đồ án môn học quá trình sản xuất pvc

Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu
Mục lục:
Chương I: TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT
1.1. Tổng quan về sản phẩm (PVC)
1.1.1. Sơ lược về l ịch sử phát triển của nhựa PVC
Lịch sử phát triển của PVC bắt đầu từ năm 1835 khi mà monome Vinyl
Clorua (VCM) đã được Justus Von Liebig tìm ra, đó là kết quả của phản ứng giữa
dicloetylen với KOH/rượu.
Từ khám phá của Liebig, năm 1838 Victo Regnauln đã tiến hành lại thí
nghiệm đó và khẳng định sự tin cậy của phát minh này.Nhưng mãi đến những năm
1937 thì PVC mới chính thức sản xuất trong công nghiệp.
Công nghiệp về chất dẻo nói chung và về PVC nói riêng phát triển mạnh ở
nhiều nước như: Nga, Anh, Đức, Pháp, Mỹ, Nhật…(bảng II.1). Còn ở nước ta nhựa
PVC được sản xuất đầu tiên ở nhà máy hóa chất Việt Trì, nhưng đến nay chỉ có
công ty TPC Vina là đang sản xuất ổn định và nhà máy Phú Mỹ đã đi vào hoạt đông
nhưng chất lượng sản phẩm không ổn định.
Bảng 1.1.1: Sản lượng PVC của một số nước (nghìn tấn).
Quốc gia 1980 1981 1982
SVTH: Nguyễn Xuân Minh Page 1
Lương Đình Nam
Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu
Đài Loan
Canada
Nhật
Mỹ
Pháp
Ý
Đức
450
-
1430

-
730
670
950
450
222
1130
2600
710
580
920
500
195
1220
2400
790
590
860
Công nghiệp chất dẻo từ PVC đang và sẽ phát triển rất mạnh là vì PVC có
nhiều ưu điểm tốt như: bền cơ học, ổn định hóa học và đặc biệt là dễ gia công ra
nhiều sản phẩm thông dụng: màng bao gói, áo đi mưa, dép, ống và dây, các chi tiết
dùng trong công nghiệp hóa chất…và hơn nữa nguồn nguyên liệu cũng dễ tìm.
1.1.2. Tình hình sản xuất và tiêu thị PVC
1.1.2.1. 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 tăng bình quân trên thế giới là 5,3%.
Nhu cầu tăng lớn nhất về PVC ở các nước Châu á - Thái Bình Dương là
Nhật: chiếm 34%, Indonexia: 14,6%, Thái Lan: 14,1%, Malaixia: 13,9%, Trung
Quốc: 12,3%.
SVTH: Nguyễn Xuân Minh Page 2
Lương Đình Nam
Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu
1.1.2.2. Tại Việt Nam.
Do nhu cầu PVC tính theo đầu người hiện nay ở Việt Nam so với nhiều nước
còn thấp, nên trong các năm tới tốc độ tăng trưởng trung bình hàng năm sẽ là 40%,
sau đó giảm xuống khoảng 17%, vào các năm tiếp theo.
Hiện nay nước ta đã có 2 Liên doanh sản xuất bột PVC một là: 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 len
100.000 tấn/năm.
Hai là: 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.
Trong năm 2000 cả nước ta tiêu thụ khoảng 150.000 tấn bột PVC, nhưng chỉ
đáp ứng được khoảng 40% nhu cầu còn phải nhập khẩu khoảng 60% từ các nước
trên thế giới. 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 khẩu.

1.1.3. Các tính chất đặc trưng của PVC
1.1.3.1 . Độ hòa tan của PVC
PVC có độ trùng hợp thấp n = 300 ÷ 500 tương đối dễ tan trong axeton và
kêton, este, hydrocacbon Clo hóa…Nhưng PVC có trọng lượng phân tử cao thì hòa
tan hạn chế.
Ở nhiệt độ thường, PVC hầu như không tan trong các chất hóa dẻo, nhưng ở
nhiệt độ cao thì bị trương nhiều và có khả năng tan trong một số chất hóa dẻo.
Độ hòa tan của PVC còn phụ thuộc vào các phương pháp sản xuất. PVC nhũ
tương có độ hòa tan kém hơn PVC được sản xuất theo phương pháp huyền phù.
1.1.3.2. Tính ổn định nhiệt.
Nhiệt độ chảy mềm của PVC cao hơn một ít so với nhiệt độ phân huỷ của
nó.Ngay ở 140
0
C nó đã bắt đầu phân huỷ và đến 170
0
C thì quá trình phân huỷ xảy
ra nhanh hơn. Khi tăng nhiệt độ, HCl được tạo ra và xuất hiện màu. Màu của nhựa
SVTH: Nguyễn Xuân Minh Page 3
Lương Đình Nam
CH2 CH CH2 CH CH2 CH to
Cl Cl Cl
CH CH CH2 CH CH2 CH + HCl
Cl Cl
H H H H H H
CH2 C CH2 C CH2 C CH2 C CH2 C CH2 C
Cl Cl Cl - HCl Cl Cl
H H H H H
CH2 C CH2 C CH2 C CH2 C CH2 C CH2 C
Cl Cl Cl Cl Cl Cl
Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu

PVC sẽ chuyển dần từ sáng đến vàng, da cam, đỏ, nâu, và đen. Sự xuất hiện màu
được giải thích là do sự hình thành các nối đôi cách:
Và kèm theo đó là sự giảm dần khả năng hòa tan của PVC. Điều này được
giải thích là do sự tạo liên kết ngang giữa các phân tử PVC:
Khi phân huỷ PVC ở nhiệt độ cao, ngoài HCl còn có các sản phẩm phụ thấp
phân tử nhưng không có VCM.
Phụ thuộc vào thành phần và mục đích của nhựa mà có thể tiến hành gia công
nhựa PVC ở 140 ÷ 175
0
C. Trong điều kiện này có thể xảy ra sự phân huỷ một phần
Polyme tạo ra HCl và tạo ra mạch Polyme có nối đôi, đôi khi tạo ra cầu nối giữa các
phân tử. Để tăng độ ổn định nhiệt của PVC, người ta thêm vào chất ổn định có tác
dụng làm chậm hoặc kiềm hãm sự phân huỷ.
Theo cấu tạo thì chất ổn định được chia ra làm 3 loại: chất ổn định hữu cơ, vô
cơ và cơ kim. Trong đó chất ổn định vô cơ và cơ kim là quan trọng hơn cả vì ngoài
tác dụng ổn định nhiệt chúng còn ngăn ngừa PVC khỏi bị phân huỷ trong điều kiện
gia công ở nhiệt độ cao. Ngoài ra chúng còn có khả năng bảo vệ các tính chất của
vật liệu trong thời gian dài khi sử dụng.
SVTH: Nguyễn Xuân Minh Page 4
Lương Đình Nam
CH2 C+H CH2 C+H CH2 C+H
Cl- Cl- Cl-
Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu
Hệ số giãn nở phụ thuộc vào loại liên kết giữa các nhóm nguyên tử hoặc phân
tử. Hệ số này càng lớn khi cường độ liên kết càng yếu.
Bảng 1.1.3.2: Độ dẫn nhiệt của một số vật liệu:
Vật liệu
Hệ số giãn nở
(10
-6

