Download miễn phí Đồ án Thiết kế nhà máy sản xuất nhựa PVC theo phương pháp trùng hợp nhũ tương



Lời mở đầu 4 Phần I : Tổng quan lý thuyết 5
Chương I : Tính chất nguyên liệu 5
 I. Lịch sử phát triển của VC 5
 II. Tính chất vật lý và ứng dụng của VC 5
 III. Tính chất hoá học của VC 6
Chương II : Giới thiệu về quá trình phát triển của PVC 8
 I. Quá trình phát triển nhựa PVC trên thế giới 8
 II. Sự phát triển ngành công nghiệp nhựa PVC ở việt nam 9
Chương III: Cấu tạo và tính chất của PVC 13
 I. Cấu tạo của PVC 13
 II. Tính chất của PVC 15
 III. Tính chất hoá học của PVC 16
Chương IV: Cơ sở lý thuyết của quá trình sản xuất PVC 18
 I. Các phản ứng hoá học 18
 II. Động học của quá trình trùng hợp 21
 III. Độ trùng hợp và chiều dài mạch phân tử 22
 IV. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trùng hợp 23
Chương V : Các phương pháp sản xuất nhựa PVC 26
 I. Các phương pháp sản xuất 26
 II. Quá trình sản xuất nhựa PVC 31
 III. Giới thiệu một số sơ đồ công nghệ sản xuất 34
Phần II: Tính toán 38
A. Tính cân bằng vật chất 38
 I. Tính năng suất trong một ngày làm việc 38
 II. Tính cân bằng vật chất cho một tấn sản phẩm 40
 III. Cân bằng vật chất cho một mẻ sản phẩm 45
 IV. Cân bằng vật chất cho một năm sản xuất 48
B. Tính cân bằng nhiệt lượng 49
 I. Cân bằng nhiệt lượng 49
 II. Tính lưu lượng nước làm mát 51
 III. Tính bề mặt truyền nhiệt 53
 IV. Tính lượng nhiệt cấp vào để tăng nhiệt độ đến nhiệt độ trùng hợp 56
 V. Tính lưu lượng nước cần đun nóng 59
C. Tính toán thiết bị chính 63
 I. Tính thiết bị trùng hợp 63
 II. Tính kết cấu của thiết bị phản ứng 67
Phần III : Tính toán cơ khí 74
 I. Chọn vật liệu làm thiết bị 74
 II. Tính chiều dày áo gia nhiệt 77
 III. Tính chọn các kích thước phụ và thiết bị phụ 78
Phần IV: Thiết kế xây dựng 81
 I. Giới thiệu chung 81
 II. Các yêu cầu đối với địa điểm xây dựng 81
 III. Phân tích tổng mặt bằng nhà máy 84
Phần V: An toàn lao động 87
 I. Tổ chức đảm bảo an toàn lao động ở nhà máy 87
 II. Những nguyên tắc gây ra mất an toàn lao động và bệnh nghề nghiệp87
 III.Các biện pháp đảm bảo an toàn lao động 88
Kết luận 90
Tài liệu tham khảo 91
 
 
 


http://s1.liketly.com/flash/edoc/jh2i1fkjb33wa7b577g9lou48iyvfkz6-swf-2015-09-09-do_an_thiet_ke_nha_may_san_xuat_nhua_pvc_theo_phuong_phap_tr.h80Iu5GObW.swf /tai-lieu/do-an-thiet-ke-nha-may-san-xuat-nhua-pvc-theo-phuong-phap-trung-hop-nhu-tuong-85459/


Để tải tài liệu này, vui lòng Trả lời bài viết, Mods sẽ gửi Link download cho bạn ngay qua hòm tin nhắn.

Ket-noi - Kho tài liệu miễn phí lớn nhất của bạn


Ai cần tài liệu gì mà không tìm thấy ở Ket-noi, đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

