tìm hiểu về công nghệ chế biến pvc tại nhà máy nhựa và hóa chất phú mỹ

Báo Cáo Kiến Tập SVKT: Lê Thị Hoa
LỜI MỞ ĐẦU
Cùng với việc phát triển công nghiệp dầu mỏ và khí thiên nhiên, các sản
phẩm hóa chất hữu cơ cũng đạt được sự phát triển nhảy vọt nhờ sự kết hợp
nhanh chóng với công nghệ lọc dầu. Sản phẩm hóa học từ dầu mỏ mở ra một
ngành mới là ngành hóa dầu trong đó Nhựa tổng hợp là sản phẩm có sản
lượng lớn và tiêu thụ nhiều thứ 3 trên thế giới. Bước sang thế kỉ 21, các điều
kiện kinh tế toàn cầu đã được cải thiện và vì thế nhu cầu PVC lớn hơn nhiều
so với dự báo. Ở Việt Nam cũng như các nước Đông Nam Á khác, công
nghiệp sản xuất nguyên liệu cho ngành nhựa đều khởi đầu từ PVC. Theo số
liệu dự đoán khả năng cung-cầu nhựa PVC ở Việt Nam thì tới năm 2011 và
những năm sau đó Việt Nam vẫn còn phải nhập khẩu PVC. Là sinh viên theo
học ngành Công nghệ Hóa dầu, em nhận thức sâu sắc tầm quan trọng của lĩnh
vực này trong sự phát triển chung của ngành Hóa dầu. Đây là động lực thúc
đẩy em quan tâm và thực hiện bài báo cáo tìm hiểu về công nghệ chế biến
PVC tại Nhà máy Nhựa và Hóa Chất Phú Mỹ. Bài báo cáo sau em xin trình
bày cụ thể những vấn đề mà em đã tìm hiểu được qua quá trình kiến tập tại
nhà máy.
Trang 1
Báo Cáo Kiến Tập SVKT: Lê Thị Hoa
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY, ĐƠN VỊ KIẾN TẬP
1.1.Tổng quan về ngành công nghiệp sản xuất PVC
Ngành công nghiệp hóa dầu được định nghĩa là ngành công nghiệp hóa chất
và sản phẩm cao phân tử có nguồn gốc từ dầu thô và khí thiên nhiên. Tiềm
năng nhu cầu các sản phẩm hóa dầu là rất lớn nhất là đối với polymer và
nguyên liệu nhựa như: PE, PP, PVC. PVC (Poly Vinyl Clorua) là loại nhựa
chiếm thị phần lớn thứ 3 sau PE và PP trong lĩnh vực sản xuất ống và phụ
kiện, trong đó chiếm đến hơn 50% tổng nhu cầu tiêu thụ là ứng dụng PVC
trong sản xuất các loại ống, tiếp theo là trong màng tấm, sợi cáp, khung cửa,
tấm lót sàn, vải giả da… Châu Á là thị trường tiêu thụ PVC lớn nhất thế giới
hiện nay. Trong đó Việt Nam là một trong những thị trường tiêu thụ khá cao.

Nhu cầu đó đã thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp sản xuất nhựa
PVC. Ngành sản xuất nhựa PVC ở Việt Nam bắt đầu vào năm 1998 với sự
xuất hiện của TPC Vina. Cuối năm 2002, nhà máy sản xuất PVC thứ 2 (Liên
doanh giữa Petronas và PetroVietNam) có công suất 100 000 tấn/năm cũng
bắt đầu đi vào hoạt động. Sự xuất hiện những nhà máy này là nét khởi sắc cho
ngành công nghiệp nhựa Việt Nam.
1.2. Nhà máy Nhựa và Hóa Chất Phú Mỹ
a. Vị trí và đối tác
Nhà máy Nhựa và Hóa Chất Phú Mỹ thuộc Công Ty TNHH Nhựa và Hóa
Chất Phú Mỹ (PMPC). Nhà máy nằm trong khu công nghiệp Cái Mép-Huyện
Tân Thành-Tỉnh Bà Rịa-Vũng Tàu. Lễ khánh thành nhà máy PVC của công
ty Liên Doanh Nhựa và Hóa Chất Phú Mỹ tại Việt Nam đánh dấu một bước
ngoặt lịch sử lớn đối với các bên đối tác tại thời điểm đó là PETRONAS,
PETROVIETNAM và TRAMATSUCO. Đây là mô hình tổng quan về nhà
máy:
Trang 2
Báo Cáo Kiến Tập SVKT: Lê Thị Hoa
Hình 1.1. Mô hình tổng quan về nhà máy
Nhà máy hoàn thành trước thời hạn một tháng, có công suất 100 000
tấn/năm, tạo ra nhiều lợi ích đối với đất nước trong việc tạo công ăn việc làm,
chuyển giao công nghệ cũng như công tác đòa tạo huấn luyện. Hiện nay, Công
Ty Nhựa và Hoá Chất Phú Mỹ là công ty liên doanh giữa Tập đoàn dầu khí
quốc gia của Malaysia- PETRONAS và Công ty Cổ phần đóng tàu và dịch vụ
dầu khí Vũng Tàu Shipyard. Tỷ lệ góp vốn: Petronas 93%, Vũng Tàu
Shipyard 7%.
b. Công nghệ
Nhờ sử dụng công nghệ hàng đầu của châu Âu, các sản phẩm nhựa PVC của
nhà máy đáp ứng được các Tiêu chuẩn Chất Lượng Quốc Tế cũng như yêu
cầu của khách hàng đối với sản phẩm cao cấp, mở rộng phạm vi sử dụng đến
các ứng dụng trong ngành y. Những ưu điểm của công nghệ:

