Giới thiệu chung về Etylen Oxit: Cấu tạo Tính chất vật lý Tính chất hóa học An toàn môi trường Ứng dụng và tình hình sản xuất Các phương pháp sản xuất Etylen Oxit Lựa chọn công nghệ Tài liệu tham khảo
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ETYLEN OXIT SVTH : Nguyễn Hồng Quân Trần Mạnh Hùng Lớp : Hóa Dầu – K57 GVHD : PGS-TS PHẠM THANH HUYỀN NỘI DUNG • • • • Giới thiệu chung Etylen Oxit Các phương pháp sản xuất Etylen Oxit Lựa chọn công nghệ Tài liệu tham khảo GIỚI THIỆU CHUNG VỀ EO Cấu tạo Tính chất vật lý Tính chất hóa học An toàn môi trường Ứng dụng tình hình sản xuất LỊCH SỬ •Etylen oxit lần tìm vào năm 1859 bởi nhà hóa học người Pháp Charles-Adolphe Wurtz, xuất phát từ phản ứng: •Cl–CH2CH2–OH + KOH → (CH2CH2)O + KCl + H2O Cấu tạo • • • • • ETYLEN OXT (EO) Tên gọi khác: oxiran Công thức phân tử C2H4O Công thức cấu tạo Cấu trúc mạch vòng Tính chất vật lý • • Chất khí 25°C,không màu,có mùi Các thông số vật lý: Tính chất hóa học Hoạt động mạnh a) Phản ứng tự phân hủy: Tự phân hủy 400°C,sản phẩm gồm CO, CH4 C2H6, C2H4, H2, C, CH3CHO Vấn đề bảo quản vận chuyển phải tiến hành đặc biệt Tính chất hóa học • • Dễ dàng thục hiển phản ứng mở vòng Phản ứng điển hình với hợp chất có tính axit bazơ thông qua chế phản ứng S N b) Phản ứng với hợp chất chứa Hydro linh động (RCOOH,H 2O, ROH, NH3 ) Tính chất hóa học c) Phản ứng với nước + Xúc tác H tạo Etylen Glycol (EG) phụ thuộc tỷ lệ EO/H2O (CH2CH2)O + H2O → HO–CH2CH2–OH (CH2CH2)O + H2O → HO–CH2CH2–O–CH2CH2–OH (CH2CH2)O + H2O → HO–CH2CH2–O–CH2CH2–O–CH2CH2–OH n (CH2CH2)O + H2O → HO–(CH2CH2–O–)nH Tính chất hóa học d) Phản ứng với ancol (CH 2 CH 2 ) O + C 2 H 5 OH → HO-CH 2 CH 2 -OC 2 H 5 2(CH 2 CH 2 ) O + C 2 H 5 OH → HO-CH 2 CH 2 -O-CH 2 CH 2 -OC 2 H 5 e) Phản ứng tạo Ethanolamine CH2CH2O + NH3 → HOCH2CH2NH2 2(CH2CH2)O + NH3 → (HOCH2CH2)2NH 3(CH2CH2)O + NH3 → (HOCH2CH2)3N Ứng dụng tình hình sản xuất • Poly Ethylene Glycol: Sử dụng làm thuốc mỡ, dầu bôi trơn, dung môi (trong sơn, thuốc…), sử dụng mỹ phẩm… • Ethylene Glycol Ether: Sản xuất chất hoạt động bề mặt, thuốc tẩy, dung môi, dầu phanh, dung môi để loại SO2, H2S, CO2 Ứng dụng tình hình sản xuất • Ethanolamine: Sử dụng công nghiệp dệt, mỹ phẩm, xà phòng, thuốc tẩy… • Sản phẩm trình Ethoxyl hóa: Sản phẩm phản ứng EO với rượu béo, amin béo, alkyl phenol… sử dụng làm chất hoạt động bề mặt, chất phân tán, chất tẩy rửa thân thiện môi trường… Ứng dụng tình hình sản xuất • • • Thế giới sản xuất ethylene oxide 20 triệu năm 2009, 19 triệu năm 2008 18 triệu vào năm 2007 Các nhà sản xuất lớn giới ethylene oxide là Công ty Hóa chất Dow (3-3,5 triệu vào năm 2006 ), Saudi Basic Industries (2000-2500 vào năm 2006 ), Royal Dutch Shell (1.328.000 năm 2008-2009 ), BASF (1.175.000 năm 2008-2009 ), Tổng công ty Hóa dầu Trung Quốc (~ triệu vào năm 2006 ), Formosa Plastics (~ triệu vào năm 2006 ) và Ineos (0,92 triệu năm 2008-2009 Tình