Trong công nghiệp tổng hợp hữu cơ Axetaldehyt đóng một vai trò rất quan trọng. Nó là chất trung gian để sản xuất các chất khác. Một lượng lớn Axetaldehyt là để sản xuất axit Axetic.Từ Axetaldehyt ta tổng hợp ra thuốc nhộm, polyeste, sản xuất chất bảo quản, poly Axetaldehyt…là những chất đóng vai trò rất quan trọng trọng trong nền công nghiệp hiện nay.9 Vào những năm 1970, công suất của quá trình sản xuất theo phương pháp oxi hóa trực tiếp trên thế giới 2 x 106 tấnnăm. Nó được sản xuất chủ yếu ở Celanese và hãng Eastman (USA), hãng Wacker Chemic và hãng Hoechst (Đức) và hãng Aldehyde Co., KyoWa Yuka Co., Mitsubishi Chemical Industries, Chisso Corp., Sumitomo, Showa Denko, Mitsui (Nhật Bản), Montedison (Italia), Lonza (Thuỵ Điển) hãng Pemax (Mexico). Năng suất của quá trình sản xuất axetaldehyt bằng cách oxi hóa trực tiếp từ etylen tăng lên từ năm 1960. Hiện nay sản lượng Axetaldehyt trên thế giới là hơn 1 tỷ tấn mỗi năm.10 Ở Việt Nam, ngành công nghiệp dầu khí đang ngày càng phát triển tạo ra một nguồn nguyên nhiên liệu dồi dào cho các nghành công nghiệp khác, đặc biệt là nghành tổng hợp hữu cơ, từ đó tổng hợp được vô số các hợp chất hóa học phục vụ cho đời sống. Vì vậy với tính toán thiết kế quy trình công nghệ sản xuất Axetaldehyt là một điều cần thiết và quan trọng. Đó cũng là lý do để chúng tôi thực hiện đề tài này. Nội dung của đề tài gồm: • Tổng quan lý thuyết về Axetaldehyt • Thiết kế quy trình công nghệ • Tính toán cho thiết bị chính
MỞ ĐẦU Trong công nghiệp tổng hợp hữu cơ Axetaldehyt đóng một vai trò rất quan trọng. Nó là chất trung gian để sản xuất các chất khác. Một lượng lớn Axetaldehyt là để sản xuất axit Axetic.Từ Axetaldehyt ta tổng hợp ra thuốc nhộm, poly-este, sản xuất chất bảo quản, poly Axetaldehyt…là những chất đóng vai trò rất quan trọng trọng trong nền công nghiệp hiện nay.[9] Vào những năm 1970, công suất của quá trình sản xuất theo phương pháp oxi hóa trực tiếp trên thế giới 2 x 10 6 tấn/năm. Nó được sản xuất chủ yếu ở Celanese và hãng Eastman (USA), hãng Wacker - Chemic và hãng Hoechst (Đức) và hãng Aldehyde Co., Kyo-Wa Yuka Co., Mitsubishi Chemical Industries, Chisso Corp., Sumitomo, Showa Denko, Mitsui (Nhật Bản), Montedison (Italia), Lonza (Thuỵ Điển) hãng Pemax (Mexico). Năng suất của quá trình sản xuất axetaldehyt bằng cách oxi hóa trực tiếp từ etylen tăng lên từ năm 1960. Hiện nay sản lượng Axetaldehyt trên thế giới là hơn 1 tỷ tấn mỗi năm.