 Xác định kích thước nắp chiều dày thiết bị ngưng tụ 123 3.3.14 Chọn bích bulong cho thiết bị ngưng tụ 126 KẾT LUẬN 127 TÀI LIỆU THAM KHẢO 128 Đồ án công nghệ GVHD : Th.S Tống Thị Minh Thu Chương 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT Đồ án công nghệ 1.1 1.1.1 GVHD : Th.S Tống Thị Minh Thu Giới Thiệu Chung Về PVC Lịch sử phát triển Trong công nghiệp chất dẻo, Polyvinyl clorua (PVC) ba chất dẻo chủ lực gồm Polyolefin (PO), PVC Polystyren (PS) Nó đứng hàng thứ hai sau Polyolefin với tổng công suất toàn giới năm 1997 25 triệu tấn, tiêu thụ khoảng 22 triệu Vinyl clorua tìm lần Regnault năm 1835, polyme Polyvinyl clorua (PVC) quan sát thấy lần năm 1938 Năm 1912, Baumann trình bày phản ứng trùng hợp monome vinilic gồm vinyl clorua sử dụng ánh sáng mặt trời để tạo sản phẩm PVC dạng bột trắng Từ đó, công nghệ trùng hợp PVC có bước phát triển mạnh mẽ chủ yếu Mỹ Đức Sản phẩm thương mại PVC đời lần Đức vào đầu năm 30 sử dụng trình trùng hợp nhũ tương Năm 1932, bước đột phá để giải vấn đề trình ổn định nhiệt diễn Semon phát minh chất hoá dẻo cho PVC, trình sử dụng chất ổn định phát triển vào năm 30 kỉ 20 Hiện PVC polyme giới Do tính chất lý tốt nên PVC sản xuất với sản lượng lớn Tuy nhiên tính ổn định nhiệt tính mềm dẻo PVC số nhựa thương phẩm khác Polyetylen (PE) PS PVC sản xuất chủ yếu trùng hợp gốc Tuy nhiên, trùng hợp gốc PVC cho nhiều đồng phân khuyết tật cấu trúc Những nhân tố quan trọng sống người sử dụng PVC, chúng tạo vấn đề màu sắc, độ ổn định nhiệt, độ tinh thể, ứng xử gia công tính chất học thành phẩm Nghiên cứu khuyết tật đem lại hiểu biết sâu sắc chất phản ứng phụ xảy trình trùng hợp Đồ án công nghệ GVHD : Th.S Tống Thị Minh Thu Ngoài chất phụ gia chất hoá dẻo, chất ổn định nhiệt, chất bôi trơn,chất độn polyme khác, có nhiều công trình nghiên cứu nhằm cải thiện tính chất yếu PVC, ví dụ đồng trùng hợp với monomer khác thay đổi hình thái hạt để tăng cường tính dễ gia công Polyme ghép đồng trùng hợp PVC với monome acrylic vinyl axetat, blend với MBS acrylonitryl butadien styren (ABS) thử nghiệm để tăng sức chịu va đập Copolyme PVC với monome imit PVC clo hoá nghiên cứu để tăng tính chống cháy PVC Tổng hợp polyme khối lượng phân tử cao liên kết ngang PVC để tăng modun Tổng hợp PVC hoá dẻo nội giải pháp cho vấn đề chất hoá dẻo (DOP) di chuyển từ bên bên vật liệu 1.1.2 Tình hình sản xuất phát triển 1.1.2.1 Trên giới Trong phần lớn thời gian thập niên 1990, sản xuất PVC lĩnh vực sản xuất không đạt lợi nhuận cao Điều khiến nhiều công ty đóng cửa nhà máy, rút khỏi sản xuất PVC sáp nhập với Rất nhà máy dự kiến xây dựng Tuy nhiên, nhu cầu PVC tăng mạnh vào cuối thập niên, bất chấp vấn đề môi trường Kết là, sau ảnh hưởng khủng hoảng tài châu giảm dần, nhu cầu PVC tăng lên sít với mức cung lợi nhuận tăng trở lại năm l 999 Sản lượng PVC