Sản Xuất Vinyl Axetat Từ Nguyên Liệu Axetylen Và Etylen.pdf

GIỚI THIỆU VỀ vinyl axetat SEMINAR • Chủ Đề Sản xuất Vinyl axetat từ nguyên liệu Axetylen và Etylen • Giáo viên hướng dẫn • PGS TS Trần Công Khanh Sinh Viên Thực Hiện Nguyễn Thị Thủy Nguyễn Thị Huyền[.]

SEMINAR :Sản xuất Vinyl axetat từ nguyên liệu Axetylen Etylen • Chủ Đề • • Giáo viên hướng dẫn : PGS.TS Trần Công Khanh Sinh Viên Thực Hiện : Nguyễn Thị Thủy Nguyễn Thị Huyền Trang I GIỚI THIỆU VỀ VINYL AXETATE  Vinyl axetat có cơng thức CH2=CHCOOH, thường gọi tắt VA VA phát vào năm 1912 nhà bác học Klatte (Đức), Khoảng 80% VA giới sản xuất từ etylen ,còn lại 20% VA sản xuất từ axetylen từ pha khí  Sản lượng VA năm 1986 số nước giới sau : Bảng : Sản lượng VA năm 1986 số nước giới sau : Sản lượng, tÊn/năm Nc Mỹ Canada Châu Mỹ Latinh Tây Âu Đông Âu Châu Phi Trung Đông Nhật Bản Chõu v ụng Á 1,15.106 0,05.106 0,09.106 0,56.106 >0,16.106 0,58.106 0,15.106 TÌNH HÌNH S DNG ã VA monomer cho trình trùng hợp, đồng trùng hợp VA sử dụng cho trình sau: ã - Trong trình trùng hợp tạo polyvinyl axetat, lượng VA tiêu tốn cho trình chiếm từ 55 ữ 60% tổng lượng VA sản xuất ã - Sản xuất polyvinylalcol, lượng chiếm 13 ữ15% ã - Quá trình đồng trùng hợp VA etylen chiếm 8% ã - Trùng hợp tạo polyvinyl butyrat, lượng chiếm 15% ã - Dùng phụ gia dầu nhờn, đồng trùng hợp, với acrylonitryl tạo sợi acylic ã - Dùng trình khác ã VA hòa tan rượu etylic dietyl ete. nhiệt độ thường VA ổn định dễ bị trùng hợp cho sản phẩm polyvinyl axetat Đây sản phẩm có giá trị kinh tÕ cao nhiỊu lÜnh vùc • Polyvinyl axetat cã tính bám dính cao, ứng dụng sản xuất keo dán vecni, dẫn xuất như: polyninyl alcol, polyvinyl butyrat Khi thđy ph©n polyvinyl axetat sÏ thu polymer thông dụng polyvinyl alcol, polymer sử dụng làm chất nhũ hóa làm chất tăng độ nhớt cho dung dịch nước II TÍNH CHẤT TÍNH CHẤT VẬT LÝ  Vinyl axetat có công thức CH2 = CHCOOCH3, gọi tắt VA, M = 86,09 Là chất lỏng không màu, có mùi ete, linh động dễ dàng bắt cháy hoà tan nước Hoà tan tốt rượu etylic dietyl ete nhiệt độ thường vinyl axetat ổn định dễ bị trùng hợp tạo thành polivinyl axetat nCH2 = CH  OCOCH3 - CH2 - CH2  OCOCH3 n II TÍNH CHẤT Mét sè tính chất vật lý VA: Nhiệt độ sôi 760mmHg : 72,70C áp suất 200C : 92mmHg Tû träng: + d2020 = 0,9338 + d204 = 0,9312 Nhiệt độ nóng chảy : -92,80C Nhiệt độ đông đặc : -100,20C NhiƯt dung riªng: + 200C : 0,46cal/g + 600C : 0,48cal/g II TNH CHT Điểm chớp cháy: Cốc kÝn : 180F Cèc