Etylen Glycol Tiểu luận Công nghệ tổng hợp hợp chất trung gian Nguyễn Hồng Liên ĐHBKHN Etylen Glycol Tiểu luận Công nghệ tổng hợp hợp chất trung gian Nguyễn Hồng Liên ĐHBKHN Etylen Glycol Tiểu luận Công nghệ tổng hợp hợp chất trung gian Nguyễn Hồng Liên ĐHBKHN Etylen Glycol Tiểu luận Công nghệ tổng hợp hợp chất trung gian Nguyễn Hồng Liên ĐHBKHN
Trang 1NỘI DUNG
I TỔNG QUAN
I.1 Tình hình sản xuất I.1.1 Trên TG
I.1.2 Ở VN I.2 Nhu cầu
II GIỚI THIỆU CHUNG VỀ Ethylene Glycol II.1 Tính chất vật lý
II.2 Tính chất hóa học quan trọng II.3 Ứng dụng
III CÁC CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
III.1 Nguyên liệu III.2 Cơ sở quá trình
IV SO SÁNH CÁC CÔNG NGHỆ
Trang 2# Trên thế giới: Hàng năm cứ sản xuất được khoảng 8 triệu tấn
EO thì có 6.7 triệu tấn EG được sản xuát tương ứng
# Tại Việt Nam: Hiện chưa có nhà máy nào có thể sản xuất
Ethylene Glycol
Trang 3I TỔNG QUAN
Thị phần sản xuất trên T/G
Trang 4I.TỔNG QUAN
Chi phí và giá cả của EG (dollars/ton):
Trang 5II Giới thiệu chung về Ethylene Glycol (EG)
Công thức cấu tạo của etylen glycol : HOCH2CH2OH
Tên IUPAC : Ethane 1,2 diol
Trang 6II Giới thiệu chung về Ethylene Glycol (EG)
Một số tính chất vật lý
của MEG, DEG, TEG
& PEG được cho bởi:
Trang 7II Giới thiệu chung về Ethylene Glycol (EG)
II.2 Tính chất hóa học quan trọng
II.2.1 Các phản ứng thế của nhóm –OH
a Tác dụng với kim loại kiềm
b Phản ứng tạo phức với Cu(OH)2
Trang 8II Giới thiệu chung về Ethylene Glycol (EG)
II.2 Tính chất hóa học quan trọng
II.2.1 Các phản ứng thế của nhóm –OH
c Phản ứng với H3BO3
d .Phản ứng với axit tạo este vô cơ và hữu cơ
Trang 9II Giới thiệu chung về Ethylene Glycol (EG)
Trang 10II Giới thiệu chung về Ethylene Glycol (EG )
h Phản ứng tạo 1,4-dioxolan
Tác nhân acid
i Phản ứng tạo ete và este vô cơ và hữu cơ
j Phản ứng giữa etylen glycol và axit terephtalic tạo polyeste có ứng
dụng quan trọng
PET
Trang 11II Giới thiệu chung về Ethylene Glycol (EG)
k Phản ứng epoxy hóa
l phản ứng tạo natri ethylene glycolat
Trang 12Ứng dụng của MEG
Trang 13Ứng dụng
DEG
• Sản xuất Polyurethanes, Polyesters, chất làm mềm, chất làm dẻo, sử dụng trong sấy khí, dung môi…
Trang 14III Công nghệ sản xuất
III.1 Nguyên liệu
Nguyên liệu: EthylenE oxyde.
Ethylene oxyde được sản xuất chủ yếu từ ethylene Nguồn cung cấp ethylene chính là từ quá trình steam cracking phân đoạn naphta hoặc khí tự nhiên.
III.1 Phương pháp chính thủy phân EO
III.2 Một số phương pháp khác
A Đi từ khí tổng hợp
B Oxy hóa trực tiếp Ethylene Tổng hợp qua HCTG Ethylene carbonate Công nghệ kết hợp sản xuất EO/EG
Trang 15III.1 Thủy phân EO
a Phản ứng
Đặc điểm phản ứng: Tỏa nhiệt
b Điều kiện công nghệ
Nhiệt độ: ca 200ºC
Áp suất: ca 1.5 Mpa
Thời gian lưu: 45Ph – 1h
Độ chọn lọc: 90% còn lại 10% tạo ra các sản phẩm phụ D,Tri, Tetra, Poly- EG
Trang 16III.1 Thủy phân EO
Con đường khác đi theo Ethylene Carbonate
Bằng phản ứng của EO với CO2, sau đó thủy phân chọn lọc cho hiệusuất cao: 98%
CO2 được hoàn nguyên
Xúc tác: R4NHal, R4PHal, or Ph3PCH3I
Trang 17III.1 Thủy phân EO
Sơ đồ công nghệ:
I Sơ đồ nguyên lý
Trang 18III.1 Thủy phân EO
II Sơ đồ công nghệ:
Trang 19III.1 Thủy phân EO
Scientific Design Company, Inc
Trang 20III.1 Thủy phân EO
Union Carbide Corp.,
Trang 21III.1 Thủy phân EO
Phản ứng:
Hiệu suất: Có thể lên đến 98%
Trang 22III.1 Thủy phân EO
Shell OMEGA
Trang 23III.1 Thủy phân EO
Trang 25A Oxy hóa trực tiếp Ethylene
b Phát triển hệ xúc tác khác trên cơ sở phức Pd(II).
