DO AN CONG NGHE o TO (8)

Bài 17: CÁC SẢN PHẨM DẦU MỎ Đọc Ngành lọc dầu phát triển liên tục để đáp ứng nhu cầu ngày thay đổi người tiêu dùng sản phẩm đa dạng tốt Yêu cầu ban đầu trình lọc dầu tạo dầu hỏa nguồn nhiên liệu để thắp sáng rẻ tốt so với dầu cá voi Sự phát triển động đốt dẫn đến sản xuất benzen, xăng nhiên liệu diezen Sự phát triển máy bay tạo nhu cầu nhiên liệu phản lực, xăng hàng khơng có số octan cao dạng tinh vi sản phẩm lọc dầu ban đầu (dầu hỏa) Các nhà máy lọc dầu ngày sản xuất nhiều loại sản phẩm, bao gồm nhiều số chúng sử dụng nguyên liệu cho q trình crackinh, sản xuất chất bơi trơn cơng nghiệp hóa dầu Các sản phẩm phân loại chung nhiên liệu, nguyên liệu hóa dầu, dung mơi, dầu q trình, chất bơi trơn sản phẩm đặc biệt khác sáp, nhựa đường than cốc (Xem bảng 14.1) Khí hydrocacbon Mục đích sử dụng Khí hóa lỏng Khí dùng cho cơng nghiệp đun nấu, khí dùng cho nhiên liệu động cơ, khí cho chiếu sáng, Dung mơi aceton, Chất dẻo, nhựa sợi cho công nghiệp dệt chất dẻo, Sơn dầu bóng Ngun liệu cho cơng nghiệp hóa dầu Các sản phẩm cao su Cacbon đen Mực in, Công nghiệp cao su Các sản phẩm chưng cất nhẹ Napta nhẹ Olefin, chất pha loãng dung mơi, dung mơi chiết, ngun liệu cho cơng nghiệp hóa dầu Napta trung bình Xăng động hàng khơng, dung môi làm khô Napta nặng Gasoil Nhiên liệu phản lực quân sự, dầu hỏa nhiên liệu phản lực, nhiên liệu máy kéo Nguyên liệu crackinh, dầu gia nhiệt nhiên liệu diesel, dầu luyện kim, chất hấp thụ dầu thơm (dầu có hydrocacbon thơm) chất thu hồi xăng Các sản phẩm chưng cất nặng Dầu kỹ thuật Dầu bôi trơn Sáp parafin Dầu công nghiệp dệt, dầu mỹ phẩm y tế, dầu trắng, công nghiệp thực phẩm Dầu trục dầu máy biến thế, dầu mô tơ dầu động cơ, dầu máy dầu máy nén, dầu tuabin nước, dầu cho hộp truyền động, dầu cách điện dầu thiết bị, dầu cho động nước bánh răng, trục, dầu cho máy cắt, máy nghiền, dầu cho xử lý kim loại, dầu làm nguội dầu chống gỉ sét, dầu tải nhiệt, hợp chất loại mỡ bôi trơn, dầu mực in Công nghiệp cao su, dược mỹ phẩm, công nghiệp giấy thực phẩm, diêm nến Cặn Mỡ Nhớt, mỹ phẩm, chất bôi trơn chất chống gỉ sét, hợp chất phủ Dầu nhiên liệu cặn Dầu nhiên liệu trình dầu cho nồi đun số Nhựa đường Nhựa đường, vật liệu phủ, chất bôi trơn gốc asphalt, chất bảo vệ chất cách điện, sản phẩm giấy chống thấm nước Các sản phẩm phụ trình lọc dầu Than cốc Điện cực nhiên liệu Sunphonat Chất nhũ hóa H2SO4 Phân bón tổng hơp Lưu huỳnh Hóa chất Hydrogen Tái tạo hydrocacbon Một số lượng chất hóa học sử dụng trình hydrocacbon tạo từ trình Một mơ tả ngắn gọn mà cụ thể thích hợp cho q trình lọc dầu chất sau: SO2: khí thải từ trình đốt nhiên liệu có nhiều lưu huỳnh thường chứa SO2 mức độ cao thường loại bỏ trình lọc sử dụng nước Các chất ăn da thêm vào nước khử muối để trung hòa axit giảm thiểu ăn mòn Các chất ăn da trộn vào dầu thô khử muối để giảm lượng clo ăn mòn đỉnh tháp Chúng sử dụng trình xử lý lọc dầu để loại bỏ chất gây nhiễm từ dịng hydrocacbon NO CO: Khí thải chứa lượng lên đến 200 ppm NO lượng phản ứng chậm với oxi để tạo thành NO2 NO không loại bỏ q trình lọc sử dụng nước NO2 hòa tan nước để tạo thành N2O HNO3 Khí thải thường chứa lượng nhỏ CO, trừ q trình đốt cháy diễn khơng hồn tồn H2S: tìm thấy cách tự nhiên hầu hết loại dầu thô tạo suốt trình lọc dầu từ phân hủy hợp chất