BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐẠO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN ****** ****** TIỂU LUẬN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT DICLOETAN (EDC) QUY NHƠN, THÁNG 12, NĂM 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐẠO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN ****** ****** TIỂU LUẬN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT DICLOETAN (EDC) GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN: PHAN THỊ THUỲ TRANG NHĨM THỰC HIỆN: BÙI THANH BÌNH TRÀN ĐỨC THẮNG TRẦN THANH VŨ QUY NHƠN, THÁNG 12, NĂM 2019 MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1.1.2 Tính chất hố học 1.1.3 Điều chế 1.1.4 Ứng dụng 1.2 Etylen 1.2.1 Tính chất vật lý 1.2.2 Tính chất hố học 1.2.3 Sản xuất etylen 1.2.4 Ứng dụng 1.3 Diclo etan (EDC) 1.3.1 tính chất vật lý 1.3.2 Tính chất hố học 1.3.3 Ứng dụng CHƢƠNG II: CÁC PHƢƠNG PHÁP SẢN XUẤT EDC 10 2.1 Phƣơng pháp oxy clo hóa trực tiếp etylen 10 2.1.1 Xúc tác chế phản ứng 10 2.2 Phƣơng pháp oxy clo hóa 15 2.2.1 Xúc tác chế phản ứng 15 2.3 So sánh lựa chọn phƣơng pháp sản xuất 19 TÀI LIỆU THAM KHẢO 22 MỞ ĐẦU Dicloetan (EDC) chất lỏng điều kiện thƣờng, độc ngƣời sử dụng, hít phải dicloetan bị đau đầu hít nhiều bị ngộ độc gây tử vong Quá trình tổng hợp EDC phƣơng pháp Clo hoá trực tiếp Etylen đƣợc tiến hành vào năm 1975 Hiện EDC thuộc loại hợp chất hoá học đƣợc điều chế sử dụng với số lƣợng lớn Tỷ lệ trung bình hàng năm tăng 10% so với 20 năm trƣớc Mặc dù có giảm tỷ lệ vài năm gần đay nhƣng EDC trì đƣợc vị trí hàng đầu việc sử dụng làm nguyên liệu cho trình điều chế poly vinyl Dựa vào số liệu năm 1981 85% tổng số sản lƣợng EDC đƣợc sử dụng để điều chế vinyl clorua: 10% sử dụng làm dung mơi clo hố Số lại đƣợc sử dụng nhiều trình khác nhƣng chủ yếu sử dụng tổng hợp etylen diamin, số lƣợng đƣợc sử dung môi, chất tẩy rửa.Trong tƣơng lai tỷ lệ tăng sản lƣợng EDC việc sản xuất dicloetan phụ thuộc vào tiêu thụ poly vinyl clorua ngành công nghiệp phát triển cần lƣợng lớn EDC Có nhiều phƣơng pháp sản xuất nhƣng nhiện có hai cơng nghệ để sản xuất EDC là: Clo hố trực tiếp Etylen cơng nghệ oxy clo hoá etylen Các nhà máy tổng hợp dicloetan giai đoạn xây dựng lên kế hoạch xây dựng yếu đặt nƣớc phát triển nguồn nguyên liệu từ trình chế biến dầu mỏ, nƣớc tài nguyên dầu nhiều kết hợp đƣợc giữ nhà máy lọc dầu nhà máy sản xuất EDC để trình sản xuất đạt hiệu cao CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Khí Clo 1.1.1 Tính chất vật lý Clo có khối lƣợng phân tử 35,45 đvC Tại điều kiện thƣơng khí có màu vàng lục, nặng khơng khí 2,5 lần, có mùi