2. Cat D– Hidro peroxit (H2O2)
2.7. Trọng tâm hoạt động
Nạp phù hợp và chính xác là yếu tố quan trọng.Nếu dưới mức yêu cầu sẽ làm chậm phản ứng.Tránh sự phân huỷ của Cat D cần phải thực hiện các yêu cầu sau:Nồng độ thấp dẫn đến việc nạp dưới mức yêu cầu.Kiểm tra nồng độ đều đặn và khảo sát nếu nó giảm.Đưa ra các biện pháp khắc phục sự ăn mòn thiết bị mới.Tránh pha loãng Cat D trong V116 và V126.Sự rò rỉ: Làm sạch ống xả bằng lượng nước lớn
3. Cat E – Natri hidroxit (NaOH) 3.1. Vài nét về Cat E
Chất xúc tác Cat. E là chất khơi mào trong phản ứng polyme hoá PVC.Định lượng lượng PH cần điều khiển.Tên hoá học Natri hydroxit (NaOH).Cat E tồn tại ở dạng dung dịch động, sạch.Cat E là một dung dịch có tính kiềm.Đối với sức khoẻ con người. Cat E có thể phá huỷ tế bào bao gồm da, mắt, miệng, phổi.Khi tiếp xúc với Cat E cần dung kính bảo vệ, găng tay. Bảo quản Cat E nơi khô ráo, thoáng mát.
3.2. Chức năng
Pha loãng Cat E để được nồng độ theo yêu cầu.Lưu trữ Cat E.Đưa vào một lượng theo yêu cầu đến nước nạp lò phản ứng.Đưa vào một lượng theo yêu cầu để tạo huyền phù.
Đưa vào một lượng theo yêu cầu vào hệ thống máy nén.Đưa vào một lượng theo yêu cầu để phá huỷ Cat C.
3.3. Quá trình pha loãng Cat E
Dùng hệ thống DCS đưa nước công nghiệp đi qua hệ thống đo FIQA-21-12, qua van XV-17-02 vào T117 trước, sau đó dung dịch kiềm trong T2602 được P2603A/B bơm qua thiết bị đo lưu lượng FIQ-17-18, qua van VX-17-19 đến T117. Máy khuấy T117 phải được khởi động trước khi pha loãng Cat E.Hỗn hợp được khuấy trộn trong T117, sau khi trộn lấy mẫu đem đi kiểm tra nồng độ. Nếu đạt yêu cầu thì được P117A/B bơm tới thiết bị đo, hiển thị, tính toán lưu lượng (FIQ-17-28) trong suốt quá trình pha loãng.
Hỗn hợp cũng được kiểm tra áp suất và lưu lượng tại bộ điều khiển PICA-17-09 và FIQA-17-07 trước khi nạp đi.Nếu áp suất và lưu lượng chưa đạt yêu cầu thì dòng hỗn hợp sẽ quay trở lại T117.
Nhóm 2 – L c Hóa D u K52 Page 38
3.4. Quá trình nạp Cat E
Hỗn hợp từ T117 đi qua bơm P117A/B, được đo lưu lượng tại FIQ17-28. Sau đó được đo và kiểm tra áp suất tại PICA17-09, kiểm tra lưu lượng tại FIQA17-07.Hỗn hợp đạt yêu cầu, van XV21-20 tự động mở đưa Cat E đến nước tải lò phản ứng.Hệ thống DCS mở van XV17-21, van tay mở đưa Cat E tới T112 hoặc bình chứa Cat C để phân huỷ Cat C. Khi cần thêm Cat E ta sử dụng nút PB-11-02. Nếu hỗn hợp không đạt thì quay trở lại bình T117.
Một máy bơm chạy liên tục, còn một bơm dự phòng tự động khởi động khi có sự cố.