hë : 300F NhiƯt ®é tíi hạn : 140,80C áp suất tới hạn : 45,67atm Nhiệt độ tự bốc cháy : 4270C Nhiệt hóa : 7,8Kcal/mol áp suất VA phụ thuộc vào nhiệt độ xác định theo công thức: II TNH CHT • • • • • • • • • • VA hòa tan nhiều chất hữu với nước hòa tan hạn chế Ở 200C dung dịch bão hòa VA nước chiếm ÷ 2,5% khối lượng nhiệt độ dung dịch bão hòa nước VA chiếm 0,9 ÷ 1% nước Tại 500C khả hòa tan VA nước tăng lên 0,1% so với khả hòa tan nhiệt độ 200C ngược lại khả hòa tan nước VA lại tăng lên gấp đôi khoảng 2% VA có khả tạo hỗn hợp đẳng phí với số chất như: nước, metanol, propanol, xyclohexan, heptan Bảng 10: Hỗn hợp đẳng phí VA với số chất.[8] Cấu tử đẳng phí Điểm đẳng phí,0C Thành phần VA,%(k.lượng) Nước Metanol 2propano Xyclohex Heptan 66,0 58,9 70,8 67,4 72,0 92,7 63,4 77,6 61,3 83,5 II TÍNH CHẤT TÝNH CHÊT HãA HäC   Trong công thức cấu tạo VA có liên kết đôi phân tử nên VA có đầy đủ tính chất qua trọng hợp chất hrocacbon không no như:  Phản ứng cộng o Cộng với phenol: OH CH2=CHOCOCH3 + OH H+ CH=CH2 + CH3COOH II TÍNH CHẤT  Cộng với axit axetic  Cộng với mecaptan II TÍNH CHẤT Phản ứng cộng tạo vòng:  Phản ứng oxy hóa:  VA bị oxy hóa hropeoxit H2O2 tác dụng xúc tác Osmitetraoxit tạo thành glycol alđehit II TÍNH CHẤT  Phản ứng trùng hợp VA trùng hợp cho polyvinyl axetat (PVA) PVA chất dẻo có giá trị II TÍNH CHẤT PVA dùng để sản xuất sơn có độ bám dính cao, để chế biến bề mặt da vải Từ PVA điều chế rượu polyvinilic cách cho PVA tác dụng với kiềm axit môi trường rượu ROH II TÍNH CHẤT  Phản ứng đồng trùng hợp:  Với nối đôi phân tử VA tham gia vào số phản ứng đồng trùng hợp với monome khác tạo copolyme có nhiều ứng dụng thực tế như:axit acrylic, acrynonitril, vinyl clorua, styren,anhrit maleic, Ví dụ đồng trùng hợp VA với vinyl clorua thu loại chất dẻo vinilic, loại chất dẻo dùng làm màng mỏng, sơn, vật liệu tẩm ngấm III SẢN XUẤT TỪ ETYLEN 1-Công nghệ tổng hợp VA từ C2H4 CH3COOH pha loỷng: Công nghệ tổng hợp VA từ etylen axit axetic pha lỏng phát minh hÃng Hoechst (úc); ICI (Anh); Nippon Gosei (Nhật Bản) ICI áp dụng vào sản xuất với quy mô lớn vi sản lư ợng 100.000 pound/năm Phn ng chớnh: III SẢN XUẤT TỪ ETYLEN o Phản ứng qua trình: o CH2=CH2+CH3COOH+ PdCl2→ CH3-CO-OCH=CH2+2HCl+Pd o Pd + CuCl2 → PdCl2+ CuCl o CuCl + 2HCl + 1/2O2 → CuCl2+H2O o Quá trình tổng hợp VA từ etylen CH3COOH pha lỏng sản phẩm VA có sản phẩm phụ: etyliden diaxetat, axetaldehit (do sinh nước nên tích tụ nước tạo thaønh