Sản Xuất Vinyl Axetat Từ Nguyên Liệu Axetylen Và Etylen.pdf

SEMINAR
:Sản xuất Vinyl axetat từ nguyên
liệu Axetylen và Etylen.

• Chủ Đề

•
•

Giáo viên hướng dẫn :
PGS.TS Trần Cơng Khanh.
Sinh Viên Thực Hiện :

Nguyễn Thị Thủy
Nguyễn Thị Huyền Trang.



I. GIỚI THIỆU VỀ VINYL AXETATE
 Vinyl axetat có cơng thức là CH2=CHCOOH, thường gọi tắt là VA. VA

được phát hiện vào năm 1912 bởi nhà bác học Klatte (Đức),. Khoảng 80%
VA trên thế giới được sản xuất từ etylen ,còn lại 20% VA được sản xuất
từ axetylen từ pha khí.
 Sản lượng VA năm 1986 ở một số nước trên thế giới như sau :
Bảng 1 : Sản lượng VA năm 1986 ở một số nước trên thế giới nh
sau :
Sn lng, tấn/nm

Nc
Mỹ

Canada
Châu Mỹ Latinh
Tây Âu
Đông Âu
Châu Phi
Trung Đông
Nhật B¶n
Châu Á và Đơng Á

1,15.106
0,05.106
0,09.106
0,56.106
>0,16.106
0,58.106
0,15.106


TèNH HèNH S DNG
ã VA là một monomer cho quá trình trùng hợp, đồng trùng hợp. VA được sử
dụng cho các quá trình sau:
ã
- Trong quá trình trùng hợp tạo polyvinyl axetat, lượng VA tiêu tốn
cho quá trình này chiếm từ 55 ữ 60% tổng lượng VA sản xuất ra.
ã
- Sản xuất polyvinylalcol, lượng này chiếm 13 ữ15%.
ã
- Quá trình đồng trùng hợp giữa VA và etylen chiếm 8%.
ã
- Trùng hợp tạo polyvinyl butyrat, lượng này chiếm 15%.

ã
- Dùng trong phụ gia dầu nhờn, trong đồng trùng hợp, với acrylonitryl
tạo sợi acylic.
ã - Dùng trong các quá trình khác.
ã VA có thể hòa tan trong rượu etylic và dietyl ete. nhiệt độ thường VA
kém ổn định và dễ bị trùng hợp cho sản phẩm polyvinyl axetat. Đây là một
sản phẩm có giá trị kinh tế cao trong nhiều lĩnh vực.
ã Polyvinyl axetat có tính bám dính cao, được ứng dụng trong sản xuất keo
dán và vecni, các dẫn xuất của nã nh­: polyninyl alcol, polyvinyl butyrat.
Khi thđy ph©n polyvinyl axetat sẽ thu được một polymer rất thông dụng đó
là polyvinyl alcol, polymer này được sử dụng làm chất nhũ hóa và làm chất
tăng độ nhớt cho dung dịch nước


II. TÍNH CHẤT
1. TÍNH CHẤT VẬT LÝ
 Vinyl axetat cã công thức CH2 = CHCOOCH3, gọi tắt là
VA, M = 86,09. Là chất lỏng không màu, có mùi ete, rất
linh động và dễ dàng bắt cháy. ít hoà tan trong nước.
Hoà tan tốt trong rượu etylic và dietyl ete. ở nhiệt độ
thường vinyl axetat kém ổn định và dễ bị trùng hợp tạo
thành polivinyl axetat.
nCH2 = CH

OCOCH3

- CH2 - CH2 
OCOCH3 n

II. TÍNH CHẤT
1. Mét sè tÝnh chÊt vËt lý cđa VA:
Nhiệt độ sôi ở 760mmHg
: 72,70C
áp suất hơi ở 200C
: 92mmHg
Tû träng: + d2020 = 0,9338.
+ d204 = 0,9312.
NhiƯt ®é nóng chảy : -92,80C
Nhiệt độ đông đặc : -100,20C
Nhiệt dung riªng: + 200C
:
0,46cal/g
+ 600C
:
0,48cal/g


