BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Lê Quốc Hoàng MÔ PHỎNG VÀ TỐI ƯU HÓA PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT POLYPROPYLENE Chuyên ngành : Kỹ thuật Hóa học LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC – KỸ THUẬT HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS.TS Phạm Thanh Huyền Hà Nội – Năm 2014 LỜI CAM ĐOAN Bản luận văn thạc sỹ ngành kỹ thuật Hoá học với đề tài: “Mô tối ưu hóa phân xưởng sản xuất Polypropylene” hoàn thành hướng dẫn PGS TS Phạm Thanh Huyền - Bộ môn Công nghệ Hóa hữu – Hóa dầu – Viện kỹ thuật Hóa học – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực nội dung chưa công bố công trình nghiên cứu trước Hà Nội, tháng 01 năm 2014 Tác giả Lê Quốc Hoàng Trang LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Phạm Thanh Huyền dạy dỗ, hướng dẫn tận tình mặt khoa học giúp hoàn thành luận văn thạc sỹ Được học tập nghiên cứu hướng dẫn Cô giúp tiến nhiều, mặt kiến thức tác phong làm việc Tôi xin cảm ơn Thầy, Cô giáo trường Đại học Bách khoa Hà Nội dạy dỗ giúp đỡ suốt thời gian học Tôi xin cảm ơn gia đình Ban giám hiệu khoa Dầu khí trường Cao đẳng nghề Dầu khí tạo điều kiện, giúp đỡ suốt trình học tập hoàn thành luận văn Hà Nội, tháng 01 năm 2014 Tác giả Lê Quốc Hoàng Trang DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Chú giải PP Polypropylene PE Polyethylene iPP Isotactic Polypropylene sPP Syndiotactic Polypropylene aPP Atactic Polypropylene TEAL Tri Ethyl Aluminium ABB ASEA Brown Boveri HY-HS High Yield-High Selectivity KLPT Khối lượng phân tử OXH Oxi hóa Trang MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU CHƯƠNG : TỔNG QUAN 11 TỔNG QUAN VỀ PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT POLYPROPYLENE 11 Số liệu ban đầu 11 Cơ cấu chất lượng việc tiêu dùng polypropylene Việt Nam [6] 14 TỔNG QUAN VỀ POLYPROPYLENE 15 Lịch sử đời [11] 15 Đặc tính chung [11] 15 Công dụng [11] 16 Phân loại Polypropylene [11] 16 Cấu trúc phân tử [11] 17 Hình thái học [1] 19 Tính chất nhiệt động học [2] 22 Tính chất hoá học [11] 23 Tính chất vật lý [11] 23 CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT POLYPROPYLENE [17] 23 Cơ chế trùng hợp Propylene 23 Chất xúc tác cho trình sản xuất polypropylene 28 Các công nghệ sản xuất polypropylene [17] 32 Lựa chọn công nghệ sản xuất polypropylene 49 CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 54 GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM MÔ PHỎNG 54 Giới thiệu HYSYS [13] 54 Ưu điểm Hysys 56 Thao tác thiết kế trình công nghệ 57 MÔ PHỎNG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT POLYPROPYLENE BẰNG HYSYS 58 Trang Các thiết bị 58 2.1.1 Phương pháp mô 58 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 63 Kết thu từ trình mô 63 Nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ 67 Đánh giá