У нашій онлайн базі вже 23512 рефератів!

Навігація
Перелік розділів
Найпопулярніше
Нові реферати
Пошук
Замовити реферат
Додати реферат
В вибране
Контакти
Російські реферати
Статьи
Об'яви

Новини
Загрузка...
На сайті всього 23512 рефератів!
Ласкаво просимо на UA.TextReferat.com
Реферати, курсові і дипломні українською мовою, які можна скачати цілком або переглядати по сторінкам.

Усе доступно безкоштовно, тому ми не платимо винагороди за додавання. Авторські права на реферати належать їх авторам.

Автоматизація технологічного процесу полімерізації вінілхлориду

Автоматизація технологічного процесу полімерізації вінілхлориду

1.Аналіз технологічного процесу полімерізації вінілхлориду як обєкту автоматизації

1.1 Аналіз світового досвіду ведення процесу полімеризації вінілхлориду

Найбільш розповсюдженими промисловими процесами полімеризації вінілхлориду є полімеризація вінілхлориду в масі, суспензії латекса (емульсійна) полімеризація.

При полімеризації в масі рідкого мономера, в якому попередньо розчиняється невелика кількість ініціатора внаслідок нерозчинності полімера в мономері, тверда фаза починає утворюватись на самому початку процесу.

З цим і пов’язані великі труднощі при відводі тепла реакції, так як із збільшенням степені перетворення вінилхлориду поступово зникає рідка фаза.

Довгий час емульсійна полімеризація була єдиним методом отримання полівінілхлориду. Проте після впровадження суспензійного способу, темпи росту виробництва емульсійного полівінілхлориду знизились.

Недоліком емульсійної полімеризації є високий вміст домішок в готовому продукті, порівняно з суспензійною полімеризацією. Проте великою перевагою полімеризації в емульсії є можливість здійснювати її неперервним способом і легко відводити тепло реакції.

1.2 Призначення, суть і хімізм процесу полімеризації

Процес полімеризації вінілхлориду призначений для отримання термопластичного металу – полівінілхлориду, який використовується для виготовлення виробів металів пресування, лиття під тиском.

Суть процесу полягає в змішуванні двох речовин: емульсійної води і рідкого вінілхлориду в реакторі-полімеризаторі, внаслідок чого проходить екзотермічна реакція і утворюється латекс полівінілхлориду, який підлягає дегазації і сушці до утворення готового продукту.

Реакція полімеризації проходить в реакторі в два етапи. В верхній частині реактора змішуються неперервно емульсійна вода, рідкий вінілхлорид і реакційна маса. Тут проходить початок реакції – зародження ланцюгів і ріст радикалів.

R-CH2-CHCl + CH2 = CHCl → R-CH2-CHCl-CH2-CHCl;

R-CH2-CHCl-CH2-CHCl + nCH2 = CHCl →

→ R-(CH2-CHCl)n+1-CH2-CHCl, (1.1)

де n – степінь полімеризації.

KSO4 + CH2 = CHCl-KSO4-CH3-CHCl + CH2 = CHCl-, (1.2)

KSO4 + CH2 = CHCl-CH2-CHCl + CH2 = CHCl- і т.д.

Продовження реакції – обрив ланцюга.

– диспропорціонування

R-(CH2-CHCl)n-CH3-CHCl + CHCl-CH2-(CHCl-CH2)n-R →

→ R-(CH2-CHCl)n-CH = CHCl + ClH2C-CH2-(CHCl-CH2)m-R, (1.3)

– рекомбінація

R-(CH2-CHCl)n-CH2-CHCl + CHCl-CH2-(CHCl-CH2-)m-R →

→ R(CH2-CHCl)n-1-(CHCl-CH2-)m-1-R. (1.4)

В нижній частині проходить полімеризація до більш глибоких степенів перетворення від 84% до 96% в залежності від марки полівінхлориду, яка випускається. Кількість латекса, що виводиться з реактора повинна приблизно відповідати сумарній кількості вінілхлориду і водяної емульсії, які поступають в реактор.

1.3 Характеристика сировини і одержуваних продуктів

Вихідними продуктами для виробництва полівінілхлориду є рідкий вінілхлорид і вода.

Вінілхлорид (CH2 = CHCl) – білі пластинки, легкорозчинні у воді.

Емульсійна вода – це суміш емульсатора (пероксид водню). За фізичним впливом аналогічна дії слабкого мильного розчину.

В результаті полімеризації ми отримуєм латекс полівінілхлориду – суміш білого кольору. Після дегазації, стабілізації і сушки виходить готовий продукт – полівінілхлорид (-CH2-CHCL-)n.

Емульсійний полівінілхлорид – білий порошок без видимих домішок, нерозчинний у воді, без смаку і запаху. Він стійкий до дії кислот, лугів, спиртів, мінеральних масел; набухає і розчиняється в ефірі хлорованих і ароматичних вуглеводнях.

Зведена технічна характеристика сировини, проміжного і готового продуктів приведена в таблиці А.1.1 (додаток А.1).