II. TNH CHT
Điểm chớp cháy:
Cốc kín
:
180F
Cốc hở
:
300F
Nhiệt độ tới hạn
: 140,80C
áp suất tới hạn
: 45,67atm

Nhiệt độ tự bốc cháy : 4270C
Nhiệt hóa hơi
:
7,8Kcal/mol
áp suất hơi của VA phụ thuộc vào nhiệt độ được xác định
theo công thức:


II. TÍNH CHẤT
•

•
•
•
•
•
•
•
•
•

VA có thể hòa tan trong nhiều chất hữu cơ nhưng với nước nó hòa tan rất hạn
chế. Ở 200C dung dịch bão hòa VA trong nước chiếm 2 ÷ 2,5% về khối lượng
nhưng cũng tại nhiệt độ đó dung dịch bão hòa của nước trong VA chiếm 0,9 ÷
1% nước. Tại 500C khả năng hòa tan của VA trong nước tăng lên 0,1% so với
khả năng hòa tan tại nhiệt độ 200C nhưng ngược lại khả năng hòa tan của nước
trong VA lại tăng lên gấp đôi khoảng 2%. VA còn có khả năng tạo hỗn hợp
đẳng phí với một số chất như: nước, metanol, 2 propanol, xyclohexan, heptan.
Bảng 10: Hỗn hợp đẳng phí của VA với một số chất.[8]
Cấu tử đẳng phí

Điểm đẳng phí,0C
Thành phần VA,%(k.lượng)
Nước
Metanol
2propano
Xyclohex
Heptan

66,0
58,9
70,8
67,4
72,0

92,7
63,4
77,6
61,3
83,5


II. TÍNH CHẤT
2. TÝNH CHÊT HãA HäC



Trong công thức cấu tạo của VA có liên kết đôi trong phân
tử nên VA
có đầy đủ tính chất qua trọng của hợp chất hrocacbon
không no như:

 Phản ứng cộng
o Cộng với phenol:
OH

CH2=CHOCOCH3 +

OH
H+

CH=CH2 + CH3COOH


II. TÍNH CHẤT
 Cộng với axit axetic

 Cộng với mecaptan


II. TÍNH CHẤT
Phản ứng cộng tạo vòng:

 Phản ứng oxy hóa:
 VA bị oxy hóa bởi hropeoxit H2O2 dưới tác dụng của xúc tác
Osmitetraoxit tạo thành glycol alđehit


II. TÍNH CHẤT
 Phản ứng trùng hợp
VA trùng hợp cho polyvinyl axetat (PVA). PVA là một
chất dẻo rất có giá trò

II. TÍNH CHẤT
PVA dùng để sản xuất sơn có độ bám dính cao, để chế biến
bề mặt da và vải...Từ PVA có thể điều chế ra rượu
polyvinilic bằng cách cho PVA tác dụng với kiềm hoặc
axit trong môi trường rượu ROH.


II. TÍNH CHẤT
 Phản ứng đồng trùng hợp:
 Với nối đôi trong phân tử VA có thể tham gia vào một số
phản ứng đồng trùng hợp với các monome khác tạo ra
copolyme có nhiều ứng dụng trong thực tế như:axit acrylic,
acrynonitril, vinyl clorua, styren,anhrit maleic, ...Ví dụ như
khi đồng trùng hợp VA với vinyl clorua thu được loại chất
dẻo vinilic, loại chất dẻo này dùng làm màng mỏng, sơn, vật
liệu tẩm ngấm...


III. SẢN XUẤT TỪ ETYLEN
1-Công nghệ tổng hợp VA từ C2H4 vaứ CH3COOH trong pha
loỷng:

Công nghệ tổng hợp VA từ etylen và axit axetic
trong pha lỏng được phát minh bởi hÃng Hoechst
(úc); ICI (Anh); Nippon Gosei (Nhật Bản) và được
ICI áp dụng vào sản xuất với quy mô lớn vi sản lư
ợng là 100.000 pound/năm.
Phn ng chớnh:

III. SẢN XUẤT TỪ ETYLEN
o Phản ứng của qua trình:
o CH2=CH2+CH3COOH+ PdCl2→ CH3-CO-OCH=CH2+2HCl+Pd
o Pd + 2 CuCl2 → PdCl2+ 2 CuCl
o 2 CuCl + 2HCl + 1/2O2 → 2 CuCl2+H2O
o Quá trình tổng hợp VA từ etylen và CH3COOH
trong pha lỏng ngoài sản phẩm chính VA còn có
sản phẩm phụ: etyliden diaxetat, axetaldehit (do
sinh ra nước nên tích tụ của nước tạo thành
axetaldehit), n-C4H8 (do dime C2H4), CO2, axit fomic,
axit oxalic (C2H2O4),Cac este Metyl va
etyl axetat,dẫn xuất Clo hữu cơ.


III. SẢN XUẤT TỪ ETYLEN
• Cac biện phap giảm sản phm ph
ã + Tách nhanh VA ra khỏi dung dịch phản ứng.
ã + Pha loÃng dung dịch phản ứng bằng những chất có
thể tác dụng với CH3COOH dư giảm bớt sự tác dụng
của VA với CH3COOH
ã + Khống chế nhiệt độ nhỏ hơn nhiệt độ tạo thành
Etylen diaxetal
ã Caực thieỏt bị dùng cho quá trình làm bằng vật liệu
titan…để tránh sự ăn mòn do trong sản xuất phản
ứng có axit HCl


III. SẢN XUẤT TỪ ETYLEN

o Quá trình tiến hành ở nhiệt độ 100 ÷ 1300C, áp suất 30atm
o Tỷ lệ H2O trong dung dịch xúc tác xác định tỷ lệ axetaldehit
tạo thành VA. Tỷ lệ sản phẩm theo phần mol của
axetaldehit trên VA tối ưu là 1:14.
o Xúc tác PdCl2, CuCl2 trong môi trường axit axetic có thêm
muối axetat natri hoặc muối clorua để tăng độ hoạt động
của xúc tác.
o Dung dịch xúc tác có chứa các muối Pd với nồng độ 30 ÷
50mg Pd2+/l,nồng đĐộ cao hơn dẫn đdến dime hoa E= thanh
B=
o Muối dung dịch nồng độ 3 ÷ 6g Cu2+/l,ion Cl- dủ đđĐể duy trì
khối lượng à Pd vaCu ở dạng phức hoa tan.
o Tổng hiệu suất của quá trình đạt 90% tính theo C H và 95%


• Sơ đồ công nghệ sản xuất VA từ etylen trong
1. Thiết bị phản ứng
pha lỏng của hãng ICI
2. Thiết bị ngưng tụ

C2H4 TUẦN HỒN

KHÍ THẢI
CO2

3. Thiết bị phân ly
4. Tháp hấp thụ CO2
5. Tháp nhã hập thụ CO2
6. Bơm

ETHYLEN

7. Thaùp taùch CH3COOH

AXIT AXETIC
OXY

8. Thaùp taùch CH3CHO
SẢN PHẨM NHẸ

9. Thaùp tách nước
10. Tháp tách VC
NƯỚC

11. Tháp hấp thụ CH3CHO

VYNYL
AXETAT

AXETACLDEHYT
NƯỚC

12. Tháp chưng cất
CH3CHO
13. Thiết bị nén khí

SẢN PHẨM NẶNG

NƯỚC

Hình 1: SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ TỔNG HP VA TỪ ETYLEN,
AXIT AXETIC TRONG PHA LỎNG [Hãng ICI]

14. Thiết bị đun nóng đáy
tháp
15. Thiết bị tais sinh


III. SẢN XUẤT TỪ ETYLEN
Thuyết minh sơ ddồ:
 Hỗn hợp khí gồm 30% thể tích etylen và 70% thể tích oxy
cùng với axit axetic (lượng mới trộn với lượng hồi lưu)
được đưa vào thiết bị phản ứng (1), thiết bị phản ứng làm
việc ở nhiệt độ 100 ÷ 1300C, áp suất 30atm.
Sản phẩm tạo thành gồm có VA, CH3CHO, H2O,

CH3COOH và hỗn hợp oxy-etylen được đưa ra khỏi thiết bị
phản ứng (1) vào thiết bị ngưng tụ (2), sau đó được đưa vào
thiết bị phân ly (3).