ảnh hưởng áp suất phản ứng lên hiệu suất trình 67 Đánh giá ảnh hưởng nhiệt độ làm việc thiết bị R-201 lên hiệu suất trình 68 trình Đánh giá ảnh hưởng lượng hydro vào thiết bị lên hiệu suất 69 So sánh kết mô hysys với mô hình hãng ABB trường Cao đẳng nghề Dầu khí 70 Giới thiệu mô hình sản xuất Polypropylene nhà quyền ABB trường Cao đẳng nghề Dầu khí 70 So sánh kết mô hysys với mô hình trường Cao đẳng nghề Dầu khí 71 Giả định cố biện pháp khắc phục [15] 83 Van cấp khí Hydrogen FV201 hỏng dẫn tới tình trạng van đóng 83 Van cấp nguyên liệu propylene cho thiết bị phản ứng R-201 FV203 bị hỏng dẫn tới tình trạng van đóng 83 Van dòng vào bình ổn định áp D-202 PV212 bị hỏng dẫn tới tình trạng van đóng 83 Van dòng vào bình ổn định áp D-202 PV212 bị hỏng dẫn tới tình trạng van mở 84 Bộ truyền tín hiệu LT211 điều khiển mức LICA211 D-202 bị trôi thấp 84 Van đầu thiết bị phản ứng R-202 LV211 bị hỏng dẫn tới tình trạng van mở 84 Bộ truyền tín hiệu PT224 điều khiển áp suất PICSA224 R202 bị trôi cao 84 Thiết bị bay propylene E-300 bị đóng cặn 85 Khí nén tới van điều khiển bị 85 Tỉ trọng slurry R201 lớn so với R202 85 Hệ thống hoạt động không ổn định tỉ trọng slurry thiết bị phản ứng tăng gần 500 kg/m3 85 Quá trình tăng hydro làm hệ thống ổn định 86 KẾT LUẬN 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO 88 Trang DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Thành phần nguyên liệu từ Nhà máy 12 Bảng 1.2: Đặc tính kỹ thuật khí chứa hydro 13 Bảng 1.3: Dự báo tỷ trọng tiêu thụ theo chất lượng, % 14 Bảng 1.4: Dự báo giá propylene polypropylene, USD/tấn 14 Bảng 1.5: Các hệ xúc tác Ziegler –Natta, thành phần, tính năng, hình thái, yêu cầu trình 29 Bảng 1.6: Thành phần loại xúc tác Ziegler-Natta 31 Bảng 3.1: Cân vật chất 64 Bảng 3.2: Các thông số dòng công nghệ 65 Bảng 3.3: So sánh kết mô với kết thực tế nhà máy PP Dung Quất 66 Bảng 3.4: So sánh kết mô HYSYS theo số liệu nhà quyền ABB với số liệu nhà máy PP Dung Quất 71 Trang DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1: Hình dạng polypropylene công nghiệp 17 Hình 1.2: Cấu trúc polypropylene khối 19 Hình 1.3: Các phổ tán xạ tia X có gốc rộng iPP , sPP , aPP Miền gạch minh hoạ tách biệt phân bố tán xạ tinh thể vô định hình 20 Hình 1.4: Chuỗi vòng xoắn isotactic PP 21 Hình 1.5: Propylene phối trí với titan sau chèn vào mạch Ti-polymer 26 Hình 1.6: Quá trình hình thành polypropylene isotactic 28 Hình 1.7: Cấu trúc đối hình xúc tác 28 Hình 1.8: Hạt xúc tác Ziegler–Natta (a) hạt polymer tương ứng (b) 31 Hình 1.9: Công thức cấu tạo Xúc tác Ziegler-Natta hệ 2, 32 Hình 1.10: Cấu trúc không gian α-TiCl4 32 Hình 1.11: Quy trình sản xuất chung 34 Hình 1.12: Sơ đồ sản xuất PP theo công nghệ Unipol 36 Hình 1.13: Sơ đồ sản xuất PP theo công nghệ Spheripol 39 Hình 1.14: Sơ đồ sản xuất PP theo công nghệ Novolen 