Căn cứ theo đơn phối liệu sử dụng[29]:
VC 99,96% 100 phần khối lượng
Nước 150 phần khối lượng
Keo PVA 95% 0,05 phần khối lượng
Chất khơi mào POB 96% 0,1 phần khối lượng
Chất đệm Na4P2O7.10H2O 95% 0,04 phần khối lượng
A. Công đoạn trùng hợp
1. Tính lượng VC và chất khơi mào:
Do độ ẩm trong nhựa là 0,3%, lượng PVC khô trong 1 tấn sản phẩm: 1000.99,7
997 kg
100 =
Giả thiết rằng hiệu suất quá trình trùng hợp là 98%, do đó hao hụt sản phẩm trong tồn bộ q trình 2% gồm:
Giai đoạn sấy – đóng bao: 0,5%
Giai đoạn ly tâm – rửa nhựa: 1%
Giai đoạn chuẩn bị – lường: 0,5%
Hao hụt của q trình sấy – đóng bao: 0,5%, vậy lượng PVC trước khi
sấy: 997.100,5 1002 kg
100 =
Lượng PVC hao hụt do sấy: 1002 – 997 = 5 kg
Hao hụt của quá trình ly tâm – rửa nhựa là 1%, lượng PVC trước khi ly tâm – rửa nhựa:
1002.101
1012,005 kg
100 =
Lượng PVC hao hụt do quá trình ly tâm – rửa nhựa là: 1012 – 1002 = 10 kg
Coi từ giai đoạn trùng hợp sang giai đoạn ly tâm – rửa nhựa không xảy ra sự mất mát, lượng PVC sau trùng hợp sẽ bằng lượng PVC trước ly tâm – rửa nhựa.
Lượng PVC sau khi trùng hợp là: 1012 kg
+ Tính lượng VC cần dùng:
Thành phần PVC do các tạp chất tham gia sau phản ứng là: 0,04% Lượng VC tham gia vào q trình chuyển hố:
1012.100
1011,600 kg
100,004 =
Lượng VC 99,96% tham gia vào q trình chuyển hố: 1011,600.100
1012,005 kg
99,96 =
Với hiệu suất trùng hợp 85%. Lượng VC ban đầu: 1012,600.100
1190,594 kg
85 =
Lượng VC 99,96% không phản ứng (không tham gia chuyển hố): 1190,594.15
178,589 kg
100 =
Hao hụt do q trình lường 0,5%. Lượng VC thực tế: 1190,594.100,5
1196,547 kg
100 =
Vậy lượng VC tổn hao:
1196,547 – 1190,594 = 5,953 kg
+ Tính lượng chất khởi đầu:
Lượng chất khởi đầu POB 96% cần dùng theo đơn phối liệu là: 1190,594.0,1
1,191 kg
100 =
Với độ nguyên chất 96% thì lượng POB nguyên chất được đưa vào: 1,191.100
1,240 kg
Hao hụt do quá trình lường là 0,5%, vậy lượng POB cần dùng: 1,240.100
1,246 kg
99,5 =
Tổn hao do quá trình lường: 1,246 – 1,240 = 0,006 kg
Hiệu suất của quá trình trùng hợp (độ chuyển hoá) là 85% vậy lượng chất khởi đầu đã tham gia vào q trình chuyển hố:
1,240.85
1,054 kg
100 =
Lượng chất khởi đầu khơng tham gia chuyển hố: 1,240 – 1,054 = 0,186 kg
2. Tính lượng chất ổn định huyền phù PVA:
Lượng chất ổn định bằng 0,05% khối lượng VC: 1190,594.0,05
0,595 kg
100 =
Với độ nguyên chất 95%, lượng PVA được đưa vào: 0,595.100
0,627 kg
95 =
Hao hụt là 0,5%. Lượng PVA 95% cần dùng:
0,627.100
0,630 kg
95 =