Hình 19:Quá trình nạp xúc tác E
3.5. Quá trình định lượng Cat E
Cat E được định lượng trong quá trình để điều chỉnh độ pHvà loại bỏ CO2. Hỗn hợp từ T117 qua bơm P117A/B, được kiểm tra lưu lượng tại FIQ17-28. Nếu đạt yêu cầu thì hỗn hợp sẽ đi theo 4 hướng:
Van XV3n-83 tự động mở dẫn dòng đến lò phản ứng.
Qua van XV41-20 tới hỗn hợp VC ở áp suất cao.
Qua van XV42-36 tới hỗn hợp VC ở áp suất thấp.
Nhóm 2 – L c Hóa D u K52 Page 39 Hỗn hợp tiếp tục được kiểm tra áp suất và lưu lượng tai PICA-17-09 và FIQA-17-07. Nếu đạt yêu cầu, van tự động mở (dẫn dòng đi) dòng được cung cấp cho quá trình nạp.Khi không đạt yêu cầu thì hỗn hợp quay trở lại T117.
3.6. Trọng tâm hoạt động
Nạp phù hợp và chính xác là yếu tố quan trọng. Sự sai lệch là nguyên nhân gây ra tốc độ phản ứng chậm.Kiểm nồng độ trong T117.Định lượng một lượng ít hơn giới hạn.CO2 là nguyên nhân làm chậm phản ứng nếu không loại bỏ nó.Độ pH của huyền phù thấp có thể làm tăng khả năng ăn mòn.
Sự rò rỉ: làm sạch các đường ống với một lượng nước lớn.Sự rò rỉ lớn sẽ ảnh hưởng tới độ pH của nước thải.
4.Tác nhân tạo hạt
o Gran A
o Gran B
4.1. Gran A
GRAN A là nhân tố tạo hạt cơ sở, chức năng chính của nó là điều chỉnh kích thước hạt.Nó sẽ điều khiển kích thước hạt trung bình (MGS) và kích thước hạt trương phồng(GSS).GRAN A là một chất cao phân tử được phân huỷ từ Poly axetat (Mức độ phân huỷ ~ 80%).Sự phối hợp giữa tốc độ khuấy trộn và hàm lượng GRAN A được sủ dụng để điểu chỉnh kích thước hạt.GRAN A phải không tạo bọt. Khuynh hướng tạo bọt có thể là nguyên nhân gây mất nhiệt của bình ngưng.
4.1.1. Vài nét về chất tạo hạt A
Tên gọi: Poly vinyl ancol (PA4).Là chất tạo huyền phù hoặc tạo hạt cho quá trình polyme hoá PVC. Nó quyết định kích thước của PVC.Chất tạo hạt A tồn tại ở dạng bột trắng.Là chất có độc tính hoá học thấp.Đối với sức khoẻ con người: Nó không gây ảnh hưởng nhiều đến sức khoẻ con người, chỉ ảnh hưởng đến phổi.Trong khi tiếp xúc nên dùng kính bảo hộ và găng tay.Chất tạo hạt A được bảo quản trong bình chứa hoặc bao khô. Để nơi khô ráo thoáng mát.Nếu bị rò rỉ cần rửa với lượng nước lớn.
Nhóm 2 – L c Hóa D u K52 Page 40
4.1.2. Chức năng
Hỗn hợp bột chất tạo hạt A và nước cho ra một dung dịch 4% (khi hoà tan chất tạo hạt A vào trong nước thì chỉ được nồng độ của chất tạo hạt A là 4%).Nạp dung dịch chất tạo hạt A đến các lò phản ứng.Cần phải điều chỉnh nồng độ và lượng thêm vào tới lò phản ứng trong khi nạp.Nếu không đủ chất tạo hạt A thì kích thước của PVC lớn, gây tắc đường ống.Nếu quá nhiều chất tạo hạt A thì kích thước của PVC bé, không đảm bảo chất lượng.Ngoài ra chất tạo hạt A được sử dụng để điều khiển bọt khí sau cùng trong phản ứng.Sự tạo bọt trong bình ngưng làm giảm khả năng loại bỏ nhiệt.Ở giai đoạn này của phản ứng, chất tạo hạt A không ảnh hưởng đến kích thước của PVC.Được phun theo thứ tự nhờ hệ thống điều khiển trong suốt mẻ hoặc theo yêu cầu tại phòng điều khiển.