41 Hình 1.15: Sơ đồ sản xuất PP theo công nghệ Innovene 43 Hình 1.16: Sơ đồ sản xuất PP theo công nghệ Hypol II 45 Hình 3.1: Sơ đồ mô dây chuyền sản xuất polypropylene 63 Hình 3.2: Ảnh hưởng áp suất phản ứng lên hiệu suất trình 67 Hình 3.3: Giản đồ pha propylene 68 Hình 3.4: Ảnh hưởng nhiệt độ làm việc thiết bị R-201 lên hiệu suất trình 69 Hình 3.5: Ảnh hưởng lượng hydro vào thiết bị lên hiệu suất trình 70 Hình 3.6a: Sơ đồ hệ thống tồn chứa chất xúc tác (TEAL) 73 Hình 3.6b: Sơ đồ hệ thống tồn chứa chất xúc tác (chất cho – Donor) 74 Hình 3.6c: Sơ đồ hệ thống tồn chứa đo đếm chất xúc tác 75 Hình 3.7: Sơ đồ hệ thống tiếp xúc polymer hóa sơ 76 Hình 3.8: Sơ đồ hệ thống thiết bị phản ứng polymer hóa monomer lỏng 77 Hình 3.9: Sơ đồ hệ thống bốc nhanh tách khí tác dụng áp suất tuần hoàn propylene 78 Hình 3.10: Sơ đồ hệ thống tách khí áp suất thấp, tuần hoàn khí, thêm chất trợ xúc tác 79 Hình 3.11: Sơ đồ hệ thống Bốc thu hồi monome hòa tan Polymer 80 Trang Hình 3.12: Sơ đồ hệ thống tháp làm khô 81 Hình 3.13: Sơ đồ hệ thống bồn chứa nguyên liệu propylene 82 Trang MỞ ĐẦU Ngày 29/11/2007, Hợp đồng EPC dự án Phân xưởng sản xuất Polypropylene ký Tập đoàn Dầu khí Việt Nam với Tổ hợp Nhà thầu bao gồm Hyundai Engineering (HEC), LG International (LGI), Công ty Cổ phần Tư vấn Đầu tư Thiết kế Dầu khí (PVE) Tổng Công ty Cổ phần Xây lắp Dầu khí (PVC); Hyundai Engineering Hàn Quốc nhà thầu đứng đầu [3] Nằm phía Tây Nam Nhà máy Lọc dầu Dung Quất, Phân xưởng sản xuất Polypropylene xây dựng diện tích gần 16 ha, gần khu vực bể chứa trung gian Nhà máy lọc dầu xem phân xưởng công nghệ Nhà máy Lọc dầu Dung Quất với tổng mức đầu tư 234 triệu USD, công suất 150.000 sản phẩm/năm [6] Nguyên liệu đầu vào Phân xưởng khí hóa lỏng Propylene sản xuất từ Nhà máy Lọc dầu Dung Quất Từ Propylene, với Hydrogen xúc tác để sản xuất 30 loại sản phẩm nhựa Homopolymer PP sử dụng cho ứng dụng khác nhau, đáp ứng phần nhu cầu hạt nhựa thị trường nước Phân xưởng sử dụng công nghệ Hypol-II nhà cung cấp quyền Mitsui Chemical, Inc (Nhật Bản), công nghệ tiên tiến giới, có nhiều tính phù hợp để sản xuất sản phẩm với chất lượng cao, đáp ứng yêu cầu thị trường nước quốc tế Công nghệ áp dụng 20 nhà máy sản xuất Polypropylene toàn giới, khu vực Đông Nam Á có nhà máy sử dụng Dự án khởi công xây dựng tháng 12/2007 đến ngày 15/7/2010 thức sản xuất cho sản phẩm Từ vận hành đến nay, Phân xưởng sản xuất Polypropylene Dung Quất sản xuất xuất bán thị trường 350.000 hạt nhựa phục vụ ngành công nghiệp ô tô, xây dựng, điện, chế biến bao bì, sợi đồ dùng gia dụng,… đạt tổng doanh thu 10.050 tỉ đồng Dự kiến năm 2013, Nhà máy sản xuất bán thị trường gần 135.000 tấn, đạt doanh thu 3.220 tỉ đồng Luận văn ”Mô tối ưu hóa phân xưởng polypropylene” thực mục tiêu sau:  Đánh giá nhu cầu phát triển Việt Nam hàng hoá sản phẩm làm từ polypropylene mà đáp ứng nguồn polypropylene nhập đắt tiền;  Đưa công nghệ sản xuất PP đánh giá, lựa chọn công nghệ tối ưu phù hợp với dự án Trang Hình 3.6c: Sơ đồ hệ thống tồn chứa đo đếm chất xúc tác Trang 75 Hình 3.7: Sơ đồ hệ thống tiếp xúc polymer hóa sơ Trang 76 Hình 3.8: Sơ đồ hệ thống thiết bị phản ứng polymer hóa monomer lỏng Trang 77 Hình 3.9: Sơ đồ hệ thống bốc nhanh tách khí tác dụng áp suất tuần hoàn propylene Trang 78 Hình 3.10: Sơ đồ hệ thống tách khí áp suất thấp, tuần hoàn khí, thêm chất trợ xúc tác Trang 79 Hình 3.11: Sơ đồ hệ thống Bốc thu hồi monome hòa tan Polymer Trang 80 Hình 3.12: Sơ đồ hệ thống tháp làm khô Trang 81 Hình 3.13: Sơ đồ hệ thống bồn chứa nguyên liệu propylene Trang 82 Giả định cố biện pháp khắc phục [15] Van cấp khí Hydrogen FV201 hỏng dẫn tới tình trạng van đóng Hiện tượng: Van FV201 (hình 3.13) đóng mở lại được, Hydrogen không đưa tới thiết bị phản ứng R-200 (hình 3.7); R-201 R-202 (hình 3.8) Lưu lượng hydrogen hiển thị FICA201 (hình 3.13) Nồng độ hydrogen hiển thị AIC2011 (hình 3.13) giảm nhanh Biện pháp xử lý: Nếu FV201 hỏng không phục hồi vòng 10 phút đóng van nạp xúc tác từ bên giới hạn phân xưởng Nếu FV201 phục hồi vòng 20 phút ngừng hoạt động thiết bị phản ứng Sau cho ngừng hoạt động toàn phân xưởng Van cấp nguyên liệu propylene cho thiết bị phản ứng R-201 FV203 bị hỏng dẫn tới tình trạng van đóng Hiện tượng: Van FV203 (hình 3.8) đóng mở lại được, dòng nguyên liệu Propylene không tới thiết bị phản ứng R-201 (hình 3.8) Lưu lượng dòng propylene hiển thị FICA203 (hình 3.13) thị giá trị dòng Phản ứng polymer hóa thiết bị R201 bị ảnh hưởng Biện pháp xử lý: Đặt FICA203 chế độ Man đặt output 0% Sau điều chỉnh van bypass FV203 để điều chỉnh lưu lượng dòng nguyên liệu tới R-201 Van dòng vào bình ổn định áp D-202 PV212 bị hỏng dẫn tới tình trạng van đóng Các thiết bị phản ứng R-201 R-202 (hình 3.8) vận hành trạng thái luôn ngập lỏng nhờ hệ thống điều áp bên bao gồm thiết bị bay Propylene E203 (hình 3.9a) bình ổn định áp D-202 (hình 3.8) Bình D-202 kết nối với thiết bị phản ứng R-202 (hình 3.8) Mức D-202 (hiển thị LICA211) điều khiển tự động van LV211 (hình 3.8) đầu thiết bị phản ứng R-202 tới thiết bị thu hồi monome cao áp (bình tách cao áp D-301) Hiện tượng: Van PV212 (hình 3.8) đóng mở lại làm cho áp suất D-202 giảm mạnh Mức D-202 tăng nhiệt độ thùng giảm LICA211 (hình 3.8) mở van LV211 Biện pháp xử lý: Đặt PICA212 chế độ Man đặt output 0% Điều chỉnh van bypass PV212 để điều chỉnh áp suất D-202 Trang 83 Van dòng vào bình ổn định áp D-202 PV212 bị hỏng dẫn tới tình trạng van mở Hiện tượng: Van PV212 (hình 3.8) mở đóng lại được, áp suất D-202 (hình 3.8) tăng nhanh Thậm chí kích hoạt interlock IS218 (E-203 propylene shutoff) đóng lại van PV212 Áp suất R-202 tăng kích hoạt interlock IS210 (R-202 Emergency Drain to