Công nghệ sản xuất PC Poly cacbonat Tiểu luận Công nghệ tổng hợp hợp chất trung gian Nguyễn Hồng Liên ĐHBKHN

Công nghệ sản xuất PC Poly cacbonat Tiểu luận Công nghệ tổng hợp hợp chất trung gian Nguyễn Hồng Liên ĐHBKHN Công nghệ sản xuất PC Poly cacbonat Tiểu luận Công nghệ tổng hợp hợp chất trung gian Nguyễn Hồng Liên ĐHBKHN Công nghệ sản xuất PC Poly cacbonat Tiểu luận Công nghệ tổng hợp hợp chất trung gian Nguyễn Hồng Liên ĐHBKHN Công nghệ sản xuất PC Poly cacbonat Tiểu luận Công nghệ tổng hợp hợp chất trung gian Nguyễn Hồng Liên ĐHBKHN

Trang 1

Nội Dung

 Tổng quan về Polycarbonat (PC)

 Nguyên Liệu và PTPƯ

 Công nghệ sản xuất PC sử dụng phosgen

 Công nghệ sản xuất PC không sử dụngphosgen

So sánh và lựa chọn công nghệ

Kết luận

Trang 2

Tổng quan về Polycarbonates

www.website.com

Giới thiệu Lịch sử phát triển

Tính chất của polycarbonate

Ứng dụng

Tình hình sản xuất và tiêu thụ

Giới thiệu Polycarbonates

Trang 3

• Polycarbonates (PC) được biết đến với tênthương mại như Lexan, Makrolon, Makroclear

và một số tên khác là một polyme nhiệt dẻo

• Polycarbonate là một trọng lượng nhẹ, rất linhhoạt, bền, chịu nhiệt, chống vỡ, và formablenhiệt dẻo trong suốt

Trang 4

Lịch sử phát triển

• Có nguồn gốc từ BPA được phát hiện

tại Bayer bởi Tiến sĩ Hermann Schnell vào

năm 1953 và ngay tại General Electric

của Daniel Fox

• Sản xuất thương mại polycarbonate của Bayer

AG bắt đầu ở Đức vào năm 1958, và ở Hoa Kỳvào năm 1960

Trang 5

Tính chất của polycarbonate

Polycarbonate (PC) là một axit

polycarbonic tuyến tính chuẩn bị ester

từ phenol dihydric

Trang 8

• Tính chất khác

 Nhiệt độ nóng chảy (Tm): 155 o C (311oF)

 Nhiệt độ thủy tinh chuyển tiếp: 147 o C (297oF)

 Giới hạn làm việc trên: 115 o C – 130oC

 Giới hạn làm việc dưới: -40 o C

 Nhiệt dung riêng: 1,2-1,3 kJ/kg

 Cường độ điện môi: 15-67 kV/mm

Trang 10

sẽ đạt 2 triệu tấn vào năm 2015

Châu Âu

Đức là nhà sản xuất chính của polycarbonate ở châu Âu: khoảng 40% tổng sản lượng châu Âu được sản xuất ở đây

Trang 11

Nguyên liệu sản xuất Polycarbonat (PC)

Phương trình phản ứng tổng hợp Polycarbonat HOCR2-X-CR2OH + COCl2 → 1/n [OCR2-X-CR2OC(O)-]n + 2 HCl.

Bisphenol A (BPA)

- Bisphenol A (BPA) tên gọi khác của 4,4’-dihydroxydiphenyldimethylmetan

- Công thức hóa học C15H16O2

- Khối lượng phân tử M=228,29.

- Công thức cấu tạo:

Trang 12

1 Tính chất

Tỉ trọng ở 20 o C 1.04 g/cm 3

Tỉ trọng ở 160 o C 1.065g/cm 3

Nhiệt độ sôi ở áp suất 101.3 kPa 360 o C

Nhiệt độ bay hơi ở 101.3 kPa 404J/G

Điểm chớp cháy 227 o C

Nhiệt độ đánh lửa 519 o C

Tan trong nước ở 83 o C 0.344% khối lượng

Tan trong axeton,rượu Tốt

Tan trong methylen cloride 1% khối lượng

Trang 13

2 Ứng dụng.

