Quy trình sản xuất Vinyl clorua

Đồ án môn học Quy trình sản xuất Vinyl clorua Đồ án môn học SV: Nguyễn Tạ Quang Huy  MỞ ĐẦU Vinyl clorua đầu tiên được sản xuất vào năm 1835 bởi Justus Volt Liebig và sinh viên của ông là Henry. Họ thu được nó bằng việc thực hiện clorua kép etylen theo phương pháp của Hydroxit kali trong Etanol. Vào năm 1912, một nhà hoá học Đức là Frans, làm việc cho Griesheim- Elektron đã được cấp bằng sang chế về một phương pháp sản xuất vinylclorua từ Axetylen và Hidroclorua sử dụng thuỷ ngân II clorua như một chất xúc tác. Phương pháp này thì được sử dụng rộng rải trong những năm 1930 đến 1940. Ứng dụng của nó ngày càng được sử dụng rộng rải và ngày càng không thể thiếu được trong đời sống của con người. Do đó ngành công nghiệp về vật liệu polime cũng được phát triển. Vinylclo rua có công thức hoá học là: CH 2 =CHCl. Để cho ngành công nghiệp về vật liệu polime tồn tại và phát triển hơn cần phải nghiên cứu và sản xuất ra nguồn nguyên liệu cần cung cấp cho nó là rất quan trọng, cho nên việc điều chế Vinylclorua đã tạo ra một bước chuyển lớn trong công nghiệp hoá chất. Vinylclorua được ứng dụng trong công nghiệp chủ yếu được dung làm monome trong quá trình polime hóa để tổng hợp thành polivinylclorua (PVC), khoảng 95% tổng hợp vinylclorua dung để tổng hợp PVC và các polime khác. PVC là chất dẻo có nhiều tính chất mà ta mong muốn như độ ổn định hóa học cao ít bị ăn mòn (ít bị phá huỷ bởi các axit mạnh như H 2 SO 4 , HCl) có khả năng co giản và độ bền tương đối lớn, cách điện tốt không thấm nước, không bị phá huỷ khi tiếp xúc với nước và có một số tính năng ưu việc khác. Do có những tính ưu việc như vậy nên PVC được dung để sản xuất các loại ống dẫn các chất hoá học, làm vật liệu lót bên trong các thiết bị hoá học làm việc ở nhiệt độ thấp để thay thế thép không rỉ và các hợp kim đắt tiền. Tổng mức tiêu thụ PVC toàn cầu hiện đạt khoảng 32 triệu tấn/ năm. Sản xuất PVC đang tăng trưởng tốt tại châu Á do nhu cầu xây dựng cơ sở hạ tầng cũng như các nhu cầu xây dựng khác tăng nhanh của hoạt động sản xuất kinh doanh PVC về phía châu Á. Tại đây, tốc độ tăng trưởng của sản xuất PVC đạt khoảng 7%, gần bằng tốc độ tăng trưởng GDP trung bình của châu lục này. Trong khi đó, dự báo sản xuất PVC tại Mỹ và châu Âu trong năm tới chỉ tăng dưới 3%/ năm. Vì vậy, đến năm 2010 tổng mức tiêu thụ PVC tại châu Á sẽ lớn hơn so với châu Âu và Mỹ. Đồ án môn học SV: Nguyễn Tạ Quang Huy  Trong những năm gần đây, nước ta cũng đang rất quan tâm đến vấn đề này. Giúp chúng ta có thể tự chủ động sản xuất VC và PVC trong nước, giảm bớt tình trạng nhập VC như hiện nay. Đó là việc nhà máy lọc dầu số I Dung Quất ( Quảng Ngãi) sẽ đi vào hoạt động vào đầu năm 2009, sau đó sẽ là hàn loạt các nhà máy khác như ở Nghi Sơn (Thanh Hoá), Phú Yên, Nhơn Hội (Quy Nhơn), và trong miền Nam. Trên thế giới hiện nay, công nghệ sản xuất VC đi từ HCl và C 2 H 2 vẫn được áp dụng vì công nghệ đơn giản, lợi ích từ việc giảm giá thành sử dụng như trước kia yêu cầu sử dụng nguyên liệu thô là hidrocacbon đắt tiền. Và sử dụng công nghệ này cũng rất phù hợp với điều kiện ở Việt Nam vì chúng ta có nguồn nguyên liệu axetylen ở nước ta rất phong phú vì có trữ lượng tự nhiên lớn, núi đá vôi nhiều. Với những điều kiện thuận lợi như vậy chúng ta sẽ hạn chế được nguồn nguyên liệu VC ngoại nhập nhưng vẫn đáp ứng đầy đủ nhu cầu của các ngành công nghiệp trong nước, công nghiệp sản xuất VC từ C 2 H 2 và HCl cần phải được phát triển hơn nửa. SV Nguyễn Tạ Quang Huy MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Phần I TỔNG QUAN 5 CHƯƠNG I: TÍNH CHẤT CỦA NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM 5 I.1 Tính chất của nguyên liệu 5 I.1.1 Tính chất của axetylen 5 I.1.2 Các phương pháp điều chế axetylen 9  Tính chất của axit HCl 12  Tính chất vật lý 12  Tính chất hóa học 12 I.2.3 Các phương pháp sản xuất axit HCl phổ biến trên thế giới 13  Tính chất của sản phẩm VC 13  Tính chất vật lý 13  Tính chất hóa học 14  Ảnh hưởng của VC tới sức khỏe con người và môi trường 16  Đối với sức khỏe con người 16  Đối với môi trường 16 I.4.3 Bảo quản VC 16 CHƯƠNG II: CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT VC 17  Công nghệ tổng hợp VC từ Etylen 17  Sản xuất EDC bằng quá trình clo hoá Etylen 17  Nhiệt phân DEC tạo VC 20  Quá trình Clo hoá Etylen 22  Sản xuất VC bằng các quá trình liên hợp 24  Sơ đồ 1 24  Sơ đồ 2 24 4. Sơ đồ 4 25 II.3 Sản xuất VC đi từ Axetylen 25 II.3.1 Cở sở quá trình sản xuất VC từ axetylen dựa trên phản ứng 25 II.3.2 Cơ chế của quá trình sản suất VC từ axetylen 25  Một số sơ đồ công nghệ sản xuất VC từ C 2 H 2 và HCl xúc tác HgCl 2 /C*: 31  Sơ đồ công nghệ sản xuất VC cổ điển 31  Sơ đồ công nghệ sản xuất VC hiện đại 32 II.4.3 So sánh công nghệ 35 PHẦN II. TÍNH TOÁN 36 III.1 Xác định thời gian làm việc của phân xưởng 36 III.2 Tính cân bằng vật chất 37 PHẦN 3: TÌNH HÌNH CỦA NGÀNH CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT VC CỦA MỘT SỐ QUỐC GIA TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 40  Kế hoạch sản xuất VCM ở Wilhelmshaven( CHLB Đức) 40  Công nghệ sản xuất VCM ở Kerteh( Malaysia) 40  Tình hình sản xuất VCM ở Việt Nam 41 KẾT LUẬN 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO 45