Công nghệ sản xuất polyvinylclorua PVC

LỜI MỞ ĐẦU…………………………………………………………Trang 03 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN…………………………………………..Trang 04 1.1. Tính chất hóa lí, ứng dụng của hóa phẩm…………………………Trang 04 1.1.1. Tính chất cơ lí hóa của nhựa PVC………………………………Trang 04 1.1.2. Tính chất cơ lí của PVC…………………………………………Trang 06 1.1.3. Tính chất hóa học………………………………………………..Trang 07 1.2. Tình hình sản xuất hóa phẩm ở Việt Nam………………………...Trang 09 trên thế giới và nhu cầu ở Việt Nam CHƯƠNG 2: NGUỒN NGUYÊN LIỆU ĐỂ SẢN XUẤT PVC………Trang 13 Nguồn nguyên liệu để sản xuất VC……………………………………Trang 13 2.1. Sản xuất VC đi từ axetylen………………………………………..Trang 14 2.1.1. Cơ sở của quá trình……………………………………………...Trang 14 2.1.2. Tính chất kỹ thuật của axetylen…………………………………Trang 14 2.1.3. Nguồn nguyên liệu để sản xuất axetylen………………………..Trang 14 2.2. Sản xuất VC đi từ etylen…………………………………………..Trang 15 2.2.1. Cơ sở của quá trình……………………………………………...Trang 15 2.2.2. Nguồn nguyên liệu để sản xuất etylen…………………………..Trang 15 2.3. Sản xuất VC đi từ etan…………………………………………….Trang 15 2.3.1. Cơ sở của quá trình……………………………………………...Trang 16 2.3.2. Nguyên liệu để sản xuất etan……………………………………Trang 17 2.4 Cơ chế phản ứng tạo PVC…………………………………………Trang 17 2.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trùng hợp …………………..Trang 19 CHƯƠNG 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT PVC……………...Trang 20 3.1. Trùng hợp VC trong khối………………………………………….Trang 21 3.2. Trùng hợp VC trong dung môi…………………………………….Trang 22 3.3. Trùng hợp VC trong nhũ tương…………………………………...Trang 23 3.4. Trùng hợp VC trong huyền phù………………………………....Trang 23 Công nghệ sản xuất VC trong huyền phù………………………………Trang 24 CHƯƠNG 4: SO SÁNH, ĐÁNH GIÁ VÀ LỰA CHỌN……………...Trang 29 CÔNG NGHỆ Ở VIỆT NAM 4.1. So sánh các phương pháp…………………………………………Trang 29 4.2. So sánh các công nghệ…………………………………………….Trang 30 4.3. Tình hình sản xuất PVC tại Việt Nam…………………………….Trang 31 KẾT LUẬN……………………………………………………………Trang 32 TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………..Trang 33

MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU…………………………………………………………Trang 03 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN………………………………………… Trang 04 1.1 Tính chất hóa lí, ứng dụng hóa phẩm…………………………Trang 04 1.1.1 Tính chất lí hóa nhựa PVC………………………………Trang 04 1.1.2 Tính chất lí PVC…………………………………………Trang 06 1.1.3 Tính chất hóa học……………………………………………… Trang 07 1.2 Tình hình sản xuất hóa phẩm Việt Nam……………………… Trang 09 giới nhu cầu Việt Nam CHƯƠNG 2: NGUỒN NGUYÊN LIỆU ĐỂ SẢN XUẤT PVC………Trang 13 Nguồn nguyên liệu để sản xuất VC……………………………………Trang 13 2.1 Sản xuất VC từ axetylen……………………………………… Trang 14 2.1.1 Cơ sở q trình…………………………………………… Trang 14 2.1.2 Tính chất kỹ thuật axetylen…………………………………Trang 14 2.1.3 Nguồn nguyên liệu để sản xuất axetylen……………………… Trang 14 2.2 Sản xuất VC từ etylen………………………………………… Trang 15 2.2.1 Cơ sở trình…………………………………………… Trang 15 2.2.2 Nguồn nguyên liệu để sản xuất etylen………………………… Trang 15 2.3 Sản xuất VC từ etan…………………………………………….Trang 15 2.3.1 Cơ sở trình…………………………………………… Trang 16 2.3.2 Nguyên liệu để sản xuất etan……………………………………Trang 17 2.4 Cơ chế phản ứng tạo PVC…………………………………………Trang 17 2.