cong nghe san xuat nylon66

TIỂU LUẬN MÔN HỌC MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ NYLON 66…………………………………… 1.1.Cấu trúc……………………………………………………………………… 1.2.Tính chất vật lý……………………………………………………………… 1.3.Tính chất hóa học…………………………………………………………… 1.4.Ứng dụng thực tế………………………………………………………………6 CHƯƠNG :CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT………………………………8 2.1.Bản chất hóa học trình…………………………………………… 10 2.2.Nguyên liệu sử dụng………….………………………………………………14 2.2.1.Axit adipic………………………………………………………………… 14 2.2.2.Hexamethylene diamin…………………………………………………….18 2.3.So sánh lựa chọn công nghệ………………………………………………….22 CHƯƠNG 3: CÁC CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NYLON 66 3.1.Axitadipic…………………………………………………………………… 26 3.2.Hexamethylene diamin…………………………………………………… 29 3.3.Sản xuất nylon 66…………………………………………………………….30 MỞ ĐẦU NHÓM 13: SẢN XUẤT NYLON 66 Page TIỂU LUẬN MÔN HỌC Trong xã hội polyme gần nguyên vật liệu thiếu được, dễ dàng bắt gặp diện chúng đâu từ mặt hang dệt vải, may mặc chi tiết máy bánh răng, vòng bi, thiết bị cách điện vỏ thiết bị ăn mòn,… Nylon 6.6 loại polyamide nylon Nylon có nhiều loại, hai phổ biến cho ngành công nghiệp dệt nhựa nylon nylon 66 Nylon 66 làm hai monome có chứa nguyên tử carbonNgoài nylon 6.6, có nhiều polyamit khác nylon 3, nylon 6, nylon 11, nylon12,… Nhìn chung Polyamit có polyme mạch cacbon dị nguyên tố, có nhóm chức [-CONH-] phân tử Nylon có hành trình phát triển thật dài, từ lần người biết đến năm 1934.Nylon 6.6 loại sợi tiên phong điều chế từ chất vô than đá, nước, không khí Nhưng phải vài năm sau sản phẩm thương mại ứng dụng.Và không lâu sau biết đến rộng rãi, dành nhiều quan tâm nhà khoa học không ngừng cải tiến phát triển.Đến năm 2010 sản xuất toàn giới đạt triệu Thị trường Fibre đại diện 55% nhu cầu năm 2010 với nhựa nhiệt dẻo kỹ thuật phần lại.Nylon 66 thường sử dụng độ bền học cao, độ cứng, độ ổn định tốt nhiệt / kháng hóa.Nó sử dụng sợi để dệt thảm phận đúc Đối với hàng dệt, sợi bán nhãn hiệu khác nhau, ví dụ Cordura thương hiệu cho hành lý, sử dụng túi khí, may mặc cho sợi thảm thương hiệu Ultron Nylon 66 vay để làm cho đối tượng cấu trúc 3D, chủ yếu ép tìm kiếm sử dụng rộng rãi ứng dụng tự động mui xe tản nhiệt xe tăng cuối, bìa rocker, đa tạp lượng không khí, chảo dầu nhiều phận kết cấu khác.Chẳng hạn bóng mang lồng, yếu tố điện, cách nhiệt, đường ống, hồ sơ mối quan hệ máy parts.zip khác nhau, băng tải, ống, vũ khí polymer đóng khung Chính việc tìm hiểu nguyên tắc tổng hợp công nghệ tổng hợp nylon 66 quan trọng sinh viên ngành Hóa Dầu nói riêng đất nước nói chung, việc giúp sinh viên nắm vững kiến thức môn học,mà NHÓM 13: SẢN XUẤT NYLON 66 Page TIỂU LUẬN MÔN HỌC giúp am hiểu sơ đồ công nghệ, đưa phát thú vị Thông thường Nylon 66 sản phẩm trình trùng ngưng axit adipic với hexamethylene diamine: n n + 2n H2O Ngoài người ta tổng