III Xu hướng lựa chọn phương pháp sản xuất polystyrene trong thực tế
2. Công nghệ sản xuất GPPS và HIPS của ABB Lummus Global/BP Chemicals
2.1. Sơ đồ công nghệ.
Hình 6: Sơ đồ công nghệ sản xuất GPPS và HIPS của ABB Lummus Global/BP Chemicals.
1. Thiết bị tạo hạt 2. Bể chứa.
3. Thiết bị gia nhiệt sơ bộ. 4. Thiết bị trùng hợp sơ bộ.
7. Thiết bị bay hơi.
8. Phân xưởng tái sinh styrene. 9. Bơm tạo sợi.
5. Lò phản ứng polymer hóa. 6. Thiết bị gia nhiệt sơ bộ.
11. Máy tạo hạt.
2.2. Quy trình công nghệ.
Quy trình sản xuất GPPS và HIPS về cơ bản là giống nhau ngoại trừ chất khơi mào, số bậc hòa tan cao su đối với HIPS.
Quá trình sản xuất HIPS bắt đầu với sự tạo hạt và hòa tan cao su với các chất phụ gia khác vào monomer styrene ở thiết bị (1). Sau đó. Hỗn hợp được vận chuyển đến bể chứa (2). Để sản xuất các sản phẩm với mục đích thông dụng, số lượng các thành phần được điều chỉnh và nạp trực tiếp tới lò gia nhiệt sơ bộ nguyên liệu (3).
Từ giai đoạn này, quá trình sản xuất GPPS và HIPS là tương tự nhau. Hỗn hợp nguyên liệu được gia nhiệt sơ bộ ở (3) và nạp liệu lien tục tới thiết bị trùng hợp sơ bộ (4), ở đó hình dạng của cao su được tạo ra.
Sau khi ra khỏi thiết bị trùng hợp sơ bộ, hỗn hợp polymer được bơm đén lò phản ứng polymer hóa (5) được thiết kế riêng của hang. Khi lò phản ứng dừng, về cơ bản quá trình trùng hợp đã hoàn thành. Sau đó, hỗn hợp được gia nhiệt sơ bộ ở (6) để chuẩn bị cho quá tình bay hơi.
Thiết vị bay hơi (7) được giữ ở độ chân không cao để thu hồi monomer chưa phản ứng và dung môi từ polymer nóng chảy. Monome được cất trong phân xưởng tái sinh (8) và tuần hoàn trở lại thiết bị trùng hợp sơ bộ. Polyme được bơm qua bơm để tạo sợi, qua bể nước để làm lạnh và cuối cùng là qua máy tạo hạt(11) để tạo hình dạng hạt và được sang lọc để phân loại. Sản phẩm được chuyển đến bộ phận đóng gói.
2.3. Điều kiện công nghệ
Nhiệt độ: 150oC.
Giai đoạn 1 hiệu suất khoảng 30 – 40 %. Giai đoạn 2 tổng hiệu suất khoảng 90%. Thời gian phản ứng vài giờ
2.4. Nhận xét.
Công nghệ này là công nghệ hiện đại để sản xuất GPPS và HIPS. Bằng công nghệ này đã tạo ra các sản phẩm chất lượng cao và ổn định.
GPPS HIPS
Styren và dầu khoáng, kg 1011 937
Cao su, kg - 73
Các chất phụ gia, kg 1 2
Điện. KWh 97 110
Nhiên liệu, 103 Kcal 127 127
Nước làm lạnh, m3 46 26
Bảng2 : Định mức tiêu hao năng lượng và nguyên liệu tính theo tấn styrene.
Đây là phương pháp trùng hợp khối liên tục. Hiện nay một số nhà máy tại Pháp , Đức, Thụy Điển đang vận hành theo công nghệ này với tổng công suất đạt khoảng 450000 tấn GPPS và HIPS trên năm. Một nhà máy khác với công suất 3000000 tấn GPPS và HIPS trên năm đã đi hoạt động từ năm 2005.