ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Thiết kế phân xưởng sản xuất PVC
MỤC LỤC
MỤC LỤC 1
MỞ ĐẦU 2
PHẦN 1: TỔNG QUAN 3
1.1.QUÁ TRÌNH PHÁT TRI N NH A PVCỂ Ự 3
1.2.T NH CH T C A NGUYÊN LI U VÀ S N PH MÍ Ấ Ủ Ệ Ả Ẩ 7
1.2.2.5. Phân lo i PVCạ 21
1.3.QUÁ TRÌNH S N XU T PVC T VCẢ Ấ Ừ 24
1.4. .CÁC PH NG PHÁP S N XU T PVC T VC.ƯƠ Ả Ấ Ừ 29
PHẦN 2.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 37
2.1.S CÔNG NGH S N XU T PVC B NG PH NG PHÁP TR NG ƠĐỒ Ệ Ả Ấ Ằ ƯƠ Ù
H P HUY N PH .Ợ Ề Ù 37
2.2.CÂN B NG V T CH T.Ằ Ậ Ấ 39
2.3.CÂN B NG V T CH T CHO M T N I.Ằ Ậ Ấ Ộ Ồ 45
2.4.CÂN B NG NHI T L NGẰ Ệ ƯỢ 48
2.5.T NH THI T B CH NHÍ Ế Ị Í 55
2.6.CH N THI T B PH .Ọ Ế Ị Ụ 58
KẾT LUẬN 60
TÀI LIỆU THAM KHẢO 61
1
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Thiết kế phân xưởng sản xuất PVC
MỞ ĐẦU
Trong thập niên 1930 ÷ 1940 bắt đầu phát triển nhiều loại nhựa dẻo quan
trọng trong đó có nhựa poly vinylclorua (PVC). Sau Chiến tranh thế giới thứ hai
polyme tổng hợp đã làm cuộc cách mạng trong lĩnh vực vật liệu. Những polyme
này có giá thành tương đối rẻ, tính chất có thể điều chỉnh trong một giới hạn
rộng và trong nhiều mục đích sử dụng ưu việt hơn những loại vật liệu cổ truyền.
PVC là một polyme tổng hợp từ vinyl clorua monome (VCM) theo phản

PVC có nhiều tính chất ưu việt có thể đáp ứng dược yêu cầu ngày càng cao của
khoa học kỹ thuật và đời sống. Nguồn nguyên liệu để sản xuất ra chất dẻo tương
đối dồi dào như dầu mỏ, than đá và khí thiên nhiên…
Mặt khác chất dẻo còn có thể gia công dễ dàng và nhanh chóng hơn so với kim
loại, dẫn đến máy móc thiết bị đơn giản và tiết kiệm. PVC là một hợp chất cao
phân tử được sản xuất bằng phương pháp trùng hợp vinylclorua (VC).
Năm 1835, lần đầu tiên Reguanlt điều chế được PVC bằng phương pháp xử lý
diclo etylen với dung dịch KOH. Năm 1872 , Baun lần đầu tiên trùng hợp được
VC bằng phương pháp ống nghiệm kín dưới tác dụng của ánh sáng. Thí nghiệm
này tiếp tục được Ostremislenky nghiên cứu và công bố đầy đủ vào năm 1912.
Tuy nhiên polyme mới này vẫn chưa được đưa vào sản xuất công nghiệp, do rất
khó gia công thành sản phẩm cho đến khi W.L Semon phát hiện ra rằng khi đun
nóng PVC với trily photphat ở 150
0
C thu được một khối đồng chất giống cao su
ở nhiệt độ thường sau này được gọi là PVC hoá dẻo. Lúc đó PVC mới trở thành
một chất dẻo được quan tâm hàng đầu trong lĩnh vực công nghiệp.
Vào những năm trước và sau chiến tranh thế giới thứ II, PVC hoá dẻo đã được
sử dụng khá rộng rãi.Vào những năm của thập kỷ 60, PVC cứng (PVC không
trộn lẫn chất hoá dẻo) bắt đầu được nghiên cứu và sử dụng ở Đức,Anh, Mỹ.Vào
những năm tiếp theo PVC được nghiên cứu chủ yếu không phải cấu trúc phân tử
mà là cấu trúc ngoại vi phân tử được tạo ra trong quá trình trùng hợp như kích
3
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Thiết kế phân xưởng sản xuất PVC
thước hạt, hình dạng, độ xốp, sự phân bố kích thước…Do các yếu tố này ảnh
hưởng đến các đặc tính gia công và chế tạo polyme.
Đầu năm 1970 , PVC được sản xuất với một lượng lớn ở nhiều nước và cũng tại
thời điểm này PVC cạnh tranh với polyme etylen (PE) để giành vị trí hàng đầu
về vật liệu chất dẻo của thế giới.

