Thiết kế dây chuyền sản xuất nhựa epoxy ED - 16 Với năng suất 1.200 tấn/năm

Khi cha đóng rắn, nhựa epoxy đợc ứng dụng để làm chất ổn định và hoádẻo cho PVC, hoặc đợc sử dụng nh hợp chất trung gian để điều chế các sảnphẩm khác.. Do nhóm epoxy có hoạt tính cao, nh

Phần I: tổng quan về nhựa epoxy.

Chơng 1: Giới thiệu chung về nhựa Epoxy.

Lời mở đầu.

Nhựa epoxy là những phân tử oligome có ít nhất 1 nhóm epoxy, có khảnăng chuyển hoá thành dạng nhựa nhiệt rắn (NNR), có cấu trúc không gian

Do đợc sản xuất từ nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau, nên nhựa epoxy

có nhiều loại với các tính chất và lĩnh vực ứng dung khác nhau Trong côngnghiệp, nhựa epoxy đợc sản xuất từ dạng lỏng nhớt đến dạng rắn, đợc phân biệtqua một số chỉ tiêu nh: khối lợng phân tử, độ nhớt, nhiệt chảy mềm, đơng lợngepoxy hoặc hyđroxyl

Khi cha đóng rắn, nhựa epoxy đợc ứng dụng để làm chất ổn định và hoádẻo cho PVC, hoặc đợc sử dụng nh hợp chất trung gian để điều chế các sảnphẩm khác

Do nhóm epoxy có hoạt tính cao, nhựa epoxy dễ tham gia phản ứng đóngrắn với các tác nhân khâu mạch hoặc polyme hoá với các tác nhân xúc tác đểchuyển thành dạng nhiệt rắn

Tuỳ thuộc vào cấu trúc nhựa epoxy, chất đóng rắn và điều kiện đóng rắn,

có thể nhận đợc các sản phẩm có đặc tính: bền hoá chất, chịu nhiệt, chịu tác

động cơ học, cách điện , ứng dụng làm vécni, sơn, keo kết cấu, chất dẻo gia ờng và đặc biệt làm nhựa nền cho vật liệu composite Với u điểm nổi bật về độbền cơ học, nhẹ, dễ gia công, sửa chữa, vật liệu composite trên cơ sở nhựa epoxyvới chất gia cờng sợi, hạt, bột đã đợc ứng dụng thay thế một phần các chi tiếtkim loại, hợp kim trong tàu, thuyền, ôtô, máy bay và tàu vũ trụ, nhằm mục đíchgiảm trọng lợng, giảm tiêu hao nhiên liệu và năng lợng

Theo Bộ Quốc Phòng và trung tâm nghiên cứu vũ trụ NASA(Mỹ), hiệnnay, các chi tiết kết cấu từ vật liệu composite epoxy - sợi gia cờng, chiếm bìnhquân 1000 pound (453,6 kg) trong một máy bay chiến đấu Hãng Boeing cũng sửdụng vật liệu composite từ nhựa Epoxy để thay thế một số chi tiết kết cấu chịulực trong các máy bay Boeing đời mới 757, 767

Do có những tính năng u việt, đồng thời để đáp ứng nhu cầu sử dụng sảnlợng nhựa epoxy trên thế giới trong những năm đầu thập kỷ 80 là một triệu tấn/năm, đến những năm 1994 là 6,01 triệu tấn/năm

1.1 Lịch sử phát triển

Nhựa Epoxy là những oligome có ít nhất một nhóm α-epoxy có khả năngchuyển hoá thành polymer với cấu trúc không gian 3 chiều

Những công trình nghiên cứu đầu tiên về nhựa epoxy đợc trình bày trongcác bản sáng chế vào những năm đầu thế kỷ XX

Hợp chất epoxy đợc phát hiện đầu tiên tại Mỹ từ thế kỷ XX Tuy nhiêntrong thời gian này các công trình nghiên cứu về phản ứng của các hợp chấtepoxy chỉ coi nó nh là một chất trung gian trong tổng hợp hữu cơ

Năm 1909 nhà hoá học Nga Prilaschajen đã phát hiện ra phản ứng giữaolefin và peroxit benzoil để tạo thành các hợp chất epoxy

Tháng 12/1934 H.schlack (Đức) đã tổng hợp đợc nhựa epoxy từ phenol A và epyclohydrin, nhựa này có thể đóng rắn bằng một đơng lợng amin.Nhng trong thời gian ấy Shlack cha thấy đợc giá trị của sáng chế đó Giá trị đíchthực nhựa epoxy sử dụng sau đó một số năm Hầu nh đồng thời và độc lập vớinhau hai nhà sáng chế Pierre Castan và Synvan Greenlee đã nhận thấy giá trị củanhựa epoxy nh chúng ta thấy hiện nay

Năm 1938 Pierre castan đã công bố bằng sáng chế mô tả phơng pháp điềuchế Diglycydyete đi từ bis –phenol A, đã nhận ra tính chất quí báu nhựa nhận

đợc là có độ bám dính tuyệt vời với nhiều loại vật liệu sau khi đóng rắn bằngmột lợng anhydrit phtalic (AP)

Năm 1940 các sản phẩm của Castan nh nhựa đúc hàm răng đã đợc đa rathị trờng và bằng sáng chế của ông chuyển nhợng cho công ty Ciba Geigy Tronghội trợ triển lãm tại thụy sĩ năm 1946 công ty này đã biểu diễn việc sử dụng keogián epoxy để dán các mẫu hợp kim nhẹ và vào thời gian đó đã cung cấp nhựaepoxy để đúc cho 4 công ty điện lực của Thụy Sĩ

Năm 1994 khối lợng nhựa epoxy trên thị trờng thế giới tăng 13%, tronglúc đó khối lợng sản xuất tăng 17% và đạt tới 6,01 triệu tấn

Từ năm 1992 đến năm 1997 tốc độ tăng trởng nhựa epoxy khoảng 3,7% ở

Mỹ, 2,5% ở Tây Âu, 4% ở Nhật Tính trung bình 3 vùng là 3,1-3,2% Các công

ty sản xuất nhựa epoxy lớn nhất là: Shell, Dow chemiscal và Ciba Geigy, cả 3công ty chiếm 70% sản phẩm thế giới

1.2 Các thông số đặc trng cho nhựa epoxy.

Trong đó: Hàm lợng oxy epoxy = HLE.