C
-1
)
Độ dẫn nhiệt
(w/m
0
C)
Nhiệt dung riêng ở
20
0
C (kj/kg
0
C)
PVC
PS
Thuỷ tinh
50 ÷ 180
60 ÷ 80
3 ÷ 4
0,12 ÷ 0,30
0,10 ÷ 0,14
1,25
0,84 ÷ 1,25
1,34
0,71 ÷ 1,84
1.1.3.3. Trộn với chất hoá dẻo và các nhựa khác.
Để gia công và sử dụng PVC hiệu quả thì việc trộn nó với các chất hóa dẻo có ý
nghĩa rất quan trọng.
Chất hóa dẻo là chất trộn với PVC để làm cho PVC tăng độ bền uốn, giảm
tính dòn ở nhiệt độ thấp, làm giảm nhẹ điều kiện gia công và tăng thời gian sử dụng

sản phẩm. Nguyên nhân của việc dùng chất hóa dẻo là do PVC là Polyme mạch
cứng, ở nhiệt độ lớn hơn nhiệt độ hóa thuỷ tinh mới có đàn hồi.
Cơ chế hóa dẻo có thể được giải thích như sau: PVC là Polyme phân cực,
PVC cứng và ít bị biến dạng là do lực liên kết nội tại giữa các phân tử:
Khi đun nóng làm chuyển động của các phân tử tăng lên nên làm suy yếu dần
lực liên kết giữa các phân tử và làm mềm Polyme. Ở nhiệt độ thường, chất hóa dẻo
hòa tan có hạn nhưng ở nhiệt độ cao thì nó trộn dễ với Polyme vì lúc đó nó dễ xen
vào giữa các mạch đại phân tử và làm suy yếu lực liên kết giữa chúng.
PVC có khả năng trộn hợp tốt với các polyeste mạch thẳng, các nhựa ankyt,
cao su nitryl, nhựa epoxy, nhựa phenol focmandehyt…
1.1.4. Phân loại và ứng dụng của PVC.
1.1.4.1. PVC cứng.
PVC cứng không hóa dẻo là nguyên liệu nhiệt dẻo, cứng được sử dụng để chế
tạo màng, tấm, ống, vật phẩm ép…
SVTH: Nguyễn Xuân Minh Page 5
Lương Đình Nam
Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu
PVC cứng là loại vật liệu rắn có tỷ trọng thấp, độ bền tương đối cao.Tính điện môi
tốt, bền hóa học.
So sánh một số tính chất cơ học thì PVC cứng hơn hẳn các loại chất dẻo khác như
PE, PS, phenol plast…và có thể sử dụng làm vật liệu xây dựng. Một trong những
tính chất quý giá của PVC cứng là chịu được tác dụng của khí và chất lỏng ăn mòn
hóa học cao.
a. Ứng dụng để làm ống:
Từ bột và hạt PVC có thể chế tạo ống và các vật phẩm khác ở trên máy đùn.Khác
với chế tạo màng và tấm, ở đây bột phải có độ chảy lớn và ổn định ở nhiệt độ cao.
Hiện nay ở Việt Nam việc sản xuất ống rất quan trọng đối với các công ty gia công
nhựa PVC bởi vì nó sử dụng hơn 75% lượng nhựa PVC tiêu thụ.
b. Ứng dụng để làm màng:
Quá trình sản xuất màng từ PVC cứng bao gồm các công đọan: trộn các cấu

tử, cán trộn hỗn hợp, cán tấm.
Để sản xuất màng ta dùng PVC nhũ tương hoặc huyền phù và chất ổn định (3 ÷ 4%
trọng lượng nhựa). Chất ổn định thường dùng là Stearat và Laurat Ca hay Ba hoặc
sunphat Chì.
Quá trình cán thường tiến hành ở 160 ÷ 170
0
C tức là ở nhiệt độ cao hơn nhiệt
độ chảy của PVC (150 ÷ 160
0
C). Nhiệt độ cán càng cao thì càng dễ đồng đều và hoá
dẻo càng nhanh nhưng nhựa PVC sẽ dễ bị phân huỷ hơn.
Màng PVC cứng dùng để làm vật liệu cách nhiệt và chống gỉ.
c. Ứng dụng để làm tấm:
Có 2 phương pháp sản xuất:
- Ép nóng Paket (nhiều lớp màng đã được cán chồng lên nhau) trên máy ép
thuỷ lực nhiều tầng.Chiều dày tấm từ 2÷ 20 mm
- Phương pháp đùn nhựa đã được làm mềm qua đầu khe. Chiều dày tấm từ
10 ÷ 15mm, phương pháp này phức tạp vì nhiệt độ chảy mềm gần với nhiệt độ
phân huỷ.
SVTH: Nguyễn Xuân Minh Page 6
Lương Đình Nam
Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu
1.1.4.2. PVC dẻo.
Đưa chất hóa dẻo vào PVC sẽ làm thay đổi nhiều tính chất cơ lý của nó.Từ
PVC hóa dẻo ta chế tạo vật liệu mềm có tính đàn hồi ở nhiệt độ thường và nhiệt độ
thấp, thích hợp để chế tạo màng (platikat), pat (bột nhão), chất dẻo bọt, da nhân tạo
và nhiều vật liệu khác. PVC trộn với chất hóa dẻo theo phương pháp nóng hoặc
nguội, tuy nhiên phương pháp nóng vẫn tốt hơn nên nó được sử dụng nhiều.
1.1.4.3. Platikat.
Chế tạo theo phương pháp cán PVC với chất hóa dẻo và chất ổn định.