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình trùng hợp ………………… Trang 19 CHƯƠNG 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT PVC…………… Trang 20 3.1 Trùng hợp VC khối………………………………………….Trang 21 3.2 Trùng hợp VC dung môi…………………………………….Trang 22 3.3 Trùng hợp VC nhũ tương………………………………… Trang 23 3.4 Trùng hợp VC huyền phù……………………………… Trang 23 Công nghệ sản xuất VC huyền phù………………………………Trang 24 CHƯƠNG 4: SO SÁNH, ĐÁNH GIÁ VÀ LỰA CHỌN…………… Trang 29 CÔNG NGHỆ Ở VIỆT NAM 4.1 So sánh phương pháp…………………………………………Trang 29 4.2 So sánh công nghệ…………………………………………….Trang 30 4.3 Tình hình sản xuất PVC Việt Nam…………………………….Trang 31 KẾT LUẬN……………………………………………………………Trang 32 TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………… Trang 33 MỞ ĐẦU Ngày nay, ngành cơng nghệ hóa học ngày phát triển đặc biệt ngành công nghệ chất dẻo Với nguồn nguyên liệu dồi sẵn có dầu mỏ, khí thiên nhiên, than đá…nhờ q trình tổng hợp hữu tạo nhiều sản phẩm chất dẻo có giá trị ứng dụng thực tiễn Từ xuất đến chất dẻo tạo bước ngoặt rấtt lớn ngành công nghệ vật liệu, có vơ vàn sản phẩm khác nhau, chủng loại khác tạo từ chất dẻo có ưu việt so với vật liệu truyền thống Một ba loại chất dẻo thông dụng: Polyolefin (PO), Polyvinylclorua (PVC), Polystyren (PS) Polyvinylclorua đứng thứ hai sau Polyolefin với tổng cơng suất tồn thể giới Thành phần PVC có đặc thù mà loại nhưạ khác khơng có: Trong phân tử monomer VMC (CH2=CHCl) có tới gần 60% khối lượng từ clo (Cl), clo hình thành qua trình điện phân muối ăn (NaCl) Với sản lượng nhựa nay, để sản xuất PVC cần 0,5% tổng sản lượng dầu tiêu thụ Điều quan trọng, giai đoạn dầu mỏ vấn đề nóng giới Với giá cao ngất ngưỡng, dầu mỏ sản phẩm từ dầu mỏ khơng cịn đơn vấn đề kinh tế Trong đó, nhờ đặc tính trên, PVC phụ thuộc vào biến đổi dầu mỏ so với loại polyme tổng hợp từ 100% dầu mỏ Giá PVC thấp khoảng từ 20 - 30% so với loại chất dẻo ứng dụng rộng rãi khác PE, PP PS Ưu điểm thứ hai clo đem lại cho PVC Đó tính kìm hãm cháy Cũng đặc điểm mà PVC gần chiếm vị trí độc tơn lĩnh vực xây dựng dân dụng Về mặt ứng dụng, 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 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 đâu bắt gặp diện PVC Dưới phần tìm hiểu đề tài tổng hợp PVC nhóm chúng em Qua đề tài giúp bạn hiểu rõ trình tổng hợp quy trình sản xuất PVC công nghiệp CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN 1.1: Tính chất hóa lý, ứng dụng hóa phẩm 1.1.1 Tính chất lí hóa nhựa PVC a, Cấu trúc Dạng tổng quát PVC tồn dạng “đầu nối đuôi” “Đầu nối đầu” Qua nghiên cứu tính chất hóa học PVC qua khảo sát quang học, cho thấy cấu tạo chủ yếu theo lối kết hợp “đầu nối đuôi” Để xác nhận công thức cấu tạo tren năm 1939 Marvel Sample Raj làm thí nghiệm tách loại Cl PVC cách đun nóng PVC với bột Zn Nhóm Propan tạo thành chứng tỏ PVC có cấu tạo kiểu kết hợp “Đầu nối đi” Vì PVC có Cl nên cấu trúc thu hỗn hợp loại: Syndiotactic Isotactic Atactic Ngồi cịn số mạch nhánh Khoảng từ 50-100 mắt xích có nhánh.Phổ nhiễu xạ Fuller năm 1940 chp thấy PVC thương mại thường chất vô định hình có lượng nhỏ dạng tinh thể 1.1.2 Tính chất lí PVC có dạng Polyme vơ định hình bột màu trắng màu vàng nhạt PVC tồn hai dạng huyền phù (PVC.S - PVC Suspension) nhũ tương (PVC.E - PVC Emulsion) PVC.S có kích thước hạt lớn từ 20 150 micron PVC.E nhũ tương có độ mịn cao PVC khơng độc, độc phụ gia, monome VC cịn dư, gia công chế tạo sản phẩm tách thoát HCl PVC chịu va đập Để tăng cường tính va đập cho PVC thường dùng chủ yếu chất sau: MBS, ABS, CPE, với tỉ lệ từ - 15% PVC loại vật liệu cách điện tốt, vật liệu cách điện từ PVC thường sử dụng thêm chất hóa dẻo tạo cho PVC có tính mềm dẻo cao hơn, dai dễ gia công hơn, chất lượng gia công tốt hơn, dễ sử dụng Tỉ trọng PVC vào khoảng từ 1,25 đến 1,46 g/cm (nhựa chìm nước), cao so với số loại nhựa khác PE, PP, EVA (nhựa nước) số khúc xạ 1.544 PVC nhựa nhiệt dẻo có t s =80o C bền nhiệt , đồng trọng lượng phân tử , độ trùng hợp từ 100 đến 2000.