97 Công nghệ sản xuất PVC bằng phơng pháp huyền phù - Điều kiện vận hành của nhà máy: Nguyên liệu chính: VCM mới VCM tuần hoàn VCM Nớc loại khoáng Tác nhân tạo huyền phù Thứ cấp Sơ cấp Chất khơi mào Polyvinyl ancol Polyvinyl axetat 2NaOH + H 2 O 2 = Na 2 O 2 + 2H 2 O Na 2 O 2 + C 2 H 5 OCOCl C 2 H 5 OCO-OONa + NaCl C 2 H 5 OCO-OONa + C 2 H 5 OCOCl C 2 H 5 OCO-OO-OCOC 2 H 5 + NaCl C 2 H 5 OCO-OO-OCOC 2 H 5 2C 2 H 5 OCOO * * Cơ chế hình thành chất khơi mào: 98 . S¬ ®å c«ng nghÖ s¶n xuÊt PVC b»ng ph¬ng ph¸p huyÒn phï VCM 99 Thiết bị phản ứng (1) Thiết bị phản ứng (2) Máy khuấy xoắn ốc đảo dòng đi lên (3) Máy khuấy mỏ neo (4) Thiết bị ngng tụ ngợc dòng (5) Thiết bị lọc giải từ (6) Mức PVC tối đa (7) Van xả rửa (8) Cửa xả 100 Ch¬ng 3. S¶n xuÊt c¸c hîp chÊt tõ propylen CH 3 -CH=CH 2 Propylen Propylen oxit Axit acrylic Acrylonitril Nhùa PP Sîi polyacrylat Propylen glycol 10% 13% 46% Cumen Rîu Axeton 101 3.1. Sản xuất propylen oxit (PO). Propylen oxit là chất lỏng có t s = 35 o C, nhiệt t nc = -112oC, tỷ trọng d 20 4 = 0,830 PO có nhiều ứng dụng nhng ứng dụng quan trọng nhất là đợc sử dụng làm nguyên liệu sản xuất polyuretan (chiếm 60%) và nhựa polyeste (20%). Các phơng pháp sản xuất PO: - Quá trình clohydrin hoá propylen - Quá trình điện hoá - Quá trình oxi hoá trực tiếp. - Quá trình oxi hoá sử dụng peroxit. 102 3.1.2. Các phơng pháp tổng hợp P.O và đặc điểm của phản ứng 3.1.2.1. Quá trình clohydrin hoá propylen sản xuất PO. * Phản ứng và điều kiện động học. Quá trình này tơng tự nh quá trình sản xuất EO. Các phản ứng chính xảy ra nh sau: Cl 2 + H 2 O ClOH + HCl CH3 -CHOH-CH2Cl (90%) CH 3 -CH=CH 2 + HOCl CH 3 -CHCl-CH 2 OH (10%) 2CH 3 CHOHCH 2 Cl + NaOH CH 3 CH CH 2 + NaCl + H 2 O O Phản ứng tạo propylen clohydrin toả nhiệt với H o 298 =-225 kJ/mol Phản ứng với NaOH thu nhiệt nhẹ H o 298 =5 kJ/mol. 103 S¬ ®å c«ng nghÖ s¶n xuÊt PO b»ng qu¸ tr×nh clohydrin propylen 104 Sản xuất PO bằng phơng pháp oxi hoá có sử dụng peroxit. Phản ứng chính nh sau CH 3 -CH=CH 2 + ROOH (hoặc R-CO-OOH) CH 3 -CH - CH 2 + ROH O (hoặc RCOOH) Khơi mào: RH + A R * + AH Phát triển mạch: R * + O 2 RO 2 * RO 2 * + RH ROOH + R * Ngắt mạch: 2R * R-R R * + RO 2 * ROOR 2RO 2 * Sản phẩm không hoạt động 105 * Phản ứng oxi hoá isobutan tạo t-butyl hydroperoxit và t-butyl ancol. Điều kiện phản ứng: - Nhiệt độ 110 130 o C - áp suất 3 3,5 Mpa -Thời gian lu khoảng 7 giờ cho một lợng isobutan chuyển hoá là 35%. - Tỷ lệ oxi và isobutan dới 8%, đảm bảo ở mức ngoài giới hạn cháy nổ dới. * Phản ứng epoxi hoá propylen: Điều kiện phản ứng: - Phản ứng này xảy ra trong pha lỏng - Xúc tác: dung dịch molipden naphtenat 5% KL. - Thiết bị phản ứng nhiều giai đoạn - Nhiệt độ: 110 o C - áp suất 3 -4 Mpa -tỷ lệ peroxit/ancol/propylen là 1/1/3 - Thời gian lu 0,5 1 giờ/1 giai đoạn, tổng thời gian lu là 2,5 giờ. - Đ ộ chọn lọc propylen oxit và ancol đạt 85. 106 S¬ ®å c«ng nghÖ s¶n xuÊt PO b»ng qu¸ tr×nh oxi ho¸ propylen sö dông peoxit O 2 ChuÈn bÞ nguyªn liÖu 100 o C C 3 PO th« PO [...]... 3.3.2.1 Phản ứng và điều kiện vận hành Công nghệ phản ứng trong pha lỏng: - Nhiệt độ và áp suất thấp (50 oC, 5 atm), - Chất xúc tác: axit sunfuric Công nghệ trong pha khí: - Nhiệt độ 250 oC - áp suất 40 atm - Chất xúc tác: axit photphoric * Phản ứng chính xảy ra như sau: H 3C - CH3 CH=CH2 + C CH3 H+ * Chất xúc tác được sử dụng có thể là: - AlCl3, tiến hành ở 10-95oC - H3PO4, có hoặc không có chất xúc... có quá trình chuyển mạch và tạo ra polime có khối lượng phân tử rất lớn 112 Sơ đồ công nghệ sản xuấ P.P trong pha khí đi phân loại và hoàn thiện sp Propylen/etylen (1), (5) Thiết bị phản ứng (2), (6) Máy nén (3), (7) Thiết bị trao đổi nhiệt (4), (8) Bồn chứa sản phẩm 113 Ưu điểm của công nghệ pha khí ? 