Platikat có nhiều tính chất quý như: khả năng cách điện cao, chịu khí quyển,
không thấm ẩm, chịu dầu và Benzen, không cháy, đàn hồi cao.
Có thể cán màng PVC hoặc cán màng PVC với vải, giấy…để làm phao tắm,
đệm, bóng gối…
PVC hóa dẻo dùng để bọc dây cáp, chống gỉ, dùng làm các dụng cụ bảo vệ khi làm
việc với phóng xạ.
1.1.4.4. Bột nhão.
Môi trường phân tán (chất hóa dẻo) cần có tác dụng solvat hoá hạt Polyme nhưng
không hòa tan nó. Sự phân tán rất nhỏ Polyme trong các chất lỏng khan nước gọi là
pat.Thành phần của pat gồm: Polyme nhũ tương, chất hóa dẻo, chất ổn định, chất
độn, chất pha loãng và bột màu.
Các chất lỏng không hòa tan nhựa ở nhiệt độ thường nhưng làm Polyme bị
trương nhiều khi đun nóng, kết quả là khối nữa lỏng đó phân bố đều khắp bề mặt và
biến thành màng mỏng sít.
Pat PVC chủ yếu dùng để sản xuất da nhân tạo, áo quần, giầy dép, găng tay…
bằng các phương pháp cán, ép, hoặc phủ hay nhúng trên vải.
1.1.4.5. PVC bọt và PVC xốp.
PVC là nguyên liệu chính để sản xuất các chất dẻo xốp và chất dẻo bọt, có cấu tạo
bền, đàn hồi. Theo cấu tạo của lổ có thể chia ra làm 2 nhóm:
- Nhóm có lỗ cách nhau (chất dẻo bọt).
- Nhóm có lỗ thông nhau (chất dẻo xốp).
PVC bọt có thể sản xuất bằng phương pháp ép gồm 3 giai đoạn: trộn Polyme
với chất tạo khí và các cấu tử khác, ép hỗn hợp, tạo bọt sản phẩm.
SVTH: Nguyễn Xuân Minh Page 7
Lương Đình Nam
Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu
Tạo bọt loại chất dẻo bọt cứng được tiến hành trong môi trường hơi bảo hoà ở nhiệt
độ 100 ÷ 102
0
C.Loại bọt mềm (đàn hồi) được tiến hành trong nước nóng ở 85 ÷

95
0
C.
1.1.5.Phân tích lựa chọn phương pháp sản xuất PVC.
1.1.5.1.Phương pháp trùng hợp khối.
Là quá trình trùng hợp Monome ở pha lỏng không dùng dung môi, Polyme
thu được ở dạng một khối lớn.
Phương pháp này ít được sử dụng để trùng hợp PVC vì sản phẩm thu được có
trọng lượng phân tử không đồng đều, khó tháo sản phẩm và khó xử lý, khó thu nhiệt
phản ứng ra ngoài do đó làm phát sinh nhiệt cục bộ gây phân hủy Polyme tạo ra khí
HCl và Polyme có màu. Tuy nhiên, phương pháp này đem lại sản phẩm có độ sạch
và tính điện môi cao và có thể dùng để sản xuất sản phẩm trong suốt.
Thành phần nguyên liệu phản ứng trùng hợp khối PVC:
- VCM:100 phần khối lượng.
- Chất khởi đầu: 0,02÷ 0,1% so với Monome.
1.1.5.2 Phương pháp trùng hợp trong dung dịch.
Được tiến hành theo hai phương pháp:
+ Phương pháp thứ nhất: gọi là phương pháp"vecni", trong đó môi trường
phản ứng là dung môi hoà tan được cả monome và Polyme như dicloetan, axeton.
Tách Polyme ra bằng cách dùng nước để kết tủa hoặc chưng cất để tách hết dung
môi.
+ Phương pháp thứ hai: là tiến hành trùng hợp trong dung môi hoà tan
monome nhưng không hoà tan Polyme. Trong trường hợp này Polyme dần dần tách
ra ở dạng bột mịn. Phương pháp này dễ điều khiển nhiệt độ phản ứng nhưng do
nồng độ của Monome bé nên Polyme thu được có trọng lượng phân tử thấp.
Phương pháp này ít được dùng vì quá trình trùng hợp lâu và tốn nhiều dung
môi, sản phẩm thu được có độ sạch không cao. Tuy nhiên sản phẩm của quá trình
này có thể đem đi sử dụng ngay cho các công đoạn khác như đem đi kéo sợi để tạo
các sản phẩm vải lót máy móc.
Quá trình trùng hợp: dung môi được cho vào trước, sau đó cho VCM lỏng

rồi cho chất khởi đầu vào. Phương pháp này tiến hành ở nhiệt độ thấp (35 ÷ 40
0
C).
SVTH: Nguyễn Xuân Minh Page 8
Lương Đình Nam
Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu
1.1.5.3. Phương pháp trùng hợp nhũ tương.
Thành phần hỗn hợp phản ứng gồm:
- Monome.
- Nước: làm môi trường phân tán để tạo nhũ tương chứa khoảng 30 ÷ 60%
monome.
- Chất nhũ hóa: để tăng cường sự tạo nhũ và làm ổn định nhũ tương của hệ
thống, chất nhũ hóa là các loại xà phòng của axit béo với hàm lượng 0,1÷ 0,2 %.
- Chất ổn định nhũ tương.
- Chất khơi mào.
Ở đây chất khởi đầu tan trong nước vì thế phản ứng trùng hợp xảy ra ở khu
vực tiếp xúc giữa VCM và nước. Polyme tạo thành ở trạng thái nhũ tương trong
nước nên cần phải tách Polyme ra khỏi nhũ tương.
Chất khởi đầu thường dùng là H
2
O
2
, persunfat kim loại kiềm.
Chất nhũ hóa là các loại xà phòng axit béo, trietanol amin dùng với hàm
lượng 0,1÷ 0,5% trọng lượng nước. Lượng chất nhũ hoá tăng thì độ phân tán hạt
Polyme tăng làm thay đổi vận tốc phản ứng và trọng lượng phân tử của polyme.
Đối với trùng hợp nhũ tương VCM không những dùng hợp chất Peroxit đơn
giản mà còn dùng hệ oxy hoá khử bảo đảm vận tốc trùng hợp lớn hơn (như hệ
persunfat amoni với hydrosunfit hoặc với NaHSO
4

