Công nghệ sản xuất axetandehyl

7/30/2019 Cng ngh sn xut axetandehyl

1/50

Tiu lun: Cc QTCB Tng hp Hu c GVHD:

M U

Axetandehythay cn gi l Ethanal c cng thc phn t l CH3CHO, c pht

hin bi Sheele vo nm 1774, khi ng thc hin phn ng gia Mangan dioxyt cmu en (MnO2) vi axit sunfuric v ru. Cu to ca axetandehytcLiebiggiithch vo nm 1835, ng to ra axetandehyt tinh khit bng vic oxi ha ruetylic vi cromic.

Do c kh nng phn ng ha hc cao nn axetandehytl mt sn phm ha hctrung gian v cng quan trng ca cng ngh hu c, t n c th sn xut ra cc chtnh axit acetic, anhydic acetic, etyl acetat, axit peracetic, ru butylic, 2-etyl-hexanol, glyoxal, mui clorua axetandehyt, akyl amin piridin vv.

Axetandehyt c lin quan nhiu n cc qu trnh sinh hc, l cht quan trng trongcc qu trnh len men ru, c th tch ra t nc p tri cy, du n, c ph khvv.

Nhiu qu trnh sn xut axetandehyt mang tnh thng mi nh dehydro ha v oxiha ru etylic, qu trnh hp nc ca axetylen, oxi ha tng phn ca hidrocacbon,oxi ha trc tip t etylen.

T nhng vai tr v ng dng quan trng ca axetandehyttrong khoa hc k thutv cuc sng chng ta c th thy c nhng li ch khng nh trong vic sn xut

axetandehytv qua thy c s cn thit ca vic nghin cu, khng ngng citin cng ngh, dy chuyn sn xut axetandehyt c th nng cao nng xut caqu trnh sn xut v mang li hiu qu kinh t cao . Do , trong chng trnh tiulun ca mn hc Cc qu trnh c bn Tng hp hu c, chng em la chn ti: Tm hiu v cc cng ngh, dy chuyn sn xut axetandehyt.

Qua y, chng em xin c gi li cm n chn thnh ti ging vin, Ths. inhTh Phng Anh vi s hng dn, nhng nh hng qu bu ca c chng emc th hon thnh bi tiu lun ny.Trong bi tiu lun khng trnh khi thiu st,

chng em rt mong nhn c nhng gp ca c bi tiu lun c hon chnhhn.

Nhm thc hin:

Nhm 4

1 Nhm4


2/50


NI DUNG

PHN I: GII THIU CHUNG V AXETANDEHYT

Axetandehytl mt hp cht ha hc hu c c cng thc l CH3CHO, y l mttrong nhng aldehyde quan trong nht, xut hin ph bin trong t nhin v c snxut trn quy m rng ln trong cng nghip.

Axetandehytxut hin mt cch t nhin trong c ph, bnh m, qu chnvv, khi axetandehytc to ra bi thc vt trong qu trnh chuyn ha bnh thng ca

chng.

1. Cu to

CTPT : CH3CHO

CTCT:

2.Danh php

Theo IUPAC : Acetaldehyde

Theo dy ng ng aldehyde : Ethanal

Tn gi khc : Acetic Aldehyde, Ethyl

Aldehyde.

3. Tnh cht

a. l tnh

- KLPT: 44,05 g.mol-1

2 Nhm4


3/50


- L cht lng khng mu, mi tri cy, hng.

- Khi lng ring : 0.788 g.cm-1

- im chy: -123,5 0C

- Nhit si: 20,20C

- tan trong nc : tan c theo bt k t l no.

- nht : 0.215 NS/m2 200C

- p sut ti hn : 6,44 Mpa- Nhit ti hn : 181,50C hoc 187,80C

- T trng tng i : d4t = 0,8045 0,001325 t- Ch s khc x : nDt = 1,34240 0,0005635t-T trng pha hi so vi khng kh l 1,52

- Sc cng b mt ti nhit v t trng khc nhau:

Nhit , 0C d4t Sc cng b mt mN cm-1

0,1 0,8090 23,920,0 0,7833 21,2

50,0 0,74099 17,0-p sut hi ca axetandehyt trong pha hi

Nhit 0C p sut hi, mmHg Nhit 0C p sut hi, atm-97 3 20,8 1-48 33 44,8 2-23 103 58,3 30 337 68,0 4

10 503,4 75,7 527,55 1000

-p sut hi ca dung dch axetandehyt

Nhit 0C % molp sut ringPhn, mmHg

Nhit 0C % molp sut tng phn,

mmHg10 4,9 74,5 20 5,4 125,210 10,5 139,8 20 12,8 295,210 46,4 363,4 20 21,8 432,6

3 Nhm4


4/50


Hu ht axetandehyt c th trn ln vi nc v nhng dung mi hu c to hnhp ng si nh l to vi axit axetic, benzen, axeton, etanol, metanol, dung minaphta, toluen, xilen, etyl ete, parandehyt.

b. ha tnh

Do trong phn t c cha nhm C=O, l nhm phn cc vpha O lm phn cc lin kt do Axetandehytckh nng ha hc mnh hn anken. Axetandehyt lhp cht c kh nng phn ng ha hc kh cao, nl hp cht in hnh c cha nhm andehyt (CHO)

nh l hp cht cha nhm ankyl. Trong nguynt H c kch hot bi nhm cacbonyl (CO) v tr

.

-Phn ng c trng : cng nucleophil AN

V d: cng H2, cng HCN, cng RMgX, cng bisunfit, tc dng vi ru to thnhbn axetal v axetal

CH3CHO + H2 CH3CH2OHCH3CHO + HCN CH3C(CN)OH

CH3CHO + CH3MgI CH3 - CH - OMgI|

CH3

CH3CHO + NaHSO3 CH3 - C - SO3Na|

OH

CH3CHO + ROH CH3CH(OH)OR

CH3CHO + ROH CH3CH(OR)OR

- Phn ng thay th nguyn t O ca nhm cacbonyl

V d: tc dng vi hyaroxilamin, hydrazin, phenyl hydrazin, semi cacbazit4 Nhm

4


5/50


CH3CHO + H2N-OH CH3C=N-OH + H2O

CH3CHO + H2N-NH2 CH3C=N-NH2 + H2O

CH3CHO + H2N-NHC6H5 CH3C=N- NHC6H5 + H2O

CH3CHO + H2N-CO-NH-NH2 CH3C=N-CO- NH-NH2 + H2O

- Phn ng thay th nguyn t H linh ng ca nguyn t C.

V d: phn ng thay th nguyn t Hbng nguyn t halogen, phn ng ngng taldol

CH3CHO + CH3CHO CH3 CH(OH)-CH2-CHO

- Phn ng oxi ha axit

CH3CHO + 2AgNO3 + NH3 + H2O CH3COONH4 +NH4NO3 + 2Ag

4.ng phn

Ging nh nhiu hp cht cacbonyl khc, axetandehyt c kh nng tautome ha(ng phn v bin) to ra dng enol. Dng enol ca acetaldehyde l vinyl alcohol(Ethenol)

CH3CH=O CH2=CHOH

Hng s cn bng ch l 6.10^5 nhit phng, do lng dng enol c chuynha t axetandehyt l rt nh.

4. Cc phng php iu ch axetandehyt

Bao gm cc phng php chnh sau:

5 Nhm4


6/50


a/ i t ethylene: y l phng php sn xut chnh, bn cht l oxy ha ethylenetheo chu trnh trnh Wacker :

2 CH2=CH2 + O2 2 CH3CHO

b/ i t acetylene: hydrat ha acetylene vi xc tc l mui thy ngn s cho dngenol, sau tautome ha s c axetandehyt. y l con ng sn xut chnh trckhi c chu trnh Wacker.

HC = CH + H2O CH3CHO

c/ i t ethanol: theo 2 hng

Oxy ha ru ethanol: xc tc l Ag

CH3CH2OH + O2 CH3CHO + H2O, H = 242 kJ / mol (57,84 kcal / mol)

Kh hidro ca ethanol: xc tc l Cu-Co-Cr2O3, nhit : 280-350oC

C2H5OH CH3CHO + H2

d/ T tng hp kh:

Qu trnh xc tc rhodium kh nng chuyn i tng hp kh t trc tip vo

axetandehyt trong mt bc duy nht c bo co vo nm 1974

CO + H2 CH3CHO + cc sn phm khc

e/ Cc phng php khc

i t metanol,metyl acetat hoc anhidrit axetic

Sn xut axetandehyt thng qua vinyl ete

Qu trnh sn xut axetandehyt thng qua etyliden diacetat Sn xut axetandehyt i t hidrocacbon no

5. ng dng

Axetandehyt c rt nhiu ng dng trong cng nghip tng hp hu c, khong90% lng axetandehyt c sn xut ra trn th gii dc s dng trong cc

6 Nhm4


7/50


nh my vi vai tr l hp cht trung gian to ra cc sn phm khc c ngdng trong thc t.

ng dng ln nht ca axetandehyt l lm nguyn liu cho qu trnh sn xutaxit axetic (CH3COOH). T axit axetic ta c th tng hp c nhiu hp chtha hc khc nhau nh vinyl axetat, monoclo axetic, axetal este, anhidicaxetic..vv.

o viny axetat c dng trong ngnh sn xut nh tng, trong sn xutsn, keo dnh, o ma, dt may.

o Anhidic axetic c s dng trong sn xut vi si xenlulo axetat, u

lc trong vic sn xut thuc l, nha xenlulolic

Cc sn phm nhn c t phn ng ngng t Aldol tr thnh mt ngdng ht sc quan trng ca axetandehyt. 2 sn phm c gi tr tr phn ngngng t aldol l butanol-1 v etylhexanol-2.

Axetandehyt c s dng trong sn xut nc hoa, nha polyester, v thucnhum c bn.Acetaldehyde cng c s dng nh mt cht bo qun hoaqu v c, nh mt cht hng liu, v nh mt cht bin tnh cho ru, trongthnh phn nhin liu, b sung cho gelatin, v lm dung mi trong cao su,

thuc da, v cc ngnh cng nghip giy.

Trc y, axetandehyt c ng ng dng ch yu trong sn xut axit acetic,tuy nhin ng dng ny sau t c s dng do sn xut axit acetic tmethanol th hiu qu hn nh quy trnh Monsanto v Cativa.

Axetandehyt c s dng rng ri, trong phm vi ca phn ng ngng tacetaldehyde l 1 tin cht quan trng ca dn xut pyridin pentaerythritol, vcrotonaldehyde. Ur v axetandehyt kt hp cho mt nha hu ch.

Anhydrit axetic phn ng vi acetaldehyde cho diacetate ethylidene, mttin cht ca vinyl acetate, no l dng sn xut polyvinyl acetate.