Blowdown) R-202 bị ngừng hoạt động Biện pháp xử lý: Đặt PICA212 chế độ Man đặt output 100% Sau điều chỉnh pinch valve PV212 từ bảng FOS để điều chỉnh áp suất D202 Bộ truyền tín hiệu LT211 điều khiển mức LICA211 D-202 bị trôi thấp Hiện tượng: Bộ truyền tín hiệu LT211 (hình 3.8) bị hỏng dấn đến tượng giá trị hiển thị LICA211(hình 3.8) thấp mức thực tế D-202 tăng, gây nên áp suất PICA212 (hình 3.8) (áp suất bình điều áp D-202) tăng Điều chí gây kích hoạt interlock IS218 đóng van PV212 Biện pháp xử lý: Đặt LICA211 chế độ Man điều chỉnh output để trình trạng thái vận hành bình thường Van đầu thiết bị phản ứng R-202 LV211 bị hỏng dẫn tới tình trạng van mở Hiện tượng: Mức D-202 (hiển thị LICA211) (hình 3.8) điều khiển tự động van LV211 đầu thiết bị phản ứng R-202 Van LV211 điều khiển tự động nhờ tín hiệu mức D-202, van LV211 mở đóng lại được, mức D202 giảm Áp suất D202 ban đầu giảm sau quay trạng thái vận hành bình thường điều chỉnh PICA212 Biện pháp xử lý: Đặt LICA211 chế độ Man đặt output 100% Sau điều chỉnh pinch valve LV211 (upstream of LV211) từ bảng FOS để đưa điều khiển mức LICA211 D-202 trạng thái bình thường Bộ truyền tín hiệu PT224 điều khiển áp suất PICSA224 R-202 bị trôi cao Hiện tượng: Trang 84 Interlock IS210 (R-202 Emergency Drain to Blowdown) kích hoạt Điều dẫn đến interlock IS206 kích hoạt ngừng hoạt động bơm tuần hoàn bên thiết bị phản ứng R-202 (G-202) Lúc interlock IS212 (R-202 Reaction Kill) kích hoạt theo cho ngừng hoạt động thiết bị phản ứng R-202 dòng CO Biện pháp xử lý:  Cho ngừng hoạt động khẩn cấp R-202 cách kích nút bấm HS214 từ bảng điều khiển FOS Van HV212B HV214 đóng  Kích hoạt nút chuyển HS218 để chuyển Propylene lỏng từ D-202 tới R-201  Kích hoạt nút chuyển HS230 từ bảng FOS để chuyển điều khiển mức LICA211 D-202 từ LV211 (dòng R-202) sang HV223 (dòng R-201) Thiết bị bay propylene E-300 bị đóng cặn Hiện tượng: Lượng nhiệt trao đổi qua E-300 (hình 3.9a) bị tổn thất tượng đóng cặn thiết bị Nhiệt độ E-300 hiển thị TICA301 giảm Interlock IS301 (Flows to Degassing Cutoff ) kích hoạt nhiệt độ TICA301 giảm xuống 50oC Biện pháp xử lý: Cho ngừng hoạt động toàn nhà máy để vệ sinh E-300 Khí nén tới van điều khiển bị Hiện tượng: Các van tự động chuyển chế độ làm việc an toàn Riêng van xả khẩn cấp van dẫn CO có hệ thống cung cấp khí nén độc lập nên không bị ảnh hưởng Biện pháp xử lý: Cho ngừng hoạt động khẩn cấp toàn nhà máy Tỉ trọng slurry R201 lớn so với R202 Nguyên nhân: - Do tăng nhanh dòng C3 vào R202 thông qua điều khiển FICA214 - Do tăng chậm dòng C3 vào R201 thông qua điều khiển FICA203 Biện pháp xử lý: - Giảm tốc độ tăng FICA214 - Tăng vừa phải lượng hydrogen vào R201 thông qua điều khiển FIC201 Hệ thống hoạt động không ổn định tỉ trọng slurry thiết bị phản ứng tăng gần 500 kg/m3 Nguyên nhân: - Có nhiều giả thuyết đưa chưa