1.Tính chất vật lý Trọng lượng phân tử M= 62,5 Kgmol Nhiệt độ đóng rắn = 153,7oC Nhiệt độ ngưng tụ = 13,9 oC Nhiệt độ tới hạn = 142 oC Nhiệt bốc cháy = 415 kcalkg Nhiệt nóng chảy = 18,4 kcalkg Trọng lượng riêng = 0,969 gcm3 Tỷ trọng ở 25oC là 0.9014
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN KỸ THUẬT HĨA HỌC BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HỮU CƠ - HĨA DẦU ĐỀ TÀI: SẢN XUẤT VINYL CLORUA (VC) VÀ POLY VINYL CLORUA (PVC) GVHD: PGS.TS Nguyễn Hồng Liên SVTH: 1.Lê Phương Thảo Lê Thanh Tùng 20109786 20149507 3.Lương Xuân Quyền 20103300 4.Nguyễn Thị Phương 20113209 5.Phạm Hoàng Hải SV Cao học Nội dung Chương • Cơng nghệ sản xuất VC Chương • Cơng nghệ sản xuất PVC Chương • Kết luận Chương Cơng nghệ sản xuất VC Tính chất vinyl clorua (vc) 1.Tính chất vật lý Trọng lượng phân tử M= 62,5 Kg/mol Nhiệt độ đóng rắn = -153,7oC Nhiệt độ ngưng tụ = -13,9 oC Nhiệt độ tới hạn = 142 oC Nhiệt bốc cháy = 415 kcal/kg Nhiệt nóng chảy = 18,4 kcal/kg Trọng lượng riêng = 0,969 g/cm3 Tỷ trọng 25oC 0.9014 Thủy phân Tính chất vinyl clorua (vc) Tính chất hóa học PHẢN ỨNG NỐI ĐÔI o o Với HCl: CH2=CHCl + HCl → ClCH2 – CH2Cl Với H2 : CH2=CHCl + H2 → CH3– CH2Cl o n CH =CHCl → – [ CH – C(Cl)H ] – 2 n PHẢN ỨNG CỦA NGUYÊN TỬ CLO o 2CH2=CHCl + NaOH → CH≡CH + NaCl + H2O o CH2=CHCl + RONa → CH2= CHOR + NaCl o CH2=CHCl + Mg → CH2=CH – Mg – Cl PHẢN ỨNG OXI HÓA PHẢN ỨNG TỰ PHÂN HỦY CÁC PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP VINYL CLORUA (VC) Sản xuất VinylClorua từ Axetylen Sản xuất VinylClorua từ Etylen Sản xuất VinylClorua từ EDC SẢN XUẤT VC TỪ AXETYLEN Cơ sở q trình o Phản ứng CH≡CH + HCl → CH2 = CHCl ∆H = -100kj/mol o Sản phẩm phụ: phản ứng tạo diclo-Etan, trùng hợp sản phẩm VinylClorua vừa tạo thành, o Xúc tác q trình: muối Hg2+ Cu2+ Cơng nghệ Cơng nghệ pha lỏng Cơng nghệ pha khí SẢN XUẤT VC TỪ AXETYLEN Điều kiện công nghê pha khí Nhiệt độ 100 – 170oC Áp suất 0,1 - 0,3.106 Pa Pha khí Xúc tác HgCl2 mang chất mang than hoạt tính, graphit hay silicat Sản phẩm phụ trình thường Axetaldehyt tạo thành phản ứng Axetylen với vết nước có nguyên liệu 1,1-dicloeten HCl lại phản ứng tiếp với VinylClorua Các yếu tố cơng nghệ ảnh hưởng đến độ chuyển hóa Nồng độ xúc tác Nhiệt độ Tỉ lệ nguyên liệu Vận tốc thể tích SẢN XUẤT VC TỪ AXETYLEN SẢN XUẤT VC TỪ ETYLEN Một số sơ đồ sản xuất Chỉ dùng nguồn Clo HCl, kết hợp với oxyclo hóa với nhiệt phân EDC Kết hợp Clo hóa với Oxiclo hóa nhiệt phân EDC 10 Các yếu tố ảnh hưởng Các yếu tố ảnh hưởng đến trình trùng hợp 2.3 Chất khởi đầu Khi tăng nồng độ chất khởi đầu làm tăng tốc độ phản ứng làm giảm trọng lượng phân tử trung bình 2.4 Nồng độ monome Nếu monome bị pha lỗng nhiều có khả xảy phản ứng chuyển mạch làm giảm trọng lượng phân tử 2.5 Áp suất Áp suất thấp áp suất trung bình vài chục atm khơng làm ảnh hưởng đến trình trùng hợp Ở áp suất cao khoảng 1000 atm trở lên tăng tốc độ trùng hợp trọng lượng phân tử polyme 31 Các phương pháp sản xuất PVC PVC sản xuất phương pháp trùng hợp: Phương pháp trùng hợp khối Phương pháp trùng hợp dung dịch Phương pháp trùng hợp nhũ tương Phương pháp trùng hợp huyền phù Phương pháp huyền phù chiếm 80% tổng sản lượng sản xuất toàn giới 32 Các phương pháp sản xuất PVC Trùng hợp khối • Khơng thêm chất làm mơi Trùng hợp dung dịch • trường • Sản phẩm thu dạng • khối • Sản phẩm có độ tinh khiết • cao • Khó tháo sản phẩm gia • Sử dụng dung mơi chất Trùng hợp nhũ tương • Hệ trùng hợp: Monome, Trùng hợp huyền phù • Hệ trùng hợp: monome, dẫn nhiệt tốt chất khởi đầu, môi trường chất khơi mào, môi trường Polyme thu có trọng phân tán (nước), dung dịch phân tán chất ổn định lượng phân tử bé muối đệm chất nhũ hoá huyền phù Chất khởi đầu thường dùng • Chất nhũ hố Ankyl peroxit benzoil Sunphat bậc hai, muối kiềm Thời gian trùng hợp tương Ankyl Sunphat cơng Khó điều khiển chế đối dài dung mơi tiêu độ nhiệt hao nhiều • Sản phẩm có kích thước -6 -6 hạt bé 0,01.10 ÷ 1.10 m, khối lượng phân tử lớn, độ đồng cao • Các chất ổn định như: gelatin, PVA,… • • • T phản ứng khoảng 60 C H = 80% Sản phẩm dễ keo tụ tạo thành dạng bột xốp kích thước khoảng 0,01÷0,3 mm 33 Các phương pháp sản xuất PVC So sánh phương pháp trùng hợp PVC Phương pháp trùng hợp vinyl clorua Yếu tố Khả hoà tan chất khởi đầu Khối Dung dịch Nhũ tương Huyền phù Tan Tan Không tan Tan VC VC VC VC Nước, chất tạo Phụ gia Không nhũ tương Khuấy trộn Không cần thiết Nước, tác Dung môi Không cần Cần thiết nhân phân tán Cần thiết Điều khiển nhiệt Khó Có thể Dễ dàng Dễ dàng Thu VC Có thể Dễ dàng Dễ dàng độ Sự cô lập PVC 34 Kích cỡ hạt (μm) 60- 300 < 0,1 0,1 20-300 Công nghệ sản xuất PVC Công nghệ sản xuất PVC theo phương pháp nhũ tương 1,2 - Nồi trùng hợp 3,4 - Thiết bị chứa 5- Thiết bị trộn - Thiết bị thùng quay - Thiết bị sấy phun 8- Thiết bị keo tụ 9- Máy ly tâm 10 - Thiết bị sấy chân không 35 Công nghệ sản xuất PVC Các công nghệ sản xuất PVC theo phương pháp huyền phù 2.1 Công nghệ sản xuất PVC hãng Chisso corp 36 Công nghệ sản xuất PVC Công nghệ sản xuất PVC hãng Chisso corp PVC sản xuất phương pháp trùng hợp theo mẻ Thiết bị chuẩn có kích thước 60, 80, 130 m3 Rửa thiết bị nước áp suất cao Ưu điểm: • Cột rửa có hiệu thu hồi VC từ PVC lớn mà không làm ảnh hưởng đến chất lượng VC sản phẩm • Năng suất cao Nhược điểm: • • Sản xuất gián đoạn, mẻ sản phẩm không đồng 37 Nhiệt độ điều khiển nước, tốn nước ngồi Cơng nghệ sản xuất PVC 2.2 Công nghệ sản xuất PVC hãng Vinnolit 38 Thiết bị phản ứng Tháp chưng tách VCM Thiết bị tách VCM Máy li tâm Thiết bị trao đổi nhiệt Máy sấy ly tâm Xyclon Công nghệ sản xuất PVC 2.2 Công nghệ sản xuất PVC hãng Vinnolit Thiết bị phản ứng autoclave mới, dung tích thiết bị lên đến 150 m