- Tiết kiệm chi phí và không yêu cầu phòng lạnh
- Thời gian sử dụng lâu dài cho phép khối lượng tồn kho lớn
- Sản phẩm được trộn tại chỗ mang lại nhiều cơ hội cho các nhà sản xuất
hóa chất
- Đa dạng hóa sản phẩm phục vụ nhu cầu khách hàng.
Trang 3
Báo Cáo Kiến Tập SVKT: Lê Thị Hoa
c. Tuyên ngôn vầ mục tiêu và nhiệm vụ của nhà máy
• Tuyên ngôn về mục tiêu : “ Một công ty điển hình trong lĩnh vực hóa
dầu, năng động và mang lại lợi ích cho khách hàng.”
• Tuyên ngôn về nhiệm vụ:
-
Sản xuất và tiếp thị bột nhựa PVC và các sản phẩm hóa dầu có liên
quan đáp ứng nhu cầu của khách hàng.
-
Trở thành một đối tác kinh doanh được ưa chuộng, tạo ra giá trị cho
ngành công nghiệp hóa dầu và cho Tổ quốc
-
Phát triển toàn diện tiềm năng của nhân viên và giao quyền hạn cho họ
-
Cam kết có tinh thần trách nhệm trong cộng đồng
Hình 1.2. Hình ảnh toàn bộ nhà máy
CHƯƠNG 2: CÔNG VIỆC THỰC TẾ KIẾN TẬP ĐƯỢC
2.1. Vài nét về PVC
Polyvinyl Clorua (PVC) là một loại nhựa tổng hợp được bằng cách trùng hợp
Vinyl Clorua Monomer (VCM):
n CH
2
=CHCl -> (- CH
2

– CHCl -)
n
Trang 4
Báo Cáo Kiến Tập SVKT: Lê Thị Hoa
Hiện nay, PVC là loại nhựa nhiệt dẻo được sản xuất và tiêu thụ nhiều thứ 3
trên thế giới. PVC đã trở thành vật liệu lý tưởng cho rất nhiều ngành công
nghiệp khác nhau như: xây dựng dân dụng, điện tử viễn thông, sản xuất ô tô,
giao thông vận tải, y tế Về mặt ứng dụng, PVC là loại nhựa đa năng nhất với
giá thành rẻ, nhiều tính năng vượt trội và ngày càng được sử dụng rộng rãi.
2.2. Tổng hợp PVC
2.2.1. Sản xuất Vinyl Chloride Monomer (VCM)
Để tổng hợp PVC người ta phải đi từ VCM. Để sản xuất VCM có rất nhiều
phương pháp:
Từ acetylen: CH ≡CH + HCl → CH
2
= CHCl
Từ ethylen: CH
2
= CH
2
+ Cl
2
→ CH
2
Cl – CH
2
Cl
CH
2
Cl – CH

2
Cl → CH
2
= CHCl + HCl
Khi đi từ ethylen, quá trình sẽ xảy ra theo 2 bước: Trước tiên là clo hóa
ethylen để tạo ra 1,2- ethylen-diclorua , tiếp theo là nhiệt phân 1,2- ethylen-
diclorua thành VCM và axit clohydric (HCl). Như vậy, chỉ một nửa phân tử
clo tham gia vào phản ứng để tạo thành VCM, nửa còn lại tạo thành HCl.
Lượng HCl này đôi khi không có nơi tiêu thụ, đòi hỏi phải xử lý rất tốn kém.
Có nhiều hướng khắc phục vấn đề này. Một trong những hướng đó là sử dụng
kết hợp cả acetylen và ethylene. Khi ấy, HCl để hydroclo hóa acetylen:
CH ≡CH + CH
2
= CH
2
+ Cl
2
→ 2 CH
2
= CHCl
2.2.2. Các phương pháp sản xuất PVC
Có 4 phương pháp trùng hợp được ứng dụng trong công nghiệp để sản xuất
PVC: trùng hợp khối, trùng hợp trong dung dịch, trùng hợp nhũ tương, trùng
hợp huyền phù. Trong đó, phổ biến và chiếm sản lượng lớn nhất là trùng hợp
huyền phù, tiếp đến là trùng hợp nhũ tương, trùng hợp trong dung dịch và cuối
cùng là trùng hợp khối.
Trang 5
Báo Cáo Kiến Tập SVKT: Lê Thị Hoa
a. Trùng hợp khối: Trùng hợp khối chỉ dùng cho những trường hợp công suất
nhỏ và để sản xuất ra những sản phẩm có tỉ khối thấp, ít hấp thụ chất hóa dẻo.