hợp cách phản ứng clorua axit với hexametylen điamin n n n + 2n HCl Hiện nylon 66 sử dụng nhiều đời sống có nhiều công nghệ tạo chất trung gian sản xuất nylon được thương mại hóa Phải kể đến công ty Du Pont, BASF, DSM, Rhodia Solutia Ở Việt Nam chưa có nhà máy sản xuất Nylon 66 mà phải nhập hãng NHÓM 13: SẢN XUẤT NYLON 66 Page TIỂU LUẬN MÔN HỌC CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ NYLON 66 1.1 Cấu trúc Công thức hoa học nylon 66: Ở nhiệt độ thường Nilon 66 tồn trạng thái kết tinh phần, song kết tinh có kéo giãn O O CH2 C NH CH2 CH2 CH2 CH2 NH CH2 17,2 A CH2 C CH2 CH2 C CH2 NH O Cấu trúc Nilon 66 kết tinh dạng tam tà α β Trong dạng α ổn định nên chiếu ưu cấu trúc tơ nylon a b C NHÓM 13: SẢN XUẤT NYLON 66 Page α β γ TIỂU LUẬN MÔN HỌC Dạng α Dạng β 4,9 Ǻ 4,9 Ǻ 5,4 Ǻ 8,0 Ǻ 48,50 900 17,2 Ǻ 17,2 Ǻ 770 770 63,50 670 Nhận xét: Cả dạng α β có chu kì đồng chất khác độ dài b góc α 1.2.Tính chất vật lý: Tồn dạng viên màu trắng, bột dạng sợi Nhiệt độ nóng chảy: 280oC; Nhiệt độ chuyển pha: 50oC Khối lượng phân tử khoảng 12,000-20000 g/mol Khối lượng riêng khoảng 1.09g/cm3 Có độ bền học cao; độ cứng lớn Ít bị ăn mòn hoá học; Có độ bền nhiệt độ thấp Đặc tính ma sát, chịu mài mòn tốt Cách nhiệt tốt Quá trình gia công xử lí nhanh • • • • • • • • • • • 1.3.Tính chất hóa học : Nhóm amit bị thuỷ phân tạo thành amin cacboxyl: H OH NH H+ CO OH- - NH2 + -COO H Chúng dễ bị thuỷ phân môi trường axit, bazơ làm mạch polymer thuỷ phân hoàn toàn thành monomer tạo thành chúng Thuỷ phân Nylon 66 môi trường axit bazơ: H [ NH(CH2)6NHC(CH2)4C O ]nOH H+ OH- n NH2(CH2)6NH2 O + n HOC (CH2)4 COH O O Trong trình tổng hợp Nylon 66 xảy phản ứng trao đổi tạo nên hệ cân trùng ngưng NHÓM 13: SẢN XUẤT NYLON 66 Page TIỂU LUẬN MÔN HỌC Quá trình phản ứng trao đổi xảy nhóm amit mạch polymer với nhóm chức axit amin nhóm amit với nhau: Quá trình phản ứng trao đổi xảy nhóm amit mạch polymer với nhóm chức axit amin nhóm amit với nhau: Phản ứng axit phân: NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO HO CO(CH2)4CONH(CH2)6NH NH(CH2)6NHCO(CH2)4COOH + NH(CH2)6NHCO(CH2)4CONH(CH2)6NHCO(CH2)4CO Phản ứng amin phân: NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO CO(CH2)4CONH(CH2)6NH H NH(CH2)6NHCO(CH2)4CONH(CH2)6NHCO(CH2)4CO + H2N(CH2)6NHCO(CH2)4CO Phản ứng amit phân: NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO CONH(CH2)6NH NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO CONH(CH2)6NH NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO CO(CH2)4CO NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO CO(CH2)4CO 1.4 Ứng dụng thực tế Ngày nylon 66 có ứng dụng nhiều đời sống công nghiệp Tơ nylon 66 có tính dai, bền, mềm óng mượt, thấm nước, mau khô, bền với nhiệt, axit, kiềm Dùng dệt vải, may mặc, vải lót săm lốp xe, bít tất, dây cáp, dây dù, đan lưới… Trong may mặc tơ Nylon ngày sử dụng