đồ án ethylene oxide

SVTH : Vũ Viết Tuấn
Lớp : KSTN-Hóa Dầu-K53
GVHD : PGS-TS Nguyễn Hồng Liên
Ethylene Oxide
Nội Dung
Giới thiệu chung về EO
Các phương pháp sản xuất EO
Lựa chọn công nghệ
Tài liệu tham khảo
Kết luận
Giới thiệu chung về EO
1. Cấu tạo
2. Tính chất vật lý
3. Tính chất hóa học
4. Ứng dụng
5. Tình hình sản xuất và sử dụng trên thế giới
6. An toàn khi sử dụng
Lịch sử
-
Lần đầu tổng hợp năm 1859 bởi Wurtz
-
Sản xuất công nghiệp từ 1914
Cấu tạo
-
Etylen oxit (EO) hay oxiran
-
C
2
H
4
O

-
Cấu trúc mạch vòng
Tính chất vật lý
-
Chất khí không màu, có mùi, vị ngọt.
-
Các tính chất vật lý cho ở bảng
Tính chất hóa học
-
Hoạt động mạnh
a. Phản ứng tự phân hủy:
Tự phân hủy ở khoảng 400
o
C tạo sản phẩm chính CO, CH
4
cùng
C
2
H
6
, C
2
H
4
, H
2
, C, CH
3
CHO.
Vấn đề tồn chứa, bảo quản

Tính chất hóa học
b. Phản ứng với hợp chất chứa Hydro linh động
H
2
O, RCOOH, H
2
S, RSH, ROH, NH
3
, H
2
NH, HRNH, R
2
NH, H-CN…
Tính chất hóa học
c. Phản ứng với nước:
Tạo EG là hợp chất có quan trọng nhất
(CH
2
CH
2
)O + H
2
O → HO–CH
2
CH
2
–OH
2 (CH
2
CH

2
)O + H
2
O → HO–CH
2
CH
2
–O–CH
2
CH
2
–OH
3 (CH
2
CH
2
)O + H
2
O → HO–CH
2
CH
2
–O–CH
2
CH
2
–O–CH
2
CH
2

–OH
n (CH
2
CH
2
)O + H
2
O → HO–(CH
2
CH
2
–O–)
n
H
Xúc tác H
+
Phụ thuộc tỷ lệ EO/H
2
O
Tính chất hóa học
d. Phản ứng tạo Ethylene Glycol Ether (EGE):
(CH
2
CH
2
)O + ROH → HOCH
2
CH
2
OR

(CH
2
CH
2
)O + HOCH
2
CH
2
OR → HOCH
2
CH
2
OCH
2
CH
2
OR
(CH
2
CH
2
)O + HOCH
2
CH
2
OCH
2
CH
2
OR → HOCH

2
CH
2
OCH
2
CH
2
OCH
2
CH
2
OR
Tính chất hóa học
e. Phản ứng tạo Ethanolamine:
CH
2
CH
2
)O +NH
3
→ HOCH
2
CH
2
NH
2
2(CH
2
CH
2

)O + NH
3
→ (HOCH
2
CH
2
)
2
NH
3(CH
2
CH
2
)O + NH
3
→ (HOCH
2
CH
2
)
3
N
Ứng dụng
Chủ yếu sản xuất EG (75%)

Ứng dụng
a. Monoethylene Glycol:
Sử dụng làm hóa chất chống đông, sản xuất PET, chất tải nhiệt…
Ứng dụng
b. Diethylene Glycol:

