Download miễn phí Đồ án Thiết kế phân xưởng sản xuất PVC công suất 40.000 tấn/năm



MỤC LỤC
Trang
LỜI CẢM ƠN
MỞ ĐẦU 1
PHẦN I: TỔNG QUAN 2
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG 2
I/ Quá trình phát triển nhựa PVC 2
II/ Sự phát triển công nghiệp PVC ở Việt Nam 4
CHƯƠNG II: CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT CỦA PVC. 7
I. Cấu trúc của PVC 7
II. Tính chất. 9
III/ Độ ổn định nhiệt và chất ổn định 12
IV/ Các loại chất dẻo từ nhựa PVC 14
V/ Ứng dụng. 16
CHƯƠNG III: QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT NHỰA PVC 17
I/ Phản ứng trùng hợp: 17
II/ Động học của quá trình trùng hợp. 19
III/ Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trùng hợp 24
CHƯƠNG IV: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT PVC 27
I/ Nguyên liệu 27
II. Các phương pháp sản xuất Vinyl clorua 30
III/ Các phương pháp sản xuất PVC. 34
IV. Quá trình sản xuất PVC theo phương pháp huyền phù trong nước. 38
CHƯƠNG V: SƠ ĐỒ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT PVC 44
PHẦN II : CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG 49
A. Cân bằng vật chất. 49
I. Tính năng suất trong một ngày làm việc. 49
II.Tính cân bằng vật chất cho 1 tấn sản phẩm 49
III. Tính cân bằng vật chất cho một nồi 54
B. Cân bằng nhiệt lượng 59
I. Các giả thiết ban đầu 59
II. Tính cân bằng nhiệt cho từn, giai đoạn 69
III. Tính lưu lượng nước làm mát 71
PHẦN III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 73
I.Tính toán thiết bị chính. 73
II. Chọn cơ cấu khuấy 79
II. Tính chọn máy ly tâm 83
III: Chọn thiết bị sấy 85
PHẦN IV: AN TOÀN LAO ĐỘNG TRONG PHÂN XƯỞNG 87
I. Mục đích 87
II. Công tác đảm bảo an toàn lao động 87
PHẦN V: THIẾT KẾ XÂY DỰNG 89
I. Chọn địa điểm xây dựng 89
II. Yêu cầu về kỹ thuật xây dựng 89
III. Nguyên tắc thiết kế tổng mặt bằng nhà máy 90
KẾT LUẬN 93
TÀI LIỆU THAM KHẢO 96
 
 


http://s1.liketly.com/flash/edoc/jh2i1fkjb33wa7b577g9lou48iyvfkz6-swf-2013-03-28-do_an_thiet_ke_phan_xuong_san_xuat_pvc_cong_suat_4.ZQ17rrYBhj.swf /tai-lieu/de-tai-ung-dung-tren-liketly-5188/
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

