CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU TONG QUAN 1 Lich sử phát triển của PVC I.1 PVC trên thế giới PVC có quá trình phát triển từ rất sớm trong hơn 100 năm qua. Lan đầu tiền nha hóa học Henri Regnault tổng hợp ra vinylclorua vao năm 1835. năm 1872, polyvinyl clorua được Baumann điều chế ra khi ông phơi ống nghiệm chứa vinylclorua đưới ánh sang mặt trời, đó là chất bột mau trắng, ban chất hóa học của nó chưa được xác định. Thi nghiệm nảy được Iwan Ostromislensky (Nga) va Fritz Klatte (Đức) nghiên cứu đầy đủ hơn vào nằm 1912.
Tuy nhiên polyme mới nay vẫn không được ứng dụng và không được chủ ý quan tâm nhiều bởi tỉnh kém én định, cứng va rất khó gia công. Cudi thé kỷ 19, các san phẩm như axetylen va clo đang trong tình trạng khủng hoảng thửa, việc có thé sản xuất được PVC từ các nguyên liệu nay là một giải phá p rất hữu hiệu. Nă m 1926 , khi tiến sỹ Wal do Sem on vỏ tinh phát hiện ra chất hoá déo cho PVC, đây mới là một bước đột phá đầu tiên đẻ khắc phục nhược điểm khi gia công cho PVC, sau đó là các nghiên cứu vẻ chất ồn định cho PVC. Năm 1933, nhiều dạng PVC đã được tổng hợpở Mỹ và Đức nhưng phải đến năm 1937, PVC mới được sản xuất trên quy mô công nghiệp hoản chỉnh tại Đức và sau đó là ở Mỹ, Anh, Nhật Bản Nhu cầu toàn cầu đối với polyvinyl clorua (PVC) đã gia tăng một cách đều đặn trong mười năm qua.
Trong năm 2000, nhu cầu PVC toản cầu đứng ở mức 22 181.797 tắn, trước khi tăng lên 32. Một phần dang kế của sự gia tăng nhu cầu đối với nhựa PVC là từ khu vực Châu Á-Thái Bình Dương, va xu hướng tương tự dy kiến sẽ tiếp tục trong giai đoạn 2011-2020. Ngành xây đựng Trung Quốc được cho là sẽ ảnh hướng lớn tới sự phát triển ngành công nghiệp nhựa PVC trong vải năm tới. Theo kế hoạch 5 năm Jan thứ 12 của Trung Quốc, chính phủ đã tuyên bố sẽ xây dựng 36 triệu đơn vị nhà ớ giá rẻ vào nim 2015 để đáp img nhu cầu của các gia đình có thu nhập thắp.
Chính quyền Trung Quốc hiện đang khuyến khích vả hỗ trợ tải chính cho các dự án xây dựng. Ngoài ra, nhu cầu PVC từ ngảnh nông nghiệp, bao bì, ngành điện và ô tô trong khu vực Châu Á-Thái Bình Dương cũng thúc đầy sự tăng trưởng. Khu vực châu Á-Thái Bình Dương sẽ tiếp tục chiếm hơn 65% nhu clu PVC toản cầu trong năm 2020 vả nhu cầu toàn clu đối với nhựa PVC dự kiến sẽ tăng trưởng với tỉ lệ CAGR (Compound Annual Growth Rate) lả 4,9% từ năm 2011 đến năm 2020, đạt 49. Lê Hữu Toàn 11 Cử Nhân Hóa 1.2 PVC & Việt Nam Ở Việt Nam, cho đến những năm 60 của thé ki 20, PVC và các chất dẻo khác vẫn còn xa lạ đối với mọi người.
Tại nha máy hóa chất Việt Tri, Trung Quốc da giúp ta xây dựng một đây chuyển sán xuất PVC bang công nghệ đi tir canxi cacbua (dat dén-CaC,) với công suất thiết kế ban dau là 350 tắn/năm. Tuy nhién, sau 9 năm hoạt động, do công suất quá nhỏ, công nghệ lạc hậu, năng suất thiết bị thắp (trung bình khoáng trên 30%), sản phẩm có chất lượng không ổn định va nhất là gia thanh quá cao so với nhập khấu, người ta đã phải đứng san xuất. Ngành công nghiệp nhựa ở Việt Nam lúc ấy được hiểu là công nghiệp gia công chế biển nhựa. Tất cá các loại nhựa (trong đó có PVC) đều phải nhập khẩu.