giới năm 2006 đạt tới 32 triệu mức tăng trưởng giai đoạn 2001 – 2006 %/năm Dự kiến đến năm 2012, công suất PVC giới đạt 50 triệu tấn/năm Khu vực châu Á 10 Đồ án công nghệ GVHD : Th.S Tống Thị Minh Thu Trong đó: K = 3,87.a với a  l d Vậy công suất mở máy: N m  K .n d   m n d   K   m ..n d (W) Mặt khác công suất mở máy biểu diển qua công suất làm việc theo công thức : 6.18 ( a) [ STQTTB.T1 - Trang 198 ] Nm  Np K  m m Trong đó: K  3,87 m  l 0,3  3,87  1,161 d N 9482,649   3,9 .n d 1106,713.1,33.15 Vậy N m  11603,967 1,161  3,9  15058,379 (W) 3,9 3.3.8.3 Công suất động N đc  Nm  Ở :  - hiệu suất ( khả truyền lực từ động sang cánh khuấy )  = 0,6  0,7 Chọn  = 0,7 N đc  15058,379  21511,97 (W) (= 21,512 KW) 0,7 Quy chuẩn Nđc = 22 KW 114 Đồ án công nghệ 3.3.8.4 GVHD : Th.S Tống Thị Minh Thu Đường kính trục cánh khuấy d  1,714 N đc Ts. Trong đó: Nđc - công suất động cơ: 21,512 KW Ts - ứng suất cho phép thép làm trục Theo bảng XIII.4 [ STQTTB.T2 - Trang 357 ], với thép không gỉ, nhiệt độ nhỏ 470 OC Ts = 0,6.[k], với [k] lấy giá trị bé hai công thức XIII.1 XIII.2 [ STQTTB.T2 - Trang 355 ]  k     k1  nk    c     k  nc   Trong :  - hệ số điều chỉnh nk - hệ số an toàn theo giới hạn bền kéo nc - hệ số an toàn theo giới hạn chảy Theo bảng XIII.2 XIII.3 [ STQTTB.T2 - Trang 356 ] Chọn  = 0,9 nk = 2,6 nc = 1,5   540.10   0,9  186,923.10 N / m   k1 2,6     220.10   0,9  132.10 N / m   k2 1,5   115 Đồ án công nghệ GVHD : Th.S Tống Thị Minh Thu Chọn: Ts  0,6. k   0,6.132.10  79,2.10 N/m2  = 1,3 vòng/giây = 8,163 radian/giây d  1,714 21512  0,13 (m) 79,2.10 6.8,163 Đường kính trục cánh khuấy : d = 0,13 m 3.3.9 Tính trọng lượng thiết bị phản ứng 3.3.9.1 Tính trọng lượng vỏ vỏ thiết bị phản ứng * Tính thể tích phần thân hình trụ thiết bị phản ứng :  Dn 2  Dt 2  V1    Rn  Rt .H         H      Trong đó: Dn – đường kính thiết bị phản ứng Dn = Dt + 2.0,014 = 3,028 (m) Dt – đường kính thiết bị phản ứng H – chiều cao thân thiết bị phản ứng  3,028 2  2  V1  3,14       4,2  0,5565 (m )      * Tính thể tích phần thân hình trụ vỏ áo : V2    RN  DN 2  DT 2   RT  H        H 2       3,174 2  3,168 2  V2  3,14      4,2  0,1255(m )      Trong đó: DN = DT +2.0,003 = 3,174 (m) – đường kính vỏ áo DT = Dt + 2.0,014 +140 = 3,168 (m) – đường kính vỏ áo 116 Đồ án công nghệ GVHD : Th.S Tống Thị Minh Thu * Tính thể tích đáy nắp thiết bị phản ứng : 3  Dn   Dt   3 V3    Rn  Rt         3       3,028 3  3  V3  3,14        0,1997 (m )      * Tính thể tích đáy vỏ áo : 3  DN   DT   3 V4    RN  RT         3       3,174 3  3,168 3  V4  3,14       0,047 (m )      Thể tích thép thân thiết bị phản ứng : VT = V1 + 2.V3 = 0,9559 (m3) Thể tích thép vỏ áo thiết bị phản ứng : VN = V2 + V4 = 0,1725 (m3) Tổng thể tích thép thiết bị phản ứng : V = VT + VN = 1,1284 (m3) Khối lượng riêng thép X18H10T theo