Thiết kế phân xưởng sản xuất PVC
PVC hoá dẻo được gia công thành những sản phẩm mềm như: màng mỏng, bao
bì, giầy dép, vải giả da, vỏ bọc, dây cáp điện… sự phân phối theo lĩnh vực sử
dụng được trình bày ở bảng sau :
Bảng 1.3: Phân phối PVC theo lĩnh vực sử dụng.
Lĩnh vực %
Xây dựng 50,1
Nội thất 10,.4
Điện 7,3
Bao bì 6,7
Giải trí 5,9
Giao thông 5,3
May mặc 4,7
Các lĩnh vực khác 9,6
( Theo tài liệu: encyclopedia of PVC )
Để tổng hợp ra PVC thì nguyên liệu chủ yếu hiện nay đi từ dầu mỏ do đó
sản phẩm PVC cũng chịu sự tác động của những biến đổi trên thị trường dầu mỏ.
Bảng 1.4: Giá PVC trên thị trường thế giới
Năm 1995 1997 1999
PVC bột (USD/tấn) 1200 750 530
1.1.2. Sự phát triển công nghiệp PVC ở Việt Nam
Nền công nghiệp hoá chất đóng vai trò tiên phong trong công cuộc đổi
mới và phát triển, lĩnh vực công nghiệp hoá chất gắn liền với sự phát triển của
đất nước.
Vào đầu thập kỷ 60, nhà máy hoá chất Việt Trì đã sản xuất được PVC, với năng
suất 150 tấn/năm. Tuy nhiên, do không kinh tế sản lượng quá nhỏ nên quá trình
sản xuất sớm dừng lại, đặc biệt khi bước vào chiến tranh phá hoại của Mỹ.
Trong thời gian gần đây, công nghiệp gia công chất dẻo lại phát triển mạnh mẽ
với tốc độ tăng trưởng bình quân 28%/năm. Để minh chứng điều đó ta có bảng
mức tiêu thụ PVC trong những năm gần đây.