xốc độc Tan nƣớc (S = 6,4 g/l), tan nhiều dung môi hữu đặc biệt n-hexan tetra clorua Trong trình sản xuất sử dụng cần quan tâm tới an tồn dễ tạo hỗn hợp nổ với hiđrơ tỉ lệ 1:1, hít phải Clo nồng độ cao gây mờ mắt, ngạt thở suy hơ hấp gây đến tử vong Nhiệt độ nóng chảy -101,5oC Nhiệt độ sôi -34,04oC Mật độ 0oC 3,2 g/cm3 -101,5oC 1,562 g/cm3 1.1.2 Tính chất hố học Clo tồn tự nhiên dƣới dạng muối vô cơ, phần lớn NaCl phần nhỏ dạng khác Là phi kim điểm hình, thuộc nhóm VII A, chu kì với cấu hình electron 1s22s22p63s2p64s23d7, với số oxy hoá từ -1 đến Là chất oxy hố mạnh nên hầu nhƣ khí Clo xảy phản ứng với nguyên tố Tác dụng với nước Cl2  H 2O HCl  HClO Tác dụng dung dịch kiềm Tác dụng với dung dịch kiềm tạo thành nƣớc giaven hay clorua vôi để sản xuất nƣớc tẩy Cl2  NaOH  NaCl  NaClO  H 2O Tác dụng với kim loại t 3Cl2  Fe   FeCl3 o Tác dụng với phi kim a.s Cl2  H   HCl Tác dụng với hợp chất hữu a.s Cl2  CH   CH 3Cl  HCl 1:1 1.1.3 Điều chế Điều chế phòng thí nghiệm HCl  MnO2  Cl2  MnCl2  H 2O 16 HCl  KMnO4  5Cl2  KCl  2MnCl2  8H 2O Điều chế công nghiệp Để sản xuất lƣợng lớn khí Clo sử dụng phƣơng pháp điện phân dung dịch muối bão hồ có màng ngăn đƣợc bọc lƣới kim loại vào catot ngăn không cho Clo Natri hydroxit tác dụng tạo lại muối NaCl  2H 2O  NaOH  Cl2  H 1.1.4 Ứng dụng - Clo có ứng dụng rộng rãi đời sống: Clo đƣợc sử dụng làm diệt khuẩn nƣớc sinh hoạt, nƣớc bể bơi, chí sử dụng làm tinh khiết nƣớc uống tẩy trắng nhà máy sản xuất giấy, may mặc, dệt nhuộm thực phẩm… - Tổng hợp hợp chất vô cơ, hữu sản xuất nƣớc tẩy, axit chất dẻo, nhựa tổng hợp thuốc trừ sâu… - Sử dụng để chiết suất brom tinh khiết 1.2 Etylen 1.2.1 Tính chất vật lý Etylen có khối lƣợng phân tử (M= 28,052 đvC) Tại điều kiện thƣờng etylen chất khí khơng màu, khơng mùi, hầu nhƣ khơng tan nƣớc Trong q trình sản xuất sử dụng etylen cần phải quan tâm tới an tồn etylen dễ tạo hỗn hợp nổ, phản ứng cháy tỏa nhiệt mạnh Khi hít phải etylen nhƣ olefin thấp khác gây tƣợng ngộ độc Nồng độ cho phép etylen khơng khí nơi sản xuất sử dụng cần đƣợc quy định chặt chẽ kiểm tra nghiêm ngặt Nhiệt độ hố lỏng -1050C Nhiệt độ đơng đặc -169,150C Nhiệt độ sôi -103,71oC Mật độ -169,150C d = 0,58 g/cm 00C d = 0,34 g/cm Giới hạn nổ + Giới hạn dƣới 2,75 34,6 + Giới hạn 28,6 360,1 1.2.2 Tính chất hố học Etylen có đầy đủ tính chất anken, liên kết C=C có liên kết π, có lai hóa SP2 với độ dài 23,14Å Tất nguyên tử C, H phân tử etylen nằm mặt phẳng mặt phẳng vng góc với mặt phẳng π tạo nên khung C=C cứng cáp Tâm hoạt động etylen liên kết đơi Etylen olefin khác có khả tham gia phảm ứng cộng phá vỡ liên kết π nhanh Do