Do phản ứng tỏa nhiệt mạnh nên trong trường hợp này chỉ nên giới hạn mức
độ chuyển hóa VCM khoảng 50-60%. Lượng VCM dư được thu hồi và tái sử
dụng. Trùng hợp khối có ưu điểm là sử dụng ít chất khơi mào nên để lại dư
trong sản phẩm cuối. Tuy nhiên lại khó điều chỉnh nhiệt phản ứng, khó làm
lạnh cũng như khó thu hồi và làm sạch monome dư để tái sử dụng.
b. Trùng hợp trong dung dịch: Trùng hợp trong dung dịch tuy dễ thực hiện
và dễ điều khiển nhưng có bất lợi là phải sử dụng lượng lớn dung môi hữu cơ
(vì monome không tan trong nước) nên rất tốn kém và rất độc hại. Chính vì
vậy phương pháp này chỉ áp dụng cho những trường hợp mà các yếu tố kỹ
thuật không cho phép dùng những phương pháp khác hoặc vì những yêu cầu
đặc biệt, ví dụ như sản xuất các lọai polyme làm chất sơn phủ bề mặt.
c. Trùng hợp nhũ tương: Trùng hợp nhũ tương là phương pháp được ứng
dụng vào công nghiệp đầu tiên để tổng hợp PVC. Trong trùng hợp nhũ tương,
monome được phân tán trong nước dưới dạng nhũ ổn định. Sản phẩm tạo
thành cũng tồn tại dưới dạng nhũ (hay còn gọi là latex) của những hạt polyme
trong nước. Phản ứng trùng hợp nhũ tương phụ thuộc vào nhiệt độ, bản chất
chất kích thích, chất nhũ hóa, pH của môi trường, tốc độ và khả năng khuấy
trộn.
d. Trùng hợp huyền phù: Phản ứng trùng hợp huyền phù giống như trùng
hợp nhũ tương nhưng thường khuấy trộn monomer với nước và chất ổn định
là những polymer háo nước như polyvinylancol, tinh bột oxit nhôm,… Thu
được polymer ở dạng hạt, do đó còn gọi là phương pháp trùng hợp hạt. Chất
ổn định thường dùng 3÷5%, hấp phụ trên bề mặt của giọt monomer tạo thành
khi khuấy. Các giọt monomer tương đối lớn, khoảng 0,1-5 mm phụ thuộc vào
Trang 6
Báo Cáo Kiến Tập SVKT: Lê Thị Hoa
khả năng khuấy, lượng và bản chất ổn định. Bởi vì chất kích thích thường tan
trong monomer, phản ứng xảy ra trong các giọt monomer tạo nên các tiểu
phân hay hạt hình cầu, dễ tách ra khi ngừng khuấy và không cần dùng các chất
đông tụ đặc biệt. Cơ chế phản ứng trùng hợp huyền phù giống như trùng hợp

khối nhưng phản ứng xảy ra với tính dẫn nhiệt tốt hơn, khối lượng phân tử
cao, độ đa phân tán nhỏ.
2.3. Công nghệ sản xuất PVC tại PMPC
Nhà máy Nhựa và Hóa Chất Phú Mỹ không trực tiếp tổng hợp VCM mà
nguồn VCM được nhập từ nước ngoài thông qua cảng PVGas vào làm nguồn
nguyên liệu chính. Nhà máy sử dụng phương pháp trùng hợp huyền phù trong
sản xuất PVC. Dưới đây là những vấn đề sơ lược về công nghệ sản xuất PVC
tại nhà máy:
2.3.1. Nguyên liệu
Nguyên liệu cung cấp cho nhà máy là Vinyl Chlorua Monomer (VCM) Ở
dạng được nhập vào 2 bồn chứa hình cầu T3101A/B. VCM là một chất khí
không màu, dễ cháy, dễ nổ. Để thuận tiện cho việc vận chuyển và bảo quản
VCM thường được nén ở áp suất khoảng 3 kg/cm
2
. Dưới đây là một số thông
số hóa lý của VCM:
Khối lượng phân tử 62.5 ĐVC
Tỷ trọng 0.92 (20
0
C)
Nhiệt nóng chảy -159.7
0
C
Áp suất hơi 2524 mmHg (20
0
C)
Nhiệt độ bắt cháy -78
0
C
Nhiệt độ tự bắt cháy 470

0
C
Trang 7
Báo Cáo Kiến Tập SVKT: Lê Thị Hoa
Giới hạn cháy nổ 3.6%- 33% (thể tích )
Bảng 2.1. Tính chất hóa lý của Vinyl Chlorua Monomer.
2.3.2. Các chất phụ gia:
a. Nước: nước được dùng làm dung môi phân tán VCM, tẩy rửa lò phản ứng,
dùng trong hệ thống làm mát, gia nhiệt, hơi nước được dùng cho tháp phân
tách C501. Trong trường hợp này nước cần phải được khử khoáng cũng như
thỏa mãn yêu câu về độ dẫn điện cũng như về pH do các yếu tố này có ảnh
hưởng tới phản ứng tạo PVC. Nước loại khoáng có độ dẫn điện nhỏ hơn 1, có
pH= 6,5-7,5 và trước khi đưa vào sử dụng phải được kiểm tra tại phòng thí
nghiệm nhà máy.
b. Các chất xúc tác cho quá trình khơi mào:
+ Cat E: công thức phân tử NaOH (10%). Một số thông số hóa lý:
Khối lượng phân tử 40
Tỷ trọng 1511kg/m
3
ở 30
o
C
Nhiệt độ nóng chảy 12
o
C
Độ nhớt 42 cP ở 30
o
C
Tính chất Tính base
Bảng 2.2. Tính chất hóa lý của Cat E

+ Cat D :là hợp chât oxy hoá rất mạnh gây ăn mòn thiết bị. Công thức phân tử
là H
2
O
2
(Hydrogen peroxide). Một số thông số hoá lý :
Khối lượng phân tử 34.02
Tỷ trọng 1131 kg/m
3
ở 20
o
C
Nhiệt độ nóng chảy -32.8
o
C
Nhiệt độ sôi 107.8
o
C
C% 16.5%
Áp suất hơi 23mmHg ở 30
o
C
Độ nhớt 2.3 cP ở 20
o
C
Trang 8
Báo Cáo Kiến Tập SVKT: Lê Thị Hoa
Bảng 2.3. Tính chất hóa lý của Cat D
+ Cat C:là chất rất độc . Công thức phân tử C
2