- Công ty Elfatoche Việt Nam tại Đồng Nai, vốn đầu tư 3,55 triệu USD
công suất 30000 tấn/năm.
6
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Thiết kế phân xưởng sản xuất PVC
- Công ty liên doanh Việt- Thái Plastchem tại thành phố Hồ Chí Minh có
vốn đầu tư 2,99 triệu USD. Hai nhà máy này có sản phẩm là PVC hạt và đang
hoạt động, sản phẩm của hai nhà máy này đủ cung cấp cho thị trường hiện nay.
- Công ty Oxy- Vina tổng vốn đầu tư 109,4 triệu USD đi từ nguyên liệu
VCM trùng hợp thành PVC.
- Dự án TPC- Chem Quest Việt Nam, vốn đầu tư 12 triệu USD sản xuất
DOP công suất 30000 tấn/năm từ các nguyên liệu ngoại nhập.
- Dự án LG- Vina, vốn đầu tư 12,5 triệu USD, sản xuất DOP công suất
30000 tấn/năm [6].
Tuy nhiên, hiện nay giá sản phẩm PVC trong nước cao hơn rất nhiều so
với giá mặt bằng chung trên thế giới. Do đó, các cơ sở sản xuất các sản phẩm
PVC trong nước đang phải hoạt động cầm chừng chi khoản 30- 35% công suất.
Nguyên nhân của tình trạng trên là do sự hụt giá của đồng tiền các nước cung
cấp nguyên liệu cho ngành nhựa Việt Nam. Hơn nữa, các nhà máy mới đi vào
hoạt động, giá thành sản phẩm vẫn mang giá trị khấu hao ban đầu, nên giá thành
vẫn cao hơn mức bình thường. Do vậy các dự án trên trở thành hiện thực thì
trong thời gian tới giá thành sản phẩm và sản lượng PVC trong nước sẽ đáp ứng
đủ cho thị trường trong nước và giá thành sẽ hạ xuống do không còn phải nhập
khẩu nguyện liệu và nhựa PVC nữa.
Khi các nhà máy lọc dầu ở Dung Quất (Quảng Ngãi) và Nghi Sơn (Thanh
Hoá) đi vào hoạt động sẽ là cơ hội thuận lợi cho sự phát triển công nghiệp chất
dẻo nói chung và PVC nói riêng.
1.2.TÍNH CHẤT CỦA NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM
1.2.1.Nguyên liệu vinylclorua monomer(VCM) [2]
Vinyl clorua gọi tắt là VC, có công thức phân tử C

+ Nhiệt dung riêng dạng lỏng ở 25
0
C : 0,83kcal/kgđộ
+ Nhiệt dung riêng dạng hơi ở 25
0
C : 0,207kcal/kgđộ
+ Hệ số khúc xạ của VC lỏng : 1,83kcal/kgđộ
+ Tỷ trọng của VC phụ thuộc vào nhiệt độ:
Nhiệt độ (
0
C) -15 -25
Tỷ trọng 0,9730 0,9014
+ Áp suất hơi của VC phụ thuộc vào nhiệt độ:
Nhiệt độ (
0
C) -87,5 -55,8 -13,37 16,2 46,8
Áp suất (mmHg) 10 100 760 22,58 54,34
+ Độ tan trong nước ở 1at là 0,5% trọng lượng
+ Giới hạn nồng độ của hỗn hợp với không khí từ 3,62÷26,6% thể tích
+ Tính độc của VC:
VC là hợp chất chứa clo nên độc và gây ô nhiễm môi trường.VC độc hơn so với
etylclorua và ít độc hơn clorofom và tetra clorua cacbon. Có khả năng gây mê
qua hệ thống hô hấp của con người và cơ thể động vật. Con người khi tiếp xúc
hơi VC ở mức 25% thì chỉ trong 3 phút đã bắt đầu bị choáng váng và mất
thăng bằng định hướng. Nếu hàm lượng VC trong không khí là 0,5% thì con
8
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Thiết kế phân xưởng sản xuất PVC
người có thể làm việc trong một vài giờ mà không có tác động sinh lý nào đáng
kể cả.

:
Trong phản ứng oxi hoá VC ở nhiệt độ 50÷150
0
C có mặt HCl dễ dàng tạo ra
monome axetandehit:
9
HCl
CH
2
CH
Cl
+
CH
2
CH
2
Cl
Cl
H
2
CH
2
CH
Cl
+
CH
3
CH
2
Cl

Những năm 1830, VC được sản xuất dựa trên phản ứng đehyđro hoá 1,2-
đicloetan. Trong những năm gần đây VC được sản xuất theo các phương pháp
sau.
10
CH
2
CH
Cl
+
NaOH
CH CH
NaCl
+
+
H
2
O
CH
2
CH
Cl
+
RONa
CH
2
CH
NaCl
+
OR
CH

