ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC
MỤC LỤC
PHẦN MỘT: MỞ ĐẦU…………………………………………
…………… 1
I. Lịch sử hình
thành……………………………………………………………….1
II. Quá trình phát triển của nhựa PVC và các dự án phát triển tại Việt Nam……2
1. Quá trình phát triển của nhựa PVC………………………………………2
• Trên thế giới……………………………………………………
………….3
• Tại Việt
Nam……………………………………………………………….3
2. Các dự án phát triển tại Việt Nam……………………………………….4
PHẦN HAI: LÝ THUYẾT CHUNG……………………………… …….
…… 5
CHƯƠNG 1. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO, TÍNH CHẤT VÀ ỨNG DỤNG
PVC……… …………………………………………………………… …… 5
I. Đặc điểm cấu tạo………………………………… ……… ……………… 5
II.Tính chất của PVC….……………… ……………… ……………………… 6
1.Tính chất vật lý…………………………….……………………… 7
2.Tính chất hoá lí……….………………………………………… ……12
3. Ứng dụng…………………………………………… ………….…… 14
III/ Quá trình công nghệ sản xuất PVC………………………
……………… 18
SVTH: Ung Văn Hoàng Trang - 1
-
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC
1.Nguyên liệu…………………… ……………………………………….18
a.Vinyl clorua………………………………………………… ……18
b.Chất khởi đầu…………………………………………………… 21
c.Nướcmềm ……………………………………………………… 22

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
KHOA HOÁ *****

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2
Họ và tên sinh viên : Ung Văn Hoàng
Lớp : 10H4
1. Tên đề tài :
Thiết kế dây chuyền công nghệ sản xuất PVC huyền phù

2. Các số liệu ban đầu:
- Năng suất: 40 000 tấn/năm
- Hiệu suất phản ứng: 86%
- Độ ẩm sản phẩm : 0,3%
- Các tổn thất : + Giai đoạn tổng hợp: 0.3%
+ Xử lý tách VCM : 0.2%
+ Ly tâm: 0.4%
+ Sấy: 0.3%
+ Sàng, đóng gói: 0.4%
+ Chuẩn bị nguyên liệu: VCM (0.2%); nguyên liệu
khác (0.1%)
3. Nội dung đồ án:
Phần 1: Lý thuyết tổng quan
• Nguyên liệu
• Lý thuyết tổng hợp
• Tính chất của sản phẩm
• Ứng dụng
• Dây chuyền và thuyết minh dây chuyền công nghệ
Phần 2: Tính toán kỹ thuật
• Tính cân bằng vật chất

Ostromislensky (Nga) và Fritz Klattle (Đức) nghiên cứu độc lập. Tuy nhiên
SVTH: Ung Văn Hoàng Trang - 5
-
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC
polymer mới này vẫn không được ứng dụng và không được quan tâm chú ý
nhiều bởi tính kém ổn định, cứng và khó gia công. Cuối thế kỷ 19, các sản phẩm
như axetylen và clo đang trong tình trạng khủng hoảng thừa, việc có thể sản xuất
được PVC từ các nguyên này là một giải pháp hữu hiệu. Năm 1926, khi tiến sĩ
Waldo Semon vô tình phát hiện ra chất hoá dẻo của PVC, đây mới là một bước
đột phá đầu tiên để khắc phục nhược điểm khi gia công cho PVC, sau đó là các
nghiên cứu về chất ổn định cho PVC. Đến năm 1933, nhiều dạng PVC đã được
tổng hợp ở Mỹ và Đức nhưng phải đến năm 1937 PVC mới được sản xuất trên
quy mô công nghiệp hoàn chỉnh tại Đức và sau đó là ở 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 thước hạt, độ
xốp, v.v… do các yếu tố này ảnh hưởng đến các đặc tính gia công, chế tạo của
polyme. Quá trình nghiên cứu các ảnh hưởng này đã mở rộng lĩnh vực sử dụng
của PVC.
2. Quá trình phát triễn của nhựa PVC
a.Trên thế giới
Theo dự báo của các chuyên gia Marketing về lĩnh vực công nghiệp hoá
chất, thị trường dựa trên thế giới ngày càng tăng. Nhu cầu nhựa PVC của các
khu vực Châu Á - Thái Bình Dương đặc biệt là Trung Quốc, Ấn Độ sẽ là yếu tố
chủ yếu làm tăng nhu cầu thị trường nhựa PVC. Mức tăng nhu cầu PVC của các
nước tư bản gấp khoảng 2 lần mức tăng tổng sản phẩm quốc dân của nước đó. Ở
các nước Đông Âu, Châu Phi, Trung Cận Đông, nhu cầu tiêu thụ PVC cũng tăng
do mức độ đầu tư vào các nước này tăng lên. Nhu cầu về nhựa PVC theo bình
quân đầu người ở các nước phát triển lại thấp hơn so với các nước đang phát
triển (chiếm 2/3 dân số thế giới). Từ năm 1991 – 1997 mức tăng bình quân về
PVC hàng năm của các nước Châu Á - Thái Bình Dương là 6,2%, trong khi mức

