Đề tài Tổng hợp cumen và bis phenol A

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Viện kỹ thuật Hóa học
Bộ môn Công nghệ Hữu Cơ – Hóa Dầu
GVHD : PGS.TS Nguyễn Hồng Liên
Nhóm :
Nguyễn Hữu Linh 20113095
Nguyễn Thị Hồng Chuyên 20112818
Trần Vũ Lâm 20103207
Lường Quốc Khỏe 20091483
Hoàng Ngọc Tự 20103753
Đề tài : Tổng Hợp Cumen và sản xuất Bis
Phenol A
Nội Dung
Company Logo
Động học quá tình sản xuất cumen
Tính chất của nguyên liệu và sản phẩm
Mở đầu
Các phương pháp công nghệ sản xuất cumen
Mở đầu
 Cumen lần đầu tiên được tổng hợp trong Chiến Tranh Thế
Giới Thứ II để làm nhiên liệu do nó có nhiệt và trị số octan
cao, nhưng lại không kinh tế.
 Công nghệ hiện nay thì cumen là sản phẩm phụ của quá
trình catalytic refoming và steam cracking.
 Khoảng 98% lượng cumen được sản xuất trên thế giới
hiện nay được dùng làm nguyên liệu trong nhà máy sản
xuất phenol và xeton,
=>sản lượng cumen phụ thuộc vào thị trường tiêu thụ phenol
và xeton
Khái quát về Cumen
 Công thức phân tử C

9
H
12
 Cumen còn gọi là 1- metyletyl benzen
hoặc Isopropyl benzen hay 2- phenyl
propan
 Là hydrocacbon thơm,dẫn xuất của
benzen
=> Do đó nó cũng có những tính chất
hóa lý đặc trưng.
Ứng dụng của Cumen
 Khoảng 98% lượng cumen được sản xuất trên thế giới hiện
nay được dùng làm nguyên liệu trong các nhà máy sản
xuất phenol và axeton
 Cumen được sử dụng trong sản xuất sắt, cao su, thép và
bột giấy và công nghệ liên quan đến quá trình oxy hóa
phenol
Benzen
 Ở nhiệt độ thường là chất
lỏng không màu, không tan
trong nước và có mùi thơm.
 Benzen là chất độc gây ung
thư.
=> Vận chuyển,bảo quản và
sử dụng phải cẩn thận
Propylen
 Tính chất Vật lý
Khối lượng pt:42,08 (đvC)
Nhiệt nóng chảy -185,2
o

C
Nhiệt độ sôi -47,6
o
C
Áp suất hơi ở 25
o
C :8690 tor
Đ/K thường : chất khí không
mùi,không màu,không độc
Dễ cháy nổ
II.3 Xúc tác cho phản ứng.
Đầu tiên là các xúc tác pha lỏng như HCl, H
2
SO
4
,
H
3
PO
4đ
, HF, AlCl
3
,
Ngày nay, là Zeolit với các loại khác nhau chủ yếu là 5 loại
sau : β-Zeolit, Zeolit Y, ZSM-12, MCM-22 và Mordenit.
Zeolit với tính chất ưu việt như ở thể rắn, bền với nhiệt, có bề
mặt riêng lớn, và độ chọn lọc cao là những yêu tố giúp nâng
cao hiệu quả của quá trình.
Ngoài ra nó còn có độ bền hóa lý cao, dễ tái sinh và
mất mát ít nên ngày càng được ưa chuộng.

III. Các công nghệ sản xuất cumen.
III.1 Công nghệ SPA.
Hình 1. Sơ đồ công nghệ SPA sản xuất cumen của hãng UOP.
III.2 Công nghệ sử dụng AlCl
3
Hình 2. Công nghệ sản xuất cumen sử dụng xúc tác AlCl3.
III.3 Công nghệ sử dụng xúc tác Zeolit.
Công nghệ này khắc phục được hầu hết các nhược điểm
đã tồn tại ở các công nghệ sản xuất cumen trước đây.
- Khắc phục tính ăn mòn thiết bị và vấn đề phát thải ra
môi trường các chất độc hại
- Thu được hiệu suất và độ tinh khiết của sản phẩm
cao trong khi vốn đầu tư và năng lượng tiêu thụ giảm
Nhu cầu cumen có độ tinh khiết cao tăng do nhu cầu
cho các công nghệ sản xuất nhựa polycacbonat
 Công nghệ sản xuất cumen mới này được rất nhiều
hãng phát triển
III.3.1 Công nghệ Mobil/ Badger.
Công nghệ này dựa trên loại xúc tác MCM-22
Hình 3. Sơ đồ công nghệ sản xuất cumen của Mobil/ Badger.
Đặc trưng chính của công nghệ Mobil/Badger là:
- Tỷ lệ benzen/propylen thấp
- Thiết bị phản ứng nhỏ và đơn giản
- Chưng cất đơn giản, hiệu suất gần đạt hiệu suất cân bằng
- Nguồn nguyên liệu linh hoạt và rất thân thiện với môi trường
 Vốn đầu tư và chi phí vận hành thấp nhưng sản phẩm có
độ tinh khiết cao trên 99.97%.
Công nghệ Mobil/Badger tăng công suất khoảng 30 đến 100%
với vốn đầu tư nhỏ nhất.
Đến năm 1999, có 7 nhà máy đang vận hành với tổng công