III. SẢN XUẤT TỪ ETYLEN


Phần hỗn hợp khí hồi lưu sẽ được dẫn qua tháp hấp thụ
(4) và tháp nhả hấp thụ (5) để loại bỏ khí CO 2. Còn phần
hỗn hợp lỏng sẽ được đưa vào tháp (7) để tách H 3COOH và
lượng CH3COOH này được hồi lưu trở lại thiết bị phản ứng
(1). Hỗn hợp lỏng sau khi ra khỏi tháp (7) được đưa sang
tháp tách axetaldehit (8) để tách CH3COOH. Hỗn hợp sau

khi ra khỏi tháp (8) gồm hai phần.
 Phần hỗn hợp đi ra từ đỉnh tháp (8) được đưa sang tháp hấp
thụ CH3CHO (11), ở đây các chất nhẹ sẽ được tách ra ở đỉnh
tháp còn hỗn hợp ở đáy tháp được đưa sang tháp chưng phân
đoạn CH3CHO (12) để thu hồi CH3CHO ở đỉnh tháp. Còn lại
H2O ở đáy tháp một phần qua bơm (6) bơm ra ngoài, một
phần qua thiết bị đun nóng (14) trở lại tháp.


III. SẢN XUẤT TỪ ETYLEN
 Phần hỗn hợp đi ra từ đỉnh tháp (8) được đưa sang tháp
hấp thụ CH3CHO (11), ở đây các chất nhẹ sẽ được tách
ra ở đỉnh tháp còn hỗn hợp ở đáy tháp được đưa sang
tháp chưng phân đoạn CH3CHO (12) để thu hồi CH3CHO
ở đỉnh tháp. Còn lại H2O ở đáy tháp một phần qua bơm
(6) bơm ra ngoài, một phần qua thiết bị đun nóng (14)
Tải bản FULL (45 trang): />Dự phịng: fb.com/TaiHo123doc.net
trở lại tháp.
 Phần hỗn hợp đi ra ở đáy tháp (8) một phần hồi lưu đáy
tháp, một phần qua bơm (6) đưa sang thiết bị phân ly (3)
để loại một phần H2O. Sau đó hỗn hợp tiếp tục được đưa
sang tháp tách H2O (9) và tháp chưng phân đoạn VA
(10), ở đỉnh tháp (10) sẽ thu được VA, còn ở đáy tháp là
các chất nặng qua bơm (6) bơm ra ngoài, một phần hồi
lưu đáy tháp qua thiết bị đun nóng đáy tháp.


III. SẢN XUẤT TỪ ETYLEN
2-Công nghệ tổng hợp VA từ C2H4 vaứ CH3COOH
trong pha khớ:

Công nghệ tổng hợp VA trong pha khí được thực hiện với xúc
tác dị thể Pd/SiO2 hoặc Pd/Al2O3 hoặc alumosilicat với phụ gia là
Axetat Natri có chứa một lượng muối đồng nhằm thực hiện
chức năng chất mang thúc đẩy sự oxy hoá Pd thành Pd 2+.
Pd 2+ + H2O +
• Pd + 0,5O2 + 2CH3COOH
Tải bản FULL (45 trang): />2CH3COODự phịng: fb.com/TaiHo123doc.net
• Pd 2+ + CH2 = CH2 + CH3COOH  Pd + CH2 =
CHOCOCH3 + 2H+


III. SAN XUAT Tệỉ ETYLEN
ã

Quá trình tiến hành ở 160-180oC, áp suất 0,5-0,8
MPa. Hỗn hợp ban đầu đưa vào thiết bị phản ứng gồm
etylen, hơi axit axetic, oxy với tỉ lệ thể tích lần lượt 8:4:1
và sự chuyển hoá của chúng sau khi qua thiết bị phản ứng
đối với etylen là 10%, axit axetic là 20%, oxy là 60ữ70%,
hiệu suất được VA từ 91-95%. Các khí phản ứng trên xúc
tác Pd từ 0,1-2%.
ã Sản phẩm phụ chủ yếu là CO2 do khoảng 10% etylen tham
gia phản ứng chuyển hoá thành CO2 và các hợp chất còn lại
như CH3CHO, etyliden diaxetat...chiếm khoảng 1%.
ã u im:Trỏnh c vn n mon trong pha lỏng và
cho hiệu suất VA cao hơn

3839666