43 16

.Ngoài ra còn có một số thông số kỹ thụât đợc giới thiệu cho một loại nhựaepoxy nh: độ nhớt, chỉ số khúc xạ, đơng lợng hydroxyl

Chơng 2: quá trình tổng hợp nhựa epoxy.

2.1 Nguyên liệu để tổng hợp nhựa epoxy.

Nguyên liệu để sản xuất este glyxit và polymer của chúng là phenol đachức và các hợp chất chứa epoxy

Những chất chứa nhóm hydroxyl có thể dùng đợc là: rezosin, hydroquinol, xaligenin, dioxydiphenyl propan(bis phenol A), dioxy diphenyl sunfon,nhựa phenol-focmaldehit dạng novolac và rezolic…

Nhng sản xuất rộng rãi trong công nghiệp các nớc trên thế giới hiện nay làloại nhựa ngng tụ từ bis phenol A và epiclohydrin trong môi trờng kiềm

2.1.1 Epiclohydrin.

Trong công nghiệp epiclohydrin đợc sản xuất theo 2 phơng pháp

2.1.1.1 Đi từ propylene qua ba giai đoạn

Cl OH O

2.1.1.2 Đi từ glixerin qua 2 giai đoạn

Sản phẩm epyclohydrin nhận đợc là chất lỏng không màu, mùi hắc, độc, tỷ

trọng 1,18 g/ml, nhiệt độ sôi 1170C

2.1.2 Bis-phenol A (diphenylol propan). Bis-phenol A nhận đợc từ phản ứng giữa phenol và axeton trong môi trờng axit mạnh ở 10-500C theo phản ứng:

Bis-phenol A dạng bột màu trắng ,không tan trong nớc, tan trong axeton, rợu, nhiệt độ nóng chảy 1550C- 1570C 2.2 Phản ứng tổng hợp nhựa epoxy 2.2.1 Phản ứng tổng hợp nhựa epoxy dian đi từ epiclohydrin và bis phenol A Phản ứng xảy ra trong môi trờng kiềm, là hệ thống các phản ứng xảy ra nối tiếp và song song phản ứng xảy ra theo 2 giai đoạn Giai đoạn 1: nhóm hydroxyl của diphenylol propan kết hợp với nhóm epoxy của epyclohydrin trong môi trờng kiềm, phản ứng toả nhiệt ΔH=-17 kcal/mol

CH 3



ClCH 2 CH CH 2O C O CH 2 CH CH 2Cl + 2H 2O   

OH CH 3 OH CH 3



2CH 2 CH CH 2Cl + HO C OH

O 

CH 3 CH 2-CH-CH 2 + HCl xt CH 2-CH-CH 2 + H 2O

OH OH OH Cl OH Cl CH 2-CH-CH 2 +NaOH to=12oc CH 2-CH CH 2 +NaCl+H 2O Cl OH Cl Cl O (EP) CH 3



2 HO + CH 3 C CH 3 HO C OH

  

O CH

3 + H

2O

Giai đoạn 2: clohydringlycol tạo thành chứa nhóm hydroxyl ở vị trí α so với nguyên tử clo với cách bố trí các nhóm chức nh vậy, HCl dễ dàng tách ra và tạo thành nhóm epoxy mới theo cơ chế thế nucleofin của halozen bằng Ion alcôglat

Glyxydylete diphenylol propan chứa nhóm epoxy phản ứng tiếp với nhóm hydroxyl của diphenylol propan

Hợp chất trung gian này tiếp tục phản ứng với nhau để tạo thành nhựa epoxy có công thức tổng quát nh sau:

CH 2 CH CH 2 [ORO CH 2 CH CH 2 ] nORO CH 2 CH CH 2 O  O OH

CH 2 CH CH 2ORO CH 2 CH CH 2 + HOROH O O

CH 2 CH CH 2ORO CH 2 CH CH 2 OROH O 

OH

CH 3



CH 2 CH CH 2O C O CH 2 CH CH 2 + 2NaCl O  O CH 3 + 2H 2O CH 3

 NaOH ClCH 2 CH CH 2O C O CH 2 CH CH 2Cl   

OH CH 3 OH CH3



R: C



CH 3

Công thức tổng quát này không phản ánh đợc những phản ứng phụ xảy ratrong quá trình tổng hợp nhựa và trong nhiều trờng hợp làm cho nhựa có cấu tạophân nhánh và ở cuối phân tử chứa nhóm hydroxyl phenol và clohydrin.

Các phản ứng phụ xảy ra trong quá trình tổng hợp nhựa epoxy:

Nhóm epoxy không những phản ứng với hydroxyl phenol mà còn phản ứngvới nhóm hydroxyl tạo thành trong quá trình phản ứng:

Do có nhiều phản ứng xảy ra trong quá trình tổng hợp nhựa vì vậy chọn

điều kiện kĩ thuật chế tạo ete glyxit thì đồng thời phải chú ý đến các điều kiệnkhác có ảnh đến quá trình phản ứng

Khi tổng hợp nhựa epoxy trọng lợng phân tử thấp thờng hoà tandiphenylol propan vào một lợng thừa epyclohdrin rồi thêm dần dung dịch kiềmnớc, nhiệt độ phản ứng 60-700C Có thể tổng hợp nhựa trong môi trờng khí trơ,

O

O CH

2 CH 

-thêm kiềm ngắt quãng, khuấy trong 16h, điều chỉnh để PH=7, nh vậy tránh đợc phản ứng trùng hợp nhóm epoxy Có thể dùng phơng pháp 2 giai đoạn đầu tiên cho diphenylol propan kết hợp với epyclohdrin xúc tác Fridel-craff nh ZnCl2, phản ứng xảy ra nh sau:

Sau đó khử HCl trong môi trờng không có nớc sử dụng Na2SiO3:

2.2.2 phản ứng tạo thành polyepoxy từ epyclohydrin và nhựa phenol-focmaldehyt dạng novolac hoặc rezolic. Quá trình tạo nhựa polyepoxy gồm hai giai đoạn: Giai đoạn một: epyclohydrin kết hợp với nhóm hydroxyl của phenol Giai đoạn hai: khử clohydrin của sản phẩm trung gian CH 3



R: C



CH 3

CH 2 CH CH 2Cl + HOROH ZnCl 2 HORO CH 2 CH CH 2Cl O 

OH

CH 2 CH-CH 2 O CH2 CH 2 -O O-CH 2CH-CH 2 O-R R n R

CH 2-CH CH 2 O O CH2 CH 2 OH HH OH OH R R n R + n Cl-CH 2-CH-CH 2 O HORO CH 2 CH CH 2Cl Na 2SiO 3 HORO CH 2 CH CH 2 + HCl  O OH

Để dễ dàng phản ứng cần dùng thừa epyclohydroxy và KOH ở thể rắn haypha thành dung dịch trong rợu Thực tế thờng dùng dung dịch kiềm trong nớc vìkinh tế và dễ dàng khống chế hơn.