Để có vật liệu bền co giãn 70% phần tử Polyme phải có độ trùng hợp 1000 trở lên PVC bị lão hóa nhanh chóng , làm giảm tính co giãn tính chất học Tính chất điện sản phẩm PVC phụ thuộc vào trình tổng hợp + Hằng số điện môi 100Hz 30O 3,41 + Hằng số điện môi 60Hz 30O 3,54 + Hệ số công suất hai thời điểm trreen 3,51% 2,5% + Cường độ điện môi 1080 V/mil + Điện trở suất 1015 Ω/cm Qua giá trị cho thấy tinh chất cách điện PVC tốt.Tuy nhiên phụ thuộc vào nhiệt độ áp suất 1.1.3 Tính chất hóa học Ở nhiệt độ thường PVC có tính ổn định hóa học tốt.Khi nhiệt độ tăng PVC không giữ tính ổn định hóa học, q trình biến đổi hóa học có nguyên tử Cl tham gia phản ứng thường kéo theo cr nguyên tử Hydro C bên cạnh Phản ứng quan trọng PVC phản ứng Clo hóa, phản ứng thực môi trường hữu CCl nhiệt độ vừa phải tác dụng tia tử ngoại.Phản ứng thực huyền phù với môi trường phân tán dạng nước Phản ứng khử HCl Cho dung dich PVC Testu hydrophusan tác dụng với kiềm tạo thành Propylen Phản ứng phân hủy nhiệt.Khi đun nóng PVC, HCl tách xuất nối đôi Độ cứng PVC không biến dạng lực phân tử Ở nhiệt độ thường chất hóa dẻo hịa tan có hạn nhiệt độ cao chúng dễ trộn với Polyme.Vì nhiệt độ cao chất hóa dẻo dễ dàng sâu vào mạch va chạm cọ sát chúng làm yếu lực tương tác phân tử.Vì gia cơng người ta dùng chất dẻo trộn Khi đun nóng chuyển động phân tử tăng, làm yếu lực phân tử làm mềm Polyme: Những chất hóa dẻo Chất Phtalat chiếm 75% lượng chất dẻo, hợp chất DIOP, DEHP, DOP,este Phtalat C7 Cyclo-alcohol Ngồi cịn sử dụng ditridecyphtalat Este axit vô lauraphotaphat ankylphotphat arylankylphotphat Các cháy selacate dibitylphotphat (DBS) dioctyl sebacate (DOS) sửa dụng nơi có nhiệt độ thấp Este dựa Trimellitic anhydrit trimellirales chất hóa dẻo thơng dụng sử dụng nơi có nhiệt độ cao, bền nước 1.1.4.Ứng dụng Do nhựa PVC có nhiều tính chất q ổn định hóa học nhiệt độ thường, bền thời tiết, cách điện, bền oxy hóa, dễ gia cơng, giá thành thấp nên sử dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực a , Tạo màng + Màng PVC tạo nhờ trình cán máy cán thổi máy thổi màng Màng nhựa PVC gồm màng cứng, bán cứng mềm Tùy theo hàm lượng chất hóa dẻo thêm vào cho màng PVC cứng, bán cứng mềm + Màng PVC dùng sản xuất nhiều loại sản phẩm mà tiêu biểu áo mưa, mái hiên, màng phủ ruộng muối,sử dụng làm nhãn màng co loại chai, bình nhựa màng co bao bọc loại thực phẩm bảo quản , lưu hành thời gian ngắn thịt sống, rau tươi… b, Ống + Ống nhựa PVC gồm hai loại Ống nhựa PVC cứng hay gọi ống uPVC ống nhựa PVC mềm Ống nhựa PVC cứng khơng dùng chất hóa dẻo công thức phối trộn Ngược lại ống PVC mềm phải sử dụng chất hóa dẻo cơng thức phối trộn, chất hóa dẻo thường dùng dầu hóa dẻo DOP + Ống PVC sử dụng đa dạng sống từ ống dẫn nước từ nhà máy nước đến trạm phân phối nước, ống cấp từ nhà máy cấp nước đến hộ gia đình, ống nước thải tòa nhà cao tầng, ống dẫn nước tưới trang trại trồng cao su, ca phê, tiêu, điều, ống dẫn nước cấp nhà máy thủy điện c,Dây cáp điện + Nhựa PVC ứng dụng rộng rãi sản xuất dây cáp điện Tùy theo