Qua axit axetic ta c th thu c butyl axetat mt dung mi cho vic sn xutra Sn nitro xenlulo. Butyl axetat l mt dung mi ht sc quan trng trongcng nghip sn xut Sn. Mt u im na ca butyl axetat l c nhit si

7 Nhm4
http://en.wikipedia.org/wiki/Monsanto_processhttp://en.wikipedia.org/wiki/Cativa_processhttp://en.wikipedia.org/wiki/Monsanto_processhttp://en.wikipedia.org/wiki/Cativa_process


8/50


vo loi trung bnh, kh nng hatan cao. Do vy n c gi tr hn so vi ccdung mi khc.

Pentacrythritol c sn xut bng cch ngng t ca axetandehyt viformandehyt l mt trong nhng sn phm quan trng iu ch ra nhiu loihp cht quan trng khc.

Cc polyme ca axetandehyt nh para andehyt, meta andehyt v polyaxetandehyt c rt nhiu ng dng trong cng nghip tng hp hu c.

Nh para andehyt nhm sn xut ra nha, pyridin v qu trnh clo ho ca clo.T nhng nm 1939 1945 para andehyt c s dng nh l nhin liu chong c.

Metyl andehyt c s dng nh l nhin liu trong qu trnh nhum vi, cnpoly axetandehyt l mt dung mi rt quan trng trong cng nghip ho hc.

Ngoi nhng ng dng trn th axetandehyt cn c s dng cho vic to rabutadien (C4H8). y l hp cht c dng cho vic sn xut ra nha, MTBE,nha phenol andehyt.

Qua ta thy c tm quan trng ca Axetandehyt trong nghnh cngnghip hu c, t c th sn xut ra nhiu hp cht khc nhau vi nhngng dng c th khc nhau gp phn lm phong ph cho cuc sng hin ti vtng lai.

8 Nhm4


9/50


PHN II:

CC PHNG PHP SN XUT AXETANDEHYT

A.GII THIU CHUNG

Cc phng php chnh sn xut axetandehytl:

1/ Oxi ha etylen: theo chu trnh trnh Wacker :

2 CH2=CH2 + O2 2 CH3CHO

2/ Hydrat ha axetylen:

HC = CH + H2O CH3CHO

3/ i t ethanol: theo 2 hng

9 Nhm4


10/50


Oxy ha ru ethanol: xc tc l Ag

CH3CH2OH + O2 + H2O CH3CHO H = 242 kJ / mol (57,84 kcal / mol)

Kh hidro ca ethanol:

C2H5OH CH3CHO + H2

4/ T tng hp kh:

Qu trnh xc tc rhodium kh nng chuyn i tng hp kh t trc tip voaxetandehyt trong mt bc duy nht c bo co vo nm 1974

CO + H2 CH3CHO + cc sn phm khc

5/ Cc phng php khc

i t metanol,metyl acetat hoc anhidrit axetic

Sn xut axetandehyt thng qua vinyl ete

Qu trnh sn xut axetandehyt thng qua etyliden diacetat

Sn xut axetandehyt i t hidrocacbon no

Vic s dng ngun nguyn liu vo l ph thuc vo tnh hiu qu ca tngnguyn liu, trong nhng nc c nn cng nghip pht trin th gi etanol thp nnu tin i t etanol, cn nhng nc c nn cng nghip du kh pht trin th etanolt s dng m s dng nhiu l etylen hoc axetylen.

Vo nhng nm trc 1939 c v Nht Bn th axetylen c u tin s dnglm nguyn liu u cho vic sn xut axetandehyt , sau vn cn vn hnh mts nc ng u v gi axetylen kh r do cng nghip du kh pht trin, tcng nghip du kh cng sn xut c etanol. Tuy nhin mt s nc khc etanol

thu c nh qu trnh ln v vn cn s dng vi m cng nghip nh b.

Sau vo nhng nm 1950 cc nc Ty u v Nht Bn th cc qu trnh huht c thay th bng qu trnh oxi ha trc tip etylen. qu trnh ny c pht trin

bi hng Wacker - Chemie v Hoechst ca c cng vi hng Shawinigan Chemicalca Canada, y etylen c c bit u tin v gi etylen thp hn axetylen.

10 Nhm4


11/50


Ngay c qu trnh cng ngh 2 cp dng etanol, cng i t etylen lm nguyn liuu nhng con ng ny khng hon ton tt bi v sn phm axetandehyt nh lmt sn phm trung gian.

Ni chung tt c cc qu trnh sn xut trn u da trn c s l axetylen, etylenhoc etanol hay l qu trnh oxi ha hidrocacbon no. Oxi ha hidrocacbon no ngoivic to c axetandehyt cn c nhng sn phm ph khc m vic tch sn phm

ph rt tn km do chi ph cho qu trnh cao. Do vy qu trnh i t hidrocacbonno ch p dng vi quy m cng nghip nh khi m tt c sn phm ph v sn phmchnh u c s dng ht.

Nh vy vic chn cng ngh no l tu thuc vo tng nc, tng vng lnh thv tnh hiu qu ca cng ngh y em li.

B. CC PHNG PHP SN XUT AXETANDEYT

I. SN XUT AXETANDEHYT T ETYLEN

I.1 Tnh cht ca Etylen

Tnh cht vt l.

Etylen l mt cht kh, ha lng - 1050C, khng mu, ha tan trong nc3,5 mg/100 ml (17OC) nhit nng chy -169,2 C , nhit sI -103,7 C.Trongkhng kh etylen chy vi ngn la sng hn ngn la metan, to thnh CO2 v hinc. Hn hp etylen v O2 l hn hp n mnh, do phn ng phn hy ta nhit rtnhiu nhit. Trong cng nghip nhiu khi ngi ta dng etylen v O2 ct kim loi.

Tnh cht ha hc.

Etylen c kh nng phn ng ha hc rt cao. Do trong phn t c cha lin kti, lin kt i ny lm cho phn t etylen km bn dn n kh nng phn ng hahc cao. Etylen c kh nng tham gia nhiu phn ng ha hc nh: phn ng cng,

11 Nhm4


12/50


phn ng oxi ha, phn ng trng hp.Etylen c kh nng tham gia phn ng cnghiro, halogen, axit sunfuric, nc...

- Phn ng oxi ha.

C2H4+1/2O2 CH3CHO

- Phn ng cng hiro:

C2H4 + H2 C2H6

- Phn ng cng vi nhm halogen(Cl2, Br2,I2).

C2H4+ Br2Br - CH2- CH2- Br

- Phn ng cng vi hiro halogen.

CH2= CH2+ HI CH3- CH2I- Phn ng cng vi nc.

H2C= CH2+ HOH CH3- CH2- OH

- Phn ng cng axit.

C2H4+ H2SO4 CH3- CH2- OSO3H

C2H4+ HCl CH3-CH2Cl

- Phn ng vi benzen.

CH2=CH2+C6H6 C6H5-CH=CH2

- Phn ng th.

C2H4+Cl2 H2C= CHCl

- Phn ng trng hp v tautome ha.

nCH2= CH2 (- CH2- CH2-)n

I.2 Cc phng php sn xut etylen:

Ta bit ngy nay etylen dn dn thay th axetylen trong nhiu qu trnh tnghp hu c. Etylen vi nhng ng dng ca n, m ngy nay cng ngh tng hp raetylen rt phong ph.

Trong cng nghip, etylen c th thu c t kh than cc. Ngy nay, ngi tach yu thu kh etylen t qu trnh chng ct du m.Trn 97% sn lng etylen thuc trn th gii c sn xut t qu trnh cracking du m. Ngun etylen thu cch yu ly t kh ng hnh hoc t cc m kh t nhin. Qua cc qu trnh ch bin

12 Nhm4


13/50


nh qu trnh hp th, hp ph, ngng t, chng ct nhit thp ta thu c etylen tinhkhit dng cho ch bin ha hc.

Ngy nay etylen l nguyn liu u rt quan trng cho qu trnh sn xut axetandehyt.

Hu ht axetandehyt sn xut t etylen bng cch oxi ha trc tip etylen.

Ngun cung Ethylene trn th gii

Cng sut etylen trn th gii tnh ti thi im thng 1/2009 t 126,7 triu tnso vi mc tiu th tng cng 115 triu tn trong nm 2008, dn n tng d tha11,7 triu tn, tc l ngun cung hin cao hn nhu cu khong 10%. Trong nm 2008,6 nh my etylen quy m ln c xy dng ti Iran, Arp X-t, C-ot. Bc M

tip tc l khu vc sn xut etylen ln nht th gii trong nm 2008, vi sn lng t35,4 triu tn. Chu Thi Bnh Dng ng sau Bc M vi sn lng 33,4 triutn, hai khu vc ny hin chim 54% tng cng sut etylen trn th gii. Cng ty snxut etylen ln nht th gii l Chemical Dow tip theo l Sabic v ExxonMobil.Cng ty phn tch cng nghip CMAI d bo cng sut etylen danh nh ton cu stng n khong 145 triu tn vo nm 2010, trong khi nhu cu etylen hu nh ginguyn mc 115 triu tn, to thnh mc d tha cng sut trn 20%. Theo CMAI,cng sut etylen danh nh ton cu vo nm 2013 s tng ln n 148 triu tn,

Trong thi gian t nay n 2012, d kin khu vc Trung ng v chu s bsung thm 28 triu tn cng sut etylen mi, trong khi Bc M v chu u s ngca cc nh my vi cng sut hn 7,5 triu tn. Trong 5 nm ti, d bo t l vnhnh cng sut ti cc nh my etylen quy m ln trn th gii s ch t di 90%,vi mc thp nht khong 80% trong nm 2010. Theo nhng s liu t trc n nay,ngnh sn xut etylen ch bt u bc vo chu k li nhun tt nu t l vn hnhcng sut t trn 90%.

I.3 Oxi ha trc tip etylen.

y l qu trnh c pht trin vo nhng nm 1957 1959 bi hngHoechst v hng Wacker-Chemie.

C2H4 + 1/2O2 CH3CHO ; H = -244KJ/molPhn ng tin hnh nhit 125-130oc, p sut 1.13 Mpa, cht xc tc cho

qu trnh ny l dung dch PdCl2, CuCl2.

13 Nhm4


14/50


chn lc ca qu trnh oxi ha C2H4 ph thuc ch yu vo xc tc PdCl2trong pha nc theo phn ng

C2H4 + PdCl2 + H2O CH3CHO + Pd + 2HCl

Kim loi Pd c oxi ha tr li bi dung dch CuCl2, tip n tc dng livi oxi to li CuCl2 :

Pd + 2CuCl2 PdCl2 + 2CuCl

2CuCl + 1/2O2 + 2HCl 2CuCl2 + H2OBi vy ch cn mt lng nh PdCl2 cng yu cu cho s chuyn ha

etylen. Phn ng ca etylen vi PdCl2 vi mt t l nht nh. Qu trnh mt cp vhai cp bng hi nc l m t phn cng ngh ny.

Qu trnh 1 cp hn hp phn ng gm etylen v oxi vi xc tc dung dch

trong sut qu trnh phn ng trng thi hn hp phn ng ny khng thay i (trongqu trnh to axetandehyt). Qu trnh oxi ha cng nh oxi ha tr li CuCl.