[10] Ở Việt Nam, ngành công nghiệp dầu khí đang ngày càng phát triển tạo ra một nguồn nguyên nhiên liệu dồi dào cho các nghành công nghiệp khác, đặc biệt là nghành tổng hợp hữu cơ, từ đó tổng hợp được vô số các hợp chất hóa học phục vụ cho đời sống. Vì vậy với tính toán thiết kế quy trình công nghệ sản xuất Axetaldehyt là một điều cần thiết và quan trọng. Đó cũng là lý do để chúng tôi thực hiện đề tài này. Nội dung của đề tài gồm: • Tổng quan lý thuyết về Axetaldehyt • Thiết kế quy trình công nghệ • Tính toán cho thiết bị chính CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LÍ THUYẾT 1.1. Giới thiệu chung về Axetaldehyt Axetaldehyt là một hợp chất hữu cơ có công thức hóa học là CH 3 CHO, đây là một trong những aldehyt quan trọng nhất, xuất hiện phổ biến trong tự nhiên và được sản xuất rộng rãi trong công nghiệp. 1.1.1. Tính chất vật lý Axetaldehyt là chất lỏng không màu, linh động, có mùi hơi cay, khi pha loãng một lượng nhỏ thì có mùi trái cây. Tan trong nước với mọi tỉ lệ. Bảng 1.1: Một số thông số vật lí cơ bản.[1] Khối lượng phân tử (g.mol -1 ) 44,05 Khối lượng riêng (g.cm -1 ) 0,788 Điểm chảy ( o C) -123,5 Nhiệt độ sôi ( o C) 20,2 Độ nhớt ở 20 o C (NS/m 2 ) 0,215 Áp suất tới hạn (Mpa) 6,44 Nhiệt độ tới hạn ( o C) 181,5 hoặc 187,8 Tỉ trọng tương đối d 4 t = 0,8045 ÷ 0,001325t Chỉ số khúc xạ n D t = 1,34240 ÷ 0,0005635 t Tỉ trọng pha hơi so với không khí 1,52 Bảng 1.2: Sức căng bề mặt tại nhiệt độ và tỷ trọng khác nhau[1]: Nhiệt độ, o C d 4 t Sức căng bề mặt mN cm -1 0,1 0,8090 23,9 20,0 0,7833 21,2 50,0 0,74099 17,0 Bảng 1.3: Áp suất hơi của axetandehyt trong pha hơi.[1] Nhiệt độ o C Áp suất hơi, mmHg Nhiệt độ o C Áp suất hơi, atm -97 3 20,8 1 -48 33 44,8 2 -23 103 58,3 3 0 337 68,0 4 10 503,4 75,7 5 27,55 1000 Bảng 1.4: Áp suất hơi của dung dịch axetandehyt.[1] Nhiệt độ o C % mol Áp suất riêng phần , mmHg Nhiệt độ o C % mol Áp suất từng phần, mmHg 10 4,9 74,5 20 5,4 125,2 10 10,5 139,8 20 12,8 295,2 10 46,4 363,4 20 21,8 432,6 - Hằng số phân ly tại 0 o C là: 0,7 x 10 -4 mol/l CH 3 CHO CH 2 - CHO + H + ; K = 0,7 x 10 -4 mol/l Hầu hết axetandehyt có thể trộn lẫn với nước và những dung môi hữu cơ để tạo hỗn hợp đồng sôi như tạo với axit axetic, benzen, axeton, etanol, metanol, dung môi naphta, toluen, xilen, etyl ete, parandehyt. 1.1.2. Tính chất hóa học. Do trong phân tử có nhóm (-CO), là nhóm phân cực về phía O làm phân cực liên kết do đó Axetaldehyt phản ứng hóa học mạnh hơn Ankel. Axetaldehyt là hợp chất có khả năng phản ứng hóa học khá cao, nó là hợp chất điển hình có chứa nhóm andehyt (CHO). - Phản ứng đặc trưng: cộng Nucleophil A N Ví dụ: Cộng H 2 , HCN, RMgX, bisunfit, ancol… CH 3 CHO + H 2 CH 3 CH 2 OH CH 3 CHO + HCN CH 3 C(CN)OH - Phản ứng thay thế nguyên tử O của nhóm Cacbonyl Ví dụ: tác dụng với hyaroxiamin, hydrazin, phenyl hydrazin, semi cacbazit… CH 3 CHO + H 2 N –NH 2 CH 3 -CHN – NH 2 +H 