loại phụ gia sử dụng mà dây cáp điện phân loại dây cáp sử dụng 70 độ C, 90 độ C 105 độ C + Dây điện dân dụng thuộc loại 70 độ C dùng dẫn điện hộ gia đình, dây 90 độ C 105 độ C dùng cho trạm biến thế, xe hơi, tàu biển v.v d, uPVC profile + uPVC profile nhựa cứng sản xuất máy đùn hai trục vis Thành phần phối trộn bao gồm nhựa PVC (K65 - K66), chất ổn định nhiệt, chất bôi trơn, chất trợ gia công, chất tăng độ bền va đập, chất độn, bột màu, chất chống tia UV + Các ứng dụng nhựa chịu nhiệt uPVC dùng làm dòng sản phẩm cửa nhựa lõi thép cao cấp Dòng sản phẩm uPVC gồm có cửa sổ, cửa đi, vách ngăn PVC, hàng rào nhựa bao quanh biệt thự nhà phố 10 +) Năng lượng hoạt hóa giai đoạn khơi mào(112-170 kj/mol)lớn nhiều lượng hoạt hóa giai đoạn phát triển mạch (28-40 kj/mol)và phản ứng đứt mạch.Phản ứng cần lượng để kích thích Do nhiệt độ tăng mức độ tăng vận tốc khơi mào lớn nhất, vận tốc khơi mào tăng dẫn đến vận tốc trùng hợp tăng vận tốc đứt mạch tăng theo VKM =kp[M ][M] Vd =kp [M.] Do Vd tăng nhiều VP 2.5.2 Áp suất Khi áp suất thấp áp suất trung bình tăng đến vài chục vài trăm atm thực tế không ảnh hưởng đến trình trùng hợp, áp suất tăng cao đến vài nghìn atm vận tốc trùng hợp khối lượng phân tử Polyme tăng.Sự tăng tốc độ khối lượng phân tử monome va chạm phân tử phản ứng điều kiện áp suất cao đa số monome dạng lỏng, khó nén.Các phân tử sát lại áp suất cao , khoảng cách phân tử ngắn,khơng có va chạm monome với gốc tự domà va chạm gốc cao phân tử với 2.5.3 Oxy tạp chất Oxy tác dụng với monome tạo peoxit Peoxit phân hủy tạo gốc tự Nếu gốc có hoạt tính thấp O có tác dụng làm hãm trình trùng hợp, gốc trùng hợp Oxi làm tăng vận tốc trùng hợp Tạp chất có ảnh hưởng tương tự oxi 2.5.4 Nồng độ chất khơi mào 58 Khi nồng độ chất khơi mào tăng ,vận tốc trùng hợp tăng, khối lượng phân tử Polyme giảm hay nói nồng độ chất khơi mào lớn làm cho mạch polyme trở nên ngắn 2.5.5.Nồng độ Monome Khi tăng nồng độ monome phản ứng trùng hợp dung dịch,vận tốc trùng hợp khối lượng phân tử tăng.Nhưng dung môi tham gia vào phản ứng chuyển mạch, mối liên quan đến vận tốc trùng hợp khối lượng phân tự phức tạ 2.5.6 Ảnh hưởng yếu tố khác Tính chất PVC định giai đoạn polyme hố Kích thước, độ xốp hạt định loại nồng độ tác nhân tạo huyền phù (chất bảo vệ hạt keo) chế khuấy lò phản ứng Khi tốc độ cánh khuấy tăng lên, kích thước hạt PVC giảm xuống trước tăng trở lại Việc thay đổi chất khơi mào làm thay đổi kích thước cấu trúc hạt CHƯƠNG 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT PVC sản suất phương pháp sau: Phương pháp trùng hợp khối Phương pháp trùng hợp dung dịch Phương pháp trùng hợp nhũ tương Phương pháp trùng hợp huyền phù 59 Mỗi phương pháp có đặc điểm riêng nhiên có chung trọng lượng phân tử PVC xác định chủ yếu nhiệt độ trình trùng hợp (khoảng từ 40-80oC) Bảng: Tổng sản lượng PVC phương pháp (Đơn vị: Triệu tấn) Năm Huyền phù 1960 1,43 0,36 0,012 1965 2,9 0,66 0,14 1970 6,2 1,66 0,34 1975 10 1,45 1980 13,2 1,64 1,2 Tổng% Nhũ tương 82,3% 10,25% Khối 7,5% 3.1 Trùng hợp VC khối Trùng hợp khối phương pháp tiến hành trùng hượp monome pha ngưng tụ, không dùng dung mơi Sản phẩm khối polyme rắn có hình dạng bình phản ứng Chất khơi mào thường sử dụng peoxyt hưu Theo mức độ trùng hợp, độ nhớt môi trường tăng dần gây trwor ngại cho việc nhiệt, vị trí khác hệ có nhiệt độ khác ddieuf làm cho polyme thu không đồng khối lượng phân tử Để khắc phục