lưu huỳnh không bền H2S chất cực độc, không màu, dễ cháy, nặng khơng khí tan nước Nó có mùi trứng thối phân biệt nồng độ giới hạn phơi nhiễm thấp Không thể dựa vào mùi để cung cấp cảnh báo đầy đủ giác quan gần bị nhạy cảm điểm phơi nhiễm Các máy dò đặc biệt yêu cầu để cảnh báo cơng nhân có mặt H2S cơng cụ bảo vệ đường hơ hấp thích hợp nên sử dụng mơi trường có khí Phơi nhiễm mức độ thấp gây kích thích, chóng mặt, đau đầu, phơi nhiễm vượt giới hạn cho phép làm tê liệt hệ thần kinh cuối tử vong Nước chua nước dùng q trình lọc dầu có chứa H2S, NH3, phenol, hydrocacbon hợp chất lưu huỳnh có khối lượng phân tử thấp Nước chua tạo giải hấp dòng phân đoạn hydrocacbon suốt trình chưng cất, tái tạo chất xúc tác, giải hấp dịng H2S q trình xử lý hydro hoàn thiện hydro Nước chua tạo nhờ cho thêm nước vào trình lọc để hấp thụ H2S NH3 H2SO4 HCl sử dụng chất xúc tác trình ankyl hóa H2SO4 sử dụng q trình xử lý Các chất xúc tác rắn: có nhiều chất xúc tác khác nhiều dạng hình thù, từ dạng viên đến dạng hạt, dạng bụi, làm từ nhiều loại vật liệu có thành phần đa dạng sử dụng trình lọc dầu Chất xúc tác dạng viên đùn sử dụng để di chuyển đơn vị cố định, đơn vị di động sử dụng chất xúc tác dạng hạt hình cầu nguyên chất Chất xúc tác dùng trình để loại bỏ lưu huỳnh phủ coban, niken molipden Các đơn vị cracking sử dụng chất xúc tác có chức axit đất sét tự nhiên, oxit nhôm silic zeolit tổng hợp Các chất xúc tác có chức axit phủ bạch kim kim loại khác dùng q trình isome hóa reforming Các chất xúc tác sử dụng yêu cầu cách xử lý bảo vệ đặc biệt để tránh bị phơi nhiễm chúng chứa kim loại, dầu thơm (dầu có chứa hợp chất có vịng benzen), hợp chất thơm chứa nhiều vịng gây ung thư vật liệu độc hại khác dễ cháy Các sản phẩm nhiên liệu chủ yếu khí mỏ dầu hóa lỏng, xăng, dầu hỏa, nhiên liệu phản lực, nhiên liệu diesel dầu gia nhiệt dầu nhiên liệu cặn Khí mỏ dầu hóa lỏng (LPG) Bao gồm hỗn hợp parafin olefin propan butan, sản xuất để làm nhiên liệu, bảo quản xử lý chất lỏng áp suất cao LPG có nhiệt độ sôi dao động từ -740C đến 380C, không màu, dạng nặng khơng khí dễ cháy Các đặc trưng quan trọng xét theo góc độ an tồn sức khỏe nghề nghiệp khí mỏ dầu hóa lỏng áp suất khả kiểm sốt chất gây nhiễm Xăng: sản phẩm lọc dầu quan trọng xăng động cơ, hỗn hợp hydrocacbon có nhiệt độ sơi thấp tương đối, bao gồm reformate (sản phẩm trình reforming), alkylate (sản phẩm q trình alkyl hóa), naphta béo (naphta mạch thẳng nhẹ), naphta thơm (naphta ngắt mạch xúc tác nhiệt) chất phụ gia Hỗn hợp ngun liệu xăng có nhiệt độ sơi dao động xung quanh 2040C điểm bốc cháy -400C Các đặc trưng quan trọng xăng số octan (chỉ số kháng nổ), độ bay áp suất (kiểm sốt mơi trường) Phụ gia sử dụng để tăng hiệu suất xăng cung cấp bảo vệ khỏi bị oxi hóa tạo thành gỉ Xăng hàng khơng có số octan cao, đặc biệt trộn lại để hoạt động tốt độ cao lớn Chì tetra etyl (TEL) chì tetra metyl (TML) phụ gia xăng giúp cải thiện số octan hiệu suất kháng nổ Trong nỗ lực giảm thiểu hàm lượng chì khí thải động cơ, chất phụ gia khơng cịn sử dụng nữa, trừ xăng hàng không Etyl tertbutyl ete (ETBE, CH3CH2OC(CH3)3), metyl tertbutyl ete (MTBE, CH3OC(CH3)3), tertamyl metyl ete (TAME, CH3CH2C(CH3)2OCH3) hợp chất oxy hóa khác sử dụng để thay cho TEL TML để cải thiện hiệu suất kháng nổ xăng khơng chì