H
5
OCOCl (etyl cloroformate)
Một số thông số hoá lý :
Khối lượng nguyên tử 108.5
Tỷ trọng 1135 kg/m
3
Nhiệt độ nóng chảy -30
o
C
Áp suất hơi 40.5 mmHg ở 20
o
C
Độ nhớt 0.46 cP
Tính chất Tính axit
Nhiệt độ chớp cháy 10
o
C
Nhiệt độ tự bắt cháy 450
o
C
Giới hạn cháy nổ 3.7- 12.6%(v/v)
Bảng 2.4. Tính chất hóa lý của Cat C
+Buffer: (NaHCO
3
) là dung dịch muối của Na có tính kiềm nhẹ được dùng để
làm dung dịch đệm cho phản ứng.
c. Chất tạo hạt
• Gran A ( Poly Vinyl Alcohol)
Thành phần PVA, PVOH, PVAL

Nhiệt độ nóng chảy 150-230
o
C
Nhiệt độ chớp cháy > 70
o
C
Điểm cháy 440
o
C
Mật độ khối 0,3 – 0,7
Khối lượng riêng tương đối 1,19 – 1,31
Nhiệt lượng cháy 5,99 kcal/g
Giới hạn nổ 35g/m
3
Bảng 2.5. Tính chất hóa lý của Gran A
• Gran B (Vinyl Alcohol- Vinyl Acetate)
Thành phần 36-37 % PVA, <7% Methanol
Khối lượng riêng 1080 kg/m
3
ở 20
o
C
Nhiệt độ sôi 100
o
C
Nhiệt độ nóng chảy : 0
o
C
Trang 9
Báo Cáo Kiến Tập SVKT: Lê Thị Hoa

Nhiệt độ tự bốc cháy 470
o
C
Độ nhớt 1500mPa.s
pH 5
Áp suất hơi 25 mbar ở 20
o
C
Nhiệt độ chớp cháy >60
o
C
Bảng 2.6. Tính chất hóa lý của Gran B
d. Chất chống bám dính Evicas
Khối lượng riêng 990 kg/m
3
Màu sắc Xanh thẫm
Nhiệt độ nóng chảy -15-> -20
o
C
Nhiệt độ sôi 89
o
C
Độ nhớt 3,4 mPa.s
pH 12,5-13,5
Nhiệt độ chớp cháy 32
o
C
Bảng 2.7. Tính chất hóa lý của Evicas
e. Chống tạo bọt Antifoarm
Khối lượng riêng 1010 kg/m

3
Màu Trắng sữa
pH 6- 7,5
Nhiệt độ đông đặc -10
o
C
Nhiệt độ sôi 100
o
C
Áp suất hơi 23mbar ở 20
o
C
Độ nhớt 1200-1800 mPa.s ở 25
o
C
Bảng 2.8. Tính chất hóa lý của Antifoarm
f. Chất ổn định Stabiliser (3-(5-ter-butyl-4hydroxy-m-tolyl-)propionate)
Khối lượng riêng 1050 kg/m
3
Nhiệt độ đông đặc -3
o
C
Độ nhớt 190 mPa.s ở 25
o
C
Điểm chớp cháy > 150
o
C
Nhiệt độ tự bốc cháy 390
o

C
Bảng 2.9. Tính chất hóa lý của Stabiliser
Trang 10
Báo Cáo Kiến Tập SVKT: Lê Thị Hoa
Các chất phụ gia được đưa vào thiết bị phản ứng cùng với nguyên liệu theo
từng mẻ. Tổng lượng VCM cho mỗi mẻ phản ứng là 35,5 tấn. Tỷ lệ FVCM:
RVCM phải được tính toán sao cho độ ảnh hưởng tới sản phẩm là nhỏ, nguyên
nhân do trong quá trình phản ứng, mặc dù thiết bị làm bằng thép không gỉ
nhưng vẫn có lượng tạp chất, kim loại có trong VC thu hồi. Chính những
lượng này sẽ phá hủy xúc tác cho phản ứng diễn ra theo chiều hướng khác.
Nồng độ chất phụ gia cũng sẽ thay đổi trong suốt quá trình vận hành sao cho
chính xác với từng loại PVC. Ví dụ như đối với quá trình sản xuất loại PVC
K66R thì nguyên liệu và các chất phụ gia được đưa vào thiết bị phản ứng lần
lượt như sau:
Thứ tự Nguyên liệu và chất phụ gia Khối lượng
1. Nước lạnh 17 kg
2. Cat E 71,2 kg
3. Cat D 7,9 kg
4. Cat C 17,6 kg
5. VCM 35,5 tấn
6. Nước ấm 21 kg
7. Gran A 550 kg
8. Gran B 32 kg
9. Buffer 70 kg
10. Chất ổn định 9,5 kg
Bảng 2.10. Lượng nguyên liệu và chất phụ gia cho K66R
2.3.3. Quá trình xảy ra phản ứng
a. Sự khuấy trộn
Do sự khuấy trộn của cánh khuấy trong lò phản ứng nên các khối VCM bị bẻ
gãy thành từng giọt nhỏ kích thước trong khoảng 1-50 micromet. Các hạt này