Điều chế nhựa polyepoxy có thể tiến hành theo hai phơng pháp:

Phơng pháp thứ nhất: cho epyclohydrin tác dụng trực tiếp với nhựaphenol–focmaldehyt dạng novolac hoặc rezolic

Phơng pháp thứ hai: cho phenol tác dụng với epyclohydrin trớc và đa tụ vớifocmaldehyt

Trong trờng hợp thứ hai, ngoài NaOH có tác dụng khử HCl tạo thànhtrong sản phẩm trung gian còn cho thêm NaCl làm xúc tác (đảm bảo nồng độkiềm không đổi ) chọn các điều kiện tiến hành phản ứng nh sau:

Phenol : epoclohydrin : NaOH = 1:1:1 ( tỷ lệ phân tử nồng độ NaOH 10%).Nhiệt độ phản ứng: 95%

Thời gian phản ứng: 2h

2.2.3 Phản ứng tạo thành nhựa epoxy bằng cách epoxy hoá các hợp chất không

no

Epoxy hoá các hợp chất không no có thể theo hai cách:

Epoxy hoá các hợp chất không no bằng các peraxit hữu cơ nh: peraxetic,erformic, perpropionic…

Đối với trờng hợp dùng peroxit để epoxy hoá, ngời ta còn căn cứ vào trình

tự điều chế peroxit để phân chia ra phơng pháp 1 giai đoạn hay hai giai đoạn Phơng pháp 1 giai đoạn: điều chế peraxit và epoxy hoá đồng thời tức làcho H2O2, axit hữu cơ và hợp chất không no vào cùng một giai đoạn phản ứng.Theo phơng pháp này rút ngắn đợc thời gian phản ứng xuống 2,5-3 lần và giảmlợng axit hữu cơ xuống 25-30 lần

OH Cl

~CH=CH~ RCOOOH ~HC CH~

O

Phơng pháp 2 giai đoạn: điều chế peraxit trớc từ H2O2 và axit hữu cơ rồidùng peraxit hữu cơ vừa nhận đợc để epoxy hoá Phản ứng tiến hành ở nhiệt độ25-60oC, trong các dung môi hữu cơ (benzene, toluene, clorofoc… ) hay không

có dung môi, khi tiến hành quá trình epoxy hoá nh vậy lần lợt xảy ra ba phảnứng sau:

Công thức chung của hợp chất epoxy hoá có dạng:

2.3 Các chất đóng rắn cho nhựa epoxy.

Nhựa epoxy chuyển sang trạng thái không nóng chảy, không hoà tan cócấu trúc mạng lới không gian 3 chiều dới tác dụng của các chất đóng rắn cácchất này phản ứng với các nhóm chức của nhựa epoxy, đặc biệt với nhóm epoxy

HO OCOR CH CH

2

O

Vì chất đóng rắn tham ra vào cấu trúc mạng lới của polymer nên đóng rắn là

ph-ơng pháp quan trọng để biến tính vật liệu epoxy

Chất đóng rắn cho nhựa epoxy gồm hai loại: xúc tác và khâu mạch (phânloại này là tơng đối vì xúc tác cũng dãn đến khâu mạch) Chất đóng rắn loạikhâu mạch là chất đóng rắn đa chức và có khả năng phản ứng với nhóm epoxy,hydroxyl của phân tử epoxy để chuyển sang mạng không gian Chất đóng rắnkhâu mạch gồm có các hợp chất đa chức loại amin, axit phenol, tiol, izoxianat.Chất đóng rắn loại xúc tác là chất có khả năng khơi mào phản ứng trùng hợpnhóm epoxy, điển hình là các amin bậc 3, các axit lewis: BF3, PF5 và xúc tácphối trí Đặc biệt có hợp chất đa chức có thể đóng rắn nhựa epoxy đồng thờibằng phản ứng khâu mạch và trùng hợp

2.3.1 Chất đóng rắn amin.

Do có nhiều u điểm, có ý nghĩa thực tiễn nên amin là chất đóng rắn phổbiến nhất và ứng dụng rộng rãi nhất cho nhựa epoxy Phản ứng đóng rắn nhựaepoxy bàng amim có thể có hoặc không có xúc tác Trong đa số trờng hợp đóngrắn xẩy ra không có xúc tác nhờ nguyên tử Hydro linh động ở nhóm amin cộnghợp vào Oxy epoxy, tạo thành nhóm Hydroxyl bậc 2:

Tuỳ từng điều kiện, các amin bậc 3 có thể khởi đầu trùng hợp nhựa epoxy:

OHCH

2CH-OH

~CH2

R-CH-CH

2 + NR

3’ R-CH-CH

2-N+R

3’R-CH-CH

Các nhóm Hydroxyl bậc 2 ở nhiệt độ thờng không phản ứng với nhómepoxy nhng có thể xúc tiến đáng kể phản ứng giữa amin và nhóm epoxy.

Các chất đóng rắn amin mạch thẳng ,phổ biến nhất là hexametylendiamin NH2(CH2)6NH2 và các sản phẩm ngung tụ giữa ammoniac và dicloetan cócông thức nh sau:

NH2(CH2CH2NH)nH

n = 1: etylendiamin(EDA)

n = 2: dietylentriamin (DETA)

n = 3: trietylentetramin (TETA)

Các polyamine mạch thẳng là những chất lỏng có độ nhớt thấp có thể

đóng rắn nhựa epoxy ở cả nhiệt độ thờng và nhiệt độ cao Tổ hợp epoxy – aminthẳng có thời gian sống ngắn 1-2 h ở nhiệt độ thờng Theo lý thuyết nhóm aminphản ứng với epoxy theo tỷ lệ đơng lợng Tuy nhiên trong thực tế hàm lợng amin

có thể thay đổi theo lợng tính toán theo lý thuyết và đợc tính theo công thức thựcnghiệm sau:

G =

05 43,

K ).