Những sản phẩm nhựa thời kỳ này vừa đơn điệu về mẫu mã lại thiếu chúng loại va số lượng. Chính vì vay, trong những năm đầu của thập kỷ 80, hàng nhựa cua nước ngoài tràn ngập thị trường Việt Nam. Chi bắt đầu từ những năm 1990, tức là từ khi đất nước bước vảo thời kỳ đổi mới, nganh công nghiệp nay mới thực sự có sự birt phá và hơn mười năm trở lại đây đã dành lại được thị trường trong nước. Không những thé hàng nhựa Việt Nam đang từng bước vươn ra thị trường quốc tế vả khu vực.
Năm 2006 kim ngạch xuất khẩu các sản phẩm nhựa đã vượt 500 triệu USD và dự kiến sẽ đạt ngưỡng 1 ti USD vào năm 2010. Tuy nhiên với việc hầu như tit cả nguyên liệu đầu vào đều phải nhập thi khả năng cạnh tranh của sản phẩm nhựa Việt Nam là rất yếu, nhất là trong giai đoạn toản cầu hóa hiện nay. Năm 1981 là năm mở đâu cho sự phát triển ngành công nghiệp dau khí Việt Nam với việc khai thác mó khí ở huyện Tién Hải tinh Thái Binh và sự ra đời cùa Xi nghiệp Liên doanh dầu khi Việt-Xô. Theo số liệu của Tập đoàn Dầu khí quốc gia Việt Nam, đến hết tháng 12 năm 2006, trên 235 triệu tấn dầu quy đổi đã được khai thác trong đó dau thô đạt trên 205 triệu tan và cung cấp 30 tỉ m` khí cho sản xuất điện vả các nhu cầu dân sinh khác.
Hiện nay, tổng lượng dầu khí khai thác hằng năm đạt trung bình khoảng 20 triệu tấn. Dầu khi đã có sẵn nhưng việc sử đụng tải nguyên quý báu nảy như hiện nay (bán 100% dầu thô và làm nhiên liệu 100% lượng khí) thi chưa thực sự hiệu quá. Chính vi vậy, ngảnh Dầu khí và Hóa chất đã lập các chiến lược phát triển lau dai cho việc chế biến và đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt tại các Quyết định 343/2005/QĐ-TTg ngày 26/12/2005 và 386/2006/QĐ-TTg ngày 09/3/2006. Các quyết định trên là việc cụ thể hóa đường lối phát triển ngành hóa dầu Việt Nam.
oO Việt Nam, cũng như tẤt cả các nước Đông Nam A khác (kế cả Đải Loan), công ngiệp sản xuất nguyên liệu cho ngành nhựa đều khởi đầu từ PVC. Sơ để sau Lê Hữu Toàn 12 Cử Nhân Hóa Luận văn tốt n GVHD: PGS-TS.Huỳnh Đại Phú cho ta khái quát các bước phát triển của quá trinh san xuất PVC từ đầu mỏ và sự phat triển của ngảnh hóa dau Việt Nam: =itmnm' oe Dị = Punt on | Hình 1 1 Sơ dé phát triển ngành hóa đầu ớ Việt Nam Ngành sản xuất nhựa PVC ở Việt Nam bắt đầu vào năm 1998 với sự hiện điện của liên doanh TPC Vina (tiền thân là Mitsui Vina). Đây la liên doanh giữa Công ty Cổ phần Nhựa và Hóa chất Thái Lan (TPC), Tổng Công ty Hóa chất Việt Nam (Vinachem) và Công ty Nhựa Việt Nam (Vinaplast). Nhờ liên doanh nảy lượng PVC nhập khẩu giảm từ 74.000 tấn vào năm 1999 và chi còn trên dưới 50.000 tấn vào những năm sau này, Công suất của TPC Vina là 100.
Cuối năm 2002, nhà máy sản xuất PVC thứ hai (Liên doanh giữa Petronas Malaysia với Ba Rịa — Vũng Tàu) có công suất 100.000 tắn/năm cũng bắt dau tham gia vảo thị trường. Bang 7 / là lượng tiêu thụ nhựa nói chung và PVC nói néng ở Việt Nam trong những năm qua và dy đoán đến năm 2011 (tinh cả sản lượng của dây chuyển sắn xuất PVC thứ hai của Công ty TPC Vina với công suất là 90.000 tắn/năm dự kiến sẽ đi vào hoạt động vào giữa qúy 4 năm 2008).2 cho ta mức tiêu thụ nhựa PVC tính trên đầu người của một số nước vả khu vực. Lê Hữu Toàn 13 Cử Nhân Hóa Luận văn tốt nghỉ GVHD: PGS-TS.Huỳnh Nhựa nói chung PVC Bình quân | San xuất Năm Tổngcầu tiêu thụ trong Nhập khấu Tống cầu.000 Theo TPC Vina, Hiệp hội nhựa Việt Nam Bang 1.1 Lượng tiêu thu các loại nhựa và PVC ở Việt Nam 14,0 14,0 - 11,0 - 40 : 2 10 - 8 60. 1,67 29 40 Bang 1 2 Tiêu thụ nhựa PVC trên đầu người ở một số nước và khu vực (kg/đẫu người) Khả năng cung - cầu nhựa PVC ở Việt Nam được thẻ hiện trong biểu dé sau: Lê Hữu Toàn 14 Cir Nhân Hóa Luận van tốt nghiệp GVHD: PGS-TS.Huynh Đại Phú Hình 1.2 Kha năng cung - cau PVC của Việt Nam Như vậy, cho đến năm 2010 - 2011 và cả các năm sau đó, Việt Nam vẫn còn phải nhập khẩu PVC nếu như ngay từ bây giờ không có nhà đầu tư nao quan tâm đến lĩnh vực này 2 Tông hợp PVC 2.1 Sơ lược vẻ vinylclorua Mặc dù đã được biết đến từ hơn 100 năm nhưng Vinyiclorua (VC) chỉ trở thành một hóa chất quan trọng vào những năm 20 va 30 của thé ký trước, khi sản phẩm trùng hợp của VC cho ta Polyvinylclorua (PVC) với nhiều img dụng khác nhau.
Dưới đây là một vài tính chất hóa ly của MVC: e Ở điều kiện nhiệt độ và áp suất thường, MVC là một chất khí không mau dé cháy, dé nô, e Nhiệt độ nóng chảy: -153,7°C e Nhiệt độ sôi: -13,9”C se Tỉ trọng hơi: 2,15 (không khí = 1) Đề thuận tiện cho việc vận chuyển và bảo quản, MVC thường được nén ở áp suất khoảng 3 kg/cm’, Tại áp suất nay MVC là một chat lỏng trong suốt, khong mau, có tỉ trọng 0,92 g/ml (ở 25°C). Lê Hữu Toàn 15 Cử Nhân Hóa Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS-TS. Huynh Dai Phú 2112 Một số thông sô kỉ thuật của san phẩm thương mại Vinyl clorua, ham lượng tôi thiêu: 99,99%, Axit clohydric (HCI), tôi đa: lppm Sắt (Fe), tối da: 1 ppm Hợp chat axetylen, tối đa: 10 ppm Hợp chất clorwa(Ct ), tối đa: 100 ppm Nước, tối đa: 100 ppm I,3-Butadien, tôi da: 10 ppm Chất ức ché, tối đa Š ppm Chất không bay hơi, tôi đa : $ ppm 2113 Tổng hop MVC Tổng hợp MVC được trình bay qua các phản ứng sau: © Tir acetylen: CH=CH + HCI — CH;=CHCI Q) Tử cthylen: CH;=CH; + Cl, — CH;Cl-CH,CI @) (ID (HD CH:CI-CH;CI =» CH;<CHCI + HCI (4) Như vậy, chi một nửa phan tử clo tham gia vao phản img để tạo thành MVC, nửa còn lại tạo thành HCI. Lượng HCI này đôi khi không có nơi tiêu thụ, đòi hoi phái xử ly rất tốn kém.
Có nhiêu hướng khắc phục van dé nảy. Một trong những hướng đó lả sứ dung kết hợp ca acetylen và ethylene. Khi ấy, HCI để hydroclo hóa acetylen, tức là kết hợp các phan ứng (2). (3) và (4): Lê Hữu Toàn 16 Cử Nhân Hóa Luận văn tốt nghi GVHD: PGS-TS.Huỳnh Đại Phú Sơ đồ khối của quá trinh trên: CH eCH ¬ Hydro-Clo-hoa CH;=CH; P Clo-hoa | Hình 3 !