thuyết phục Trang 85 Biện pháp xử lý: - Phòng cố cách hạ setpoint LICA211 nhằm tăng tốc độ tháo sản phẩm khỏi R202, tăng dòng flush vào R201 cách tăng setpoint FICA221 - Khi cố áp thay đổi đột ngột PICA322 PICA221 mở van HIC221 HIC223 khoảng 20% Khi hệ thống hoạt động ổn định trở lại đóng từ từ hai van lại Quá trình tăng hydro làm hệ thống ổn định Hiện tượng: Tỉ trọng đo thiết bị phản ứng tăng chậm sau giảm nhanh Nguyên nhân: - Do tăng nhanh hydrogen tạo bọt khí reactor Biện pháp xử lý: - Phòng cách tăng chậm hydrogen - Khi cố tỉ trọng reactors thay đổi đột ngột ta mở HIC224 HIC226 nhằm xả bọt khí hệ thống ổn định đóng từ từ Trang 86 KẾT LUẬN Đã tổng quan so sánh công nghê sản xuất popypropylene, nhận thấy công nghệ Hypol II với thiết bị phản ứng dạng vòng sử dụng nhà máy PP Dung quất có nhiều ưu điểm: hiệu suất trao đổi nhiệt cao, linh hoạt tăng suất phân xưởng, dễ dàng thay đổi chủng loại sản phẩm Đã nghiên cứu mô công nghệ sản xuất Polypropylene với số liệu nhà máy PP Dung Quất phần mềm hysys, kết thu tương đối phù hợp với thực tế Đã nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến công nghệ áp suất, nhiệt độ, lưu lượng dòng hydro, kết cho thấy - Áp suất propylene tăng lượng sản phẩm PP tạo thành tăng đạt giá trị cao khoảng 32-46 kg/cm2G - Nhiệt độ phản ứng < 80oC để trì propylene trạng thái lỏng - Lượng hydro sử dụng > 0.4 kg/h để thu lượng sản phẩm PP lớn Đã nghiên cứu mô công nghệ sản xuất polypropylene phần mềm hysys với số liệu nhà quyền ABB, kết cho thấy lưu lượng sản phẩm polypropylene cao so với số liệu nhà máy PP Dung quất Đã giả định số cố thường gặp thực tế đề xuất giải pháp khắc phục cố dòng hydro, dòng propylene, hỏng số van, tượng đóng cặn thiết bị bay Trang 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] H.F Mark, Encyclopedia of Polymer Science and Technology (Propylene Polymers Vol 11), 3rd Edition, John Wiley & Sons Inc, 2004 [2] H.G Karian, Handbook of Polypropylene and Polypropylene Composites, 2nd Edition, Marcel Dekker Inc., 2003 [3] Hyundai Engineering Co., Ltd, PP Plant Operating Manual - 17/11/2009 [4] J Boor Jr, Ziegler Natta Catalysts and Polymerizations, Academic Press Inc., 1979 [5] J.B.P Soares, A.E Hamielec, Effect of Hydrogen and of Catalyst Prepolymerization with Propylene on the Polymerization Kinetics of Ethylene with a Non-Supported Heterogeneous Ziegler-Natta Catalyst, Polymer, Vol 37, No 20, pp 4599 – 4605, 1996 [6] JSC VNIPINEFT, Vietnam PP Plant Feasibility Study, 6/2001 [7] J.T.M Pater, G Weickert, W.P.M van Swaaij, Polymerization of Liquid Propylene with a 4th Generation Ziegler-Natta Catalyst – Influence of Temperature, Hydrogen and Monomer Concentration and Prepolymerization Method on Prolymerization Kinetics, Chemical Engineering Science, Vol 57, pp 3461-3477, 2002 [8] K.Y.Choi and