nhược điểm người ta thường tiến hành trùng hợp khối với tơc độ nhỏ thể tích khơng lớn Phương pháp sử dụng polymer thu dạng khối gây khó khăn cho cơng đoạn gia cơng sau Q trình phản ứng khó lấy nhiệt làm phân huỷ polymer tạo khí HCl làm cho polymer có màu 60 3.2 Trùng hợp VC dung mơi Có thể dùng loại dung mơi: Dung mơi khơng hồ tan polymer ( hay dùng rượu ): trường hợp sản phẩm cuối phản ứng polymer tách dạng bột mịn Dung mơi hồ tan monome ( hay dùng dicloetan, axeton ) sản phẩm thu dạng dung dịch, muốn tách phải tiến hành kết tủa chưng cất để loại bỏ hết dung mơi Phương pháp dùng thực tế trình trùng hợp lâu tốn nhiều nhiều dung môi Phương pháp cho phép tránh nhược điểm phương pháp trùng hợp khối, có mặt dung mơi làm cho độ hứt hệ giảm trao đổi nhiệt toàn hệ dễ dàng hơn, nhiệt độ toàn hệ đồng đều, nhược điểm có thẻ xảy phản ứng chuyển mạch qua dung môi làm giảm khối lượng phân tử trung bình polyme, Mặt khác trùng hợp dung dịch nên nồng độ monome không lớn trùng hợp khối nên polyme thu dcd có khối lượng phân tử thấp 3.3 Trùng hợp VC nhũ tương Phương pháp sử dụng rộng rãi CN Trùng hợp nhũ tương xảy rvới tốc độ lớn nhiệt độ tương đối thấp, điều cho phép thu nhwungx polyme có phân tửu lượng cao đa phân tán Trong trình trùng hợp nhũ tương thường sử dụng nước làm dung môi trường phân tán đẻ tạo nhũ tương vfa hàm lượng monome vào khoảng 30-60% phân bố hệ Hệ nhũ tương thường không bền, nên người ta cho thêm vào hệ chất nhũ hóa để tăng cường tạo nhũ tính bền vững nũ tương, Các chất nhũ hóa thường dùng xà phòng oleat, palmitat, laurat kim loại kiềm Phân tử chất nhũ hóa có cấu tạo gồm mạch hydrocacbon dài khơng phân cực nhóm phân cực, chúng tạo thành mixen 61 Chất khởi đầu thường dùng H2O2, pesulfat kim loại kiềm Chất nhũ hoá loại xà phòng nêcal ( muối natri axit izobutyl sulfonaphtalenic ) dùng với lưọng 0,1 – 0,5% trọng lượng nước Dùng thêm muối đệm để giữ nguyên độ pH, thông thường pH = – Muối đệm hay dùng axetat kim loại nặng, phôtphat, cacbonat kim loại kiềm Vinylclorua trước trùng hợp nên cho qua than hoạt tính nhiệt độ 70 – 80o C sục qua dung dịch NaOH hay KOH nồng độ 25 – 60% 3.4 Trùng hợp VC huyền phù Hệ phản ứng bao gồm: monome, chất khơi mào Môi trường phân tán chất ổn định huyền phù TRòn trường hợp huyền phù monome chuyển thành cac giọt phân tán môi trường đồng tác dụng chất ổn định Do chất khơi mào tan monome, nờn q trình kích thích trùng hợp sảy hạt monome lơ lửng môi trường nước nhờ khuấy trộn mạnh mẽ, monome không tan nước phân bố môi trường nước thành giọt nhỏ có kích thước từ 10.10 -6÷5.10-6m Mỗi giọt monome hệ huyền phù xem thiết bị phản ứng trùng hợp khối cực nhỏ có bề mặt nhiệt với mụi trường nước lớn, tránh tượng tải nhiệt cục Cùng với tiến triển qúa trình trùng hợp độ nhớt bên giọt tăng lên nên phân chia nhỏ giọt keo tụ khó, để tránh xảy tượng cần bổ xung chất ổn định như: gelatin, PVA, …các chất tạo màng xung quanh giọt ngăn cản giọt keo tụ lại với 62 Ở giai đoạn đầu trình trùng hợp huyền phù độ chuyển hoá chưa đáng kể (1- 2%) hạt PVC nhỏ xuất bên giọt monome, hạt PVC di chuyển đến bề mặt phân cách VC nước dẫn đến ghộp chất keo bảo vệ PVC, kết tạo màng bao bọc xung quanh giọt màng có tính chất polyme liên kết ngang, khơng tan chất hố dẻo nhiệt độ cao Cấu trúc hạt PVC quan trọng định hai đặc tính PVC là: PVC vật liệu nhạy nhiệt, nên phải có khả chuyển thành sản phẩm cuối mà không bị phân huỷ gia