rộng rãi quan tâm nhiều dần thay loại vải dệt thủ công, số lượng ít, màu sắc đơn điệu… loại polyme có chất lượng cao, màu sắc phong phú, đáp ứng cầu sử dụng, thẩm mỹ người tiêu dùng… Nylon 66 ứng dụng vào việc chế tạo chi tiết máy như: • Bánh có khía, khuôn vòng bi NHÓM 13: SẢN XUẤT NYLON 66 Page TIỂU LUẬN MÔN HỌC Thiết bị ngắt điện, lõi quấn, thiết bị cạch ly điện Chế tạo nhiều chi tiết máy, chi tiết đặc biệt dễ bị ăn mòn bạc lót • Các cánh quạt bơm nước cấu khoá cửa; cánh quạt, chi tiết vỏ • • CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT Nylon 66 đươc sản xuất phản ứng trùng ngưng axit adipic hexamethylene diamine, hai monomer sản xuất phương pháp sau: NHÓM 13: SẢN XUẤT NYLON 66 Page TIỂU LUẬN MÔN HỌC Ngoài để tạo Nilon 66 người ta thực phản ứng diclorua axit axit adipic với hexametylen điamin Để phản ứng dễ dàng xảy ban đâu nên cho thêm lượng nhỏ axit để làm xúc tác cho phản ứng Khi phản ứng xảy tạo HCl lại xúc tác cho phản ứng Còn có phương hướng khác đầy đủ : Phenol Cyclohexanol Axit Adipic Cyclohexane Cyclohexan-1-ol Butadiene Diclobuten dicyanobutene Adiponitrile Muối Ammonium diamine Diclobutan Furfural Furan Terahydrofuran Acrylonitrile Hexamethylene diamine Ban đầu để sản xuất nylon 66 Du Pont chọn nguyên liệu đầu để sản xuất monomer: • Phenol để sản xuất axit adipic • Furfural để sản xuất hexamethylene diamine NHÓM 13: SẢN XUẤT NYLON 66 Page TIỂU LUẬN MÔN HỌC Tuy nhiên ngày phương pháp gần không sử dụng công nghiệp lý sau: Với chuyển hóa nguyên liệu sử dụng phenol, phenol không sẵn có mà cần phải tổng hợp Có phương pháp tổng hợp phenol như: sunfo hóa benzene, clo hóa benzene, oxyclo hóa benzene, oxy hóa cumene oxy hóa toluene Trong phương pháp sản xuất phenol cách oxy hóa cumene cho giá trị kinh tế trình cần phải sản xuất cumene nên để sản xuất phenol cần nhiều trình phức tạp phí sản xuất lớn nên hiệu kinh tế không cao Với chuyển hóa thứ nguyên liệu Furfural rẻ hiệu suất không cao, với lượng nguyên liệu lớn mà thu sản phẩm nên phương pháp không giá trị Ta từ nguyên liệu ban đầu butadiene để sản xuất monomer cho tổng hợp nylon 66, nhiên hợp chất trực tiếp mà cần điều chế Có phương pháp điều chế butadiene là: Cracking nước hydrocacbon parafin (như đồng sản phẩm trình sản xuất etylen), đề hydro hoá xúc tác n-butan n-buten (quá trình Houdry), đề hydro hoá oxi hoá n-buten (quá trình Oxo-D O-X-D) Quá trình quan trọng ba trình trình cracking nước Trong trình cracking nước, butadien đồng sản phẩm trình sản xuất etylen tinh chế trình phục hồi butadien Quá trình thực nhiệt độ cao thu butadiene không tinh khiết mà cần phải tinh chế phức tạp Hơn từ butadiene, để sản xuất axit adipic cần thực phản ứng cacbonyl hóa, điều kiện thực áp suất nhiệt độ cao phí thiết bị lớn không tối ưu Từ ta thấy trình tổng hợp monomer đạt hiệu từ cyclohexane, nguyên liệu cần tổng hợp rẻ so với phenol