I Hỗn hợp PdCl2, NiCl, NaNO3 trong acid acetic và anhydryde acetic
S = 95% với MEG & DEG
CN: 60- 100ºC, 3.04 Mpa
II Hệ PdCl2-NO2-CH3CN trong acid acetic
S = 50% với MEG và 7% với DEG, 20% sp phụ
Trang 26Áp suất, MPa 48 1-2
Trang 27B Đi từ C1 (Khí tổng hợp)
Trang 28SO SÁNH OXY HÓA TRỰC
TIẾP ETHYLENE
SẢN XUẤT TỪ C1 THỦY PHÂN EO
Điều kiện công nghệ Dễ thực hiện Thực hiện ở Pcao
Ít sản phẩm phụ
Điều kiện phản ứngmềm hơn, thiết bị dễchế tạo hơn
Xúc tác Phải sử dụng hệ xúc
tác nên rất phức tạp, khó điều chỉnh tỷ lệ
Tính ăn mòn rất lớn
Đắt (Rh, Re )Khó tái sinh
Muốn thu sp có độchọn lọc với MEG lớnhơn thì sd xúc tác
khác
Tính kinh tế Không kinh tế Đi từ khí tổng hợp, có
tính kinh tế hơnNhưng lại vấp phảivấn đề thiết bị, xúc tác
Có tính kinh tế caohơn
Thông số công nghệ Nhiệt độ: 60-120ºC
Áp suất: 0.5-3.5 MPa
Vận tốc phản ứng rấtchậm nên khó đưa vàocông nghiệp
Tốn năng lượng trongquá trình chưng cất do phải loại nhiều nướcdư
Hiệu suất thu sản
phẩm
Chọn lọc theo hệ xúctác, do đó có thể chọn
hệ xúc tác để lấy spmong muốn ( D, Tri, Tetra or Poly )
Không ổn định, phụthuộc hệ xúc tác
Tương đối caoThành phần các cấu tửtrong sản phẩm phụthuộc vào tỷ lệ
H2O/EO
Trang 29Tài liệu tham khảo
1 Công nghệ tổng hợp hữu cơ-hóa dầu , Phạm
Thanh Huyền, Nguyễn Hồng Liên – NXB khoa học và kỹ thuật.
2 Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry
3 Petrochemical Processes – A.Chauvel,
G.Lefebvre.
4 Hydrocarbon Processing – Petrochemical
Processes 2005 handbook.
5 https://en.wikipedia.org/wiki/Ethylene_oxide
Trang 30CHÚNG EM XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN!