 Đĩa CD, DVD, BLU-RAY, và đĩa khác.

 Đèn mái nhà

 Phủ ngoài cho tấm pin mặt trời

 Module mái trong xe ô tô

 Kính an toàn và kính che mặt bảo vệ

3 Các nhà máy sản xuất trên thế giới.

 Bayer Polyme Paytown, Texas

 Dow Chemical Freeport, Texas

 Sabic Innovative Plastics Burkeville, Alabama

 HEXION Hóa chất Haverhill Ohio

 Kesar Loteparhuram, Ấn Độ

 Mitsubishi hóa chất Ltd.

Trang 14

4 Sản xuất Bisphenol A(BPA).

Trang 15

CÔNG NGHỆ SỬ DỤNG XÚC TÁC HCl

Trang 16

CÔNG NGHỆ XÚC TÁC NHỰA TRAO ĐỔI ION

Trang 17

- Tên gọi theo IUPAC : Cacbonnyl dichloride

- Tên gọi khác oxit dichloride carbon,

Chloroformyl clorua…vv

- công thức hóa học COCl2 :

Trang 18

1 Tính chất.

Khối lượng phân tử (g mol -1 ) 98.92

Dáng vẻ bên ngoài Khí không màu

Trang 19

2 Ứng dụng của phosgene.

- Một lượng đáng kể phosgene được dùng cho phản ứng với bisphenol A (BPA) để điều chế các polycarbonate, là hợp chất quan trọng trong kỹ thuật chế tạo plastic nhiệt dùng làm thấu kính hay kính đeo mắt:

HOCR2-X-CR2OH + COCl2 → 1/n [OCR2-X-CR2OC(O)-]n + 2 HCl

- Khi phản ứng với nước, phosgene tạo ra CO2 và HCl

COCl2 + H2O → CO2 + 2 HCl

- Ở trạng thái khí, phosgene phản ứng với NH3 tạo Urea

COCl2 + 4 NH3 → CO(NH2)2 + 2 NH4Cl

- Thiên nhiên

Phosgene là một tác nhân ngạt đôi Một thời gian chiến tranh người Đức đã sử dụng phosgene đôi như một vũ khí hóa học.

Trang 20

3 Sản xuất phosgene

Công nghiệp, phosgene được tạo ra bằng cách lọc

carbon monoxide và clo khí qua lớp xốp than hoạt tính, phục

vụ như là một chất xúc tác:

CO + Cl 2 → COCl 2 (ΔH = rxn -107.6kJ / mol)

Phản ứng toả nhiệt, do đó các lò phản ứng phải được

làm lạnh Thông thường, phản ứng được tiến hành từ 50 đến

150 ° C Trên 200 ° C, phosgene trở lại trạng carbon

monoxide và clo, K eq (300K) = 0,05 Thế giới sản xuất của hợp chất này được ước tính là 2.74 triệu tấn trong năm 1989.

Trang 21

5 Nguyên liệu thay thế phi phosgene

Quá trình phi phosgene đầu tiên trên thế giới sử

dụng CO2 là nguyên liệu ban đầu thành công trong việc phát triển và công nghiệp hóa của Asahi Kasei Corp The Asahi Kasei Quy trình cho phép sản xuất có năng suất cao của chất lượng cao PC có tính chất tuyệt hảo và độ tinh khiết cao

Trang 22

Công nghệ sản xuất PC

CN Mistubishi Gas chemical

Đặc điểm của công nghệ:

• Sản xuất PC bằng hợp chất hydroxyl và phosgene

• Công nghệ chỉ sử dụng 1 thiết bị thùng cánh

khuấy và 1 thiết bị phản ứng dạng ống

• Quá trình sản xuất trải qua 2 giai đoạn:

1 Xảy ra trong thiết bị phản ứng dạng ống, chủ yếu

để chuyển hóa dihydroxyl thành – OCOCl- bằng quá trình photgen hóa.

Trang 23

2 Diễn ra trong thiết bị phản ứng dạng thùng

có cánh khuấy nhằm tạo ra các oligomer PC với khối lượng phân tử tương đối thấp qua 2-

20 phản ứng trùng hợp liên tiếp

Trang 24

Nhiệt độ thiết bị phản ứng : 200C.

Quá trình polymer hóa diễn ra trong 30 phút

Trang 26

Chú thích :

1 : Dihydroxyl 2 : NaOH 3 : Phosgen.

4 : Dung môi hữu cơ.(CH2Cl2)

5 : Thiết bị phản ứng dạng ống

6 : Thiết bị phản ứng dạng thùng.

7 : Sản phẩm 8 : Cánh khuấy.

9 : Vỏ trao đổi nhiệt 10 : Cửa nước vào.

11 : Cửa hơi ra 12 : Bơm tuần hoàn.

13 : Thiết bị làm mát

14, 15 : Đường nước làm mát ra, vào.

16, 17 : Đường tháo sản phẩm.

Trang 27

Công nghệ Bayer Aktiengesellschaft

Sản xuất polycarbonate dạng hạt có độ tinh khiết cao và siêu tinh khiết do sử dụng nhiều thiết bị phân tách liên tiếp.

Độ tinh khiết của PC lên đến 99,5 % sau 4 lần phân tách

- Công nghệ:

Trang 30

Sơ đồ tổng quan sản xuất Polycarbonat

Trang 31

Công nghệ sản xuất PC không sử dụng phosgen

1 Phương pháp tổng hợp PC của Asahi Kasei

Trang 32

 Giai đoạn tổng hợp Etylene Carbonate (EC)

Trang 33

 Giai đoạn tổng hợp Diphenyl Carbonate (DMC)

Trang 34

 Giai đoạn tổng hợp Dimethyl Carbonate (DPC)

Trang 35

Trang 36

Công nghệ sản xuất PC không sử dụng

phosgen

 Giai đoạn tổng hợp Polycarbonate (PC)

• Quá trình SSP

Trang 37

• Quá trình trùng hợp pha nóng chảy

Trang 38

2 Công nghệ của Mitsubishi Chemical Corporation

Trang 39

So sánh lựa chọn công nghệ

Trang 40

Kết luận

Sự phát hiện và đưa PC vào cuộc sống của con người đóng một vai trò quan trọng trong công nghệ và sự phát triển không ngừng của xã hội.Các nhà khoa học và các nhà sản xuất đang hướng tới năm 2015 sẽ phát triển và mở rộng quy mô sản xuất để cung cấp

đủ lượng PC cho nhu cầu sử dụng của con người.tuy nhiên

những ảnh hưởng tiêu cực của nó đến sức khỏe con người đang

là lời cảnh báo cho các quốc gia về việc sử dụng các đồ dung chứa PC trong đời sống thường ngày Các công nghê trên thế

giới sản xuất PC và các monomer phosgene và Bisphenol A Tuy cả nhóm đã rất cố gắng nhưng không thể tránh khỏi sai sót

và chưa được trọn vẹn, mong được cô giáo và các bạn góp ý để bài học được hoàn hảo hơn Xin chân thành cảm ơn.!.

Trang 41

Nội Dung

Kết luận

Trang 42

www.website.com

Ứng dụng

Trang 43

Trang 44

của Daniel Fox

Trang 45

Trang 48

Trang 50

sẽ đạt 2 triệu tấn vào năm 2015

Châu Âu

Đức là nhà sản xuất chính của polycarbonate ở châu Âu: khoảng 40% tổng sản lượng châu Âu được sản xuất ở đây

Trang 51

Nguyên liệu sản xuất Polycarbonat (PC)

Phương trình phản ứng tổng hợp Polycarbonat HOCR2-X-CR2OH + COCl2 → 1/n [OCR2-X-CR2OC(O)-]n + 2 HCl.