Trong qu trnh 2 cp phn ng gia etylen v O2 trong 2 phn ng tch.Xctc l dung dch v xen k 2 qu trnh l oxi ha v kh, ng thi mc oxi ha ca xctc cng thay i, dng khng kh thay v dng oxi tinh khit.

T l phn ng b gim bi dng axit PdCl2. Ta c th hn ch s gim ny bng chtm axit vi mui ng (mui ng ny thu li c trong sut qu trnh oxi ha).

*C ch ca qu trnh oxi ha olefin vi xc tc PdCl2Phn ng gia olefin v dung dch PdCl2, trong Paladi b kh n kim loi

ha tr 0 (Pd0) theo phn ng sau:

C2H4 + PdCl2 + H2O CH3CHO + Pd + 2HCl

Thnh cng ca cc tc gi qu trnh ny l h thit lp c h oxi ha -kh trong Paladi c ti sinh tr li v dng hot ng. Cc tc gi nhn thy nua vo h phn ng mt lng mui ng II, ng I (Cu+) rt d oxi ha thnh ngII (Cu2+). Ni cch khc mui ng ng vai tr l cht mang oxi ha cho Paladi

Pd + 2Cu2+ Pd2+ + 2Cu+

2Cu+ + 0,5O2 + 2H+ 2Cu2+ + H2O

C hai phn ng trn xy ra tng i mnh trong mi trng axit, trong clorua Paladi nm dng H2PdCl4

14 Nhm4


15/50


C ch phn ng bao gm cc giai on to thnh phc trung gian t cloruaPaladi. Olefin v nc chuyn ha ni phn t ca phc ny.

Kh nng phn ng ca olefin trong qu trnh ny c trng cho tng trng hp

s dng xc tc vi phc kim loi

* C ch qu trnh oxi ha Pd ha tr 0 bi CuCl2qu trnh oxi ha kim loi Pd bng ion Cu2+ t do hoc ion Cu b hidrat trong

dung dch nc l khng th thc hin c v:

Pdmet -> Pd++ + 2e- ; Eo = 0,987

2Cu2+ + 2e- -> 2Cu+ ; Eo = -0,1532Cu2+ + Pdmet -> 2Cu+ + Pd2+ (1)

C ch: C ch qu trnh oxi ha ca Pd kim loi bi CuCl 2 khng c nhngnghin cu v ng hc c a ra trc v khng c mt c ch chi tit cth l bn. Tuy nhin vi cc dch chuyn trong phn ng oxi ha Cl- ng vai tr nhl cht mang trung gian theo con ng to phn lc qu trnh c th m t theo 2

bc sau:

CuCl+ + Pd0[Cu ... Cl ... Pd]+Cu+ + PdCl

CuCl+ + PdCl [Cu ... Cl ... Pd-Cl] Cu+ + PdCl2

4. Cng ngh sn xut axetandehyt t etylen.a. Cc phng php c th s dng sn xut axetandehyt.

* Cht xc tc c nn.

S oxi ha olefin s dng PdCl2 c thc hin ln u tin bng cch thi hnhp ca etylen, oxi hi nc qua mui ca kim loi kim v mui Cu 2+ hoc mui stmang trn mt cht mang, phn ng c thi gian ngn v hiu qu cao ngay p sutkh quyn. Axetandehyt hnh thnh c ra bng nc tch kh khng phn ng.Cc kh sau c tun hon li. Tuy nhin do s tr ngi trong vic ly nhit ca

phn ng, n mn v s khng tng thch ca xc tc nn cc qu trnh t c thchin.

* Phn ng bi dung dch xc tc dung mi l nc.

C 3 phng n sn xut c s dng dng xc tc l dung dch nc PdCl2

15 Nhm4


16/50


+ Trong mt giai on : hn hp etylen v oxi c phn ng vi dung dchxc tc cha CuCl2 v PdCl2. Sn phm c tch khi kh khng phn ng bngcch ra bng nc. Khi khng phn ng tun hon tr li.

+ Trong hai giai on cng s dng xc tc cha CuCl2 v PdCl2 Etylen vkhng kh c phn ng trong hai thit b ring. Sn phm c tch ra khi xc tc

bng cch chng ct.+ Mt qu trnh hai giai on khc dng xc tc l PdCl2, Fe+2(sunfat) v H2So4.

Fe3+ sunfat c hnh thnh trong qu trnh oxi haetylen. giai on u tin coxi ha tr bng oxi vi s c mt ca Nox v HNo3. giai on 2 sau khi tch khisn phm phn ng.

=> Phng n 3 c li v kinh t hn so vi hai phng n u tin. V n

ng dng trong cng nghip. Tuy chng khng khc phc hon ton ca xc tc dth nhng b li l phn ng p sut thng. Cng ngh mt giai on thc hin docng ty Farbwerke Hoechst.Trong khi cng ngh hai giai on c thc hin docng ty Conrtium Freclechtr Chemislhe Dudustrie.

Phn ng vi xc tc l dung dch ru. Hin nay qu trnh oxi etylen s dngxc tc PdCl2 trong dung mi l ru. Do vi dung mi c chun b etylenglycol th etylen to thnh metylioxan.

O - CH2/

C2H4+ CuCl2 + HOCH2-CH2OH PdCl2CH3-CH + 2CuCl +HCl\O - CH2

u im chinh ca qu trnh l tan cao ca mui trong glycol v tc phnng cao. Tuy nhin qu trnh ny vn t c s dng.

5. Cc dy chuyn sn xut axetandehyt t etylen.a) Quy trnh chung:C 2 phn ng s dng trong qu trnh ny:

(1) u tin ng 2 clorua b kh thnh ng 1 bng vi s c mt caplantinclorua p sut 11.2 par.

(2)In ng 1 oxiho thnh in ng 2.16 Nhm

4


17/50


(3)Nguyn liu s dng :khng kh v 95% etylen nguyn cht.(4)Hiu sut t 95%.

p sut duy tr p sut kh quyn,nhit ca phn ng c c axetandehyt lmbay hI nc.Acetandehyt c chng ct n nng 60-90% trc khi tchnc v chng ct nhit cao.

b. Cng ngh mt cp.* Nguyn tc hot ng.

17 Nhm4


18/50


Etylen v oxi c vn chuyn bng bm vo y thit b phn ng (1) xc tc ctun hon bng thit b phn ly (2) bng cch a xc tc ln cao trn ln trit vi khng kh iu kin phn ng l nhit khong 1300C v P = 400Kpa

Hn hp pha lng gia axetaldehit vi H20 cng vi kh khng phn ng to hnhp trong thit b phn ly (2)

T hn hp ny sn phn c tch ra bng thit b lm lnh (6) v sau cra bng nc trong thit b ra kh (7) khng kh phn ng c a tr li thit b

phn ng (1), mt lng nh c tho ra t thit b tun hon kh thi (5). hnch qu trnh tch t ca kh tr trong thit b tun hon kh (5) kh tr nh l cccht gy hi nh N2, C0, Hyro cacbon tr, ngi ta phi tho kh. Tng phn xc tcc nung nng bng hi nc 1600C trnh sn phn chnh tch t trong xc tcgy mt hot tnh.

18 Nhm4


19/50


Axetandehyt th (cn ln tp cht) thu c trong sut qu trnh chng ct giai onu tin c thc hin trong thit b chng ct phn ngn (9) y c thc hinqu trnh chng trch ly vi nc trong nhng cu t c im s thp hnaxetandehyt nh metan clorua, CO th c tch ra thp (9) trong khi nc v

nhng sn phm ph khc nh l axit axetic, crotonandehyt, hoc axedehyt cloritc a xung y thp (10) cng vi axetandehyt. Giai on th hai c thchin ct tinh luyn (10) axetandehyt tinh khit c tch ra bng cch chng ct phnon kt thc giai on mt cp.c. Cng ngh hai cp.

* Nguyn l hot ng:

ng phn ng dng r (2) dng phn cn thit b oxi ha (4) u dng phn ng v oxi ha Cu+ thnh Cu2+ bng khng kh. Kh phn ng hu nh c mt

hon ton trong xc tc, nhit phn ng (2) gi 1050

C n 1100

C v P = 900 -1000Kpa. dung dch xc tc cha sn phm c gin n p sut thng trong thp

bc chy (9) dung dch lng c bm (5) a vo thit b oxi ha (4). (4) khngkh c np vo oxi ha Cu+ thnh Cu2+ p sut p = 1000 kpa. Oxi chuyn hat 90%, kh thI cha 1-2% c thot ra thit b phn ly kh thi (3). Nichung khng kh thay th O2. Oxi chuyn i hu nh hon ton kh thi t thit b

19 Nhm4


20/50


phn ly kh thi (3). Kh thi ny c dng tr li tc dng vi etylen trong thit b(2).

Hn hp hi axetandehyt - H2O -Ni cho qua thp bc chy (9), c ngng t ct

chng ct th (10) n 60 90%. Qu trnh tho nc ti y thp (10) v cho quaytr li thp (9) xc tc c duy tr n nh.

Mt phn nh nc dng ra kh thi (N2 t qu trnh oxi ha).Trong thp nckh thi (18) li dng trong thp ra kh (15).

Trong thit b ra kh (15) axetandehyt t do c ra bng nc ta thu caxetandehyt th ct (10). Trong cng ngh 2 cp axetandehyt th c chng ct cp th nht thc hin trong thit b chng ct phn ngn (20) nhng cht c im sithp nh clometan, cloetan v CO c tch ra trong cp th hai thc hin trong thit

b tinh luyn (22).Hnh(4): S cng ngh 2 cp

20 Nhm4

12

3

4

5678 9

10 1

112

13

14

15

16

17

18

19

20

212

2

2

Scngng

hhaic

1.Thitb

nnkh.

2.Thitbphnng.

3.Thitb

phnlykh.

4.Thitb

oxyha.

5,12,19.Bm.7

.Thitbtisinh.

8.Van.

9.Th

pch-ngnhanh.

10.Ctch-ngctkh.

11Thngchancc

ngnghip

15.Th

prakh.

16.Thitbtisinh.

18.Th

nghtkhthi.

20.Thitbng-ngt.

2 2 C

i h l

SnP

Phnc

Hi

N-c

Ph

nctngn

Khngkhd-

Khthi

Axetandehytth(60-90%)

Khthi

Khnng

H24

C(95100

%)


21/50


Nc v sn phm ph c im si cao nh l cloaxetandehyt v axit axetic c lyra t y thp sau thu c axetandehyt trn nh thp (22). Clo axetandehyt cc c pha trong ct nhng cht c im si trung bnh c thi ra bn cnh thp

(22) t hn hp cnh thp ny ta c th thu c mono cloaxetandehyt . Sn phmph c th quay tr li oxi ha phn hy xc tc. S oxi ha chnh l s lm sch

gip cho s iu chnh nhit mt cch tng phn ca xc tc khong 160 1650C.