2 O CH 3 CHO + H 2 N – NHC 6 H 5 CH 3 - CHN – C 6 H 5 + H 2 O CH 3 CHO + H 2 N–CO–NH–NH 2 CH 3 -CHN – CO –NH –NH 2 +H 2 O - Phản ứng thay thế nguyên tử của nguyên tử Ví dụ: thay thế H bằng Halogen, phản ứng ngưng tụ aldol CH 3 CHO + CH 3 CHO CH 3 -CH(OH)-CH 2 -CHO + H 2 O - Phản ứng oxi hóa axit CH 3 CHO + 2AgNO 3 + NH 3 + H 2 O CH 3 COONH 4 + NH 4 NO 3 + 2Ag Đồng phân Giống như nhiều hợp chất Cacbonyl khác, Axetaldehyt có khả năng tautome hóa (đồng phân vỗ biến) để tạo thành enol. Dạng enol của Axetaldehyt là vinyl alcolhol (Ethenol) CH 3 CHO CH 2 CHOH Hằng số cân bằng chỉ là 6.10 3 ở nhiệt độ phòng, do đó lượng Axetaldehyt chuyển sang dạng enol là rất nhỏ 1.1.3. Các phương pháp sản xuất axetaldehyt Bao gồm các phương pháp chính sau: • Sản xuất axetaldehyt đi từ etylen Đây là quá trình được phát triển vào những năm 1957 - 1959 bởi hãng Hoechst và hãng Wacker-Chemie. Chất xúc tác cho quá trình này là dung dịch PdCl 2 , CuCl 2 . Axetaldehyt hoàn toàn đã được quan sát trong phản ứng giữa etylen và dung dịch PdCl 2 C 2 H 4 + 1/2O 2 CH 3 CHO ; H = -244 KJ/mol Độ chọn lọc của quá trình oxi hóa C 2 H 4 phụ thuộc chủ yếu vào xúc tác PdCl 2 trong phalỏng theo phản ứng C 2 H 4 + PdCl 2 + H 2 O CH 3 CHO + Pd + 2HCl Ở hãng Wacker-Hoechst kim loại Pd được oxi hóa trở lại bởi dung dịch CuCl 2 , tiếp đó nó tác dụng lại với oxi để tạo lại CuCl 2 Pd + 2CuCl 2 PdCl 2 + 2CuCl 2CuCl + 1/2O 2 + 2HCl 2CuCl 2 + H 2 O Bởi vậy chỉ cần một lượng nhỏ PdCl 2 cũng đủ yêu cầu cho sự chuyển hóa etylen. • Sản xuất axetaldehyt đi từ axetylen Hydrat hóa axetylen với xúc tác là muối thủy ngân sẽ cho ra dạng enol, sau đó tautome hóa sẽ được axetaldehyt. Đây là con đường sản xuất chính khi chưa có chu trình Wacker. Quá trình hydrat hóa axetylen đã trở thành quá trình công nghiệp trong suốt thế chiến thứ I. Ngày nay do sự phát triển của ngành dầu khí nên phương pháp này dần được thay thế bằng phương pháp đi từ etylen do từ etylen có giá thành rẻ hơn đi từ axetylen. Chất xúc tác quan trọng nhất cho quá trình hydrat hóa (cộng H 2 O) là hợp chất Hg. Ngày nay việc sản xuất axetaldehyt từ axetylen có thể thực hiện theo 2 cách sau đây: - Hydrat hóa trực tiếp axetylen dùng xúc tác thủy ngân tiến hành ở pha lỏng. - Hydrat hóa axetylen tiến hành ởpha hơi • Sản xuất axetaldehyt đi từ etanol Đây là phương pháp lâu đời nhất để sản xuất axetaldehyt và là phương pháp tốt nhất trong phòng thí nghiệm. Trong công nghiệp etanol được oxi hóa với xúc tác oxit bằng không khí trong pha hơi. CH 3 CH 2 OH + 1/2O 2 CH 3 CHO + H 2 O, ∆H =242 kJ/mol Thường dùng xúc tác là Cu hoặc Ag kim loại hoặc hợp chất của chúng (oxi hay hợp kim) đều là những xúc tác