công khả hấp thụ chất phụ gia đặc biệt hoá dẻo Quá trình phản ứng xảy thời gian dài, nhiệt độ phản ứng khoảng 60 C trì suốt giai đoạn phản ứng, đến áp suất bắt đầu giảm monome tham gia phản ứng lúc mức độ chuyển hố khoảng 80% khơng cịn VC tự 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 Công nghệ sản xuất PVC theo phương pháp huyền phù 63 Quá trình trùng hợp huyền phù theo mẻ tiến hành thiết bị phản ứng có áp lực cao( autolave) Nước nạp vào trước( nước cần khử khoáng), tác nhân huyền phù, muối đệm dạng dung dịch Sau khơng khí đuổi khỏi thiết bị khí trơ, MVC chất khơi mào nạp vào (1) áp lực Thiết bị phản ứng có cánh khuấy thiết bị trao đổi nhiệt Chế độ khuấy trì cho phá vỡ pha lỏng MVC để tạo hạt li ti với kích cỡ mong muốn làm bay phần MVC Quá trình gia nhiệt làm lạnh điều chỉnh xác theo nhiệt độ yêu cầu để sản xuất loại sản phảm ( từ 50-70 0C) Phản ứng xảy nhiệt độ khoảng 58-590C áp suất điều kiện 8.6 at thời gian tiến hành khoảng 300 phút, lúc áp suất giảm xuống 6,3 at Hiệu suất chuyển hóa đạt 85-87% Nếu muốn đọ chuyển hóa đạt 90% kéo dài thời gian phản ứng thêm nhiều, xét mặt kinh tế khơng có lợi Vì thường dừng phản ứng độ chuyển hố khoảng 87% Trong q trình trùng hợp phải thường xuyên trì pH hỗn hợp lớn hạn chế tượng giảm hoạt tính chất khơi đầu biến chất PVC HCl axit tạo phân hủy chất khởi đầu, có thêm vfao chất kìm hãm vào để khơng cho phản wungs tiếp tục xảy để ổn định nhiệt độ pH huyền phù PVC Hỗn hợp sau phản ứng sau kết thúc gọi vữa PVC gồm VCM chưa phản ứng, PVC, chất ổn định huyền phù, dung dịch đệm, chất hãm, nước tạp chất, không ổn định chứa hạt polymer pha nước monomer chưa phản ứng Nếu ngừng khuấy dẫn đến việc lắng tụ hạt polymer pha nước monomer vữa PVC tiếp tục khuấy cho đên skhi tháo hết sang thiết bị khác có cánh khuấy Để tăng hiệu suất chuyển hóa PVC cho vữa qua(2) Do chênh lệch áp suất phản ứng (1 )và thiết bị thu hồi (2) nên vữa PVC tự chyar đạt trạng thái cân ta sử dụng bơm ly tâm để vận chuyển lượng lại, Lượng MVC lại sau phản ứng chiếm 10-20% khối lương ban đầu, Để giảm tổn thất phải thu hồi MVC, phần lớn lượng MVC đc tách cách bay ngưng tụ thiết bị ngưng tụ thùng chứa (6), Cần phrai tách triệt để MVc dư Vữa PVc đưa sang (3), gia nhiệt chưng cất tháp (4) Tháp gia nhiệt nước bão hòa sục vào đáy tháp Nhiệt độ đáy tháp khoảng 80 0C, huyền phù chảy từ xuống theo đường sicsac nước từ lên Quá trình chuyển khối xảy 64 ra, nước kéo the VCM đỉnh tháp theo ống dẫn tới hệ thống xử lts thu hồi, đáy tháp PVC dạng huyền phù VCM tháo liê tục đến bồn chứa (5), lượng MVC lại thu vào (6) Sau tách nước máy li tâm (7), sử dụng máy li tâm để tách nước có hiệu hỗn hợp Rắn- lỏng nên li tâm cho hiệu Sau tách nước có độ ẩm 17% đc đưa sấy khô thiết bị sấy(8) Thiết bị sấy sấy thùng quay, sấy tầng sôi Nhưng phổ biến sấy tầng sôi Trong thành phần hạt PVC có chất ổn định nhiệt nên nhiệt độ này, tính chất PVC khơng có bị thay đổi Thiết bị sấy thiết kế cho đủ độ cao, kéo dài thời gian tiếp xúc làm atwng hiệu tách ẩm chất bay qua thiết bị xử lý khí thải(9), phầ thỏa mãn yêu cầu tiêu chuẩn môi trường thải ngồi khơng khí Bột PVC sau sấy có độ ẩm 0.3% qua hệ thống sàng (10) để loại hạt cỡ( thô q mịn) Đối với hạt có kích thước q nhỏ bị luồng khí thiết bị sấy tiếp tục xử lý thải mơi trường, cịn hạt q cỡ thu hồi Sau đưa vào silo chứa (11) đóng bao(12) Dây chuyền công nghệ hãng Chisso Corp 65 Thuyết minh Quá