hình sản xuất EO giới năm 2004 Các phương pháp sản xuất EO 1.Quá trình Etylen Clohydrin: Cl2 + H2O ↔ ClOH + HCl CH2=CH2 + ClOH ↔ CH2OH-CH2Cl Quá trình oxy hóa trực tiếp etylen • Hóa học trình : -tỏa nhiệt mạnh • • • • • • • Các phương pháp sản xuất EO Xúc tác: Xúc tác sử dụng Ag (7-20%) chất mang Chất mang: đường kính mao quản lớn, bề mặt riêng nhỏ, người ta dùng αAl2O3, SiO2 – Al2O3… Ngoài có chất phụ trợ: hợp chất kim loại kiềm, kiềm thổ (100500 mg/kg ) Các hợp chất Cl (EDC, VC…) giảm phản ứng cháy Độ chọn lọc trình lên đến 90% Các phương pháp sản xuất EO • • • • Nguyên liệu Có nguyên liệu Etylen khí oxi với điều kiện: Trong etylen : Hàm lượng C2H2, S, CO < ppm Để thỏa mãn điều kiện người ta lựa chọn Etylen từ trình steam cracking Đối với oxi đơn giản dùng Oxy tinh khiết không khí • Điều kiện phản ứng • • • • • o Nhiệt độ: 260-290 C Áp suất: 1-3 Mpa Thời gian phản ứng: 1-4s Tỉ lệ phản ứng: phụ thuộc dùng oxy hay không khí Phải trì nồng độ etylen < 3% thể tích giới hạn nổ nên dùng khí trơ: N 2, CH4 Lựa chọn công nghệ • Thiết bị phản ứng: Phản ứng pha khí xúc tác rắn Thiết bị ống chùm: +Đường kính 12-50mm +Chiều dài 12m +Bằng thép không gỉ Tách nhiệt phản ứng dòng kerosene chảy ống Lựa chọn công nghệ • Công nghệ chung: Lựa chọn công nghệ • Công nghệ Shell: Điều kiện làm việc 250-270°C, 1.2 MPa Hiệu suất 65%.độ chọn lọc 90% Lựa chọn công nghệ • Công nghệ SD2: Độ tinh khết cao Hiệu suất không cao Lựa chọn công nghệ • Công nghệ kết hợp EO/EG : Kết hợp sản xuất EO – EG Tổng lượng EO tận dụng99.7% Etylen thu 1.81 EG 1.31 tấnEO tinh khiết Ứng dụng 100 nhà máy Nhà máy lớn giới công suất 700.000tấn/năm Sơ đồ công nghệ Lựa chọn công nghệ Có hai hướng: Oxy hóa oxy oxy hóa không khí • Công nghệ Shell: Độ chọn lọc cao Hiệu suất cao: Etylen 1.4 EO • Công nghệ SD2: Hiệu suất thấp Công nghệ Shell: etylen 1.2 EO • Công nghệ kết hợp EO/EG: Thu hồi 99.7% EO,1 lượng nhỏ tạo cặn Glycol,tiết kiệm nguên liệu Thu EO tinh khiết EG với hiệ suất cao Thiết bị phức tạp,đầu tư ban đầu lớn Tài liệu tham khảo Công nghệ tổng hợp hữu hóa dầu – Phạm Thanh Huyền,Nguyễn Hồng Liên – NXB Khoa học kỹ thuật Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry http://www.freepatentsonline.com https://vi.scribd.com http://tailieu.vn CẢM ƠN CÔ VÀ CÁC BẠN ĐÃ CHÚ Ý THEO DÕI ... tiếp Ứng dụng tình hình sản xuất a) Ứng dụng Được sản xuất công nghiệp từ năm 1914 Chủ yếu để sản xuất EG ( chiếm 65% tổng sản lượng ) Ứng dụng tình hình sản xuất • Sản xuất Monoethylene Glycol:... chảy ống Lựa chọn công nghệ • Công nghệ chung: Lựa chọn công nghệ • Công nghệ Shell: Điều kiện làm việc 250-270°C, 1.2 MPa Hiệu suất 65%.độ chọn lọc 90% Lựa chọn công nghệ • Công nghệ SD2: Độ tinh... đồ công nghệ Lựa chọn công nghệ Có hai hướng: Oxy hóa oxy oxy hóa không khí • Công nghệ Shell: Độ chọn lọc cao Hiệu suất cao: Etylen 1.4 EO • Công nghệ SD2: Hiệu suất thấp Công nghệ Shell: etylen