bảng XII.7 [STQTTB.T2Trang 313] là:  = 7900 kg/m3 Như vậy: * Trọng lượng thân thiết bị là: G1 = 7900.0,9559 = 7551,61 (kg) * Trọng lượng vỏ áo là: G2 = 7900.0,1725 = 1362,75 (kg) * Trọng lượng thiết bị phản ứng không kể thiết bị khác là: G3 = G1 + G2 = 8914,36 (kg) 117 Đồ án công nghệ GVHD : Th.S Tống Thị Minh Thu Thể tích nước lớp bao ổn V2    RN  DN 2  DT    RT  H        H       3,168 2  3,028   V2  3,14      4,2  2,86(m )      Thể tích nước đáy lớp bao ổn  D D   3,168 3,028  Vdáy   ( N )3  ( n )3   3,14 ( ) ( )   1,055(m3 )  2    Khối lượng nước lớp bao ổn: Gn = 1000.(1,055 + 2,86) = 3,915 (kg) Khối lượng nguyên liệu là: mhh  114718,9552  28679,7388(kg ) Tổng thiết bị phản ứng chứa nguyên vật liệu: mTT = G3 + Gn + mhh = 28679,7388 + 3,915 +8914,36 = 37598,0138 (kg) gần bằng: 38(tấn) 3.3.9.2 Xác định trọng lượng thiết bị ngưng tụ Thiết bị ngưng tụ Với: - Đường kính: 1,2 m - Đường kính ống: 0,03 m - Chiều cao nắp: 0,3 m - Chiều dày ống: 2,5 mm - Chiều dày thân: mm 118 Đồ án công nghệ GVHD : Th.S Tống Thị Minh Thu * Thể tích ống truyền nhiệt thiết bị ngưng tụ là:  D N   DT   V1   R  R H n       .H n       N T   0,035   0,03   V1  3,1416.    .2.493  0,252 (m ) 2      * Thể tích thân hình trụ thiết bị ngưng tụ là:  V2   R N  RT 2  D N   DT   H       .H       Trong H chiều cao thân thiết bị ngưng tụ, ta chọn chiều cao thân lớn chiều dài ống truyền nhiệt 0,3 m Vậy H = 2,3 m  1,214   1,2   V2  3,1416.     .2,5  0,0666 (m )      * Thể tích phần nắp thiết bị ngưng tụ 3  D N   DT   3 V3   R N  RT        3       V3    1,216   1,2   3,1416.       0,02 (m )      * Thể tích bích nối thiết bị ngưng tụ  V4   R N  RT 2  D   D1   h        .h        1,4   1,275   V4  3,1416.     .0,045  0,012 (m ) 2      Tổng thể tích thép thiết bị ngưng tụ là: V = V1 + V2 + V3 + V4 = 0,35 m3 Trọng lượng thiết bị ngưng tụ là: mN = 0,35.7900 = 2765,774 (kg) 119 Đồ án công nghệ GVHD : Th.S Tống Thị Minh Thu Như trọng lượng thiết bị phản ứng chưa có nguyên liệu là: m = mTB + mN Với mN khối lượng thiết bị ngưng tụ mTB = 8914,36 (kg) (mTB = G3 phần thiết bị chính) m = 8914,36 + 2765,774 = 11680,134 (kg) Khối lượng nguyên liệu là: mhh  114718,9552  28679,7388(kg ) Tổng thiết bị phản ứng chứa nguyên vật liệu: mTT = m + mhh = 11680,134 + 28679,7388 = 40359,8728 (kg) gần bằng: 41(tấn) 3.3.10 Chọn chân đở tai treo Chọn số chân đở là: Zc = số tai treo Zt =4 Tải trọng chân đở tai treo là: Q  mS 38   5,4286 Z 3 Quy chuẩn Q = G = m.g = 6.1000.10 = 6.104 N (g = 10) Tra bảng XIII.34 XIII.35 [STQTTB.T2 - Trang 436  437] Chọn chân đở thép CT3 , với thông số sau: Tải trọng cho phép chân: G = Bảng 3.10 Kích thước chân đỡ tháp L B B1 B2 H h s l d Dt/A 300 240 260 370 450 226 18 110 34 2600/975 Tải trọng cho phép tai treo: G = 120 Đồ án công nghệ GVHD : Th.S Tống Thị Minh Thu Bảng 3.11 Kích thước