Hn hp kh C2H4 thu c trong qu trnh cracking naphta. Hn hp kh nydng nh l nguyn liu u. S chuyn i kh trong thp c dng thay cho qutrnh t nng trong ng. Nh vy hn hp kh ny cha ng 30- 40% etylen trong b sung thm hidrocacbon tr v N2.

* So snh hai cng ngh.

Trong c hai cng ngh 1 cp v 2 cp axetandehyt thu c khong 95%.Trong 1 1,5% etylen khng phn ng, sn phm ph chim ~ 4%.

Gi thnh sn phm ca hai cng ngh gn nh ngang nhau. C hai cng nghu to sn phm ph l etyclorua (to thnh khi thm HCl v C2H4) v clorua etanolv axit axetic (to thnh do axetandehyt b oxi ha).

Ni chung vic la chn phng php no l do yu t nguyn liu v lngoxi c nhiu hay t v gi thnh c ph hp hay khng.

Trong cng ngh mt cp i hi nguyn liu c sch cao hn, cn trongcng ngh 2 cp khng kh c thay th oxi cho nn etylen khng i hi schcao.

Trong nhng nm gn y, hn hp kh thu c trong qu trnh craking xctc th naphta c dng lm nguyn liu cho qu trnh sn xut axetandehyt khi thit

b dng ng c thay th bng thp phn ng. qu trnh ny thu c chuyn ha

etylen thp (30 40%), khi nguyn liu ngoi cn cha H2.

* Chn vt liu xy dng.

Trong qu trnh sn xut, dung dch CuCl2 - PdCl2 n mn rt mnh. Do trong cng ngh 2 cp thit b tip xc vi dung dch xc tc tun hon tr li clm bngTi hoc hp kim ca Ti. Trong cng ngh 1 cp l gm, xit tua bin c lm

bng titan.

* Nc Thi.

21 Nhm4


22/50


Chc chn mt iu kh khn ca qu trnh l ly sn phm ph clorua, c bitl clorua axetandehyt . qu trnh thi nc gm sn phm v hp cht clorua.Hp cht clorua ny nh nhng hp cht dit khun cao v nhng cht km hm cc

qu trnh sinh ha khc. Do nc phi c nung nng hoc x l bng kim phn gii cht hu c clorua, thy phn n khi n b phn hy bi vi khun hoc visinh vt.

M ngi ta gii thiu phng php loi tr cht thi bng cch bm vo lpt di lng t thm nc c gi . Cht thi c th thu hi c mt phn

bng qu trnh chng ct v chng c dng cho mc ch khc.

Cng sut sn xut axetandehyt ca mt s nh my mt s nh my

cc nc theo con ng oxi ha trc tip etylen

Tn Nh My Quc gia Cp Nm Cng SutShawinigan Canada 1 1963 48000Rhone Ponlene Php 2 1962 24000Farbwerk Hoechst c 1 1960 30000Knapsack-Grisehein c 1 1960 24000Waker- Chemie c 1 1965 60000Daikyowa Petrochemical Nht Bn 1963 4500Kasei Mizushima Nht Bn 1964 60000Tokuyama Petrochemical Nht Bn 1964 60000

Shin Nippon Chisso Hiryo Nht Bn 1964 30000Mitsui PetroChemical Nht Bn 1962 24000Sumitomo Chemical Nht Bn 1968 60000Pemex Mexico 1968 48000Industrias Quimicas Ty Ban Nha 1966 24000Lonza Thu in 1965 24000Celanes Corp of Ameirca M 2 1962 96000Texas Eastman M 2 1966 9000

II. SN XUT AXETANDEHYT T AXETYLEN

II.1 Tnh cht ca axetylen

Tnh cht vt l ca axetylen iu kin thng axetylen l cht kh khng mu, khng c nhng c kh

nng gy m. Axetylen tinh khit c mi hi ngt, mi ti ca axetylen l do axetylen

22 Nhm4


23/50


c sn xut t cacbua canxi c ln tp cht PH3, H2S, NH3, arsenic (AsH3) hocsilicon hidrit.

Qu trnh to thnh axetylen cn cung cp mt lng nhit ln:

2C + H2 C2H2 (1); Hf = +226,90 kJ/mol ti T= 298,15K. nhit phng v p sut kh quyn axetylen khng phn hy. Khi p sut

vt qu p sut kh quyn th s phn hy bt u xy ra. Axetylen lng c th bphn hy bi nhit, va chm v xc tc. V vy, khng c ha lng vn chuynv tn cha. axetylen rn t b phn hy hn nhng rt khng n nh v nguy him.

tan ca axetylen trong nc v cc dung mi hu c l rt quan trng trong vnchuyn phn tch v tinh ch. Nhng gi tr c th cho bng 1.

Bng 2:H s tan ca axetylen trong mt s dung mi

(p sut ring phn ca C2H2 0,1 Mpa )Dung mi T0,C

H s tan, mol.kg-1.bar-1

Metanol

EtanolAxetandehyt

Metyl formateMetyl acetatEtylen glycolHexanCyclohexanBenzenTetraclorua cacbon

Hexametylphotphoricdiamit

-760

2525

-700

2525252525252525

2025

19,201,070,620,31

31,702,141,320,890,910,130,150,110,250,07

2,331,14

23 Nhm4


24/50


Nhng hng s vt l c bn ca axetylen c a ra trong bng 1.Bng 1: Nhng hng s vt l c bn ca axetylen

Nhng hng s vt l c bn ca axetylen

Khi lng phn t (M)

Gi tr im 3TP

Nhit nng chy Nhit bay hi Cc i lng ti hn

TrPr

im nng chy 101,3kPa

im thng hoa 101,3kPa

kh

lng (181,1K) Tnh cht 273,15K v 101,3 kPa:

+ kh +Nhit dung ring (Cp )+ Nhit dung ring (Cv)

+ Cp/ Cv+ nht ng hc

+ dn nhit+ Tc truyn m+ H s nn+ Entropy+ Entanpy

26,038 Kg/Kmol

192,6 K (-80,40C)128,2 kPa

5,585kJ/mol15,21kJ/mol

308,85K6,345Mpa0,231g/cm3

192,15K(-80,850C)189,55K(-83,450C1,729.10-3 g/cm3

0,729 g/cm3

1,729.10-3g/cm3

42,7J.mol-1.K-1

34,7J.mol-1.K-1

1,239,43.Pa.S

0,0187 W/m.K341 m/s0,9909

8,32 kJ/mol197 J/mol.K

Tnh cht ha hc ca axetylen

24 Nhm4


25/50


Cc phn ng quan trng trong cng nghip.

* Cc phn ng vinyl ha v sn phm:Cc sn phm vinyl ha u tin trong cng nghip l axetanehyt, vinylclorua,

vinyl acetat v cc sn phm khc.Di y l mt s qu trnh vinyl ha trong cng nghip:

Axetandehyt (phn ng cng nc H2O)HC CH + HOH [ CH2= CH- OH] CH3- CH= O

Vinyl clorua:HC CH + HCl CH2= CHCl

Vinyl acetat:HC CH + CH3COOH CH2= CHOOCCH3

Vinyl ete: gm cc bc phn ng sauROH + KOH ROK RO-CH= CHK

RO-CH= CHK + ROH RO-CH= CH2 + ROK

Vinyl phenyl ete:

Phn ng vinyl ha vi xc tc l KOHHC CH +

Vinyl este ca cc axit cacboxilic cao:

HC CH + R-COOH RCOO- CH=CH2

Vinylamin s dng mui km (Zn+2) hoc cadimi (Cd+2) lm xc tc.

R1R2NH + HC CH R1R2N - CH=CH2

Phn ng vinyl ha ca amoniac, cht xc tc l mui phc Coban (Co) vNiken (Ni) nhit 950C:

4 HC CH + 4 NH3 4CH2=CH-NH2

Phn ng vinyl ha ca axit amin: xc tc l mui kali (K+) ca amit:

HC CH + RCO- NH2 RCO-NH-CH=CH2

Acrylonitril: l sn phm ca phn ng c-vinyl ha ca HCN trong HCl lngvi xc tc CuCl v NH4Cl

25 Nhm4

OHO-CH=CH

2


26/50


HC CH + HCN H2C=CH-CN

Cc phn ng Etinyl ha v sn phm:

Etinyl ha sn phm l phn ng cng hp vo nhm cacbonyl ca axetylen mvn tn ti lin kt 3. Reppe pht hin ra cc axetilua ca cc kim loi nng,c bit l ng mt axetilua (Cu+1) c thnh phn

Cu2C2.2H2O.2C2H2, l xc tc rt thch hp cho phn ng ca andehyt viaxetylen. Cc cht xc tc kim c hiu qu tt hn ng axetilua i vi phnng etinyl ha ca xeton. Phn ng tng qut ca qu trnh etinyl ha l: HC CH + RCOR1 HC C C(OH)RR1

Nhng sn phm quan trng nht t qu trnh etinyl ha sn phm l ru l

propargyl (2-propyl-1 ol) v butynediol( 2 butyne-1,4-diol):HC CH + HCHO HC CCH2OH

HC CH + 2HCHOHOCH2C CCH2OH

Mt s phn ng ca qu trnh etinyl ha sn phm ca amoniankanol v aminbc 2:HC CH + (CH3)2N - CH2OH (CH3)2N - CH2 - C CH + H2O

Cc phn ng cacbonyl ha v sn phm:

HC CH + CO + H2O + Ni(CO)4CH2= CH COOH4C2H2 + 4C2H5OH + Ni(CO)4 + 2HCl4CH2=CHCOOC2H5+H2 + NiCl2

C2H2 + C2H5OH + CO CH2=CHCOOC2H5

Hidroquinon c to thnh trong dung mi thch hp, v d dioxan, T =1700C v P = 70Mpa, xc tc l Fe(CO)5

2HC CH + 3CO + H2O + CO2

Hidroquinon cng c to thnh trong iu kin T = 0 1000C, P = 5 35 Mpa

v xc tc l Ru(CO)52HC CH + 2CO + H2

Phn ng ca axetylen v CO c mt cht octacarbonildicoban (CO)3Co-(CO)2-Co(CO)3, to thnh hn hp cis-trans-Bifuradion. Phn ng tin hnh psut P = 20100 Mpa, nhit T 1000C:

26 Nhm4

O OO O

O

O

O O

cis

trans

P = 20 100 Mpa, T 1000C, xc tc2HCCH + 4CO

OHHO

OHHO


27/50


qu trnh vng ha u tin c Berthelot thc hin. ng tng hp ra hpcht thm v naphtalen t axetylen. Vo nm 1940, Reppe tng hp c1,3,5,7-xiclooctatraene vi hiu sut 70% p sut thp.

