Ảnh hưởng của nhiệt độ
- Nhiệt độ thấp sẽ khơng có lợi cho phản ứng vì nhiệt độ thấp thì tạo gốc tự do sẽ ít, tốc độ phản ứng sẽ chậm.
- Nhiệt độ cao sẽ cung cấp năng lượng cho phản ứng khơi mào làm tốc độ phản ứng khơi mào tăng tạo ra nhiều gốc tự do linh động, phản ứng xảy ra dể hơn. Trong quá trình phản ứng polyme diễn ra, độ nhớt của hệ tăng dần và tăng lên rất
nhanh và nhiệt độ tăng cao hơn nữa thì chỉ làm giảm độ nhớt của hệ chứ không thúc đẩy phản ứng. Nếu nhiệt độ quá cao sẽ thúc đẩy quá trình phân huỷ polyme, làm gẫy mạch của polyme, xuất hiện các liên kết đôi làm mạch của polyme dễ bị oxi hoá ảnh hưởng đến màu sắc của PVC và phân hủy polymer.
- Thời gian phản ứng kết thúc phản ứng là 300 phút, để kết thúc phản ứng tổng hợp là tăng nhiệt độ cuối của nhiệt độ vỏ bọc bên ngoài lên trên nhiệt độ phản ứng để tăng độ linh động và tái hợp gốc để dập tắt gốc tự do hoặc hạ nhiệt độ phản ứng. Dấu hiệu nhận biết điểm dừng phản ứng là áp suất giảm vì nồng độ monomer (tồn tại thể khí) giảm.
- Ngồi ra nhiệt độ cịn ảnh hưởng đến khối lượng phân tử. Nếu ở nhiệt độ thấp polymer có KLPT cao thì có độ bền cao nhưng lại rất cứng nên rất khó gia cơng tạo sản phẩm. Cịn nếu nhỏ q thì khơng đủ các tính chất cơ lí…
Do đó khoảng nhiệt độ 58-59 o
C là thích hợp
Nhiệtđộ
Đồ thị:Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khối lượng phân tử
Ảnh hưởng của oxi và tạp chất
-Tuỳ thuộc vào bản chất monome và điều kiện trùng hợp oxi có thể làm dễ dàng hoặc khó khăn cho q trình trùng hợp. Oxi tác dụng với monome tạo ra peroxit hoặc hydroperoxit. Peroxit này phân huỷ gốc tự do. Nếu gốc này ít hoạt tính thì oxi
có tác dụng hãm q trình trùng hợp. Nếu gốc này hoạt động thì oxi sẽ làm tăng vận tốc trùng hợp
CH2 = CH + O2 CH2 – CH – Cl | | | Cl O O
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 mơi trường khí trơ. Sau mỗi mẻ, tháp phản ứng được làm sạch để chuẩn bị cho mẻ tiếp theo. Người ta vệ sinh tháp bằng nước loại khống để tẩy sạch các cặn bẩn cịn sót lại. Cặn bẩn này sẽ làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.
Thứ tự nạp liệu
Đầu tiên cần tráng một lớp phủ RCS bằng cách phun sương để hạt PVC không dính trên thành thiết bị tránh gây hiện tượng quá nhiệt cục bộ, oxi hóa nhiệt tạo gel hóa. Tiếp theo nước được nạp vào với một lượng nhất định, nước phải được khử khoáng (loại Na+, K+), để tránh quá trình thủy phân với poly ancol. Rồi tiếp là chất
AD-5, có mặt của nước AD-5 sẽ mất hidro linh động, nên mất khả năng phản ứng, để ổn định nhiệt phải thực hiện khuấy trộn, sau đó cho các tác nhân vào tạo dung dịch lỏng-nhớt có chất ổn định, rồi bổ sung thêm một lượng nước để tránh hiện tượng co thể tích. Sau đó cho VMC, xúc tác khuấy trộn phân tán để tạo hệ lỏng- lỏng không nỗi lên trên. Nếu ta cho các chất vào cùng một lúc thì khơng được vì thiết bị phản ứng là chịu ở áp lực cao nếu có nhiều lỗ trên nắp dẫn vật liệu vào thì khơng đảm bảo về áp lực cho thiết bị nên chỉ làm một ống dẫn. Đi vào đường ống sẽ có hiện tượng dính lại trên đường ống nên cần cho nước vào từng giai đoạn để rửa nếu không sẽ xuất hiện các phản ứng không mong muốn, cần hạn chế.
Ảnh hưởng các yếu tố khác.
-Tính chất của PVC được quyết định bởi giai đoạn polyme hố. Kích thước, độ xốp của hạt được quyết định bởi loại và nồng độ tác nhân tạo huyền phù (chất bảo vệ hạt keo) cũng như cơ chế khuấy của lò phản ứng. Khi tốc độ cánh khuấy tăng lên, kích thước của hạt PVC đầu tiên sẽ giảm xuống trước khi tăng trở lại. Việc thay đổi chất khơi mào có thể làm thay đổi kích thước và cấu trúc của hạt. Nồng độ của chất khơi mào quá lớn sẽ làm cho mạch của polyme trở nên ngắn hơn.