114 Sơ đồ công nghệ sản xuấ P.P trong pha lỏng etylen Hơi nước, etylen, propylen, sp nhẹ (1) Thiết... mục đích có tính kinh tế 107 3.1.2 .5 Sản xuất PO bằng phương pháp oxi hoá có sử dụng các peraxit và hydroperoxit (công nghệ Daicel) Công nghệ hai giai đoạn: Giai đoạn thứ nhất: quá trình oxi hoá axetaldehit trong etyl axetat bằng oxi tạo peraxit: - Phản ứng xảy ra ở nhiệt độ phòng - áp suất 2 ,5- 4 MPa - Xúc tác axit Giai đoạn hai: epoxi hoá propylen: - Nhiệt độ 50 oC - áp suất 0,9-1,2 Mpa - Thời gian... cho phép tiến hành phản ứng ở 70-105oC 118 - Aluminosilicat, sử dụng ở dạng tương tự xúc tác cracking, làm việc ở 200oC 30 đĩa 3.3.2.2 Công nghệ sản xuất cumen bằng phương pháp alkyl hoá bezen =1 bezen/propylen = 8/1 10/1 119 * Đặc điểm công nghệ Yêu cầu đối với cumen thương phẩm: có chứa hàm lượng các tạp chất < 1200ppm (0,02% etylbenzen, 0, 05% n-propylbenzen, 0, 05% butylbenzen) Hiệu suất quá trình... sản xuấ P.P trong pha lỏng etylen Hơi nước, etylen, propylen, sp nhẹ (1) Thiết bị phản ứng dạng ống (2), (4) Hệ thống tách tạo áp hai cấp (3) Thiết bị phản ứng copolime hoá pha khí (5) Tháp stripping 1 15 Ưu điểm của công nghệ pha lỏng ? 116 3.3 Sản xuất Cumen CH3 CH3 CH 3.3.1 Giới thiệu chung Cumen (isopropylbenzen) là chất lỏng, tan trong nhiều dung môi hữu cơ, không hoà tan trong nước Phương pháp... trong thiết bị phản ứng tầng sôi nhờ phản ứng polime hoá có xúc tác Ziegler ( là xúc tác có chứa nhôm alkylat và kim loại chuyển tiếp) CH3 Cl (C2H5)2 TiCl2 + Al(C2H5)2Cl CH2 Ti Cl C2H5 Al CH2 Cl CH3 - Phản ứng xảy ra ở nhiệt độ khoảng 70oC - áp suất khoảng 35 atm 111 - Cơ chế phản ứng xảy ra trên tâm kim loại xúc tác như sau: CH3 CH2 Ti CH3-CH= CH2 CH3 CH2 +Ti Al CH2 CH3 CH3 CH2 CH3-+CH- -CH2 Al CH2... hai: epoxi hoá propylen: - Nhiệt độ 50 oC - áp suất 0,9-1,2 Mpa - Thời gian lưu 2 3 giờ - Độ chuyển hoá axit peraxetic là 97 -98% - Hiệu suất tạo PO là 92% 108 Sơ đồ công nghệ sản xuất PO bằng quá trình oxi hoá propylen sử dụng peraxit Công nghệ Daicel 109 3.2 Sản xuất Polypropylen (P.P) -CH-CH2CH3 n Polypropylen là nhựa chịu nhiệt Nhu cầu tiêu thụ tiêu thụ PP đứng thứ ba, sau PVC PP được tổng hợp... benzen là 96-97% và tính theo propylen là 91-92% Ngoài ra, để thu hồi thêm cumen, một số công nghệ có thêm bộ phận transankyl hoá nhằm chuyển diisopropylbenzen và benzen thành cumen theo phản ứng sau: CH(CH3)2 CH(CH3)2 + CH(CH3)2 2 Nhiệt độ phản ứng: 180 250 oC áp suất: 2 MPa Tỷ lệ benzen/diisopropyl benzen = 5/ 10 120 . Na 2 O 2 + 2H 2 O Na 2 O 2 + C 2 H 5 OCOCl C 2 H 5 OCO-OONa + NaCl C 2 H 5 OCO-OONa + C 2 H 5 OCOCl C 2 H 5 OCO-OO-OCOC 2 H 5 + NaCl C 2 H 5 OCO-OO-OCOC 2 H 5 2C 2 H 5 OCOO * * Cơ chế hình thành. vào nhiều mục đích có tính kinh tế. 108 3.1.2 .5. Sản xuất PO bằng phơng pháp oxi hoá có sử dụng các peraxit và hydroperoxit (công nghệ Daicel). Công nghệ hai giai đoạn: Giai đoạn thứ nhất: quá. tiếp) - Phản ứng xảy ra ở nhiệt độ khoảng 70 o C. - áp suất khoảng 35 atm CH 3 Cl CH 2 C 2 H 5 (C 2 H 5 ) 2 TiCl 2 + Al(C 2 H 5 ) 2 Cl Ti Al Cl CH 2 Cl CH 3 112 - C¬ chÕ ph¶n øng x¶y ra trªn t©m