mật độ electron nối đôi cao nên olefin kết hợp dễ dàng với tác nhân lực điện tử (electrophin) nhƣ axit mạnh, halogen tác nhân oxi hóa Chúng không phản ứng với tác nhân nucleophin, tác nhân grignard bazơ, nên etylen có phản ứng nhƣ: Phản ứng cộng Ni ,t CH  CH  H   CH  CH o CH  CH  Cl2  CH 2Cl  CH 2Cl CH  CH  HCl  CH  CH 2Cl Phản ứng oxi hoá t CH  CH  3O2   2CO2  H 2O o CH  CH  KMnO4  H 2O  C2 H (OH )2  KOH  MnO2 Phản ứng trùng hợp t, p nCH  CH  (CH  CH ) n x t Phản ứng CCl4 CH  CH  2Cl2   CHCl  CHCl  2HCl Một số phản ứng khác: Phản ứng với benzen sản xuất etylbenzen, với styren sản xuất cao su, sản xuất rƣợu etylic 1.2.3 Sản xuất etylen Hidro hoá axetylen Pd / PbCO3 CH  CH  H   CH  CH Nhiệt phân propan, etan hay steam cracking phân đoạn naphta t, p CH 3CH 2CH 2CH   2CH  CH  H x t Từ dầu mỏ Etylen thu đƣợc từ phân xƣởng nhà máy lọc dầu nhƣ CCR, FCC, alkylation,… hay steam cracking phân đoạn naphta 1.2.4 Ứng dụng Đƣợc mệnh danh vua hydrocacbon nên etylen có nhiều ứng dụng công nghiệp để sản xuất số hợp chất quan trọng nhƣ nhựa tổng hợp, oxit etylen, chất hoạt động bề mặt nhiều sản phẩm bán sản phẩm hoá học khác: - Polyme hoá áp suất cao với chất kích động peroxit để sản xuất polyetylen tỷ trọng thấp (LDPE) - Tác dụng với clo tạo thành 1,2 – dicloetan - trùng hợp áp suất thấp dùng xúc tác Ziegler – Natta chất mang oxyt kim loại để sản xuất polyetylen tỷ trọng cao (HDPE) - Oxy hoá thành oxytetylen, peoxyetan xúc tác Ag - Phản ứng với benzen xúc tác AlCl3 để sản xuất etylbenzen, sau dehydro hóa etylbenzen để sản xuất styren Styren dùng để sản xuất polystyren cao su tổng hợp Buna-S - Copolyme hoá với olefin khác áp suất thấp xúc tác Crom, hợp chất kim Titan Vanadi để sản xuất poly etylen mạch thẳng tỷ trọng thấp (LDPE) với sản phẩm khác - Oxy hoá xúc tác PdCl2 đồng CuCl2 dung dịch HCl tạo thành axetandehyt - Sự hydrat hoá cách sử dụng axit sunfuric axit photphoric, tạo etanol - Phản ứng với axit axetic oxy có mặt xúc tác PdCl2 tạo thành vinylaxetat (VA) Một số ứng dụng khác nhƣ sản xuất rƣợu mạch thẳng, olefin cao phân tử, etylclorua copolyme hoá với propylen để tổng hợp cao su dien mono etylen propylen Ngoài ứng dụng tổng hợp hữu với nhiều sản phẩm trên, etyelen có tác dụng kích thích hoạt động enzim làm cho mau chín với nồng độ lỗng (1 thể tích etylen 1000 – 2000 thể tích khơng khí) 1.3 Diclo etan (EDC) Diclo etan có tên gọi khác Etylen diclo hay 1,2-dicloetan đƣợc tổng hợp lần đầu vào năm 1975 Với tiến kỹ thuật EDC dần đƣợc ứng dụng nhiều, sản lƣợng tăng theo năm 1.3.1 tính chất vật lý Tại điều kiện thƣờng EDC chất lỏng, khơng màu, hồ tan dung mơi