Đồ án tốt nghiệp thiết kế phân xưởng sản xuất VINYL AXETAT từ C2H4

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất VA từ C2H4 PHẦN I TỔNG QUAN LÝ THUYẾT CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN LIỆU CỦA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT VINYL AXETAT TỪ ETYLEN I-Giới thiệu,tính chất vật lý,tính chất hóa học,các phương pháp sản xuất ứng dụng Etylen: 1-Giới thiệu:[9] Etylen có công thức cấu tạo CH2 = CH2,khối lượng phân tử M=28,052,trên phạm vi giới etylen chất chiếm thể tích lớn việc tổng hợp hóa dầu.Nếu amoniac xem chất hóa dầu nguyên tử hidro thường lấy từ khí thiên nhiên,thì etylen hợp chất thứ hai.Etylen không sử dụng cách trực tiếp mà etylen sử dụng chất trung gian để sản xuất chất khác với số lượng lớn hóa học.Từ năm 1930 Châu Âu,etylen tái sinh từ cốc,thậm chí từ khí số nguồn khác.Etylen nỗi lên năm 1940 U.S oil công ty hóa học bắt đầu tách etylen từ khí thải tinh chế nhà máy lọc dầu,sản xuất từ etan nhà máy lọc dầu sản phẩm dạng từ khí thiên nhiên.Từ etylen dần thay axetylen việc tổng hợp hữu cơ.Năm 1984 Mỹ sản xuất etylen đạt 17543000 năm giới sản xuất 47565000 etylen 2-Tính chất vật lý:[5,9] Etylen chất khí đứng đầu dãy đồng đẳng anken, không màu,không mùi,hầu không tan nước(ở oC,100 thể tích nước hòa tan 0,25 thể tích khí etylen).Etylen hóa lỏng –105oC,tỷ trọng d420 =0,566 Etylen có số tính chất vật lý sau: Nhiệt độ nóng chảy : –169,15oC Nhiệt độ sôi : –103,71oC Nhiệt độ tới hạn Tc : 9,90oC Áp suất tới hạn Pc : 5,117Mpa Tỷ trọng tới hạn : 0,21g/cm3 Tỷ trọng nhiệt độ sôi : 0,57g/cm3 0oC : 0,34g/cm3 Tỷ trọng khí Tc Pc : 1,2603g/L PHẠM HỮU LINH LỚP HD K44 QN Trang - - Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất VA từ C2H4 Tỷ trọng so với không khí Thể tích phân tử gam Tc Pc Nhiệt nóng chảy Nhiệt trò Nhiệt hóa nhiệt độ sôi 0oC Tỷ nhiệt chất lỏng nhiệt độ sôi khí Tc Entapi tạo thành Entropi Độ nhớt khí nhiệt độ nóng chảy 0oC 150oC Áp suất –150oC nhiệt độ sôi –50oC 0oC Điểm bốc cháy : : : : 0,9686 22,258L 119,5KJ/Kg 47,183KJ/Kg : 488KJ/Kg : 191KJ/Kg : 2,63KJ/Kg.K : 1,55KJ/Kg.K : 52,32KJ/mol : 0,220KJ/mol.K : : : 36.10-4mPa.s 93.10-4mPa.s 143.10-4mPa.s : : : : : 0,002Mpa 0,102Mpa 1,10Mpa 4,27Mpa 425÷527oC 3-Tính chất hóa học:[5,17] Etylen có công thức cấu tạo CH2=CH2 ,nó hrocacbon không no,lai hóa SP2 cấu tạo có liên kết π,1 liên kết σ ,liên kết π bền so với liên kết σ.Nên có phản ứng quan trọng như:cộng,oxy hóa,trùng hợp 3.1-Phản ứng cộng : Các phản ứng đặc trưng etylen phản ứng cộng vào liên kết đôi.Trong phản ứng này,liên kết đôi thực chất liên kết π bò bẻ gãy kết hợp với nguyên tử nhóm nguyên tử khác tạo hợp chất no 3.1.1-Cộng H2: Etylen cộng với H2 có xúc tác Pd tạo etan,phản ứng tỏa nhiệt ∆H 298 = −30 Kcal CH2 = CH2 + H2 CH3 − CH3 3.1.2-Cộng Br2: Etylen cộng Br2 tạo đibrom etan,phản ứng tỏa nhiệt,hiệu suất 85% PHẠM HỮU LINH LỚP HD K44 QN Trang - - Đồ án tốt nghiệp CH2 = CH2 + Br2 Thiết kế phân xưởng sản xuất VA từ C2H4 BrCH2 − CH2Br ∆H 298 = −27Kcal 3.1.3-Cộng axit: ♦Cộng axit HCl: CH2 = CH2 + HCl ♦Cộng axit H2SO4: CH2 = CH2 + H2SO4 2CH2 = CH2 + H2SO4 ♦Cộng axit HOCl,HOBr: CH2 = CH2 + HOCl CH2 = CH2 + HOBr CH3 − CH2Cl 3.1.4-Cộng H2O: CH3− CH2 − OSO3H (C2H5O)2SO2 ClCH2 − CH2OH BrCH2 − CH2OH Etylen cộng nước có H 2SO4 làm xúc tác,nhiệt độ nhỏ 170 0C tạo rượu etylic H2SO4 CH2 = CH2 + H2O CH3 − CH2OH [...]... LỚP HD K44 QN Trang - 22 - Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất VA từ C2H4 CHƯƠNG II GIỚI THIỆU VỀ SẢN PHẨM VINYL AXETAT I-Giới thiệu chung:[4,15] Vinyl axetat có công thức cấu tạo CH 2 = CH − O −COCH3,khối lượng phân tử M=86,091,gọi tắt là VA,là một trong những monomer quan trọng trong công nghiệp chất dẻo và sợi tổng hợp vinylen.VA còn được dùng để sản xuất sơn,keo dáng có độ bền cao,bền với... để sản xuất VA vào 1984 ở các nước.