HC CH + cc sn phm ph

Phng php sn xut axetylen

T nm 1940 tr v trc th axetylen c sn xut t cacbua canxiQu trnh sn xut axetylen t hidrocacbon bt u c nghin cu t sau i

chin th gii ln th hai. qu trnh ny ban u c tin hnh trong phng thnghim vi mc ch l xc nh cc iu kin bin i hidrocacbon parafin thnhaxetylen. Nh tch lu c cc kinh nghim c v l thuyt ln thc t ca cngnghip nhit phn cho php pht trin v thit k cc thit b u tin sn xut

axetylen bng cch nhit phn hidrocacbon nhit cao.Qu trnh nhit phn trc tip hidrocacbon sn xut axetylen l mt qu

trnh phc tp, mi xut hin trong cng nghip trong vng nm mi nm tr li

y. Trong cng ngh ny hidrocacbon b nhit phn nhit cao (1100 1500 0C)

trong iu kin on nhit v thi gian phn ng rt ngn (t 0,005 0,02 giy). Sau sn phm c nhanh chng lm lnh h nhit xung nhm hn ch cc

phn ng phn hy axetylen.

Nhit phn hidrocacbon nhn axetylen ln u tin c thc hin bi hng

Wulf - process (M) ct mch propan. Sau l qu trnh nhit phn ng th mcht ti nhit l kh chy (khi l) c nhit cao. Theo phng php ny ngi ta xy dng cc thit b M, Php, Italia. Sau ngi ta pht minh c phng

php cp nhit mi bng cch a oxi vo vng phn ng t chy mt phnnguyn liu cp nhit cho l v ngi ta gi l phng php oxi ha. Ngi tacng dng nng lng in cracking hidrocacbon vi mc ch sn xut axetylen.

27 Nhm4


28/50


Ngoi ra ngi ta cn dng cc phng php truyn nhit mi hin i hn sn xut axetylen nh nhit phn trong dng plasma nhit thp ...vv

Cc phng php mi ngy cng cho php t chc sn xut axetylen theo s

cng ngh n gin hn, l phn ng nh nhng nng sut vn ln vn u t khngcao. Kt hp vi vic s dng hiu qu (tn dng hp l) cc sn phm thu ctrong qu trnh nhit phn cho php h gi thnh sn phm axetylen.

Tuy qu trnh i t nguyn liu hidrocacbon c nng sut ln, thch hp trongcng nghip nhng sn xut axetylen t canxi cacbua vn gi vai tr nht nh ca ntrong cng nghip nhng Nc khng c tim nng v kh t nhin v kh ng hnh.Cn axetylen dng ch yu trong vic hn ct kim loi.

II.2 Sn xut axetandehyt i t axetylen

Qu trnh hidrat ha axetylen tr thnh qu trnh cng nghip trong sut thchin th I. Ngy nay do s pht trin ca ngnh du kh nn phng php ny dnc thay th bng phng php i t etylen do t etylen c gi thnh r hn i taxetylen.

Cht xc tc quan trng nht cho qu trnh hidrat ha (cng H2O) l hp cht Hg.

y l phng php ch thnh cng trong cng nghip khi m cc qu trnh polimeha v qu trnh ngng t ca axetandehyt thnh cng, trong qu trnh ny axit c

nng trung bnh c loi tr. t c iu ny hng ConsortiumClelektrochemische Industrie nm 1912 s dng mt lng ln axetylen nhit cao v sn phm ly ra ngay lp tc t pha lng ng thi nhit phn ng cng cly ra bi qu trnh chng ct mt lng nc thch hp. Nhng phn ng th cpnh l qu trnh oxi ha axetandehyt to axit axetic v CO2 kt qu l lm gimlng Hg+2 hay kim loi Hg.

cc nc Ty u vic sn xut ra axetandehyt t axetylen ngy nay khngcn c s dng na.

Ngy nay vic sn xut axetandehyt t axetylen c th thc hin theo 2 cchsau y:

- Hydrat ha tr tip axetylen dng xc tc thy ngn tin hnh pha lng.- Hydrat ha axetylen tin hnh pha hi.

II.2 1. qu trnh hidrat ha trc tip axetylen trong pha lng.

S cng nc vi axetylen theo phng php M.G. Kutrerov.

28 Nhm4


29/50


CH CH + H2O CH3CHO, H =-150,1 kJ/mol.

Mt thi gian di y l phng php duy nht sn xut axetandehyt trongcng nghip, tuy nhin hin nay c phng php hu hiu hn v r tin hn l i

t etylen, do phng php Kutrerov tr nn lc hu, tuy vy mt s dy chuyncng ngh hin nay vn cn hot ng.

Cng nc vi xc tc thy ngn theo phng php Kutrurov c tin hnh

trong pha lng bng cch cho axetylen li qua dung dch H2SO4 10 20% v cha 0,5

0,6 % HgO (thc ra dung dch ny thy ngn nm di dng mui HgSO4) iukin trn, song song vi s hp nc ca axetandehyt s xy ra 2 qu trnh ph lngng t axetandehyt to thnh andehyt crotonic v nha theo c ch sau:

Mui HgSO4 kt hp vi axetylen to hp cht trung gian.

Sau :

Hp cht trung gian ny tip tc thy phn to axetandehyt .

Tuy nhin mt phn axetandehyt oxi ha thnh axit axetic v kh HgSO4 thnh Hg+

hay Hg theo phn ng sau.

2CH3CHO CH3-CH=CH-CHO + H2O Nha

V CH3CHO + Hg2+ + H2O CH3-COOH + 2Hg+ + 2H+

29 Nhm4


30/50


S to thnh nha lm mt hot tnh xc tc cng vi s kh mui thy ngn toHg+ cng lm mt hot tnh xc tc. hn ch iu ny cn phi gim nng axetandehyt trong hn hp phn ng bng cch lin tc ly axetandehyt mi sinh

trong dng kh axetylen. c bit trnh khi s to thnh mui thy ngn ngi ta thm vo phn ng mt lng mui st III c kh nng oxi ha thy ngn.

Fe3+ + Hg+Fe2+ + Hg2+ (1)

Lng Fe3+ thng dng d so vi thy ngn (4%), do xc tc c th lmvic trong thi gian di. Tuy vy sau mt thi gian th lng Fe 2+ s tng ln do cn phi ti sinh xc tc, bng cch oxi ha xc tc bng HNO 3 vy hao ht xc tcthy ngn do thy ngn b li cun theo sn phm l iu khng trnh khi (thng

hao ht khong 1 1,5 kg thy ngn /1 tn axetandehyt)

Hg + Fe2(SO4)3 Hg2SO4 + 2FeSO4

Phng trnh oxi ha xc tc bng axit nitric

6FeSO4 + 2HNO3 + 3H2SO4 3Fe2(SO4)3 + 4H2O +2NO

Vic ti sinh xc tc gm cc giai on sau:

1-Dng hi nng thi ht axetandehyt c trong dung dch xc tc ra

2-Lng tch cn b hu c c trong xc tc

3-Bo ha dung dch bng axit sunfuric v sunfat4-Dng axit nitric oxi ha st Fe2+ thnh Fe3+, dng khng kh thi vo dung

dch khuy trn v y oxit nit ra ngoi

Xc tc c ti sinh em chng kh vi CaCO 3 v em dng li, xc tck thut thng thnh phn nh sau:

200g H2SO4/1 lt dung dch xc tc

4g Fe2+ / 1 lt dung dch xc tc

0,4 0,5g Hg /1lt dung dch xc tc

36g Fe3+ / 1lt dung dch xc tc

trnh ng c cho xc tc th axetylen trc khi a vo phn ng phi lmsch ht H3P, H2S, AsH3, NH3......

II.2. 2. Qu trnh oxi ha t (Hoechst)

30 Nhm4


31/50


Qu trnh oxi ha t trnh trc tip tip xc s c hi ca hp cht thyngn. Qu trnh c vn hnh theo nhiu kiu khc nhau, thit b ca hng wacker-chemie chuyn ha axetylen thnh etylen. y l nguyn liu u cho vic sn

xut axetandehyt t nm 1962. Trong phng php ny st sunfat Fe2(SO4)3 cthm vo oxi ha thy ngn kim loi thnh Hg2+. Theo cch ny m bo nng

xc tc hot ng axetylen phn ng vi dung dch xc tc ti nhit 90

950C, dung dch xc tc c nng khong 30 50% c phun vo axetylen theomt con ng nht nh. kh thot ra t thit b phn ng c lm lnh, nc chnhv cc vt xc tc c tch ra v cho quay tr li phn ng.

Axetandehyt v nc c ngng t trong thit b lm lnh, axetandehyt cuicng c ra bng nc t thit b hi lu kh, kh thit b ny c lm lnh n

nhit 25 300C. Khong 8 10% dung dch axetandehyt nhn c, ngoi ra trongkh c ln N2 v CO2 c xem nh l sn phm ph caqutrnh. trnh s d thatch t kh ta ra bng hi nc,cn Fe2+ sunfat to thnh c oxi ha trong thit b tchvi 30% HNO3 ti 950C. Dung dch axetandehyt thu c bng cch chng ct phnon p sut 200KPa.

II.2.3. Qu trnh Chisso.

Qu trnh Chisso cng s dng H2SO4 v dung dch mui thy ngn sunfat lm

xc tc cho qu trnh.Axetylen phn ng hon ton vi dung dch xc tc ti 68-780C v p sut 140

MPa. S kt hp gia p sut v chn khng ti nhit thp qua tng giai onth lng axetylen cn dng l khng ln. Axetandehyt tinh khit thu c nh qutrnh tch v c chng ct ngay ti nhit phn ng. Cng nh trong qu trnhHoechst, cht xc tc c th hon nguyn khi dng HNO3. qu trnh sn xutaxetandehyt theo con ng ny khng cn tip tc hng Chisso Corp trong hnmt thp k ny.

II.2.4. Nhng yu t nh hng n qu trnh hidrat ha axetylen trong pha lng .

*Xc tc:

Xc tc nh hng quan trng nqutrnh, theo nguyn tc chun b xc tcta c th dng nhiu loi axit khc nhau: H2SO4, H3PO4, HCl..... trong tt nht lH2SO4 v n cho vn tc phn ng ln nht v hiu sut axetandehyt cao nht. Nng

31 Nhm4


32/50


H2SO4 dao ng trong khong 6 35% (theo trng lng cht lng). Nng axitcng cao th vn tc phn ng cng ln v gim c lng xc tc cn thit, nhngnng ca axit cng ln th sinh ra nha dn n hao ht xc tc. Thng thng ngi

ta dng H2SO4 20%.Nng thy ngn oxit (HgO) trong xc tc lng khng ln hn 1%, khi nng

HgO > 1% th n t nh hng n vn tc phn ng v lm hao tn thy ngn khiti sinh dung dch xc tc. Trong qu trnh lm vic xc tc mt dn hot tnh khnhanh do Hg2+ b kh thnh Hg+ hay Hg.