đáp ứng tốt cho quá trình này. • Đi từ khí tổng hợp Thực hiện một quy trình duy nhất được báo cáo vào năm 1974 CO + H 2 CH 3 CHO + sản phẩm khác 1.1.4. Ứng dụng • Axetaldehyt có rất nhiều ứng dụng trong công nghiệp tổng hợp hữu cơ, khoảng 90% lượng axetaldehyt được sản xuất ra trên thế giới được sử dụng trong các nhà máy với vai trò là hợp chất trung gian để tạo ra các sản phẩm khác có ứng dụng trong thực tế. • Ứng dụng lớn nhất của axetaldehyt là làm nguyên liệu cho quá trình sản xuất axit axetic (CH 3 COOH). Từ axit axetic có thể tổng hợp được nhiều hợp chất hóa học khác nhau như vinyl axetal, monoclo axetic, axetal este … o Vinyl axetal được dùng trong ngành sản xuất nhũ tương, trong sản xuất sơn, keo dính, dệt may. o Anhidic axetic được sử dụng trong sản xuất vải sợi xenlulo axetal, đầu lọc trong việc sản xuất thuốc lá, nhựa xenlulolic. • Axetaldehyt được sử dụng trong sản xuất nước hoa, nhựa polyester, thuốc nhuộm cơ bản. Axetaldehyt cũng được sử dụng như một chất bảo quản hoa quả và cá, như một chất hương liệu. Làm dung môi trong cao su, thuộc da và các ngành công nghiệp giấy. • Trước đây, axetaldehyt được ứng dụng chủ yếu trong sản xuất axit axetic, tuy nhiên ứng dụng này sau đó ít được sử dụng do sản xuất axit axetic từ metalnol thì hiệu quả hơn. Qua đó ta thấy được tầm quan trọng của Axetaldehyt trong nghành công nghiệp hữu cơ, để từ đó có thể sản xuất ra nhiều hợp chất khác nhau với những ứng dụng cụ thể khác nhau.Góp phần làm phong phú cho cuộc sống hiện tại và tương lai. 1.2. Phương pháp sản xuất axetaldehyt đi từ axetylen 1.2.1. Axetylen Axetylen là một chất khí có chứa liên kết ba trong phân tử, nó có nhiều ứng dụng trong kinh tế cũng như trong công nghiệp tổng hợp hữu cơ hóa dầu. Từ axetylen có thể điều chế ra nhiều chất quan trọng và cần thiết cho sản xuất công nghiệp như axetaldehyt,axit axetic, vinyl clorua, vinyl axetat, cao su tổng hợp Các chất này rất quan trọng trong việc sử dụng làm hợp chất trung gian để tổng hợp hữu cơ, hoá dầu. 1.2.1.1. Tính chất vật lí Axetylen là chất khí không màu, ở dạng tinh khiết có mùi của este yếu, nó ngưng tụ ở - 83,8 o C, áp suất 0,102 MPa. Nhiệt độ tới hạn là : +35,5 0 C , áp suất tới hạn là 6,04 MPa. C 2 H 2 là chất khí nhẹ hơn không khí, ít tan trong nước. ở điều kiện bình thường một thể tích nước hoà tan được một thể tích khí axetylen. Khi áp suất tăng lên độ hoà tan cũng tăng theo. Axetylen tan nhiều hơn trong các dung môi hữu cơ như alcol, ete, đặc biệt tan rất nhiều trong axeton. Dưới áp suất thường 1 lít axeton hoà tan được 25 lít axetylen. Muốn chuyên chở axetylen được nhiều và tránh nguy hiểm nổ người ta cho axetylen hoà tan