Công nghệ sản xuất nylon 6,6

41 43 0
  • Loading ...
1/41 trang

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 17/04/2018, 15:51

Một trong những polyamide thương mại thành công đầu tiên con người tạo ra là nylon và phổ biến nhất là nylon 66 được tổng hợp bởi Du Pont. Về cái tên nylon, có rất nhiều ý nghĩa khác nhau. Có ý kiến cho rằng nyl là một từ ngẫu nhiên và on được thêm vào cho giống các loại sợi đã có trước đó như cotton (bông) và Rayon (tơ). Còn theo Dupont, lúc đầu người ta định đặt tên là norun,tức không bị sổ mép (so với cotton hoặc nylon), nhưng sau đó đổi dần từng từ cho hay, cho đến khi nghe kêu nhất. Contents MỞ ĐẦU Polyme người tạo thành phần thiếu xã hội đại Tất thứ sống, từ xe, quần áo, bao bì mà giữ tươi thực phẩm, máy vi tính, đĩa CD DVD… liên quan đến tổng hợp polyme Polyamit polyme mạch cacbon dị nguyên tố, có nhóm chức [-CO-NH-] phân tử Có nhiều polyamit có ứng dụng sống Nylon 3; Nylon 6.6 ; Nylon 6; Nylon 6.10 ; Nylon 6.12; Nylon 11; Nylon 12… Một polyamide thương mại thành công người tạo nylon phổ biến nylon 66 tổng hợp Du Pont Về tên nylon, có nhiều ý nghĩa khác Có ý kiến cho "nyl" từ ngẫu nhiên "on" thêm vào cho giống loại sợi có trước cotton (bơng) Rayon (tơ) Còn theo Dupont, lúc đầu người ta định đặt tên "no-run",tức không bị sổ mép (so với cotton nylon), sau đổi dần từ cho hay, nghe "kêu" Nylon đời loại "vật liệu cách mạng" vào ngày 23/5/1934 Loại phát minh lúc nylon 6.6 hay nylon 66, loại sợi nhân tạo từ chất vơ than đá, nước, khơng khí Nhưng năm sau (1936) sản phẩm có tính thương mại nylon xuất xưởng Đó bàn chải đánh với chải sợi nylon Nhưng phải đợi đến đôi vớ (bít tất) phụ nữ đời (1940), nylon biết đến rộng rãi Khi lụa bơng thay sợi nylon, sợi nylon đảm bảo độ ẩm khả chống lại nấm mốc Trong áo chống đạn làm nylon, có độ bền mà trước không loại sơ sợi tự nhiên có Và sử dụng lốp máy bay, cho phép máy bay hạng nặng hạ cánh an toàn Ngày nylon chủ yếu sử dụng hai lĩnh vực tơ sợi chất dẻo, chúng sử dụng công nghiệp, đời sống, dệt may trang trí nội thất như: làm bàn chải, cước câu cá, dù, dây đàn guitar Việc tìm hiểu ngun tắc tổng hợp cơng nghệ tổng hợp nylon 66 quan trọng sinh viên ngành Hóa Dầu, từ giúp sinh viên hiểu sâu sắc trình tổng hợp hữu cơ, hiểu thêm sơ đồ công nghệ Thơng thường Nylon 66 sản phẩm q trình trùng ngưng axit adipic với hexamethylene diamine: n n n Ngồi người ta tổng hợp cách phản ứng clorua axit với hexametylen điamin n n n Hiện nylon 66 sử dụng nhiều đời sống có nhiều cơng nghệ tạo chất trung gian sản xuất nylon được thương mại hóa Phải kể đến công ty Du Pont, BASF, DSM, Rhodia Solutia Ở Việt Nam chưa có nhà máy sản xuất Nylon 66 mà phải nhập hang CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ NYLON 66 1.1.Cấu trúc Cơng thức hóa học nylon 66: Ở nhiệt độ thường Nilon 66 tồn trạng thái kết tinh phần, song kết tinh có kéo giãn O O CH2 C NH CH2 CH2 CH2 CH2 NH CH2 17,2 A CH2 C CH2 CH2 C CH2 NH O Cấu trúc Nilon 66 kết tinh dạng tam tà α β Trong dạng α ổn định nên chiếu ưu cấu trúc tơ nylon Hình 1: Cấu trúc Nylon 66 a b c α β γ Dạng α 4,9 Ǻ 5,4 Ǻ 17,2 Ǻ 48,50 770 63,50 Dạng β 4,9 Ǻ 8,0 Ǻ 17,2 Ǻ 900 770 670 Nhận xét: Cả dạng α β có chu kì đồng chất khác độ dài b góc α 1.2.Tính chất vật lý • • • • • • • • • • • Tồn dạng viên màu trắng, bột dạng sợi Nhiệt độ nóng chảy: 280oC; Nhiệt độ chuyển pha: 50oC Khối lượng phân tử khoảng 12,000-20000 g/mol Khối lượng riêng khoảng 1.09g/cm3 Có độ bền học cao; độ cứng lớn Ít bị ăn mòn hố học; Có độ bền nhiệt độ thấp Đặc tính ma sát, chịu mài mòn tốt Cách nhiệt tốt Q trình gia cơng xử lí nhanh 1.3 Tính chất hóa học Nhóm amit bị thuỷ phân tạo thành amin cacboxyl: H OH NH CO H+ OH- - NH2 + -COO H Chúng dễ bị thuỷ phân mơi trường axit, bazơ làm mạch polymer thuỷ phân hoàn toàn thành monomer tạo thành chúng Thuỷ phân Nylon 66 môi trường axit bazơ: H [ NH(CH2)6NHC(CH2)4C O ]nOH H+ OH- n NH2(CH2)6NH2 + n HOC (CH2)4 COH O O O Trong trình tổng hợp Nylon 66 xảy phản ứng trao đổi tạo nên hệ cân trùng ngưng Q trình phản ứng trao đổi xảy nhóm amit mạch polymer với nhóm chức axit amin nhóm amit với nhau: Phản ứng axit phân: NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO HO CO(CH2)4CONH(CH2)6NH NH(CH2)6NHCO(CH2)4COOH + NH(CH2)6NHCO(CH2)4CONH(CH2)6NHCO(CH2)4CO Phản ứng amin phân: NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO CO(CH2)4CONH(CH2)6NH H NH(CH2)6NHCO(CH2)4CONH(CH2)6NHCO(CH2)4CO + H2N(CH2)6NHCO(CH2)4CO Phản ứng amit phân: NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO CONH(CH2)6NH NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO CONH(CH2)6NH NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO CO(CH2)4CO NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO CO(CH2)4CO 1.4 Ứng dụng thực tế Ngày nylon 66 có ứng dụng nhiều đời sống cơng nghiệp Tơ nylon 66 có tính dai, bền, mềm óng mượt, thấm nước, mau khơ, bền với nhiệt, axit, kiềm Dùng dệt vải, may mặc, vải lót săm lốp xe, bít tất, dây cáp, dây dù, đan lưới… Trong may mặc tơ Nylon ngày sử dụng rộng rãi quan tâm nhiều dần thay loại vải dệt thủ cơng, số lượng ít, màu sắc đơn điệu… loại polyme có chất lượng cao, màu sắc phong phú, đáp ứng cầu sử dụng, thẩm mỹ người tiêu dùng… Nylon 66 ứng dụng vào việc chế tạo chi tiết máy như: • • • • Bánh có khía, khn vòng bi Thiết bị ngắt điện, lõi quấn, thiết bị cạch ly điện Chế tạo nhiều chi tiết máy, chi tiết đặc biệt dễ bị ăn mòn bạc lót Các cánh quạt bơm nước cấu khoá cửa; cánh quạt, chi tiết vỏ Chương 2: Tổng hợp 2.1.Tổng hợp Nilon-6,6: Thực phản ứng trùng ngưng axit adipic với hexametylendiamin: 2.2.Cơ chế phản ứng: Phản ứng tổng hợp Nilon-6,6 từ axit ađipic hexametylen diamin khơng cần sử dụng xúc tác axit ađipic xúc tác cho phản ứng xảy Phản ứng xảy phân tử axit adipic: Một phân tử axit ađipic nhường H nhóm cacboxyl cho phân tử axit ađipic lại: Oxi nhóm cacboxyl proton hố chở lên hoạt động, tham gia liên kết với nguyên tử N cặp electron chưa tham gia liên kết hexametylen diamin Có hai tháp phản ứng làm việc nối tiếp phản ứng tỏa nhiệt mạnh nên cần giải nhiệt cách lấy sản phẩm ra, làm lạnh tuần hoàn