2
- CH
2
Cl → CH
2
= CH - Cl + HCl
- Quá trình trong pha lỏng.
Trong pha lỏng, khi điều chế VC phản ứng được thực hiện trong thiết bị hình trụ
kiểu đồng trục thiết bị gián đoạn. Đầu tiên cho dung dịch NaOH sau đó cho rượu
và cuối cùng rót từ từ diclo etan vào.VC được tạo thành theo phản ứng.
Phản ứng tiến hành trong môi trường đồng thể, áp suất nhiệt độ phản ứng 60-
70
0
C, thời gian 4-5 giờ, áp suất trong thiết bị 0,2÷0,4 at.
Không nên cho dư kiềm vì:
Khi H
2
O dư dicloetan dễ bị thuỷ phân trong môi trường kiềm tạo thành etylen
glycol:
Sản phẩm tạo thành gồm có VC, dicloetan, rượu, nước ta tiến hành ngưng tụ để
tách riêng. Hiệu suất VC tính theo dicloetan là 75÷85 %.
11
CH
2
CH
2
Cl
+
NaOH
CH

+
H
2
O
CH
2
CH
2
+2
2HCl
OHOH
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Thiết kế phân xưởng sản xuất PVC
- Quá trình trong pha khí
Thổi dicloetan hoạt tính 50 mm, cao 6m. Khí sản phẩm gồm có 37,5%VC,
40,8% HCl, 20,5% dicloetan không phản ứng hết và 1,2% sản phẩm phụ. Hỗn
hợp sản phầm đem làm lạnh đến 0
0
C trong thiết bị ống trùm để dicloetan ngưng
tụ.Dùng nước rửa dicloetan để tách HCl và dùng nước Clo để tách sản phẩm
phụ. Sau đó dùng kiềm trung hoà và dùng H
2
SO
4
để sấy. Làm lạnh khí đến –
15
0
C và tiến hành tinh luyện.
Vì phản ứng tiến hành ở nhiệt độ cao nên rất dễ xảy ra phản ứng phụ.
Cl - CH

- C
*
+ HCl → CH
2
= CHCl+ Cl
*
Cl
*
+ Cl
*
→ Cl
2
Hiệu suất của phương pháp này là 85% nhưng không được dùng rộng rãi trong
công nghiệp vì quá trình tách và làm sạch các chất nằm trong khí sản phẩm thu
đựơc gây ảnh hưởng xấu cho quá trình trùng hợp VC để tạo thành PVC.
b)Công nghệ tổng hợp Vinyl clorua từ etylen
Hình 1.Quá trình sản xuấy VC từ etylen [3]
- Cơ chế phản ứng:
12
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Thiết kế phân xưởng sản xuất PVC
Phương pháp này là sự kết hợp của ba quá trình:
+ Cộng hợp trực tiếp Clo và Etylen tạo thành 1,2-dicloetan
+ Dehydroclo hoá nhiệt 1,2-dicloetan thành vinylclorua
+ Cho oxi hoá etylen thành 1,2-dicloetan với sự tham gia của HCl tạo ra khí
dehydro hoá:
2
Đây là phương pháp kinh tế nhất để tổng hợp VC vì nguồn nguyên liệu etylen
dồi dào.
Để đảm bảo năng suất tạo thành VC từ quá trình tổng hợp trực tiếp VC từ etylen

+
Cl
2
ClCH
2
CH
2
Cl
2CH
2
HCl
+
CH
2
CH
2
2HCl ++ 1/2O
2
ClCH
2
ClCH
2
+ H
2
O
2CH
2
CH
2
Cl

ClCH
2
- CH
2
Cl
HCl−
→
CH
2
= CH-Cl
Ở đây nhiệt phân dicloetan tinh khiết 99,9% tiến hành ở 300- 1000
o
C. Xúc tác là
than hoạt tính hay đá bọt thì lượng VC tạo thành là 90%.
CH
2
= CH
2
+ Cl
2
→ ClCH
2
- CH
2
Cl
ClCH
2
- CH
2
Cl → CH

