POLYME
- Hỗn hợp nguyên liệu đầu vào thiết bị phản ứng có nhiệt độ 30oC. - Phản ứng chính tỏa nhiệt với hiệu ứng nhiệt – 80 kJ/mol.
- Nhiệt độ của hỗn hợp sản phẩm ở đầu ra là: 80oC Dùng dòng nước tản nhiệt cho phản ứng:
- Nhiệt độ đầu vào của nước: 40oC - Nhiệt độ đầu ra của nước: 110oC
Ta tiến hành xác định cân bằng nhiệt cho thiết bị phản ứng trong một mẻ sản xuất.
Nhiệt dung riêng của hỗn hợp dung dịch được xác định theo công thức: Chh = a1.C1 + a2.C2 + a3.C3 + ... [13 – 189]
Trong đó:
C1,C2 ,C3 – Nhiệt dung riêng của các cấu tử, kJ/kg.độ a1, a2 ,a3 – Thành phần của các cấu tử, phần khối lượng, Ta tính được: 0,31627 225865,335 71434,272 a VCM = = 0,68302 225865,335 154269,947 a H2O = = 0,000374 225865,335 84,389 a POB = = 0,000151 225865,335 42,626 aNa4P3O7= = 0,000189 225865,335 65,272 a VA P = =
Nhiệt dung riêng của các cấu tử: CVCM = 1590 J/kg.độ CH2O = 4180 J/kg.độ CPOB = 1237,5 J/kg.độ CPVA = 1166,6 J/kg.độ CNa4P3O7 = 1355,9 J/kg.độ Do đó: Chh = 502,8693 + 2855,0236 + 0,4628 + 0,1762 + 0,2563 = 3358,7882 J/kg.độ
1. Tính toán nhiệt tiêu hao để đun nóng hỗn hợp từ nhiệt độ đầu 30 °C lên nhiệt độ trùng hợp 80 °C
Q1 = G1.Chh.(tc – td) , [J]
G – Khối lượng của hỗn hợp phản ứng (của một nồi trong một mẻ). G = 225865,335 [kg]
td, tc – Nhiệt độ đầu và nhiệt độ cuối của hỗn hợp,
Chh – Nhiệt dung riêng của hỗn hợp, Chh = 3358,7882 [J/kg.độ] Từ đó ta có:
Q1 = 225865,335. 3358,7882.(80 – 30) = 37931,691.103 [kJ] Gọi Q là nhiệt của phản ứng toả ra ta có:
QVCM = Qpu.GVCM , J
Phản ứng chính tỏa nhiệt với hiệu ứng nhiệt – 80 kJ/mol, vậy nhiệt của phản ứng tỏa ra là:
QVCM = ∆H.NVCM , J
Lượng VCM tham gia phản ứng trong một mẻ sản xuất là: 71434,272 [kg]. Số mol VCM cầ dùng cho một mẻ sản phẩm là: 95 , 1142 62,5 71434,272 NVCM = = [kmol] Vậy nhiệt lượng phản ứng tỏa ra là:
QVCM = ∆H.NVCM = 80 . 1142,95 = 91,436.103 [kJ]
2. Tính nhiệt lượng của nước cần thiết để duy trì nhiệt độ của thiết bị phản ứng
Quá trình phản ứng xảy ra có tỏa nhiệt rất lớn, vì vậy ta phải dùng nước làm mát để duy trì nhiệt độ phản ứng ở 80 °C.