4.1.3. Mô tả hệ thống chất tạo hạt A.
Hình 20:Quá trình trộn Chất tạo hạt A
Gran A đựng trong bao 20 kg. Mỗi lần trộn sử dụng 40 bao. Gran A là chất dễ vón cục nên cần đưa nước vào cùng.Hệ thống DCS bắt đầu nạp nước khi ta sử dụng nút PB14-03. Nước vào đường ống được đo và kiểm tra nhờ bộ FIQA14-01. Nếu đạt yêu cầu thì van XV14-02 tự động mở. Quá trình nạp nước tiến hành trong thời gian 60 phút. Khi lượng nước đưa vào đã đạt yêu cầu thì van XV14-02 tự động đóng lại. Đảm bảo máy khuấy M103 hoạt động trước khi quá trình bắt đầu.Chuyển một ít dung dịch trong T103 tới T104 trước khi bắt đầu.Khi tất cả bột đã được đưa vào phễu T111, cần bịt T111 để tránh tiếp xúc với không khí.
Hỗn hợp ở T111 được máy phun J101 phun vào khoang chứa T103. Tại đây hỗn hợp được trộn trong thời gian 6 giờ tính từ khi lượng cuối cùng được thêm vào. Sau đó lấy mẫu đi kiểm tra. Nếu đạt yêu cầu, có thể chuyển hỗn hợp qua khoang chứa T104 khi cần
Nhóm 2 – L c Hóa D u K52 Page 41 thiết. Khi lượng đưa vào đã đạt yêu cầu, hệ thống DCS sẽ dừng việc cung cấp nước.Khoang chứa T103 có vỏ bọc nước làm lạnh để giữ nhiệt độ của Gran A nhỏ hơn 35
o
C, để tránh sự sinh ra vi khuẩn.
4.1.4. Sơ đồ vận chuyển Gran A
Khi mẫu kiểm tra đạt yêu cầu thì van XV-14-43 tự động mở, hỗn hợp được bơm P105A đưa đến T104, XV-14-09 mở. Trong T104 hỗn hợp được khuấy trộn.
Quá trình vận chuyển sẽ bị gián đoạn bởi hệ thống điều khiển DCS nếu có yêu cầu phun Gran A tới lò phản ứng.Hệ thống điều khiển DCS có thể tự động điều chỉnh sự hoạt động của các bơm.
4.1.5. Quá trình nạp Gran A
Hình 21:Quá trình nạp chất tạo hạt A
Hỗn hợp sau khi được trộn tại T104, được máy bơm P105B dẫn tới bình lọc S101, sau đó được kiểm tra áp suất. Nếu áp suất của hỗn hợp nhỏ hơn áp suất lò phản ứng thì bộ đo và điều khiển PICA-14-20 sẽ phát tín hiệu mở van cho dòng hỗn hợp chảy về T104. Quá trình tuần hoàn này để đảm bảo PGran A > Plò phản ứng.Khi áp suất đã đạt yêu cầu, trước khi tới lò phản ứng cần kiểm tra lưu lượng của dòng chảy tại FIQA-14-22. Nếu dòng chảy chậm cần kiểm tra lại bình lọc. Nếu đạt yêu cầu thì các van tự động mở đưa dòng hỗn hợp tới lò phản ứng.Quá trình nạp hoặc phun là như nhau trong khi phản ứng.