giảm thiểu phát thải CO Nhiên liệu phản lực dầu hỏa: dầu hỏa hỗn hợp parafin napthen với thường 20% chất thơm Nó có điểm bốc cháy 380C nhiệt độ sôi khoảng 160 đến 2880C, sử dụng để thắp sáng, sưởi ấm, dung mơi hịa trộn vào nhiên liệu diesel Nhiên liệu phản lực sản phẩm chưng cất giống với dầu hỏa mà đặc tính quan trọng điểm đơng đặc, điểm bốc cháy điểm khoái Nhiên liệu phản lực thương mại có điểm sơi khoảng từ 191 đến 2740C, nhiên liệu phản lực quân từ 55 đến 2880C Nhiên liệu chưng cất: nhiên liệu diesel dầu sưởi ấm gia đình hỗn hợp có màu sáng gồm parafin, naphten, chất thơm chứa olefin có khối lượng trung bình Nhiên liệu chưng cất có điểm bốc cháy 600C nhiệt độ sôi khoảng từ 163 đến 3710C thường khử lưu huỳnh dùng hydro để tăng tính ổn định Nhiên liệu chưng cất dễ cháy gia nhiệt giải phóng kết hợp với khơng khí tạo hỗn hợp dễ cháy Các đặc tính đáng mong ước nhiên liệu chưng cất bao gồm điểm chảy điểm bốc cháy kiểm sốt được, cháy sạch, khơng đọng lại thùng chứa, có tỉ lệ xetan nhiên liệu diesel thích hợp để khởi động cháy tốt Nhiên liệu cặn: nhiều tàu thuyền sở công nghiệp, thương mại sử dụng nhiên liệu cặn kết hợp nhiên liệu cặn nhiên liệu chưng cất để tạo lượng, nhiệt lượng cho q trình Nhiên liệu cặn có màu tối, có hỗn hợp phân tử hydrocacbon phân tử lớn có độ nhớt cao, với điểm bốc cháy 1210C có nhiệt độ sơi cao Đặc điểm quan trọng có độ nhớt cao chứa lưu huỳnh Nguyên liệu hóa dầu Nhiều sản phẩm có nguồn gốc từ lọc dầu thơ etylen, propylen butadien olefin có từ q trình cracking có mục đích làm nguyên liệu để tổng hợp nhựa, amoniac, cao su tổng hợp glycol,…trong cơng nghiệp hóa dầu Dung mơi dầu mỏ: nhiều chất tinh khiết bao gồm benzen, toluen, xylen, hexan heptan với nhiệt độ sôi thành phần hydrocacbon tương tự tạo với mục đích làm dung mơi Dung mơi phân loại thành dung môi thơm dung môi không thơm phụ thuộc vào thành phần chúng Các ứng dụng chúng gồm làm chất pha lỗng sơn, chất rửa khơ, chất tẩy nhờn, dung môi thuốc trừ sâu công nghiệp,… định nhờ vào điểm bốc cháy dao động từ 180C đến 600C Dầu trình: bao gồm dầu có nhiệt độ sơi cao, dịng sản phẩm chưng cất chân không chưng cất khí vận hành trực tiếp dầu tạo từ trình cracking xúc tác cracking nhiệt Các hỗn hợp phức tạp chứa phân tử hydrocacbon thơm, naphten, parafin khối lượng lớn với 15 nguyên tử cacbon sử dụng làm nguyên liệu cho q trình cracking sản xuất chất bơi trơn Dầu q trình có độ nhớt cao, nhiệt độ sơi nằm khoảng từ 260 đến 5380C, điểm bốc cháy 1210C Chất bôi trơn mỡ: nguyên liệu sản xuất trình lọc dầu đặc biệt để đáp ứng yêu cầu cụ thể người tiêu dùng Các nguyên liệu bôi trơn có màu sáng đến trung bình, độ bay thấp, có hỗn hợp dầu thơm, dầu naphten, dầu parafin có độ nhớt thấp, trung bình đến cao, có nhiệt độ sơi khoảng từ 371 đến 5380C Các chất phụ gia chất khử nhũ tương, chất chống oxi hóa chất tăng độ nhớt hòa trộn vào nguyên liệu dầu bôi trơn để cung cấp đặc điểm cần thiết cho dầu ô tô, turbin dầu turbin nước, mỡ công nghiệp, chất bôi trơn, dầu hộp số dầu máy cắt Đặc điểm quan trọng nguyên liệu dầu bôi trơn số nhớt cao làm cho độ nhớt thay đổi nhiệt độ biến đổi Đặc điểm có dịng ngun liệu dầu thơ đạt nhờ sử dụng phụ gia tăng độ nhớt Bột giặt trộn vào để trì tính lơ lửng mà cặn tạo trình sử dụng dầu Các sản phẩm đặc biệt Sáp dùng