f. Thiếtbị sàng.
3.2 Các công đoạn trong quy trình 1.Giai đoạn phản ứng
3.2.1.Giai đoạn phản ứng
Hình 3.2.1: Giai đoạn nạp liệu và phản ứng a. Giai đoạn tráng phủ RCS.
Mục đích của việc tráng phủ RCS là chống sự bám dính vào thành thiết bị phản ứng của hỗn hợp phản ứng và do đó khắc phục được sự gel hoá tạo ra các khối lớn nhựa làm ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm.
Để tăng hiệu quả tráng phủ lên bề mặt thành thiết bị phản ứng thì trước khi tráng phủ, người ta tiến hành gia nhiệt thành thiết bị bằng nước nóng bên trong vỏ áo của nồi phản ứng. Dung dịch RCS được phun vào dưới dạng sương mù sẽ bám đều lên thành thiết bị, sau khi làm khô nó tạo thành một lớp màng mỏng có khả năng chống bám dính.
Sau khi tráng phủ, tiến hành rửa sạch thiết bị phản ứng bằng nước tinh khiết.Nước thải ra được xả qua hệ thống xử lý nước thải.
Quá trình nạp liệu được điều khiển bởi hệ thống máy tính 2 chiều. Nghĩa là nguyên liệu được nạp một lượng chính xác thông qua các thiết bị đo lường dưới sự kiểm soát của hệ thống máy tính.
Đầu tiên ta tiến hành nạp nước vào thiết bị phản ứng thông qua một thiết bị đo lưu lượng. Cần lưu ý là còn 5% lượng nước phản ứng được nạp sau khi nạp xong Agent để rửa các đầu nạp liệu.Thời gian nạp nước khoảng 12 phút.
Nạp AD - 5: quá trình nạp AD - 5 được tiến hành đồng thời với quá trình nạp nước.Mục đích của AD - 5 cho vào là để tăng cường khả năng ổn định nhiệt của mạch PVC.Tác dụng ổn định nhiệt của AD - 5 chủ yếu là ở trong quá trình xử lý sản phẩm sau này, còn trong quá trình phản ứng nhiệt độ chỉ có 57,5÷ 580C thì không ảnh hưởng gì đáng kể đến mạch PVC.
Đồng thời với quá trình nạp nước và AD - 5 ta tiến hành khởi động cánh khuấy để khuấy đều các chất đưa vào.Thời điểm khởi động cánh khuấy bắt đầu khi mức dung dịch phản ứng ngập hết cánh khuấy.
Nạp AG-1, AG-2: quá trình nạp AG-1 và AG-2 cũng được tiến hành đồng thời với quá trình nạp nước ngay sau khi nạp AD-5. Mục đích của AG-1 và AG-2 cho vào là để tạo hệ huyền phù ổn định cho quá trình phản ứng, kết quả sẽ là tạo ra sản phẩm nhựa PVC có kích thước hạt đồng đều.Nạp VCM: sau khi nạp nước ta tiến hành nạp VCM.
c. Giai đoạn Polyme hóa.
Sau khi đã nạp các nguyên liệu vào thiết bị phản ứng, ta tiến hành nạp hỗn hợp chất khởi đầu Cat-19 và Cat-29 vào và bắt đầu giai đoạn polyme hóa.
Đồng thời với quá trình nạp hỗn hợp chất khơi mào ta tiến hành gia nhiệt hỗn hợp phản ứng. Hỗn hợp phản ứng được gia nhiệt đến gần nhiệt độ đặc trưng của phản ứng là 57,5 ÷ 58 0C. Quá trình gia nhiệt được thực hiện bởi sự tuần hoàn của dòng nước nóng trong vỏ áo của thiết bị phản ứng. Thời gian gia nhiệt khoảng 35 phút.
Phản ứng polyme hóa là phản ứng toả nhiệt, mà trước khi đạt đến nhiệt độ tối ưu của phản ứng thì cũng đã có một số phân tử chất khơi mào đã được kích hoạt và do đó đã có phản ứng xảy ra. Chính vì vậy ta chỉ gia nhiệt đến nhiệt độ 52 ÷ 530C thì ngừng gia nhiệt, nhiệt độ sẽ tự tăng lên do nhiệt của phản ứng sinh ra. Và khi
nhiệt độ lên đến khoảng 56 0C thì bắt đầu cho nước làm mát vào để duy trì nhiệt độ của phản ứng là 57,5 ÷ 58 0C (do lúc này phản ứng đã bắt đầu diễn ra mãnh liệt).
Nhiệt của phản ứng được lấy ra chủ yếu bằng 2 cách: một phần nhiệt được lấy ra bằng nước làm mát tuần hoàn trong vỏ áo của thiết bị phản ứng, phần còn lại sẽ được lấy ra ở thiết bị ngưng tụ trên đỉnh của thiết bị phản ứng.Trong quá trình phản ứng, VCM và các khí trơ phát sinh trong quá trình phản ứng sẽ bốc lên trên đỉnh của thiết bị phản ứng. VCM sẽ được ngưng tụ hồi lưu trở lại thiết bị phản ứng, còn các khí trơ sẽ được xả ra định kỳ qua bộ phận xử lý khí.