*Nhit

Nhit tng th vn tc phn ng hidrat ha tng, hiu sut axetandehyt tng

nhng ng thi cng tng s ha nha ca axetandehyt . Nhit ca qu trnh phthuc nhiu vo thnh phn xc tc v vn tc th tch ca C2H2. Nhit thng duytr 75-1000C

*Vn tc th tchMun t vn tc th tch cao, axetandehyt to thnh phi y nhanh ra khi lp

xc tc, trnh sinh ra sn phm ph v gi cho lp xc tc c bn.

Tin hnh hidrat ha trong thp hnh tr cao 10-12m, ng knh gn 1m, ychp c phn nh ln hn phn y cha kh sn phm trc khi dn ra khi thp,

bn trong thit b lt cao su hoc vt liu chu axit. Thi axetylen t y thp ln, qua32 Nhm

4

0C

%

CH

3CHO

80

60

40

20

20 40 60 80 100

Hi u

su t

Hi u su t CH 3CHO ph thu c nhi t


33/50


dung dch phn ng v tin hnh hidrat ha. Gn 90% axetylen bin thnhaxetandehyt , cng vi axetylen cha phn ng lin tc cho hi nc vo b lilng nc tham gia phn ng hidrat ha v b bc hi. Ngoi ra thp hidrat ha cn

lp mt ng thng rng * S cng ngh sn xut axetandehyt i t axetylen :

M t dy chuyn:

Kh axetylen mi v axetylen tun hon cho vo my thi kh (1) y p sutkhng cao hn 1,5 at. c thi vo y thit b hidrat ha (3), hn hp hi thot ra nh thp hidrat ha (3) lin tc cho vo cc cc thit b lm lnh (4), (6). Phn ngngt thp lm lnh (4) (ch yu l nc) cho quay tr li thp hidrat ha (3). Dungdch nc axetandehyt ngng t thit b (6) cng vi hi v khng kh ngng t cho

vo thp hp th a (7).

33 Nhm4


34/50


34 Nhm4

Hoilu

Ncthairaxly

congngiep

3

2+

1

H

inc

Dungdchxuctacemitaisinh

Axetylen

2

Hg

8

9

Dungdchxuctacataisinh

7

11

Hi

10

4

6

5

Nc

Nc H

i

Axetylen

23

Aldehytcrotomic

17

Nc18

N

c

Hi

16

22

Axetandehyt

N

clanh

21

14

13

15

Nclanh

12

20Nclanh

19

Khtr


35/50


Dng nc ra tch axetandehyt ra khi axetylen cha phn ng. Axetylenthu c cho quay tr li phn ng, trnh tch t kh tr (N2,O2,CO2....) trong thit

b phn ng th mt phn kh tun hon phi em ti sinh (dng nc di p sut

thp ra axetylen) hoc dng sn xut than hot tnh, tricloetylen v nhiu snphm khc.

Dung dch axetandehyt 8 10% thu c thp hp th (7) cho vo thp tinhluyn lm vic lin tc (10). Axetylen thot ra thp hp th (7) sau cho quay trli thp hidrat ha (3). Phn ch yu (nh) gm dung dch axetandehyt v nhng sn

phm ph khc nh andehyt crotonic cho vo thp tinh luyn (17). Phn nh thptinh luyn ta thu c axetandehyt 99%, phn y l dung dch nc c cha 1 t axitaxetic tho ra cng.

Sn xut axetandehyt theo phng php ny thu c sn phm c nng axetandehyt cao

Axetandehyt 99,4 99,8%

Axit axetic 0,03%

Paraandehyt 0,03 0,1%

Aldehyt crotonic 0,02 0,03%

Nc 0,05%

Nhng phng php ny hao tn thy ngn, dn n gi thnh sn phm tng.Ch tiu hao tn nguyn liu sn xut 1 tn axetandehyt l:

C2H2 680 KgHg 1,45 KgHi (3atm) 2,9 tnH2SO4 , HNO3, NaOH, FeDo thy ngn cn bc hi rt c nh hng n sc kho cng nhn v gy ra

cc bnh ngh nghip. Vic ti sinh xc tc tng i phc tp, thit b lm vic cn

phi chng n mn ca H2SO4. l nhng nhc im ca phng php ny nnhin nay trn th gii c nhiu nc sn xut axetandehyt theo cc phng phpkhc.

II.2.5 Sn xut axetandehyt bng cch hidrat ha axetylen tin hnh pha kh .

35 Nhm4


36/50


Nm 1916 ngi ta nghin cu phng php iu ch axetandehyt bngcch hidrat ha axetylen dng xc tc rn, nhng mi n nhng nm gn y mi pdng vo cng nghip xc tc tt nht l axit photphoric (H 3PO4) v mui km tm

trn than hot tnh silicagen. dng xc tc ny axetandehyt t hiu sut 92 96% sovi l thuyt v axetandehyt chuyn ha c 60% nhng xc tc ny c hot tnhkm hn thy ngn v ch c th lm vic nhit cao, c s dng nh xc tc dth, nhit cao th phn ng tin hnh cng nhanh nhng xc tc cng mau mt hottnh. Trong thc t ngi ta s dng hn hp CdHPO4.Ca3(PO4)2 va c tnh axit vva cha nguyn t cng nhm vi thy ngn trong bng h thng tun hon. Hnhp ny lm vic 350-4500c, hiu ng nhit ca phn ng hidrat ha rt ln nn dnung nng xc tc lm cho qu trnh to sn phm ph. khc phc iu ny ngi

ta cho d hi nc. Vi t s axtylen v hi nc thng dng l 1:10 n 1: 20 hocc th pha thm kh tr vi hi nc v cho qua lp xc tc nhit cao. Dng vntc C2H2 ln v gim thi gian tip xc gia C2H2 v lp xc tc n 1/10 giy nhmlm gim sn phm ph.

Dng phng php ny ta c th s dng C2H2 nng thp, c th dng C2H2khi nhit phn C2H4 nh vy gim c giai on lm giu C2H2. chuyn ha ca

C2H2 l 40 50% th hiu sut to thnh axetandehyt l 89%, andehyt crotonic 6

7%, axit axetic 0,5 1% v axeton l 0,3% . Do nhng u im trn m phng

php ny c trin vng pht trin.Hnh : S cng ngh sn xut axetandehyt i t axetylen pha kh

36 Nhm4

4

40

38

43

44

4139

45

48

52

55

54

56

SP

51

61

31

342416

2315

17

18

21

27

2529

30

6

721

Nguynliu

54

12

3

36 37

13

14


37/50


Ch thch: 5,6,7: my phun ; 14: thit b nung nng; 16, 24, 34: thit b phn ng;18,29,38,43: thit b tch; 48,54: thit b ct phn on; 37, 41,51: thit b lm lnh;56: thit b gia nhit; 36,40,44: thit b khuy trn

Qu trnh c tin hnh trong thp c ng knh 1- 1,5 m v cao 6 10 m ccha dung dch xc tc cng vi nc axit i t di ln nhm tng dung lnghi axetylen.

Dng nguyn liu axetylen u tin c a vo ng (1) v sau d chia lm 3phn tng ng nhau l (2,3,4). Ba ngun nguyn liu ny ln lt c dn vo lthot my phun (5,6,7). Dng nguyn liu (4) kt hp vi dng tun hon (13) cdn vo ng (12). Hn hp axetylen v hi nc ny c a vo thit b nungnng (14) tng nhit ln 3150C, sau a vo thit b (15). Ti y tip xcvi cht xc tc trong (16) .

Thit b chy dng cha etylen chy t thit b phn ng (2) c cha etylen v

axetylen, sn phm axetandehyt vi hi s thot ra ngoi nhit 4250

C ng(17), dng chy ny c trn ln vi hn hp nguyn liu v hi sch t my phun(6) ng (18), nc lm lnh ng (19) phi a vo lm gim nhit ca hn hp phn ng trong ng (18) xung 3150C l nhit phn ng ban umong mun. Hn hp (18) c a vo thit b tho lng hnh tr (20) a quang vo thit b phn ng (23), trong thit b ny c tip xc vi xc tc c nh(24) l canxi orthophosphat c hot ha 0,3% ng orthophosphat.

Dng chy th (2) c tho ra t dng chy (23) qua ng (25) nhit 4250C

c thnh phn tng t nh dng chy thit b (15). Nguyn liu vi hi sch ctho ra t my phun 7 qua ng (26) c trn vi nc lnh qua ng (19) v vo ng(27) c trn vi hn hp ra khi thit b phn ng (23) gim nhit , sau khihn hp gim nhit c dn vo thit b hnh tr (29). y c ng (30) thot cht lng ra khi thit b lng nc lm lnh trong ng (25) xung 315 0C lnhit ti u bt u phn ng.

37 Nhm4


38/50


Hi bay ln t thit b tho khun hnh (29) theo ng (31) vo thit b (32). thit b (32) n tip xc vi lp xc tc c nh l canxi orthor -phosphat. Lng xctc mi lp thit b l nh nhau, mi loi cha 48m3 cht xc tc. Thit b tho

khun hnh tr bo v khng cho dung dch nc i vo thit b (23) v (32).Thng thng trong qu trnh vn hnh thit b ny l khng cn thit.

Dng th (2) tho ra thit b (32) nhit 4250C c thnh phn ca dng nhdng tho ra thit b (15) v (24). Dng th bin p ny qua ng (34) vo thit bun nng thit b (14) bng cch trao i nhit gin tip vi hi, trong ng (12). ng (14) dng th bin p ny c lm lnh ti nhit 2800C v dn vo thit blm lnh khng kh (36) v ngng t (37) c c vo thit b tch nhanh (38), kh lng c tch ra rt hiu qu. Qu trnh ny lm vic p sut 15 psi.

Pha kh t thit b tch (38) c vo ng (39) vo thit b nn cp (2), kh cnn a qua thit b lm lnh trung gian (41) v sau vo thit b tch nhanh (43) tch lng kh. Thit b (43) c vn hnh p sut 50 psi. Cht lng c tch ra tthit b (43) c quay li thit b tch nhanh (38). Kh bay ra khi thit b (43) vothit b lm lnh hai cp cao hn hn hp kh c nn ti p sut 170 psi.

Kh nn qua ng (46) vo phn on (47) ca thit b phn on (48). Mtphn cn li ca thit b ct phn on c np vi vt liu np ph hp nh yucu. Dung dch lng t thit b tch (38) c y vo phn ct phn on. Thit b

ct phn on lm vic p sut 150 psi v ti nhit nh l 45 0C v nhit yl 1800C.

Hi trn thit b (48) gm etylen, axetylen cha phn ng v sn phmaxetandehyt c a qua ng (52) vo phn on np (53) ca thit b b ct phnon (54). Thit b un si li (55) v thit b ngng t (56) cung cp nhit cnthit v lng lng hi lu trong qu trnh vn hnh thit b ct phn on (53). Thit

b ny lm vic p sut 135 psi. Nhit nh l 250C v nhit y l 400C. Chtlm lnh ph hp nht l propan v propylen c a vo thit b (55) duy tr nhit

lm vic ca thit b (53).Hn hp kh gm etylen v axetylen cha phn ng c tho ra th thit b (53)

qua ng (56) ra ngoi. Dng hi nc c ly ra t y thit b (48) qua ng (48)qua ng (60). Mt phn nh lng hi nc ny qua ng (61), (19), (27) gimnhit ca dng cht lng ca dng thit b (15), (23) i ra v cn li l nc a rangoi ng (62).