hydrocacbon clorat dung môi hữu khác Không tan nƣớc nhƣng lại đẳng phí với nƣớc 70,5oC với nồng độ nƣớc 8,2 EDC chất dễ cháy nên trình sản xuất sử dụng phải tuyệt đối an toàn Khối lƣợng phân tử 98,97 đvC Nhiệt độ nóng chảy -35,3oC Nhiệt độ sơi áp suất 1atm 83,7oC Khối lƣợng riêng 20oC 1,253 g/cm3 Nhiệt độ tới hạn 563oK Áp suất tới hạn 5360 kPa Nhiệt dung riêng 20oC 1,288 kJ/kg.K Độ tan 20oC 0,86 1.3.2 Tính chất hố học Sự khác độ âm điện nguyên tử Clo cacbon nên cặp electron liên kết bị lệch hƣớng Clo Kết mật độ electron nguyên tử clo tăng lên nên chúng dễ dàng bị tách dƣới dạng Cl- Nên EDC có hai nguyên tử Clo linh động nên có khả tham gia nhiều phản ứng Phản ứng phân huỷ EDC bền điều kiện thƣờng nhiệt độ cao Khi nhiệt độ 360oC bắt đầu phân huỷ thành vinyl clorua 360 C 2ClH 2C  CH 2Cl   CH  CHCl  3HCl  C2 H o Phản ứng thuỷ phân môi trường kiềm Phản ứng thuỷ phân môi trƣờng kiềm tạo thành eytylen glycol đƣợc sử dụng làm sợ tổng hợp làm dùng thuốc nổ  OH ClH 2C  CH 2Cl  H 2O   OHCH  CHOH  HCl Phản ứng với kiềm ClH 2C  CH 2Cl  NaOH   CH  CHCl  NaCl  H 2O Phản ứng với NH3 Phản ứng với NH3 nhiệt độ 120oC tạo thành dianmin etylen sử dụng cho tổng hợp thuốc trừ sâu cao su tổng hợp 120 C ClCH  CH 2Cl  NH   H N  CH  CH  NH  NH 4Cl o 1.3.3 Ứng dụng EDC đƣợc sử dụng để sản suất monome vinyl clorua (VCM), nguyên liệu cho ngành công nghiệp sản suất nhƣa poly vinyl clorua (PVC) Ở nƣớc phát triển nhƣ châu Âu, Mỹ, Trung Quốc, EDC dùng làm để sản xuất dung mơi Ngồi EDC đƣợc ứng dụng nhiều lĩnh vực khác nhƣ: Chất tẩy rửa công nghiệp dệt, công nghệ pha sơn, làm kim loại trƣớc mạ Crom Niken, EDC sử dụng làm dung mơi tẩy rửa chì xăng bị nhiễm chì, nhƣng ngày xăng chì hạn chế sử dụng nên ứng dụng đƣợc dùng so với trƣớc CHƢƠNG II: CÁC PHƢƠNG PHÁP SẢN XUẤT EDC 2.1 Phƣơng pháp oxy clo hóa trực tiếp etylen Dicloetan sản phẩm trung gian ta thu đƣợc trình sản xuất vinylclorua trƣờng hợp ta tiến hành clo hóa trực tiếp etylen thu đƣợc dicloetan từ phản ứng tỏa nhiệt CH  CH  Cl2  ClCH  CH 2Cl Phản ứng thực pha lỏng pha + EDC thu dạng lỏng nhiệt phản ứng 50 – 60oC + EDC thu dạng khí nhiệt phản ứng 85 – 90oC áp suất thấp 0.3-0.5 Mpa 2.1.1 Xúc tác chế phản ứng Phƣơng pháp thƣờng sử dụng xúc tác FeCl3, chế trình đƣợc tiến hành theo chế phân cực tính chất khả phân cực clo định khả công phá vỡ liên kết đôi etylen FeCl3  Cl2  FeCl3 FeCl3  CH  CH  FeCl3  ClCH  CH 2Cl Nhiệt độ cao xúc tác hoạt động theo chế gốc tự do, pha lỏng FeCl3 cho thêm vào trình lúc chủ yếu sản phẩm EDC ta phải bơm nguyên liệu etylen clo vào Một số trƣờng hợp cụ thể điều khiển hoạt động clo lên thành thiết bị phản