và hệ H
2
O
2
- ion Fe).
Ngoài ra cần thêm muối đệm để giữ nguyên độ pH (thường từ 4 đến 9). Muối
đệm hay dùng là Axetat kim loại nặng, phốt phát, cacbonat kim loại kiềm. Có khi
còn dùng thêm cả chất điều chỉnh để điều chỉnh tính chất và trọng lượng phân tử
của Polyme.
Ưu điểm của phương pháp này là có khả năng tiến hành trùng hợp liên
tục.Nhờ khuấy đều và polyme tách ra liên tục nên sản phẩm rất đồng nhất, có trọng
lượng phân tử cao, quá trình tiến hành ở nhiệt độ tương đối thấp và độ đa phân tán
thấp. Polyme thu được ở dạng latex nên phải tách polyme ra khỏi nhũ tương bằng
phương pháp sấy hoặc keo tụ bằng Sunphat Amoni và dung dịch kiềm.
SVTH: Nguyễn Xuân Minh Page 9
Lương Đình Nam
Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu
1.1.5.4. Phương pháp trùng hợp huyền phù.
Để trùng hợp huyền phù ta cho VCM lỏng phân tán trong môi trường nước, có
chất khởi đầu tan trong monome như: Ter-butyl peroxyneodecanoat, Cumyl
peroxyneodecanoat, Di-2-etylhexyl peroxidecarbonat…
Bằng cách chọn chất kích hoạt hoặc hỗn hợp chất kích hoạt có thể điều chỉnh
được vận tốc trùng hợp, và trong nhiều trường hợp có thể nâng cao được độ chịu
nhiệt và ánh sáng.
Để tăng độ bền của huyền phù thì ta sử dụng các chất ổn định huyền phù là
các polyme tan trong nước như Polyvinyl alcol, keo Gelatin. Kích thước hạt polyme
thu được trong trùng hợp huyền phù phụ thuộc vào khả năng khuấy trộn và chất ổn
định đem dùng.
Bằng phương pháp trùng hợp giọt ta thu được huyền phù polyme, hạt polyme
thu được có kích thước lớn hơn rất nhiều so với trùng hợp nhũ tương, vì chất khơi

mào tan trong giọt monome nên quá trình trùng hợp xảy ra trong giọt monome (có
thể xem trùng hợp huyền phù là trùng hợp khối trong giọt).
Ưu điểm của phương pháp này là: nhiệt độ phản ứng thấp, Polyme thu được
có kích thước hạt lớn và đồng đều hơn, độ tinh khiết cao hơn so với Polyme thu
được từ phương pháp nhũ tương. Do hạt to nên dễ tách ra khỏi nước bằng ly tâm
hoặc lọc.
Từ các ưu nhược điểm của 4 phương pháp trùng hợp VCM để tạo thành nhựa
PVC trên, ta nhận thấy phương pháp trùng hợp VCM trong huyền phù là ưu việt
hơn cả, đặc biệt là thời gian tiến hành trùng hợp ngắn, hiệu suất trùng hợp tương đối
cao (86 ÷ 89%). Chính vì thế mà xu hướng phổ biến hiện nay trên thế giới là chọn
mô hình sản xuất PVC huyền phù.
Lựa chọn phương pháp sản xuất
Phương pháp trùng hợp dung dịch để sản xuất PVC ít được sử dụng do đòi
hỏi một lượng dung môi lớn và có độ tinh khiết cao với phương pháp trùng hợp
khối thì sản lượng khoảng 8% so với tổng sản lượng PVC. Theo phương pháp này
sản phẩm có độ sạch cao, dây chuyền sản xuất đơn giản.không cần bộ phân lọc rửa,
do đó kinh tế hơn. Tuy nhiên sản phẩm tạo ở dạng khối khó gia công, ngoài ra nó
còn ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.Nên ít được sử dụng.
SVTH: Nguyễn Xuân Minh Page 10
Lương Đình Nam
Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu
Hai phương pháp trùng hợp nhũ tương và trùng hợp huyền phù vẫn được xây
dựng rộng rãi (nhưng phương pháp huyền phù vẫn được sử dụng nhiều hơn) do có
ưu điểm đáng kể như sản phẩm tạo ra ở dạng hạt, để gia công, vận tốc trùng hợp
cao, nhiệt độ phản ứng thấp và đặc biệt không xảy ra hiện tượng quá nhiệt cục bộ.
Tuy nhiên nhược điểm là sản phẩm dễ bị nhiễm bẩn bởi chất ổn định và chất
nhũ hoá do đó có công đoạn rửa và sấy trong dây chuyền sản xuất.
Bảng 1.1.5: Bảng so sánh các phương pháp trùng hợp gốc
Phương pháp
tổng hợp

Ưu điểm Nhược điểm
Trùng hợp gốc
Trùng hợp
khối
-Phương pháp đơn giản nhất.
-Polyme có độ tinh khiết cao.
-Vận tốc phản ứng cao, năng suất lớn.
-Trùng hợp ngay trong khuôn mẫu.
-Dễ bị nhiệt cục bộ do
độ nhớt cao.
-Sản phẩm dạng khối
 khó gia công
Trùng hợp
trong dung
dịch
-Không có hiện tượng nhiệt cục bộ
-Dung môi làm giảm độ nhớt giúp phản ứng
xảy ra êm diệu hơn
-Dung môi hữu cơ độc,
đắt tiền, dễ cháy
-Khối lượng phân tử
thấp
SVTH: Nguyễn Xuân Minh Page 11
Lương Đình Nam
Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu
Trùng hợp nhũ
tương (dị thể)
-Sản phẩm cuối cùng là latex polyme với
nồng độ cao (70-80%)
-Phản ứng xảy ra ở độ nhớt thấp

-Có hiệu quả kinh tế cao
Có nhiều tạp chất.
Trùng hợp
huyền phù
-Sự trao đổi nhiệt xảy ra dễ dàng
-Tốc độ phản ứng đồng đều trong toàn hệ
-Polyme thu được có độ đa phân nhỏ, các
tiểu phân polyme(hạt) lớn hơn nhiều so với
trùng hợp nhũ tương.
-Khó phân tách sản
phẩm.
Chương II: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN VẬT LIỆU CHO QUÁ TRÌNH SẢN
XUẤT PVC
Nguyên liệu chính để sản xuất PVC là VCM, ngoài ra còn tùy theo phương
pháp sản xuất mà còn có các chất khác như: chất nhũ hóa, chất ổn định huyền phù,
chất khơi mào, chất ổn định nhiệt…
2.1 Vinyl Clorua (VCM)
Công thức phân tử: C
2
H
3
Cl
Công thức cấu tạo:
Khối lượng phân tử: 62,5
• Tính chất vật lý:
Ở điều kiện thường VCM là một chất khí không màu.
VCM dễ hóa lỏng, tan ít trong nước. Tan trong rượu và tan trong các dung
môi hữu cơ khác như: Axeton, hydrocacbon thơm hay mạch thẳng.
VCM không ăn mòn ở nhiệt độ thường trong điều kiện khô. Khi tiếp xúc với
nước sẽ sinh ra một lượng nhỏ HCl có thể gây ra ăn mòn sắt và thép.