-Các q trình polyme hố mong muốn thường sử dụng nước loại khoáng phải thỏa mãn yêu cầu về độ dẫn điện và pH, có hoặc khơng dùng dung dịch đệm. Độ sạch của monome và nước là yếu tố quan trọng để sản phẩm PVC tránh được những khuyết tật về mặt cấu trúc.
-Các điều kiện tiến hành polyme hoá sẽ ảnh hưởng đến màu sắc và độ bền nhiệt của PVC. Các điều kiện này cần phải được đảm bảo để các khuyết tật không xảy ra trong mạch polyme đang phát triển, hoặc polyme khơng bị q nhiệt trong q trình phân tách hay làm khô. Việc này không phải luôn ln dễ thực hiện, vì vậy một lượng tác nhân trung hồ và chống oxi hố được thêm vào để giảm mức độ phân huỷ.
-Việc chọn lọc các chất phụ gia một cách cẩn thận là cực kì quan trọng. Việc lẫn tạp chất đặc biệt là tạp chất ion sẽ làm giảm tính cách điện của PVC hạn chế các ứng dụng của PVC trong lĩnh vực cáp cách điện. Khi PVC được ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm, các phụ gia cần phải được chứng nhận khơng độc hại bởi các tổ chức có thẩm quyền.
MỤC LỤC
PHẦN MỘT: MỞ ĐẦU…………………………………………...……………..1
I. Lịch sử hình thành……………………………………………………………….1
II. Quá trình phát triển của nhựa PVC và các dự án phát triển tại Việt Nam……..2
1. Quá trình phát triển của nhựa PVC………………………………………2
Trên thế giới……………………………………………………..………….3
Tại Việt Nam……………………………………………………………….3
2. Các dự án phát triển tại Việt Nam……………………………………….4
PHẦN HAI: LÝ THUYẾT CHUNG………………………………..…….……..5
CHƯƠNG 1. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO, TÍNH CHẤT VÀ ỨNG DỤNG PVC………..……………………………………………………………...………..5
I. Đặc điểm cấu tạo…………………………………….. ………..………………..5
II.Tính chất của PVC….………………..………………..………………………...6
1.Tính chất vật lý…………………………….………………………........7
2.Tính chất hố lí……….………………………………………….....……12
3. Ứng dụng……………………………………………..………….……...14
III/ Q trình cơng nghệ sản xuất PVC………………………....………………...18
1.Nguyên liệu……………………...……………………………………….18 a.Vinyl clorua…………………………………………………..……18 b.Chất khởi đầu……………………………………………………...21 c.Nướcmềm..………………………………………………………...22 d.Dung dịch đệm……………………………………….……………22 e.Chất ổn định………………………………..………………..…….23
f.Chất ổn định huyền phù………………………….……………......23
h.Chất dập tắt phản ứng………………………….………………….24
i.Chất chống đơng………………..………………………………..24
2.Cơ sở hóa học của q trình trùng hợp PVC……………….………………25
3.Các phương pháp sản xuất PVC.……………………………………………….28
a.Trùng hợp khối…………………………… ……………………...29
b.Trùng hợp dung dịch……………………………..…………..…..29
c.Trùng hợp nhũ tương…………………….……………….…….30
d.Trùng hợp huyền phù…………………………………………..31
CHƯƠNG 3: DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT PVC BẰNG PHƯƠNG PHÁP HUYỀN PHÙ…………………………………………………………………..33
3.1. Thuyết minh dây chuyền…………..……………………………………....33
3.2. Sơ đồ khối……………………..…………………………………..……...35
3.3.Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình……………………………………...36
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tổng hợp PVC
Kỹ thuật sản suất chất dẻo_ Phan Thế Anh
Hóa cao phân tử_Đồn Thị Thu Loan
PVC Handbook_Chalrles E.Wilkes, Charles A. Daniels, James W. Summers
Trang Web PVC.ORG
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
KHOA HỐ ---------------*****-------------- ----------------
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN CƠNG NGHỆ 2
Họ và tên sinh viên : Ung Văn Hoàng
Lớp : 10H4
1. Tên đề tài :
Thiết kế dây chuyền công nghệ sản xuất PVC huyền phù
2. Các số liệu ban đầu:
- Năng suất: 40 000 tấn/năm - Hiệu suất phản ứng: 86% - Độ ẩm sản phẩm : 0,3% - Các tổn thất : + Giai đoạn tổng hợp: 0.3% + Xử lý tách VCM : 0.2% + Ly tâm: 0.4% + Sấy: 0.3% + Sàng, đóng gói: 0.4%
+ Chuẩn bị nguyên liệu: VCM (0.2%); nguyên liệu khác (0.1%) 3. Nội dung đồ án: Phần 1: Lý thuyết tổng quan Nguyên liệu Lý thuyết tổng hợp Tính chất của sản phẩm Ứng dụng
Dây chuyền và thuyết minh dây chuyền cơng nghệ
Phần 2: Tính tốn kỹ thuật
Tính cân bằng vật chất
4. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 12/02/2014
5. Ngày hoàn thành đồ án : 25/05/2014