n / M ( E

Trong đó:

G: Lợng chất đóng rắn amin tính cho 100g nhựa

E: Hàm lợng nhóm epoxy trong nhựa (%)

n: Số nguyên tử H2 hoạt động của amin

K: Hệ số thực nghiệm lấy K = 1 – 1,2

43,05: Khối lợng phân tử nhóm epoxy

Các amin phân tử thấp thờng dễ hút ẩm, rất độc, dễ bay hơi, tạo muốicacbamat với CO2 trong không khí ẩm, nên vật liệu thờng có tính chất cơ lý thấp,dính bề mặt do không đợc đóng rắn triệt để

Phản ứng tạo thành cacbamat:

Để khắc phục những nhợc điểm này ngời ta thờng biến tính các aminthẳng bằng cách xyanetyl hoá amin bậc 1 bằng acrylonitryl hoặc sử dụng chúngdới dạng adduct

Phản ứng xyanetyl hoá đợc biểu diễn nh sau:

H

2O + CO

2 H

2CO3

Trong môi trờng ẩm để lợi dụng chính hơi ẩm làm xúc tác cho phản ứng

đóng rắn, thờng sử dụng adduct của amin với mono và di epoxy với xeton Aminphản ứng trứơc với xeton tạo ra hợp chất ketimin

Khi trộn hợp với nhựa epoxy, ketimin không gây phản ứng đóng rắn Khi

có hơi ẩm, nhóm – C= N – dễ bị thuỷ phân tạo ra xeton và amin ban đầu.Amin này xẽ đóng rắn nhựa epoxy Do đó ketimin còn đợc gọi là đóng rắn ẩn(latent)

Một loại adduct khác nhận đợc khi cho nhựa epoxy phản ứng với lợng damin ở 75 -100oC nh:

Adduct của DETA với butylacrylat:

Adduct có u điểm hơn so với amin ban đầu: ít bay hơi, tỉ lệ adduct với nhựaepoxy có thể dao động trong một khoảng nên thuận lợi hơn khi sử dụng, mặtkhác tính chất của vật liệu nhận đợc cũng cao hơn

Polyamit diamin (amino polyamine) cũng là một adduct của amin nhận

đ-ợc từ phản ứng giữa diaxit béo và polyamine có khối lợng phân tử thấp, thí dụ:adduct của diaxit linoleic và DETA, TETA đợc ứng dụng rộng rãi trong chế tạolớp phủ epoxy cho tầu biển

Tổng quát ta có: H(HNR

1NHCOR

2CO]

nOH Polyamit

NH

2 Cyclohexan diamin 1,2

NH

2 CH

3 H

3

NH

2 m- phenylendiamin



H N S NH 4,4’-Diaminodiphenyl sunfon

Amin thơm có khả năng phản ứng thấp hơn polyamine mạch thẳng Quátrình đóng rắn xẩy ra ở nhiệt độ cao (>1500C), trong khoảng thời gian dài Có thểtăng quá trình đóng rắn nếu cho thêm các chất xúc tác cho proton hoặc các axitLewis (BF3, SnCl4, TiCl4 …) nhựa nhận đợc sau khi đóng rắn có nhiệt độ hoáthuỷ tinh cao và độ bền hoá chất rất cao

2.3.2 Chất đóng rắn axit và anhydrit.

Nhựa đóng rắn bằng axit, anhydrite cho phép nhận đợc vật liệu có tínhchất cơ học, bền nhiệt, đặc biệt là tính cách điện cao hơn hầu hết các hệ epoxy

đóng rắn bằng amin Tuy nhiên độ bền kiềm kém hơn so với trờng hợp đóng rắnbằng amin Tuỳ từng trờng hợp nhựa epoxy đóng rắn bằng axit, anhydrite có thể

C C

O + CH

2 CH CH

2 O

C  COOH

O OH

GVHD: GS.TSKH Trần Vĩnh Diệu Đồ án tốt nghiệp

Sau đó nhóm cacboxyl mới sinh sẽ phản ứng với nhóm este tạo dieste: Nhóm OH mới tạo thành sẽ mở vòng anhydrite bắt đầu một chu kỳ tiếp theo 2.3.2.2 Khi có xúc tác Phản ứng đóng rắn nhựa epoxy bằng anhydrit thờng đợc xúc tác để mở vòng anhydrit nhờ amin bậc 3, hoặc axit Lewis Khi có amin bậc 3, phản ứng diễn ra nh sau: SVTH: Lê Quang Huy Lớp: CNVLPolyme_ K45 17

O O

C C

O + CH 2 CH CH 2 O

C  COOH O OH

CH 2 CH CH 2 CH 2 CH CH 2  

O O C C = O O + CH 2 CH CH 2

COOH O C = O 

O CH2 CH CH2  

OH

O

O 

C C N+R 3 O + R3N

C C O O 

O O O  

C N+R 3 C N+R 3 + CH 2 CH CH 2  C O- O C O CH 2 CH CH 2

  

O O OH

O

C O

O 

C C N+R 3 O

C O CH 2 CH CH 2

 

O O C = O C = O O-

Các chất anhydrit thờng sử dụng:

Hexahydrophtalic anhydrite có nhiệt độ nóng chảy 35 – 36oC và hoà tanvào nhựa epoxy ở nhiệt độ thờng Khi sử dụng 0,5% xúc tác benzyldimetylamin,thời gian đóng rắn cũng tơng tự nh chất đóng rắn AP Lợng yêu cầu khoảng80ptl/100ptl nhựa Chất đóng rắn này cho nhiệt độ biến dạng cao hơn ítnhiều(120oC) so với AP, nhng giá thành cao hơn

Anhydrit maleic ít đợc sử dụng vì nhựa nhận đợc dòn hơn xong có thểphối hợp với anhydrit pyromelitic

Đối với nhựa epoxy trên cơ sở diphenylol propan, để nhận đợc nhựa saukhi đóng rắn có nhiệt độ biến dạng nhiệt cao hơn sử dụng nhóm anhydrit cónhiều nhóm chức hơn nh: pyromelitic và trimelitic để tăng mật độ liên kếtngang Nhiệt độ biến dạng nhiệt của nhựa đóng rắn bằng anhydrit pyromelitickhoảng 200oC