Trang 31NỘI DUNG
I TỔNG QUAN
I.1 Tình hình sản xuất I.1.1 Trên TG
I.1.2 Ở VN I.2 Nhu cầu
II GIỚI THIỆU CHUNG VỀ Ethylene Glycol II.1 Tính chất vật lý
II.2 Tính chất hóa học quan trọng II.3 Ứng dụng
III CÁC CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
III.1 Nguyên liệu III.2 Cơ sở quá trình
IV SO SÁNH CÁC CÔNG NGHỆ
Trang 32# Trên thế giới: Hàng năm cứ sản xuất được khoảng 8 triệu tấn
EO thì có 6.7 triệu tấn EG được sản xuát tương ứng
# Tại Việt Nam: Hiện chưa có nhà máy nào có thể sản xuất
Ethylene Glycol
Trang 33I TỔNG QUAN
Thị phần sản xuất trên T/G
Trang 34I.TỔNG QUAN
Chi phí và giá cả của EG (dollars/ton):
Trang 35II Giới thiệu chung về Ethylene Glycol (EG)
Công thức cấu tạo của etylen glycol : HOCH2CH2OH
Tên IUPAC : Ethane 1,2 diol
Trang 36II Giới thiệu chung về Ethylene Glycol (EG)
Một số tính chất vật lý
của MEG, DEG, TEG
& PEG được cho bởi:
Trang 37II Giới thiệu chung về Ethylene Glycol (EG)
II.2 Tính chất hóa học quan trọng
II.2.1 Các phản ứng thế của nhóm –OH
a Tác dụng với kim loại kiềm
b Phản ứng tạo phức với Cu(OH)2
Trang 38II Giới thiệu chung về Ethylene Glycol (EG)
II.2 Tính chất hóa học quan trọng
II.2.1 Các phản ứng thế của nhóm –OH
c Phản ứng với H3BO3
d .Phản ứng với axit tạo este vô cơ và hữu cơ
Trang 39II Giới thiệu chung về Ethylene Glycol (EG)
Trang 40II Giới thiệu chung về Ethylene Glycol (EG )
h Phản ứng tạo 1,4-dioxolan
Tác nhân acid
i Phản ứng tạo ete và este vô cơ và hữu cơ
j Phản ứng giữa etylen glycol và axit terephtalic tạo polyeste có ứng
dụng quan trọng
PET
Trang 41II Giới thiệu chung về Ethylene Glycol (EG)
k Phản ứng epoxy hóa
l phản ứng tạo natri ethylene glycolat
Trang 42Ứng dụng của MEG
Trang 43Ứng dụng
DEG
• Sản xuất Polyurethanes, Polyesters, chất làm mềm, chất làm dẻo, sử dụng trong sấy khí, dung môi…
Trang 44III Công nghệ sản xuất
III.1 Nguyên liệu
Nguyên liệu: EthylenE oxyde.
Ethylene oxyde được sản xuất chủ yếu từ ethylene Nguồn cung cấp ethylene chính là từ quá trình steam cracking phân đoạn naphta hoặc khí tự nhiên.
III.1 Phương pháp chính thủy phân EO
III.2 Một số phương pháp khác
A Đi từ khí tổng hợp
B Oxy hóa trực tiếp Ethylene Tổng hợp qua HCTG Ethylene carbonate Công nghệ kết hợp sản xuất EO/EG
Trang 45III.1 Thủy phân EO
a Phản ứng
Đặc điểm phản ứng: Tỏa nhiệt
b Điều kiện công nghệ
Nhiệt độ: ca 200ºC
Áp suất: ca 1.5 Mpa
Thời gian lưu: 45Ph – 1h
Độ chọn lọc: 90% còn lại 10% tạo ra các sản phẩm phụ D,Tri, Tetra, Poly- EG
Trang 46III.1 Thủy phân EO
Con đường khác đi theo Ethylene Carbonate
Bằng phản ứng của EO với CO2, sau đó thủy phân chọn lọc cho hiệusuất cao: 98%
CO2 được hoàn nguyên
Xúc tác: R4NHal, R4PHal, or Ph3PCH3I
Trang 47III.1 Thủy phân EO
Sơ đồ công nghệ:
I Sơ đồ nguyên lý
Trang 48III.1 Thủy phân EO
II Sơ đồ công nghệ:
Trang 49III.1 Thủy phân EO
Scientific Design Company, Inc
Trang 50III.1 Thủy phân EO
Union Carbide Corp.,
Trang 51III.1 Thủy phân EO
Phản ứng:
Hiệu suất: Có thể lên đến 98%
Trang 52III.1 Thủy phân EO
Shell OMEGA
Trang 53III.1 Thủy phân EO
Trang 55A Oxy hóa trực tiếp Ethylene
b Phát triển hệ xúc tác khác trên cơ sở phức Pd(II).