3
Cl + 3HCl
-Oxi hiđroclo hoá ở nhiệt độ cao.
C
2
H
6
+ HCl +O
2
→ C
2
H
3
Cl + 2H
2
O
14
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Thiết kế phân xưởng sản xuất PVC
-Oxi Clo hoá.
2C
2
H
6
+ Cl
2
+3/2O
2
→ 2C
2

C
H
Cl
C
H
H
C
H
C C
H
Cl
H
C
H
H H Cl
C
H
H
C
H
Cl
Zn
CH CH CH
2
Cl
CH CH
CH
2
CH
+

- Syndiotactic:
- Izotactic:
- Atactic:
Vào năm 1956, Natto và Carradini kiểm tra vùng kết tinh và thấy rằng cứ
khoảng 5,1 A
0
thì chứa một cấu trúc Syndiotactic phổ NMR đã chỉ ra rằng PVC
theo quy ước có khoảng 5,5% Syndiotactic và phần còn lại là một lượng lớn
Atactic trong cấu trúc ngoài ra còn một số mạch nhánh như:
16
CH
Cl
CH
Cl
CH
2
CH
2
CH
Cl
CH
2
CH
Cl
CH
2
CH
2
CH
Cl

C
H
C
H
C C
H
H
C
H
H Cl H
C
C
Cl
H H
H
hoặc
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Thiết kế phân xưởng sản xuất PVC
Cấu tạo ở dạng nhánh này rất ít từ 50- 100 mắt xích cơ sở mới có một
nhánh. Năm 1940 Fuller nghiên cứu tia X và thấy rằng PVC thương mại thường
là những chất vô định hình mặc dù vẫn có một lượng nhỏ kết tinh [1].
1.2.2.2. Tính chất vật lý.
PVC là một polyme vô định hình ở dạng bột trắng hay vàng nhạt, có trọng
lượng riêng là 1,4÷1,45. Chỉ số khúc xạ 1,544. PVC là một loại nhựa dẻo chịu
nhiệt trong khoảng 80÷160
0
C. Trọng lượng phân tử không đồng đều, độ trùng
hợp từ 100÷2000. Để có vật liệu bền và co giãn thì 70% các phần của polyme
phải có độ trùng hợp từ 1000 trở lên. PVC lão hoá rất nhanh, dẫn đến giảm tính
co giãn và tính chất cơ học.

tử H

ở C bên cạnh.
PVC có hoạt động hoá học khá lớn, trong các quá trình biến đổi hoá học các
nguyên tử clo tham gia phản ứng và thường còn kéo theo các nguyên tử hydrô ở
cacbon bên cạnh. PVC có các loại phản ứng chính sau:
+ Nhiệt phân huỷ: Khi đốt nóng PVC có toả ra HCl và xuất hiện hoá trị tự do
nên trong các mạch sẽ xuất hiện nối đôi (1), sẽ có các liên kết lối các mạch cao
phân tử (2), và nếu có ôxy sẽ tạo thành một số nhóm có chứa ôxy(3).
CH
2
CH
Cl
CH
2
CH
2
CH CH
ClCl
- HCl
CH CH
1
- HCl
CH
2
CHC CH
CH
2
CH
2

Cl
3
+ O
2
Nhiệt độ càng cao HCl toả ra càng mạnh và càng có nhiều liên kết nối các
mạch làm giảm tính chất hoà tan của polymer. Ánh sáng mặt trời cũng có tác
dụng đẩy HCl ra và làm ôxy hoá polymer. PVC ở trong dung môi và ở ngay
nhiệt độ thường cũng có HCl thoát ra và ở đây chủ yếu xảy ra quá trình ôxy hoá.
Ngược lai, PVC trong khí N
2
, khi đun nóng không bị ôxy hoá mà sẽ có cấu tạo
lưới.
18
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Thiết kế phân xưởng sản xuất PVC
+ Khử HCl: Muốn đuổi hết nguyên tử clo ra khái PVC người ta cho tác dụng
dung dịch polymer trong têtrahydrôfuran một thời gian lâu với dung dịch kiềm
trong rượu và sẽ tạo thành polyen có cấu tạo như sau:
-CH=CH-CH=CH-CH=CH-CH=CH-
Dung dịch polymer nh trên đun nóng với litialuminhydrit ở 100
0
C sẽ biến hoàn
toàn thành polyetylen ( chảy mềm ở nhiệt độ 120
0
C - 130
0
C ).
+ Thay thế các nguyên tử clo: Mức độ thay thế không cao và thường trọng lượng
phân tử bị giảm.
+ Thay clo bằng nhóm axetat: khi đun nóng lâu ở nhiệt độ 65