g hay được đun nóng nếu hút chân không. Keo bảo vệ được hoà tan trong nước nóng ở 600C tại thiết bị, thời gian nạp keo bảo vệ càng nhanh càng tốt vì nếu chậm thì keo bảo vệ bị lão hoá mất tác dụng. Chất khởi đầu cho vào thiết bị phản ứng dưới dạng trộn lẫn trong nước sau đó đậy nắp thiết bị.
+ Hút chân không thiết bị phản ứng: trước khi nạp VC phải tạo môi trường trơ (không có oxy) trong hỗn hợp phản ứng nếu có oxy sẽ cản trở quá trình trùng hợp. Để tạo độ chân không đúng yêu cầu ta phải dùng một số lượng lớn bơm chân không, do vậy nên người thường sử dụng các bước hút chân không liên tiếp.
+ Tiến hành nạp monome VC: Sau khi vào thiết bị phản ứng VC ở dạng lỏng phân tán trong nước do sự khuấy trộn. Tiến hành trùng hợp VC trong khoảng nhiệt độ 40 á 480C tuỳ theo yêu cầu về tính chất sản phẩm. Thiết bị phản ứng có thể tích 20 – 50 m3 ngoại trừ hãng Huls 200 m3.
+ Đun nóng thiết bị phản ứng trùng hợp đến 600C bằng hỗn hợp nước và hơi trong vỏ nồi phản ứng và giữ nguyên nhiệt độ cho đến hết phản ứng. Trước khi phản ứng xảy ra phải khuấy mạnh để đạt cân bằng cho hệ huyền phù. Khi quá trình phản ứng xảy ra thì nhiệt độ trong thiết bị sẽ tăng, do đó phải duy trì nhiệt độ phản ứng bằng nước lạnh tuần hoàn ở ngoài vỏ thiết bị phản ứng. áp suất nồi phản ứng duy trì trong khoảng 6.3 atm (400C) đến 15 atm (800C) cho đến khi áp suất trong thiết bị trong thiết bị giảm xuống bằng áp suất hơi cân bằng của VC/PVC. Khi đó độ chuyển hoá đạt 80% không còn VC tự do, khi áp suất bắt đầu giảm thì người ta cho thêm một lượng nhỏ chất hãm để ngừng polyme hoá trong các giai đoạn tiếp theo.
+ Loại bỏ vinyl clorua còn trong thiết bị phản ứng bằng cách giảm áp trong nồi phản ứng, vinyl clorua được tách ngay trong nồi phản ứng hay đưa sang thiết bị tách.
+ Tháo sản phẩm: phản ứng kết thúc PVC ở trạng thái bột nhão sau khi đã loại bỏ monome vinyl clorua cho qua thiết bị trao đổi nhiệt để tiếp liệu và tiếp tục qua máy ly tâm khoảng 20%, sau đó qua thiết bị sấy khô tới khi hàm ẩm nhỏ hơn 0.3% thì dừng sấy để loại bỏ các hạt to sau đó được đóng bao.
+ Làm sạch nồi phản ứng: là rất quan trọng vì trong quá trình phản ứng các polyme tạo thành bám trên bề mặt trong thiết bị phản ứng gây cản trở sự truyền nhiệt, làm tắc van,... Hiện nay trong các dây chuyền sản xuất tự động hoá, nên người ta sử dụng vòi cao áp ( khoảng 300 atm) để làm sạch, đầu vòi phun được đặt trong thiết bị phản ứng, có thể di chuyển lên xuống hay quay thay thế cho nhân công.
* Giai đoạn làm sạch nhựa: sản phẩm PVC sau khi trùng hợp có rất nhiều chất bẩn dính trộn lẫn vào như keo bảo vệ, VC không phản ứng và nước do đó cần được làm sạch.
+ Xử lý kiềm: với sự có mặt của NaOH sẽ làm phân huỷ các gốc của chất khởi đầu và chất ổn định tạo thành các loại muối natri dễ hoà tan vào nước, dễ keo tụ nhựa và tăng tính ổn định nhiệt của nhựa. Nếu keo bảo vệ là gelatin ta xử lý bằng kiềm khoảng 10% , kiềm tác dụng với keo bảo vệ tạo thành các muối tan trong nước:
NH2 - R - COOH + NaOH ắđ NH2 - R - COONa + H2O
Nếu chất khởi đầu là peroxyt benzoil thì:
2(C6H5COO)2 + 4 NaOH ắđ 4 C6H5COONa + 2 H2O + O2
+ Tách VC.
+ Ly tâm và rửa nhựa: dùng nước cất 60 á700C để rửa nhựa trong thiết bị thân hình trụ, đáy nón làm bằng thép không rỉ phía trong có lắp cánh khuấy. Cuối cùng của quá trình rửa ta không tách nước mà cho qua thiết bị ly tâm để tách nước. Hàm ẩm của bột PVC sau khi ly tâm khoảng 16 á22%.