ứng Sản phẩm phụ: 1,1,2-tetracloetan, cloetan nhiệt cao tạo thành cloetylen Khi có mặt điều kiện nguyên liệu, nhiệt độ, áp suất, q trình oxy hóa sâu dicloetan làm xúc tác cho phản ứng clo Etan sinh sản phẩm phụ nhƣ Tricloetan, Tetracloetan 10 CH  CH  2Cl2  Cl2CH  CH 2Cl  HCl CH  CH  3Cl2  Cl2CH  CHCl2  HCl Do khống chế nhiệt độ không đảm bảo nên tạo sản phẩm sản phẩm phụ q trình sinh nhiều hay tùy thuộc vào khống chế nhiệt Ngoài khống chế nhiệt tỷ lệ nguyên liệu Etylen clo ảnh hƣởng lớn đến sản phẩm phụ Tỷ lệ Etylen clo lớn thì sản phẩm phụ nhiều mà trình thƣờng dùng thiếu clo Nhƣng cần có thiết bị ngƣng tụ phù hợp để thu Etylen giai đoạn cuối thật triệt để 11  Cơng nghệ clo hóa trực tiếp etylen nhiệt độ thấp 12 Thuyết minh sơ đồ công nghệ Nguyên liệu Etylen Clo đƣợc sục vào thiết bị phản ứng Clo hóa (thiết bị phản ứng chính) có chứa xúc tác FeCl3 mơi trƣờng EDC Nhiệt phản ứng đƣợc tách điều khiển cách cho mơi trƣờng phản ứng tuần hồn qua phận trao đổi nhiệt, làm lạnh đặt tháp Tiến hành phản ứng 50 – 60oC sản phẩm thu đƣợc đỉnh tháp EDC, Clo, Etylen hỗn hợp sản phẩm đƣợc đƣa qua thiết bị tách khí lỏng làm việc mơi trƣờng khí trơ (Nitơ) để tránh cháy nổ, sản phẩm khí lỏng đƣợc thêm Clo đƣợc đƣa vào thiết bị phản ứng thứ cấp, sản phẩm EDC thiết bị phản ứng thứ cấp xẽ đƣợc dùng để làm mơi trƣờng phản ứng Clo hóa để điều chế dung dich xúc tác FeCl3 Sản phẩm lỏng khỏi tháp tách khí/lỏng đƣợc gia nhiệt ổn định nhờ tháp chƣng cất Phần khí tách đƣợc đốt bỏ, sản phẩm lỏng đƣợc đƣa sang phận tinh chế để thu đƣợc EDC Trong phận tinh chế rửa/lắng nƣớc đƣợc đƣa thêm vào để tăng trình xúc tác FeCl3, pha lỏng thu đƣợc phía tháp lắng chứa nƣớc có lẫn lƣợng nhỏ EDC hòa tan đƣợc đƣa sang tháp tách EDC khỏi nƣớc tuần hồn lại tháp lắng Lớp lỏng phía dƣới tháp lắng giàu EDC đƣợc đƣa sang phận trung hòa amoniac, sau đƣợc sấy chƣng cất đẳng phí, EDC sau qua thùng lắng nặng nƣớc đƣợc hồi lƣu lại tháp, phần nƣớc lẫn lƣợng nhỏ EDC đƣợc tuần hồn lại tháp tách nƣớc EDC khan thu đƣợc đáy tháp chƣng cất đẳng phí đƣợc đƣa sang tháp chƣng cất sản phẩm nặng, để tách EDC khỏi sản phẩm phụ nhƣ Tricloetan, Percloetylen, Percloetan, sản phẩm nặng đƣợc tách sử dụng làm dung mơi 13  Cơng nghệ clo hóa trực tiếp etylen nhiệt độ cao Thuyết minh sơ đồ công nghệ Nguyên liệu clo etylen đƣợc đƣa vào thiết bị phản ứng với dòng tuần hồn, thiết bị phản ứng sảy phản ứng clo hóa trực tiếp etyen nhiệt độ 8590oC gần với nhiệt độ sôi EDC (nhiệt độ sơi 83,7oC ) sản phẩm lấy thể khí điều có lợi tránh đƣợc kéo theo xúc tác cho phép lấy đƣợc nhiệt tạo phản ứng bay phần làm đơn giản công đoạn chƣng