SVTH: Nguyễn Xuân Minh Page 12
Lương Đình Nam
CH
2
= CH
|
Cl
+Cl2
- HCl
Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu
VCM có mùi đặc thù giống Clorofom (CHCl
3
).
Nhiệt độ sôi: t
0
s
= -13,9
0
C.
Nhiệt độ nóng chảy: t
0
nc
= -159,7
0
C
Tỷ trọng ở -13,96
0
C là: d= 0,9892.
Độ nhớt ở 35
0

C: 0,18 cp.
Chiết suất:
4046,1n
20
D
=
398,1n
40
D
=
Nhiệt dung riêng: 0,4 kcal/kg độ.
Nhiệt hóa hơi: 75,2 kcal/k độ.
Độ dẫn nhiệt: 0,116 kcal/mđộ.
Độ tan trong nước: 25,7 mg/100 ml ở 20
0
C.
VCM tạo hỗn hợp nổ với không khí ở giới hạn 3,6÷26,4% thể tích.
• Tính chất hoá học:
VCM là hợp chất phân cực do trong phân tử có nối đôi và gốc -Cl. Khi thực
hiện phản ứng cộng Cl
2
vào VCM ta thu được 1,1,2-tricloetan. Khi tricloetan khử
HCl dưới tác nhân kiềm hay phân huỷ nhiệt ta thu được VinylidenClorua:
CH
2
= CHCl CH
2
Cl - CHCl
2
CH

2
= CCl
2
VCM dễ bị trùng hợp dưới tác nhân nhiệt, ánh sáng hoặc xúc tác gốc tự do.
• Tính chất độc hại:
Nồng độ cho phép tối đa là 1ppm thể tích cho 8h trong 1 ngày tại nơi làm việc.Khi
tiếp xúc với môi trường có nồng độ VCM cao sẽ gây ra tình trạng choáng và mất
định hướng, có thể gây ra mê dại nếu tiếp xúc lâu.
Gần đây người ta cho rằng VCM gây ra angiosarcoma, một dạng hiếm của
bệnh ung thư gan ở nhiều công nhân tiếp xúc với VCM có hàm lượng cao.
VCM hoá lỏng là một chất gây kích thích da.Sự bốc hơi nhanh của VCM lỏng trên
da có thể gây ra sự đóng băng hay sự "phỏng lạnh".
SVTH: Nguyễn Xuân Minh Page 13
Lương Đình Nam
CH3 CH3
C2H5OOC C N N C COO2H5
CH3 CH3
Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu
Sự nguy hiểm về cháy nổ là vấn đề quan trọng nhất khi sử dụng VCM.Khả năng
gây cháy nổ của VCM là rất lớn, điểm chớp cháy của nó là -78
0
C.
Khi trùng hợp VCM, lượng nhiệt sinh ra khoảng 23 kcal/mol.Nếu phản ứng
trùng hợp xảy ra nhanh thì áp suất hơi sẽ tăng lên theo.Điều này rất nguy hiểm vì nó
có khả năng gây ra sự nổ.
2.2 Chất khởi đầu (chất khơi mào)
Các chất khơi mào thường sử dụng là Peroxyt hữu cơ, hydroperoxyt, các hợp
chất Ozonic, các hợp chất vòng azo và diazo tan trong monome…Hàm lượng chất
khơi mào thường dùng chiếm khoảng 0,1 ÷ 1%.
Một số chất khơi mào thông dụng thường dùng trong quá trình trùng hợp:

- Hydroperoxyt: H
2
O
2
.
- Benzoyl peroxyt: (C
6
H
5
COO)
2
.
- Axetyl peroxyt: (CH
3
COO)
2
.
- Persunfat: M
2
S
2
O
8
.Trong đó M là Na, K, NH
4
.
- Ozonic của metylmetacrylat:
- Tert_butylhydroperoxyt: (CH
3
)

3
C - O - OH.
- Izopropyl hydroperoxyt: (CH
3
)
2
CH - O - OH.
- Dietyl este của axit azo_di_izobutyric:
Chất khởi đầu là peoxit benzoil thì:
2(C
6
H
5
COO)
2
+ 4NaOH 4C
6
H
5
COONa + 2H
2
O + O
2
- Dinitryl của axit azo_di_izobutyric:
SVTH: Nguyễn Xuân Minh Page 14
Lương Đình Nam
CH
3
CH
2

O C COOCH
3
O O
C2H5 O
CH3 CH2 CH CH2 O C O
3 2
Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu
- Diazo_aminobenzen: C
6
H
5
- NH - N = N - NH - C
6
H
5
Trong đó peroxyt vẫn là loại được sử dụng nhiều nhất. Hiện nay, trên thế giơí người
ta có xu hướng nghiên cứu và sử dụng các chất khơi mào có thời gian bán rã bé.
Điều này có ý nghĩa rất quan trọng vì nó làm giảm được thời gian của một chu kỳ
phản ứng và do đó làm tăng hiệu suất sử dụng thiết bị cũng như làm giảm chi phí
sản xuất đi rất nhiều.
Thông thường người ta sử dụng hỗn hợp các chất khơi mào trong đó 1 chất có thời
gian bán rã ngắn ở nhiệt độ phản ứng còn các chất còn lại có thời gian bán rã lâu
hơn. Mục đích là để duy trì sự đồng đều về số lượng của các gốc tự do trong toàn bộ
quá trình phản ứng, và do đó làm cho quá trình phản ứng diễn ra êm dịu hơn, tránh
được hiện tượng nhiệt cục bộ phát sinh và khả năng lấy nhiệt phản ứng ra cũng dễ
dàng hơn.
Các chất khơi mào được sử dụng trong đề tài này có tên thương mại là: Cat-19
và Cat-29.
•
Cat-19:

Công thức phân tử: C
18
H
34
O
6
.
Công thức cấu tạo:
Tên gọi: Di_2_etyl hexyl dicacbonat.
Khối lượng phân tử: 346.
Khối lượng riêng: 0,928 kg/cm
3
ở 10
0
C.
Mùi: có mùi tương tự như hydrocacbon.
SVTH: Nguyễn Xuân Minh Page 15
Lương Đình Nam
Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu
Màu sắc: Cat-19 được sử dụng ở dạng nhũ tương trắng (60% peroxyt và 40%
nước và chất nhũ hóa).
Khi phân huỷ nó sẽ tạo ra khí CO
2
, CO.Phản ứng oxy hóa khử xảy ra khi tiếp
xúc với kim loại như : sắt…
Cat-19 gây kích thích da và niêm mạc khi tiếp xúc.
Điều kiện bảo quản: bảo quản trong kho lạnh ở nhiệt độ dưới -15
0
C và chỉ sử
dụng bình chứa làm bằng PE, tránh va đập mạnh.