Không cần làm nước áp lực cao Tỷ lệ nguyên liệu đầu: VCM 100 phần khối lượng Nước 90 ÷ 130 phần khối lượng Keo bảo vệ 0,05 ÷ 0,15 phần khối lượng Chất khơi mào 0,03 ÷ 0,08 phần khối lượng 39 Cơng nghệ sản xuất PVC Công nghệ sản xuất PVC hãng Vinnolit Ưu điểm: • Khơng u cầu nước lạnh q trình polyme hóa • Năng suất sản phẩm cao sử dụng sử dụng thiết bị làm mát • Xử lý triệt để hệ huyền phù, sản phẩm có độ tinh khiết cao Nhược điểm: • Dây chuyền phức tạp, tốn diện tích nhà xưởng 40 Công nghệ sản xuất PVC 2.3 Lựa chọn công nghệ sản xuất PVC Lựa chọn phương pháp Trung hợp nhũ tương • Dễ gia cơng sản phẩm • Chi phí sản xuất cao • Giá thành sản phẩm cao Trùng hợp huyền phù • Tạo hạt PVC lớn hơn, dễ tách sản phẩm • Sử dụng nồng độ phụ gia thấp • Nước tách phương pháp lọc • Khó gia cơng sản phẩm 41 Công nghệ sản xuất PVC 2.3 Lựa chọn công nghệ sản xuất PVC Lựa chọn công nghệ Cải tiến thiết bị phản ứng hãng Vinnolit Thông số thiết bị phản ứng autoclave cải tiến so với thiết bị cũ Thông số kĩ thuật Cũ Mới Diện tích làm lạnh 100% 122% Mức độ truyền nhiệt 100% 283% Hệ số truyền nhiệt 100% 175% Công suất 100% 213% Tổng sản lượng PVC sử dụng công nghệ hãng giới đạt triệu tấn/năm 42 Triễn vọng phát triễn Việt Nam Thực trạng sản xuất Hiện nước ta có Liên doanh sản xuất bột PVC: Công ty Liên doanh Tổng công ty Nhựa Việt Nam với Tổng cơng ty Hố chất Việt Nam Cơng ty Thái Plastic – Chemical Public Ltd, 100.000 tấn/năm Công ty TNHH nhựa hố chất Phú Mỹ khu cơng nghiệp Cái Mép liên doanh công ty xuất nhập tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu với tổng công ty dầu khí Petronas Malaysia, 100.000 tấn/năm Dự kiến xây dựng Địa điểm: Khu kinh tế Nghi Sơn (Thanh Hóa) Nguồn nguyên liệu: Nhà máy lọc hóa dầu Nghi Sơn Hãng quyền: Vinnolit Sản phẩm: Bột PVC 43 KẾT LUẬN Với đa dạng công dụng như: ống nhựa, màng, chất dẻo, chất dẻo đúc áp lực, keo dán, sơn PVC ngày sử dụng rộng rãi sản xuất đời sống Có cơng nghệ để sản xuất PVC công nghệ trùng hợp huyền phù sử dụng phổ biến VC tổng hợp từ etylen phổ biến nguyên liệu để tổng hợp PVC Khi nhà máy lọc dầu Nghi Sơn vào hoạt động điều kiện thuận lợi cho phát triển công nghiệp chất dẻo nói chung PVC nói riêng 44 45 ... ỨNG TỰ PHÂN HỦY CÁC PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP VINYL CLORUA (VC) Sản xuất VinylClorua từ Axetylen Sản xuất VinylClorua từ Etylen Sản xuất VinylClorua từ EDC SẢN XUẤT VC TỪ AXETYLEN Cơ sở q trình o Phản... triễn: Sản lượng PVC giới năm 2008 20 TỔNG QUAN VỀ POLY VINYL CLORUA( PVC) Nhu cầu tiêu thụ PVC Việt Nam 21 TỔNG QUAN VỀ POLY VINYL CLORUA( PVC) Khả cung cầu PVC Việt Nam năm 22 TỔNG QUAN VỀ POLY VINYL. ..Nội dung Chương • Cơng nghệ sản xuất VC Chương • Cơng nghệ sản xuất PVC Chương • Kết luận Chương Công nghệ sản xuất VC Tính chất vinyl clorua (vc) 1.Tính chất vật lý Trọng lượng phân