Sử dụng sản xuất Polyurethanes, Polyesters, chất làm mềm, chất làm dẻo, sử dụng
trong sấy khí, dung môi…
c. Triethylene Glycol:
Sử dụng sản xuất sơn, làm dung môi, chất làm mềm, chất giữ độ ẩm…
d. Poly Ethylene Glycol:
Sử dụng làm thuốc mỡ, dầu bôi trơn, dung môi (trong sơn, thuốc…), sử dụng trong
mỹ phẩm…
Ứng dụng
e. Ethylene Glycol Ether:
Sản xuất chất hoạt động bề mặt, thuốc tẩy, dung môi, dầu phanh, dung
môi để loại SO
2
, H
2
S, CO
2.
Sản xuất Alcohol Ethoxysulfates (AES) theo phản ứng:
R(OC
2
H
4
)
n
OH + SO
3
→ R(OC
2
H
4
)

n
OSO
3
H
Ứng dụng
f. Ethanolamine:
Sử dụng trong công nghiệp dệt, mỹ phẩm, xà phòng, thuốc tẩy…
g. Sản phẩm quá trình Ethoxyl hóa:
Sản phẩm phản ứng của EO với rượu béo, amin béo, alkyl phenol… sử
dụng làm chất hoạt động bề mặt, chất phân tán, chất tẩy rửa thân thiện
môi trường…
Tình hình sản xuất sử dụng
•
Tổng sản lượng
-
Năm 2007: 18 triệu tấn
-
Năm 2008: 19 triệu tấn
Xếp thứ 14
•
Dự đoán tăng 3% trong giai
đoạn 2013-2018.
Tình hình sản xuất sử dụng
•
Chủ yếu sản xuất EG (75%)
•
Thứ 2 là sản xuất chất hoạt động bề mặt
(~11%)
An toàn khi sử dụng
a. Cháy nổ:

Dễ gây cháy nổ, dung dịch 4% trong nước có thể cháy.
b. Độc hại
Gây đau đầu, nôn mửa, khó thở.
Tiếp xúc lâu có thể gây nguy cơ về tim, tê liệt, hôn mê.
c. Tồn chứa vận chuyển:

Thiết bị bằng thép không gỉ.

Thiết bị chứa phải bơm vào N
2
.
Các phương pháp sản xuất
1. Quá trình Etylen Clohydrin:
Cl
2
+ H
2
O ↔ ClOH + HCl
CH
2
=CH
2
+ ClOH ↔ CH
2
OH-CH
2
Cl
Cl
OH
+

Ca(OH)
2
O
+
CaCl
2
+
2H
2
O
2
Các phương pháp sản xuất
2. Quá trình oxy hóa trực tiếp etylen:
2.1. Hóa học quá trình
2.2. Xúc tác
2.3. Nguyên liệu
2.4. Điều kiện phản ứng
2.5. Thiết bị phản ứng
2.6. Sản phẩm phụ
2.7. Các công nghệ sản xuất
Oxy hóa trực tiếp etylen
2.1. Hóa học quá trình:
- Tỏa nhiệt mạnh
Oxy hóa trực tiếp etylen
2.2. Xúc tác:
-
Xúc tác: Ag (7-20%) trên chất mang.
-
Chất mang: đường kính mao quản lớn, bề mặt riêng nhỏ.
Dùng α-Al

2
O
3
, SiO
2
– Al
2
O
3
…
-
Chất phụ trợ: hợp chất kim loại kiềm, kiềm thổ (100-500mg/kg).
-
Các hợp chất của Cl (EDC, VC…) giảm các phản ứng cháy.
Độ chọn lọc đến 90%.
Oxy hóa trực tiếp etylen
2.3. Nguyên liệu:
a. Etylen:
Hàm lượng C
2
H
2
, S, CO < 2 ppm.
Etylen từ steam cracking thỏa mãn.
b. O
2
:
Có thể dùng Oxy tinh khiết hoặc không khí.
Oxy hóa trực tiếp etylen
2.4. Điều kiện phản ứng:

-
Nhiệt độ: 260-290
o
C
-
Áp suất: 1-3 Mpa
-
Thời gian phản ứng: 1-4s
-
Tỉ lệ phản ứng: phụ thuộc dùng oxy hay không khí
Duy trì nồng độ etylen < 3% thể tích dưới giới hạn nổ
→ dùng khí trơ: N
2
, CH
4
.