I Hỗn hợp PdCl2, NiCl, NaNO3 trong acid acetic và anhydryde acetic
S = 95% với MEG & DEG
CN: 60- 100ºC, 3.04 Mpa
II Hệ PdCl2-NO2-CH3CN trong acid acetic
S = 50% với MEG và 7% với DEG, 20% sp phụ
Trang 56Áp suất, MPa 48 1-2
Trang 57B Đi từ C1 (Khí tổng hợp)
Trang 58SO SÁNH OXY HÓA TRỰC
TIẾP ETHYLENE
SẢN XUẤT TỪ C1 THỦY PHÂN EO
Điều kiện công nghệ Dễ thực hiện Thực hiện ở Pcao
Ít sản phẩm phụ
Điều kiện phản ứngmềm hơn, thiết bị dễchế tạo hơn
Xúc tác Phải sử dụng hệ xúc
tác nên rất phức tạp, khó điều chỉnh tỷ lệ
Tính ăn mòn rất lớn
Đắt (Rh, Re )Khó tái sinh
Muốn thu sp có độchọn lọc với MEG lớnhơn thì sd xúc tác
khác
Tính kinh tế Không kinh tế Đi từ khí tổng hợp, có
tính kinh tế hơnNhưng lại vấp phảivấn đề thiết bị, xúc tác
Có tính kinh tế caohơn
Thông số công nghệ Nhiệt độ: 60-120ºC
Áp suất: 0.5-3.5 MPa
Vận tốc phản ứng rấtchậm nên khó đưa vàocông nghiệp
Tốn năng lượng trongquá trình chưng cất do phải loại nhiều nướcdư
Hiệu suất thu sản
phẩm
Chọn lọc theo hệ xúctác, do đó có thể chọn
hệ xúc tác để lấy spmong muốn ( D, Tri, Tetra or Poly )
Không ổn định, phụthuộc hệ xúc tác
Tương đối caoThành phần các cấu tửtrong sản phẩm phụthuộc vào tỷ lệ
H2O/EO
Trang 59Tài liệu tham khảo
1 Công nghệ tổng hợp hữu cơ-hóa dầu , Phạm
Thanh Huyền, Nguyễn Hồng Liên – NXB khoa học và kỹ thuật.
2 Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry
3 Petrochemical Processes – A.Chauvel,
G.Lefebvre.
4 Hydrocarbon Processing – Petrochemical
Processes 2005 handbook.
5 https://en.wikipedia.org/wiki/Ethylene_oxide
Trang 60CHÚNG EM XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN!
Trang 61NỘI DUNG
I TỔNG QUAN
I.1 Tình hình sản xuất I.1.1 Trên TG
I.1.2 Ở VN I.2 Nhu cầu
II GIỚI THIỆU CHUNG VỀ Ethylene Glycol II.1 Tính chất vật lý
II.2 Tính chất hóa học quan trọng II.3 Ứng dụng
III CÁC CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
III.1 Nguyên liệu III.2 Cơ sở quá trình
IV SO SÁNH CÁC CÔNG NGHỆ
Trang 62# Trên thế giới: Hàng năm cứ sản xuất được khoảng 8 triệu tấn
EO thì có 6.7 triệu tấn EG được sản xuát tương ứng
# Tại Việt Nam: Hiện chưa có nhà máy nào có thể sản xuất
Ethylene Glycol
Trang 63I TỔNG QUAN
Thị phần sản xuất trên T/G
Trang 64I.TỔNG QUAN
Chi phí và giá cả của EG (dollars/ton):
Trang 65II Giới thiệu chung về Ethylene Glycol (EG)
Công thức cấu tạo của etylen glycol : HOCH2CH2OH
Tên IUPAC : Ethane 1,2 diol
Trang 66II Giới thiệu chung về Ethylene Glycol (EG)
Một số tính chất vật lý
của MEG, DEG, TEG
& PEG được cho bởi:
Trang 67II Giới thiệu chung về Ethylene Glycol (EG)
II.2 Tính chất hóa học quan trọng
II.2.1 Các phản ứng thế của nhóm –OH
a Tác dụng với kim loại kiềm
b Phản ứng tạo phức với Cu(OH)2
Trang 68II Giới thiệu chung về Ethylene Glycol (EG)
II.2 Tính chất hóa học quan trọng
II.2.1 Các phản ứng thế của nhóm –OH
c Phản ứng với H3BO3
d .Phản ứng với axit tạo este vô cơ và hữu cơ
Trang 69II Giới thiệu chung về Ethylene Glycol (EG)
Trang 70II Giới thiệu chung về Ethylene Glycol (EG )
h Phản ứng tạo 1,4-dioxolan
Tác nhân acid
i Phản ứng tạo ete và este vô cơ và hữu cơ
j Phản ứng giữa etylen glycol và axit terephtalic tạo polyeste có ứng
dụng quan trọng
PET
Trang 71II Giới thiệu chung về Ethylene Glycol (EG)
k Phản ứng epoxy hóa
l phản ứng tạo natri ethylene glycolat
Trang 72Ứng dụng của MEG
Trang 73Ứng dụng
DEG
• Sản xuất Polyurethanes, Polyesters, chất làm mềm, chất làm dẻo, sử dụng trong sấy khí, dung môi…
Trang 74III Công nghệ sản xuất
III.1 Nguyên liệu
Nguyên liệu: EthylenE oxyde.