Nhóm 2 – L c Hóa D u K52 Page 42
4.1.6. Trọng tâm hoạt động
Đưa bột từ các bao vào phễu T111 một cách từ từ và cẩn thận, không làm tràn phễu T111, tránh tắc nghẽn bên trong phễu.Tránh làm rơi các vật nhỏ của túi đựng Gran A hoặc các vật liệu khác từ bên ngoài rơi vào vì đây sẽ là nguyên nhân gây tắc bình lọc.Tránh sự xâm nhập của không khí trong quá trình điều chế để ngăn ngừa tạo bọt bằng cách sử dụng nút trong T111 sau khi đưa lượng bột cuối cùng vào.Quá trình trộn cần thực hiện đủ thời gian. Quá trình này được thực hiện trong khoảng thời gian 10 – 12 giờ bao gồm cả thời gian kiểm tra mẫu.Đảm bảo đúng nồng độ vì kích thước hạt PVC phụ thuộc vào lượng Gran A cho vào.
4.1.7. Quá trình nạp
Cần phải điều chỉnh lượng nạp vào tại mẻ đầu tiên.
Nếu lượng nạp không đủ sẽ dẫn đến kích thước PVC lớn gây tắc nghẽn đường ống.Nếu lượng nạp quá nhiều sẽ dẫn đến kích thước PVC bé, không đạt yêu cầu về phẩm chất.Kiểm tra bình lọc S101 theo tiêu chuẩn cơ bảnDòng chảy chậm chứng tỏ bình lọc bị tắc và đây có thể là nguyên nhân mẻ bị hỏng.
4.1.8. Điểm chung
Cần kiểm tra nhiệt độ của khoang chứa.Nếu nhiệt độ trong khoang chứa T103 hoặc T104 lớn hơn 35 oC thì vi khuẩn có thể được sinh ra trong Gran A.Lượng rò rỉ cần được làm sạch bằng ống xả với nước.Nếu lượng rò rỉ hoặc ống dẫn vào bình lớn sẽ là nguyên nhân dòng chảy có độ nhiễm bẩn cao.
Nhóm 2 – L c Hóa D u K52 Page 43
4.2. GRAN B
GRAN B – Tác nhân tạo hạt thứ 2 - chức năng chính của chúng là tăng độ xốp trong PVC để giúp cho việc giải phóng tối đa các VCM dư và hấp thụ đồng nhất các chất phụ gia được thiết lập tiếp theo (chất ổn định, chất dẻo, chất độn,…)
GRAN B là một chất thấp phân tử, được thủy phân từ Poly axetat (mức độ thủy phân ~ 57%)
4.2.1. Giới thiệu về Gran B
Gran B là copolymer vinyl alcol – vinyl axetat trong nước với một ít CH3OH. Có kí hiệu SA4b.là chất tạo huyền phù hoặc tạo hạt cho quá trình polyme hóa PVC.Nó có dạng chất lỏng nhớt, màu vàng.Là một chất không bắt cháy nhưng metanol dễ cháy.Đối với sức khỏe con người: Độc tính của Gran B thấp, nhưng metanol rất độc nếu hít hoặc nuốt phải.Cần sử dụng kính bảo hộ và găng tay khi tiếp xúc với Gran B.Gran B được bảo quản trong thùng chứa cách xa nguồn cháy. Đảm bảo sự thông hơi tốt trong bình chứa.Khi bị rò rỉ cần rửa với lượng nước lớn.
4.2.2. Chức năng của hệ thống
Vận chuyển và lưu trữ dung dịch Gran B.Đưa dung dich Gran B đến các lò phản ứng.Gran B được dùng để kiểm soát chất lượng sản phẩm PVC.Làm việc cùng với chất tạo hạt A và có cùng tốc độ khuấy trong lò phản ứng.Điều chỉnh lượng phải thêm vào lò phản ứng trong suốt quá trình nạp.Nếu không đủ lượng Gran B sẽ dẫn đến độ xốp của PVC thấp.Nếu lượng Gran B quá nhiều sẽ dẫn đến độ xốp của PVC cao (tỷ trọng biểu kiến thấp).