Hiện nay nước ta đã có 2 Liên doanh sản xuất bột PVC. Công ty Liên
doanh giữa Tổng công ty Nhựa Việt Nam với Tổng công ty Hoá chất Việt Nam
và Công ty Thái Plastic – Chemical Public Ltd với công suất 80.000tấn/năm.
Năm 2001 nhà máy hoạt động với công suất 100% năm 2002 công suất Nhà máy
tăng lên 100.000 tấn/năm. Công ty TNHH nhựa và hoá chất Phú Mỹ tại khu
công nghiệp Cái Mép là liên doanh giữa công ty xuất nhập khẩu tỉnh Bà Rịa-
Vũng Tàu với tổng công ty dầu khí Petronas của Malaysia có công suất là
100.000 tấn bột PVC/năm. Ngoài việc sản xuất bột PVC hai Công ty Liên doanh
trên còn sản xuất PVC Compound với công suất 6000 tấn/năm, hai Công ty này
đã sử dụng hết công suất thiết kế, nhưng vẫn chưa đáp ứng hết nhu cầu các
chủng loại PVC Compound trong nước mà chỉ sản xuất chủ yếu các loại PVC
làm phụ kiện còn các loại PVC dùng cho các chi tiết đặc chủng vẫn phải nhập
SVTH: Ung Văn Hoàng Trang - 8
-
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC
khẩu. Khả năng cung cầu PVC ở Việt Nam được thể hiện trong sơ đồ sau:
Khả năng cung-cầu PVC ở Việt Nam
• Tiềm năng thị trường
Hiện nay, nguyên liệu chủ yếu sử dụng cho các sản phẩm vật liệu xây dựng là
nhựa PVC. Sản phẩm ống nhựa rất cần cho việc đầu tư xây dựng và cải thiện cơ
sở hạ tầng của đất nước, đặc biệt là các nghành như giao thông, xây dựng dân
dụng, điện tử viễn thông do đó nhu cầu sản lượng PVC tăng trong những năm
tiếp theo. Giá cả của nhựa PVC cũng tăng nhẹ so với mấy năm trước

SVTH: Ung Văn Hoàng Trang - 9
-
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC
c. Các dự án phát triển tại Việt Nam
+ Dự án Tổ hợp hóa dầu miền Nam với vốn đầu tư 4.5 tỷ USD với công suất chế
biến của tổ hợp là 2.7 triệu tấn nguyên liệu/năm từ nguồn khí etan trong nước,

PHẦN HAI: LÝ THUYẾT CHUNG
CHƯƠNG I. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO, TÍNH CHẤT VÀ ỨNG DỤNG PVC
I/ Đặc điểm cấu tạo
- PVC có cấu tạo phân tử mạch thẳng, rất ít nhánh. Khối lượng phân tử của
Polyvinylclorua kĩ thuật từ 18.000 – 30.000 đơn vị
- Cấu trúc của PVC có 2 dạng chủ yếu: Kết hợp đầu nối đuôi và đầu nối đầu
Trùng hợp VC theo cơ chế gốc tự do là sự kết hợp các phân tử theo “đầu nối
đuôi” thành mạch phát triển. Trong mạch phân tử, các nguyên tử Clo ở vị trí 1;3

- PVC là một polymer phân cực mạnh. Ở trạng thái không kéo căng PVC hoàn
toàn vô định hình, chỉ khi nào kéo căng thật mạnh mới có khả năng định hướng
một phần.
- Do trong PVC có Cl nên cấu trúc thu được là hỗn hợp cả 3 loại:
SVTH: Ung Văn Hoàng Trang -
11 -
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC
II.Tính chất của PVC
1.Tính chất vật lí
PVC là một loại polymer vô định hình ở dạng bột màu trắng đôi khi hơi vàng
nhạt.
Là loại vật liệu cách điện tốt, tính mềm dẻo, dai (có mặt chất hóa dẻo), có độ bền
va đập kém và dễ gia công. PVC tồn tại ở hai dạng là huyền phù và nhũ tương.
PVC huyền phù có kích thước hạt lớn hơn PVC nhũ tương. Trọng lượng riêng
1.45 – 1.50 (g/cm
3
) và chỉ số khúc xạ 1.544
• Độ hoà tan
- Polymer phân tử thấp với n=300-500 tương đối dễ tan trong axeton, keton,
este, xiclohexanol… Khi khối lượng phân tử trung bình cao thì PVC rất khó hoà
tan (1-10%) tan trong: dicloetan,clobenzen, tetrahidrofuran.