từ nguyên liệu điều chế trực tiếp hai momomer Nhưng thực tế ngày người ta dùng cyclohexane để tổng hợp axit adipic sử dụng phổ biến acrylonitrile để tổng hợp hexamethylene diamine NHÓM 13: SẢN XUẤT NYLON 66 Page TIỂU LUẬN MÔN HỌC Từ hình ta thấy tầm quan trọng adiponitrile tổng hợp monomer hexamethylene diamine Từ ta quan tâm đến sản phẩm sau dựa vào sản phẩm để chọn phương pháp phù hợp để tổng hợp nylon 66: • Axit adipic • Hexamethylene diamine 2.1 Hóa học trình Thực phản ứng trùng ngưng axit adipic với hexametylendiamin: Cơ chế phản ứng: Phản ứng tổng hợp Nylon6 từ axit ađipic hexametylen diamin không cần sử dụng xúc tác axit ađipic xúc tác cho phản ứng xảy • Phản ứng xảy phân tử axit adipic: Một phân tử axit ađipic nhường H nhóm cacboxyl cho phân tử axit ađipic lại: • NHÓM 13: SẢN XUẤT NYLON 66 Page 10 TIỂU LUẬN MÔN HỌC Benzene Xyclohexane Axit adipic acrylonitrile Adiponitrile Hexamethylene diamin NHÓM 13: SẢN XUẤT NYLON 66 Page 25 TIỂU LUẬN MÔN HỌC CHƯƠNG 3: SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ 3.1 Sản xuất axit adipic Mô tả lưu trình: Bước 1: Oxy hóa cyclohexane Cyclohexane kết hợp với dòng Cyclohexane tuần hoàn dòng Boric axit tuần hoàn (có chứa nước) đưa vào phần tháp oxy hóa, không khí đưa vào đáy tháp Có hai tháp oxy hóa làm việc nối tiếp cần gia nhiệt đáy tháp hồi lưu đỉnh Khí khỏi tháp oxy hóa đưa qua tháp hấp thụ nhả hấp thụ để thu hồi lại cyclohexane chưa phản ứng hết khí dư thải NHÓM 13: SẢN XUẤT NYLON 66 Page 26 TIỂU LUẬN MÔN HỌC Lỏng từ đỉnh tháp oxy hóa bơm kết hợp dòng lỏng tuần hoàn từ thiết bị ly tâm đưa đến tháp thủy phân, nước thêm vào, mục đích tháp để tách phần vô (axit boric) phần hữu (như hỗn hợp Ol/One, axit adipic) Sau đáy tháp bơm đưa đến tháp tách pha với axit boric Ở pha hữu vô tách ra, pha vô đưa đến tháp tách tinh chế axit boric, phần sản phẩm đỉnh chứa nước khí sót đưa ngưng tụ tách khí, nước ngưng đưa trở lại tháp thủy phân Sản phẩm đáy chứa axit boric lẫn nước qua thiết bị ly tâm tách nước tuần hoàn lại tháp thủy phân, axit boric làm khô với cyclohexane trộn lẫn tháp chuẩ bị axit boric trước đưa vào tháp oxy hóa Pha hữu đưa đến thiết bị rửa nước để loại bỏ phần vô sót sau đưa đến tháp trung hòa kiểm để tách sản phẩm phụ phản ứng oxy hóa axit hữu axit glutaric, axit succinic, axit pentanoic axit hexanoic Sản phẩm đưa qua tháp rửa nước tách muối tuần hoàn kiềm, sản phẩm đưa đến tháp chưng thu hồi cyclohexane, có hai tháp chưng làm việc nối tiếp, tháp áp suất thường tháp áp suất chân không Sau tách cyclohexane hai tháp chưng, đưa sản phẩm vào tháp chưng để tinh chế hỗn hợp Ol/One, tháp chưng chân không sản phẩm đáy sản phẩm nặng, sản phẩm đỉnh chứa Ol/One đưa đến tháp oxy hóa bước Bước 2: Oxy hóa thành axit adipic Axit nitric đưa đến tháp chuẩn bị xúc tác, xúc tác bao gồm Ammonium metavanadate (NH4VO3) miếng đồng nhỏ Sau bơm với dòng