Trang 11
Báo Cáo Kiến Tập SVKT: Lê Thị Hoa
được ổn định bởi sự có mặt của các tác nhân tạo hạt, các tác nhân này sẽ hấp
thụ trên bề mặt phân chia giữa monomer và nước. Các giọt monomer sẽ tăng
kích thước và hình thành sự đông tụ tạo nên kích thước hạt PVC trong khoảng
100-200 micromet.
b. Quá trình hình thành chất khơi mào
Chất khơi mào thông thường được sử dụng đó là sự hình thành từ 3 cấu tử: cat
C : cat D : cat E = 2 : 1 : 2. Cụ thể phản ứng hình thành như sau:
H
2
O
2
+ 2 NaOH → Na
2
O
2
+ 2 H
2
O
(Cat D) (Cat E) (Sodium peroxide)
C
2
H
5
OCOCl + Na
2
O
2
→ C

2
H
5
OCO-OO-CO-O- C
2
H
5
+2 NaCl
( Cat C ) ( Chất khơi mào)
Chất khơi mào C
2
H
5
-OCO-OO-OCOC
2
H
5
sẽ tạo ra gốc tự do C
2
H
5
OCOO
.
Các gốc tự do này sẽ tấn công vào các monome tạo ra các gốc tự do mới.
c. Động học của quá trình hình thành PVC
Phản ứng polime hóa tạo PVC xảy ra theo 3 giai đoạn :
Giai đoạn 1: Khơi mào phản ứng: giai đoạn này hình thành 2 gốc tự do như
trên.
Giai đoạn 2: Phát triển mạch: các gốc tự do tấn công mạnh mẽ, các monome
hình thành nên gốc tự do mới:

C
2
H
5
OCO-O
.
+ M → R
Giai đoạn phát triển mạch này các gốc tự do phản ứng với monome tạo nên
một lượng lớn gốc tự do :
R
n
+ M → R
n+1
Phản ứnh này tạo thành chuỗi polime.
Giai đoạn 3 : Tắt mạch – là giai đoạn những gốc tự do phản ứng với monome
tạo nên polime và các gốc tự do khác :
Trang 12
Báo Cáo Kiến Tập SVKT: Lê Thị Hoa
R
n
+ M → P
n
+ R
Phản ứng này dừng không cho mạch polime dài hơn , phản ứng kết thúc mạch
xảy ra nhanh ở nhiệt độ cao.
Tốc độ phản ứng nhanh khi nhiệt độ cao, cũng như chất khơi mào sẽ bẻ gãy
nhanh hơn, hình thành nhiều gốc tự do. Tuy nhiên tốc độ phá hủy chất xúc tác
cũng sẽ tăng theo. Khi phản ứng kết thúc, cần thêm chất ổn định để loại bỏ
gốc tự do còn lại, mà chúng chính là nguyên nhân gây ra phản ứng nối dài
mạch.

2.4. Quy trình sản xuất
Quá trình trùng hợp huyền phù được diễn ra trong lò phản ứng (Reactor) theo
từng mẻ. Sau khi không khí được đuổi ra khỏi thiết bị phản ứng bằng hệ thống
Vancuum, nước được nạp vào trước, rồi tới các chất xúc tác tạo khơi mào cho
phản ứng, VCM được nạp vào từ 2 nguồn RVCM từ V405 và FVCM từ bồn
T310A (hoặc T310B). Trong lò phản ứng, chế độ khuấy khoảng 60 vòng /phút
được duy trì sao cho có thể tạo ra những hạt nhỏ li ti với kích cỡ mong muốn.
Khi quá trình phản ứng xảy ra nhiệt độ trong lò phản ứng được nâng lên
khoảng 56
o
C, áp suất được điều chỉnh vào khoảng 8,5 bar. Phản ứng được
xem là kết thúc khi áp suất trong lò giảm đi 2 bar (tức là khoảng 6,5 bar), khi
này chất ổn định được thêm vào mục đích để dừng phản ứng. Hỗn hợp sau
phản ứng bao gồm PVC, nước, VCM chưa phản ứng (gọi là Slurry) tiếp tục
được tháo sang 2 thiết bị chứa sản phẩm V501, V502 cũng có cánh khuấy tiếp
tục khuấy trộn để tránh việc lắng tụ các hạt polymer. Lượng VCM còn lại sau
phản ứng chiếm 14-15% khối lượng ban đầu, lượng VCM này sẽ được tách ra
bằng bay hơi và thu hồi tại thiết bị ngưng tụ và bồn chứa. Hỗn hợp Slurry
được gia nhiệt là chưng cất tại V501, lượng VCM còn lại cũng được thu vào
vào V405. Slurry sau khi đã được tách VCM dư được đưa đến thiết bị chứa
Trang 13
Báo Cáo Kiến Tập SVKT: Lê Thị Hoa
PVC T503A/B, tách nước tại thiết bị quay ly tâm S503A/B và thiết bị sấy tầng
sôi D501. Phần trên của D501 có thêm bộ phận Cyclon 2 bậc mục đích để thu
hồi PVC bị lôi cuốn theo dòng không khí nóng và hạn chế thất thoát PVC.
Trước khi dòng khí nóng này được xả ra ngoài khí quyển, nó sẽ được tách bụi
để tránh gây ô nhiễm môi trường. Bột PVC khô sau khi qua máy sàng để loại
những hạt quá kích cỡ, được khí nén đẩy qua Silo chứa T604A/B và được
đóng bao với trọng lượng mỗi bao là 25 kg hoặc 800 kg tại khu vực Bagging.
Hình 2.1. Sơ đồ về quy trình sản xuất PVC tại PMPC