Lượng PVA 95% tổn hao: 0,630 – 0,627 = 0,003 kg
3. Tính lượng chất điều chỉnh pH môi trường:
Lượng chất điều chỉnh pH môi trường bằng 0,04% khối lượng VC: 1190,594.0,04
0,476 kg
100 =
Độ nguyên chất 95% thì lượng Na4P2O7.10H2O được đưa vào:
Hao hụt của quá trình lường là 0,5%. Lượng Na4P2O7.10H2O 95% cần dùng:
0,501.100
0,504 kg
99,5 =
Lượng Na4P2O7.10H2O 95% tổn hao do quá trình lường: 0,504 – 0,501 = 0,003 kg
4. Tính lượng nước cất đã phản ứng:
Lượng nước cất đã dùng để phản ứng theo tỷ lệ: VC/H2O = 1/1,5 Vậy lượng nước cất cần dùng là:
1190,594.1,5 = 1785,891 kg
Hao hụt trong chuẩn bị và lường 0,5%. Lượng nước cất đã dùng là: 1785,891.99,5
1794,866 kg
100 =
Lượng nước tổn hao:
1794,866 – 1785,891 = 8,974 kg Lượng nước này bao gồm:
- Nước cho trực tiếp vào nồi trùng hợp
- Nước pha dung dịch chất khởi đầu
- Nước pha dung dịch chất ổn định huyền phù
Lượng nước pha chất khởi đầu để tạo dung dịch chất khởi đầu 30%: 1,264.70
2,908 kg
30 =
Lượng nước pha chất ổn định huyền phù để tạo dung dịch 5%: 0,630.95
11,966 kg
5 =
Lượng nước cất cho trực tiếp vào nồi là:
1794,866 – (2,908 + 11,966) = 1779,991 kg
Từ các số liệu đã tính tốn ở trên ta lập bảng cân bằng vật chất cho 1 tấn sản phẩm:
Bảng 1: Cân bằng vật chất cho 1 tấn sản phẩm trong công đoạn trùng hợp(kg):
Tên nguyên liệu Lượng vào Lượng ra Tổn hao
VC 99,96% 1196,547 178,589 5,953 POB 96% 1,246 1,240 0,006 PVA 95% 0,630 0,627 0,003 Na4P2O7.10H2O 95% 0,504 0,501 0,003 Nước cất 1794,866 1785,891 8,974 PVC 0,000 1012,005 0,000 Tổng 2993,793 2978,853 14,939
B. Công đoạn ly tâm – rửa nhựa
Nhựa sau khi trùng hợp được đưa qua các bộ phận tách bọt và tách VC,
qua các bộ phận này coi như khơng có tổn hao. Sau đó huyền phù được đưa vào máy ly tâm.
Lượng huyền phù vào máy ly tâm là: 2978,853 – 178,589 = 2800,264 kg
Tiến hành rửa hỗn hợp bằng nước nóng 60 – 70 °C ly tâm thật sạch cho
đến khi phản ứng trung hoà. Rửa 5 lần, mỗi lần 200 l/400 kg hỗn hợp.
Lượng nước cần dùng cho một lần rửa: 2800,264.200
1400,132 kg
400 =
Lượng nước cần dùng dể rửa hỗn hợp tương ứng với 1 tấn sản phẩm: 1400,132.5 = 7000,600 kg
Sau ly tâm – rửa nhựa độ ẩm của sản phẩm còn 20%, lượng nước còn lại trong nhựa sau khi ly tâm – rửa nhựa là:
1002.20
200,397 kg
Bảng 2: Cân bằng vật chất cho 1 tấn sản phẩm trong công đoạn ly tâm – rửa nhựa (kg):
Tên nguyên liệu Lượng vào Lượng ra Tổn hao
Nước cất 1785,891 200,397 1585,494
Nước rửa nhựa 7000,660 0,000 7000,660
PVC 1012,005 1001,985 10,020
Tổng 9798,557 1202,382 8596,175