để bảo vệ thực phẩm, để bao phủ thành phần sản phẩm khác mỹ phẩm, xi đánh giầy nến Lưu huỳnh tạo từ trình lọc dầu Nó bảo quản thành dạng dung dịch lỏng, nóng thùng kín theo dạng rắn thùng chứa để trời Than cốc hầu hết cacbon tinh khiết, có mục đích sử dụng đa dạng từ làm điện cực đến miếng than chì, phụ thuộc vào đặc điểm vật lý xuất phát từ q trình luyện than Nhựa đường sử dụng chủ yếu để lát đường vật liệu phủ trơ với hầu hết chất hóa học điều kiện thời tiết khác Sáp nhựa đường có dạng rắn nhiệt độ thường nhiệt độ cao cần phải bảo quản, xử lý vận chuyển để tránh nguy cháy Sáp dầu mỏ tinh chế cao nên thường khơng có rủi ro Khi sáp tiếp xúc với da vào lỗ chân lơng kiểm sốt hành động hợp vệ sinh Phơi nhiễm với H2S thùng chứa lưu huỳnh lỏng nhựa đường rị rỉ kiểm soát biện pháp kỹ thuật thiết bị bảo vệ đường hơ hấp thích hợp Lưu huỳnh dễ cháy nhiệt độ tăng cao Bài tập A Chọn câu a a d c c a c d d 10 d B Điền vào chỗ trống emissions engine reduced knocking are fired activated combustion vapor C is found are transported be called are measured are made be used is described is compressed 10 be burned crude oil hydrocacbons boil aromatic blending Combustion chamber comprise reacting D components 10 consumption 11 diesel engine 12 Compression ratio Bài 18: NHUỘM BẰNG THUỐC NHUỘM PHẢN ỨNG Đọc Giới thiệu Cross Bevan, nhân vật cung cấp cho kiến thức cấu trúc đặc điểm xenlulo công nhận người tìm lợi ích đạt từ việc tạo liên kết hóa học thuốc nhuộm sợi vải Năm 1985, họ xử lý xenlulo dung dịch NaOH tiến hành chuỗi phản ứng phân tử xenlulo kiềm tạo ra: phản ứng benzoat hóa, nitrat hóa, oxy hóa diazo hóa Các sản phẩm tạo từ phản ứng cuối kết hợp với amin phenol để tạo thuốc nhuộm liên kết với xelulo liên kết este (Hình 15.1) Hình 15.1: liên kết phân tử xenlulo phân tử thuốc nhuộm Màu đỏ vàng độ bền màu việc việc giặt giũ tuyệt vời đạt sợi xenlulo phải chịu giảm độ bền trình xử lý Tuy nhiên số người lại chấp nhận cách nhuộm màu khác dùng số cách khác để tạo liên kết este ete phân tử xenlulo phân tử thuốc nhuộm Những nỗ lực ban đầu coi có giá trị lý thuyết, chúng tạo xenlulo nhuộm màu độ bền bị giảm đáng kể Cách tiếp cận họ thất bại nhiều lý Tuy nhiên, nghiên cứu Haller số người khác dành cho Ciba Gunther đến gần với giải pháp tối ưu Cũng theo cách đó, Haller Heckendorn bắt đầu xenlulo kiềm cho phản ứng với clorua cyanua (tác chất nguyên nhân thành công sau này) sau thay nguyên tử clo thứ phản ứng với anilin, vị trí kết nối para sau kết hợp với bazo azo hóa 10 Tuy vậy, thuốc nhuộm thời khó tan dung môi hữu dễ cháy Họ cảm thấy khó khăn việc tạo xenlulo kiềm chuẩn số trường hợp, giống người tiền nhiệm, họ tạo giảm độ bền nghiêm trọng sợi Các nghiên cứu quy trình cấp sáng chế cho thấy có hiệu thấp có độ thấm áp dụng cho vải coton Gunther tìm cách nhuộm khác cho dẫn xuất azo anhydric isatin phản ứng với xenlulo môi trường kiềm (phương trình 15.2) Beech tin cách khơng cần trải qua bước dùng xenlulo kiềm bị phản đối liên kết thuốc nhuộm sợi dễ bị thủy phân Những chất nhuộm phản ứng Trong suốt năm 1953 Stephen Rattee ICI theo đuổ nghiên cứu nhằm mục đích cung cấp thuốc nhuộm phản ứng dành cho len để đạt tính bền màu ướt cao đặc biệt nghiên cứu mình, Stephen chuẩn bị chất nhuộm azo sulphonate có chứa nhóm diclorotriazinyl cho Rattee đánh giá mẫu thất bại việc đáp ứng mục tiêu nhuộm len đề trước Được khuyến khích nỗ lực trước nhằm cho thuốc nhuộm phản ứng với cotton truyền cảm hứng đề án nghiên cứu đương thời liên quan đến phản ứng xenlulo kiềm clorua cyanua, nhà hóa học ICI cảm thấy nhóm diclorotriazinyl chất nhuộm suy đốn phản ứng với xenlulo kiềm Rattee nhận thấy điều đó, việc xử lý cotton dung dịch NaOH 15% sau ngâm dung dịch thuốc nhuộm diclorotriazinyl lạnh cuối treo vật liệu phủ lên, ơng tạo quy trình nhuộm có độ bền màu cao đáng kể mà không làm vật liệu bên cạnh không muốn nhuộm bị nhuộm màu Đó phản ứng nhuộm sợi xảy gần chắn chất nhuộm phi axit khơng áp dụng cho vải cotton Sự đột phá chờ đợi lâu cuối diễn Rattee đồng bận tâm đến việc chứng minh có mặt liên kết cộng hóa trị phân tử thuốc nhuộm sợi vải đồng thời phát triển kỹ 11 thuật ứng dụng hoàn chỉnh xét mặt kỹ thuật để đánh giá thêm chất nhuộm phản ứng suy đoán Stephen đồng nghiệp bắt tay vào trở ngại chủ yếu cản trở việc khám phá sáng chế hữu ích, phân hủy chất xúc tác HCl có chất nhuộm diclorotriazinyl khơng xảy bước chuẩn bị bao gồm tách sấy khơ mà cịn q trình bảo quản sử dụng sản phẩm thương mại sau Cơng việc mang lại phương pháp hiệu sáng suốt trộn thuốc nhuộm với chất nền, photphat axit arylaminosulphonic không thay hiệu đặc biệt chứng minh Các ngiên cứu nhuộm nhanh chóng nhận xử lý cotton NaOH để đảm bảo phản ứng thuốc nhuộm sợi vải không cần thiết Dung dịch NaOH lỗng có hiệu có thêm muối phổ biến với nồng độ cao Trong thuốc nhuộm xem xét cố định xử lý lạnh theo kiểu này, sau thuốc nhuộm cần bước xử lý nước để tạo cố định tối ưu Các nghiên cứu đưa đến chuỗi nhuộm liên tục: pad chứa thuốc nhuộm – pad chứa dung dịch NaOH muối – nước vài điều chỉnh sử dụng cho nhiều loại thuốc nhuộm phản ứng Nghiên cứu sau cho thấy Na2CO3, chí NaHCO3 nước muối dùng để cố định thuốc nhuộm Kết trình in vải đạt yêu cầu chuỗi nhuộm sau bắt đầu chứng minh: [1] Pad (chứa thuốc nhuộm NaHCO3) – sấy khô [2] Pad (chứa thuốc nhuộm NaHCO3) – sấy khô – xử lý với nước [3] Pad (chứa thuốc nhuộm, urê NaHCO3) – sấy khô – cố định nhiệt Và cuối kỹ thuật nhuộm chân không lạnh (gián đoạn) đưa vào sử dụng thuốc nhuộm Procion dichlorotriazinyl (ICI) bán thị trường vào tháng năm 1956, ngày gần trùng hợp ngẫu nhiên với ngày kỉ niệm 100 năm khám phá thuốc nhuộm tổng hợp Perkin đời Tên cấu trúc loại thuốc nhuộm giới thiệu hình từ 15.2 – 15.4 12 Sự phát triển thuốc nhuộm phản ứng Trong năm 1957, chủ yếu thời gian bảo quản chất bột in vải làm từ thuốc nhuộm dichlorotriazinyl ngắn nên nghiên cứu bổ sung dẫn đến việc bắt đầu sử dụng dẫn xuất monoclorotriazinyl ổn định để khắc phục nhược điểm Dẫn xuất mơ tả hình 15.5 Việc đưa nhóm phản ứng vào phân tử đồng phthalocyanin tạo thuốc nhuộm phản ứng màu ngọc lam có khả phản ứng tương đối thấp Tuy nhiên, màu giống màu tối thời trang, thợ nhuộm sử dụng điều kiện ứng dụng nhiệt độ cao để tạo cách nhuộm khói nhuộm liên tục Những bước tạo mở rộng nhanh chóng phạm vi sử dụng cách nhuộm (và in) riêng biệt Một phát triển sau tạo thuốc nhuộm có nhiều nhóm monoclorotriazinyl phân tử để tạo chân không cố định cao Các thiết kế cho nhuộm khói gọi thuốc nhuộm Procion H-E (ICI) Khi ICI giới thiệu thuốc nhuộm phản ứng clorotriazinyl trước sáng chế Ciba tiết lộ cách sử dụng nhóm monoclorotriazinyl số thuốc nhuộm trực tiếp chlorantine loại sau Tuy nhiên khả phản ứng sợi không nhận Nghiên cứu Ciba thuốc nhuộm monoclorotriazinyl dành cho len trước 1956 tạo lợi rõ ràng cho lĩnh vực – thuốc nhuộm phản ứng cho xenlulo đó, sau thuốc nhuộm procion H có mặt thị trường, Ciba bắt đầu đề xuất thuốc nhuộm Cibacron tương tự Kế từ thời điểm đó, thuốc nhuộm chlorotriazinyl chiếm nửa lượng tiêu thụ thuốc nhuộm phản ứng dành cho vải xenlulo thể giới coi nhóm quan trọng số thuốc nhuộm phản ứng xelulo Sự kết thúc sáng chế ban đầu mang theo với phát triển vượt bậc công ty sản xuất thuốc nhuộm nhận tầm quan trọng loại hàng hóa Ví dụ, cơng ty BASF giới thiệu thuốc nhuộm Primazin (sulphatopropionylamid) Primazin P (dicloropyridazon) đầu năm 60 kỷ XX, sau gia nhập lĩnh vực chlorotriazinyl thuốc nhuộm 13 Bailen Việc sử dụng triazin mở rộng năm gần với thuốc nhuộm monoflotriazinyl Cibracron F (CGY) Gần lúc với mắt thành công thuốc nhuộm Procion, tất cá nhà sản xuất thuốc nhuộm hàng đầu khác bắt đầu tìm kiếm hệ thống phản ứng khơng có sáng chế Nổi lên từ nghiên cứu tiên phong Heyna Schumacher, Hoechst giới thiệu thuốc nhuộm phản ứng quan trọng mặt kỹ thuật cho xenlulo trước cuối năm 1957 Loại thuốc nhuộm coi thuộc loại vinylphone thường chứa tiền thân nhóm (este axit sulphuric b-hydroxyetylsulphone) Ngày loại thuốc nhuộm ngày gia tăng số lượng, có tầm quan trọng thương mại sử dụng rộng rãi Thuốc nhuộm Drimaren Sandoz, dựa nhóm “diazin” dicloropyrimidinyl giữ tầm quan trọng thuốc nhuộm Drimaren X Các sản phẩm tương tự giới thiệu hãng thuốc nhuộm Geigy Reactone trước năm Như kết liên kết Ciba – Geigy, tên Reactone khơng cịn dùng vài loại thuốc nhuộm giữ tên Cibacron T Thuốc nhuộm Levafix (BAY) sớm (được giới thiệu vào năm 1960) chứa nhóm b – sunphattoetyl – sulphonamid, khả phản ứng thuốc nhuộm Levafix E (1960) phụ thuộc vào nhóm dicloroqunoxalinecacbonamid Thuốc nhuộm Levafix P-A E-A (BAY) loại thuốc nhuộm Drimaren R K (S) tương ứng lại phụ thuộc vào nhóm monoclorodifloropymidin; giống thuốc nhuộm Procion MX loại thuốc nhuộm phân loại thành sản phẩm “nhuộm lạnh” Sự quan tâm đến nhiều hệ nhóm phản ứng nhuộm vải cho việc nhuộm in vải phát triển bảo vệ sáng chế suốt 25 năm qua Khi phương pháp nhuộm phịng thí nghiệm để áp dụng cho thuốc nhuộm phản ứng phát triển, nhanh chóng nhận thấy rõ ràng thuyết nhuộm cho thuốc nhuộm nằm hiệp hội hóa học sợi xenlulo cần nghiên cứu 14 cẩn thận Tuy nhiên, phải đến thập kỷ sau phát triển lý thuyết cụ thể để giải thích thỏa đáng kinh nghiệm thực tiễn bao quát có cách nhanh chóng Các yếu tố thơng số có liên quan với chi phối trình nhuộm xếp theo trình tự hiệu nghiên cứu Sumner cộng tác viên Từ đó, cải tiến lý thuyết trở nên khả quan nhiều nghiên cứu hóa lý nhuộm phản ứng tiếp tục Hóa hữu thuốc nhuộm phản ứng Nói chung, thuốc nhuộm phản ứng cho vật liệu xenlulo có đặc điểm cấu trúc cụ thể đáng tin cậy, biểu diễn sơ đồ hình 4.6 Khi ứng dụng kỹ thuật thông thường mơi trường kiềm thuốc nhuộm chất phân thành loại [1] Loại phản ứng theo chế thay nucleophin dựa có mặt nhóm thay halogen khơng bền hệ dị vịng, ví dụ thuốc nhuộm clorotriazinyl (phương trình 15.3) Giữa hệ phản ứng loại triazin thay halogen, pyrimidin, pyrazin, puinoxalin, thiazol nhóm pyridazon [2] Loại phản ứng theo chế thêm nhóm nucleophin vào nối đôi cacbon – cacbon hệ phản ứng (phương trình 15.4) Trong hầu hết ví dụ, nhóm phản ứng chưa bão hịa khơng có mặt thuốc nhuộm dùng lại tạo từ tiền chất môi trường kiềm Tiền chất quan trọng thuốc nhuộm loại este acid sulphuric với b – hydroxyethylsulphone tạo vinylsulphone dyebath (thùng chứa thuốc nhuộm với mục đích nhuộm vải) cách loại bỏ axit sulphuric 15 Bài 20: AMONIẮC TỐNG HỢP I Đọc Amoniắc tổng hợp amoniắc tổng hợp từ khí tự nhiên Các phân tử khí tự nhiên bị biến đổi thành cacbon với hydro Sau đem tinh chế hydro cho phản ứng với nitơ để tọa thành amoniắc Xấp xỉ 75% amoniắc sản xuất để làm phân bón, dùng trực tiếp amoniắc cịn khơng đem tổng hợp để tạo urê, amoni nitrat monoamoni photphat diamoni photphat Phần cịn lại (25% cịn lại đó) dùng làm nguyên liệu thô sản xuất nhựa polyme, thuốc nổ (bùm bùm bùm), axit nitric sản phẩm khác Amoniắc khô tổng hợp cách cho hydro phản ứng với nitơ theo tỉ lệ mol 3:1, sau nén lại làm lạnh xuống -330C (mình k xài độ F nên khỏi ghi công) Nitơ lấy từ khơng khí, hydro lấy từ q trình reforming xúc tác khí tự nhiên (CH4) từ naphta, lấy từ trình điện phân nước muối nhà máy sản xuất khí clo Hình 6.1 biểu diễn trình tổng hợp amoniắc chung nhà máy amoniắc điển hình (Tìm qi có thấy hình đâu) Cần có bước để sản xuất amoniắc tổng hợp phương pháp sử dụng trình reforming xúc tác hơi: (1) loại bỏ lưu huỳnh khí tự nhiên, (2) reforming xúc tác hơi, (3) chuyển CO thành CO2, (4) loại bỏ CO2, (5) metan hóa (6) tổng hợp amoniắc Các bước 1, 3, 4, để loại bỏ tạp chất S, CO, CO2, nước nguyên liệu, hydro dịng khí tổng hợp Ở bước thứ 2, hydro tạo nitơ đưa vào q trình có giai đoạn Bước số tổng hợp amoniắc khơ từ khí tổng hợp Trong tất nhà máy sản xuất amoniắc sử dụng quy trình này, chi tiết cụ thể áp suất làm việc, nhiệt độ khối lượng nguyên liệu tùy thuộc vào nhà máy 16 Loại bỏ lưu huỳnh khí tự nhiên Ở bước này, chất có chứa lưu huỳnh khí tự nhiên (như H2S) giảm xuống cịn 280 µg/m3 để ngăn cản đầu độc chất xúc tác nikel reformer sơ cấp Sự loại bỏ lưu huỳnh đạt nhờ sử dụng than hoạt tính ZnO Trên 95% nhà máy tổng hợp amoniắc Mỹ sử dụng than hoạt tính có pha phụ gia oxit kim loại để loại bỏ lưu huỳnh dòng nguyên liệu Các nhà máy lại sử dụng ZnO Các hydrocacbon nặng làm giảm hiệu lớp than hoạt tính Lớp than có nhược điểm khơng loại bỏ CS2 Tái tạo than hoạt tính cách cho dòng nước nhiệt qua lớp than Nếu dùng ZnO làm chất xúc tác khơng cần dùng cách Nếu dùng lớp ZnO khơng có khí thải khơng loại bỏ hydrocacbon có khối lượng phân tử nặng Reforming xúc tác Khí tự nhiên sau khỏi phân đoạn loại bỏ lưu huỳnh trộn với nước gia nhiệt đến 5400C Hỗn hợp vào reformer sơ cấp (khí tự nhiên đốt reformer sơ cấp) dầu đốt ống reformer có chứa chất xúc tác reforming gốc nikel Gần 70% lượng CH4 chuyển thành CO2 nước Một lượng phụ CH4 chuyển thành CO Khí từ q trình sau chuyển đến reformer thứ cấp, nơi trộn với khí nén gia nhiệt đến 5400C trước Một lượng khí vừa đủ cho vào để sản xuất khí tổng hợp cuối có tỉ lệ số mol H2:N2 3:1 Khí rời reformer thứ cấp sau làm nguội xuống 3600C nồi tận dụng nhiệt thải Chuyển CO thành CO2 Sau làm lạnh, dịng khí từ reformer thứ cấp vào lò chuyển đổi CO nhiệt độ cao có chứa chất khơi mào oxit crơm chất xúc tác oxit sắt Phương trình sau diễn lò chuyển đổi: CO + H2O  CO2 + H2 17 Khí sau làm lạnh thiết bị trao đổi nhiệt Trong số nhà máy, khí cho qua lớp ZnO để loại bỏ lưu huỳnh – chất đầu độc chất xúc tác chuyển đổi nhiệt độ thấp Trong nhà máy khác, người ta cho dư chất xúc tác chuyển đổi nhiệt độ thấp để đảm bảo việc chuyển đổi hoạt động mong đợi Lò chuyển đổi nhiệt độ thấp chứa đầy đồng oxit/ZnO làm chất xúc tác Khí chuyển đổi sau làm nguội xuống 210 đến 1100C sau vào đáy hệ thống hấp thụ CO2 Hơi chưa phản ứng ngưng tụ lại tách khỏi dịng khí thiết bị tách dạng trống Dòng ngưng tụ chứa amoni cacbonat từ lò chuyển đổi nhiệt độ cao, metanol từ lò chuyển đổi nhiệt độ thấp lượng nhỏ Na, Fe, Cu, Zn, Al Ca Phần ngưng tụ từ trình chuyển đến thiết bị cất phần nhẹ để loại bỏ khí dễ bay amoniắc, metanol CO2 Các kim loại cịn sót lại từ q trình ngưng tụ loại bỏ thiết bị trao đổi ion Loại bỏ CO2 Trong bước này, CO2 khí chuyển đổi cuối loại bỏ Có thể thực việc cách: loại bỏ MEA loại bỏ K nóng Gần 80% nhà máy tổng hợp amoniắc sử dụng MEA cho mục đích Khí CO2 sau lên tháp hấp thụ ngược chiều với dung dịch 15 đến 30% MEA nước củng cố chất chống ăn mòn hiệu Sau hấp thụ CO2, dung dịch amin gia nhiệt trước phục hồi (thiết bị phục hồi CO2) tháp tái kích hoạt Tháp phản ứng loại bỏ CO2 xử lý nước sau gia nhiệt Khí có chứa CO2 (98.5% CO2) thải khí dùng làm nguyên liệu cho phần khác phức hợp nhà máy MEA tái sinh bơm trở lại vào tháp hấp thụ sau làm lạnh thiết bị trao đổi nhiệt thiết bị làm lạnh dung dịch 18 Metan hóa CO2 dư khí tổng hợp loại bỏ metan hóa xúc tác dẫn chất xúc tác niken nhiệt độ từ 400 đến 6000C áp suất lên đến 3Mpa theo phản ứng sau: (coi phản ứng sách đi, làm biếng ghi q) Khí từ thiết bị metan hóa có tỉ lệ mol 3:1 (hydro:nitơ) làm nguội tới 380C Tổng hợp amoniắc Trong bước này, khí tổng hợp từ thiết bị metan hóa nén áp suất từ 13800 đến 34500 Kpa, trộn với khí tổng hợp tuần hồn sau làm lạnh đến 00C Amoniắc ngưng tụ tách từ khí tổng hợp chưa chuyển hóa thiết bị tách lỏng đưa đến thiết bị tách suy giảm Phần khí tổng hợp chưa chuyển hóa nén lại gia nhiệt trước đến 1800C Amoniắc từ khí ngưng tụ tách sau đưa đến thiết bị tách suy giảm Một phần nhỏ khỉ đỉnh lọc để ngăn tích lũy khí trơ argon thiết bị khí tuần hồn Amoniắc thiết bị tách suy giảm cho nhanh xuống -330C 100kPa để loại bỏ tạp chất khỏi dung dịch Hơi ngưng tụ thiết bị làm lạnh suy giảm – nơi amoniắc khô lấy cất giữ nhiệt độ thấp 19 II Bài tập B Đúng/Sai 1.F 2.T 3.F 4.F 5.F 6.F 7.T 8.T 9.T 10.F 11.T 12.T 13.F 14.F 15.T C Điền từ regenerated Reformer Scrubbing fortified Natural gas brine 10 Quantities Manufacture Contains Purified, reacted 11 Pumped 12 Vented 13 separated 14 Knockout drum 20 ... amoniắc, metanol CO2 Các kim loại cịn sót lại từ trình ngưng tụ loại bỏ thiết bị trao đổi ion Loại bỏ CO2 Trong bước này, CO2 khí chuyển đổi cuối loại bỏ Có thể thực việc cách: loại bỏ MEA loại... phụ thuộc v? ?o nhóm monoclorodifloropymidin; giống thuốc nhuộm Procion MX loại thuốc nhuộm phân loại thành sản phẩm “nhuộm lạnh” Sự quan tâm đến nhiều hệ nhóm phản ứng nhuộm vải cho việc nhuộm... lại sử dụng ZnO Các hydrocacbon nặng làm giảm hiệu lớp than hoạt tính Lớp than có nhược điểm khơng loại bỏ CS2 Tái t? ?o than hoạt tính cách cho dịng nước nhiệt qua lớp than Nếu dùng ZnO làm chất