+ Quá trình sấy khô: sấy nhựa PVC có thể dùng thiết bị kiểu tầng sôi, thiết bị sấy phun, nhiệt độ không khí sấy, từ 1200 á 1400C. Hàm ẩm sau khi sấy khô nhỏ hơn 0,3%. PVC sau khi sấy khô qua hệ thống cyclon thu hồi, tuỳ theo yêu cầu mà có thể tiến hành các bước sàn-nghiền,... rồi sau đó đóng bao và lưu kho.[1],[8]
II.2. Sản xuất PVC theo phương pháp nhũ tương:
Phương pháp này có thể tiến hành liên tục hay gián đoạn.
Với trường hợp gián đoạn dùng thiết bị phản ứng loại dung tích vài m3 có lót chì, có thể làm việc ở áp suất dưới 10 atm, có cánh khuấy, có vỏ bọc ngoài để bảo vệ và có thể chiụ được áp suất 15 atm. Cánh khuấy được quay tròn với vận tốc 10á20 vòng phút để trộn đều hỗn hợp phản ứng.
Hỗn Hợp phản ứng gồm có nước cất, clorua vinyl lỏng, chất khởi đầu (tan trong nước như H2O2), chất nhũ hoá, chất điều chỉnh pH của môi trường, chất điều chỉnh sức căn bề mặt. Chất nhũ hoá chiếm khoảng 0,1 á 0,5% trọng lượng clorua vinyl. Chất điều chỉnh pH của môi trường là các muối đệm như axetac natri, axit photphoric,...pH càng cao chất khởi đầu loại peroxyt bị phân huỷ càng mạnh và phản ứng xảy ra nhanh hơn, thường giữ pH ở khoảng 6,5 á 7,0. Cần giảm sức căng bề mặt của môi trường để tăng độ phân tán của Polyme, các chất thường dùng poly vinylic,...với số lượng khoảng 0,1á 0,5% lượng monome. Quá trình tiến hành trùng hợp tóm tắt như sau : đầu tiên dùng nước nóng đưa nhiệt độ hỗn hợp phản ứng lên 40 á 50oC, áp suất trong thiết bị phản ứng lên đến 5 á 7 atm. Thời gian kích động trùng hợp kéo dài vài giờ, sau đó là thời gian phản ứng trùng hợp toả nhiệt làm tăng nhanh áp suất nên cần cho nước lạnh vào để điều chỉnh nhiệt độ, giữ nguyên áp suất . Tốt nhất là nhiệt độ không lệch quá ± 20C và áp suất ± 0,2atm. Khi phản ứng phản ứng trùng hợp kết thúc áp suất sẽ giảm xuống.
Cuối cùng muốn tách polyme ra khỏi nhũ tương có thể dùng các biện pháp sau:
+ Cho chất nhũ tương liên tục qua tủ sấy kiểu thùng quay.
+ Cho chất nhũ tương liên tục phun qua hệ thống sấy khô.
+ Kết tủa nhũ tương bằng cách ly tâm rồi sấy khô polyme trong thùng sấy chân không.
Trong thời gian gần đây đã tiến hành trùng hợp nhũ tương liên tục trong nước. Thiết bị gồm một hay hai nồi trùng hợp đặt liền nhau, kiểu thẳng đứng đườmg kính 1,5 ữ1,8 mét và cao 7 ữ8 mét có thể làm việc dưới áp suất 10atm, có vỏ ngoài để đun nóng hay làm lạnh, có cánh khuấy. Quá trình tiến hành như sau: Đầu tiên đổ đầy đến 70% dung dịch chất nhũ hoá và chất khởi đầu (theo tỷ lệ 17:1) rồi đun nóng hỗn hợp lên 45 ữ550C. Khi nhiệt độ tăng chứng tỏ phản ứng trùng hợp đã bắt đầu thì cần làm lạnh.
Điều chỉnh quá trình bằng tỉ trọng của hỗn hợp phản ứng : khi tỉ trọng của hỗn hợp phản ứng đạt 1,07 thì bắt đầu cho nguyên liệu vào và lấy sản phẩm nhựa ra với những lượng bằng nhau. Khi quá trình dần sang giai đoạn liên tục. Khi tỷ trọng của hỗn hợp phản ứng 1,10 thì liên tục cho nguyên liệu vào và lấy nhựa ra. Thiết bị làm việc như vậy từ 10 ữ12 ngày, sau đó ngừng sản xuất để rửa sạch polyme dính ở thành thiết bị. Ngày nay, việc tự động hoá đã dùng hệ thống rửa bằng vòi cao áp đặt bên trong thiết bị phản ứng nên đã hạn chế được nhân công làm việc. Polyme thu được ở dạng latex chuyển sang lọc tách các hạt to, sau đó chuyển latex đi keo tụ, rửa lọc và sấy khô. Năng suất của thiết bị khoảng 25 kg polyme tính với 1m3 dung tích trong giờ. Dùng phương pháp này có thể điều chỉnh độ trùng hợp bằng cách thay đổi nhiệt độ hay là tính chất và số lượng chất khởi đầu. [8];[1] ...

---