III. Các phưong pháp sảnxuất VA khác
A. Thuyết minh dây chuyền
Trong bản đồ án này ta thiết kế dây chuyền sản xuất theo sơ đồ hình sau: Axetylen mới và axetylen tuần hồn cho vào thiết bị trộn (1) rồi sang thiết bị
bốc hơi axit axetic (2) rồi đưa sang thiết bị (3). Trong thiết bị (3) duy trì mức hỗn hợp cố định bằng cách điều chỉnh các van làm tốc độ của chúng vào đĩ trong một thời gian nhất định là khơng đổi và nhiệt độ là 600C. Thổi axetylen qua axit axetic với vận tốc đã điều chỉnh sẵn sao cho axetylen bão hồ hơi axit axetic với tỷ số cần thiết. Hỗn hợp khí nguyên liệu ra khỏi thiết bị bốc hơi (3)
được đưa sang thiết bị trao đổi nhiệt (4) để gia nhiệt đến 170oC nhờ nhiệt độ của của hỗn hợp khí sản phẩm sau đĩ đưa vào thiết bị phản ứng (5). Tại thiết bị
phản ứng (5) nhiệt độ được duy trì trong khoảng 170ữ2100oC tuỳ thuộc vào xúc tác (khi xúc tác cịn mới thì nhiệt độ khoảng 170ữ180oC, cịn khi xúc tác cũ thì nhiệt độ khoảng 205ữ210oC) cĩ thể dùng áp suất cao hay dầu để khống chế
nhiệt độ. Thiết bị phản ứng (5) là thiết bị dạng ống chùm, trong ống chứa đầy xúc tác, dọc theo các ống ta đặt các pin nhiệt điện để theo dõi nhiệt độ và khống chế nhiệt độ phản ứng.
Khí nguyên liệu được thổi từ trên xuống qua lớp xúc tác trong ống để tránh sự cuốn đi theo dịng khí của xúc tác làm hao tổn xúc tác và làm cặn ở trong sản phẩm. Dùng chất làm lạnh để khống chế nhiệt độ trong thiết bị này (làm lạnh bằng nước ngưng tụ). Khí sản phẩm (tức là hỗn hợp đi ra từ thiết bị phản ứng 5)
đầu tiên được đưa qua thiết bị trao đổi nhiệt (4) và sau đĩ vào cyclon (6) để
phân riêng bụi xúc tác (bụi cacbon). Vinyl axetat và các sản phẩm khác dùng phương pháp hấp thụ hay ngưng tụ từng bậc để tách riêng: Đầu tiên cho thiết bị
(7) làm lạnh bằng nước hỗn hợp đi ra ở đáy thiết bị (7) cĩ nhiệt độ khoảng 70oC rồi cho vào thiết bị phân riêng khí(11) thứ nhất tại đây phần hỗn hợp khí sản phẩm khơng ngưng tụ được làm lạnh tiếp bằng nước muối ở thiết bị làm lạnh (8), hỗn hợp đi ra đáy tháp (8) cĩ nhiệt độ khoảng 40oC và được đưa vào thiết bị
http://www.ebook.edu.vn 2 phân riêng khí thứ hai, tại đây phần hỗn hợp khí khơng ngưng tụ được tiếp tục làm lạnh bằng NH3 lỏng ở thiết bị làm lạnh (9), hỗn hợp đi ra ở đáy tháp (9) cĩ nhiệt độ 20oC và được đưa vào thiết bị phân riêng khí (11) thứ ba để tách C2H2. Việc làm lạnh từng bậc cho phép tiết kiệm chất làm lạnh ở nhiệt độ thấp. Dùng máy nén tuần hồn (21) để đưa axetylen chưa chuyển hố vào thiết bị trộn (1), một phần khí tuần hồn đem làm sạch vì sau nhiều quá trình tuần hồn trong axetylen xảy ra sự tích tụ khí trơ.
Phần ngưng tụ ở 3 thiết thiết bị phân riêng khí (11) chủ yếu là VA ( 60- 70%), axit axetic chưa phản ứng (30-40%), một ít axetandehyt, axeton và phân
đoạn nặng EDA. Vinyl axetat đã ngưng tụ cho vào thùng chứa (12) rồi đi tinh luyện. Để tránh VA trùng hợp cần cho hydroquinol vào trước khi đem tinh luyện.
Hỗn hợp sản phẩm lỏng thơ trong thùng chứa (12) được bơm (13) đưa vào thiết bổntao đổi nhiệt (10) để đun nĩng hỗn hợp đến nhiệt độ cần thiết rồi mới
đưa vào tháp chưng (15). Tại đây ta sẽ thu được phần nhẹ gồm các khí phía trên
đỉnh tháp cĩ nhiệt độ sơi thấp như: axetaldehyd, axit axetic, axeton, CO2… sẽ
thốt ra ở đỉnh tháp. Sau đĩ lần lượt đến vinyl axetat, axit axetic (được tuần hồn lại thiết bị phản ứng). Etyliden diaxetat là cặn đi ra ở đáy tháp. VA đi ra từ
tháp qua thiết bị ngưng tụ (16) rồi cho qua thùng chứa (18). Etyliden diaxetat
được ngưng tụ trong thiết bị lượng (17) rồi cho vào thùng chứa (19). Phần khơng bay hơi ởđáy tháp được đem đi đốt cháy.
Nhận xét:
- Ưu điểm: Phương pháp sản xuất VA trong pha hơi đạt hiệu suất chuyển hố cao, xúc tác rẻ tiền và ít ăn mịn thiết bị phản ứng.
- Nhược điểm: Phản ứng tiến hành ở ngiệt độ cao hơn các phương pháp khác và cân làm sạch tốt C2H2 trước khi đưa vào thiết bị.
Chú ý: Sản phẩm hơi VA rất độc, VA lại rất dễ bị trùng hợp vì thế khơng nên giữ VA quá 24 giờ mà khơng cĩ chất ổn định ( thường là hydroquinol hoặc diphenylamine 0,01ữ0,02).