Xem như không có sự mất mát nhiệt ra môi trường xung quanh thì nhiệt lượng mà nước nhận được cần thiết để duy trì nhiệt độ cảu thiết bị phản ứng là:
QNước = QVCM = 91,436 [kJ] Mà :
QNước = GNước.CNước(tc-td) Trong đó:
Gn – Lượng nước dùng trong một mẻ, kg
Cn – Nhiệt dung riêng của nước, Cn = 4,18 kJ/kg.độ tnc, tnd – Nhiệt độ cuối và nhiệt độ đầu của nước làm mát, °C
Lượng nước làm mát trong một mẻ là:
493 , 437 30) 4,180.(80 91,436.10 ) t .( C Q G 3 d c t n Nuoc n = − = − = [kg] Lượng nước cần dùng cho toàn bộ 3 nồi phản ứng là: Gn = 3 . 437,493 = 1312,48 [kg] hay 1,313[ m3]
KẾT LUẬN
Cùng với việc phát triển công nghiệp dầu mỏ và khí thiên nhiên, các sản phẩm hóa chất hữu cơ cũng đạt được sự phát triển nhảy vọt nhờ sự kết hợp (danh từ thông dụng hiện nay là sự tích hợp – intergration) nhanh chóng với công nghệ lọc dầu. Sản phẩm hóa học từ dầu mỏ mở ra một ngành mới: ngành hóa dầu. Trong đó, Nhựa tổng hợp là sản phẩm có sản lượng lớn và giá trị nhất.
Qua đồ án này em đã tìm hiểu được nhựa PVC, nắm được sơ đồ công nghệ, các ứng dụng và tính chất của PVC. Đưa ra các công nghệ sản xuất PVC, Các phương pháp sản xuất PVC từ VCM, Hiểu được phương pháp và trình tự sản xuất PVC, đã đánh giá được ưu nhược điểm của từng công ngh, Ảnh hưởng của các điều kiện phản ứng đến chất lượng sản phẩm…và cũng đã tính toán được một số các thông số cơ bản của thiết bị phản ứng sản xuất PVC. Để từ đó là tiền đề, là cơ sở để áp dụng vào các nghiên cứu sau này.
Trong quá trình tìm hiểu đồ án em đã tìm thêm các thông số để tính toán , nhằm cho đồ án được thiết thực hơn. Đồ án còn nhiều thiếu sót mong Cô và các bạn đóng góp.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Vũ Tiến Trung – Tổng luận: Chất dẻo – Tình hình và triển vọng phát triển. Trung tâm thông tin và khoa học kĩ thuật hóa chất Hà nội – 1994.
[2] Edward S. Wilk – Industrial Polymer Handbook. Vol. 2. WILEY – VCH Verlag GmbH. 2001 p.865 – 905.
[3] Leonard I. Nass, Encyclopedia of PVC, Marcel Dekker, Inc., New York and Basel, 1976.
[4] Bộ môn Cao phân tử – Kĩ thuật sản xuất chất dẻo – Đại học Bách Khoa Hà nội – 1970.
[5] G. C Berry, K. Matyjaszecwki. Progress in Polymer Science. O. VOGL, NewYork – 2002.
[6] www.vinachem.com.vn/Xuất bản phẩm/Tạp chí Công nghiệp Hoá Chất/1998/Số 07.
[7] www.vinachem.com.vn/Xuất bản phẩm/Tạp chí Công nghiệp Hoá Chất/2003/Số 10.
[8] www.industry.gov.vn
[9] www.vinachem.com.vn/Xuất bản phẩm/Tạp chí Công nghiệp Hoá Chất/1998/Số 04.
[10] Nguyễn Minh Tân – Kỷ yếu hội thảo – Triển vọng ngành nhựa Việt Nam giải pháp và chính sách. Hà Nội. 14 – 12 – 2001
[11] Herman F. Mark – Ecyclopedia of Polymer Science and Technology. John Wiley & Sons, Inc, NewYork, 1971.
[12] Nguyễn Bin, Đỗ Văn Đài, Lê Nguyễn Đương, Long Thanh Hùng, Đinh Văn Huỳnh, Nguyễn Trọng Khuông, Phan Văn Thơm, Phạm Xuân Toản, Trần Xoa – Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất – tập II. Nhà
xuất bản Khoa học và Kĩ thuật, Hà Nội – 1992.
[13] George Matthews, PVC: Production, Properties and Uses, The Institute of Materials, London, 1996.
[15] http://dc442.4shared.com/doc/XsG7WC49/preview.html [16] Các đồ án dã thực hiện trước đó.