Ol/One từ bước dòng axit nitric tinh khiết tuần hoàn vào tháp oxy hóa Dòng nguyên liệu điều chỉnh tỷ lệ axit nitric Ol/One 5/1 xúc tác chiếm 0.2% khối lượng(25) NHÓM 13: SẢN XUẤT NYLON 66 Page 27 TIỂU LUẬN MÔN HỌC Có hai tháp phản ứng làm việc nối tiếp phản ứng tỏa nhiệt mạnh nên cần giải nhiệt cách lấy sản phẩm ra, làm lạnh tuần hoàn phần lại tháp Tháp làm việc 60 đến 800C tháp thứ hai 1000C hỗn hợp Ol/One tinh khiết có Cyclohexanol hiệu suất đạt 92 đến 96% mol theo axit adipic (26) Axit adipic đáy tháp kết hợp sản phẩm đáy tháp chưng tách phần nhẹ đưa đến tháp kết tinh thứ nhất, tháp có tuần hoàn ngoài, làm việc độ chân không, sau đưa đến thiết bị ly tâm, có bổ xung thêm nước tách hai phần, phần chứa axit nitric không tinh khiết đưa tháp chưng tách axit nitric, phần chứa sản phẩm tiếp tục qua tháp hòa tan đưa vào tháp kết tinh thứ hai, tháp có tuần hoàn làm việc độ chân không Sau đưa qua thiết bị ly tâm, sau qua thiết bị làm khô tách axit adipic Phần nhẹ đưa lại tháp chưng tách phần nhẹ (axit glutaric succinic) sản phẩm đáy lại trộn với sản phẩm đáy tháp oxy hóa để đưa vào tháp kết tinh thứ Ở tháp oxy hóa có tạo khí N2O NO, NO2 nên cần tách ra, người ta đưa qua tháp rửa axit nitric để hấp thụ khí NO NO người ta thổi không khí vào để kéo khí N2 N2O không bị hấp thụ ra, phần lỏng đưa đến tháp chưng tách axit nitric Tháp làm việc áp suất chân không, sản phẩm đỉnh phần đưa lại tháp rửa axit nitric, phần đưa đến tháp hòa tan với phần hữu tháp tách Sản phẩm đáy đưa qua tháp tinh chế axit nitric, sản phẩm đỉnh axit nitric tinh khiết đưa lại tháp oxy hóa Phần đáy chia làm hai dòng, dòng đưa vào tháp tách dòng kết hợp phần đáy tháp oxy hóa, phần đáy tháp chưng phần nhẹ đưa vào tháp kết tinh thứ Ở tháp tách, phần vô quay lại tháp tinh chế axit nitric, phần hữu đưa đến tháp hòa tan NHÓM 13: SẢN XUẤT NYLON 66 Page 28 TIỂU LUẬN MÔN HỌC Có hai tháp hòa tan, tháp kết tinh nhằm mục đích tách xử lý sản phẩm phụ trước đưa vào tháp kết tinh thứ 3.2 Hexamethylene diamin Miêu tả sơ đồ Hình mô tả sơ đồ công nghệ sản xuất hexamethylene diamine từ adiponitrile Rhone-Poulenc Xúc tác dạng huyền phù xút bơm vào tháp oxy hóa Hydro hydro tuần hoàn nén lại, Adiponitrile đưa vào tháp hydro hóa Phản ứng thực pha lỏng, khí dư từ đỉnh tháp phần tuần hoàn lại phẫn xả Sản phẩm pha lỏng với xúc tác kiềm đưa qua hai thiết bị lọc, sau qua thiết bị lọc thứ nhất, tách xúc tác phần chứa sản phẩm bơm qua tháp chưng đẳng phí, phần đưa tiếp vào thiết bị lọc thứ hai Sau lọc thiết bị thứ hai, hỗn hợp đưa qua tháp rửa nước để tái sinh xúc tác Một phần dung dịch khỏi tháp rửa bơm lại thiết bị lọc thứ phần đưa lại tháp phản ứng với kiềm bổ xung Ở tháp chưng đẳng phí người ta thêm nước vào, đỉnh tháp thu hỗn hợp nước hexamethylen diimine Sau làm lạnh ngưng tụ, đưa vào tháp tách pha phân hai pha, pha nước đưa lại tháp chưng đẳng phí