Thiết kế phân xưởng sản xuất nhựa PVC công suất 40.000 tấn/năm

CHCH

Chất vô cơ và cơ kim quan trọng nhất vì ngoài tác dụng ổn định nhiệt chúng còn ngăn ngừa PVC khỏi bị phân huỷ, trong điều kiện gia công có nhiệt độ cao và chúng có khả năng bảo vệ các tính chất của vật liệu trong thời gian dài khi sử dụng vật liệu. Tuy nhiên các sản phẩm làm bằng vật liệu PVC rất khó phân huỷ và trong quá trình sản xuất có tách ra các chất ảnh hưởng xấu tới môi trường và đã có những lời chỉ trích từ cơ quan bảo vệ môi trường, nhưng các nhà kinh tế cho rằng mức độ tăng trưởng PVC trên quy mô toàn cầu vẫn được duy trì trong thời gian tới và bước vào thế kỷ XXI địa vị của PVC vẫn vững vàng trên thị trường.

QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT NHỰA PVC

Do ảnh hưởng phức tạp của oxi và các hợp chất khác như vậy nên quá trình trùng hợp bắt buộc phải điều chế monome thật tinh khiết và phản ứng cần tiến hành trong môi trường khí trơ. Sở dĩ cần áp suất cao như vậy vì đa số monome ở dạng lỏng khó nén, các phân tử chỉ có thể sát lại nhau ở áp suất khá cao, làm tăng va chạm không những giữa các phân tử monome với gốc tự do các phân tử mà ngay cả giữa các gốc cao phân tử với nhau.

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT PVC

Phương pháp này sử dụng nguyên liệu dễ kiếm như etylen và axetylen, trong quá trình điều chế VC theo phương pháp liên hợp axetylen và etylen có thể thu bằng phương pháp riêng biệt hoặc có thể cùng chung một quá trình hay cracking dầu mỏ thu được hỗn hợp khí axetylen và etylen từ đó có thể hấp thụ và tách riêng chúng ra. Chất nhũ hoá không tan trong nước hoặc tan rất ít trong nước và tạo ra các mixel dạng hình tấm hoặc hình cầu với hệ thống chất khởi mào oxi hoá khử , có thể thực hiện phản ứng nhanh hơn tại nhiệt độ thấp khoảng 20oC (NH4)2S2O8, K2S2O8 và hyđropeoxit là những chất khơi mào điển hình trong khi biunphit và muối sắt là những tác nhân khử có ích. Cùng với sự tiến triển của qúa trình trùng hợp độ nhớt bên trong các giọt tăng lên nên phân chia nhỏ các giọt đã keo tụ rất khó, để tránh xảy ra hiện tượng này cần bổ xung các chất ổn định như: gelatin, PVA, …các chất này tạo màng xung quanh giọt và ngăn cản các giọt keo tụ lại với nhau.

Ở giai đoạn đầu của quá trình trùng hợp huyền phù độ chuyển hoá chưa đáng kể (1- 2%) các hạt PVC rất nhỏ xuất hiện bên trong các giọt monome, các hạt PVC này sẽ di chuyển đến bề mặt phân cách của VC và nước dẫn đến sự ghép của chất keo bảo vệ trên PVC, kết quả tạo ra các màng bao bọc xung quanh các giọt màng này có tính chất của một polyme liên kết ngang, vì thế nó không tan trong chất hoá dẻo ở nhiệt độ cao. Để tạo độ chân không đúng với yêu cầu ta phải dùng một số lượng rất lớn bơm chân không do vậy nên người ta thường sử dụng các bước hút chân không liên tiếp và giữa các bước đó có quá trình nạp nitơ hoăc cách khác là hút chân không thiết bị phản ứng có chứa nước nóng đến áp suất hơi của nước nhằm tạo ra một môi trường phản ứng hoàn toàn trơ. Đun nóng thiết bị phản ứng trùng hợp đến 600C bằng hỗn hợp nước và hơi trong vỏ áo nồi phản ứng và giữ nguyên nhiệt độ đó cho đến hết quá trình phản ứng, nếu có sự điều chỉnh lên xuống ta dùng nước tuần hoàn ở ngoài vỏ thiết bị, tránh hiện tượng nhiệt quá cao hay quá thấp trong qúa trình phản ứng.

Vấn đề làm sạch nồi phản ứng rất quan trọng vì trong quá trình phản ứng các polyme tạo thành bám vào bề mặt trong của thiết bị phản ứng gây cản trở sự truyền nhiệt, làm giảm chất lượng polyme, làm tắc van…điều đó bắt buộc phải được làm sạch các thiết bị theo định kỳ giữa các mẻ. Hiện nay trong các dây chuyền sản xuất được tự động hoá cao người ta sử dụng vòi phun nước cao áp (khoảng 300 atm) để làm sạch đầu vòi phun được đặt bên trong thiết bị phản ứng, có thể di chuyên lên xuống hoặc quay thay thế cho công nhân khỏi chui vào thiết bị phản ứng để cọ sạch.