 →
+
3nNH
nHCl + - CCH
2
– CHNH
2
– CHCl -
Thay clo bằng các nhóm thơm: khi cho tác dụng dung dịch PVC trong
têtrahydrôfuran hay diclorêtan với benzen ( hay alkylbenzen ), ở 0
0
C hay ở nhiệt
độ thường với xúc tác Friêden Craphpơtơ ( clorua nhôm ) sẽ tạo thành một số
nhóm aryl.
1.2.2.4.Độ ổn định nhiệt và chất ổn định
19
CH
CHCHCHCHCH
2 2 2
Cl
Cl
Cl
+
CH
CHCHCHCHCH
2 2 2
Cl
AlCl
3
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH

Chất ổn định chia làm 4 nhóm (dựa theo tác dụng của từng nhóm).
- Nhóm hấp thụ HCl
- Nhóm chất trung hoà HCl
- Chất ngăn chặn tác dụng của ôxy
- Chất hấp thụ tia tử ngoại
Tuỳ vào loại cấu tạo ta chia ra chất ổn định ở dạng hữu cơ, vô cơ và cơ kim.
Chất vô cơ và cơ kim quan trọng nhất vì ngoài tác dụng ổn định nhiệt chúng còn
ngăn ngừa PVC khỏi bị phân huỷ, trong điều kiện gia công có nhiệt độ cao và
20
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Thiết kế phân xưởng sản xuất PVC
chúng có khả năng bảo vệ các tính chất của vật liệu trong thời gian dài khi sử
dụng vật liệu.
+ Chất ổn định nhiệt vô cơ như: Pb(HPO
3
)
2
, Pb
3
O
4
, Na
2
CO
3
, Na
2
SiO
3
, Na

của loại chất hoá dẻo này là làm cho sản phẩm ổn định vì chúng không bay hơi.
Trong trường hợp này muốn hóa dẻo dùng các trục nóng để trộn hỗn hợp và các
máy có vết xoắn.
21
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Thiết kế phân xưởng sản xuất PVC
Thông thường dùng hỗn hợp 60- 70% PVC và 30- 40% chất hoá dẻo, vì thế
lượng chất hoá dẻo dùng rất nhiều. Do đó vấn đề đặt ra là phải nghiên cứu, chế
tạo chất hoá dẻo từ nguyên liệu trong nước để thay thế hoàn toàn hay một phần
các chất hoá dẻo mua của nước ngoài [2].
b.PVC không hoá dẻo
Khi thêm chất hoá dẻo nhiệt độ mềm của nhựa giảm xuống nên gia công dễ dàng
hơn nhưng chất hoá dẻo làm giảm tính chất ổn định hoá học và tính cách điện
của polyme giảm tính chất chịu nhiệt và làm cho nhựa dễ bị lão hóa. Để khắc
phục tính chịu nhiệt và ổn định hoá học thì dùng PVC không có chất hoá dẻo
thường gọi là PVC cứng. Khi sử dụng PVC cứng này phải dùng thêm chất ổn
định để đảm bảo tính ổn định đối với nhiệt của PVC.
Chất ổn định là những chất có tính bazơ, có khả năng kết hợp với HCl thoát ra
khi gia công để ngăn chặn quá trình phân huỷ.
Chất ổn định gồm hai dạng vô cơ và hữu cơ.
+ Chất ổn định dạng vô cơ thường dùng là oxit chì, cacbonat chì, silicat chì…
+ Chất ổn định dạng hữu cơ: stearat canxi, bari, chì, các amin, ure, metamin.
PVC cứng không hoá dẻo rất bền về cơ học và ổn định hoá học. Xét về phương
diện cơ học PVC cứng là một vật liệu cứng đàn hồi cao (≈10000 kg/cm
2
) cường
độ va chạm riêng cao (≈100-200 kg/cm
2
) và độ bền tĩnh học khi kéo cũng tương
đối lớn (500- 800 kg/cm