H2 = CH - Cl + HCl
a/ 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.
CH2
CH2
Cl
+
NaOH
CH2
CHCl
NaCl
+
+
H2O
Cl
Phản ứng tiến hành trong môi trường đồng thể, áp suất nhiệt độ phản ứng 60- 700C, thời gian 4-5 giờ, áp suất trong thiết bị 0,2¸0,4 at.
Không nên cho dư kiềm vì:
CH2
CH2
Cl
+
NaOH
CH
CH
NaCl
+
+
H2O
2
2
2
Khi có dư nước diclo etan dễ bị thuỷ phân trong môi trường kiềm tạo thành etylen glycol:
Cl
CH2
CH2
Cl
+
H2O
CH2
CH2
+
2
2HCl
OH
OH
Sản phẩm tạo thành gồm có VC, diclo etan, rượu, nước ta tiến hành ngưng tụ để tách riêng. Hiệu suất VC tính theo diclo etan là 75¸85 %.
b/ Quá trình trong pha khí
Thổi diclo etan hoạt tính 50 mm, cao 6m. Khí sản phẩm gồm có 37,5%VC, 40,8% HCl, 20,5% diclo etan không phản ứng hết và 1,2% sản phẩm phụ. Hỗn hợp sản phầm đem làm lạnh đến O0C trong thiết bị ống trùm để diclo etan ngưng tụ. Dùng nước rửa diclo etan để tách HCl và dùng nước Clo để tách sản phẩm phụ. Sau đó dùng kiềm trung hoà và dùng H2SO4 để sấy. Làm lạnh khí đến –150C và tiến hành tinh luyện.
Vì phản ứng tiến hành ở nhiệt độ cao nên rất dễ xảy ra phản ứng phụ.
Cl - CH2 - CH2 - Cl ® CH2 = CH2 + Cl2
Để tránh phản ứng tiến hành ở nhịêt độ cao người ta thường dùng xúc tác cho phản ứng là Clo và oxi.
Cl2 ® 2Cl2*
Cl* + ClCH2 - CH2Cl ® ClCH2 - C* + HCl
ClCH2 - C* + HCl ® CH2= CHCl+ Cl*
Cl*+ Cl* ® Cl2
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.
2/ Công nghệ tổng hợp Vinyl clorua từ etylen
a/ Cơ chế phản ứng:
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:
2ClCH2
CH2Cl
ClCH
CH2
CH2
+
Cl2
ClCH2
CH2Cl
2CH2
HCl
+
CH2
CH2
2HCl
+
+
1/2O2
ClCH2
ClCH2
+
H2O
2CH2
CH2
Cl2
+
1/2O2
+
2CH2
CHCl
H2O
+
Đây là phương pháp kinh tế nhất để tổng hợp VC vì không cần sử dụng axetylen đắt tiền.
Để đảm bảo năng suất tạo thành VC từ quá trình tổng hợp trực tiếp VC từ etylen ta phải tiến hành với lượng dư etylen ở mức thấp và nhiệt độ của quá trình không được quá cao chỉ khoảng 300- 6000C và hiệu suất VC cao nhất ở khoảng 350- 4500C. Với quá trình này xúc tác thường được sử dụng là xúc tác muối kim loại chuyển tiếp nếu phản ứng tiến hành ở nhiệt độ cao sẽ khử mất hoạt tính của xúc tác và bản thân của etylen sẽ bị oxi hoá sâu tạo nên CO và CO2 làm giảm năng suất của quá trình.
Đối với phần nguyên liệu dư, etylen sẽ được đưa sang thiết bị oxi hoá ở nhiệt độ cao và biến đổi thành 1,2- dicloetan đưa trở về phản ứng. Quá trình tiến hành tổng hợp VC từ etylen sẽ rất khó kiểm soát và khống chế do đó trong quá trình tiến hành người ta thường tách trung gian 1,2- diclotan tạo ra và đưa trở lại phản ứng.
3/ Phương pháp liên hợp sản suất VC.
Người ta oxi Clo hoá thành dicloetan và nhiệt phân dicloetan.
2HCl + 1/2O2 ® H2O +Cl2
CH2 = CH2 ClCH2 - CH2Cl CH2 = CH
Cl
Ở đây nhiệt phân dicloetan tinh khiết 99,9% tiến hành ở 300- 1000oC. Xúc tác là than hoạt tính hay đá bọt thì lượng VC tạo thành là 90%.
CH2 = CH2 + Cl2 ® ClCH2 - CH2Cl
ClCH2 - CH2Cl ® CH2= CH + HCl
Cl
CH º CH + HCl ® CH2 = CHCl
CH2 = CH2 +CH º CH +Cl ® 2CH2 = CHCl
Phương pháp này sử dụng nguyên liệu dễ kiếm như etylen và axetylen, trong quá trình điều chế VC theo phương pháp liên hợp axetylen và etylen có thể thu bằng phương pháp riêng biệt hay có thể cùng chung một quá trình hay Cr-acking dầu mỏ thu được hỗn hợp khí axetylen và etylen từ đó có thể hấp thụ và tách riêng chúng ra.