W.H.Ray, The Dynamic Behavior of Continuous Stirred-Bed Reactors for the Solid Catalyzed Gas Phase Polymerization of Propylene, Chemical Engineering Science, Vol 43, No 10, pp 2587-2604, 1988 [9] M Caracotsios, Theoretical Modelling of Amoco’s Gas Phase Horizontal Stirred Bed Reactor for the Manufacturing of Polypropylene Resins, Chemical Engineering Science, Vol 47, No 9-11, pp 2591-2596, 1992 [10] M.K.A Hamid, HYSYS : An Introduction to Chemical Engineering Simulation, Skudai, 2007 [11] Nguyễn Đức Chung, Hoá Học Hữu Cơ Hiện Đại, NXB Khoa học Kỹ thuật, 1981 [12] N.M Ostrovskii, F Kenig, About Mechanism and Model of Deactivation of ZieglerNatta Polymerization Catalysts, Chemical Engineering Journal 107, pp 73-77, 2005 [13] Nguyễn Thị Minh Hiền, HYSYS mô công nghệ hóa học, NXB Khoa học kỹ thuật, 2010 [14] Phạm Duy Phúc – Công nghệ sản xuất polypropylene qui trình vận hành nhà máy- Trường cao đẳng dạy nghề Vũng Tàu, 2008 Trang 88 [15] Petrovietnam PVMTC Training Simulator, Instructor Manual: Exercises for the Polypropylene Model, ABB Inc, 2005 [16] P.Galli, G Vecellio, Technology: Driving Force Behind Innovation and Growth of Polyolefins, Prog Polym Sci 26, pp 1287-1336, 2001 [17] Polypropylene, Hydrocarbon Processing, Gulf Publishing Company, 2005 [18] P Sarkar, S.K.Gupta, Simulation of Propylene Polymerization: An efficient algorithm, Polymer, Vol 33, No.7, pp 1477-1485, 1992 Trang 89 [...]... Mô phỏng công nghệ sản xuất đã lựa chọn bằng phần mềm Aspen Hysys Dựa vào kết quả mô phỏng phân tích đánh giá, lựa chọn điều kiện công nghệ cho các thiết bị chính trong sơ đồ sản xuất Tính toán cân bằng vật chất và năng lượng làm cơ sở tính toán kinh tế cho toàn bộ dự án từ đó tiến hành tối ưu hóa sản xuất Trang 10 CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN TỔNG QUAN VỀ PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT POLYPROPYLENE Số... mục của phân xưởng:  Khu vực chứa và chuẩn bị xúc tác;  Khu vực polymer hoá và sản xuất bột polymer đồng thể (homopolymer) (tính đến việc sản xuất copolymer trong tương lai);  Khu vực gia công sản phẩm polypropylene (tạo viên);  Khu vực đóng bao sản phẩm vào các túi 25kg và xếp vào giá vận chuyển;  Khu vực tự động đóng hàng; Trang 11  Hầm và kho chứa để đồng đều hoá và chứa sản phẩm polypropylene; ... phẩm polypropylene;  Khu chứa sản phẩm bao gồm cả hệ thống chứa và bảo quản tự động;  Thiết bị sản xuất màng PE để sản xuất túi, bao gồm cả việc in nổi;  Thiết bị sản xuất màng PE co dãn để đóng gói sản phẩm;  Hệ thống xả thoát khẩn cấp;  Hệ thống xử lý nước thải cục bộ (chất lượng nước thải đã được xử lý cho phép thải trực tiếp vào giai đoạn xử lý sinh học của phân xử xưởng xử lý nước thải của Nhà... của polypropylene trong công nghiệp [7] Cấu trúc phân tử [11] Polypropylene là một hợp chất cao phân tử có công thức