pha lỏng hexamethylen diimine loại bỏ Sản NHÓM 13: SẢN XUẤT NYLON 66 Page 29 TIỂU LUẬN MÔN HỌC phẩm đỉnh tháp chưng đẳng phí chứa hexamethylene diamine, adiponitrile, 1,2-diaminocyclohexanne, nước…và phần nặng bổ xung nước đưa đến tháp chưng tách hexamethylene diamine Tháp tách hexamethylene diamine làm việc độ chân không Ở sản phẩm đỉnh chứa hexamethylene diamine, 1,2-diaminocyclohexanne, nước đưa đến tháp tách sản phẩm trung bình Sản phẩm đáy chứa phần nặng, adiponitrile phần hexamethylene diamine đưa đến tháp tinh chế Ở tháp tách sản phẩm trung bình làm việc độ chân không, sản phẩm đỉnh thu 1,2-diaminocyclohexanne, nước sản phẩm đáy chứa nhiều hexamethylene diamine đưa trở lại tháp tách hexamethylene diamine Ở sản phẩm đáy tháp tách hexamethylene diamine giàu hexamethylene diamine đưa qua tháp tinh chế để tách phần nặng thu hexamethylene diamine đỉnh tháp Tháp làm việc độ chân không 3.3 Sản xuất nylon 66: Như ta biết tổng hợp nylon 66 từ hai monomer axit adipic hexamethylene diamine sử dụng phổ biến công nghiệp phương pháp sản xuất gần độc quyền Như trình bày chương hai, quy trình sản xuất nylon 66 trải qua bốn giai đoạn là: • • • • Chuẩn bị muối nylon (Nylon 66 salt) Thực phản ứng trùng ngưng (polycondensation) Nung chảy sản phẩm (Melting) Quá trình phun tạo tơ (extrusion) Sơ đồ khối trình thể hình đây: NHÓM 13: SẢN XUẤT NYLON 66 Page 30 TIỂU LUẬN MÔN HỌC 3.3.1 Chuẩn bị muối nylon 66 (Nylon 66 salt) Khi thực tổng hợp nylon 66, axit adipic kết hợp với hexamethylene diamine tạo thành muối amino axit nước, muối muối hexamethylenediamine adipate, NHÓM 13: SẢN XUẤT NYLON 66 Page 31 TIỂU LUẬN MÔN HỌC người ta gọi muối nylon (nylon salt) “muối N” (N salt) Và tạo muối thiết bị phản ứng người ta tách nước để phản ứng xảy tốt Các muối hình thành tồn dạng tinh thể màu trắng, người ta sử dụng thiết bị ly tâm để tách chúng sử dụng methanol để rửa Sau chứa chúng vào thùng chứa trước thực phản ứng trùng ngưng Mô tả sơ đồ trình thường gắn liền với trình trùng ngưng nên phần thực phản ứng trùng ngưng nêu chi tiết lưu trình 3.3.2 Thực phản ứng trùng ngưng (polycondensation) Các muối Nylon kết hợp lại tùy ý làm bay nước Chính nylon 66 hình thành ta thực nhiệt độ cao áp suất để làm bay nước tránh ngưng tụ tạo pha rắn Người ta cho thêm axit axetic vào hỗn hợp phản ứng chất ổn định pH Tuy nhiên phản ứng tiêu thụ nhiều lượng điều chỉnh hệ số tỷ lượng amine bay hình thành nước Như bay hay hình thành làm thay đổi hệ số tỷ lượng amine bay hơi, làm nhiễm bẩn dòng sản phẩm trình sản xuất Ngoài thực áp suất cao nhiệt độ cao nguyên nhân làm giảm chất lượng sản phẩm tính chất học màu Người ta sục nito tinh khiết (chỉ chứa khoảng 0.005% oxy) vào tháp phản ứng trước phản ứng để làm tạp chất để tránh suy giảm chất lượng sản phẩm đổi màu chúng NHÓM 13: SẢN XUẤT NYLON 66 Page 32 TIỂU LUẬN MÔN HỌC NHÓM 13: SẢN XUẤT NYLON 66 Page 33 TIỂU LUẬN MÔN HỌC Miêu tả chi tiết lưu trình Hexamethylene diamine (HDME) có chứa 10% khối lượng nước chuẩn bị từ nguồn 151 bột axit adipic chuẩn bị từ nguồn 152 Hai nguyên liệu đưa liên tục vào tháp khuấy trộn phản ứng 101 theo đường ống 110 111 Ở thiết bị phản ứng 101 này, hỗn hợp M1 bao gồm 81% khối lượng axit adipic 19% khối lượng hexexamethylene diamine Nước chứa phần nhỏ hỗn hợp (khoảng 7% khối lượng) nhiệt độ hỗn hợp trì 126 0C (33) Hỗn hợp M1 đưa đến hai tháp phản ứng có khuấy trộn riêng lẻ 104 105 qua đường ống 102 103 Thực chất hỗn hợp đưa đến thùng chứa để đảm bảo hình thành nhiều sản phẩm dẻo sau đưa đến tháp phản ứng 104 105 Ở thiết bị phản ứng 104, nhiệt độ trì 2280C, áp suất 15 bar lưu lượng dòng qua đường ống 102 41kg/h Trong thiết bị phản ứng dung dịch HDME với 10% nước đưa qua đường ống 112 từ nguồn 151, tỷ lệ dòng điều chỉnh nhằm mục đích tạo hỗn hợp M2 tháp 104 với tỷ lệ axit amine 1.03 (34) Tỷ lệ axit/amine xác định liên tục tháp phản ứng 104 Như minh họa hình, dòng tháp phản ứng phân tích phương pháp hồng ngoại gần (Near InfraRed hay NIR) Kết phân tích giúp điều khiển tỷ lệ dòng hỗn hợp M1 dòng HDMA tháp phản ứng 104 Thời gian lưu thiết bị phản ứng 104 khoảng 48 phút, sau qua đường ống 106 tách bỏ nước để phản ứng xảy ra, tốc độ loại nước 7.6 kg/h Hỗn hợp M2 khỏi tháp 104 tiền amide hỗn hợp axit adipic/HDME, giàu axit(35) Một hỗn hợp tiền amide thứ hai hỗn hợp M3 chuẩn bị tháp phản ứng 105 Hỗn hợp M3 tạo thành tháp 105 với hai nguồn hỗn hợp M1 HDME từ nguồn 151 qua đường ống 113 Tỷ lệ axit/amine hỗn hợp NHÓM 13: SẢN XUẤT NYLON 66 Page 34 TIỂU LUẬN MÔN HỌC trì 0.98 nhờ điều khiển tháp 104 Nhiệt độ tháp trì nhiệt độ tháp 104 Nước tháp loại bỏ(36) Hỗn hợp M2 M3 đưa qua thiết bị trộn sơ 108, thùng có khuấy Sau đưa qua thiết bị phản ứng trùng ngưng 107, nhiệt độ trì 2480C áp suất 17.5 bar Ở thiết bị phản ứng này, tỷ lệ hỗn hợp M2/M3 điều khiển tùy theo đặc điểm nylon cần sản xuất Tuy nhiên khác biệt tỷ lệ miền nồng độ axit amine dòng tháp 107 50 meq/kg Điều chỉnh tỷ lệ M2/M3 sử dụng điều khiển thiết bị phản ứng 104(37) Thời gian lưu thiết bị trùng ngưng 107 30 phút Và nước loại bỏ nhờ dòng tháo nhờ van 109 lưu lượng dòng thải 4.5 kg/h Đương ống 114 để tháo sản phẩm cho phép trình amide hóa xảy tốt nhiệt độ phản ứng loại bỏ Lưu lượng dòng đường ống 114 102 kg/h(38) 3.3.3 Nung chảy sản phẩm (melting) Sau phản ứng trùng ngưng xảy ra, sản phẩm sau làm sạch, phần có độ nhớt thấp loại bỏ nhờ dòng khí Nito Sản phẩm có độ nhớt yêu cầu qua thiết bị kéo khuôn thành dải ruy băng (ribbon) Sau đưa đến thiết bị chopper, sản phẩm hóa rắn làm lạnh sau cắt thành mảnh nhỏ (small chips) làm khô Khi nylon 66 tồn dạng nhựa vô đinh hình đưa đến thiết bị nấu chảy sản phẩm (melting) Người ta dùng dầu dowtherm để cấp nhiệt, chip nấu chảy dòng khí nito đưa vào áp suất cao Ở đáy thiết