suất ước đạt hơn 45% nhu cầu của thế giới
Có 5 nhà máy khác đang thiết kế và xây dựng với công
suất ước tính đáp ứng được hơn 20% nhu cầu cumen
của thế giới.
Yếu tố Tiêu thụ ( tấn
)
Chi phí chuẩn
$
Chi phí sản
xuất
%
Benzen 0.651 226 53
Propylen 95% 0.351 167 39
Nhiệt và điện 1600MJ 5 1
Xúc tác và hóa
chất
3 1
Bảng . Chi phí để sản xuất một tấn cumen của Mobil/ Badger.
III.3.2 Công nghệ Q-Max .
Hình 4. Sơ đồ công nghệ sản xuất cumen theo Q-max.
Sản phẩm cumen thu được từ công nghệ này có độ tinh
khiết cao(99.96-99.97% theo khối lượng).
Xúc tác zeolit dùng trong công nghệ này không có tính ăn mòn
vật liệu và cho phép công nghệ vận hành ở điều kiện mềm
 Do vậy, các thiết bị trong dây chuyền công nghệ có thể
được làm từ thép carbon thường.
Thời gian sống của xúc tác kéo dài 5 năm hoặc có thể lâu
hơn.
Hiện nay,có khoảng 14 nhà máy sử dụng công nghệ Q-Max
với tổng năng suất đạt 4.1 triệu tấn cumen/năm.

Hiệu suất tạo cumen đạt 99.7% và có thể cao hơn.
III.3.2 Công nghệ CDTech.
Công nghệ CDTech là công nghệ tiên tiến sử dụng kỹ
thuật chưng cất xúc tác.
Hình 5. Sơ đồ công nghệ sản xuất cumen của CDtech.
Sản phẩm cumen sản xuất từ công nghệ này có độ tinh
khiết thấp nhất là 99.95% hiệu suất tạo sản phẩm chính
và khoảng trên 99.7%.
Bảng. Chi phí, tiêu chuẩn để sản xuất một tấn Cumen
Propylen 0.353 tấn
Benzen 0.630 tấn
Hiệu suất 99,7%
Điện 8KWh
Nhiệt lượng 0.5 × 10
6
kcal
Nước lạnh 12 m
3
Chỉ số brom dưới 2 nên trong dây chuyền công nghệ không
cần thiết bị xử lí sét.
Bis phenol A tính chất và công nghệ
sản xuất
1. Giới thiệu về Bisphenol A (BPA)
+Bisphenol A (BPA) được sáng chế vào năm 1891.
+Nó là hợp chất hữu cơ tổng hợp tương đối nhỏ với khối lượng
phân tử là 228.
+Nó là một loại bột màu trắng, và nó thường được sử dụng chủ
yếu như một monomer 2 chức trong sản xuất nhựa polycacbonat
và nhựa epoxy, chất chống oxy hóa trong PVC.
Tỉ trọng ở 20

0
C 1.04 g/cm
3
Tỉ trọng ở 160
0
C 1.065 g/cm
3
Mật độ 0.492 g/cm
3
Nhiệt độ sôi ở áp suất 101,3 KP
a
360
0
C
Nhiệt độ sôi ở áp suất 1.4 KPa 240
0
C
Nhiệt độ sôi ở áp suất 0.4 KPa 222
0
C
Nhiệt độ bay hơi ở 101,3KPa 404 J/G
Điểm chớp cháy 227
0
C
Nhiệt độ đánh lửa 519
0
C
Tan trong nước ở 83
0
C 0.344% khối lượng

Tan trong Axeton,rượu Tốt
Tan trong methylen cloride 1% khối lượng
2. Ứng dụng
 Đĩa CD , DVD, BLU-RAY,và đĩa khác
 Đèn mái nhà
 Phủ ngoài cho tấm pin mặt trời
 Module mái trong xe ô tô
 Kính an toàn và kính che mặt bảo vệ
 Mũ bảo hiểm
 Kính mát
 Chai nước tái sử dụng
 Mái nhà của sân vận động thể thao
 Mũ an toàn
 Thiết bị y tế (oxygenators máu,hô hấp, dialysers, điều
hành duy nhất sử dụng công cụ)
 Vỏ cho các thiết bị điện tử (tế bào điện thoại, máy ảnh,
máy sấy tóc, máy vi tính,TV, máy pha cà phê)
 Ấm đun nước điện
 Thiết bị điện, chẳng hạn như cổng kết nối hoặc chuyển
mạch
 Đèn pha trong xe ô tô
3. Các nhà sản xuất trên thế giới
Thượng Hải Righton Công ty TNHH Trung Quốc
Bayer Polyme Baytown, Texas
Dow Chemical Freeport, Texas
Sabic Innovative Plastics Burkeville, Alabama
Sabic Innovative Plastics Mount Vernon, Indiana
HEXION Hóa chất Deer Park, Texas
Sunoco Hóa chất Haverhill, Ohio
Kesar Loteparhuram, Ấn Độ.

Hóa chất Idemitsu Pvt.Ltd.
Kesar petroproducts PVT. Ltd Ấn Độ
Mitsubishi hóa chất Ltd
Nguyên liệu sản xuất
Bisphenol a
+ Sản xuất từ phenol và axeton
+ Phenol trước kia được chiết xuất từ nhựa than
đá;
+ Axeton được sản xuất từ chưng cất muối axetat
(Ca) hoặc oxy hóa trực tiếp propen để tạo ra 2 –
propanol tiếp tục oxi hóa để tạo ra axeton
+ Ngày nay, khoảng 83% axeton và phenol được sản xuất qua
phương pháp cumen
Điều kiện phản ứng:
+ Công nghệ của Mitsui chemical Nhật Bản sử dụng xúc tác HCl,
nhiệt độ phản ứng trong khoảng 50’C, trong thiết bị khuấy trộn
vài giờ;
+ Công nghệ nhựa trao đổi ion với nhiệt độ khoảng 75’C và 4,4 bar;