phần lại tháp Tháp làm việc 60 đến 804̊C tháp thứ hai 1004̊C hỗn hợp Ol/One tinh khiết có Cyclohexanol hiệu suất đạt 92 đến 96% mol theo axit adipic Axit adipic đáy tháp kết hợp sản phẩm đáy tháp chưng tách phần nhẹ đưa đến tháp kết tinh thứ nhất, tháp có tuần hồn ngồi, làm việc độ chân khơng, sau đưa đến thiết bị ly tâm, có bổ xung thêm nước tách hai phần, phần chứa axit nitric không tinh khiết đưa tháp chưng tách axit nitric, phần chứa sản phẩm tiếp tục qua tháp hòa tan đưa vào tháp kết tinh thứ hai, tháp có tuần hồn ngồi làm việc độ chân khơng Sau đưa qua thiết bị ly tâm, sau qua thiết bị làm khô tách axit adipic Phần nhẹ đưa lại tháp chưng tách phần nhẹ (axit glutaric succinic) sản phẩm đáy lại trộn với sản phẩm đáy tháp oxy hóa để đưa vào tháp kết tinh thứ Ở tháp oxy hóa có tạo khí N 2O NO, NO2 nên cần tách ra, người ta đưa qua tháp rửa axit nitric để hấp thụ khí NO NO người ta thổi khơng khí vào để kéo khí N N2O khơng bị hấp thụ ra, phần lỏng đưa đến tháp chưng tách axit nitric Tháp làm việc áp suất chân không, sản phẩm đỉnh phần đưa lại tháp rửa axit nitric, phần đưa đến tháp hòa tan với phần hữu tháp tách Sản phẩm đáy đưa qua tháp tinh chế axit nitric, sản phẩm đỉnh axit nitric tinh khiết đưa lại tháp oxy hóa Phần đáy chia làm hai dòng, dòng đưa vào tháp tách dòng kết hợp phần đáy tháp oxy hóa, phần đáy tháp chưng phần nhẹ đưa vào tháp kết tinh thứ Ở tháp tách, phần vô quay lại tháp tinh chế axit nitric, phần hữu đưa đến tháp hòa tan Có hai tháp hòa tan, tháp kết tinh nhằm mục đích tách xử lý sản phẩm phụ trước đưa vào tháp kết tinh thứ 3.3 Adiponitrile: Hiện cơng nghiệp có ba phương pháp tổng hợp adipontitrile, ba phương pháp sử dụng ba nguồn nguyên liệu khác axit adipic, butadiene acrylonitrile Phương pháp từ nguyên liệu ban đầu axit adipic hãng Monsanto Mỹ sử dụng dừng lại từ năm 1980 số nơi sử dụng Phương pháp tổng hợp adiponnitrile dựa phản ứng ammoniac với axit adipic có mặt axit phosphoric làm xúc tác sau thực phản ứng dehydrat để tách adiponitrile Có hai cơng nghệ cơng nghệ pha lỏng công nghệ pha hơi, nhiệt độ phản ứng cao: pha từ 300 đến 350 0C pha lỏng từ 200 đến 300 0C (11) Để điều chế sản phẩm độ tinh khiết pha đạt 80% mol pha lỏng đạt 90% mol Phương pháp từ butadiene có hai phương pháp phương pháp trực tiếp phương pháp gián tiếp Phương pháp gián tiếp Du Point sử dụng, có ba giai đoạn clo hóa butadiene thành diclobutene tiếp đến xyanua hóa diclobutene cuối hydro hóa dicyanobutene thành axit adipic Phương pháp sử dụng nhiều clo thực nhiệt độ tương đối cao nên hiệu kinh tế không cao clo đắt chi phí thiết bị lớn Phương pháp trực tiếp Du Pont sử dụng có hai giai đoạn phản ứng butadiene với khí hydroxyanua điều kiện xúc tác thu hỗn hợp gồm 3pentene nitrile, 4-pentene nitril 3-methyl 1-butene nitril 3-methyl 2-butene nitril, hỗn hợp với nguyên liệu đưa chưng cất để thu 3-pentene nitrile, 4pentene nitril sau hỗn hợp phản ứng với HCN có mặt xúc tác adiponitrile chưng cất tách khỏi hỗn hợp Độ tinh khiết sản phẩm đạt 90% mol (12) trình chưng cất, phần