Bisphenol A (BPA)

- Bisphenol A (BPA) tên gọi khác của 4,4’-dihydroxydiphenyldimethylmetan

- Công thức hóa học C15H16O2

- Khối lượng phân tử M=228,29.

- Công thức cấu tạo:

Trang 52

1 Tính chất

Tỉ trọng ở 20 o C 1.04 g/cm 3

Tỉ trọng ở 160 o C 1.065g/cm 3

Nhiệt độ bay hơi ở 101.3 kPa 404J/G

Điểm chớp cháy 227 o C

Nhiệt độ đánh lửa 519 o C

Tan trong nước ở 83 o C 0.344% khối lượng

Tan trong axeton,rượu Tốt

Tan trong methylen cloride 1% khối lượng

Trang 53

2 Ứng dụng.

 Đĩa CD, DVD, BLU-RAY, và đĩa khác.

 Đèn mái nhà

 Phủ ngoài cho tấm pin mặt trời

 Module mái trong xe ô tô

 Kính an toàn và kính che mặt bảo vệ

3 Các nhà máy sản xuất trên thế giới.

 Bayer Polyme Paytown, Texas

 Dow Chemical Freeport, Texas

 Sabic Innovative Plastics Burkeville, Alabama

 HEXION Hóa chất Haverhill Ohio

 Kesar Loteparhuram, Ấn Độ

 Mitsubishi hóa chất Ltd.

Trang 54

4 Sản xuất Bisphenol A(BPA).

Trang 55

CÔNG NGHỆ SỬ DỤNG XÚC TÁC HCl

Trang 56

CÔNG NGHỆ XÚC TÁC NHỰA TRAO ĐỔI ION

Trang 57

- Tên gọi theo IUPAC : Cacbonnyl dichloride

- Tên gọi khác oxit dichloride carbon,

Chloroformyl clorua…vv

- công thức hóa học COCl2 :

Trang 58

1 Tính chất.

Khối lượng phân tử (g mol -1 ) 98.92

Dáng vẻ bên ngoài Khí không màu

Trang 59

2 Ứng dụng của phosgene.

- Một lượng đáng kể phosgene được dùng cho phản ứng với bisphenol A (BPA) để điều chế các polycarbonate, là hợp chất quan trọng trong kỹ thuật chế tạo plastic nhiệt dùng làm thấu kính hay kính đeo mắt:

HOCR2-X-CR2OH + COCl2 → 1/n [OCR2-X-CR2OC(O)-]n + 2 HCl

- Khi phản ứng với nước, phosgene tạo ra CO2 và HCl

COCl2 + H2O → CO2 + 2 HCl

- Ở trạng thái khí, phosgene phản ứng với NH3 tạo Urea

COCl2 + 4 NH3 → CO(NH2)2 + 2 NH4Cl

- Thiên nhiên

Phosgene là một tác nhân ngạt đôi Một thời gian chiến tranh người Đức đã sử dụng phosgene đôi như một vũ khí hóa học.

Trang 60

3 Sản xuất phosgene

Công nghiệp, phosgene được tạo ra bằng cách lọc

carbon monoxide và clo khí qua lớp xốp than hoạt tính, phục

vụ như là một chất xúc tác:

CO + Cl 2 → COCl 2 (ΔH = rxn -107.6kJ / mol)

Phản ứng toả nhiệt, do đó các lò phản ứng phải được

làm lạnh Thông thường, phản ứng được tiến hành từ 50 đến

150 ° C Trên 200 ° C, phosgene trở lại trạng carbon

monoxide và clo, K eq (300K) = 0,05 Thế giới sản xuất của hợp chất này được ước tính là 2.74 triệu tấn trong năm 1989.