[11] Sản xuất, % Tây Âu Mỹ Nhật Bản − Axetylen 43 19 100 Etylen 57 81 6 Sản lượng VA tăng rất nhanh,vào năm 1965 trên thế giới có 10 tấn/năm VA được sản xuất ra,còn vào năm 1984 đạt 2,7.10 6 tấn/năm.Đến năm 1986 sản lượng VA ở một số nước trên thế giới như sau: PHẠM HỮU LINH LỚP HD K44 QN Trang - 34 - Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất VA từ C2H4 Bảng 13 :Sản. .. nước.Thủy phân một phần polynvinyl axetat sẽ thu được một polymer dễ tạo màng,chất này có thể dùng làm vải giả da.Ngoài ra các copolyme của vinyl axetat với vinyl clorua và các monomer khác cũng được ứng dụng rộng rải trong kỹ thuật PHẠM HỮU LINH LỚP HD K44 QN Trang - 35 - Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất VA từ C2H4 Bảng 14:Tình hình sử dụng VA ở một số nước.[11] Sử dụng,% Etylen Vinyl axetat. .. được sử dụng trong công nghiệp hương liệu để sản xuất xà phòng PHẠM HỮU LINH LỚP HD K44 QN Trang - 15 - Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất VA từ C2H4 3.10-Tác dụng với axetylen: ♦Axit axetic tác dụng với axetylen khi có mặt của xúc tác Hg ở 70 ÷ 800C sẽ tạo thành etyliden diaxetat 2CH3COOH + C2H2 CH3CH(OCOCH3)2 Khi đốt nóng etyliden diaxetat có mặt của xúc tác sẽ phân hủy thành axetalđehit... 70 70 65 Trang - 31 - Đồ án tốt nghiệp Diallyl phtalat Dietyl fumarat Etylen Etyl vinyl ete Isobutyl metacrylat Isopropenyl axetat Anhydrit maleic Styren Vinyl clorua n -vinyl pyrrolidon Thiết kế phân xưởng sản xuất VA từ C2H4 0,72 0,01 1 3 0,025 1 0,07 0,01 0,6 0,2 2,0 0,44 1 0 30 1 0,01 55 1,4 3,3 − 60 90 ÷ 150 60 60 75 − 60 40 50 5-Phản ứng thủy phân VA,PVA: ♦Phản ứng thủy phân VA không tạo ra rượu... tới 321 triệu Kg VA được sản xuất ở Mỹ.Phương pháp sản xuất VA từ axetylen dần được thay thế vì axetylen rất đắt tiền.Ngày nay trong công nghiệp axetylen được thay thế bằng etylen.Khoảng 80% VA trên thế giới được sản xuất từ etylen,còn lại 20% vA được sản xuất từ axetylen trong pha khí Do tính kinh tế của nguồn nguyên liệu mà ngày nay trong công nghiệp sản xuất VA đi từ metyl axetat hay dimetyl ete với... nitro,amin,oxy,muối đồng,các polyolefin có nối đôi liên hợp,sunfua VA nguyên chất ở nhiệt độ thường trùng hợp rất chậm,nhưng nếu có tác dụng của ánh sáng hay các peoxit thì phản ứng trùng hợp xẩy ra nhanh.VA trùng hợp cho polyvinyl axetat( PVA).PVA là một chất dẻo rất có giá trò nCH2=CHOCOCH3 [− CH2 − CH −]n OCOCH3 PHẠM HỮU LINH LỚP HD K44 QN Trang - 30 - Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất VA từ C2H4 PVA... Axetyl aldoxan Trang - 28 - Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất VA từ C2H4 ♦Phản ứng cộng với Axetyl clorua để tạo thành Axetyl axeton với xúc tác CH2 = CHOCOCH3 + CH3COCl AlCl3 CH3COCH2COCH3 + HCOCl Axetyl axeton Clorua Fomyl AlCl3 ♦Phản ứng cộng tạo vòng: Khi dùng diod metan kết hợp với đồng và kẽm,nhóm metylen(CH 2 −) được cộng vào nhóm Vinyl axetat tạo ra Cyclopropyl axetat CH2 = CHOCOCH3 +... khác bởi phản ứng trao CH2 = CHOCOCH3 + RCOOH Hg2+ CH3COOH + CH2 = CHOCOR H+ đổi nhóm vinyl với gốc axit khác.Xúc tác là muối của Hg và môi trường axit PHẠM HỮU LINH LỚP HD K44 QN Trang - 32 - Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất VA từ C2H4 IV -Phân loại,tiêu chuẩn và bảo quản VA:[15] 1 -Phân loại: VA được phân làm ba loại tùy theo lượng chất ức chế đưa vào.Chất ức chế thường dùng là hroquinon... - Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất VA từ C2H4 5.3-Oxy hóa n−Butan trong pha lỏng: 1800C 0 C4H10 + 5/ 2 O24,5 ÷ 5MPa 2CH3COOH + H2O ∆H 298 = −420 KJ / mol Sản phẩm oxy hóa có thành phần phức tạp,ngoài axit axetic còn có axit fomic,axit propanoic các hợp chất chứa oxy khác.Hiệu suất CO x:17% ; este và xêton:22% ; axit axetic : 57% ; axit axetic và propanoic :4% 5.4 -Sản xuất axit axetic từ