SƠ ĐỒ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT PVC

- Quá trình sấy khô: sấy nhựa PVC trên băng chuyền hay dùng thiết bị kiểu tầng sôi, thiết bị sấy phun, thiết bị sấy thùng quay nhiệt độ không khí sấy 120÷1400C. Hàm ẩm sau khi sấy khô nhỏ hơn 0,3%, PVC sau khi sấy qua hệ thống xyclon thu hồi, tuỳ thuộc vào yêu cầu, kích thước và phân bố kích thước bột PVC ta tiến hành theo các bước như sàng nghiền…rồi sau đó đóng bao và lưu kho. PVC sau khi lắng được đưa vào máy ly tâm để tách PVC và phần lớn được đem đi sấy còn một ít PVC có lẫn trong nước được đưa vào thiết bị lắng (13) và tuần hoàn lại để được vào thiết bị lắng (9) còn phần nước và chất thải được đưa vào cống thải.

Trong suốt quá trình phản ứng nhiệt độ được điều khiển giữ ở một nhiệt độ nhất định phụ thuộc quá trình làm lạnh bằng nước. Thiết bị phản ứng được rửa và phun tác nhân chống tạo cặn bám để chuẩn bị cho quá trình làm việc tiếp theo. Sau quá trình rửa bột nhão đưa sang quá trình tách nước và sấy khô sau đó bột đựơc chuyển qua các thiết bị xiclo chứa VC thu hồi, sau đó cho qua thiết bị nén và làm lạnh ngưng tụ để tái sử dụng cho chu trình trùng hợp tiếp theo.

Trong suốt qúa trình phản ứng nhiệt độ được điều khiển giữ ở nhiệt độ nhất định và phụ thuộc vào quá trình làm lạnh bằng nước. VC không phản ứng được đưa lên thùng thu hồi (4) còn một phần còn lẫn đi trong sản phẩm được đưa vào tháp rửa (5) để tách triệt để VC chưa phản ứng.

CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

Trong công nghiệp có rất nhiều dạng cánh khuấy thường gặp các dạng cánh khuấy như cánh khuấy mái chèo, cánh khuấy kiểu chong chóng, tua bin kín, tua bin hơi. Do đó trong một số trường hợp (khi cho phép) để làm giảm độ nhớt của pha lỏng, người ta đun nóng sơ bộ huyền phù, khi đó độ bền của huyền phù giảm xuống, công suất của máy tăng lên. Trong công nghiệp hoá chất thường dùng các loại thùng quay và lò quay để thực hiện các quá trình như nung, sấy trộn, sàng vật liệu… loại thiết bị này thường có khối lượng lớn, kích thước lớn và làm việc ở nhiệt độ cao (như nung sấy).

Ưu điểm của thiết bị là quá trình sấy đều đặn và mãnh liệt nhờ tiếp xúc tốt giữa vật liệu và tác nhân sấy, cường độ làm việc tính theo lượng ẩm đạt được cao, thiết bị gọn. Khi sấy các vật liệu hạt cỡ nhỏ cần chọn tốc độ khí sao cho tránh bay vật liệu theo khí thoát, trong thiết bị sấy thùng quay thường không sử dụng tái tuần hoàn khí vì trong khí thoát có bụi và yêu cầu phải có thiết bị lọc bụi khí ra khỏi thùng do đó làm tăng trở lực hệ thống, tăng vốn đầu tư và chi phí vận hành. Quá trình sấy là xuôi chiều, tác nhân sấy cho thiết bị là tác nhân nóng qua thiết bị trao đổi nhiệt nhờ calorifer khí hơi, dùng tác nhân sấy kiểu này vì các thiết bị dễ chế tạo.

Nguồn nguyên liệu sẵn có, vận hành đơngiản, năng suất cao, còn dùng tác nhân sấy là khí nóng từ buồng đốt bằng dầu FO thì thiết bị phức tạp, nguồn nguyên liệu đắt mà khí ra khỏi buồng đốt có bụi phải thiết kế thiết bị lọc trước khi đưa vào thùng sấy rất phức tạp do đó không kinh tế. Nguyên lý làm việc của máy sấy thùng quay: vật liệu sấy được đưa vào thùng nhờ cơ cấu tiếp liệu, tại đây vật liệu đi cùng chiều với không khí nóng ra khỏi thùng sấy vào bộ phận tách bụi và ra ngoài môi trường.

AN TOÀN LAO ĐỘNG TRONG PHÂN XƯỞNG

Trong quá trình vận hành máy móc có quá trình gia nhiệt, phát sinh nhiệt và có các khí độc hại do đó phải có biện pháp thông gió cho từng công đoạn, ngoài thông gió tự nhiên cần bố trí hệ thống hút gió. Cần đảm bảo yếu tố sáng tự nhiên và nhân tạo để tạo điều kiện cho công nhân làm việc được thoải mái và năng suất cao chính xác. Để nâng cao năng suất lao động đem lại hiệu quả kinh tế cho xã hội cần phải chăm lo đến cuộc sống sức khỏe và nhu cầu của người lao động.

Điều kiện làm việc thoải mái sức khỏe đảm bảo sẽ giúp cho mọi người hăng hái trong lao động sản xuất.

THIẾT KẾ XÂY DỰNG