trình sản xuất gián đoạn, trùng hợp VC theo phương pháp huyền phù, Thiết bị phản ứng chuẩn có kích thước 60, 80, 100 hay 130m3 Thiết bị phản ứng có cánh khuấy (1) chứa nước, chất phụ gia VC Trong suốt trình phản ứng nhiệt độ điều khiển giữ nhiệt độ định trinhg làm lạnh nước nước lạnh Khi phản ứng kết thúc sản phẩm chuyển xuống thiết bị thổi bay(2), VC chưa phản ứng tách Thiết bị phản ứng rửa phun tác nhân chống tạo cặn để chuẩn bị choq úa trình sản xuất Bột nhão PVC chứa VC tiếp tục cho qua cột rửa (3) có khả thu hồi Vc lớn mà không ảnh hưởng đên chất lượng sản phẩm PVC Sau trình rửa bột nhão đưa sang trình tách nước thiết bị (4) sấy khô(5) Sau bột chuyển qua thiết bị xyclon chứa VC thu hồi chứa thiết bị chứa khí(6) sau qua thiết bị nén làm lạnh ngưng tụ để tái sinh cho trình trùng hợp Dây chuyền công nghệ hãng Inovyl B.V 66 Thuyết minh sơ đồ: Quá trình sản xuất PVC gián đoạn theo phương pháp trùng hợp huyền phù nước, thiết bị phẩn ứng chuẩn 140m3, thiết bị phản ứng có cánh khuấy 1) , thùng chứa phụ gia (2) Thiết bị phản ứng thực chuyển hóa 94%, nước, phụ gia VC cho vào thiết bị (1), suốt trình phản ứng nhiệt độ giữ nhiệt độ định phụ thuộc vào trình làm lạnh nước, thiết bị phản ứng có vỏ bọc ngồi nước thải làm lạnh thải Khi phản ứng trùng hợp kết thúc PVC dạng huyền phù đặc đưa qua thiết bị thổi bay(3), VC chưa phản ứng tách ra, Còn bột nhão chứa VC tiếp tục chuyển vào tháp tách rửa VC(5) hồi lưu, VC thoát từ (3) (5) thu vào tháp thu hồi(4) để xử lý hồi lưu trở lại Lượng VCM thừa tiếp tục vào tháp chưng cất nước dạng cột, cột thiết kế với kích thước nhỏ đặc biệt để làm sản phẩm biến chất sản phẩm thải Khi qua cột VCM tách đến nhỏ phần triệu Sản phẩm khỏi thiết bị (5) thiết bị chứa PVC bột nhão(6), sản phẩm tiếp tục làm khô ly tâm thiết bị (7) thiết bị sấy (8) sản phẩm khỏi (9) phân loại (10) thu sản phẩm 67 Chất chống tạo nhựa bám hãng Inovyl có tên thương mại EVICAS 90 sử dụng nhiều giới, 80% lượng PVC sản xuất TG sử dụng chất CHƯƠNG 4: SO SÁNH, ĐÁNH GIÁ VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ Ở VIỆT NAM 4.1 So sánh phương pháp: Phương pháp trùng hợp dung dịch để sản xuất PVC sử dụng địi hỏi lượng dung mơi lớn có độ tinh khiết cao với phương pháp trùng hợp khối sản phẩm chiếm khoảng 8% so với tổng sản lượng nhựa PVC Phương pháp có độ cao, dây chuyền sản xuất đơn giản Tuy nhiên sản phẩm tạo dạng khối, khó gia cụng, khó tháo khn xảy tượng nhiệt cục bộ, làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm dùng Hai phương pháp trùng hợp nhũ tương trùng hợp huyền phù sử dụng rộng rãi (tuy nhiên phương pháp trùng hợp huyền phù sử dụng nhiều hơn) có nhiều ưu điểm đáng kể sau: Sản phẩm tạo dạng hạt, bột dễ gia dụng, vận tốc trùng hợp cao, độ trùng hợp cao, nhiệt độ phản ứng thấp đặc biệt không xảy tượng nhiệt cục trùng hợp khối Nhưng có nhược điểm dây chuyền sản xuất phức tạp so với phương pháp trùng hợp khác phải có thêm phận lọc, rửa 68 4.2 So sánh công nghệ Công nghệ Công nghệ hãng Chisso Corp Công nghệ hãng Inovyl B.V Ưu điểm Nhược điểm • Cột rửa có hiệu thu hồi • Quy trình sản xuất gián VC từ PVC lơn mà không đoạn, Các mẻ sản phẩm làm ảnh hưởng đến chất không đồng lượng VC sản phẩm • Nhiệt độ điều khiển • Năng suất cao, hiệu kinh giữ nhiệt độ tế định phụ thuộc q trình • Cùng với cơng nghệ làm lạnh nước, tốn nước tách VC cấp phát cho nhiều nhà sản xuất PVC • Độ chọn lọc cao • Thu hồi tốt nước