axetaldehit), n-C4H8 (do dime C2H4), CO2, axit fomic, axit oxalic (C2H2O4),Cac este Metyl va etyl axetat,dẫn xuất Clo hữu III SẢN XUẤT TỪ ETYLEN • Cac biện phap gim sn phm ph ã + Tách nhanh VA khỏi dung dịch phản ứng ã + Pha loÃng dung dịch phản ứng chất tác dụng với CH3COOH dư giảm bớt tác dụng VA với CH3COOH ã + Khống chế nhiệt độ nhỏ nhiệt độ tạo thành Etylen diaxetal ã Caực thieỏt bũ dùng cho trình làm vật liệu titan…để tránh ăn mòn sản xuất phản ứng có axit HCl III SẢN XUẤT TỪ ETYLEN o Quá trình tiến hành nhiệt độ 100 ÷ 1300C, áp suất 30atm o Tỷ lệ H2O dung dịch xúc tác xác định tỷ lệ axetaldehit tạo thành VA Tỷ lệ sản phẩm theo phần mol axetaldehit VA tối ưu 1:14 o Xúc tác PdCl2, CuCl2 môi trường axit axetic có thêm muối axetat natri muối clorua để tăng độ hoạt động xúc tác o Dung dịch xúc tác có chứa muối Pd với nồng độ 30 ÷ 50mg Pd2+/l,nồng đĐộ cao dẫn đdến dime hoa E= B= o Muối dung dịch nồng độ ÷ 6g Cu2+/l,ion Cl- dủ đđĐể trì khối lượng Pd vaCu dạng phức hoa tan o Tổng hiệu suất trình đạt 90% tính theo C H 95% • Sơ đồ công nghệ sản xuất VA từ etylen Thiết bị phản ứng pha lỏng hãng ICI Thiết bị ngưng tụ C2H4 TUẦN HỒN KHÍ THẢI CO2 Thiết bị phân ly Tháp hấp thụ CO2 Tháp nhã hập thụ CO2 Bơm ETHYLEN Tháp tách CH3COOH AXIT AXETIC OXY Thaùp taùch CH3CHO SẢN PHẨM NHẸ Tháp tách nước 10 Tháp tách VC NƯỚC 11 Tháp hấp thụ CH3CHO VYNYL AXETAT AXETACLDEHYT NƯỚC 12 Tháp chưng cất CH3CHO 13 Thiết bị nén khí SẢN PHẨM NẶNG NƯỚC Hình 1: SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ TỔNG HP VA TỪ ETYLEN, AXIT AXETIC TRONG PHA LỎNG [Hãng ICI] 14 Thiết bị đun nóng đáy tháp 15 Thiết bị tais sinh III SẢN XUẤT TỪ ETYLEN Thuyết minh sơ ddồ:  Hỗn hợp khí gồm 30% thể tích etylen 70% thể tích oxy với axit axetic (lượng trộn với lượng hồi lưu) đưa vào thiết bị phản ứng (1), thiết bị phản ứng làm việc nhiệt độ 100 ÷ 1300C, áp suất 30atm Sản phẩm tạo thành gồm có VA, CH3CHO, H2O,  CH3COOH hỗn hợp oxy-etylen đưa khỏi thiết bị phản ứng (1) vào thiết bị ngưng tụ (2), sau đưa vào thiết bị phân ly (3) III SẢN XUẤT TỪ ETYLEN  Phần hỗn hợp khí hồi lưu dẫn qua tháp hấp thụ (4) tháp nhả hấp thụ (5) để loại bỏ khí CO Còn phần hỗn hợp lỏng đưa vào tháp (7) để tách H 3COOH lượng CH3COOH hồi lưu trở lại thiết bị phản ứng (1) Hỗn hợp lỏng sau khỏi tháp (7) đưa sang tháp tách axetaldehit (8) để tách CH3COOH Hỗn hợp sau khỏi tháp (8) gồm hai phần  Phần hỗn hợp từ đỉnh tháp (8) đưa sang tháp hấp thụ CH3CHO (11), chất nhẹ tách