adiponitrile lẫn phần sản phẩm nặng nhựa Tuy nhiên phương pháp trình tinh chế, tháp chưng cất cao (do số đĩa lớn) Phương pháp từ acrylonitrile phát triển Monsanto EHD từ năm 1960 sở chủ yếu dime hóa acrylonitrile kết hợp hydro hóa với hiệu suất đạt 92% mol(13) Acrylonitrile sản xuất cách oxy hóa propylene sản phẩm tổng hợp hữu hóa dầu Ngồi ta người ta sử dụng phương pháp khác tiêu tốn nhiều điện sản phẩm tinh khiết công nghệ UCB, Mitsui Toatsu, Halcon ICI Căn vào độ tinh khiết sản phẩm tiêu thụ điện chọn phương pháp sản xuất từ nguyên liệu acrylonitrile, với hai q trình dime hóa hydro hóa Dùng cơng nghệ Monsanto sử dụng phương pháp điện hóa a • • • • • • Đặc điểm trình: Phản ứng xảy điện cực: Ở catot: 2CH2 =CH–CN + 2H2O + 2e → NC–(CH2)4–CN Ở anot: H2O → 2H+ + 1/2O2 + 2e Phản ứng tổng quát: 2CH2 = CH–CN + 2H2O → NC–(CH2)4–CN + 1/2H2O Độ chuyển hóa phản ứng đạt 50% độ tinh khiết sản phẩm đạt 92% Cơ chế phản ứng xảy theo ba giai đoạn: Acrylonitrile nhận điện tử tạo thành di-anion: CH2 = CH–CN + 2e → CH2–CH–CN Dime hóa: CH2=CH–CN + CH2 =CH–CN → NC–CH–(CH2)2–CH2–CH–CN Nhận proton nước tạo sản phẩm NC–CH–(CH2)2–CH2–CH–CN + 2H+ → NH–(CH2)4 –CN b - Sơ đồ công nghệ : Thiết bị điện phân: Cấu tạo thiết bị điện phân tương tự thiết bị lọc ép, bao gồm dãy ngăn polypropylene, với anot hợp kim chì/bạc (về phía bên) catot chì phía (về phía bên) Ở điện cực, làm propylene có màng tẩm polystyrene sunfonat Anot chứa dung dịch axit sunforic loãng Catot hỗn hợp acrylonitrile, adiponitrile, amoni sulfonate nước - Hai điện cực làm lạnh gián tiếp thiết bị trao đổi nhiệt điện cực, chúng chảy nhanh để tránh tăng nhiệt độ 34̊C giới hạn nồng độ adiponitrile bề mặt catot Sơ đồ công nghệ Monsanto: Chúng ta thấy axit sunfuric loãng đươc đưa vào tháp tách chuẩn bị cho anot Ở oxy loại bỏ, có oxy anot ngăn q trình oxy hóa nước Sau đưa qua thiết bị lọc trước vào điện cực anot Acrylonitrile đưa vào tháp chuẩn bị catot, thiết bị nước đưa thêm vào với muối amoni sunfonat sau đưa vào thiết bị điện phân Ở thiết bị điện phân dung dịch catot anot liên tục đưa tuần hoàn làm lạnh bên nhờ thiết bị trao đổi nhiệt gián tiếp Dòng anot đưa lại vào thiết bị điện phân Dòng catot chia làm hai dòng, dòng làm lạnh đưa thiết bị điện phân dòng chứa sản phẩm làm lạnh đưa vào thiết bị trích ly thứ nhất, pha rafinat từ đỉnh tháp đưa sang tháp trích ly thứ hai Người ta dùng nước để tách muối amoni sunfonat khỏi hỗn hợp, nước đưa vào tháp trích ly thứ hai, pha trích (có chứa muối amoni) bơm lại tháp trích ly thứ để tách tiếp muối amoni Phần trích từ đáy tháp trích ly thứ (vẫn lẫn acrylonitrile adiponitrile) bơm qua thiết bị kết tinh muối amoni, muối amoni kết tinh dạng huyền phù lấy đáy tháp, dung dịch nước lỏng chứa muối amoni tiếp tục đưa qua thiết bị làm lạnh tách triệt để nước khỏi dung dịch Nước bơm ngoài, phần tuần hoàn lại tháp kết tinh phần muối amoni (vẫn lẫn lẫn acrylonitrile adiponitrile) trộn với dòng sản phẩm đáy tháp kết tinh sau phần đưa lại tháp trích ly thứ phần đưa tháp chuẩn bị dung dịch cho catot Sơ đồ công nghệ sản xuất adiponitrile Monsanto Phần rafinat chứa chủ yếu acrylonitrile adiponitrile đưa từ đỉnh tháp trích ly thứ đưa xuống đáy tháp trích ly thứ hai thu đỉnh có hàm lượng acrylonitrile adiponitrile cao bơm qua tháp chưng tách acrylonitrile, tách acrylonitrile đỉnh tháp đưa qua tháp tinh chế acrylonitrile, acrylonitrile tinh khiết thu đỉnh tháp đưa lại tháp chuẩn bị dung dịch catot với dòng muối amoni tuần hoàn Đáy thu proplonitrile Phần đáy tháp chưng tách acrylonitrile chứa chủ yếu adiponitrile kết hợp với dòng từ tháp kết tinh (chứa adiponitrile phần nặng) vào tháp chưng tách phần nặng Ở sản phẩm nặng đáy đưa qua tháp kết tinh chân không để thu hồi adiponitrile acrylonitrile đưa lại tháp chưng tách phần nặng Sản phẩm đỉnh tháp chưng tách phần nặng đưa qua tháp chưng tách tiếp để thu adiponitrile đáy tháp sau qua tháp tinh chế adiponitrile để thu sản phẩm đáy tinh khiết đỉnh tháp 3.4 Hexamethylene diamin: Hiện có hai cơng nghệ sản xuất HDMA cơng nghệ hydro hóa Adiponitrile cơng nghệ trực tiếp từ 1,6-hexanediol Cơng nghệ hydro hóa Adiponitrile Du Pont thực áp suất cao phụ thuộc vào xúc tác (nếu xúc tác coban đồng Benzene acrylonitrile Xyclohexane Adiponitrile Axit adipic Hexamethylene diamin áp suất khoảng 60 đến 65.10 Pa, xúc tác sắt áp suất 30.10 6Pa Cơng nghệ có độ tinh khiết đạt khoảng 90 đến 95% mol thực áp suất cao nên không an toàn phải thiết kế thiết bị chịu áp suất nên tốn Cơng nghệ hydro hóa Adiponitrile Rhone-Poulenc thực áp suất thấp khoảng 3.10 Pa nhiệt độ 750C độ hiệu suât cao đạt 99% mol - a) Đặc điểm q trình Phản ứng hydro hóa adiponitrile: NC–(CH2)4–CN + 3H2 → H2N–CH–(CH2)4–CH–NH2 Công nghệ Rhone-Poulenc thực áp suất thấp MPa nhiệt độ thấp 754̊C Thực pha lỏng Sử dụng xúc tác nikel dạng huyền phù dung môi kiềm NaOH Độ tinh khiết sản phẩm đạt 99% mol Khi xúc tác hoạt tính tái sinh cách rửa với nước cho tuần hoàn liên tục Sản phẩm phụ trình hydro hóa hình thành hợp chất diimine: NC–(CH2)4–CN + 3H2 → HN CH–(CH2)4–CH NH b)Sơ đồ công nghệ mô tả sơ đồ công nghệ sản xuất hexamethylene diamine từ adiponitrile Rhone-Poulenc Xúc tác dạng huyền phù xút bơm vào tháp oxy hóa Hydro hydro tuần hoàn nén lại, Adiponitrile đưa vào tháp hydro hóa Phản ứng thực pha lỏng, khí dư từ đỉnh tháp phần tuần hoàn lại phẫn xả Sản phẩm pha lỏng với xúc tác kiềm đưa qua hai thiết bị lọc, sau qua thiết bị lọc thứ nhất, tách xúc tác phần chứa sản phẩm bơm qua tháp chưng đẳng phí, phần đưa tiếp vào thiết bị lọc thứ hai Sau lọc thiết bị thứ hai, hỗn hợp đưa qua tháp rửa nước để tái sinh xúc tác Một phần dung dịch khỏi tháp rửa bơm lại thiết bị lọc thứ phần đưa lại tháp phản ứng với kiềm bổ xung Ở tháp chưng đẳng phí người ta thêm nước vào, đỉnh tháp thu hỗn hợp nước hexamethylen diimine Sau làm lạnh ngưng tụ, đưa vào tháp tách pha phân hai pha, pha nước đưa lại tháp chưng đẳng phí pha lỏng hexamethylen diimine loại bỏ Sản phẩm đỉnh tháp chưng đẳng phí chứa hexamethylene diamine, adiponitrile, 1,2-diaminocyclohexanne, nước…và phần nặng bổ xung nước đưa đến tháp chưng