bị nấu chảy có phận lọc, sau sản phẩm đưa đến thiết bị melt spinning machine để tiến hành tạo tơ 3.3.4 Quá trình tạo tơ (extrusion) Hình mô tả chi tiết trình tạo tơ, trình giống với nylon nylon 66 Sản phẩm đưa kéo sợi chia làm hai phần, phần staple fibres (sợi chủ yếu) đưa đến thiết bị spinning, làm lạnh hóa rắn thành sợi tơ đưa qua lubricanting (bôi trơn) sau đưa đến sub-tow (thiết bị NHÓM 13: SẢN XUẤT NYLON 66 Page 35 TIỂU LUẬN MÔN HỌC phụ kéo tơ) Sau đưa qua thiết bị kéo tơ drawing, nylon 66 kéo thành sợi dài qua thiết bị crimping để uốn thành nếp cuối qua thiết bị cutting để cắt thành sợi có kích thước cần sản xuất đóng thành kiện (baling) đưa sử dụng Các sợi nhỏ (filament yarn) có hai trình kéo sợi, trình bước (1step) trình hai bước (2-step) Công nghệ bước, sản phẩm đưa qua thiết bị spinning tưng tự sản phẩm staple fibres, sau qua lubricating qua thiết bị kéo tơ drawing qua thiết bị quấn thành cuộn (winding) trước bán thị trường Công nghệ hai bước thực bước đầu công nghệ bước, sau trình winding, qua tiếp trình quay cuộn (spinning bobbin) sau kéo lại sợi tơ sau quấn thành cuộn trước đem tiêu thụ thị trường NHÓM 13: SẢN XUẤT NYLON 66 Page 36 TIỂU LUẬN MÔN HỌC NHÓM 13: SẢN XUẤT NYLON 66 Page 37 TIỂU LUẬN MÔN HỌC KẾT LUẬN Ứng dụng nylon 66 công nghiệp kinh tế quốc dân bất tận, tiếp tục nghiên cứu phát triển hướng ứng dụng mới, cải tiến công nghệ ngày tối ưu hơn.Ngoài việc có đặc tính ưu việt : dai, bền, mượt mà, chịu mài mòn cực tốt chúng lại bền với nhiệt axit, kiềm, Nên trình sử dụng tránh nhiệt, sử dụng môi trường khắc nghiệt thường xuyên tiếp xúc với tác nhân oxy hóa axit… Thật vai trò to lớn nên việc tìm hiểu chất hóa học, lý học, sơ đồ công nghệ sản xuất thiết thực hữu ích Một lần ứng dụng lý thuyết học từ môn học Công Nghệ Tổng Hợp Các Hợp Chất Trung Gian, khả đọc phân tích ưu nhược điểm sơ đồ công nghệ.Nhìn chung tiểu luận giải vấn đề sau: • • • Tổng Quan nylon 66 Phân tích, sâu chất lý hóa monomer thành phần Đưa phân tích sơ đồ công nghê monomer,tìm ưu nhược,đưa • công nghệ tối ưu Phân tích chi tiết sơ đồ công nghệ sản xuất nylon66 Tuy nhiên thời gian làm tiểu luận không nhiều,công thêm hạn chế mặt tài liệu, không tránh khỏi thiếu sót.Nhóm mong nhận đóng góp cô bạn để tiểu luận hoàn thiện Nhóm chúng em xin cảm ơn! TÀI LIỆU THAM KHẢO NHÓM 13: SẢN XUẤT NYLON 66 Page 38 TIỂU LUẬN MÔN HỌC Nguyễn Hồng Liên Phạm Thanh Huyền,2006.Công nghệ tổng hợp hữu hóa dầu.Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nôi Hoàng Trọng Yêm,Nguyễn Thị Thanh,Dương Văn Tuệ,Vũ Đào Thắng Hồ Công Xinh,2002.Hóa học hữu cơ,tập 3.Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Hà Nội James G Speight Petrochemical and Process Design HandBook Alexandre C.Dimian and Costin Sorin Bildea Chemical Process Design Alain CHAUVEL,Gilles LEFEBVRE Petrochemical Process &2 NHÓM 13: SẢN XUẤT NYLON 66 Page 39