38 Nhm4


39/50


III.3 Sn xut axetandehyt i t EtanolIII.3.1 Tnh cht ethanol:

Tnh cht vt l.Ru eylic l mt cht lng, khng mu, trongsut, mi thm d chu v c trng, v cay, nhhn nc (khi lng ring 0,7936 g/ml 15 C), d bay hi (si nhit 78,39 C), ha rn -114,15 C, tan trong nc vhn, tan trong ete v clorofom, ht m, d chy, khi chy khng c khi v ngn laca mu xanh da tri. S d ru etylic tan v hn trong nc v c nhit si caohn nhiu so vi este hay aldehyde c khi lng phn t xp x l do s to thnh

lin kt hydro gia cc phn t ru vi nhau v vi nc. Tnh cht ha hc.

a.Tnh cht ca mt ru n chc

Phn ng th vi kim loi kim, kim loi kim th. V d:

2 C2H5OH + 2 Na 2 C2H5ONa + H2

Phn ng este ha, phn ng gia ru v acid vi mi trng l acid sulfuric cnng to ra este. V d:

C2H5OH + CH3COOH CH3COOC2H5 + H2O

Phn ng loi nc nh tch nc trong mt phn t to thnh olefin, trong mitrng acid sulfuric c 170 C:

C2H5OH C2H4 + H2O

Hay tch nc gia 2 phn t ru thnh ete

C2H5OH + C2H5OH C2H5-O-C2H5 + H2O

Phn ng oxi ha, trong ru b oxi ha theo 3 mc:V d mc 1, trong mi trng nhit cao

39 Nhm4


40/50


CH3-CH2-OH + CuO CH3-CHO + Cu + H2O

Mc 2, c xc tc:CH3-CH2-OH + O2 CH3-COOH + H2O

Mc 3

C2H5OH + 3 O2 2 CO2 + 3 H2O

b. Phn ng ring

Phn ng to ra butadien-1,3 : cho hi ru i qua cht xc tc hn hp, v d Cu +Al2O3 380-400 C, lc xy ra phn ng tch loi nc

2C2H5OH CH2=CH-CH=CH2 + 2 H2O + H2

Phn ng ln men gim: oxi ha ru etylic 10 bng oxi khng kh c mt mengim nhit khong 25 C.

CH3-CH2-OH + O2 CH3-COOH + H2O

III.3.2 ng dng ca ethanoltanol c sn xut bng c cng nghip ha du, thng qua cng ngh hyrat

ha etylen, v theo phng php sinh hc, bng cch ln men ng hay ng cc vimen ru

Ethanol c s dng lm dung mi, nguyn liu u sn xut nhiu hp chthu c khc, lm nhin liu , lm ung.

III.3.3 Sn phm

Sn phm chnh to ra l acetaldehyde, vi cc tnh cht trnh by trn.

Trong qu trnh oxy ha ethanol xut hin sn phm ph l axit acetic. Axit acetic lmt axit hu c c cng thc l CH3COOH, c nhit si l 118oC, khng mu, tantrong nc v nhiu dung mi hu c. Khi axit acetic c nng t 2% - 6% gi ldm.III.3.4 C s l thuyt ca phng php

40 Nhm4


41/50


- phn ng:

CH3CH2OH + 1/2 O2 CH3CHO + H2O, H = -242,0 KJ/mol

CH3CH2OH CH3CHO + H2

Thng dng xc tc l Cu hoc Ag kim loi hoc hp cht ca chng (oxi hay hpkim) u l nhng xc tc p ng tt cho qu trnh ny, ngoi ra c th s dng Ni,Co, Fe v cc oxit ca chng.

+Khi s dng xc tc Ag th nhit phn ng l 550 600oC , cho sn phm oxyha v dehydro ha c t l gn bng nhau

+ khi s dng xc tc ng hoc hp kim ca ng th etanol s b dehydro ha.

-Cc phn ng ph :

C2H5OH + O2 CH3 COOH + H2OC2H5OH + 1/2 O2 CH 4 + CO + H2OC2H5OH + 2 O2 2 CO2 + 3 H2O

cc sn phm ph : axit acetic, kh CH4 , CO2 ,CO

iu kin t hiu sut cao:

+ l phn ng xc tc d th v vy cn c cc bin php tng b mt tip xc

+Acetaldehyde c nhit si thp 20.2oC nn sau phn ng ta cn lm gim nhit xung thp thu acetaldehyde c trit .

III.3.5 Cc cng ngh sn xut

III.3.5 1. cng ngh sn xut acetaldehyt t oxy ha ethanol ca hang Veba - Chemie

41 Nhm4

Etanol

3

2

5 8

6 7

Axetaldehyt Kh thi

Khng khi1

4


42/50


(1) - Thit b nn kh; (2) - H thng ti sinh nhit; (3) - Thit b phn ng; (4)- Thitb lm lnh; (5)-Thit b lc kh; (6)-Thit b ra ru v bm tr li; (7) - Thit b lmlnh; (8) - Thit b tinh ct axetandehyt .

Etanol c trn vi khng kh v cho qua lp xc tc bc 500 6000C 3.Nhit ny ph thuc vo t l etanol trong khng kh v tc dng kh i qua xc

tc. Etanol chuyn ha rt a dng t 50 70% v nng sut qu trnh t 97 99%tu thuc vo iu kin phn ng. axetandehyt cng vi ru cha phn ng c lyra t thit b (5) v tch bng cch chng phn on bng thit b (8). Sau khi c cru cho quay tr li thit b phn ng (3). Nhit hnh thnh trong phn ng c sdng cho qu trnh sn xut hi bng cch s dng h thng thu hi nhit (2) ngay sauvng phn ng. Hn hp kh bao gm: N2, H2, CH4 CO, Co2 n c tch ra t nhthp (5). y l nhng kh gy v nng sut ta nhit km dng trong l hi (8).

Ngoi sn phm chnh l axetandehyt ta cn thu mt lng nh axit axetic.

III.3.5 2 Cng ngh sn xut acetaldehyt t oxy ha ethanol( Johanna Eliasson, b mnk thut ha hc , i hc Lund, thng 3/2010)

42 Nhm4


43/50


u tin ethanol v khng kh a n bnh bo ha, kh a vo n khi bo ha viethanol ri cho qua thit b gia nhit t n nhit 480oC. Phn ng c thchin trong mt bnh phn ng c nh trn lp xc tc Ag, phn ng ta nhit,nhit phn ng 550oC. Qu trnh ny chuyn i t 74-82% ethanol.

Hn hp ra khi bnh phn ng s c a sang thp hp th, ni m nc cs dng thu ly axetandehytv hp th c ethanol cha phn ng ht. Cc kh

khng c hp th (CO2,N2,CO, CH4) i ln thng ha trn pha trn. Sau dung dch thu c c a sang ln lt 2 thp chng ct. Thp u tin

chng ct thu axetandehyttinh khit, c ly ra pha trn, di y thu chn hp cha : cn , nc v mt lng nh axit acetic, axetandehyt, thp ny ttnht lm vic p sut 3 bar. Hn hp ly ra di y mt phn c a ti bnh

43 Nhm4


44/50


ha trn , phn cn li a vo thp chng ct th 2 , ti ethanol c ly ra pha trn v c a vo tr li tip tc thc hin qu trnh.

Bnh bo ha hot ng nh mt thit b ngng t cho thp chng ct ethanol

Hiu sut ca ton qu trnh l 93%III.3.6 u nhc im ca phng php sn xut acetaldehyde bng cch oxyha ethanol

u dim :

+ Phng php ny cho hiu sut kh cao

+ t nh hng n mi trng

+ Ngun ethanol phong ph

+ Thit b khng phc tp lm+ D tch sn phm ph

Nhc im

+ Xc tc t(Ag, Cu)

+ C sn phm ph

+ V vn an ninh lng thc nn ta khng th thu ethanol t ln men ng.

IV. i t kh tng hp (CO + H2).

* Nguyn l hot ng.Kh tng hp (CO + H2) qua thit b trao i nhit ri vo thit b phn ng loi

ng chm (1). Hn hp sn phm gm axit axetic, etanol, hidrocacbon no ch yu lC2H4, CO v H2 d c cho qua thit b lm lnh ri cho v thp hp th (3). Dungdch lng t y thit b c a i ngng t, lm lnh mt phn c da ln nhthp hp th lm cht hp th, mt phn c a sang thit b cha sn phm axitaxetic th. Hi bay ln t nh thp hp th cho sang thp hp th bng nc khc(4). Ti y kh a phn ng gm CO, H2 d c quay li thit b phn ng, hn

hp lng y thit b hp th th 2 c a vo bnh n nh. Sau dung dchc bm vo thp chng ct thu hi axetandehyt th (5).

Axit axetandehyt th c a i chng ct nhiu giai on c axit axetictinh khit. Trong qu trnh ny thu c mt phn nh axetandehyt . Hiu sutaxetandehyt thu c l 30%.Cht xc tc l hp cht Co, Ru c hot ha bng cchp cht Iod hoc MgCl2 vi cht nn l silicat.

44 Nhm4


45/50


Hnh (5) s sn xut axetandehyt t kh tng hp

Tu thuc tng iukin phn ng mcc phn phm c lcv hot tnh khc nhau.Khi tng p sut ring

phn ca CO v t l

CO/H2 th chn lcca axetandehyt vmetan gim, chnlc ca axit axetic tng

bi s to thnhaxetandehyt v

metan ph thuc vop sut ring phn caH2 hn s to thnhaxit axetic. Khigim p su ring phnca H2 s lm gim hottnh ca axit axetic vhot tnh tng cnggim.

45 Nhm4

Ax

itAxe

tic

tho

CO

H

S

OCONGNGHESANXU

ATAXETANDEHYTIT

KHTONGHP

Axit

Axe

tic

Sa

np

ha

mp

hu

1

2

3

4

5

6

7

8

1.T

hietbp

ha

nng

2.

Ma

yne

n

3.

Tha

pr

akh

4.

Tha

pha

pthu

5.T

hietbthu

ho

iAx

etan

de

hy

t

6.

Thietbthu

ho

isanp

ha

mn

he

7.

ThietbHy

dra

tho

a

8.