cất đỉnh thiết bị phản ứng thu đƣợc sản phẩm nhẹ đáy thu đƣợc sản phẩm nặng đƣợc làm lạnh thải ,các sản phẩm nhẹ vào tháp hồi lƣu để trì lƣợng lỏng thiết bị phản ứng đồng thời để tách tuần hồn sản phẩm 14 nặng sản phẩm khí thu đƣợc tháp hồi lƣu đƣợc đƣa đốt trƣớc thải môi trƣờng, sản phẩm lỏng sau ngƣng tụ chứa EDC thô đƣợc đƣa vào tháp ổn định để tách EDC đáy tháp phần khí nhẹ đƣợc đƣa xử lí 2.2 Phƣơng pháp oxy clo hóa Oxy clo hóa etylen cơng nghệ đại ngày nhà máy sản xuất Vinyclorua (VC), trình sử dụng nguồn HCl rẻ thân clo tận dụng HCl thải từ phân xƣởng clo hóa Và phƣơng pháp oxy clo hóa dây truyền cracking VC để sản xuất EDC hiệu Q trình oxy clo hóa etylen nguồn nguyên liệu sử dụng oxy nguyên chất không khí thiết bị tầng sơi tầng cố định 2.2.1 Xúc tác chế phản ứng Xúc tác sử dụng phƣơng pháp muối đồng hai thƣờng CuCl2 đƣợc bổ sung thêm lƣợng oxit nhơm đóng vai trò chất mang đƣợc thêm vào giảm bay muối đồng oxit nhơm chất mang dùng grafit, silicagen Sản phẩm phụ: Monocloetan, VC 1,2-Dicloetylen 1,1-Dicloetan 1,1,1-Tricloetylen 1,1,2-Tricloetan Clo hóa etylen clorua (CuCl2) CH  CH  CuCl2  Cl CH  CH 2Cl   Cu2Cl3  Cl2CH  CH 2Cl  CuCl2 4CuCl  O2  2CuO.CuCl2 Sau chuyển hóa thành dạng phức đồng CuO.CuCl2 tham gia phản ứng tách CuCl2 CuO.CuCl2  2HCl  2CuCl2  H 2O 15 Kết hợp phƣơng trình ta có phƣơng trình tổng quát sau: 2CH  CH  O2  HCl   2ClCH  CH 2Cl  H 2O Trong thực tế phƣơng pháp oxy clo hóa thƣờng đƣợc sử dụng hai cơng nghệ - cơng nghệ oxy clo hóa thiết bị phản ứng tầng sơi - cơng nghệ oxy clo hóa thiết bị phản ứng cố định  Công nghệ sản xuất EDC phƣơng pháp oxyclo hóa etylen với thiết bị xúc tác tầng sôi 16 Thuyết minh sơ đồ công nghệ Khơng khí nén, HCl, Etylen với oxy dòng tuần hồn khí chƣa phản ứng đƣợc đƣa vào thiết bị oxy clo hóa dạng hình trụ đứng làm thép hợp kim, đƣợc lắp ống xoắn ruột gà để tách nhiệt phản ứng, nhiệt độ tầng sôi phải đẳng nhiệt,cụ thể nhiệt độ nằm khoảng (220 - 230oC, áp suất 0,2 - 0,5 Mpa) tăng nhẹ để tăng hiệu suất phản ứng giúp cho EDC ngƣng tụ thoát Sản phẩm đỉnh đƣợc đƣa qua xyclon để tách bụi xúc tác sau đƣợc đƣa qua thiết bị tơi nóng đƣợc làm lạnh xuống nhờ dòng nƣớc nóng 80oC nƣớc lạnh 10oC để tách HCl.ở đỉnh dòng sản phẩm HCl đƣợc trung hòa với dòng NH3 đƣợc đƣa vào thiết bị lạnh nƣớc lạnh 10oC môi trƣờng kiềm để thu hồi sản phẩm phụ, sản phẩm lỏng hai tháp đƣợc đƣa qua thiết bị lắng tách làm hai pha Pha hữu có lẫn nƣớc pha nƣớc có lẫn chất hữu cơ, đỉnh dòng sản phẩm tháp tơi lạnh chứa lƣợng EDC đáng kể đƣợc làm lạnh đƣa vào thấp hấp thụ dung môi alkylbenzen, đỉnh tháp hấp thụ khí khơng hấp thụ đƣợc đƣa xử lí