0
C cũng vẫn bị phân huỷ), HCl thoát ra có tác
dụng xúc tác làm tăng nhanh quá trình phân huỷ. Khi gia nhiệt PVC không chảy
mà bị cháy. Khi xảy ra hiện tượng cháy tạo nhiều các liên kết đôi, để lâu ngày
các liên kết này phản ứng khâu mạch tạo ra polymer có khối lượng phân tử rất
lớn, cứng và mất tính tan trong dung môi.

Dưới tác dụng của nhiệt thì liên kết giữa Cl-C bị gãy vì phân cực mạnh, đồng
thời tách cùng với H bên cạnh tạo HCl (hoặc tạo ra Clo). Các nối đôi C=C, cùng
với HCl đóng vai trò xúc tác phân hủy nhiệt nhanh hơn. Chính các liên kết đôi
này làm sản phẩm có màu vàng.

-Biện pháp để chống cháy PVC
+Tác động vào yếu tố oxi: Thông thường cho vào nhựa những hợp chất hữu cơ
có thành phần khí trơ hoặc chất oxi hóa mạnh như nhóm halogen. Khi có tác
SVTH: Ung Văn Hoàng Trang -
13 -
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC
dụng nhiệt, hợp chất phân hủy lấy oxi của môi trường làm nồng độ oxi giảm (<
LOI
PVC
= 60), và dập tắt sự cháy. Ưu điển rõ nét của phương pháp này là hàm
lượng chất chống cháy đưa vào nhựa rất thấp nên không làm ảnh hưởng đến cơ
tính của nhựa.
+Sử dụng phụ gia INTUMAX AC-2BG (AC-2). Thành phần có chứa Carbon và
chất trợ nở, không có gốc halogen và khi cháy không sinh ra khí độc cũng như
khí có tính chất ăn mòn… Khi cháy thì phụ gia này phản ứng lại nhiệt và lửa
bằng cách nở phồng lên và hình thành lớp vỏ cách ly dày bằng than, dập lửa và
ngăn chặn bùng phát lửa.
+Bổ sung một số chất độn như hợp chất vô cơ khó cháy: antimoan trioxit

kiềm nồng độ ≈ 20%.
• Sự phân hủy của PVC dưới tác dụng cơ học
Trong quá trình gia công, cũng như trong quá trình sử dụng sản phẩm dưới tác
dụng lực cơ học làm sinh ra ứng suất ngoại có thể dẫn đến sự phá hủy mạch
polymer, thực chất nó làm đứt mạch polymer sinh ra gốc tự do (dưới tác dụng cơ
học) có khả năng khơi mào cho các phản ứng hóa học làm giảm khối lượng phân
tử dẫn tới giảm tính chất cơ lí. Ở cùng nhiệt độ nếu PVC chịu đồng thời của tác
động cơ học thì sự phân hủy HCl tăng lên 1,5-2 lần so với khi không chịu tác
dụng lực cơ học.
SVTH: Ung Văn Hoàng Trang -
15 -
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC
• Tính chất cơ học:
-Tg= 78 – 80
o
C
-d = 1.38 – 1.4 (g/cm
3
)
-δ
k
= 400 – 600 (KG/cm
2
)
-δ
u
= 900 – 1200 (KG/cm
2
)
-δ

• Tính dẫn điện: Thông thường các polyme trong đó có Polyvinylclorua
không có những phần tử tích điện. Do vậy điện trở của polyme rất lớn
(10
15
– 10
18
Ωm) vì thế olyvinylclorua được dùng làm vỏ bọc dây cách
- Một số tính chất của PVC cứng và PVC mềm