2.5. Các thiết bị chính
2.5.1. Bồn chứa nguyên liệu (FVCM) T3101A/B
Trang 14
Báo Cáo Kiến Tập SVKT: Lê Thị Hoa
Hình 2.2. Bồn chứa nguyên liệu T3101A/B
Nguyên liệu được nhập bằng đường thủy qua cảng Thị Vải, sau đó được tồn
chứa vào 2 thiết bị hình cầu. Dung tích của mỗi thiết bị là 2800 m
3
, đường
kính 17,5 m. Tuy nhiên trong quá trình tồn chứa, chỉ chứa trong khoảng 80-85
%, mục đích để tránh trường hợp nhiệt độ môi trường cao, dẫn tới áp suất
trong thiết bị tăng cao gây nguy hiểm. Một số thông số kỹ thuật của bồn:
Áp suất thiết kế 10 barg
Nhiệt độ thiết kế 100
o
C
Ap suất hoạt động 5 bar
Nhiệt độ hoạt động 35
o
C
Độ ăn mòn cho phép 2.0 mm
Thể tích 2800m
3
Khối lượng tịnh 303000 kg
Đường kính trong 17500 mm
Bảng 2.11. Thông số kĩ thuật của bồn T310A/B
2.5.2. Bình chứa VCM thu hồi (RVCM) V405A/B
Trang 15
Báo Cáo Kiến Tập SVKT: Lê Thị Hoa
Bình chứa V405A/B có: - Dung tích 80m

3
- Đường kính 3,5m
- Dài 8,3m
VCM còn dư sau phản ứng được thu hồi vào bình chứa V405A/B hình trụ tròn
đặt nằm ngang. V405A/B có tác dụng thu hồi và tách nước ra khỏi RVCM,
sau đó RVCM được đưa trở lại lò phản ứng nhờ bơm P402A/B.
2.5.3. Lò phản ứng R301A/B/C
Hình 2.3. Lò phản ứng R301A/B/C
Do phản ứng ở dạng huyền phù, do đó lò phản ứng là loại có cánh khuấy để
tránh quá trình bám dính (PVC hình thành đóng bám trên thành thiết bị) và để
điều chỉnh kích thước hạt theo yêu cầu. Tốc độ khuấy 60 vòng/phút. Ở đây,
các nguyên liệu được nạp vào lò phản ứng: xúc tác, phụ gia, nước đã loại
khoáng, FVC (Fresh Vinyl Choloride) và RVC (Recovery Vinyl Chloride),
chúng được khuấy trộn trong suốt quá trình phản ứng. Do phản ứng trùng
Trang 16
Báo Cáo Kiến Tập SVKT: Lê Thị Hoa
hợp hình thành polime tỏa nhiệt nên lò phản ứng có phần vỏ bọc bên ngoài,
trong đó dùng nước để tải nhiệt. Trên đỉnh lò phản ứng có thêm thiết bị ngưng
tụ, nhiệm vụ của phần này cũng để tải nhiệt của phản ứng.
Có 3 lò phản ứng (R301A/B/C) mỗi lò có thông số như sau:
-
Dung tích 105 m
3
-
Đường kính 4.26m.
Kích thước phần ngưng tụ :
-
Đường kính ống shell 1.46m
-
Chiều cao 3.99m

-
Có 752 ống tube, đường kính mỗi ống 38.1mm
-
Diện tích truyền nhiệt: 345m
2
.
Thông số làm việc của lò :
-
Áp suất giới hạn trong lò 16 barg
-
Áp suất phần vỏ bọc 6 barg.
Trong khi đó áp suất vận hành thông thường là 8.5 barg, ở 56
o
C.
Nhà máy sử dụng 3 lò phản ứng , làm việc độc lập .
2.5.4. Thiết bị lọc
a. Thiết bị lọc S405A/B:
S405 A/B dùng để tách một số tạp chất có trong VC trước khi đưa vào lò
phản ứng, tạp chất chủ yếu lẫn trong VC thu hồi (Recovery Vinyl Chloride),
do trong quá trình phản ứng nó có thể lẫn những hạt kim loại của thiết bị, hay
tạp chất do sự có mặt của O
2
, CO
2 .
S405 A/B có nhiệm vụ tách những phần
tử có kích thước lớn hơn 25 micromet.
b. Thiết bị lọc S501:
Sau khi phản ứng kết thúc, sản phẩm ở dạng huyền phù PVC trong nước
(Slurry) sẽ được chuyển qua thiết bị chứa slurry (Blowdown Vessel V501),
Trang 17

Báo Cáo Kiến Tập SVKT: Lê Thị Hoa
trước đó nó được tách những hạt quá lớn, tại đây những hạt có kích thước lớn
hơn 25mm sẽ bị giữ lại.Thông số kĩ thuật thiết bị:
- Đường kính 300 mm
- Chiều dài 1000 mm
- Đáy có hình nón có chức năng đưa chất rắn ra ngoài
c. Thiết bị lọc S502A/B:
Trước khi đưa slurry vào tháp stripping C501, để tránh gây tắc các lỗ trên đĩa
thì PVC cần phải được tách các hạt lớn hơn so với yêu cầu (do kích thước lỗ
đĩa của tháp stripping C501 nhỏ (9.5 mm). Tại thiết bị này các hạt có kích
thước lớn hơn 5mm sẽ bị giữ lại. Thiết bị lọc này đặt trước thiết bị trao đổi
nhiệt E501(tận dụng nhiệt dòng sản phẩm sau khi stripping cho dòng nguyên
liệu vào tháp Stripping) để tránh sự cố cho thiết bị này. Có 2 thiết bị luân
phiên làm việc. Thông số kĩ thuật mỗi thiết bị:
- Đường kính 286 mm
- Chiều dài 1255 mm
- Đáy có hình nón
2.5.5. Thiết bị chứa sản phẩm trung gian
Gồm 2 thiết bị: V501 và V502
Trang 18
Báo Cáo Kiến Tập SVKT: Lê Thị Hoa
Hình 2.4. Thiết bị chứa sản phẩm trung gian
a. V501
- Đường kính: 5200mm
- Dung tích 300 m
3