phần đƣa qua máy nén đƣợc tuần hồn lại tháp oxiclo hóa dùng làm tác nhân oxy ,ở đáy hỗn hợp qua bơm vào tháp trao đổi nhiệt vào tháp nhả hấp thụ Để sản phẩm khỏi dung mơi dòng với dòng sản phẩm hai tháp lắng vào hai tháp tách EDC/nƣớc Hỗn hợp đƣợc đƣa qua tháp chƣng để tách sản phẩm nhẹ tháp chƣng để tách sản phẩm nặng thu đƣợc EDC  Công nghệ sản xuất EDC phƣơng pháp oxy clo hóa etylen với thiết bị xúc tác cố định 17 Thuyết minh sơ đồ công nghệ Hỗn hợp nguyên liệu etylen, HCl, với khơng khí qua máy nén đƣợc đƣa vào thiết bị phản ứng ống chùm Phải gồm hai thiết bị phản ứng để tránh nhiệt cục bộ, chất tải nhiệt đƣợc tuần hoàn bên ống chứa xúc tác để tách nhiệt phản ứng để sản xuất nƣớc Điều kiện phản ứng khắc nhiệt so với trình thiết bị xúc tác tầng sơi, nhiệt độ từ 230-300oC áp suất từ 0.3-1.5 Mpa Sản phẩm sau qua thiết oxy clo hóa vào tháp tách khí lỏng đƣợc tách làm hai pha Phần khí đƣợc làm lạnh nƣớc lạnh có chứa pha Amoniac để hấp thụ Clo Phần lỏng đƣợc tuần hoàn vào thiết bị lắng để thu hồi EDC lẫn lỏng Phân đoạn khí tiếp tục đƣợc làm lạnh nƣớc lạnh, ngƣng tụ cách cho qua thiết bị trao đổi nhiệt, sau đƣa vào thiết bị lắng tách khí/lỏng Phần lỏng đƣợc 18 trung hòa Amoniac đƣa vào hiết bị lắng Sau qua tháp chƣng để tách nƣớc khỏi EDC Sau tách sản phẩm nhẹ nặng lẫn để thu EDC tháp chƣng Phần sản phẩm khí khỏi tháp tách khí/lỏng vào thiết bị sấy sau chuyển hóa phần etylen chƣa chuyển hóa tháp clo hóa Q trình đƣợc tiến hành dung mơi EDC, mơi trƣờng phản ứng đƣợc tuần hồn qua phận trao đổi nhiệt, làm lạnh đặt tháp để tách thiết bị phản ứng Sản phẩm EDC q trình clo hóa đƣợc tách cách làm lạnh tới -250oC thiết bị trao đổi nhiệt thiết bị tách đặt nối tiếp khí khơng ngƣng đƣợc đốt đƣa xử lý tách HCl trƣớc thải môi trƣờng, EDC đƣợc đƣa tinh chế 2.3 So sánh lựa chọn phƣơng pháp sản xuất Khi nghiên cứu xây dựng dây truyền sản xuất EDC đạt hiệu cao chất lƣợng tốt cần lựa chọn đƣợc phƣơng pháp sản xuất phù hợp q trình sản xuất EDC có nhiều phƣơng pháp khác Vậy việc lựa chọn dây truyền sản xuất phù hợp quan trọng Trong thực tế có phƣơng pháp sản xuất EDC Phƣơng pháp oxy clo hóa etylen Phƣơng pháp oxi clo hóa nhiệt độ Ưu điểm: cao (85 – 90oC) - Xúc tác CuCl2, chất mang Al2O3 Ưu điểm: nhiệt độ t=220 – 225C vơi nguồn - Sử dụng sản phẩm phụ nguyên liệu oxy nguyên chất - Sản phẩm dạng khí khơng khí - Xúc tác khơng theo sản phẩm - Tận dụng đƣợc nguồn HCl nhiều Nhược điểm: trình - Yêu cầu thiết bị phức tạp phần 19 Nhược điểm: sản phẩm thiết bị phản ứng - Dùng thiết bị xúc tác tầng sôi (khoảng 5%) đƣợc đƣa vào làm nên thiết bị phản ứng phải có cột tầng cố định