•
Cat-29:
Công thức phân tử: C
19
H
30
O
3
Công thức cấu tạo:
Tên gọi: Cumyl peroxyneodecanoat
Khối lượng phân tử: 306
Sử dụng ở dạng nhũ tương trắng (peroxyt 50%, nước và chất nhũ hóa 50%).
Khối lượng riêng: d
15
= 0,936 kg/cm
3
.
D
20
= 0,927 kg/cm
3
.
Có mùi tương tự như hydrocacbon.
Khi phân huỷ sẽ tạo ra khí CO
2
, CO.
Phản ứng oxy hóa khử xảy ra khi tiếp xúc với kim loại như: sắt…
Cat-29 gây kích thích da và niêm mạc khi tiếp xúc.
Điều kiện bảo quản: tránh ánh nắng mặt trời và các tạp chất ngoại lai. Bảo
quản trong kho lạnh ở nhiệt độ thấp hơn -15

0
C, chỉ dùng các bình chứa bằng PE và
tránh rung động mạnh.
2.3 Chất ổn định huyền phù.
Thường sử dụng là các Polyme tan trong nước như: Polyvinyl alcol (PVA),
gelatin. Trong đó PVA vẫn được sử dụng nhiều hơn cả.
SVTH: Nguyễn Xuân Minh Page 16
Lương Đình Nam
CH2 CH CH2 CH
nm
OH OCOCH3
Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu
Hàm lượng sử dụng của các chất ổn định huyền phù cũng có ảnh hưởng đến kích
thước hạt nhựa tạo thành. Nếu sử dụng với hàm lượng lớn thì sẽ tạo được hệ huyền
phù tốt, ổn định nên kích thước hạt nhựa tạo ra bé và đồng đều. Còn nếu sử dụng
với hàm lượng thấp thì hệ huyền phù không đảm bảo đồng nhất nên kích thước hạt
lớn và không đồng đều.
Công thức phân tử của PVA:
PVA là polyme duy nhất không được tổng hợp từ monome của nó mà bằng
cách xà phòng hóa este của nó, đặc biệt là Polyvinyl axetat.
PVA chứa nhóm axetat dưới 5% thì không tan trong nước lạnh nhưng tan dễ
trong nước ấm 65 ÷ 70
0
C.Nếu chứa trên 5% thì tan tốt trong nước nhưng chứa trên
20% thì PVA hoàn toàn không tan trong nước khi đun đến 35 ÷ 40
0
C. Nếu chứa
50% thì PVA mất khả năng tan trong nước kể cả nước nóng nhưng tan được trong
CH
3

OH/nước. Nếu để yên thì dung dịch đậm đặc bị gel hoá nhưng khi đun nóng
đến 75
0
C thì tan trở lại.
Ngoài nước ra thì còn có những dung môi của PVA khi đun nóng là: Glycol
béo, Glyxerin, Mono etanolamin, Phenol…
Ưu điểm đặc biệt của PVA là chịu được rất tốt các loại dầu, chất béo, hydrocacbon
và phần lớn các dung môi hữu cơ khác. Dung dịch PVA hầu như không chịu tác
dụng của vi khuẩn vì thế khi bảo quản lâu nó vẫn không thay đổi.
Trong đề tài này tôi chọn loại AG-1 và AG-2 để làm chất ổn định huyền phù.Cả hai
loại đều là PVA nhưng khác nhau về số nhóm -OH trong mạch đại phân tử.
AG-1 có số nhóm -OH trong mạch đại phân tử thấp hơn so với AG-2 (n ≈700), mục
đích đưa vào nhằm làm giảm độ fish eye (các hạt PVC không còn độ xốp), điều này
được rút ra từ những nghiên cứu của nhà cung cấp.AG-1 được sử dụng ở dạng dung
dịch 7%.
SVTH: Nguyễn Xuân Minh Page 17
Lương Đình Nam
Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu
AG-2 có số nhóm -OH trong mạch đại phân tử cao hơn so với AG-1 (n≈2000), mục
đích của nó là để tạo hệ huyền phù đồng đều và do đó sẽ tạo ra được nhựa có kích
thước đồng nhất. AG-2 được sử dụng dưới dạng dung dịch 5%.
2.4 Chất ngắt mạch phản ứng.
Mục đích khi đưa AD - 3 vào trong quá trình phản ứng là để ngừng phản
ứng.AD - 3 tấn công vào các mạch PVC đang phát triển và ngắt mạch phản ứng, cơ
chế sẽ nói rỏ ở phần sau.
Tên gọi: 2,2-diphenyl propan
2,2-di-p - hydroxyphenyl propan
Diphenylol propan.
Công thức phân tử: HOC
6

H
4
- C
3
H
6
- C
6
H
4
OH
Trọng lượng phân tử: 228
• Tính chất vật lý:
Màu sắc: bột màu trắng.
Mùi: có mùi phenol nhẹ.
Nhiệt độ nóng chảy: 156,6
0
C.
Nhiệt độ sôi: 217
0
C.
Nhiệt dung riêng: 0,35 kcal/kg độ.
Tính tan: không tan trong nước, tan trong rượu và dung dịch kiềm pha loãng.
• Tính chất độc hại:
AD -3 thuộc nhóm có độc tính thấp.
AD -3 gây kích thích da khi tiếp xúc lâu, hoặc có thể gây dị ứng đối với một số
người.
Đây là loại nguyên liệu có khả năng cháy thấp.
2.5 Chất ổn định nhiệt
Tác dụng của AD - 5 là để tăng cường khả năng ổn định nhiệt của mạch PVC.