đỉnh tháp hỗn hợp đáy tháp đưa sang tháp chưng phân đoạn CH3CHO (12) để thu hồi CH3CHO đỉnh tháp Còn lại H2O đáy tháp phần qua bơm (6) bơm ngoài, phần qua thiết bị đun nóng (14) trở lại tháp III SẢN XUẤT TỪ ETYLEN  Phần hỗn hợp từ đỉnh tháp (8) đưa sang tháp hấp thụ CH3CHO (11), chất nhẹ tách đỉnh tháp hỗn hợp đáy tháp đưa sang tháp chưng phân đoạn CH3CHO (12) để thu hồi CH3CHO đỉnh tháp Còn lại H2O đáy tháp phần qua bơm (6) bơm ngoài, phần qua thiết bị đun nóng (14) Tải FULL (45 trang): https://bit.ly/2YEtmw7 Dự phịng: fb.com/TaiHo123doc.net trở lại tháp  Phần hỗn hợp đáy tháp (8) phần hồi lưu đáy tháp, phần qua bơm (6) đưa sang thiết bị phân ly (3) để loại phần H2O Sau hỗn hợp tiếp tục đưa sang tháp tách H2O (9) tháp chưng phân đoạn VA (10), đỉnh tháp (10) thu VA, đáy tháp chất nặng qua bơm (6) bơm ngoài, phần hồi lưu đáy tháp qua thiết bị đun nóng đáy tháp III SẢN XUẤT TỪ ETYLEN 2-Công nghệ tổng hợp VA từ C2H4 CH3COOH pha khớ: Công nghệ tổng hợp VA pha khí thực với xúc tác dị thể Pd/SiO2 Pd/Al2O3 alumosilicat với phụ gia Axetat Natri có chứa lượng muối đồng nhằm thực chức chất mang thúc đẩy oxy hoá Pd thành Pd 2+ Pd 2+ + H2O + ã Pd + 0,5O2 + 2CH3COOH Tải FULL (45 trang): https://bit.ly/2YEtmw7 2CH3COODự phịng: fb.com/TaiHo123doc.net • Pd 2+ + CH2 = CH2 + CH3COOH  Pd + CH2 = CHOCOCH3 + 2H+ III SAN XUAT Tệỉ ETYLEN ã Quá trình tiến hành 160-180oC, áp suất 0,5-0,8 MPa Hỗn hợp ban đầu đưa vào thiết bị phản ứng gồm etylen, axit axetic, oxy với tỉ lệ thể tích 8:4:1 chuyển hoá chúng sau qua thiết bị phản ứng etylen 10%, axit axetic 20%, oxy 60ữ70%, hiệu suất VA từ 91-95% Các khí phản ứng xúc tác Pd từ 0,1-2% ã Sản phẩm phụ chủ yếu CO2 khoảng 10% etylen tham gia phản ứng chuyển hoá thành CO2 hợp chất lại CH3CHO, etyliden diaxetat chiếm khoảng 1% ã u im:Trỏnh c đề ăn mon pha lỏng cho hiệu suất VA cao 3839666 ... VỀ VINYL AXETATE  Vinyl axetat có công thức CH2=CHCOOH, thường gọi tắt VA VA phát vào năm 1912 nhà bác học Klatte (Đức), Khoảng 80% VA giới sản xuất từ etylen ,còn lại 20% VA sản xuất từ axetylen. .. cho sản phẩm polyvinyl axetat Đây sản phẩm có giá trị kinh tế cao nhiều lĩnh vực ã Polyvinyl axetat có tính bám dính cao, ứng dụng sản xuất keo dán vecni, dẫn xuất nã nh­: polyninyl alcol, polyvinyl... trình sau: ã - Trong trình trùng hợp tạo polyvinyl axetat, lượng VA tiêu tốn cho trình chiếm từ 55 ữ 60% tổng lượng VA sản xuất ã - Sản xuất polyvinylalcol, lượng chiếm 13 ữ15% ã - Quá trình