Trang 61

5 Nguyên liệu thay thế phi phosgene

Quá trình phi phosgene đầu tiên trên thế giới sử

dụng CO2 là nguyên liệu ban đầu thành công trong việc phát triển và công nghiệp hóa của Asahi Kasei Corp The Asahi Kasei Quy trình cho phép sản xuất có năng suất cao của chất lượng cao PC có tính chất tuyệt hảo và độ tinh khiết cao

Trang 62

Công nghệ sản xuất PC

CN Mistubishi Gas chemical

Đặc điểm của công nghệ:

• Sản xuất PC bằng hợp chất hydroxyl và phosgene

• Công nghệ chỉ sử dụng 1 thiết bị thùng cánh

khuấy và 1 thiết bị phản ứng dạng ống

• Quá trình sản xuất trải qua 2 giai đoạn:

1 Xảy ra trong thiết bị phản ứng dạng ống, chủ yếu

để chuyển hóa dihydroxyl thành – OCOCl- bằng quá trình photgen hóa.

Trang 63

2 Diễn ra trong thiết bị phản ứng dạng thùng

có cánh khuấy nhằm tạo ra các oligomer PC với khối lượng phân tử tương đối thấp qua 2-

20 phản ứng trùng hợp liên tiếp

Trang 64

Nhiệt độ thiết bị phản ứng : 200C.

Quá trình polymer hóa diễn ra trong 30 phút

Trang 66

Chú thích :

1 : Dihydroxyl 2 : NaOH 3 : Phosgen.

4 : Dung môi hữu cơ.(CH2Cl2)

5 : Thiết bị phản ứng dạng ống

6 : Thiết bị phản ứng dạng thùng.

7 : Sản phẩm 8 : Cánh khuấy.

9 : Vỏ trao đổi nhiệt 10 : Cửa nước vào.

11 : Cửa hơi ra 12 : Bơm tuần hoàn.

13 : Thiết bị làm mát

14, 15 : Đường nước làm mát ra, vào.

16, 17 : Đường tháo sản phẩm.

Trang 67

Công nghệ Bayer Aktiengesellschaft

Sản xuất polycarbonate dạng hạt có độ tinh khiết cao và siêu tinh khiết do sử dụng nhiều thiết bị phân tách liên tiếp.

Độ tinh khiết của PC lên đến 99,5 % sau 4 lần phân tách

- Công nghệ:

Trang 70

Sơ đồ tổng quan sản xuất Polycarbonat

Trang 71

1 Phương pháp tổng hợp PC của Asahi Kasei

Trang 72

 Giai đoạn tổng hợp Etylene Carbonate (EC)

Trang 73

 Giai đoạn tổng hợp Diphenyl Carbonate (DMC)

Trang 74

Trang 75

Trang 76

Công nghệ sản xuất PC không sử dụng

phosgen

• Quá trình SSP

Trang 77

• Quá trình trùng hợp pha nóng chảy

Trang 78

2 Công nghệ của Mitsubishi Chemical Corporation

Trang 79

So sánh lựa chọn công nghệ

Trang 80

Kết luận

Sự phát hiện và đưa PC vào cuộc sống của con người đóng một vai trò quan trọng trong công nghệ và sự phát triển không ngừng của xã hội.Các nhà khoa học và các nhà sản xuất đang hướng tới năm 2015 sẽ phát triển và mở rộng quy mô sản xuất để cung cấp

đủ lượng PC cho nhu cầu sử dụng của con người.tuy nhiên

những ảnh hưởng tiêu cực của nó đến sức khỏe con người đang

là lời cảnh báo cho các quốc gia về việc sử dụng các đồ dung chứa PC trong đời sống thường ngày Các công nghê trên thế

giới sản xuất PC và các monomer phosgene và Bisphenol A Tuy cả nhóm đã rất cố gắng nhưng không thể tránh khỏi sai sót

và chưa được trọn vẹn, mong được cô giáo và các bạn góp ý để bài học được hoàn hảo hơn Xin chân thành cảm ơn.!.

Trang 81

Nội Dung

Kết luận

Trang 82

www.website.com

Ứng dụng

Trang 83

Trang 84

của Daniel Fox

Trang 85

Trang 88

Định dạng
Số trang	120
Dung lượng	2,61 MB