hiệu suất trình thấp - Tạo nhiều sản phẩm phụ nhƣ: hồi lƣu để tránh mát monocloetan, 1,1-Dicloetan nên khó thu - Hiệu suất phản ứng khơng cao đƣợc EDC tinh khiết Vì phƣơng pháp đƣợc Vì phƣơng pháp bị hạn chế sử dụng Phƣơng pháp oxi clo hóa nhiệt độ thấp (50 – 60oC) Ưu điểm: - Sản phẩm thu đƣợc dạng lỏng - Quá trình đƣợc tiến hành dạng lỏng nên an toàn - Hệ thống thiết bị đơn giản - Để tạo thành sản phẩm phụ ta khống chế đƣợc nhiệt - Điều chỉnh đƣợc dòng vào nguyên liệu clo etylen, tỷ số clo/etylen lớn sản phẩm phụ tạo nhiều nên trình thƣờng dùng thiếu clo để điều chỉnh lƣợng sản phẩm phụ tạo 20 Nhược điểm: - Tốn lƣợng thu hồi EDC Q trình clo hóa trục tiếp xúc nhiệt phản ứng tƣơng đối tốt, tránh đƣợc nung nóng cục bộ, phản ứng sảy nhanh khống chế đƣợc nhiệt độ đƣợc dễ dàng trình đạt hiểu suất cao, thu đƣợc sản phẩm có độ tinh khiết lớn độ chuyển hóa tác nhân phản ứng đạt 100% lúc lựa chọn theo mol lớn 99% xúc tác trình thƣờng dùng muối Fe3+ loại xúc tác có giá thành khơng cao dễ tìm nên hiệu suất sản phẩm cao Phƣơng pháp clo hóa etylen nhiệt độ thấp phƣơng pháp tối ƣu 21 TÀI LIỆU THAM KHẢO Giáo trình cơng nghệ sản xuất hợp chất hữu – Phan Thị Thuỳ Trang, Trƣờng Đại Học Quy Nhơn, 2019 Giáo trình cơng nghệ tổng hợp hữu hoá dầu – Phạm Thanh Huyền, Nguyễn Hồng Liên, Trƣờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội, Nhà xuất Khoa Học Và Kỹ Thuật, 2006 Giáo trình hố hữu – Phan Thanh Sơn, Trần Thị Việt Hoa, Nhà xuất Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh, 2011 Hố vơ tập – Hoàng Nhâm, Nhà xuất Giáo Dục Đồ án Tổng quan Dicloetan - Đặng Thanh Phong, Trần Đình Thanh ,Nguyễn Duy Linh, Trƣờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Tiểu luận công nghệ sản xuất EDC – Nguyễn Viết Chƣơng, Vũ Duy Phƣơng, Trần Thu Hƣờng, Trƣờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Đồ án thiết kế phân xƣởng sản xuất EDC – Nguyễn Chơn Bằng, Trƣờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội 22 ... GIÁO DỤC VÀ ĐẠO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN ****** ****** TIỂU LUẬN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT DICLOETAN (EDC) GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN: PHAN THỊ THUỲ TRANG NHÓM THỰC... tăng sản lƣợng EDC việc sản xuất dicloetan phụ thuộc vào tiêu thụ poly vinyl clorua ngành công nghiệp phát triển cần lƣợng lớn EDC Có nhiều phƣơng pháp sản xuất nhƣng nhiện có hai cơng nghệ để sản. ..  CHCl  2HCl Một số phản ứng khác: Phản ứng với benzen sản xuất etylbenzen, với styren sản xuất cao su, sản xuất rƣợu etylic 1.2.3 Sản xuất etylen Hidro hoá axetylen Pd / PbCO3 CH  CH  H 