Metylendic anhydrit có một số u việt nhất định Khi đóng rắn với nhựaepoxy trên cơ sở diphenylol propan có nhiệt độ biến dạng nhiệt cao 202oC và tổnhao trọng lợng không đáng kể khi tăng nhiệt độ Do ở thể lỏng nên dễ dàng trộnhợp với nhựa Hàm lợng khoảng 80 ptl/100 ptl nhựa, nhng thời gian đóng rắn dàihơn

2.3.3 Chất đóng rắn olygome.

Chất đóng rắn dạng này là các olygome đa chức nh nhựa focmaldehyt dạng novolac và rezolic, ure-focmaldehyt và melamin-focmaldehyt.Nhựa epoxy đóng rắn bằng các loại chất đóng rắn này có nhiều tính chất tốt nhbền hoá học (đặc biệt đối với môi trờng kiềm ), bền nhiệt và có độ bền điện (điện

phenol-Anhyrit hecxan hydro phtalic(AHHP)

COCO

OCO

COOCH

2

CH3Anhydit metylendic(AMD)CO

CO

OAnhydrit phtalic(AP)

COOH Trimelitic

O

CO

COOCO

COPyromelitic

áp đánh thủng ) rất tốt nên đợc dùng phổ biến trong kỹ thuật điện Đối với nhựaphenol-focmaldehyt, quá trình đóng rắn xảy ra là do phản ứng đồng thời củanhóm hydrophenol và metylol với nhóm epoxy và hydroxyl của nhựa epoxy ở150-180oC.

Ngời ta giả định rằng, sự tạo thành ion cacboni có nhiều khả năng hơn và

là trung tâm hoạt động tham gia vào phản ứng trùng hợp:

2.3.4.2 Trùng hợp anion

Trùng hợp cation là quá trình dễ điều khiển hơn phản ứng đợc khởi đầubằng các alcogolat kim loại kiềm và amin bậc 3:

Đối với các alogolat kim loại kiềm:

Đối với amin bậc 3:

O-Chơng 3: tính chất và ứng dụng của nhựa epoxy.

3.1 Tính chất của nhựa epoxy.

3.1.1 Tính chất hoá học của nhựa epoxy.

Nhựa epoxy có hai nhóm chức hoạt động: nhóm epoxy và nhóm hydroxyl.Tuỳ thuộc khối lợng phân tử (M) mà nhóm chức nào chiếm u thế Với nhữngepoxy có khối lợng phân tử thấp (M<1200) nhóm epoxy chiếm đa số, còn vớinhững epoxy có khối lợng phân tử lớn (M>300) nhóm hydroxyl là chủ yếu Tính phân cực và sức căng vòng tạo cho vòng oxyt etylen có hoạt tínhmạnh do đó nhóm epoxy có thể tham gia rất nhiều loại phản ứng

3.1.2 Tính chất lý học của nhựa epoxy

Nhựa epoxy khi cha đóng rắn là nhựa nhiệt dẻo, tuỳ thuộc khối lợng phân

tử mà nhựa epoxy có thể ở dạng lỏng (M<450), đặc (M<800), đến rắn (M>800),

có thể tan tốt trong các dung môi hữu cơ: xeton, hydrocacbon Nhựa epoxy cóthể phối trộn tốt với các loại nhựa khác nh: ureformaldehyt, polyester,nitroxenlulo… hoặc các loại nhựa khác

Nhựa epoxy có thể chuyển sang cấu trúc mạng lới không gian, có trọng ợng phân tử cao hơn và tính chất cơ lý tốt hơn khi tác dụng với các chất đóngrắn Phản ứng đóng rắn có thể xảy ra ở nhiệt độ thờng hoặc nhiệt độ cao Nhựaepoxy đã đóng rắn cứng và dòn, nhng độ bền của nhựa epoxy phụ thuộc vàochiều dài, bản chất đoạn mạch polymer nằm giữa hai nhóm epoxy Polyme cómạch dài sẽ bền hơn so với polyme có mạch ngắn hơn cùng loại, tuy nhiên lại cómật độ liên kết ngang (số liên kết ngang trên một đơn vị chiều dài) thấp hơn dẫn

l-đến có độ cứng thấp hơn, nhạy hơn đối với sự tấn công của dung môi và chịunhiệt kém hơn

3.2 Các lĩnh vực ứng dụng chính của nhựa epoxy.

Nhựa epoxysau khi đóng rắn là một loại vật liệu tổng hợp (polymer nhiệtrắn) có nhiều tính chất quí báu nổi bật nhất là khả năng bám dính tốt vào hầuhết các loại vật liệu, kể cả kim loại và chịu đợc tác dụng của nhiều loại hoá chất(đặc biệt đối với kiềm), bền cơ học, bền nhiệt, cách điện tốt, chịu đợc hơi ẩm, độmài mòn nhỏ, khả năng đóng rắn tốt trong điều kiện êm dịu (nhiệt độ thấp, ápsuất thấp), độ co ngót thể tích sau khi đóng rắn nhỏ, phối trộn tốt với các loạinhựa khác

Vì vậy hiện nay nhựa epoxy đợc sử dụng rộng rãi vào các lĩnh vực kỹthuật hiện đại, đặc biệt trong công nghệ chế tạo vật liệu, linh kiện máy, màngphủ chống ăn mòn, sơn, vecni, keo gián kết cấu, vật liệu polymer compozit

3.2.1 Màng phủ bảo vệ.

Màng phủ ăn mòn trên cơ sở nhựa epoxy đợc dùng để bảo vệ các thiết bịbằng thép trong các nhà máy hoá chất, thực phẩm, lọc dầu … các công trình xâydựng dân dụng: cầu, cống, đập …

Các thùng chứa bằng kim loại và bề mặt bê tông đã thờng xuyên đợc sơnbằng sơn epoxy chống ăn mòn mà vẫn giữ đợc độ tinh khiết của các chất chứa

đựng trong đó nh: rợu vang, bia, chất tẩy rửa, dầu thô và các sản phẩm trung gianchế biến từ chúng

Hệ sơn epoxy giàu kẽm và epoxy nhựa than đá đã đợc dùng nhiều trongcông nghệ đóng tàu biển Ngoài ra màng phủ epoxy cũng đợc dùng rộng rãi đểbảo vệ bề mặt ống thép dẫn dầu, khí lỏng, nớc muối, dung dịch kiềm … sơnepoxy dạng bột cũng đợc sử dụng để trang trí các dụng cụ nhà bếp, buồng tắm,sơn ôtô, xe đạp, xe máy…

3.2.2 Keo gián

Keo gián epoxy đợc sử dụng trong nhiều các lĩnh vực, đặc biệt là trongcông nghiệp hàng không, vũ trụ, tự động hoá, điện, điện tử, các nghành kiếntrúc, nghệ thuật cũng cần dùng đến hệ keo này do những đặc tính nổi bật của nó.Ngoài việc dùng chủ yếu để gắn kết kim loại, gốm xứ, gỗ, bê tông,chất dẻo… Keo gián epoxy còn đợc dùng trong nghành y tế để gắn xơng gãy, chữarăng

3.2.3 Vật liệu polyme compozit

Vật liệu polymer composite trên cơ sở nhựa epoxy tăng cờng bằng sợithủy tinh đã đợc dùng thông dụng để chế tạo các thùng chứa axit, dung dịchkiềm, dầu mỏ… với giá thành ban đầu nhỏ hơn sắt thép, nhẹ hơn và độ bền ănmòn cao hơn

Những đờng ống chế tạo từ chất dẻo epoxy và vải thuỷ tinh không những

để bảo quản, vận chuyển dầu thô, nớc sinh hoạt, khí thiên nhiên mà còn dùng đểvận chuyển nớc thải, ống thoát khí độc, ống thoát khí trong nhiều nhà máy hoáchất Trong công nghiệp đóng tàu, đã sử dụng vật liệu composite trên cơ sở nhựaepoxy và sợi thuỷ tinh để chế tạo vỏ bọc xuồng, ca nô …Có độ bền cao, nhẹ, ítbám bẩm

Trong công nghiệp hàng không vũ trụ, vật liệu composite từ epoxy với cácchất gia cờng dạng sợi (cacbon, graphit, polyamit, Bo …) đã phát triển mạnh Donhững u việt về độ bền giá thành rẻ, nhẹ so với kim loại mà vật liệu polymecomposite trong công nghiệp chế tạo máy bay, tàu vũ trụ đã đợc sử dụng nhiều

để thay thế vật liệu kim loại, làm cho máy bay nhẹ hơn, bay cao hơn, xa hơn vàtiêu hao nguyên liệu ít hơn.

Trong 25 năm trở lại đây, sản lợng nhựa epoxy trên toàn thế giới tăngnhanh (khoảng 30000tấn/năm) và trong thời gian gần đây đạt trên 1triệutấn/năm

Khoảng 1/4 số lợng đó dợc sử dụng làm chất kết dính để sản xuất vật liệupolymer compozit có độ bền cao Hiện nay chất kết dính epoxy chiếm vị trí hàng

đầu trong ứng dụng để sản xuất vật liệu compozit có độ bền cao

Phản ứng tổng hợp nhựa Epoxy ED-16

Phản ứng xảy ra trong môi trờng kiềm, là hệ thống các phản ứng xảy ranối tiếp và song song phản ứng xảy ra theo 2 giai đoạn:

Giai đoạn 1: nhóm hydroxyl của diphenylol propan kết hợp với nhómepoxy của epyclohydrin trong môi trờng kiềm, phản ứng toả nhiệt ΔH=-17 kcal/mol

Giai đoạn 2: clohydringlycol tạo thành chứa nhóm hydroxyl ở vị trí α so vớinguyên tử clo với cách bố trí các nhóm chức nh vậy, HCl dễ dàng tách ra và tạothành nhóm epoxy mới theo cơ chế thế nucleofin của halozen bằng Ion alcôglat

CH

3

 NaOH ClCH

2 CH CH

2O C O CH

2 CH CH

2Cl   

OH CH

3 OH

CH

3



Glyxydylete diphenylol propan chứa nhóm epoxy phản ứng tiếp với nhóm hydroxyl của diphenylol propan

Hợp chất trung gian này tiếp tục phản ứng với nhau để tạo thành nhựa Epoxy có công thức tổng quát nh sau: Trong phân tử nhựa Epoxy ED-16 thì hàm lợng nhóm Epoxy dao động từ 1416%, trọng lợng phân tử khoảng 550

CH 2 CH CH 2 [ORO CH 2 CH CH 2 ] nORO CH 2 CH CH 2 O  O OH

CH 2 CH CH 2ORO CH 2 CH CH 2 + HOROH O O

CH 2 CH CH 2ORO CH 2 CH CH 2 OROH O 

OH

CH 3



R: C



CH 3

nuớc cấp hơi nuớc

sơ đồ dây truyền công nghệ sản xuất nhụa epoxy

Thuyết minh dây truyền sản xuất.

Nguyên liệu đầu toluene, epyclohydrin, dung dịch NaOH 20% đi qua từthùng chứa 1,2 qua bơm 3 vào thùng lờng 4,5 Bisphenol A đựng trong thùngthép kín Rửa nồi phản ứng thật sạch Đầu tiên cho 30% lợng epyclohydrin vàonồi phản ứng 6, mở máy khuấy, van trên đờng chân không để hút Bisphenol Avào nồi phản ứng 6 sau đó cho nốt lợng Bisphenol A và epyclohydrin vào Mởvan hơi nớc gia nhiệt cho nồi phản ứng 30-35oC Tiến hành cho kiềm trongkhoảng 8-10 giờ ở nhiệt độ 60-70oC Trong suốt quá trình đa tụ, hỗn hợp đẳngphí epyclohydrin – nớc bay hơi và ngng tụ liên tục ở thiết bị làm lạnh 7 vàchuyển sang thùng phân tầng 8, tại đây hỗn hợp phân thành 2 lớp: lớp trên là n-

ớc, lớp dới là epyclohydrin Cho epyclohydrin hoàn nguyên liên tục từ thùngphân tầng về nồi phản ứng còn H2O thải ra ngoài Sau khi cho hết kiềm, đa tụthêm 2h để nâng cao hiệu suất phản ứng Nếu epyclohydrin còn d tiến hành trngepyclohydrin bay hơi và ngng tụ ở thiết bị làm lạnh 7 Tiến hành rửa nhựa dùngtoluen và nớc cho vào nồi phản ứng 6 Khuấy và ra nhiệt 30phút rồi để lắng 1hrồi tháo lớp nớc dới Lần rửa thứ 2 sục CO2 từ bu lông và nồi phản ứng 6 để trunghoà NaOH d Sau đó tiến hành trng cất nớc, mở máy khuấy và đun nóng dungdịch, tăng dần áp suất để hỗn hợp đẳng phí nớc – toluene không sôi quá mạnh.Duy trì nhiệt độ nồi phản ứng 4 ở 84 – 900C Toluen và nớc tháo ra ngoài Khilấy mẫu thử chỉ còn toluene trong suốt và không phân lớp thì kết thúc giai đoạntrng nớc Sau đó dung dịch nhựa đợc chuyển qua thiết bị lọc 10 để tách muối vàtạp chất, sau đó dợc chuyển vào nồi sấy 11 Mở máy khuấy và tiến hành sấy ởnhiệt độ không quá 1500C và áp suất 600mmHg

