Să se dimensioneze tehnologic un reactor de fabricare a PVC prin procedeul de polimerizare în suspensie

Tema de Proiect

Sa se dimensioneze tehnologic un reactor de fabricare a PVC prin procedeul de polimerizare in suspensie.

Date initiale

Capacitatea de productie : Cp=(20000+1000n) t/an;

Conversia CV : xcv=(80+n )%;

n=2

Reteta :

-apa demineralizata :65 parti;

-clorura de vinil :35 parti;

-initiator :peroxidul de lauroil : 0.2% fata de monomer ;

-stabilizator de suspensie : -metilcelulaza (MC) : 0.067% fata de monomer (procente gravimetrice).Se introduce sub forma de solutie 1.7%.

-pierderi tehnologice : la polimerizare 0.1%;

la filtrare 0.2%;

la centrifugare 0.3%;

la uscare 0.2% ;

la sitare 0.5% ;

la ambalare 0.3%

-umiditate PVC dupa centrifugare : 30%.

In centrifuga se introduce apa demineralizata cu debitul 3.5%din debitul PVC umeda iesita.

-umiditate PVC dupa uscare : 0.25%.

Procesul Tehnologic:

Procesul tehnologic cuprinde urmatoarele faze : pregatirea materiilor prime, polimerizarea, demonomerizarea, filtrarea, centrifugarea, uscarea, sitarea si depozitarea.

Pregatirea materiilor prime consta in prepararea solutiei apoase de metilcelulaza si o solutie de initiator (peroxid de lauroil) in monomer.

In acest scop o parte din CV filtrata este introdusa in vasul de preparare al solutiei de initiator. Solutia de metilcelulaza se prepara intr-un vas, dupa care este trecuta prin centrifuga pentru retinerea particulelor nedizolvate si apoi este introdus in vasul tampon.

Procesul de polimerizare are loc intr-un reactor in care se dozeaza CV prin intermediul vasului de masura , apa demineralizata din vasul tampon si solutiile de metilcelulaza, respectiv initiator prin intermediul dozatoarelor. Reactorul de polimerizare este emailat sau este confectionat din otel inoxidabil si este prevazut cu agitator Impeller si manta de incalzire-racire. Agitarea mediului de reactie trebuie sa fie foarte intensa pentru a asigura un transfer termic bun si pentru a preveni unirea perlelor de PVC.

Raportul fazelor (monomer:apa) in reactorul de polimerizare variaza de la 1.2 pana la 1:1.5 ceea ce permite obtinerea unui polimer cu particule mici si omogene si preluarea usoara a caldurii de reactie.

La inceputul procesului, reatorul se incalzeste cu abur pana la temperatura de reactie (60oC) , pentru amorsarea perocesului de polimerizare. Procesul de polimerizare are loc la presiunea de 12atm, timp de 8-14h. Sfarsitul reactiei de polimerizare este indicat de scaderea presiunii in autoclava.

Cea mai mare parte din CV nereactionata se indeparteaza prin destinderea amestecului de reactie iar ultimele cantitati se elimina sub vacuum.

CV separata este trecuta in gazometru de unde este preluata de compresor. Prin comprimare si racire CV lichefiaza si este stocata in vasul tampon care alimenteaza coloana de distilare.

CV purificata in acest mod este recirculata. Recuperarea CV necondensate in schimbatorul de caldura se realizeaza prin absorbtie in dicloretan sau prin adsorbtie pe carbune activ.

Suspensia degazata de PVC este filtrata pentru retinerea polimerului aglomerat si apoi este trecuta in vasul de omogenizare. In acest vas se introduc mai multe sarje de PVC in scopul obtinerii unui produs cat mai omogen.

Vasul tampon alimenteaza restul instalatiei care functioneaza in flux continuu.

Astfel suspensia omogenizata este pompata la sita filtranta si apoi la centrifuga , in care se realizeaza si spalarea polimerului cu apa demineralizata pentru indepartarea urmelor de agent de suspensie.

Apele mume de la centrifuga sunt stocate in vasul tampon , de unde sunt trimise la purificare. Turta de polimer (purificata) separata in centrifuga , cu un continut de 20-30% umiditate este preluata de snecul transportor in care se realizeaza si amestecarea cu polimer uscat in vederea scaderii continutului de umiditate de 23%. Cu aceasta umiditate polimerul intra in prima treapta a uscatorului pneumatic , uscarea realizandu-se cu aer la 130oC pana la un continut de 0.25% umiditate. Aerul necesar uscarii este uscat in filtre si incalzit in baterii. Polimerul uscat este separat in ciclon si trimis in buncar.

Pentru retinerea particulelor de PVC antrenate de aer acesta este trecut prin filtrul cu saci .Polimerul din buncar este sortat pe sita vibratoare , particulele grosiere fiind trecute intr-un buncar, iar polimerul conform in alt buncar.Pentru a preveni tasarea perlelor de PVC pe baza buncarului de depozitare se sufla permanent un curent de aer.