Tác dụng ổn định nhiệt của AD - 5 chủ yếu là ở trong quá trình xử lý sản phẩm
sau này (quá trình thu hồi, sấy…ở nhiệt độ 100 ÷ 110
0
C), còn trong quá trình
phản ứng nhiệt độ chỉ có 57,5 ÷ 58
0
C thì không ảnh hưởng gì đáng kể đến mạch
PVC.
SVTH: Nguyễn Xuân Minh Page 18
Lương Đình Nam
C ( CH3 )3
HO CH2 CH2 COOC18H37
C ( CH3)3
Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu
Công thức phân tử: C
35
H
50
O
3
Công thức cấu tạo:
Tên gọi: Octadecyl 3-(3,5 di-t-buytl-4 - hydroxyphenyl) propionat.
Trọng lượng phân tử: 418.
• Tính chất vật lý:
Màu sắc: sử dụng ở dạng nhũ tương trắng.
Nhiệt độ nóng chảy: 49 ÷ 54
0
C.
Nhiệt độ sôi: 100
0

C.
Khả năng hòa tan: không tan trong nước, tan được trong một số dung môi
như: trong Axeton (tan 26% khối lượng), Benzen (tan 57% khối lượng), Etyl
axetat (tan 42% khối lượng), Hexan (tan 31% khối lượng)…
• Điều kiện bảo quản:
Cần bảo quản ở nơi thoáng mát và tối vì AD - 5 có thể bị kết tủa.Tác dụng
của AD -5 vẫn tốt sau 3 tháng nếu được bảo quản ở điều kiện trên.
2.6 Chất chống bám dính.
Là một dung dịch nhựa có tính kiềm, mục đích khi sử dụng nó là để tráng phủ
bề mặt thiết bị phản ứng nhằm hạn chế sự bám dính của các nguyên liệu cũng như
các sản phẩm trong quá trình phản ứng. Và do đó nó sẽ làm giảm được các hạt PVC
bị chai cứng.
Tính chất vật lý đặc trưng của RCS là khả năng đóng rắn xảy ra khi gia nhiệt và tạo
thành màng phủ có khả năng chống bám dính.
2.7 Chất bảo quản.
Chất này được sử dụng với mục đích ngăn không cho phản ứng tự trùng hợp
xảy ra trong quá trình thu hồi, làm tinh VCM, trong bồn chứa. Ở đây ta sử dụng hợp
chất có tên thương mại là: Inhibitor-1(INH-1):
Tên gọi: p-tert-butylcatechol.
Công thức:
SVTH: Nguyễn Xuân Minh Page 19
Lương Đình Nam
Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu
• Tính chất vật lý:
− Màu sắc: bột màu trắng hay màu sáng.
− Điểm nóng chảy: 53,2
o
C
− Điểm sôi: 285
o

C
− Điểm bắt cháy: 129
o
C
− Điểm bùng cháy: 160
o
C
− Trọng lượng riêng: d = 1,048
Khả năng hoà tan: Tan được trong metanol, hydrocacbon clo hoá.
2.8 Chất dập tắt phản ứng.
Chất này được sử dụng với mục đích ngăn không cho phản ứng tiếp tục xảy
ra trong trường hợp có sự cố, áp suất bên trong thiết bị phản ứng tăng lên đột ngột
mà ta không kiểm soát được quá trình, khi đó dễ phát sinh nguy cơ cháy nổ. Ở đây
ta sử dụng hợp chất có tên thương mại là: Inhibitor-3(INH-3):
Tên gọi: α-metyl styren
Công thức: C
6
H
5
- C(CH
3
)=CH
2
• Tính chất vật lý:
− Màu sắc: Dung dịch không màu
− Trọng lượng riêng: d = 0,9062 ở 25
o
C
− Độ nhớt: 0,94 cp ở 20
o

C
− Điểm nóng chảy: -23,21
o
C
− Điểm sôi: 162
o
C
− Điểm bắt cháy: 53,9
o
C
− Giới hạn nổ: 0,9% trong không khí.
2.9 Chất chống đông.
Trong quá trình sản xuất nhựa PVC, ở giai đoạn hoá lỏng VCM và ở bồn
chuẩn bị chất khơi mào trước khi cho vào thiết bị phản ứng ta sử dụng nước ở 5
o
C.
Do đó phải dùng chất chống đông vào trong nước để ngăn chặn nước chuyển trạng
thái rắn va đập với cánh quạt hỏng máy bơm.
Chất chống đông ta sử dụng ở đây là dung dịch etylen glycol.
Công thức: HO - CH
2
- CH
2
- OH
• Tính chất vật lý:
SVTH: Nguyễn Xuân Minh Page 20
Lương Đình Nam
Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu
− Màu sắc: Chất lỏng không màu
− Mùi: Không mùi

− Điểm nóng chảy: -13
o
C
− Điểm sôi: 179,2
o
C
− Điểm bắt cháy: 116
o
C
− Trọng lượng riêng: d = 1,113 ở 20
o
C
− Tính tan: Tan trong nước
Chương III: Phân tích lựa chọn quy trình công nghệ sản xuất.
3.1 Phân tích lựa chọn dây chuyền công nghệ.
3.1.1. Bản chất quá trình.
Là phương pháp trùng hợp huyền phù khi cho VCM lỏng phân tán trong môi
trường nước có chất khởi đầu tan trong monomer. Bằng cách chọn chất kích hoạt
hoặc hỗn hợp chất kích hoạt có thể điều chỉnh được vận tốc trùng hợp, và trong
nhiều trường hợp có thể nâng cao được độ chịu nhiệt và ánh sáng. Để tăng độ bền
của huyền phù thì ta sử dụng các chất ổn định huyền phù là các polyme tan trong
nước như Polyvinyl alcol, keo Gelatin. Kích thước hạt polyme thu được trong trùng
hợp huyền phù phụ thuộc vào khả năng khuấy trộn và chất ổn định đem dùng.
Cơ chế phản ứng trùng hợp nhựa PVC: phản ứng trùng hợp PVC xảy ra theo
cơ chế gốc tự do gồm 3 giai đoạn:
3.1.1.1. Giai đoạn khơi mào tạo ra các gốc hoạt tính.
Có thể khơi mào bằng cách dùng nhiệt hoặc ánh sáng, hoặc dùng chất khơi
mào như: Ter-butyl peroxyneodecanoat, Di-2-etylhexyl peroxidecarbonat, Peroxyt
benzoic…hay hợp chất Azo, Diazo. Ở giai đoạn đầu chất khơi mào phân hủy dưới
tác dụng của nhiệt hay ánh sáng tạo ra các gốc tự do:

SVTH: Nguyễn Xuân Minh Page 21
Lương Đình Nam
Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu
Gọi R
*
là các gốc tự do ở trên.
3.1.1.2. Giai đoạn phát triển mạch.
Các gốc tự do tạo ra sẽ tác dụng với VCM để tạo các gốc mới. Các gốc mới
này lại tiếp tục ác dụng với VCM để thực hiện phản ứng chuyển gốc và do đó kéo
dài mạch trùng hợp ra.
3.1.1.3. Giai đoạn ngắt mạch .
Sự ngắt mạch của phản ứng gắn liền với sự bảo hoà điện tử không cặp đôi,
nên quá trình ngắt mạch là kết quả tương tác của hai gốc tự do. Đó là sự kết hợp
giữa các gốc Polyme với nhau (sự tái hợp gốc).
SVTH: Nguyễn Xuân Minh Page 22
Lương Đình Nam
(t)
C
A
C
A
C
A
o
C
A
Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu
hoặc là phản ứng bất tỷ phân.
3.1.2 Phân tích lựa chọn thiết bị.
3.1.2.1 Thiết bị chính.

Quá trình đòi hỏi sự khuấy trộn nên cần sử dụng thiết bị khuấy trộn.
Cần sử dụng thiết bị khuấy trộn
Có 2 loại thiết bị được sử dụng nhiều nhất :
• Thiết bị khuấy trộn liện tục:
Các chất tham gia phản ứng được đưa liên tục vào thiết bị và sản
phẩm cũng được lấy ra liên tục. Sau thời gian khởi động thì nhiệt độ, áp
suất, lưu lượng và nồng độ các chất tham gia phản ứng không thay đổi theo thời
gian, thiết bị làm việc ở trạng thái ổn định .
• Thiết bị làm việc gián đoạn:
Thiết bị phản ứng làm việc theo từng mẻ, nghĩa là các thành phần tham gia phản
ứng và các chất phụ gia (dung môi, chất trơ) hoặc các chất xúc tác
được đưa tất cả vào thiết bị ngay từ thời điểm đầu. Sau thời gian nhất
định, khi phản ứng đã đạt được độ chuyển hóa yêu cầu, người ta cho
dừng thiết bị và tháo sản phẩm ra.
SVTH: Nguyễn Xuân Minh Page 23
Lương Đình Nam
Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu
Bảng 3.2.2.1: bảng so sánh công nghệ khuấy trộn liên tục và gián đoạn
Công nghệ Ưu điểm Nhược điểm
Khuấy trộn
liên tục
• Có khả năng cơ giới hóa và tự
động hóa cao
• Năng suất cao do không tốn
thời gian nạp liệu và tháo sản
phẩm
• Chất lượng sản phẩm ổn định
do tính ổn định của quá trình
• Chi phí đầu tư cao.
• Tính linh động thấp, ít có khả

năng thực hiện các phản ứng khác
nhau, tạo các sản phẩm khác nhau
• Sản phẩm khó đạt được hiệu suất
chuyển hóa mong muốn, do không
khống chế được thời gian.
Khuấy trộn
gián đoạn
• Tính linh động cao : có thể
dùng thiết bị đó để thực hiện
các phản ứng khác nhau tạo ra
các sản phẩm khác nhau
• Đạt độ chuyển hóa cao do có
thể khống chế thời gian phản
ứng theo yêu cầu
• Chi phí đầu tư thấp do ít phải
trang bị các thiết bị điều khiển
tự động
• Năng suất thấp do thời gian một
chu kỳ làm việc dài : đòi hỏi thời
gian nạp liệu, đốt nóng, làm
nguội, tháo sản phẩm và làm sạch
thiết bị
• Mức độ cơ giới hóa và tự động
hóa thấp
• Khó điều chỉnh và khống chế quá
trình do tính bất ổn định của
phương thức làm việc gián đoạn.
SVTH: Nguyễn Xuân Minh Page 24
Lương Đình Nam
Đồ án môn học GVHD: Th.S Tống Thị Minh Thu

Thiết bị chính trong dây chuyền sản xuất PVC là thiết bị trùng hợp. Cấu tạo
từ thân hình trụ, đáy và nắp hình elip, có vỏ bọc để gia nhiệt bằng hơi nước bão hòa
hoặc làm lạnh bằng nước lạnh.
Nồi được trang bị cánh khuấy chân vịt để khuấy trộn hỗn hợp phản ứng với
vận tốc 500 vòng/phút. Trên nắp có cửa làm vệ sinh, các đầu ống dẫn, kính quan
sát, đầu ống lắp nhiệt kế và áp kế. Dưới đáy nồi có lắp van tháo sản phẩm. Bền
ngoài cùng của nồi có lớp vỏ bọc cách nhiệt (bảo ôn) bằng bông thủy tinh. Nồi được
đỡ bằng 4 tai hàn vào thân nồi. Vật liệu chế tạo thân nồi và các chi tiết bằng thép
không gỉ loại 0X21H6M2T.
3.1.2.2. Thiết bị phụ.
a. Bồn chứa nguyên liệu VCM.
Nguyên liệu được sản xuất ở Malaysia nén ở dạng lỏng và vận chuyển đến
Việt Nam bằng tàu biển, nhập bằng đường thủy qua cảng Thị Vải. Sau đó được tồn
chứa vào 2 thiết bị hình cầu OSBL-A/B hai bồn này tồn chứa VCM để bơm vào lò
phản ứng nhờ bơm.
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 % để phần không gian trên cho
quá trình gi.n nở khi nhiệt độ tăng, mục đích để tránh trường hợp nhiệt độ môi
trường cao dẫn tới áp suất trong thiết bị tăng cao gây nguy hiểm. Do chứa nguyên
liệu ở áp suất cao nên lựa chọn bồn h.nh cầu. VCM tan rất ít trong nước, dễ hoà tan
trong các dung môi hữu cơ.
Hai bồn chứa này có thể chịu được áp suất 10bar, 100°C. Tuy nhiên bồn chỉ
hoạt động ở 5bar, 35°C.
b. Thiết bị chứa dung dịch huyền phù PVC (Recover Tank, Slurry Tank A).
• Thiết bị Recover Tank.
- Đường kính: 5200 mm
- Dung tích 300 m3
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”.Recover Tank
dùng để chứa“slurry” sau mỗi một mẻ phản ứng. Tại thiết bị này phần VCM chưa
SVTH: Nguyễn Xuân Minh Page 25
Lương Đình Nam