Trong suốt giai đoạn polyme hoá thì thể tích của hỗn hợp phản ứng sẽ giảm do khối lượng của nhựa PVC lớn hơn khối lượng riêng của VCM lỏng. Vì vậy, để không ảnh hưởng đến quá trình khuấy trộn khối phản ứng ta phải tiến hành cấp bù lượng nước vào bằng với sự giảm thể tích đó. Chính lượng nhiệt này cũng lấy đi một phần nhiệt do phản ứng sinh ra nhưng không đáng kể.
Điểm kết thúc của phản ứng được xác định bắt đầu bằng sự giảm áp suất trong thiết bị phản ứng. Khi đó hiệu suất phản ứng đạt khoảng 75%. Giai đoạn giảm áp kéo dài khoảng 80 phút đến áp suất xác định trước thì tiến hành nạp AD -3 vào để kết thúc phản ứng. Hiệu suất của phản ứng đạt 85 ÷ 87%.
3.2.2.Công đoạn xử lý hỗn hợp huyền phù.
a. Giai đoạn tháo liệu.
Sau khi kết thúc phản ứng, hỗn hợp huyền phù nhựa PVC và VCM còn lại được đưa sang bồn thu hồi. Ở giai đoạn đầu, do áp suất trong thiết bị phản ứng khi kết thúc phản ứng còn cao (khoảng 6kG/cm2 ) nên ta cho chuyển trực tiếp hỗn hợp qua nhờ sự chênh lệch áp suất.Sau khi áp giảm xuống còn 3kG/cm2 thì ta chuyển hỗn hợp phản ứng qua bồn chứa rồi dùng bơm bơm sang bồn. Sau khi chuyển hết hỗn hợp phản ứng sang bồn thu hồi, ta tiến hành rửa thiết bị phản ứng bằng nước thu được từ thiết bị ly tâm để chuẩn bị cho mẻ phản ứng tiếp theo.
b. Giai đoạn xử lý hỗn hợp huyền phù.
Tại bồn thu hồi, hỗn hợp huyền phù được khuấy trộn, hút chân không đồng thời với quá trình sục hơi nước nóng vào nhằm mục đích lôi kéo lượng VCM còn lại trong bột PVC. Khí VCM chủ yếu bị lôi cuốn bởi hơi nước, còn
việc khuấy trộn chỉ hỗ trợ thêm cho VCM thoát ra dễ dàng hơn đồng thời hạn chế hiện tượng phát sinh nhiệt cục bộ gây ảnh hưởng chất lượng nhựa PVC và tạo hệ huyền phù đồng nhất (chống sa lắng).
Hỗn hợp huyền phù sau khi được tách sơ bộ VCM tại sẽ được bơm chuyển qua bồn chứa nhờ bơm. Còn khí VCM thoát ra được đưa sang bộ phân xử lý khí. Mục đích của bồn chứa cũng như bồn chứa là để duy trì cho dây chuyền hoạt động liên tục. Tại đây hỗn hợp thu được cũng được khuấy trộn, một phần VCM cũng được thu hồi cho qua bộ phận xử lý khí.
Từ bồn chứa, hỗn hợp huyền phù được bơm bơm qua cột tách VCM. Cột này được cấu tạo gồm các mâm chia cột thành nhiều ngăn, giữa các ngăn có chứa các hoa nhựa nhằm tạo đường đi dích dắc trong các đĩa. Hỗn hợp phản ứng được cho từ trên xuống, còn hơi nước được cho từ dưới lên. Hơi nước sẽ lôi cuốn lượng VCM còn sót lại trong bột PVC, bột PVC do va chạm với các hoa nhựa sẽ càng làm tăng hiệu quả lôi cuốn VCM. Khí VCM sẽ được thu ở đỉnh và chuyển sang bộ phận xử lý khí, còn hỗn hợp bột PVC được thu ở đáy cột tách. Sau khi ra khỏi cột tách VCM, hỗn hợp bột PVC hầu như không còn chứa VCM sẽ được bơm bơm sang bồn chứa. Nhằm tận dụng triệt để lượng nhiệt sử dụng, người ta cho sản phảm đáy của cột tách trao đổi nhiệt với dòng nguyên liệu vào thông qua thiết bị trao đổi nhiệt.
c. Giai đoạn ly tâm tách nước cơ học.
Tại bồn chứa, hỗn hợp huyền phù vẫn được khuấy trộn đều. Sau đó, nó được bơm sang thiết bị ly tâm nhờ bơm để tiến hành tách nước cơ học. Trước khi vào thiết bị ly tâm thì hỗn hợp huyền phù có hàm lượng bột PVC là 30%, sau khi tách nước bột PVC ẩm có độ ẩm 22%. Nước từ thiết bị ly tâm sẽ được cho về một bể chứa dùng để rửa các thiết bị (tiết kiệm nước).