tách hexamethylene diamine Tháp tách hexamethylene diamine làm việc độ chân không Ở sản phẩm đỉnh chứa hexamethylene diamine, 1,2-diaminocyclohexanne, nước đưa đến tháp tách sản phẩm trung bình Sản phẩm đáy chứa phần nặng, adiponitrile phần hexamethylene diamine đưa đến tháp tinh chế Ở tháp tách sản phẩm trung bình làm việc độ chân không, sản phẩm đỉnh thu 1,2-diaminocyclohexanne, nước sản phẩm đáy chứa nhiều hexamethylene diamine đưa trở lại tháp tách hexamethylene diamine Ở sản phẩm đáy tháp tách hexamethylene diamine giàu hexamethylene diamine đưa qua tháp tinh chế để tách phần nặng thu hexamethylene diamine đỉnh tháp Tháp làm việc độ chân không Sơ đồ công nghệ sản xuất hexamethylene diamine từ adiponitrile Rhone-Poulenc 3.5 Công nghệ sản xuất nylon 66: Như ta biết tổng hợp nylon 66 từ hai monomer axit adipic hexamethylene diamine sử dụng phổ biến công nghiệp phương pháp sản xuất gần độc quyền Như trình bày trước đó, quy trình sản xuất nylon 66 trải qua bốn giai đoạn là: • Chuẩn bị muối nylon (Nylon 66 salt) • Thực phản ứng trùng ngưng (polycondensation) • Nung chảy sản phẩm (Melting) • Q trình phun tạo tơ (extrusion) Sơ đồ khối trình thể hình đây: a Chuẩn bị muối nylon 66 (Nylon 66 salt) Khi thực tổng hợp nylon 66, axit adipic kết hợp với hexamethylene diamine tạo thành muối amino axit nước, muối muối hexamethylenediamine adipate, người ta gọi muối nylon (nylon salt) “muối N” (N salt) Và tạo muối thiết bị phản ứng người ta tách nước để phản ứng xảy tốt Các muối hình thành tồn dạng tinh thể màu trắng, người ta sử dụng thiết bị ly tâm để tách chúng sử dụng methanol để rửa Sau chứa chúng vào thùng chứa trước thực phản ứng trùng ngưng Mơ tả sơ đồ q trình thường gắn liền với trình trùng ngưng nên phần thực phản ứng trùng ngưng nêu chi tiết lưu trình b Thực phản ứng trùng ngưng (polycondensation) Các muối Nylon kết hợp lại tùy ý làm bay nước Chính nylon 66 hình thành ta thực nhiệt độ cao áp suất để làm bay nước tránh ngưng tụ tạo pha rắn Người ta cho thêm axit axetic vào hỗn hợp phản ứng chất ổn định pH Tuy nhiên phản ứng tiêu thụ nhiều lượng điều chỉnh hệ số tỷ lượng amine bay hình thành nước Như bay hay hình thành làm thay đổi hệ số tỷ lượng amine bay hơi, làm nhiễm bẩn dòng sản phẩm q trình sản xuất Ngồi thực áp suất cao nhiệt độ cao nguyên nhân làm giảm chất lượng sản phẩm tính chất học màu Người ta sục nito tinh khiết (chỉ chứa khoảng 0.005% oxy) vào tháp phản ứng trước phản ứng để làm tạp chất để tránh suy giảm chất lượng sản phẩm đổi màu chúng Hexamethylene diamine (HDME) có chứa 10% khối lượng nước chuẩn bị từ nguồn 151 bột axit adipic chuẩn bị từ nguồn 152 Hai nguyên liệu đưa liên tục vào tháp khuấy trộn phản ứng 101 theo đường ống 110 111 Ở thiết bị phản ứng 101 này, hỗn hợp M1 bao gồm 81% khối lượng axit adipic 19% khối lượng hexexamethylene diamine Nước chứa phần nhỏ hỗn hợp (khoảng 7% khối lượng) nhiệt độ hỗn hợp trì 1264̊C Hỗn hợp M1 đưa đến hai tháp phản ứng có khuấy trộn riêng lẻ 104 105 qua đường ống 102 103 Thực chất hỗn hợp đưa đến thùng chứa