PowerPoint Presentation ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÓA HỌC ỨNG DỤNG – APPLIED CHEMISTRY Đề tài Sản xuất nước Javen Lớp học phần 20N52 Sinh viên thực hiện Lê Tiến Linh (C) Nguyễn Cảnh Ngh.III. Xây dựng quy trình
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa Hóa Ngành Cơng Nghệ Dầu Khí Và Khai Thác Dầu HÓA HỌC ỨNG DỤNG – APPLIED CHEMISTRY Đề tài: Sản xuất nước Javen Lớp học phần: 20N52 Sinh viên thực hiện: Lê Tiến Linh (C) Nguyễn Cảnh Nghị Lê Việt Dũng Đào Huỳnh Tấn Phúc Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Đình Lâm ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa Hóa Ngành Cơng Nghệ Dầu Khí Và Khai Thác Dầu Sơ đồ gantt quản lý, phân cơng cơng việc nhóm: ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa Hóa Ngành Cơng Nghệ Dầu Khí Và Khai Thác Dầu NỘI DUNG BÁO CÁO I III GIỚI THIỆU DỰ ÁN XÂY DỰNG QUY TRÌNH II CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP IV THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa Hóa Ngành Cơng Nghệ Dầu Khí Và Khai Thác Dầu I Giới thiệu dự án Điện hoá ngành kinh tế có nhiều hội với nhu cầu thiết yếu ngày tăng Nắm bắt thời cơ, tương lai rộng mở ngành điện hố nhóm sinh viên chúng em tiến hành hoạt động nghiên cứu phát triển sản phẩm nước Javen Nhóm chúng em tiến hành thí nghiệm sản xuất nước Javen với quy mơ nhỏ để từ tính tốn thơng số điện năng, nguyên liệu, tìm cách tối ưu hiệu suất tối đa ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa Hóa Ngành Cơng Nghệ Dầu Khí Và Khai Thác Dầu Công dụng nước Javen Là loại dịch dùng để tẩy trắng Dùng để khử mùi, khử trùng Xử lý nước, khử trùng môi trường lỏng ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa Hóa Ngành Cơng Nghệ Dầu Khí Và Khai Thác Dầu II Cơ sở lý thuyết trình tổng hợp Các phương pháp sản xuất nước Javen Điện phân dung dịch NaCl Sử dụng MnO2 Sử dụng khí Cl2 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa Hóa Ngành Cơng Nghệ Dầu Khí Và Khai Thác Dầu II Cơ sở lý thuyết trình tổng hợp Điều chế nước Javen NaOH kết hợp với nước điện phân • Dung dịch muối ăn NaCl điện phân giúp giải phóng H + Cl- Sau khí Clo tạo phản ứng với dung dịch NaOH tạo hỗn hợp nước Javen tương tự điều chế Javen phịng thí nghiệm • Phương trình phản ứng: Ở Anode: NaCl → Na+ + Cl2Cl- - 2e- → Cl2 Ở Cathode: H2O → H+ + OH2H+ +2e- →H2 Na+ + OH- → NaOH ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa Hóa Ngành Cơng Nghệ Dầu Khí Và Khai Thác Dầu Ưu điểm Nhược điểm • Chỉ cần muối ăn, điện nước, nguyên liệu đơn giản • Hiệu khử trùng cao • Clo tồn dung dịch nên hiệu lực khử trùng giữ lâu • Cấp định lượng xác vào nước • An toàn cho cán kỹ thuật • Thân thiện với mơi trường sống • u cầu muối ăn sử dụng phải tương đối sạch, độ ≥ 97% định kỳ bảo dưỡng máy để tránh tượng gây giảm bề mặt tiếp xúc điện cực điện hóa ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa Hóa Ngành Cơng Nghệ Dầu Khí Và Khai Thác Dầu Tiêu chuẩn sản phẩm: Mức chất lượng TT Tên tiêu Loại 8% Tính % Loại 10% Tính Loại 12% Tính Tính Tính % g/l % Tính g/l g/l Ngoại quan Chất lỏng trong, màu vàng Tỷ trọng nhiệt độ 25 độ C Hàm lượng Clo hữu hiệu (Cl) ± 0,5 90 ± 10 ± 0,5 120 ± 12 ± 145 ± 15 Hàm lượng xút dư (NaOH) ≤ 0,8 ≤ 9,5 ≤ 0,9 ≤ 10,5 ≤ 1,0 ≤ 14 1,120 ± 0,01 1,155 ± 0,01 1,20 ± 0,02 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa Hóa Ngành Cơng Nghệ Dầu Khí Và Khai Thác Dầu Phương pháp phân tích đánh giá sản phẩm Chuẩn độ oxy hóa – khử: • Nước javen tác dụng với dung dịch KI môi trường acid, ClO - đẩy I- tạo thành I2 dùng phép đo Iod- Thiosulfat: I2 + 2Na2S2O3 -> 2NaI + Na2S4O6 • Ta dùng Na2S2O3 để chuẩn độ I2 sinh với thị hồ tinh bột Ở điểm tương đương dung dịch màu, ta xác định lượng Na2S2O3 dùng để chuẩn độ, từ xác định lượng I2 sinh Từ đó, ta xác định nồng độ hàm lượng nước Javen cần xác định 10 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa Hóa Ngành Cơng Nghệ Dầu Khí Và Khai Thác Dầu An tồn hóa chất phịng thí nghiệm: STT Tên hoá chất NaOH NaCl Cl2 NaClO HCl GHS Cảnh báo • Chất ăn mịn • Chất có hại • • • • Chất nguy hiểm cho môi trường Chất độc Chất có hại Chất oxy hóa • Chất có hại • Chất ăn mịn • • • • Chất có hại Chất ăn mịn Chất nguy hiểm cho môi trường Chất độc 13 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa Hóa Ngành Cơng Nghệ Dầu Khí Và Khai Thác Dầu Xây dựng mơ hình tổng hợp: Lắp đặt bể điện phân: Nối điện cực với cathode, anode máy chỉnh lưu Step Step 11 Chuẩn bị thùng xốp khoét lỗ vừa với miệng cốc lít Step Step 22 Chuẩn bị đồng hồ vạn năng, nhiệt kế để kiểm sốt nhiệt độ dịng điện Step Step 33 Step Cho điện cực anode cathode vào cốc đặt điện cực anode điện cực cathode , cố định điện cực cho anode chìm dung dịch S= 0,67dm2 14 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa Hóa Ngành Cơng Nghệ Dầu Khí Và Khai Thác Dầu Xây dựng mơ hình tổng hợp: Mơ hình bình điện phân thực tế: 15 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa Hóa Ngành Cơng Nghệ Dầu Khí Và Khai Thác Dầu Xây dựng mơ hình tổng hợp: Chuẩn bị dung dịch điện phân hóa phân tích: • Tiến hành pha 500ml dung dịch nước muối NaCl 5% Cho dung dịch vừa pha vào cốc điện phân lắp đặt sẵn điện cực với 0,2g chất phụ gia K2Cr2O7 thêm 10ml dung dịch NaOH 0,1 N • Tiến hành pha 1000 ml dung dịch Na2S2O3 • 200 ml dung dịch KI 10% • 300 ml dung dịch HCl 0,1 N • 20 ml hồ tinh bột Na2S2O3 16 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa Hóa Ngành Cơng Nghệ Dầu Khí Và Khai Thác Dầu IV Thực nghiệm đánh giá kết Tiến hành sản xuất lần 1: Sử dụng dung dịch nước muối 3% 0,2g chất phụ gia K2Cr2O7 cho vào cốc điện phân lít Kết thúc trình điện phân thu kết bảng sau: Nồng độ NaClO theo thời gian Thời gian (phút) 15 30 45 60 75 90 105 V Na2S2O3 tiêu tốn (ml) 3.8 5.8 7.5 12 13 12.5 0.931 Nồng độ NaClO (%) 0.283 0.432 0.559 0.67 0.893 0.968 Nhiêt độ (° C) 27.5 31.6 32 28 29.2 30 Nồng độ nước javen thấp, chưa đạt yêu cầu • Nguyên nhân: Nhiệt độ cao cường độ dịng điện chưa đạt • Biện pháp: Duy trì nhiệt độ 27-30 độ C, nâng cường độ dòng điện lên 31 Hiệu suất trình: 24,4% 17 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa Hóa Ngành Cơng Nghệ Dầu Khí Và Khai Thác Dầu IV Thực nghiệm đánh giá kết Tiến hành sản xuất lần 2: Sử dụng dung dịch phụ gia lần tăng cường đọ dòng điện trì nhiệt độ từ 27 đến 30 độ C Ta thu kết bảng sau: Nồng độ NaClO theo thời gian Thời gian (phút) V Na2S2O3 30 60 90 120 150 180 210 6.8 12.2 17.7 23,1 24.7 26 24.5 tiêu tốn (ml) 0.506 Nồng độ NaClO (%) 0.908 1.318 1.720 1.840 1.936 1.825 27.5 27.8 Nồng độ nước javen thu gần đạt theo yêu cầu • Nguyên nhân: Do pH nước javen thấp chứa nhiều ion H+ • Biện pháp: Thêm 10ml dung dịch NaOH 0,1N vào dung dịch NaCl trước điện phân Vẫn trì nhiệt độ từ 27-30 độ C Hiệu suất trình: 50,7% Nhiêt độ (° C) 27.5 27 26 26 28 18 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa Hóa Ngành Cơng Nghệ Dầu Khí Và Khai Thác Dầu IV Thực nghiệm đánh giá kết Tiến hành sản xuất lần 3: Sử dụng dung dịch NaCl 5% kiềm hóa dung dịch NaOH 0.1N 0.2 phụ gia K 2Cr2O7 tiến hành điện phân Ta thu kết bảng sau: Nồng độ NaClO theo thời gian Thời gian (phút) V Na2S2O3 30 60 90 120 150 180 210 7.2 14.5 20.4 24.7 25.5 26.8 26.2 tiêu tốn (ml) Nồng độ NaClO (%) 0.536 1.080 1.519 1.840 1.899 1.996 1.951 Nhiêt độ (° C) 27.5 27 27.8 27 26.5 26 Hiệu suất trình: 31,3% 28 Nồng độ nước javen 1.996% NaClO so với yêu cầu 2% Nguyên nhân: Do nhiệt độ môi trường cao, trình lấy mẫu chuẩn độ nhiệt độ cao nên ClOchuyển thành ClO3- Cl- nên nồng độ ClO- giảm Điều giải thích cho việc chuẩn độ nước javen đến điểm tương đương màu nước javen có màu vàng bền CLO3- Cl- 19 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa Hóa Ngành Cơng Nghệ Dầu Khí Và Khai Thác Dầu Đồ thị nồng độ NaClO theo thời gian: 20 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa Hóa Ngành Cơng Nghệ Dầu Khí Và Khai Thác Dầu Xác định điều kiện sản xuất theo lý thuyết: Mật độ điện tích, ảnh hưởng nhiệt độ tốc độ dịng chảy: Mật độ điện tích Ảnh hưởng nhiệt độ Tốc độ dòng chảy 21 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa Hóa Ngành Cơng Nghệ Dầu Khí Và Khai Thác Dầu Đề xuất điều kiện tổng hợp, sản suất nước Javen Mật độ điện tích tối ưu đế thu NaClO có nồng độ cao 3,58A/ Trong trình điện phân cần duy.trì nhiệt độ từ 300K đến 303K Độ pH > ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa Hóa Ngành Cơng Nghệ Dầu Khí Và Khai Thác Dầu Kết liên quan đến sản phẩm thu từ thực nghiệm: Sản xuất nước Javen có nồng độ 1,96% hiệu xuất q trình 31.3% Nó dung dịch có màu vàng nhạt có mùi hắc khí Clo Với nồng độ này, nước Javen dùng để tẩy trắng sợi vải, quần áo trang phục bảo hộ lao động, ga trải giường… 23 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa Hóa Ngành Cơng Nghệ Dầu Khí Và Khai Thác Dầu Đánh giá kết thu hiệu kinh tế: Các bảng tính tốn chi phí để sản xuất nước javen 1,96% Chi phí nguyên liệu để sản xuất 500ml nước Javen Chi phí hóa chất đánh giá nước Javen Nguyên liệu Khối lượng Giá thành Thành tiền Tên hóa chất Khối lượng Giá thành Thành tiền NaCl tinh khiết 50g 11 nghìn đồng/ kg 550 đồng Dung dịch HCl 0,1N 300ml 500 đồng/lít 166 đồng K2Cr2O7 0.2g 550 nghìn đồng/kg 110 đồng Na2S2O3 100g 170 nghìn đồng/kg 17 nghìn đồng NaOH 20ml 75 đồng/lít 15 đồng Hồ tinh bột 10g 240 nghìn đồng/kg 2.4 nghìn đồng Điện 45Wh 2.66 nghìn đồng/kWh 120 đồng KI 30g triệu đồng/kg 30 nghìn đồng Tổng: 795 đồng Tổng: 49566 đồng Quá trình thực nghiệm cho thấy việc sử dụng nước muối có nồng độ 5% rút ngắn đáng kể thời gian điện phân so với sử dụng nước muối 3% điều kiện môi trường 24 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa Hóa Ngành Cơng Nghệ Dầu Khí Và Khai Thác Dầu Thiết kế bao bì sản phẩm 25 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa Hóa Ngành Cơng Nghệ Dầu Khí Và Khai Thác Dầu Kết luận Nhóm chúng em nghiên cứu, tìm hiểu tiến hành thực nghiệm để sản xuất sản phẩm nước Javen đạt tiêu chuẩn sử dụng tẩy rửa Nước Javen chất tẩy rửa phổ biến sử dụng rộng rãi việc tối ưu hoá sản xuất nâng cao chất lượng sản phẩm điều thiết yếu Qua thời gian tìm hiều tiến hành thực nghiệm, nhím chúng em hồn thành báo cáo tổng hợp Từ hiểu rõ bước tiến hành thực dự án khoa học, củng cố kiến thức học qua học phần lý thuyết tích lũy kiến thức kinh nghiệm về: - Khả sử dụng Word, Excel Power Point - Kĩ tìm kiếm chọn lọc tài liệu kham khảo - Kĩ làm việc theo nhóm 26 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Khoa Hóa Ngành Cơng Nghệ Dầu Khí Và Khai Thác Dầu Cảm ơn Thầy Cơ bạn lắng nghe! 27 ... hiệu kinh tế: Các bảng tính tốn chi phí để sản xuất nước javen 1,96% Chi phí nguyên liệu để sản xuất 500ml nước Javen Chi phí hóa chất đánh giá nước Javen Ngun liệu Khối lượng Giá thành Thành tiền... sản phẩm thu từ thực nghiệm: Sản xuất nước Javen có nồng độ 1,96% hiệu xuất q trình 31.3% Nó dung dịch có màu vàng nhạt có mùi hắc khí Clo Với nồng độ này, nước Javen dùng để tẩy trắng sợi vải,... chế nước Javen NaOH kết hợp với nước điện phân • Dung dịch muối ăn NaCl điện phân giúp giải phóng H + Cl- Sau khí Clo tạo phản ứng với dung dịch NaOH tạo hỗn hợp nước Javen tương tự điều chế Javen