Sản phẩm của lò phản ứng gồm PVC tồn tại dưới dạng huyền phù trong
nước, VCM chưa phản ứng, xúc tác còn dư được gọi là Slurry. Slurry được
bơm P501 bơm qua thiết bị lọc S501 vào bình chứa V501. V501 dùng để chứa

slurry sau mỗi một mẻ phản ứng. Tại thiết bị này phần VC chưa phản ứng sẽ
được tách ở áp suất cao, sau đó được đưa về bình chứa VC thu hồi V405A/B.
Thiết bị được khuấy liên tục để tránh PVC lắng xuống đáy. Tại đây, Cat E
được bơm vào để giảm thiểu quá trình ăn mòn do các phản ứng phụ sinh ra
trong lò phản ứng.
Trang 19
Báo Cáo Kiến Tập SVKT: Lê Thị Hoa
b. V502
- Đường kính 4000mm.
- Dung tích 50 m
3
.
Slurry từ V501 được bơm P503 bơm sang bình chứa V502 có thể tích nhỏ
hơn và làm việc ở áp suất thấp hơn so với V501. V502 cũng có nhiệm vụ như
V501 là tách VC chưa phản ứng, tuy nhiên mục đích chính của nó là để ổn
định lưu lượng bơm cho tháp stripping C501. Cat E cũng được thêm vào trong
thiết bị này để hạn chế ăn mòn thiết bị. Do V502 đóng vai trò là thiết bị chứa
nguyên liệu cho tháp stripping C501 nên chất phụ gia chống tạo bọt được
thêm vào ở đây với mục đích ngăn sự tạo bọt trong quá trình phân tách VC lẫn
trong slurry có dung tích 50 m
3
cũng có nhiệm vụ như V501, tuy nhiên mục
đích chính của nó là để ổn định lưu lượng bơm cho phân xưởng Stripping sau
đó .
2.5.6. Thiết bị phân tách sản phẩm C501
Nhiệm vụ của tháp này là phân tách lượng VCM còn lại trong slurry bởi do
yêu cầu của sản phẩm là nồng độ VCM còn lại trong PVC nhỏ hơn 1 ppm.
C501 được thiết kế với tốc độ nạp liệu 43m
3
/h với 30÷40% PVC rắn. Tháp

được thiết kế với thời gian lưu lên đến 3 phút. Theo thiết kế cơ bản thì
P
Đỉnh tháp
=0,4 bar, phù hợp với hầu hết các loại sản phẩm, tuy nhiên có thể thay
đổi trong quá trình điều khiển. Sử dụng dòng hơi nước quá nhiệt để stripping
phân tách VCM ra khỏi PVC. Lượng và tốc độ hơi nước vào tháp phụ thuộc
Trang 20
Báo Cáo Kiến Tập SVKT: Lê Thị Hoa
vào lượng và tốc độ slurry vào C501.
Hình 2.5. Tháp phân tách sản phẩm C501
Ở vùng đỉnh tháp có lớp đệm 1m, ở đây hầu hết VCM sẽ được tách ra, sau đó
slurry qua các đĩa nạp liệu. Các đĩa được thiết kế bằng cách hàn gắn với nhau,
khoảng cách giữa các đĩa là 200mm đảm bảo cuốn slurry đi ngăn cản sự tạo
cặn và giảm phẩm chất polymer. Phần đáy chứa lỏng cần kích thước nhỏ hơn,
Trang 21
Báo Cáo Kiến Tập SVKT: Lê Thị Hoa
mục đích để dòng sản phẩm có thể lấy ra nhanh - tức thời gian lưu nhỏ, tránh
những phản ứng không mong muốn với dòng hơi nước.
Cấu tạo của tháp như sau :
Đường kính thân tháp 1300mm
Đường kính phần chưa chất lỏng 900mm
Số đĩa 48
Bề dày đĩa 35mm
Khoảng cách giữa các đĩa 200mm
Áp suất thiết kế 3,5 bar
Nhiệt độ thiết kế 150
o
C
Áp suất vận hành (bình thường/lớn nhất) 0,4 / 0,7 bar
Nhiệt độ vận hành (bình thường/lớn nhất) 114 / 120°C