В залежності від призначення полівінілхлориду встановлені такі марки: ПВХ‑Е74П, ПВХ‑Е70П, ПВХ‑Е66, ПВХ‑Е66П, ПВХ‑Е62, ПВХ‑Е58, ПВХ‑Е54, “Вологовініл Е‑62П”, “Вологовініл Е‑66П”.

1.4 Аналіз технологічної схеми процесу і технічна характеристика обладнання

Процес латексної полімеризації вінілхлориду включає в себе такі стадії:

– полімеризація вінілхлориду;

– дегазація латексу полівінілхлориду;

– стабілізація.

Розглянемо детальніше ці стадії.

Рідкий вінілхлорид з температурою 15 .25 °С поступає на полімеризацію, попередньо підігріваючись в теплообміннику Т‑1 гарячою парою до температури 40 °С. Полімеризація проводиться в реакторі-полімеризаторі Р‑1, в який безперервно подаються емульсійна вода (88.8∙10-6 . 105.5∙10-6 м3/с) і рідкий вінілхлорид (80.5∙10-6 . 105.5∙10-6 м3/с), залежно від марки полівінілхлориду.

Полімеризація відбувається при перемішуванні лопасною мішалкою. Число обертів мішалки 28 .174 об/хв.

Відвід тепла реакції полімеризації здійснюється циркуляційною водою з температурою 6 °С, яка подається в кожух охолодження реактора. Залишки води із системи охолодження реактора повертаються через перелив в проміжну ємність П/Е‑1 і насосом Н‑1 перекачуються на холодильну установку.

Латекс полівінілхлориду після реактора підлягає дегазації для виділення незаполімеризованого вінілхлориду в вертикальних циліндричних апаратах – дегазаторах. Верхня частина колони (дегазатор Д‑1) має пластмасові пластини для збільшення площі дотику. Завдяки вакууму 53.2 . 66.5 кПа, який створює парожектор Е‑1, із латекса виділяється незаполімеризований вінілхлорид і через нижню частину дегазатора подається на рекуперацію.

Дегазований латекс із дегазатора стікає в горизонтальну ємність П/Е‑2 для стабілізації, обладнану хрестовидною мішалкою. Стабілізація проводиться неперервно п’ятипроцентним розчином калцінованої соди. При заповненні ємності стабілізований латекс з центробіжним насосом Н‑2 подається на сушку з подальшою сепарацією готового продукту.

Технологічна схема установки полімеризації вінілхлориду наведена на рисунку А.2.1 (додаток А.2), а технічна характеристика технологічного обладнання – в таблиці А.3.1 (додаток А.3).

1.5 Вибір параметрів контролю і регулювання

Оптимальний процес полімеризації в реакторі протікає при дотриманні певних параметрів в межах норми. Основними параметрами регулювання, які забезпечують вихід полівінілхлориду заданої якості є температура в реакторі (від 40 °С до 60 °С), кількість емульсійної води і вінілхлориду, які поступають в реактор.

Пониження температури сприяє протіканню енергетично більш вигідної лінійної полімеризації вінілхлориду, що пояснюється меншою енергією активації реакції росту ланцюга, порівняно з реакцією передачі ланцюга (згідно [9]). При цьому степінь розгалуженості зменшується. Оптимальна температура в реакторі регулюється кількістю холодної води, яка поступає в кожух охолодження реактора.

Для прискорення початку реакції в реактор подається вінілхлорид з температурою 40 °С, попередньо підігрітий в теплообміннику Т‑1, де температура регулюється кількістю гарячої пари.

В залежності від витрати емульсійної води і рідкого вінілхлориду змінюється концентрація реакційної маси, а отже понижується або підвищуються показники якості готової продукції. Тому співвідношення між цими компонентами підтримується зміною кількості емульсійної води.

Для прискорення швидкості реакції, згідно [13], збільшують тиск в реакторі до 0.9 МПа. Регулювання відбувається зміною степені відкриття клапана на виході газового компоненту реакції.

Оскільки в реакторі реакція проходить в два етапи, причому в нижній частині полімеризація відбувається до більш високих рівнів, то рівень реакційної маси повинен бути в межах від 6.35 м до 6.55 м. Цю величину підтримують шляхом зміни відкриття клапана на виході з реактора латексу полівінілхлориду.

Так як в реакторній масі міститься певна кількість незаполімеризованого вінілхлориду, то для його видалення створюють розрідження від 53.2 кПа до 66.5 кПа в дегазаторі Д‑1. Підвищення тиску приводить до погіршення якості латексу за рахунок вмісту незаполімеризованого вінілхлориду. Розрідження в дегазаторі регулюється зміною степені відкриття клапана на лінії відбору газової суміші пароежектором Е‑1.

[1] 2 3 4

завантажити реферат завантажити реферат
Нове
Цікаві новини
загрузка...
Замовлення реферату
Замовлення реферату

Лічильники

Rambler's Top100

Усі права захищено. @ 2005-2017 textreferat.com