SVTH: Ung Văn Hoàng Trang -
17 -
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC
2.Tính chất hoá lí
- PVC cứng bền với axit và bazo cũng như dầu, acohol, và hydrocacbon béo.
Nhưng nhạy với hydrocacbon thơm và hydrocacbon chứa clo, este, và có thể
trương trong xeton.
- PVC mềm rất nhạy với tác nhân khí quyển và ánh sáng. Khả năng phân hủy
sinh học phù hợp khi tiếp xúc với thực phẩm
- 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 kéo theo các nguyên tử hydro ở
Cacbon bên cạnh. Một số phản ứng đặc trưng của PVC
• Nhiệt phân huỷ
- Khi gia nhiệt PVC không chảy mà bị phân hủy, tạo liên kết đôi vì dưới tác
dụng của nhiệt thì liên kết giữa Cl-C bị gãy vì phân cực mạnh, đồng thời tách
cùng với H bên cạnh tạo HCl (hoặc tạo ra Clo).
SVTH: Ung Văn Hoàng Trang -
18 -
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC
- Các nối đôi C=C, cùng với HCl đóng vai trò xúc tác phân hủy nhiệt nhanh hơn.
Chính các liên kết đôi này làm sản phẩm có màu vàng

2
CH
+
Cl
-
Khi đun nóng làm chuyển động của các phân tử tăng lên, các phân tử trượt lên
nhau, làm suy yếu dần lực liên kết giữa các phân tử và làm mềm polyme.

• Thay clo bằng nhóm amin:
Khi tác dụng dung dịch PVC với NH
3
trong bình có áp suất và ở nhiệt độ cao sẽ
tạo thành một số nhóm amin và các liên kết imin nối các mạch (mức độ thay thế
không quá 15 - 20% )
- CH
2
- CHCl – CH
2
– CHCl -
 →
+
3nNH
nHCl + - CCH
2
– CHNH
2
–
CHCl -
• Thay clo bằng các nhóm thơm
Dung dịch PVC trong tetrahydrofuran hay dicloretan với benzen (hay

-Máy điều hòa không khí, máy giặt, máy lạnh
-Dụng cụ gia đình
-Máy tính, đĩa mềm cho máy vi tính, bàn phím
-Cáp quang, decal chịu nhiệt ứng dụng trong đồ họa
-Dụng cụ đồ điện…
SVTH: Ung Văn Hoàng Trang -
22 -
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC
• PVC trong sản xuất ô tô, xe máy
-Sử dụng thay thế một số kim loại và vật liệu khác để chế tạo các bộ phận sườn
xe, tấm chắn gió, tấm lót sàn, tấm chén bùn và nhiều chi tiết khác.
-Ưu điểm: + Tăng tuổi thọ của xe, sử dụng an toàn hơn khi bị ai nạ giao thông
+ Khối lượng xe nhẹ hơn nên tiêu thụ ít nguyên liệu hơn, giảm ô
nhiễm môi trường
• PVC trong việc chăm sóc và bảo vệ sức khỏe con người
-Phổ biến trong nghành y tế: từ găng tay y tế đến túi đựng máu, từ ống chuyền
dịch, truyền máu và chạy thận nhân tạo, bơm kim tiêm, vab tim nhân tạo đến rất
nhiều dụng cụ y tế khác nhau. Chúng được sử dụng rộng rãi, độ tin cậy cao nhờ
có những tính ưu việt
+ Không màu trong suốt, mềm dẻo, bền và ổn định, dễ thanh, tiệt trùng
+ Chịu được hóa hóa chất, không phản ứng hóa học khi tiếp xúc với nhiều môi
trường khác nhau, dễ chế tạo, có thể tái sinh, giá rẻ

SVTH: Ung Văn Hoàng Trang -
23 -
ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ 2 GVHD: TS. LÊ MINH ĐỨC
• Những ứng dụng khác
-Đồ chơi trẻ em, dày dép, áo mưa, túi sách, làm phao tắm, rèm cửa, thùng chứa
hóa chất, lưới đánh cá, tóc giả, bàn phím, uPVC được làm cửa sổ, màng bọc thực
phẩm

.
Khi có xúc tác AlCl
3
, FeCl
3
thì VC phản ứng với HCl.
Với H
2
Trong phản ứng oxi hoá VC ở nhiệt độ 50÷150
0
C có mặt HCl dễ dàng tạo ra
monome axetat dehit

Do phân tử có chứa nối đôi VC có thể tham gia phản ứng trùng hợp tạo PVC.
- Phản ứng của nguyên tử Clo.
+ Thuỷ phân.
Khi đun nóng với kiềm HCl bị tách ra khỏi VC cho ta axetylen
Tác dụng với acolat hay fenolat cho ta este VC:
- Tạo hợp chất cơ kim
SVTH: Ung Văn Hoàng Trang -
25 -
CH
2
CH
Cl
Cl
CH
2
CH
2

CH
2
CH
Cl
n
CH
2
CH
Cl
+
NaOH
CH CH
NaCl
+
+
H
2
O
CH
2
CH
Cl
+
RONa
CH
2
CH
NaCl
+
OR