định, dẫn đến sự thuận lợi cho quá trình tổng hợp vật liệu. Tuy nhiên các sản
phẩm làm bằng vật liệu PVC rất khó phân huỷ và trong quá trình sản xuất có
tách ra các chất ảnh hưởng xấu tới môi trường và đã có những lời chỉ trích từ cơ
quan bảo vệ môi trường, nhưng các nhà kinh tế cho rằng mức độ tăng trưởng
PVC trên quy mô toàn cầu vẫn được duy trì trong thời gian tới và bước vào thế
kỷ XXI địa vị của PVC vẫn vững vàng trên thị trường. Nền công nghiệp chất
dẻo nói chung và nhựa PVC nói riêng vô cùng quan trọng trong nền kinh tế quốc
dân là lĩnh vực không thể thiếu được và luôn gắn liền với sự phát triển cuả khoa
học kỹ thuật [1]
23
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
Thiết kế phân xưởng sản xuất PVC
1.3.QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT PVC TỪ VC
1.3.1.Phản ứng trùng hợp
Phản ứng tạo nhựa PVC là phản ứng trùng hợp VC theo cơ cấu trùng hợp gốc.
Vinylclorua (VC) có công thức: CH
2
= CH
là hợp chất phân cực, với mômen lưỡng cực: 1,44 (mômen lưỡng cực có ảnh
hưởng đến vận tốc trùng hợp).
Clorua vinyl trùng hợp theo cơ cấu trùng hợp gốc nghĩa là phải có chất khởi đầu
và trùng hợp qua ba giai đoạn.
Gọi là chất khởi đầu vì gốc của nó là đoạn đầu của mạch cao phân tử, cũng có
thể gọi là chất kích thích vì chính nó có tác dụng kích động phản ứng trùng hợp,
có hai chất khởi đầu thường dùng là peroxit benzoin, azodinitril.
Giai đoạn một khơi mào :
- Peroxyt benzôin công thức là (C
6
H
5

Chính các gốc benzoat và gốc phenyl trên kích động phản ứng trùng hợp.
Azodinitril của axít diisobuytiric có công thức phức tạp hơn:

Và còn do tác dụng nhiệt mà cung phân giải ra thành các gốc tự do.
24
Cl
CH
3
CH
3
CH
3
C
CN
N N
CN
C
CH
3
CH
3
CH
3
CN
C
2
N
+
2
•

2
C
CH
3
CN CN
3
CH
CH
C
CN
CH
CH
3
C
CN
3
3
Các gốc trên gọi là gốc hoạt động và được ký hiệu bằng R
•

cho đơn giản khi viết
phản ứng trùng hợp.
+ Giai đoạn hai phát triển mạch: kích độnh trùng hợp gốc hoạt động R
•
R
*
+ CH
2
= CHCl
→

CHCl + CH
2
= CHCl
→
R - CH
2
– CHCl – CH
2
– C
*
HCl -
+ Giai đoạn ba: làm đứt mạch tạo thành các phân tử ở đây thường có hai dạng
đứt mạch:
Đứt mạch kết hợp khi 2 gốc kết vào nhau thành một mạch cao phân tử:
R – [CH – CHCl ]
n
– CH
2
– C
*
HCl + R – [ CH – CHCl]
m
– CH
2
– C
*
HCl
25