Xác định thời gian cần thiết cho một mẻ phản ứng
Giai đoạn 1
Khi: Uvc 0,72%
Uvc: tốc độ chuyển hoá vinylclorua Phương trình động học của phản ứng: dU vc 0,18 h 1 dt dt =dUvc 0,18 Lấy tích phân 2 vế ta được.
t1 t
Đồ án môn học
Giai đoạn 2
Khi: Uvc 0,72%
Theo bài ta có phương trình cân bằng vật chất của phản ứng:
dCvc K dm.Cvc dt Mặt khác ta có: C vc Trong đó:
0: Khối lượng riêng của vinylclorua tại thời điểm Uvc = 0,72
Cvc0: Nồng độ của VC tại thời điểm Uvc= 0,72
Vi: Hệ số tỷ lượng của cấu tử i trong phản ứng trùng hợp Vi =-1 Ta có 0 const vì nhiệt độ và áp suất của quá trình không đổi. Do đó:
(2) Cvc = Cvc0 Cvc0Uvc C
Lấy đạo hàm theo thời gian ta được :
Thay (3) và (4) ta được: Cvc0 dUvc Kd m.Cvc0 1 Uvc dt dUvc Kd m1 Uvc dt dt =1 . dUvc Kd m 1 Uvc
Láy tích phân 2 vế ta được.
Đồ án môn học
Với phương pháp sản xuất PVC theo phương pháp trùng hợp huyền phù trong nước thì trong thực tế trùng hợp VC độ chuyển hoá thường không quá 0,9
Ta chọn: Uvc = 0,9 = Ui
t 2
=
= 1560(phút) = 26 (h)
Vậy thời gian lưu của hỗn hợp trong thiết bị là:
t3 = t2 + t1 = 4 + 26 = 30 (h)
Thời gian cần thiết cho một thiết bị phản ứng tiến hành xong và có thể tiếp tục phản ứng là:
t= tvs + tnl + tgn + tpư + tth + tr + ts + tdg = 36 (h) Trong đó:
tvs – Thời gian vệ sinh thiết bị giữa các mẻ tnl – Thời gian nạp liệu
tgn – Thời gian gia nhiệt tpư – Thời gian phản ứng (t3) tth – Thời gian thu hồi sản phẩm
tr – Thời gian rửa nhựa
ts – Thời gian sấy
tdg – Thời gian đóng gói sản phẩm
Vậy thời gian cần thiết cho 1 mẻ sản xuất là: 36 (giờ)
Tính năng suất cho một mẻ sản xuất
Với năng suất 150000 tấn/ năm ta chọn 14 thiết bị phản ứng làm việc song song. Số giờ làm việc một năm là: 24 . 330 = 7920 (h)
Số mẻ làm việc một năm là: 7920/36 = 220 mẻ
Vậy năng suất một mẻ phản ứng là:
Đồ án môn học
150000
48,7 (tấn) 220.14
Ta có bảng cân bằng vật chất cho một mẻ phản ứng như sau:
Bảng 3: Cân bằng vật chất cho một mẻphảnứng Nguyên liệu VC POB 96% PVA 95% H3PO4 89% Nước PVC Tổng
Tính chi phí nguyên liệu cho 1 tháng sản xuất
Do 1 năm sản xuất được 220 mẻ nên trung bình 1 tháng sẽ sản xuất được 18,33 mẻ với lượng sản phẩm là 892,86 tấn
Ta có bảng cân bằng vật chất cho 1 tháng sản xuất như sau:
Bảng 4 : Cân bằng vật chất cho 1 tháng sản xuất
Nguyên liệu VC POB 96% PVA 95% Bảng 4: TIẾP H3PO4 89% Nguyễn Văn Lực
Đồ án môn học
Nước PVC Tổng
Bảng 5: Giá nguyên liệu tham khảo trên thị trường (tỉgiá hiện tại 1USD =20.833VND)
Nguyên liệu VC POB 96% PVA 95% H3PO4 89% Nước
Căn cứ vào bảng giá đưa ra ở Bảng 5 ta có thể tính được chi phí nguyên liệu cho 1 tháng sản xuất:
Chi phí sản xuất = 1283,57.750 + 10,7.1700 + 2,03.2 + 5,77.32,23 + 1925,36.2,12 = 985139,3 (USD )