3: Quá trình sản xuất polystyrene từ styrene
3.3.4: Trùng hợp nhũ tương
Thành phần dung dịch:
• Styren 30-60% so với nước.
• Chất khởi đầu pesunphat kali.
• Môi trường phân tán là nước.
• Chất nhũ hoá 1-5 % so với khối lượng monomer.
• Muối đệm ổn định pH.
Đặc điểm:
• Khối lượng phân tử phân bố không đều.
• Tốc độ phản ứng nhanh hơn trong môi trường đồng thể và dung môi,dễ dàng kiểm tra và điều chỉnh.
• Mặc dù tốc độ trùng hợp khá nhanh nhưng Polystyren nhận được có trọng lượng phân tử (100000-200000) dễ dàng gia công theo phương pháp đúc ép dưới áp suất.
• Sản phẩm chứa hàm lượng monome nhỏ và sản phẩm ở dạng bột thuận lợi cán hay đóng bánh.
• Trong những trường hợp cần tách nhũ tương thì tách polyme bằng cách thêm chất điện giải,lọc,rửa rồi sấy khô.
Từ những đặt điển nêu trên trong bài tiểu luận này ta sẽ chọn phương pháp trùng hợp huyền phù.
Hình 11: Sơ đồ công nghệ trùng hợp huyền phù
Styren sạch ở thùng chứa nhờ bơm ly tâm đưa lên thùng lường, nước theo ống dẫn vào thùng lường. Peroxit benzoin nhờ thiết bị hút chân không đưa thẳng vào thiết bị phản ứng. Polyvinyl ankol ở thùng chứa nhờ bơm ly tâm đưa vào thùng lường. Để tiến hành phản ứng, đầu tiên các nguyên liệu từ thùng lường được nạp vào thiết bị phản ứng trong khoảng thời gian 15 phút. Trong quá trình phản ứng thường sử dụng cánh khuấy loại khung bản để khuấy trộn hỗn hợp. Quá trình trùng hợp tiến hành trong 6 giờ nhiệt độ phản ứng khoảng 70 – 85 0C. Thiết bị ngưng tụ dùng để ngưng tụ các chất bay hơi trong quá trình phản ứng như nước, chất ổn định huyền phù... Khi hàm lượng styren còn khoảng 0.3% thì kết thúc trùng hợp.
Hỗn hợp sản phẩm sau khi trùng hợp được đưa vào thiết bị rửa số, tại đây diễn ra quá trình rửa sản phẩm bằng nước, khuấy mạnh để làm tan chất nhũ hoá và các chất xúc tác còn lại trong sản phẩm để sản phẩm được tinh khiết. Sau khi rửa, sản phẩm được chuyển vào thiết bị ly tâm, thiết bị này có tác dụng sấy sơ bộ sản phẩm, nhờ thiết bị hút chân không sản phẩm lại được tiếp tục đưa sang thiết bị sấy phun. Sản phẩm được đưa vào thiết bị từ trên xuống dưới dạng tia nhờ thiết bị phun khí động, khí nóng được thổi từ dưới lên và sấy cho đến khi độ ẩm trong sản phẩm không quá 5%. Sau khi sấy tiếp tục đưa sản phẩm vào máy để tạo hạt. Sản phẩm được vận chuyển bằng thiết bị sấy băng tải sau khi đạt độ khô cần thiết đưa qua cân đồng hồ sang bộ phận đóng bao sau đó nhập kho kết thúc dây chuyền sản xuất.
KẾT LUẬN
Qua một thời gian làm việc khá nghiêm túc cùng với sự giúp đỡ nhiệt tình của cô Nguyễn Hồng Liên, em đã hoàn thành tiểu luận.
Trong tiểu luận này em đã đưa ra các phương pháp sản xuất polystyren. Các số liệu về các tính chất vật lý và hóa học của các chất đã dung trong quá trình.
Phương pháp trùng hợp Polystyren theo phương pháp nhũ tương gián đoạn là phương án tối ưu nhất để sản xuất loại polymer này.
Do kiến thức có hạn nên tiểu luận của em không tránh khỏi những thiếu xót . Em mong các cô và các bạn sẽ thông cảm.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1: Công nghệ tổng hợp hữu cơ hóa dầu – Phạm Thanh Huyền, Nguyễn Hồng Liên
2: http://www.wikipedia.org/
3: http://www.uop.com/
4: http://www.freepatentsonline.com/
5: Polyme science an Teachnology, Joel R.Fried, NewYork Prenti-ce Hall, 1995, American.
MỤC LỤC
Mở đầu……….………...……...1
CHƯƠNG 1: Giới thiệu về polystyrene………...………...3
1: Tính chất vật lý……….3
2: Tính chất hóa học……….4
3: Ứng dụng………..4
4: Tình hình sản suất ………5
CHƯƠNG 2: Các phương pháp sản xuất……….7
1: Quá trình sản xuất Etylbenzen từ Benzen……….7
1.1: Tính chất vật lý của nguyên liệu……….7
1.1.1: Tính chất vật lý của benzene……….7
1.1.2: Tính chất vật lý của Ethylen……….8
1.2: Tính chất hóa học của nguyên liệu……….9
1.2.1: Tính chất hóa học của Benzen………..9
1.2.2: Tính chất hóa học của ethylene………...10
1.2: Hóa học của quá trình………...10
1.3: Các phương pháp sản xuất etylbenzen từ benzene………...11
1.3.1: Alkyl hóa trong pha lỏng sử dụng xúc tác AlCl3………11
1.3.2: Alkyl hóa trong pha lỏng sử dụng xúc tác zeolite………..13
1.3.4: Alkyl hóa trong hỗn hợp pha lỏng và hơi sử dụng xúc tác zeolite………….17
1.3.5: Tách từ hỗn hợp C8……….18
1.4: Các phản ứng của quá trình alkyl hóa trong pha lỏng sử dụng xúc tác zeolite…19 1.5: Thuyết minh dây chuyền sản xuất etylbenzen từ benzen ……...20
2: Quá trình dehydro hóa sản xuất Styren từ Etylbenzen………...21
2.1: Tính chất của nguyên liệu……….22
2.1.1: Tính chất vật lý của etylbenzen………..22
2.1.2: Tính chất hóa học của etylbenzen………...23
2.2: Các phản ứng xẩy ra trong quá trình………24
2.3: Các phương pháp sản xuất styrene từ etylbenzen……….24
2.3.1: Công nghệ dehydro hóa của Lummus UOP………...26
2.3.2: Công nghệ dehydro hóa của Fina/Badger ( Mỹ)……….29
2.3.3: Công nghệ dehydro hóa của BASF……….30
2.4: Thuyết mình sơ đồ công nghệ Smart Lummus/UOP………31
3: Quá trình sản xuất polystyrene từ styrene………..34
3.1: Tính chất của nguyên liệu……….35
3.1.1: Tính chất vật lý của styrene………35
3.1.2: Tính chất hóa học của styrene……….36
3.2: Đặc điểm của quá trình trùng hợp……….37
3.3.1: Trùng hợp khối………...41
3.3.2: Trựng hợp dung dịch………..41
3.3.3: Trùng hợp huyền phù………...42
3.3.4: Trùng hợp nhũ tương………..…..43
3.4: Thuyết minh sơ đồ công nghệ trùng hợp huyền phù………...……44
KẾT LUẬN………46