khí thải • Năng suất cao 69 • Nhiệt độ điều khiển giữ nhiệt độ định phụ thuộc q trình làm lạnh nước, tốn nước ngồi • Thiết bị cồng kềnh 4.3 Tình hình sản xuất PVC Việt Nam: Theo ta thấy ưu điểm phương pháp huyền phù là:  Trùng hợp có độ nhớt thấp nhiệt dễ dàng, thu khối lượng phân tử cao, độ đa phân tán nhỏ Có thể dùng trực tiếp để làm keo, sơn  Sản phẩm tạo dạng hạt, vận tốc trùng hợp cao, độ trùng hợp cao, nhiệt độ phản ứng thấp không xảy nhiệt cục Và nay, có cơng ty sản xuất PVC lớn Việt Nam, là: Cơng ty TNHH Nhựa Hóa chất Phú Mỹ Cơng ty Nhựa Hóa chất TPC Vina Cả cơng ty sản xuất PVC phương pháp huyền phù Mặc dù công nghệ chưa theo kịp giới nước ta nhanh chóng lên dự án kế hoạch để tạo động lực tăng trưởng doanh thu lợi nhuận tốt Và chuẩn bị điều kiện kinh tế tốt, thuân lợi, nước ta thay công nghệ cũ công nghệ Chisso Corp Với công nghệ người ta dùng phương pháp trùng hợp huyền phù đem lại suất cao, hiệu kinh tế lớn, thiết bị không cồng kềnh, đầu tư khơng q lớn, Có cột rửa thu hồi VC tốt mà không ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm 70 KẾT LUẬN Với tinh thần làm việc nhóm cao, nhóm chúng em hồn thành tiểu luận “Tổng hợp PVC” Trong nhóm em trình bày phần sau: Phần tổng quan: Nêu rõ tính chất vật lý, hóa học PVC Nêu lên tình hình sản xuất PVC Việt Nam nói riêng giới nhu cầu thị trường nước ta Phần phương pháp sản xuất: Đưa phản ứng liên quan, chế, xúc tác sử dụng, yếu tố ảnh hưởng đến trình Trình bày rõ phương pháp sản xuất PVC, ưu nhược điểm phương pháp Thuyết minh số sơ đồ công nghệ hãng, ưu nhược điểm sơ đồ Phần nguyên liệu sản xuất : Đưa nguồn nguyên liệu thường sử dụng để sản xuất PVC công nghiệp Phần so sánh, đánh giá: so sánh đánh giá phương pháp sản xuất, dựa vào ưu nhược điểm công nghệ điều kiện Việt Nam để thấy phương pháp phù hợp xây dựng phát triển Hướng tới tương lai: Đã gần 80 năm kể từ công nghiệp sản xuất PVC đời Hãy nhìn quanh ta, điện nước dẫn đến hầu hết hộ gia đình Những túi máu cứu bệnh nhân thoát khỏi tử thần… Những đàm thoại giúp ta nhận thơng tin nóng hổi cách xa hàng nghìn số… Tất điều khơng trở thành thực ta chí chưa đạt đến trình độ thiếu vắng PVC Sản phẩm từ PVC cịn cần cho sống đại Bởi chúng 71 trở nên: An toàn hơn, nhỏ gọn hơn, nhanh chóng hơn, suốt hơn, hơn, bền hơn, rẻ tốt TÀI LIỆU THAM KHẢO 1, Báo cáo ngành nhựa Việt Nam- phòng nghiên cứu phân tích VCBS 2, Cơng nghệ sản xuất PVC Cơng ty Nhựa Hóa chất TPC Việt Nam 3, Công nghệ sản xuất PVC Công ty TNHH Nhựa Hóa chất Phú Mỹ 4, Kỹ thuật sản xuất chất dẻo- Phan Thế Anh- Đại học Đà Nẵng 5, Technical progresses for PVC production- Volume 27, Issue 10, December 2002, Pages 2055-2131 6, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 7, Công nghệ tổng hợp hữu – hóa dầu – PGS.TS Phạm Thanh HuyềnPGS.TS Nguyễn Hồng Liên s 72 ... sánh công nghệ Công nghệ Công nghệ hãng Chisso Corp Công nghệ hãng Inovyl B.V Ưu điểm Nhược điểm • Cột rửa có hiệu thu hồi • Quy trình sản xuất gián VC từ PVC lơn mà không đoạn, Các mẻ sản phẩm... nghiên cứu phân tích VCBS 2, Công nghệ sản xuất PVC Công ty Nhựa Hóa chất TPC Việt Nam 3, Cơng nghệ sản xuất PVC Cơng ty TNHH Nhựa Hóa chất Phú Mỹ 4, Kỹ thuật sản xuất chất dẻo- Phan Thế Anh-... cacbua (là nguyên liệu quan trọng công nghiệp hóa chất, đặc biệt chế tạo PVC) 49 • Tình hình sản xuất PVC Việt Nam Nguyên liệu Công ty sản xuất PVC Công suất (tấn/năm) Công ty TNHH Nhựa Hóa chất Phú