Thietbtin

hca

tA

xitAxe

tic


46/50


nh hng ca t l CO/H2 trong phn ng 3000C.T l CO/H2 7 9 12CO (% th tch) 84,5 87,8 90,4

H2 (% th tch) 12,1 9,8 7,7Hot tnhTng cng (CO-mol/1H) 17,7 12,7 8,8 chn lc (CO-mol%)CH3COOH (g/1H) 24,5 229 170CH3COOH 51/8 60,1 64CH3CHO 25 22,3 17,4CH4 6 4,5 5,1

Theo phng php ny th d chn loc thp do khng c ng dng trong

cng nghip. Phng php ny ch sn xut ra axit axetic, cn axetandehyt ch lsn phm ph.Khi nng sut nh my l 1 tn CH3COOH/ngy (0,693 kmol/h) th slng sn phm s nh sau:Cc sn phm v tr s 1, 2, 3, .....8 trn s lnhng cht c s lng tng ng nh sau:

S 1 2 3 4 5 6 7 8Tn cht N/liu Kh t.hon Sp Kh thi

CO 2,275 173,027 0,188H2 2,425 20,541 0,022

CH4 17,612 0,076Kh khc 3,375 0,024CH3CHO 0,022 0,017

LB 0,003 0,737 0,737 0,737 0,639CH3COOH 0,737 0,016 0,008 0,008

HB 0,016 0,465 0,436 0,001 0,001H2O 0,395

Trong :

n v mol/h

Cc kh khc l: CO2,C2H4,C2H6,C3H6,C3H8,C4H10

LB l etylen glucol, propyl ancohol, buutyl ancohol, propionandehyt, metylacetat, etyl acetat.

HB l axit propionic.

46 Nhm4


47/50


Sau khi sn xut thu c CH3CHO 0,002 kmol/h hay 58 khng gian/ngy.Lng CH3CHO thu c lqunh so vi CH3COOH.Do vy phng php nykhng c ng dng.

V. CC PHNG PHP KHCV.1 Sn xut axetandehyt t metanol, metyl acetat hoc anhidrit axetic.

Qu trnh hidro formyl ha ca metanol vi CO/H2 cng to axetandehyt, gi l qu trnh tng hp oxo. qu trnh ny xc tc c s dng l Co, Ni v mui

st hoc CoBr2, CoI2, kim loi cacbonyl tng ng. Ti nhit cao 180 2000c v

p sut cao 30 40 MPa. Do gi ca sn phm du m tng cao nn nhng nm gny nghin cu ca qu trnh ny ng dng vo nh my.

chn lc ca axetandehyt l 80% hoc khi dng xc tc cacbonyl l Fe-Cohay Co-Ni cng vi s mt ca amin bc 3, photphin (PH3) hoc Nitrin th chnlc ca axetandehyt s cao hn, tng t vi qu trnh hidro cacbonyl ha ca metylacetat vi xc tc l Pd hoc Rh cng vi s c mt ca PH3 v hp cht iot hoc xctc Co-Rh th chn lc cng s cao .

Gn y nhng thnh tu miu t s hnh thnh axetandehyt bi s khanhidrit axetic vi H2, Pd hoc Pt ti p sut thp v nhit va phi, nuaxetandehyt quan trng nh l mt hp cht hu c trung gian th nhng phng php

ny c th a chung khi m sn xut axetandehyt vi s lng t.V.2 Sn xut axetandehyt thng qua vinyl ete .

Reppe ti Hng BASF pht trin qu trnh ny bng cch s dng vinyl ete.

Qu trnh c vn hnh th mt s nh my t nm 1939 1945. s dnghp cht thy ngn (Hg) lm xc tc, ng thi metanol c thm vo axetylen,

nhit phn ng ti 150 1600C v p sut P = 1600KPa vi s c mt ca KOH to metyl vinyl ete. Metyl vinyl ete sau b thy phn vi axit long

C2H2 + CH3OH CH3OCH=CH CH3OH + CH3CHO

V.3 Qu trnh sn xut axetandehyt thng qua etyliden diacetat.

Thm axit axetic vo axetylen vi s c mt ca mui Hg2+ to thnhCH3CH(OCOCH3), cht ny phn hy thnh axetandehyt v axetic andehyt nhit 130-1450C vi s c mt ca xc tc axit lewis (ZnCl 2). y l qu trnh c phttrin bi hng Societe Chemique Usirnes Du Rhne ca Php. c s dng votrong cng nghip nhng nm 1914 nhng by gi th t s dng.

47 Nhm4


48/50


V.4 Sn xut axetandehyt i t hidrocacbon no

Axetandehyt c iu ch mt cch cng nghip bng cch oxi ha pha hi cchidrocacbon no nh butan, hp cht cha butan vi khng kh hoc oxi.

C4H10 + 3/2O2CH3CHO + CH2O +CH3OHQu trnh oxi ha butan hoc hn hp propan - butan khng cng sut mt xc

tc pha hi to ra nhiu sn phm CH3CHO, CH3OH, CH2O....

T l Hidrocacbon / oxi = 5/1 - 20/1

Nhit l 4000C, p sut l 100 psia

Thi gian phn ng ca hn hp trong zon phn ng l 0,25 - 2giy.

Thi gian lu ngn ngn cn s phn hy sn phm, sau khi ra khi vngphn ng th sn phm phi c lm lnh gim nhit .

Cng ngh sn xut axetandehyt ca hng Colanese Corp khng dng xc tcnh sau.

Trong s bin i, dng hidrocacbon c vi khng kh nn v kh tun honcha hidrocacbon khng phn ng, CO3 ,CO2, N2. Ton b kh c un nng ti3700C di p sut 70 bar v oxi ha 4500C. S phn hy cc peroxit. Cc kh nngc i lm lnh ri cho vo b cha tch hi v dung dch. Phn dung dch yl axit axetic v formandehyt. Hn hp kh bay ln vo thit b hp thu bng nc thu hi cc hp cht oxi ha v cc hidrocacbon cha phn ng s c ti s dng.Sn phm oxi ha vo thit b chng nhanh v c lm tinh khit bng qu trnhchng ct ng ph.

Hi axetandehyt thu c trn nh thit b.s oxi ha ca n-butan to raaxetandehyt ,formandehyt, axeton, cc dung dch hn tp nh cc sn phm chnh.cc andehyt khc, ancol khc, cc axeton khc, cc glycol khc, cc epoxit khc vaxit hu c c to thnh vi nng thp hn thnh phn ca hn hp sn phm

ph thuc vo mc ca hidro a vo u nh nguyn liu gc. Kt qu thu caxetandehyt cao nht l s oxi ha n - butan v s oxi ha vi oxi hn l khng kh.

C. SO SNH CC PHNG PHP SN XUT AXETANDEHYT

Phng php sn xut axetandehyt t etanol, axetylen xt v mt hiu qu kinh tth khng cao v s dng ngun nguyn liu t tin. Axetylen l mt cht rt t vkhi s dng n tn km nhiu khon chi ph vn u t ln. Phng php sn xutaxetandehyt t etanol c s dng u tin bng qu trnh oxi ha, sau l qutrnh dehidro ha.Tuy nhin c hai qu trnh ny u em li hiu qu kinh t thp,

48 Nhm4


49/50


hiu sut ca qu trnh ny khng cao. Do s tn ti khuyt im v nhit ca c haiqu trnh oxi ha v dehidro ha. Vi qu trnh ny th khng cn cp nhit cho Phnng hoc ly nhit tha i trong qu trnh oxi ha. Phng php ny do s dng hai

thp thp th (mt thp s dng dung dch tun hon ca mt thp s dng nc) nns hp th c sn phm trit .

Tuy nhin vi gi thnh u t quln nn ngy nay cng t s dng. Phng phpsn xut t axetylen l phng php c s dng nhiu nht, thu c hiu sut sn

phm cao tuy nhin qu trnh ny c th nh hng do xc tc s dng l thy ngnrt c. hn ch s c hi ca thy ngn ngi ta thay th qu trnh ny bng qutrnh hidrat ha trong pha hi. Tuy nhin qu trnh ny li phi s dng nhiu thit b

phn ng, dn n vn u t cao. Do s dng nguyn liu l etanol hay axetylen t

nn dn dn c thay th bng ngun nguyn liu l etylen c gi thnh thp hnrt nhiu. Etylen c oxi ha trc tip bng oxi. Vi phng php ny c hai loicng ngh sn xut l cng ngh mt cp v cng ngh hai cp. C hai cng nghny u cho hiu sut axetandehyt cao ( khong 95%).

i vi cng ngh mt cp i hi etylen c sch cao, cn cng ngh hai cp thli khng i hi. Cng ngh hai cp do dung dch CuCl2- PdCl2 n mn rt cao nni hi thnh thit b phi s dng titan hoc hp kim titan, y l kim loi t tin,dn n vn u t cao. Mt khc vn cn ch l x l cc sn phm ph b oxi

ha, c bit axetandehyt b clo ha l mt cht c, chng c tnh st trng v ngncn s oxi ha sinh hc. Hidrocacbon no l ngun nguyn liu r tin, tuy nhin qutrnh sn xut axetandehyt t n vn cha c pht trin rng ri bi v khi kt thc

phn ng cc sn phm oxi ha khc c to thnh cng vi axetandehyt . qu trnhny ch c s dng vi quy m nh, khi m c sn phm chnh ln ph trong qutrnh u c s dng ht.

Phng php tng hp t metanol v oxi cacbon hin nay ang c quan tm cbit. qu trnh sn xut axetandehyt t kh tng hp c chn lc thp do t c

ng dng trong cng nghip. i t kh tng hp th axetandehyt ch l sn phm phcaqutrnh. Nhng du sao qu trnh tng hp axetandehyt t hidrat ha axetalenvn bo ton c gi tr ca mnh

KT LUN

49 Nhm4


50/50


Sau khi hon thnh ti ny, chng em thy c vai tr v ng dng quantrng ca axetandehyt trong khoa hc k thut v cuc sng, hiu r hn v cc

phng php sn xut axetandehyt, cng nh cch la chn ngun nguyn liu v

hng sn xut sao cho ph hp vi c im ca tng vng khc nhau, bit cch citin dy chuyn sn xut, nng cao hiu qu, nng xut qu trnh.

Qua qu trnh lm ti ny chng em thu c nhng kin thc v cng bch, chng em c n li cc kin thc c s ca cc mn hc nh: ha hc hu c,qu trnh thit b trong ha cht,.. bit c cch tra, tm ti liu nc ngoi, nng caokin thc ting Anh chuyn ngnh, bit cch lm vic nhm.

Tuy nhin trong qu trnh lm ti ny khng trnh khi nhng sai st rt mongs thng cm, gp ca c.

TI LIU THAM KHO

1. http://en.wikipedia.org/wiki/Acetaldehyde

2. http://www.epa.gov/ttnatw01/hlthef/acetalde.html

3. Nguyn Mai Lin -Tng hp hu c c bn, trng i hc bch khoa h ni,xut bn nm 1964.

4. Trn Cng Khanh, thit b phn ng trong sn xut cc hp cht hu c,Trng i hc bch khoa H Ni, 1986
http://en.wikipedia.org/wiki/Acetaldehydehttp://www.epa.gov/ttnatw01/hlthef/acetalde.htmlhttp://en.wikipedia.org/wiki/Acetaldehydehttp://www.epa.gov/ttnatw01/hlthef/acetalde.html

Công nghệ sản xuất axetandehyl

Documents