trong axeton dưới áp suất cao 12 - 15 at. Dưới áp suất này 1 lít axeton hoà tan được 300 lít axetylen. Bình thép chứa dung dịch axetylen trong axeton không nguy hiểm so với axetylen lỏng, nhất là khi dùng thêm các khối xốp vô cơ chất đầy trong bình. Axetylen là một hợp chất không bền về mặt nhiệt động, nó có thể bị phân huỷ tạo ra cacbon và hydro kèm theo hiện tượng nổ. Phản ứng nổ có thể khơi mào bằng nhiệt, bằng thuỷ ngân funminat hoặc tự nổ dưới áp suất cao. Phản ứng nổ toả nhiều nhiệt, ∆H o 298 = -54,9 Kcal/ mol. Nhiệt độ của khối khí lúc đó có thể lên hàng nghìn độ. Axetylen là hợp chất thu nhiệt vì vậy khi đốt cháy toả ra một lượng nhiệt lớn. Khi dùng hỗn hợp axetylen - oxy làm khí cắt hàn, cắt kim loại màu, muốn hàn tốt thì phải sử dụng khí trơ (argon) để oxy không tiếp xúc trực tiếp lên bề mặt kim loại hàn. Axetylen cháy trong không khí cho ta ngọn lửa sáng, tạo ra CO 2 và H 2 O. HC ≡ CH + 5/2 O 2 → 2CO 2 + H 2 O ∆H o 298 = -315 Kcal/mol Bảng 1.5. Những hằng số vật lý cơ bản của axetylen .[1] Những hằng số vật lý cơ bản của axetylen - Khối lượng phân tử (M) - Nhiệt độ nóng chảy - Áp suất hơi bão hòa - Nhiệt nóng chảy - Nhiệt bay hơi - Các đại lượng tới hạn + T r + P r + - Điểm nóng chảy ở 101,3kPa - Điểm thăng hoa ở 101,3kPa - ρ khí - ρ lỏng (181,1K) - Tính chất ở 273,15K và 101,3 kPa: + ρ khí + Nhiệt dung riêng (C p ) + Nhiệt dung riêng (C v ) + C p / C v + Độ nhớt động học + Độ dẫn nhiệt + Tốc độ truyền âm + Hệ số nén + Entropy + Entanpy 26,038 Kg/kmol 192,6 K (-80,4 o C) 128,2 kPa 5,585kJ/mol 15,21kJ/mol 308,85K 6,345Mpa 0,231g/cm 3 192,15K(-80,85 o C) 189,55K(-83,45 o C 1,729.10 -3 g/cm 3 0,729 g/cm 3 1,729.10-3g/cm 3 42,7J.mol -1 .K -1 34,7J.mol -1 .K -1 1,23 9,43.Pa.S 0,0187 W/m.K 341 m/s 0,9909 8,32 kJ/mol 197J/mol.K 1.2.1.2. Tính chất hóa học Axetylen có cấu tạo chứa liên kết ba trong phân tử nên có khả năng phản ứng hoá học cao. Liên kết ba có năng lượng liên kết là 199.6 Kcal/mol. Độ âm điện của nguyên tử cacbon lớn làm tăng khả năng tách nguyên tử hydro, làm cho axetylen có tính axít yếu. 1.2.1.2.1. Phản ứng cộng : Diễn ra qua 2 giai đoạn : thứ nhất chuyển từ nối ba sang nối đôi, thứ 2 chuyển từ nối đôi sang nối đơn. • Cộng hợp H 2 C 2 H 2 + H 2 → CH 2 = CH 2 CH 2 =CH 2 + H 2 → CH 3 – CH 3 Phản ứng thường được tiến hành với xúc tác kim loại (Ni , Pd , Pt). Muốn dừng lại ở giai đoạn tạo nối đôi người ta dùng xúc tác Pd trên Canxi cacbonat, hoặc Pd trên Silicagel ở 200 0 C.Hiệu suất của quá trình đạt 95%. • Cộng halogen CH ≡ CH + Br 2 → BrCH = CHBr BrCH = CHBr + Br 2 → Br 2 CH – CHBr 2 Đối với Clo phản ứng xảy ra quá mãnh liệt, toả nhiều nhiệt nên gây phản ứng huỷ.Trong điều