Phương pháp này được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp.
4/ Phương pháp clo hoá etan:
Etan là nguyên liệu rẻ tiền và sẵn có góp phần làm giảm giá thànhsản phẩm VC. Chuyển hoá etan thành VC có thể theo các phương pháp sau:
Clo hoá nhiệt độ cao.
C2H6 + 2Cl2 ® C2H3Cl + 3HCl
- Oxi hiđroclo hoá ở nhiệt độ cao.
C2H6 + HCl +O2 ® C2H3Cl + 2H2O
Oxi Clo hoá.
2C2H6 + Cl2 +3/2O2 ® 2C2H3Cl+3H2O
Với xúc tác phù hợp độ chuyển hoá có thể đạt 96%nhưng hiệu suất thu VC thấp 20-50% các sản phẩm thu được chủ yếu gồm etylen, clorua, etan, phương pháp này chỉ nằm trong lĩnh vực nghiên cứu chưa được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp để sản xuất VC.
III/ CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT PVC.
PVC có thể sản suất bằng bốn phương pháp:
phương pháp trùng hợp khối.
Phương pháp trùng hợp dung dịch.
phương pháp trùng hợp nhũ tương.
Phương pháp trùng hợp huyền phù.
Mỗi phương pháp đều có đặc điểm riêng của nó tuy nhiên có nét chung là trọng lượng phân tử của PVC được xác định chủ yếu bởi nhiệt độ của quá trình trùng hợp (khoảng từ 40-80oC)
Bảng: Tổng sản lượng PVC của các phương pháp (Đơn vị: Triệu tấn)
Năm
Huyền phù
Nhũ hương
Khối
1960
1,43
0,36
0,012
1965
2,9
0,66
0,14
1970
6,2
1,66
0,34
1975
10
1,45
1
1980
13,2
1,64
1,2
Tổng%
82,3%
10,25%
7,5%
1/ Phương pháp trùng hợp khối.
Là phương pháp đơn giản tuy nhiên ít được sử dụng do sản phẩm polyme tạo thành ở dạng khối, khó gia công và tháo sản phẩm.
Hệ phản ứng bao gồm: monome+ chất khởi đầu:
Thông thường trùng hợp khối ở áp suất cao và nhiệt độ cao, cũng có thể trùng hợp khí Vinylclorua mà không cần áp suất, cho hỗn hợp monome với một ít CCl4.
Và peroxit benzoil trùng hợp.ở 60- 77oC sẽ tạo thành polyme lỏng phân tử thấp. Ở nhiệt độ thấp hơn tốc độ chuyển mạnh qua dung môi CCl4 giảm xuống nên có được polyme rắn.
2/ Phương pháp trùng hợp dung dịch.
Ở phương pháp này có thể khắc phục được hiện tượng quá nhiệt cục bộ, trường hợp này dung môi có thể hoà tan được polyme hay không hoà tan được polyme.
Nếu dung môi không hoà tan được polyme thì polyme được tách ra ở dạng bột. Nếu dung môi hoà tan được polyme thì polyme tách ra ở dạng dung dịch. Nhiệt độ phản ứng 35- 45oC.
Thời gian trùng hợp tương đối dài, dung môi tiêu tốn nhiều mà cần với nồng độ tinh khiết cao vì vậy trong thực tế ít được sử dụng. Hiện nay trùng hợp dung dịch chỉ để sử dụng đồng trùng hợp các monome khác với VC.
3/ Phương pháp trùng hợp nhũ tương.
Thành phần chính trong trùng hợp nhũ tương bao gồm: monome, chất khởi đầu, môi trường phân tán (thường là nước), dung dịch muối đậm và chất nhũ hoá.
Vinylclorua hoà tan trong nước kém nên nó có thể tham gia phản ứng trùng hợp nhũ tương.
Do chất khởi đầu tan trong nứơc phản ứng trùng hợp xảy ra trong khu vực tiếp xúc giữa Vinylclorua và nước, polyme tạo thành ở dạng nhũ tương trong nước.
Để ổn định và để monome phân tán tốt trong nước cần bổ sung chất nhũ hoá. Chất nhũ hoá làm giảm sức căng bề mặt giữaVC và nước tạo ra các giọt monome phân tán trong nước tạo ra và các giọt nhỏ hơn rất nhiều so với trùng hợp huyền phù. Chất nhũ hoá thường dùng là Ankyl Sunphat bậc hai hay muối kiềm của Ankyl Sunphat. ...

---