tai treo tháp L B B1 H S l a d 230 200 205 350 12 100 25 34 B a S H l L 3.3.11 20 a B1 Kích thước hình học chắn vị trí lắp đặt Tốc độ khuấy n = 1,3 vòng/giây thuộc loại khuấy nhanh Để tang cường chảy xoáy (tức kikhar khuấy chộn dọc) để giảm kha tạo phễu, ta bố trí chặn chặn phân bố cạnh thiết bị cách thành thiết bị đoạn bố trí cạnh thành thiết bị dễ dẫn đến việc hình thành vùng ứ đọng quanh tâm chắn chất lỏng có độ nhớt không cao, ta dụng điện trở để gia nhiệt, cất lỏng dễ bị nhiệt (nhiệt độ cao so với nhiệt độ cần để tiến hành để phản ứng), làm tang khả tạo sản phẩm phụ (tạo xà phòng, sản phẩm oxy hóa khác…) Do đó, ta sẻ chọn cách bố trí chặn cách thành thiết bị đoạn  Số chặn:  Bề rộng chặn B: 121 Đồ án công nghệ GVHD : Th.S Tống Thị Minh Thu B  0,08  0,1 Dt  B  (0,08  0,1) * Dt  (0,08  0,1) *3  0,24  0,3 Chọn B = 0,3 (m)  Bề dày chặn:  1  1   * B     * 0,3  0,03  0,0375(m)  10   10   tc   Chọn  tc  0,03(m)  Khoảng cách từ chặn đến thân thiết bị: 1 1 1 1  d B     * B     * 0,3  0,06  0,075(m) 5 4 5 4 Chọn d B  0,0675(m) Khi vận hành chiều cao làm việc chặn với mực hỗn hợp chất lỏng ứng với phần thân thiết bị Chiều cao mức chất lỏng thiết bị: Hl  3,454(m)  Chiều cao chặn: Hl  4(m) 3.3.12 Tính đường kính thiết bị ngưng tụ Theo công thức V.140 [STQTTB.T2 - Trang 49], đường kính thiết bị ngưng tụ : D = t.(b – 1) + 4.d Trong đó: t – bước ống, m Thường chọn bước ống t =1,2  1,5 d d – đường kính ống, d = 0,03 + 2.0,0025 = 0,035 m b – số ống đường chéo hình sáu cạnh đều, b = 2.a – a – số ống cạnh hình sáu cạnh Theo bảng V.11 [STQTTB.T2 - Trang 48 ], với số ống 493 thì: 122 Đồ án công nghệ GVHD : Th.S Tống Thị Minh Thu b = 23 ống a  b  23    12 ống 2 Chọn t = 1,29.d = 1,29.0,035 = 0,045 (m) D = 0,045.(23 – 1) + 4.0,035 = 1,13 (m) Ta quy chuẩn đường kính thiết bị ngưng tụ là: D = 1,2 m 3.3.13 Xác định kích thước nắp chiều dày thiết bị ngưng tụ 3.3.13.1 Xác định kích thước phần lồi nắp Gọi kích thước phần lồi nắp h Chọn h  D 1,2   0,3 (m) 4 Kích thước phần lồi nắp 300 mm 3.3.13.2 Xác định chiều dày thân thiết bị ngưng tụ Theo công thức: XIII.8 [STQTTB.T2 - Trang 360], chiều dày thân thiết bị ngưng tụ là: S Dt P C 2. .  P m Trong đó: Dt – đường kính thiết bị , Dt = 1,2 m P – áp suất làm việc, P = at = 78,48.104 N/m2 [] – ứng suất cho phép thép, [] = 132.106 N/m2  – hệ số bền thành ống theo phương dọc,  = 0,9 C – đại lượng bổ sung ăn mòn, bào mòn dung sai chiều dày Lấy C = mm Xét: 123 Đồ án công nghệ GVHD : Th.S Tống Thị Minh Thu    P 132.10  0,9  151,376  50 , ta bỏ qua giá trị P 78,48.10 mẫu công thức S 1,2.78,48.10   0,00596 (m) 2.132.10 6.0,9 Với độ dày thân thiết bị ngưng tụ vừa tính 5,96 mm quy chuẩn mm, kiểm tra ứng suất thành theo áp suất thử thủy lực xem phù hợp với điều kiện làm việc hay chưa Dựa vào công thức XIII.26 [STQTTB.T2 - Trang 365]   Dt  S  C .PO 2.S  C .  C 1,2  183,333.10 Trong đó: Po – áp suất thử thủy lực Po = 1,5.P = 1,5.78,48.104 = 117,72.104 (N/m2)  1,2  0,006  0,002.117,72.10 2.0,006  0,002.0,9  196,854.10  183,333.10 Không thoả mãn điều kiện Nên tăng chiều dày thiết bị lên mm, suy S = mm  1,2  0,007  0,002.117,72.10 2.0,007  0,002.0,9  157,614.10  183,333.10 Như chiều dày phù hợp thân thiết bị ngưng tụ là: mm 3.3.13.3 Xác định chiều dày nắp thiết bị ngưng tụ Theo công thức: XIII.47 [STQTTB.T2 - Trang 385], chiều dày nắp thiết bị ngưng tụ là: S  Dt P D t C 3,8    k    P  h m Trong đó: Dt – đường kính thiết bị, Dt = 1,2 m 124 Đồ án công nghệ GVHD : Th.S Tống Thị Minh Thu P – áp suất làm việc, P = 78,48.104 N/m2 [] – ứng suất cho phép thép, [] = 132.106 N/m2 k – hệ số không thứ nguyên, k =  d Dt Ở đây: d – đường kính lớn lỗ nắp thiết bị ngưng tụ Với nắp có lỗ tăng cứng hoàn toàn ta lấy k =  – hệ số bền thành ống theo phương dọc,  = 0,9 C – đại lượng bổ sung ăn mòn, bào mòn dung sai chiều dày Lấy C = mm Xét:    P 132.10 0,9  151,376  50 , ta bỏ qua giá trị P 78,48.10  mẫu công thức S  1,2.78,48.10 1,2   0,00517 (m) 3,8.132.10 6.0,9 2.0,3 Với độ dày nắp thiết bị ngưng tụ vừa tính 5,17 mm quy chuẩn mm, ta kiểm tra ứng suất thành nắp theo áp suất thử thủy lực xem phù hợp với điều kiện làm việc hay chưa Dựa vào công thức XIII.49 [ STQTTB.T2 - Trang 386 ]   D   2.h.S  C  PO   C  183,333.10 7,6.k.h.S  C . 1,2 t Với: Po – áp suất thử thủy lực Po = 1,5.P = 1,5.78,48.104 = 172,72.104 (N/m2)  1,2   2.0,3.0,006  0,001 172,72.10  165,565.10  183,333.10 7,6.1.0,3.0,006  0,001.0,9 125 Đồ án công nghệ GVHD : Th.S Tống Thị Minh Thu Thỏa mãn điều kiện trên, S – C  10 mm, nên chiều dày nắp thiết bị ngưng tụ: S = + = mm Như chiều dày nắp thiết bị ngưng tụ là: mm 3.3.14 Chọn bích bulông cho thiết bị ngưng tụ Mặt bích phận quan trọng dùng để nối thiết bị ngưng tụ với thiết bị phản ứng để nối thân nắp Ta có đường kính thiết bị ngưng tụ 1200 (mm) Theo bảng XIII.27 [STQTTB.T2 - Trang 417  423] Ta chọn bích với thông số sau: Bảng 3.12 Kích thước bích bulong cho thiết bị ngưng tụ Kích thước nồi (mm) Bulông Dt D Db D1 Do h db Z (cái) 1200 1400 1325 1275 1219 45 M30 32 D Db D1 H h Dt db 126 Đồ án công nghệ GVHD : Th.S Tống Thị Minh Thu KẾT LUẬN Sau thời gian học tập trường chúng em cố gắng học tập trau dồi kiến thức Chúng em giao nhiệm vụ thiết kế phân xưởng sản xuất PVC suất 45.000tấn/năm Vận dụng kiến thức học hướng dẫn tận tình Thạc sĩ Tống Thị Minh Thu chúng em hoàn thành nhiệm vụ chính: - Tổng quan trình sản xuất PVC - Thiết kế phân xưởng sản xuất PVC phương pháp trùng hợp huyền phù - Tính toán cân vật chất cân nhiệt lượng - Tính toán thiết bị phản ứng D = (m) ; H = 5.7 (m) Mặc dù chúng em cố gắng nhiều song thiếu kinh nghiệm thực tế nên đồ án không tránh khỏi sai sót định Chúng em mong góp ý bảo thầy cô để đồ án em hoàn thiện Chúng em xin chân thành cảm ơn Thạc sĩ Tống Thị Minh Thu thầy cô toàn khoa bạn bè giúp đỡ em hoàn thành đồ án 127 Đồ án công nghệ GVHD : Th.S Tống Thị Minh Thu TÀI LIỆU THAM KHẢO Kỹ thuật sản xuất chất dẻo - Tập - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nôi, 1970 Hoá học Polyme - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nôi, 1982 Vương Đình Nhân (dịch) Sổ tay kỹ sư hoá chất 1987, Nhà xuất giáo dục Bộ môn Công nghệ Hữu Cơ Hoá dầu - Hoá học Dầu mỏ - Đinh Thị Ngọ Kỹ thuật sản xuất chất dẻo Trường Đại học Bách Khoa Hà Nôi - 1974 Sổ tay trình thiết bị công nghệ hoá chất tập I Bộ môn Quá trình Thiết bị Công nghệ Hoá chất Trường Đại học Bách Khoa Hà Nôi -1999 Sổ tay Quá trình Thiết bị Công nghệ Hoá chất tập II Bộ Môn Quá trình Và thiết bị công nghệ hoá chất Trường Đại học Bách Khoa Hà Nôi -1999 Tạp chí Công nghiệp hoá chất - "PVC đón đầu công nghiệp hoá dầu" Tổng công ty hoá chất Việt Nam - Số7 - 1997 Tạp chí công nghiệp hoá chất -"PVC - chất dẻo kỷ 21" Tổng công ty hoá chất Việt Nam Số - 1998 10 Tạp chí công nghiệp hoá chất -2002 11 Trần Công Khanh Thiết bị phản ứng sản xuất hợp chất hữu Trường Đại học Bách khoa Hà Nội(1982) 12 Hồ Lê Viên Thiết kế tính toán chi tiết thiết bị máy hoá chất Trường Đại học Bách khoa Hà Nội (1976) 13 Ullma's Encyclo pedia of Industrial chemistry Vol A21 VCH Publishers, Inc 1992 14 GS.TSKH Nguyễn Bin Cơ sở trình thiết bị công nghệ hoá học (tập 2) Trường Đại học Bách khoa Hà Nội - 1999 128 [...]... năm 2010 chúng ta sẽ có khả năng sản xuất từ đầu đến cuối 500.000 tấn nhựa PVC và 75.000 tấn DOP Tương lai của nghành sản xuất nhựa PVC tại Việt Nam là khả quan.[6] Ở Việt Nam, cũng như tất cả các nước Đông Nam Á khác (kể cả Đài Loan), công ngiệp sản xuất nguyên liệu cho ngành nhựa đều khởi đầu từ PVC Sơ đồ sau cho ta khái quát các bước phát triển của quá trình sản xuất PVC từ dầu mỏ và sự phát triển... số đó PVC chiếm trung bình 1/3 PVC nhập dưới 2 dạng: Bột PVC (PVC resin) và hạt PVC (PVC compound) chứa sẵn chất hóa dẻo, chất ổn định, chất màu Năm 2000 cả nước tiêu thụ khoảng 150.000 tấn bột PVC, trong nước sản xuất đáp ứng được khoảng 40% nhu cầu và phải nhập khẩu 60% từ nhiều nước trên thế giới Năm 2002, toàn ngành nhựa Việt Nam đã sử dụng 1.260.000 tấn nguyên liệu nhựa, trong đó PP, PE, PVC là... Minh Thu Bảng 1.5 Thống kê các dự án sản xuất PVC 2005 Công suất Tổng vốn Tên dự án Địa điểm (tấn/n) (triệu USD) 2010 Công suất Tổng (tấn/n) vốn (triệu Nhà máy sản xuất Đồng Nai 120.000 45 PVC1 mở rộng Vũng Tàu 100.000 80 Nhà máy sản Vũng Tàu USD) 200.000 147 Bộ Công nghiệp đã vạch ra một chiến lược của ngành hóa dầu để đón đầu các bước đi tiếp sau của sự phát triển PVC: tạo ra etylen từ cracking nafta... lĩnh vực sử dụng chủ yếu đối với các sản phẩm PVC Trong lĩnh vực hàng tiêu dùng và bao bì đóng gói, các sản phẩm PVC đang mất dần thị phần vì nó được thay thế bởi các sản phẩm khác thân môi trường hơn Những yếu tố ảnh hưởng đến sản xuất PVC toàn cầu là: - Sự tăng trưởng kinh tế sẽ kéo theo sự tăng nhu cầu PVC 12 Đồ án công nghệ GVHD : Th.S Tống Thị Minh Thu - Giá năng lượng cao có thể làm giảm tốc độ... sơn lót 3% Ống mềm 3% 3% Sản phẩm xốp 2% Cộng 100% 1.1.2.2 Tại Việt Nam Từ nhưng năm đầu của thập kỷ 60 Việt Nam đã "sản xuất được" PVC do Nhà máy hóa chất Việt Trì sản xuất Trong phương án sản phẩm của nhà máy có 150 tấn/năm PVC chủ yếu để giải quyết cân bằng do việc tạo ra HCL, cho kết hợp với axetylen từ đất đèn nhập ngoại, thành VCM và trùng hợp 13 Đồ án công nghệ GVHD : Th.S Tống Thị Minh Thu Những... hãm sự tăng trưởng sản xuất PVC, nhưng có thế hạn chế việc xây dựng các nhà máy PVC mới Cơ cấu sử dụng 5,3 triệu tấn PVC tại các nước Tây Âu như sau: Bảng 1.3 Cơ cấu sử dụng PVC ở các nước Tây Âu Cơ cấu sử dụng PVC tại các nước Tây Âu : Ống dẫn 27% Kết cấu xây dựng 18% Tấm màng cứng 10% Bọc cáp 9% Chai lọ 9% Màng mềm 7% Lát sàn 6% Các ứng dụng khác 6% Lớp sơn lót 3% Ống mềm 3% 3% Sản phẩm xốp 2% Cộng... nghệ GVHD : Th.S Tống Thị Minh Thu Ngành sản xuất nhựa PVC ở Việt Nam bắt đầu vào năm 1998 với sự hiện diện của liên doanh TPC Vina (tiền thân là Mitsui Vina) Cuối năm 2002, nhà máy sản xuất PVC thứ hai (Liên doanh giữa Petronas Malaysia với Bà Rịa – Vũng Tàu) có công suất 100.000 tấn/năm cũng bắt đầu tham gia vào thị trường Bảng 1.6 Lượng tiêu thụ các loại nhựa và PVC ở Việt Nam trong những năm qua và... dụng xúc tác làm tăng nhanh quá trình phân huỷ ở nhiệt độ cao hơn và khi chưng khô PVC bị phân huỷ hoàn toàn tạo thành HCl và hỗn hợp các sản phẩm phân tử thấp chứ không trở lại monome cloruavinyl ban đầu.Nhiệt độ phân huỷ của PVC là một chỉ tiêu kỹ thuật quan trọng 1.1.4.2 Tính chất hóa học PVC có tính ổn định hoá học tốt ở nhiệt độ thường Còn khi nhiệt độ tăng thì PVC có tính chất hoạt động hoá học... 2.2 0.4 Hồng Kông 2.7 Malaixia 0.2 Tổng số 53.5 0.1 41 73 36 Lượng PVC nhập tăng hàng năm: năm 1997 , riêng PVC nhập trên 72.000 tấn Theo kế hoạch dự kiến của Tổng công ty nhựa Việt Nam nhu cầu bột PVC và chất hóa dẻo trong thời gian tới như sau : Năm 2000 2005 2010 PVC 100.000 200.000 400.000 DOP 28.000 28.000 67.000 Các dự án sản xuất PVC theo danh mục các dự án nguyên liệu và bán thành phẩm nghành... dụng, PVC là loại nhựa đa năng nhất Giá thành rẻ, đa dạng trong ứng dụng, nhiều tính năng vượt trội là những yếu tố giúp cho PVC trở thành vật liệu lý tưởng cho hàng loạt ngành công nghiệp khác nhau: xây dựng dân dụng, kỹ thuật điện, vô tuyến viễn thông, dệt may, nông nghiệp, sản xuất ôtô, xe máy, giao thông vận tải, hàng không, y tế Ở bất kỳ đâu chúng ta đều bắt gặp sự hiện diện của PVC  PVC cứng