Trong quá trình sấy toluene bốc hơi và ngung tụ ở thiết bị làm lạnh 7 rồi tháovào thùng chứa 12 Khi hàm lợng chất bốc < 1% thì kết thúc giai đoạn sấy Sau

đó dung dịch nhựa đợc tháo vào thùng chứa nhựa có nắp đậy kín 14

Phần II: tính toán.

chơng 1: tính toán kỹ thuật 1.1 Tính phối liệu và cân bằng vật chất.

1.1.1 Lựa chọn phơng pháp sản xuất nhựa ED-16.

Các phơng pháp sản xuất nhựa ED-16:

- Ngng tụ từ Epiclohydrin với Bis Phenol A

- Phản ứng tạo thành Polyepoxy

- Epoxy hóa các hợp chất không no.

Nhng sản xuất nhựa ED-16 theo phơng pháp đa tụ từ Epiclohydrin với BisPhenol A cho hiệu suất cao, thiết bị đơn giản, nguyên liệu đầu để tổng hợp cácmonome rất phong phú và phù hợp với điều kiện ở Việt Nam

Sản xuất nhựa ED-16 theo đơn phối liệu sau:

Thời gian làm việc:

Tổng số ngày trong năm: 365 ngày

Nghỉ lễ, tết : 6 ngày

Nghỉ bảo dỡng: 19 ngày

Vậy số ngày làm việc trong 1 năm là: 340 ngày

Với năng suất 1200 tấn/năm thì năng suất thiết bị trong 1 ngày là 1200 tấn : 340ngày = 3,5294 tấn = 3529,4 kg

Qui cách nguyên liệu và sản phẩm

Nguyên liệu:

Bis phenol A:

+ Hàm ẩm không quá 3%

+ Nhiệt độ bắt đầu nóng chảy không bé hơn 1370C

+ Hàm lợng Phenol tính cho diphenylolpropan khô không vợt quá 0,5%

+ Trung tính

+ Hàm lợng muối amon không quá 0,04%

Có độ nhớt cao, có màu sáng đến màu nâu sáng.

Hàm lợng chất bốc sau 3h đun nóng ở 1000C là 1%

1.1.2.1 Tính nguyên liệu cho 3529,4 kg sản phẩm

Với số lợng 3529,4 kg sản phẩm ta tính ngợc lại để biết đợc lợng nguyênliệu đầu cần dùng

Trong 3529,4 kg sản phẩm nhựa ED-16 có lợng chất bốc ≤ 1% Do vây ợng nhựa nguyên chất là:

3494 , 1

100

99 4 , 3529

Trong công đoạn đóng hộp, tổn hao cho công đoạn này là 0,2% Do vậy ợng nhựa nguyên chất trớc khi vào đóng hộp là:

3501 , 1

8 , 99

100 1 , 3494

Công đoạn sấy nhựa (chng Toluen).Tổn hao trong công đoạn này là 0,3%

Do vậy lợng nhựa nguyên chất trớc khi vào công đoạn này là:

3511 , 6

7 , 99

100 1 , 3501

100 3 , 3583

4 , 93

100 7 , 2052

Lợng Epiclohydrin nồng độ 97% cần dùng là:

1976 , 5

97

100 2 , 1917

Lợng NaOH 92% cần dùng là:

912 , 6

63 , 103

46 , 44 2 , 2127

 (kg)

Trong đó:

44: khối lợng phân tử CO2.40: khối lợng phân tử NaOH

Theo đơn phối liệu thì lợng Toluen đa vào trong quá trình rửa lần 1 là:169,4 PTL và lần 2 là: 84 PTL tính cho 100 phần trọng lợng Bis phenol A nhngthực tế dùng 103 ,63 (PTL) Bis phenol A Nên lợng Toluen đa vào sau 2 lần rửalà:

100

63 , 103 ).

84 4 , 169 (

2 , 2127 598 , 262

Trong công đoạn rửa nhựa (tổn hao trong công đoạn này là 1%)

Vậy lợng Toluen ra khỏi công đoạn này là:

5336 , 4

100

99 3 , 5390

Bảng 4: cân bằng cho công đoạn rửa

Trong công đoạn chng nớc (tổn hao 0,3%)

Vậy lợng Toluen ra khỏi công đoạn này là:

5320 , 4

100

7 , 99 4 , 5336

Bảng 5: cân bằng cho công đoạn chng cất nớc

 11330,6 11296,6 34

Trong công đoan lọc (tổn hao 2%)

Do đó lợng Toluen ra khỏi công đoạn lọc (vào công đoạn sấy) là:

5214

100

98 4 , 5320

Trong công đoạn sấy nhựa (tổn hao 0,3%)

Lợng Toluen còn trong nhựa sau công đoạn sấy là:



Bảng 6: Cân bằng cho công đoạn sấy

Tên cấu tử Lợng vào (Kg) Lợng ra (Kg) Mất mát (Kg)

Trong công đoạn lờng (tổn hao 0,3%)

Vậy lợng Bis phenol A cần dùng là:

2133 , 6

7 , 99

100 2 , 2127

Lợng Epiclohydrin cần dùng là:

1982 , 5

7 , 99

100 5 , 1976

Lợng Toluen cần dùng cho 2 lần rửa là:

7 , 99

100 3 , 5390

Lợng NaOH 20% cần dùng là:

4576 , 7

7 , 99

100 4563

Bảng 7: cân bằng cho công đoạn lờng

Tên cấu tử Lợng vào (Kg) Lợng ra (Kg) Mất mát (Kg)

+ Thời gian đa tụ: 12 giờ

+ Thời gian rửa 2 lần: 6 giờ

+ Thời gian gia nhiệt ban đầu: 2 giờ

+ Thời gian nạp liệu và phục vụ: 4 giờ

Do vậy thời gian sản xuất hoàn chỉnh một mẻ là 24 giờ Thời gian 1 ngày

đêm là thời gian sản xuất ra 3529,4 kg sản phẩm nhựa ED-16

1.1.2.3 cân bằng cho 1 năm sản xuất

Lợng Bis phenol A cần dùng là: 2133,6.340 = 725424 kg Lợng Epiclohydrin cần dùng là: 1982,5.340 = 674050 kg