hóa học chung là: Ba loại cấu trúc lập thể của polypropylene là atactic polypropylene, syndiotactic polypropylene, isotactic polypropylene  Isotactic polypropylene: Có các nhóm – CH3 cùng nằm về một phía mặt phẳng trong cấu hình đồng phân quang học, dạng tinh thể Trang 17  Atactic polypropylene: ... ấn cao, và dễ xé rách để mở bao bì (do có tạo sẵn một vết đứt) và tạo độ bóng cao cho bao bì Phân loại Polypropylene [11] Polypropylene là một loại nhựa nhiệt dẻo được sản xuất bởi quá trình polymer hóa propylene Nó có những tính chất nhiệt, vật lý, hóa học như mong muốn khi sử dụng ở nhiệt độ phòng Trong công nghiệp người ta chia polypropylene thành các họ lớn với các tên gọi như sau: - HomoPolypropylene... và cứu hoả tự động;  Khu vực xử lý nhiệt chất thải lỏng;  Phòng điều khiển với hệ thống DCS và ESD Sản phẩm polypropylene sẽ được sử dụng làm sợi, bao bì và các vật dụng gia đình Nguyên liệu [6]: Nguyên liệu propylene từ phân xưởng thu hồi propylene (PRU) của Nhà máy sẽ được chuyển đến phân xưởng polypropylene bằng đường ống Phần propylene nhập sẽ được chuyển đến các bể chứa đặt tại khu bể chứa sản. .. phép sản xuất được tất cả các loại polypropylene (cohomopolymer), polymer chuỗi hay khối 1.3.3.2 Quy trình sản xuất chung [17] Nhìn chung sản xuất polypropylene có thể tóm tắt theo sơ đồ sau: Trang 33 Hình 1.11: Quy trình sản xuất chung Khu vực xử lý nguyên vật liệu ban đầu Phải qua giai đoạn loại bỏ các tạp chất, chất gây ngộ độc đối với xúc tác Quá trình làm sạch bao gồm quá trình hấp phụ trên rây phân. .. [6]:  Công suất cơ sở: 150 ngàn tấn hạt nhựa polypropylene/ năm (dạng homopolymer)  Dải công suất hoạt động của Phân xưởng: 50%-100% công suất thiết kế  Phân xưởng sẽ hoạt động 8000 giờ/năm Phần polymer hoá bao gồm [14]: một thiết bị phản ứng để sản xuất polymer đồng thể (homopolymer) và polymer ngẫu nhiên (random copolymer) trong tương lai Mặt bằng phân xưởng có dành sẵn chỗ để lắp đặt thiết bị phản... cũng có thể sản xuất iPP với phân bố điều hòa không gian giữa các mạch hẹp và phần có thể chiết ra thấp Những copolymer ngẫu nhiên dùng ethylene và butene như là các comonomer Độ cứng bên trong của những polymer này thấp hơn so với những polymer đồng nhất CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT POLYPROPYLENE [17] Cơ chế trùng hợp Propylene  Phản ứng trùng hợp Trang 23 Trùng hợp là phản ứng kết hợp một số lớn phân tử (monomer)... Ziegler-Natta thế hệ 2, 3 và 4 như sau: Trang 31 Hình 1.9: Công thức cấu tạo của Xúc tác Ziegler-Natta thế hệ 2, 3 và 4 Hình 1.10: Cấu trúc không gian α-TiCl4 Các công nghệ sản xuất polypropylene hiện nay [17] 1.3.3.1 Tóm tắt sự phát triển công nghiệp Polyproplene Công nghiệp sản xuất polyproplen thương mại đã tồn tại hơn bốn mươi năm nay Công ty Montecatini đã đưa ra công nghệ sản suất polypropylene thương