Ethylene oxyde được sản xuất chủ yếu từ ethylene Nguồn cung cấp ethylene chính là từ quá trình steam cracking phân đoạn naphta hoặc khí tự nhiên.
III.1 Phương pháp chính thủy phân EO
III.2 Một số phương pháp khác
A Đi từ khí tổng hợp
B Oxy hóa trực tiếp Ethylene Tổng hợp qua HCTG Ethylene carbonate Công nghệ kết hợp sản xuất EO/EG
Trang 75III.1 Thủy phân EO
a Phản ứng
Đặc điểm phản ứng: Tỏa nhiệt
b Điều kiện công nghệ
Nhiệt độ: ca 200ºC
Áp suất: ca 1.5 Mpa
Thời gian lưu: 45Ph – 1h
Độ chọn lọc: 90% còn lại 10% tạo ra các sản phẩm phụ D,Tri, Tetra, Poly- EG
Trang 76III.1 Thủy phân EO
Con đường khác đi theo Ethylene Carbonate
Bằng phản ứng của EO với CO2, sau đó thủy phân chọn lọc cho hiệusuất cao: 98%
CO2 được hoàn nguyên
Xúc tác: R4NHal, R4PHal, or Ph3PCH3I
Trang 77III.1 Thủy phân EO
Sơ đồ công nghệ:
I Sơ đồ nguyên lý
Trang 78III.1 Thủy phân EO
II Sơ đồ công nghệ:
Trang 79III.1 Thủy phân EO
Scientific Design Company, Inc
Trang 80III.1 Thủy phân EO
Union Carbide Corp.,
Trang 81III.1 Thủy phân EO
Phản ứng:
Hiệu suất: Có thể lên đến 98%
Trang 82III.1 Thủy phân EO
Shell OMEGA
Trang 83III.1 Thủy phân EO
Trang 85A Oxy hóa trực tiếp Ethylene
b Phát triển hệ xúc tác khác trên cơ sở phức Pd(II).
I Hỗn hợp PdCl2, NiCl, NaNO3 trong acid acetic và anhydryde acetic
S = 95% với MEG & DEG
CN: 60- 100ºC, 3.04 Mpa
II Hệ PdCl2-NO2-CH3CN trong acid acetic
S = 50% với MEG và 7% với DEG, 20% sp phụ
Trang 86Áp suất, MPa 48 1-2
Trang 87B Đi từ C1 (Khí tổng hợp)
Trang 88SO SÁNH OXY HÓA TRỰC
TIẾP ETHYLENE
SẢN XUẤT TỪ C1 THỦY PHÂN EO
Điều kiện công nghệ Dễ thực hiện Thực hiện ở Pcao
Ít sản phẩm phụ
Điều kiện phản ứngmềm hơn, thiết bị dễchế tạo hơn
Xúc tác Phải sử dụng hệ xúc
tác nên rất phức tạp, khó điều chỉnh tỷ lệ
Tính ăn mòn rất lớn
Đắt (Rh, Re )Khó tái sinh
Muốn thu sp có độchọn lọc với MEG lớnhơn thì sd xúc tác
khác
Tính kinh tế Không kinh tế Đi từ khí tổng hợp, có
tính kinh tế hơnNhưng lại vấp phảivấn đề thiết bị, xúc tác
Có tính kinh tế caohơn
Thông số công nghệ Nhiệt độ: 60-120ºC
Áp suất: 0.5-3.5 MPa
Vận tốc phản ứng rấtchậm nên khó đưa vàocông nghiệp
Tốn năng lượng trongquá trình chưng cất do phải loại nhiều nướcdư
Hiệu suất thu sản
phẩm
Chọn lọc theo hệ xúctác, do đó có thể chọn
hệ xúc tác để lấy spmong muốn ( D, Tri, Tetra or Poly )
Không ổn định, phụthuộc hệ xúc tác
Tương đối caoThành phần các cấu tửtrong sản phẩm phụthuộc vào tỷ lệ
H2O/EO
Trang 89Tài liệu tham khảo
1 Công nghệ tổng hợp hữu cơ-hóa dầu , Phạm
Thanh Huyền, Nguyễn Hồng Liên – NXB khoa học và kỹ thuật.
2 Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry
3 Petrochemical Processes – A.Chauvel,
G.Lefebvre.
4 Hydrocarbon Processing – Petrochemical
Processes 2005 handbook.
5 https://en.wikipedia.org/wiki/Ethylene_oxide
Trang 90CHÚNG EM XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN!