Proiectarea unei instalații cu capacitatea de 33 000 t an pentru obținerea PVC-ului prin procedeul de suspensie

1.Scurt istoric, importanta produsului si utilizarile acestuia

Policlorura de vinil a fost descoperita accidental in secolul al XIX-lea, in anul 1835 de Henri Victor Reqnault si apoi in 1872 de Eugen Baumann.

Primul care a sintetizat clorura de vinil in laboratorul profesorului ,,Justus von Liebig" din Gieben a fost in anul 1835 chimistul francez Henri Victor Regnault, care a observat ca sub actiunea razelor solare clorura de vinil polimerizeaza dand nastere la o pulbere alba. Importanta acestei descoperiri a fost numai mai tarziu observata.

In 1912 chimistul german ,, Fritz Klatte" face cercetari similare cu cele ale chimistului francez, acesta producand clorura de vinil din acetilena si acid hipocloros.

Azi insa din motive de protectie a mediului inconjurator si prin dezvoltarea industriei chimice s-au descoperit alte substante, PVC-ul fiind treptat inlocuit

Utilizarile PVC-ului depind de cantitatea de plastifiant adaugata, rezultand trei componente principale:

1. VINIDUR - este PVC cu aproximativ 5% plastifiant. Este un material rigid cu rezistenta mecanica buna la aproximativ 70?C. Proprietatile sale mecanice scad puternic, deoarece polimerul trece in stare inalt elastica. Se utilizeaza la confectionarea de tevi, ambalaje si obiecte de uz casnic.

2. VINILPLAST - numit si VINILIN, este PVC cu 20 pana la 25% plastifiant. Este un material flexibil, relativ elastic ce se utilizeaza in constructii, ca linoleu, la bunuri de consum si ca izolant pentru cabluri electrice.

3. Paste de PVC (PLASTISOLI) - cu continut de 70 pana la 75% plastifiant. Sunt amestecuri de fluide alcatuite din pulbere se PVC disipata intr-un plastifiant. Introdusi intr-o matrita si incalziti, plastisoli conduc la materiale elastice felxibile ca urmare a faptului ca la incalzire particulele de PVC absorb plastifiant, se umfa si se lipesc intre ele generand un material solid omogen. Plastisolii se utilizeaza la confectionarea de jucarii ca inlocuitor de piele si diverse alte obiecte.

1.Caracteristici generale ale polimerizarii

PVC-ul este un polimer de mare tonaj ce se obtine la nivel industrial prin polimerizarea radicalica a clorurii de vinil.

R? CH2=CH-Cl -( CH2-CH)n-

| Cl

1)Clorura de vinil este un monomer cu reactivitate scazuta ce da nastere la un radical cu reactiviate ridicata. Datorita reactivitatii ridicate a radicalului, reactia de polimerizare este insotita de reactii de transfer de lant atat cu monomerul cat si cu polimerul

2)Clorura de vinil este un gaz la presiunea atmosferica cu punctul de fierbere de -14?C. Ca urmare polimerizarea clorurii de vinil se realizeaza intotdeauna la presiune astfel incat sa fie lichida in timpul polimerizarii.

3)PVC-ul este insolubil in clorura de vinil lichida, insa absoarbe aproximativ 30% din greutatea sa. Procedeele aplicate la nivel industrial pentru obtinerea PVC-ului sunt: polimerizarea in suspensie (produce aproximativ 70% din PVC), polimerizarea in emulsie(aproximativ 15%), polimerizarea in masa (aproximativ 10%).

2.Procedee generale de sinteza

A.Polimerizarea in masa a CV

Aceasta metoda poate fi aplicata la nivel industrial, deoarece reactia poate fi stopata la conversie limitata inainte ca reactiile de transfer de lant cu polimerul sa devina prea intense. Acest lucru se poate face deoarece monomerul nereactiaonat poate fi separat usor de polimer in conditii economice din urmatoarele motive

-Monomerul este gaz

-Polimerul este insolubil in monomer

- Tehnologia procesului de polimerizare in masa

Este un proces discontinuu care se realizeaza in doua etape

1)Etapa de prepolimerizare pana la o conversie de 10% se realizeaza intr-un reactor tip autoclava cu agitare cu manta de racire-incalzire. Temperatura de lucru este de 60-70?C, iar presiunea de 8-10 atm. In calitate de initiator se utilizeaza initiatori peroxidici iar timpul de reactie este curpins intre 0,5-1 ora. Polimerul ce se formeaza fiind insolubil in clorura de vinil lichida, precipita astfel incat la final rezulta o dispersie de PVC in clorura de vinil lichida.

2)Polimerizarea propriu-zisa se realizeaza in reactoare orizontale sau veriticale prevazute cu manta de incalzire-racire, proiectate in asa fel incat sa agite masa de reactie si in acelasi timp sa desprinda polimerul solid depus pe pereti. Temperatura este deasemenea 60-70?C, presiunea de 8-10 atm, timpul de reactie 8-10 ore, iar coversia finala este 60-70%. La finalul polimerizarii reactorul este depresurizat, clorura de vinil neractionata paraseste reactorul sub forma de gaz, iar polimerul este scos din reactor, macinat si ambalat