Đề tài: Tổng hợp PVC

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN KỸ THUẬT HÓA HỌC BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HỮU CƠ – HĨA DẦU Đề tài: TỔNG HỢP PVC  • • • • • Nhóm SVTH:  GVHD: PGS.TS.Nguyễn Hồng Liên Hồng Đăng Thường- 20103364 Phạm Văn Hiệu -20103131 Đào Chính Hịa -20091101 Nguyễn Hữu Lộc -20103227 Bùi Thái Hào -20090909 Tình hình phát triển TG Mở đầu ,ở Việt Nam nhu cầu sử dụng Kết luận,Tài liệu Nội dung Nguyên liệu Vinyl Clorua tham khảo Tính chất vật lý,hóa học,cấu trúc,ứng dụng Dây chuyền công nghệ tổng hợp PVC Các phương pháp sản xuất PVC I.Mở Đầu Polyvinylclorua (PVC) loại nhưạ tổng hợp cách trùng hợp vinylclorua monomer (MVC): n CH2 = CHCl → (- CH2 – CHCl -)n  PVC loại nhựa nhiệt dẻo sản xuất tiêu thụ nhiều thứ giới (sau polyethylen – PE Polypropylene – PP)  PVC loại nhựa đa nhất.Giá thành rẻ, đa dạng ứng dụng, nhiều tính vượt trội yếu tố giúp cho PVC trở thành vật liệu lý tưởng cho hàng loạt ngành công nghiệp khác TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN Trên giới -Trong phần lớn thời gian thập niên 1990, sản xuất PVC lĩnh vực sản xuất không đạt lợi nhuận cao -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 Á giảm dần, nhu cầu PVC tăng lên sít với mức cung lợi nhuận tăng trở lại năm 1999 -Trong năm tới, thị trường PVC toàn cầu với tổng khối lượng 26 triệu tăng trưởng khoảng 4,1% /năm   Những yếu tố ảnh hưởng đến sản xuất PVC toàn cầu: Sự tăng trưởng kinh tế kéo theo tăng nhu cầu PVC Giá lượng cao làm giảm tốc độ tăng trưởng kinh tế Các vấn đề mơi trường khơng kìm hãm tăng trưởng sản xuất PVC, hạn chế việc xây dựng nhà máy PVC Cơ cấu sử dụng PVC nước Tây Âu: Ống dẫn Kết cấu xây dựng Tấm màng cứng Bọc cáp Chai lọ Màng mềm Lát sàn Các ứng dụng khác Lớp sơn lót Ống mềm Sản phẩm xốp Cộng 27% 18% 10% 9% 9% 7% 6% 6% 3% 3% 2% 100% *Tại Việt Nam Ở Việt Nam, tất nước Đông Nam Á khác (kể Đài Loan), công ngiệp sản xuất nguyên liệu cho ngành nhựa khởi đầu từ PVC Năm 2000 nước tiêu thụ khoảng 150.000 bột PVC, năm 2000 nước sản xuất đáp ứng khoảng 40% nhu cầu phải nhập 60% từ nhiều nước giới Năm 2002, toàn ngành nhựa Việt Nam sử dụng 1.260.000 nguyên liệu nhựa, PP, PE, PVC nguyên liệu sử dụng nhiều chiếm khoảng 71,3% tổng nhu cầu nguyên liệu Mức tiêu thụ theo loại nguyên liệu nhựa năm 2002 sau: PP 380.000 PVC: 180.000 PE 340.000 Hiện nay, Việt Nam có nhà máy sản xuất nguyên liệu hoá chất ngành nhựa: *Liên doanh Việt Nam – Thái Lan TPC Vina (100.000 bột PVC/năm) *Liên doanh Việt Nam – Malaysia Phú Mỹ (200.000 bột PVC/năm) Các nhà máy PVC Việt Nam hoạt động hết công suất Nhu cầu PVC nước chưa đáp ứng đầy đủ PVC loại nhựa có nhu cầu lớn nhà nước ưu tiên phát triển Nhu cầu sử dụng PVC Hình 1: Nhu cầu loại chất dẻo giới năm 2007 *Ảnh hưởng nồng độ monome Khi tiến hành trùng hợp dung môi hay mơi trường pha lỗng tốc độ trùng hợp trọng lượng phân tử tăng theo nồng độ monome Nếu monome bị pha lỗng nhiều có khả xảy phản ứng chuyển mạch làm giảm trọng lượng phân tử *Ảnh hưởng áp suất Áp suất thấp áp suất trung bình vài chục atm khơng làm ảnh hưởng đến q trình trùng hợp Còn áp suất cao khoảng 1000 atm trở lên song song với trình tăng tốc độ trùng hợp tăng trọng lượng phân tử polyme => việc tăng áp suất để tăng tốc độ phản ứng thích hợp phương pháp khác V.Các phương pháp sản xuất PVC PVC sản suất bốn phương pháp: + 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 trùng hợp khối Là phương pháp đơn giản nhiên sử dụng sản phẩm polyme tạo thành dạng khối, khó gia công tháo sản phẩm.Hệ phản ứng bao gồm: monome+ chất khởi đầu *Phương pháp trùng hợp dung dịch -Ở phương pháp khắc phục tượng nhiệt cục bộ, trường hợp dung môi hồ tan polyme khơng hồ tan polyme - Nếu dung mơi khơng hồ tan polyme polyme tách dạng bột Nếu dung mơi hồ tan polyme polyme tách dạng dung dịch Nhiệt độ phản ứng 3545oC - Thời gian trùng hợp tương đối dài, dung môi tiêu tốn nhiều mà cần với nồng độ tinh khiết cao thực tế sử dụng Hiện trùng hợp dung dịch để sử dụng đồng trùng hợp monome khác với VC • Phương pháp trùng hợp nhũ tương -Thành phần trùng hợp nhũ tương bao gồm: monome, chất khởi đầu, môi trường phân tán (thường nước), dung dịch muối đậm chất nhũ hố  Vinylclorua hồ tan nước nên tham gia phản ứng trùng hợp nhũ tương - Sản phẩm tạo thành q trình trùng hợp nhũ tương có kích thước hạt bé 0,01.10 -6÷1.10-6, khối lượng phân tử lớn, độ đồng cao, nhiệt độ phản ứng thấp=> sử dụng nhiều - Sản phẩm bị nhiễm bẩn chất nhũ hố, nên tính chất cách polyme *Phương pháp trùng hợp huyền phù - Hệ phản ứng bao gồm: monome, chất khơi mào, môi trường phân tán chất ổn định huyền phù Trong trường hợp huyền phù monome chuyển thành giọt phân tán môi trường đồng tác dụng chất ổn định - Sản phẩm polyme tạo thành dạng huyền phù nước, dễ keo tụ tạo thành dạng bột xốp kích thước khoảng 0,01÷0,3 mm Bảng so sánh phương pháp trùng hợp gốc vinylclorua  QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT PVC THEO PHƯƠNG PHÁP HUYỀN PHÙ TRONG NƯỚC - Thiết bị trùng hợp có loại bé dung tích 5m có loại lớn dung tích đến 15÷20m3 làm việc áp suất 15÷18 atm, có máy khuấy quay 180÷250 vịng/phút có vỏ bọc ngồi để đun nóng làm lạnh Tỷ lệ nước/VC = 1,5/1 hay 1,75/1 - Quá trình trùng hợp tiến hành khoảng nhiệt độ 40÷700C áp suất 5÷8 atm Phản ứng trùng hợp tiến hành qua giai đoạn: + Nâng cao nhiệt độ lên khoảng 40 0C để kích động trùng hợp + Giữ nguyên nhiệt độ áp suất để phản ứng tiếp tục kéo dài mạch trùng hợp nâng cao nhiệt độ áp suất tụt xuống + Làm đứt mạch hoàn thành phản ứng trùng hợp VI.Dây chuyền công nghệ sản xuất PVC 1.Sơ đồ công nghệ hãng Chisso Corp *Đánh giá: 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,hiệu kinh tế -Cùng với cơng nghệ tách VC cấp phát cho nhiều nhà sản xuất PVC Nhược điểm: -Quy trình sản xuất gián đoạn,các mẻ sản phẩm không đồng liên tục -Nhiệt độ điều khiển giữ nhiệt độ định phụ thuộc q trình làm lạnh nước,tốn nước ngồi Sơ đồ công nghệ hãng Inovy B.V VCM Phụgia Nướ c Khí thả i Khí ng 1.Thiế t bịphả n ứ ng 2.Thù ng a phụgia 3.Thiế t bịthổ i bay 4.Thu hồ i VCM 5.Thá p rử a tá ch VCM 6.Thù ng a t PVC nhã o 10 pvc 7.Ly tâ m 8.Sấ y 9.Thù ng a t PVC khô 10.Phâ n loại *Đánh giá: Ưu điểm: -Độ chọn lọc cao -Thu hồi tốt nước khí thải -Năng suất cao Nhược điểm: -Nhiệt độ điều khiển giữ nhiệt độ định phụ thuộc trình làm lạnh nước,tốn nước -Thiết bị phản ứng cồng kềnh Dây chuyền công nghệ sản xuất PVC theo phương pháp huyền phù *Đánh giá: Ưu điểm: Hiệu suất cao,xử lý triệt để hệ huyền phù,sản phẩm có độ tinh khiết cao,xử lý nước thải hiệu q,ít gây ô nhiễm Nhược điểm: Năng suất chưa cao,dây chuyền phức tạp,chiếm nhiều không gian,giá thành cao *Sơ đồ sản xuất PVC theo phương pháp huyền phù 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 Nơi, 1982 Vương Đình Nhân (dịch) Sổ tay kỹ sư hố chất 1987, Nhà xuất giáo dục Bộ mơn Cơng nghệ Hữu Cơ Hố dầu - Hố học Dầu mỏ - Đinh Thị Ngọ Kỹ thuật sản xuất chất dẻo Trường Đại học Bách Khoa Hà Nôi 1974 Tạp chí Cơng nghiệp hố chất - "PVC đón đầu cơng nghiệp hố dầu" Tổng cơng ty hố chất Việt Nam - Số7 - 1997 Tạp chí cơng nghiệp hố chất -"PVC - chất dẻo kỷ 21" Tổng cơng ty hố chất Việt Nam Số - 1998 Tạp chí cơng nghiệp hố chất -2002 ………………………… Thank you very much! ... cơng nghệ tổng hợp PVC Các phương pháp sản xuất PVC I.Mở Đầu Polyvinylclorua (PVC) loại nhưạ tổng hợp cách trùng hợp vinylclorua monomer (MVC): n CH2 = CHCl → (- CH2 – CHCl -)n  PVC loại nhựa... xuất PVC ? ?PVC sản suất bốn phương pháp: + 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 trùng hợp. .. ứng trùng hợp Phản ứng tạo nhựa PVC phản ứng trùng hợp VC theo cấu trùng hợp gốc Vinylclorua (VC) có cơng thức:   Theo cấu trùng hợp gốc phải có chất khởi đầu trùng hợp theo giai đoạn + Peoxit benzoil