Lợng dung dịch NaOH 20% cần dùng là: 4576,7.340 = 1556078 kg Lợng Toluen cần dùng là: 5406,5.340 = 1838210 kg

Lợng nớc cần dùng là: 2425,0.340 = 824500 kg Lợng CO2 cần dùng là: 74,3.340 = 25262 kg

1200 tấn nhựa Epoxy

Có khả gia nhiệt bằng điện, hơi nớc, nhng chọn cách gia nhiệt bằng hơi nớc vì nó

đều hơi và có giá thành rẻ hơn

Vì điều kiện làm việc chịu nhiệt độ, môi trờng hóa chất nên chọn thép tấmX18H10T

2425 880

5 , 5406 1230

4 , 3630

O H Toluen

Toluen nhua

Ta chọn đờng kính trong của nồi phản ứng là: Dt=2 m

Vậy chiều cao của thiết bị là:

2 14 , 3

4 27 , 7

14

,

3

4

* Tính chiều dày thiết bị phản ứng

Chọn hơi nớc bão hòa ở áp suất Pn=2,025 at (Bảng I-250- 16 )để gia nhiệt chothiết bị phản ứng

H: chiều cao của tháp H=2,32 m

chiều cao của gờ đáy elip h=40 mm

hb: chiều cao phần lồi của đáy hb=500 mm

Do đó l = 2,32+0,04+0,5.1/3=2,53 (m).

Dt: đờng kính trong của thiết bị

Pn: áp suất bên ngoài bao gồm cả độ chân không trong thiết bị, áp suất bên trongthiết bị lấy là 1,6 at

10 566 , 35 ( )

11

4 4

, 0







t t

n

D

l E

P

Cả hai điều kiện trên đều thỏa mãn Nên chiều dày thiết bị tính theo công thứcsau:

D

l E

P D S

t t

c  (N/m2) (XIII-2-17)

=1

Hệ số bền (tra bảng XIII-3-17 và XII-4-17) ta có:

c  (N/m2) (XIII-2-17)

6 1 211 , 54 10 6

6 , 2

10 550 ]

6 1 146 , 67 10 6

5 , 1

10 220 ]

Ta thö l¹i chiÒu dµy th©n thiÕt bÞ theo c«ng thøc sau:

2 , 1 ).

( 2

)].

(

C S

P C S

Pth=1,5.Pn lµ ¸p suÊt thö thñy lùc (b¶ng XIII-5)

P1=.g.H lµ ¸p suÊt thñy tÜnh cña H2O

=1000: khèi lîng riªng cña H2O

H=2,53 m lµ chiÒu cao cña thiÕt bÞ ph¶n øng

0018 , 0 008 , 0 (

2

10 287 , 32 )].

0018 , 0 008 , 0 ( 2

m N

Chiều dày đáy và lắp elip tính theo công thức sau:

h

D P K

K

P D S

b

t n h k

.

].

.[

8 , 3

.



Trong đó hb=0,5 m là chiều cao phần lồi của đáy

h=0,95 (bảng XII-8-17) là hệ số bền của mối hàn hớng tâm

K: hệ số không thứ nguyên Do đáy có lỗ đợc tăng cứng hoàn toàn nên K=1

K1=0,74

Do 1 0 , 74 0 , 95 289 , 9 30

10 566 , 35

10 67 , 146

] [

4

6

K K



nên ta có thể bỏqua đại lợng Pn ở mẫu

Vậy chiều dày đáy elip đợc tính nh sau:

5 , 0 2

2 95 , 0 74 , 0 1 10 67 , 146 8 , 3

10 566 , 35 2

.(

6 , 7

)].

.(

2 [

1

0

2

c h b

b t

C S h K K

P C S h

10 287 , 32 )].

0018 , 0 006 , 0 ( 5 , 0 2 2 [

Tra bảng (XIII-10-17) ta có

F (m2)

Thể tích V(m3)

* Tính vỏ áo nồi phản ứng

Vỏ đun nóng và làm lạnh bằng H2O nên ta chọn thép CT3 để làm vỏ áo vàhàn dọc thân thiết bị

Chiều dày vỏ áo tính theo công thức trong trờng hợp chịu áp suất trong

P

P D S

n

n t

10 380

10 240

10 15 , 146

n



95 , 0 10 15 , 146 2

10 87 , 19 2 , 2 ].

.[

2

.

6 4

P C S D

, 0 ).

00122 , 0 005 , 0 (

2

10 9926 , 31 )].

00122 , 0 005 , 0 ( 2

Ta thấy  < c/1,2 = 200.106 (N/m2)

Do đó ta chọn chiều dày vỏ áo gia nhiệt cho thiết bị phản ứng S=5 mm làthích hợp

* Tính cánh khuấy và động cơ cho thiết bị phản ứng

Chọn cánh khuấy dạng mỏ neo do hình dạng của nó phù hợp với nồi phảnứng và nó khuấy trộn đợc chất lỏng có độ nhớt cao, huyền phù đặc, có cặn bẩn,tránh đợc lắng đọng cặn ở đáy thiết bị và tránh đợc sự đốt nóng cục bộ (khi trao

đổi nhiệt nhờ vỏ bọc)

D d

M«i trêng khuÊy =10-310 N.s/m2

x m

10

5 , 3 10 3

k N N

t: chiều dày tấm thép

bo: chiều dày lớp bảo ôn

Lt: hệ số truyền nhiệt của thép

Lbo: hệ số truyền nhiệt của lớp bảo ôn

Ta coi quá trình truyền nhiệt ở đây là truyền nhiệt đẳng nhiệt và ổn định

Nhiệt tải riêng đến thành thiết bị là q1

Nhiệt tải riêng dẫn qua thành q2

Nhiệt tải riêng do bức xạ từ thành thiết bị vào không khí q3

q1=q2=q3

ta có q1=1.t1

1: hệ số dẫn nhiệt của hơi đun nóng (w/m2.độ)

t1: hiệu số nhiệt độ giữa hơi và thành trong thiết bị oC

Nhiệt tải riêng qua tờng xác định theo công thức sau:

S bo