kiện kỹ thuật người ta cho phản ứng cộng Clo trực tiếp với C 2 H 2 trong những khối xốp. • Cộng với các axít HF, HCl, HBr C 2 H 2 tác dụng với HCl trên xúc tác thuỷ ngân clorua ở 120 - 150 o C HC ≡ CH + HCl → H 2 C = CH–Cl vinyl clorua • Phản ứng cộng nước Phản ứng công nước vào C 2 H 2 và đồng đẳng được Kuserop nghiên cứu năm 1881. Phản ứng tiến hành bằng cách cho C 2 H 2 đi vào dung dịch axit sunfuric loãng có chứa thuỷ ngân sunfat đóng vai trò xúc tác HC ≡ CH + H 2 O HgCl 2 [ CH 2 = CH −OH] → CH 3 CHO alcolvinylic không bền • Cộng alcol và axít cacboxylic Dưới tác dụng của xúc tác thuỷ ngân sunfat hoặc CCl 3 -COOH, BF 3 và HgO, C 2 H 2 có thể cho phản ứng cộng với alcol tạo ra ete vinylic, cộng với axít cacboxylic tạo ra este của Alcol vinylic. HC ≡ CH + C 2 H 5 OH → H 2 C = CH - O - C 2 H 5 Etyl vinyl ete HC ≡ CH + HOOC - CH 3 → H 2 C = CH - O - CO - CH 3 vinyl axetat • Phản ứng cộng với aldehyt CH ≡ CH + 2 HCHO → HOCH 2 – C ≡ C – CH 2 OH 1.2.1.2.2. Phản ứng trùng hợp Cho C 2 H 2 qua ống nung đỏ ở 600 - 800 0 C, axetylen sẽ trùng hợp cho một chất nhựa có sản phẩm chính là benzen ( 28%), và các sản phẩm phụ như toluen, naphtalen, các RH thơm ngưng tụ khác 3 HC ≡ CH → C 6 H 6 Nếu có chất xúc tác (CO) 4 Ni [P(C 6 H 5 ) 3 ] 2 ở nhiệt độ 60÷70 0 C axetylen sẽ trùng hợp thành benzen với hiệu suất 80%. Dưới tác dụng của muối đồng (I), axetylen sẽ trùng hợp 2 phân tử (dime hoá) tạo vinyl axetylen HC ≡ CH + HC ≡ CH→ CH 2 = CH – C ≡ CH 1.2.1.2.3. Phản ứng thế với kim loại (tính axít yếu của C 2 H 2 ) • Tính axit yếu Trong axetylen có 2 nguyên tử hydro đều đính vào nguyên tử cacbon mang nối ba.Axetylen có tính axit yếu hơn tính axit của nước nhưng lại mạnh hơn của NH 3 ( tới 10 13 lần ) và hơn tính axit của etylen và etan ít nhất 10 18 lần. Nguyên nhân tính linh động cao của nguyên tử hydro trong axetylen so với trong etylen và etan là do độ âm điện của nguyên tử cacbon ở trạng thái lai hợp khác nhau C sp > C sp2 > C sp3 Do độ âm điện lớn nên liên kết C – H của cacbon mang liên kết ba phân cực mạnh, tăng cường khả năng prôton hóa của nguyên tử hydro cũng như khả năng thế với kim loại H ỏ+ → C ỏ- ≡ C ỏ- ← H ỏ+ Bảng 1.6 : Hằng số phân ly K a gần đúng cuả một số chất.[1] Hợp chất K a HClO 4 >10 10 CH 3 COOH 2.10 -5 H 2 O 10 -14 CH 3 CH 2 OH 10 -18 C 2 H 2 10 -22 NH 3 10 -35 C 2 H 4 10 -40 C 2 H 6 <10 -40 • Phản ứng thế với các kim loại khác Cho axetylen qua Natri kim loại đun nóng ở 150 0 C hoặc qua dung dịch lỏng Natri amidua (NaNH 2 ) sẽ tạo ra dẫn suất thế Natri axetylenua C 2 H 2 + Na → HC = C – Na + 1/2 H 2 C 2 H 2 + NaNH 2 → HC = C – Na + NH 3 Cho axetylen vào dung dịch bạc nitrat trong amoniac sẽ tạo ra kết tủa bạc axetylenua Ag 2 C 2 màu xám Cho axetylen qua dung dịch Đồng (I) clorua CuCl trong amoniac sẽ tạo kết tuả vô định hình màu đỏ Các axetylenua đồng và bạc bền vững ở trong nước.Chúng chỉ bị thuỷ phân bởi axit mạnh, tái tạo ra axetylen. Các axetylenua đồng và bạc khi khô rất dễ nổ mạnh giải phóng kim loại và cácbon đồng thời toả ra một lượng nhiệt lớn. Ag 2 C 2 →2C + 2 Ag + 87 Kcal Do khi bị va đập các axetylenua Ag, Cu nổ mạnh nên người ta thường dùng ống đồng hay bạc làm ống vận chuyển khí C 2 H 2 . 1.2.1.3. Các phương pháp tổng hợp axetylen. [...]... và đi xuống đáy tháp, phần khí không bị hấp thụ là C 2H2 đi ra khỏi đỉnh tháp và nhập vào dòng hồi lưu quay trở lại làm nguyên liệu Sản phẩm lỏng của tháp rửa (9) được đưa đến thùng chứa axetaldehyt thô(10) Axetaldehyt thô này sẽ được bơm bơm qua thiết bị trao đổi nhiệt (11) đi vào giữa thân tháp chưng cất sơ bộ (12) Hơi quá nhiệt sẽ đi vào đáy tháp gia nhiệt cho tháp Tại tháp chưng cất sơ bộ này phần... đỉnh tháp phần lỏng là dung dịch chứa CH 3COOH được lấy ra ở đáy tháp và đi đến thiết bị trao đổi nhiệt làm chất tải nhiệt Hỗn hợp khí khi đi ra khỏi tháp chưng cất sơ bộ (12) được đưa đến thiết bị ngưng tụ, phần khí được đưa trở lại dòng nguyên liệu Phần lỏng đưa vào giữa thân tháp tinh luyện (15).Một phần được hồi lưu lại tháp (12).Tại tháp tinh luyện axetaldehyt sẽ được tách trên đỉnh tháp qua thiết. .. thoát ra khỏi đỉnh tháp Hỗn hợp vào thiết bị chưng gồm có: CH 3CHO, CH3COOH, C3H5CHO, C2H2(bị hấp thụ), H2O Lượng chất vào thiết bị chưng bằng lượng chất ra khỏi đáy của thiết bị hấp thụ Các chất ra khỏi thiết bị chưng ở đỉnh gồm có : C2H2, CH3CHO, C3H5CHO Lượng C2H2 ra khỏi đỉnh tháp là : (kg/h) Lượng dung dịch axetaldehyt và crotonaldehyt ra khỏi tháp là : (kg/h) Lượng chất ra khỏi đáy thiết bị gồm :... từ thiết bị (43) được quay lại thiết bị tách nhanh (38) Khí bay ra khỏi thiết bị (43) vào thiết bị làm lạnh hai cấp cao hơn ở đó hỗn hợp khí được nén tới áp suất 170 psi Khí đã nén qua đường (46) vào phân đoạn (47) của thiết bị phân đoạn (48).Một phần còn lại của thiết bị cất phân đoạn được nạp với vật liệu nạp phù hợp như yêu cầu.Dung dịch lỏng từ thiết bị tách (38) được đẩy vào phân cất phân đoạn .Thiết. .. thổi vào đáy tháp hydrat hoá Hỗn hợp hơi thoát ra ở đỉnh tháp hydrat hoá liên tục cho vào các thiết bị làm lạnh Phần ngưng tụ ở tháp làm lạnh ( chủ yếu là nước ) cho quay lại tháp hydrat hoá Dung dịch nước axetaldehyt( ngưng tụ ở thiết bị) cùng với hơi và khí không ngưng cho vào tháp hấp thụ đĩa Dùng nước rửa để tách axetaldehyt ra khỏi axetylen chưa phản ứng, thu được axetylen cho quay lại tháp hydrat... lớp thiết bị