4.2.3. Mô tả sơ đồ hệ thống Gran B
Gran B được đưa vào thùng 200 lít, chiếm 36% dung dịch.Bơm P109 đưa Gran B vào T106, tại đây nó được kiểm tra nhiệt độ, mức.Hỗn hợp được bơm P108A đưa đến bộ phận
đo và kiểm tra áp suất PICA-16-03:Nếu đã đạt yêu cầu thì hỗn hợp tiếp tục qua bộ phận
đo và kiểm tra lưu lượng FIQA-16-05, lưu lượng tại đây sẽ điều chỉnh mức độ mở van để điều khiển dòng đi đến nước nạp lò phản ứng.Nếu áp suất chưa đạt yêu cầu thì dòng hỗn hợp sẽ quay lại T106.Khi nạp Gran B theo yêu cầu, DCS khởi động hệ thống tuần hoàn.
Nhóm 2 – L c Hóa D u K52 Page 44
Hình 23:Hệ thống chất tạo hạt B
Gran B được đưa vào để làm nóng dòng nước công nghiệp. Gran B được phun vào trong nước qua vòi phun đặc biệt.
Bơm trong hệ thống hoạt động cộng hưởng vì Gran B có độ nhớt cao. Bộ điều khiển DCS có thể tự động điều chỉnh bơm khi gặp sự cố.
4.2.4 Trọng tâm hoạt động
Gran B rất nhớt (~ 1500 cp).Khó có thể thông khí hoàn toàn.Cần bơm dung dịch từ điểm thoát hơi cao sau khi bảo quản.Việc điều chỉnh chất thêm vào quyết định đến chất
lượng polymer. Nếu không đủ Gran B thì PVC có độ xốp thấp.Nếu Gran B quá nhiều thì
PVC có độ xốp cao, tỷ trọng biểu kiến thấp.Sự rò rỉ được rửa sạch ống dẫn với nước. Nhưng sự rò rỉ hoặc ống dẫn vào bình lớn sẽ là nguyên nhân dòng chảy có độ nhiễm bẩn cao.
Nhóm 2 – L c Hóa D u K52 Page 45
KẾT LUẬN
Trong khoảng thời gian không dài, với sự tham gia nhiệt tình của các thành viên trong nhóm và tham khảo một số tài liệu từ nhiều nguồn ,chúng em đã hoàn thành đề tài với một số kết quả sau:
Tìm hiểu được các phương pháp tổng hợp VCM Tìm hiểu được các phương pháp trùng hợp PVC
Chi tiết công nghệ xúc tác của trùng hợp PVC huyền phù
Cơ bản nắm được sơ đồ công nghệ sản xuất PVC bằng phương pháp huyền phù của nhà máy Phú Mỹ
Tuy nhiên hệ thống xúc tác còn hạn chế như tạo HCl khi xúc tác C gặp nước gây ăn mòn thiết bị mất hoạt tính xúc tác. Xúc tác hoạt động tái sinh kém gây tốn kém cho chi phí sản xuất. khi thải ra môi trường cẩn chi phí xử lý cao. Vì vậy trên cơ sở đề tài này tạo tiền đề cho việc nghiên cứu hệ xúc tác ưu việt hơn.
Nhóm 2 – L c Hóa D u K52 Page 46
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. A.Chauvel & G.Lefebvre. Petrochemical Processes vol 1& 2
2. PMPC & Inovyl. PVC Processing Training
3. PGS.TS Thái Doãn Tĩnh. Hoá học các hợp chất cao phân tử
4. Thái Hoàng ,Nguyễn Thạc Kim...Tạp chí khoa học và công nghệ, tập 44, số 2,2006. Khả năng chảy nhớt, cấu trúc và tính chất cơ lý của vật liệu Compozit Polyvinyl Clorua/NanoClay.