Bảng 2.12. Thông số kĩ thuật tháp C501
a. Thiết bị ngưng tụ ở đỉnh C501: E503
E503 được đặt trực tiếp trên đỉnh C501, ngưng tụ hầu hết hơi nước trong tháp
và hồi lưu phần ngưng tụ lại tháp, làm lạnh hơi VCM đi ra. E503 có thể ngưng
tụ được 1026 kg/h.
b. Thiết bị trao đổi nhiệt E501
Thiết bị trao đổi nhiệt xoắn ốc được sử dụng để gia nhiệt cho slurry vào tháp
C501 và làm lạnh slurry đã phân tách VCM ra khỏi C501. Sự cấp nhiệt sơ bộ
là cần thiết để giảm lượng hơi nước sử dụng và giảm thiểu sự giảm phẩm chất
của polymer do làm lạnh đột ngột.
c. Bơm nạp liệu cho tháp C501: P504
Vì slurry có thể chứa những lớp PVC dày 25mm, nên loại bơm slurry sử dụng
ở đây là bơm li tâm có cánh khuấy dạng hở. Dung tích theo yêu cầu là lớn hơn
10% lưu lượng lớn nhất để tránh hiện tượng đóng bám.
d. Bơm sản phẩm từ đáy tháp C501: P505
Trang 22
Báo Cáo Kiến Tập SVKT: Lê Thị Hoa
Đây là bơm ly tâm có cánh khuấy dạng hở, nó có khả năng bơm được các hạt
rắn có kích cỡ 10mm.
2.5.7. Thiết bị chứa PVC T503A/B
PVC sau khi phân tách VCM tại C501 còn chứa lượng nước đáng kể. Sản
phẩm sau quá trình stripping: Phần đỉnh là hơi VCM sẽ được đưa tới phân
xưởng thu hồi VCM, phần đáy sẽ đựơc chứa tại 2 thiết bị là T503A/B. Từ 2
thiết bị này Slurry được đưa qua thiết bị sấy ly tâm. Các thông số kỹ thuật
thiết bị:
- Thân thiết bị hình trụ có đường kính: 6100mm
- Đáy hình nón
- Chiều dài (tính cả phần đáy):6500mm
- Dung tích: 200m
3

- Trong thiết bị có bố trí cánh khuấy.
Hai thiết bị này 1 hoạt động còn 1 ở chế độ Standby. Từ thiết bị này huyền
phù PVC trong nước được đưa qua thiết bị quay ly tâm nhờ bơm P507.
2.5.8. Thiết bị quay ly tâm S503A/B
Tại thiết bị này, do quán tính và sự khác biệt về trọng lượng riêng, nước sẽ
được tách một phần ra khỏi huyền phù PVC. Tuỳ vào từng loại mà hàm lượng
nước còn lại trong PVC sau khi ra khỏi S503A/B là khác nhau trong khoảng
22% ÷ 30% ( đối với K66R là 24%).
2.5.9. Thiết bị sấy tầng sôi D501
Sau khi qua S503A/B, PVC tiếp tục được tách nước trong thiết sấy tầng sôi.
Nhiệm vụ của thiết bị này là tách nước trong PVC, sao cho sản phẩm đầu ra
PVC chỉ chứa không quá 0,3 % nước. Thiết bị này dùng dòng nước nóng chảy
Trang 23
Báo Cáo Kiến Tập SVKT: Lê Thị Hoa
trong các panel và không khí nóng để sấy PVC. Phần trên của thiết bị có thêm
bộ phận Cyclon , mục đích để thu hồi PVC bị lôi cuốn theo dòng không khí
nóng. Bộ phận Cyclon có 2 bậc để hạn chế thất thoát PVC. Trước khi dòng
khí nóng này được xả ra ngoài khí quyển, nó sẽ được tách bụi để tránh gây ô
nhiễm môi trường. Thiết bị có một số thông số kĩ thuật như sau:
- Lưu lượng 14000 kg/h
- Chiều dài 10m
- Cao 6m
- Rộng 4.5 m.
2.5.10. Thiết bị sàng S504A/B
Sau khi được sấy khô, PVC mới chỉ đạt tiêu chuẩn về độ ẩm. Để đạt được tiêu
chuẩn về kích thước, PVC được đưa qua thiết bị sàng. Ở đây các hạt ngoài
khoảng kích thước mong muốn sẽ được tách ra. Sau đó PVC đạt tiêu chuẩn sẽ
được vận chuyển qua khu vực đóng gói.
2.6. Các hệ thống phụ trợ
a. Boiler: Đây là khu vực sản xuất dòng hơi nước (Steam) sử dụng cho các

quá trình gia nhiệt. Nước được đun nóng bằng một lò đốt bằng than đá dạng
đốt tầng sôi, dòng hơi nước đi ra được cung cấp cho lò phản ứng, tháp phân
tách và hệ thống panel trong máy sấy. Hỗn hợp khí sau quá trình cháy được
qua hệ thống hấp thụ hết các khí độc (CO, SO
2
, H
2
S…) và bụi trước khi thải ra
môi trường.
b. Nước làm mát (Cooling): Nước sử dụng để làm mát hoặc giải nhiệt đi ra
từ hệ thống này. Tại đây hệ thống hai quạt hút dùng dòng không khí tự nhiên
để làm mát dòng nước theo cơ chế truyền nhiệt bằng phương pháp đối lưu
cưỡng bức. Nước đi vào hệ thống có nhiệt độ khoảng 34-35
o
C và nước sau khi
ra khỏi hệ thống có nhiệt độ khoảng 28-30
o
C
Trang 24
Báo Cáo Kiến Tập SVKT: Lê Thị Hoa
c. Khu vực xử lý nước cho sản xuất: Do trong phản ứng hình thành PVC ở
dạng huyền phù nên nước được nạp cùng dòng VCM, sản phẩm cuối chỉ cho
phép chứa < 0.3% nước. Nếu nước này trước khi cho vào phản ứng không
được xử lý, nó chứa một số loại ion làm độ dẫn điện của nước tăng, cũng như
của sản phẩm. Điều này dẫn tới chất lượng của sản phẩm kém đi. Do đó trước
khi vào lò phản ứng, nước cần phải loại khoáng. Yêu cầu của nước sau khi
loại khoáng là:
- Độ dẫn điện <1
- pH=6,5-7,5
2.7. Sản phẩm

Công nghệ của nhà máy cho phép cung cấp cho thị trường bột nhựa PVC bao
gồm các chủng loại như: K57, K66R, K66G, K66F và K70.
Trang 25