là như nhau, mỗi loại chứa 48m 3 chất xúc tác Thiết bị tháo khuôn hình trụ để bảo vệ không cho dung dịch nước đi vào thiết bị (23) và (32) Thông thường trong quá trình vận hành thiết bị này là không cần thiết Dòng thứ (2) tháo ra ở thiết bị (32) ở nhiệt độ 425 0C có thành phần của dòng như dòng tháo ra ở thiết bị (15) và (24) Dòng thứ biến áp này qua ống (34) vào thiết bị đun nóng ở thiết. .. tích tụ khí trơ (N2, O2, CO2 ) trong thiết bị phản ứng, một phần khí tuần hoàn phải đem đi tái sinh ( dùng nước áp suất cao để rửa axetylen ) hoặc dùng để sản xuất than hoạt tính , tricloetylen và nhiều sản phẩm khác Dung dịch axetaldehyt 8 - 10% thu được ở tháp rửa cho vào hai tháp tinh luyện làm việc liên tục Axetylen thoát ra ở tháp chưng cất sơ bộ cho quay lại tháp hydrat hoá Phần chủ yếu ( nhẹ ):... bị cất phân đoạn làm việc ở áp suất 150 psi và tới nhiệt độ đỉnh là 45 oC và nhiệt độ đáy là 1800C Hơi ở trên thiết bị (48) gồm etylen, axetylen chưa phản ứng và sản phẩm axetandehyt được đưa qua ống (52) vào phân đoạn nạp (53) của thiết bị bị cất phân đoạn (54) Thiết bị đun sôi lại (55) và thiết bị ngưng tụ (56) để cung cấp nhiệt cần thiết và lượng lỏng hồi lưu trong quá trình vận hành thiết bị cất. .. làm việc của phân xưởng Chọn thiết bị làm việc của phân xưởng là loại thiết bị tháp sủi bọt làm việc liên tục không nghỉ ngày lễ và chủ nhật .Thiết bị chỉ ngừng làm việc khi cần phải bảo dưỡng, sửa chữa.Năng suất của phân xưởng phụ thuộc rất nhiều vào thời gian làm việc của thiết bị Thời gian làm việc được tính theo công thức: Trong đó: TTT : Số ngày làm việc thực tế của thiết bị trong năm T : Tổng số... đáy của thiết bị phản ứng (3).Tại nhiệt độ 97 oC, áp suất 2at axetylen bị hydrat hóa tạo ra axetaldehyt và một số sản phẩm phụ khác.Sản phẩm được lấy ra trên đỉnh tháp. Xúc tác được lấy ra giữa thân tháp và được đưa đến thiết bị tái sinh (7).Tại đây xúc tác được tái sinh và được bơm (6) bơm trở lại tháp phản ứng.Hỗn hợp khí sản phẩm, xúc tác bị lôi cuốn đi ra từ đỉnh tháp phản ứng sẽ đi vào đỉnh thiết . phẩm khác. Dung dịch axetaldehyt 8 - 10% thu được ở tháp rửa cho vào hai tháp tinh luyện làm việc liên tục. Axetylen thoát ra ở tháp chưng cất sơ bộ cho quay lại tháp hydrat hoá. Phần chủ yếu ( nhẹ ): dung. thổi vào đáy tháp hydrat hoá. Hỗn hợp hơi thoát ra ở đỉnh tháp hydrat hoá liên tục cho vào các thiết bị làm lạnh. Phần ngưng tụ ở tháp làm lạnh ( chủ yếu là nước ) cho quay lại tháp hydrat hoá kJ/mol 197J/mol.K 1.2.1.2. Tính chất hóa học Axetylen có cấu tạo chứa liên kết ba trong phân tử nên có khả năng phản ứng hoá học cao. Liên kết ba có năng lượng liên kết là 199.6 Kcal/mol. Độ âm điện của nguyên tử