để đảm bảo hình thành nhiều sản phẩm dẻo sau đưa đến tháp phản ứng 104 105 Ở thiết bị phản ứng 104, nhiệt độ trì 2284̊C, áp suất 15 bar lưu lượng dòng qua đường ống 102 41kg/h Trong thiết bị phản ứng dung dịch HDME với 10% nước đưa qua đường ống 112 từ nguồn 151, tỷ lệ dòng điều chỉnh nhằm mục đích tạo hỗn hợp M2 tháp 104 với tỷ lệ axit amine 1,03 Tỷ lệ axit/amine xác định liên tục tháp phản ứng 104 Như minh họa hình, dòng tháp phản ứng phân tích phương pháp hồng ngoại gần (Near InfraRed hay NIR) Kết phân tích giúp điều khiển tỷ lệ dòng hỗn hợp M1 dòng HDMA tháp phản ứng 104 Thời gian lưu thiết bị phản ứng 104 khoảng 48 phút, sau qua đường ống 106 tách bỏ nước để phản ứng xảy ra, tốc độ loại nước 7.6 kg/h Hỗn hợp M2 khỏi tháp 104 tiền amide hỗn hợp axit adipic/HDME, giàu axit Một hỗn hợp tiền amide thứ hai hỗn hợp M3 chuẩn bị tháp phản ứng 105 Hỗn hợp M3 tạo thành tháp 105 với hai nguồn hỗn hợp M1 HDME từ nguồn 151 qua đường ống 113 Tỷ lệ axit/amine hỗn hợp trì 0.98 nhờ điều khiển tháp 104 Nhiệt độ tháp trì nhiệt độ tháp 104 Nước tháp loại bỏ Hỗn hợp M2 M3 đưa qua thiết bị trộn sơ 108, thùng có khuấy Sau đưa qua thiết bị phản ứng trùng ngưng 107, nhiệt độ trì 2484̊C áp suất 17.5 bar Ở thiết bị phản ứng này, tỷ lệ hỗn hợp M2/M3 điều khiển tùy theo đặc điểm nylon cần sản xuất Tuy nhiên khác biệt tỷ lệ miền nồng độ axit amine dòng tháp 107 50 meq/kg Điều chỉnh tỷ lệ M2/M3 sử dụng điều khiển thiết bị phản ứng 104 Thời gian lưu thiết bị trùng ngưng 107 30 phút Và nước loại bỏ nhờ dòng tháo nhờ van 109 lưu lượng dòng thải 4.5 kg/h Đương ống 114 để tháo sản phẩm cho phép q trình amide hóa xảy tốt nhiệt độ phản ứng loại bỏ Lưu lượng dòng đường ống 114 102 kg/h c) Nung chảy sản phẩm (melting) Sau phản ứng trùng ngưng xảy ra, sản phẩm sau làm sạch, phần có độ nhớt thấp loại bỏ nhờ dòng khí Nito Sản phẩm có độ nhớt yêu cầu qua thiết bị kéo khn thành dải ruy băng (ribbon) Sau đưa đến thiết bị chopper, sản phẩm hóa rắn làm lạnh sau cắt thành mảnh nhỏ (small chips) làm khô Khi nylon 66 tồn dạng nhựa vơ đinh hình đưa đến thiết bị nấu chảy sản phẩm (melting) Người ta dùng dầu dowtherm để cấp nhiệt, chip nấu chảy dòng khí nito đưa vào áp suất cao Ở đáy thiết bị nấu chảy có phận lọc, sau sản phẩm đưa đến thiết bị melt spinning machine để tiến hành tạo tơ d)Quá trình tạo tơ (extrusion) Hình mơ tả chi tiết q trình tạo tơ, q trình giống với nylon nylon 66 Sản phẩm đưa kéo sợi chia làm hai phần, phần staple fibres (sợi chủ yếu) đưa đến thiết bị spinning, làm lạnh hóa rắn thành sợi tơ đưa qua lubricanting (bơi trơn) sau đưa đến sub-tow (thiết bị phụ kéo tơ) Sau đưa qua thiết bị kéo tơ drawing, nylon 66 kéo thành sợi dài qua thiết bị crimping để uốn thành nếp cuối qua thiết bị cutting để cắt thành sợi có kích thước cần sản xuất đóng thành kiện (baling) đưa sử dụng Các sợi nhỏ (filament yarn) có hai q trình kéo sợi, q trình bước (1-step) q trình hai bước (2-step) Cơng nghệ bước, sản phẩm đưa qua thiết bị spinning tưng tự sản phẩm staple fibres, sau qua lubricating qua thiết bị kéo tơ drawing qua thiết bị quấn thành cuộn (winding) trước bán ngồi thị trường Cơng nghệ hai bước thực bước đầu cơng nghệ bước, sau q trình winding, qua tiếp q trình quay cuộn (spinning bobbin) sau kéo lại sợi tơ sau quấn thành cuộn trước đem tiêu thụ thị trường Sơ đồ chi tiết trình tạo tơ nylon 66 KÊT LUẬN Nylon 66 sàn phẩm có ứng dụng rộng rãi đời sống Tính chất quan trọng polyamide có tính dai, bền, mềm óng mượt, thấm nước, mau khơ nên sử dụng dệt vải, may mặc, vải lót săm lốp xe, bít tất, dây cáp, băng tải, dây dù, đan lưới…Tuy nhiên chúng lại bền với nhiệt, axit, kiềm với tác nhân oxy hóa nên sử dụng cần tránh nhiệt khó sử dụng mơi trường axit, kiềm hay có tác nhân oxy hóa Ngồi sợi nylon có mạch phân tử không đồng nên đồng thành phần hóa học nên ảnh hưởng khơng tốt đến độ bền màu nhuộm Chính tầm quan trọng nylon 66 nên việc tìm hiểu tính chất vật lý, hóa học cơng nghệ sản xuất cần thiết Bài tiểu luận tập trung hoàn thành nội dung: • • • Tổng quan sợi nylon 66 Công nghệ sản xuât monomer giới từ chọn cơng nghệ tối ưu Cơng nghệ sản xuất nylon 66 Tuy nhiên thời gian trình độ có hạn nên gặp sai sót Em mong nhận ý kiến đóng ghóp để tiểu luận hồn thiện TÀI LIỆU THAM KHẢO Hoàng Trọng Yêm, Nguyễn Thị Thanh, Dương Văn Tuệ, Vũ Đào Thắng Hồ Cơng Xinh, 2002 Hóa học hữu cơ, tập Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội Hoàng Trọng Yêm, Văn Đình Đệ, Trịnh Thanh Đoan, Dương Văn Tuệ, Nguyễn Thị Nguyệt, Nguyễn Đăng Quang, Nguyễn Thị Thanh Hồ Cơng Xinh, 2002 Hóa học hữu cơ, tập Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội Phạm Thanh Huyền Nguyễn Hồng Liên, 2006 Công nghệ tổng hợp hữu hóa dầu Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội Alain Chauvel, 1989 Petrochemical Processes Technical and Economic Characteristics, major oxygenated, chlorinated and nitrated derivatives Editions Technip Paris Paris Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2007 Jean-Francois Thiery, Francheville (FR), Matthieu Helft Lyons (FR), Oct.3, 2001 Process for manufacturing polyamides US006995233B2, United States Patent ... ứng dụng sống Nylon 3; Nylon 6.6 ; Nylon 6; Nylon 6.10 ; Nylon 6.12; Nylon 11; Nylon 12… Một polyamide thương mại thành công người tạo nylon phổ biến nylon 66 tổng hợp Du Pont Về tên nylon, có nhiều... thơm tan hydrocacbon no Chương 3:Cơng nghệ sản xuất nylon 66: Nylon 66 đươc sản xuất phản ứng trùng ngưng axit adipic hexamethylene diamine, hai monomer sản xuất phương pháp sau: Ngoài để tạo Nilon... lại xúc tác cho phản ứng Ban đầu để sản xuất nylon 66 Du Pont chọn nguyên liệu đầu để sản xuất monomer: • Phenol để sản xuất axit adipic • Furfural để sản xuất hexamethylene diamine Tuy nhiên
- Xem thêm -

Xem thêm: Công nghệ sản xuất nylon 6,6, Công nghệ sản xuất nylon 6,6, CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ NYLON 66, Chương 3:Công nghệ sản xuất nylon 66:, a Công nghệ UOP Unibon:, b Sơ đồ công nghệ :, b)Sơ đồ công nghệ

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn

Nhận lời giải ngay chưa đến 10 phút Đăng bài tập ngay