Đề tài Tổng hợp cumen và bis phenol A

Đề tài: Tổng hợp Cumen Bis phenol A trình bày khái quát về cumen, tính chất của nguyên liệu và sản phẩm, động học quá tình sản xuất cumen, các phương pháp công nghệ sản xuất cumen. Đây là tài liệu tham khảo cho bạn đọc nghiên cứu và học tập chuyên ngành Hóa hữu cơ Hóa dầu.

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Viện kỹ thuật Hóa học

Bộ môn Công nghệ Hữu Cơ – Hóa Dầu

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 C9H12

 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

 Tính chất Vật lý

Khối lượng pt:42,08 (đvC) Nhiệt nóng chảy -185,2 oC Nhiệt độ sôi -47,6 oC

Áp suất hơi ở 25 oC :8690 tor Đ/K thường : chất khí không mùi,không màu,không độc

Dễ cháy nổ

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 AlCl3

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 ramôi trường các chất độc hại

- Thu được hiệu suất và độ tinh khiết của sản phẩmcao trong khi vốn đầu tư và năng lượng tiêu thụ giảm

Nhu cầu cumen có độ tinh khiết cao tăng do nhu cầucho các công nghệ sản xuất nhựa polycacbonat

 Công nghệ sản xuất cumen mới này được rất nhiềuhãng 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 côngsuất 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

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 mònvật liệu và cho phép công nghệ vận hành ở điều kiện mềm

 Do vậy, các thiết bị trong dây chuyền công nghệ có thểđược làm từ thép carbon thường

Thời gian sống của xúc tác kéo dài 5 năm hoặc có thể lâuhơn

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 kỹthuật 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

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.

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

 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;

Công nghệ sử dụng xúc tác HCl:

Công nghệ sử dụng nhựa trao đổi ion làm xúc tác

Chỉ tiêu QT sử dụng

xúc tác HCl

QT sử dụng nhựa trao đổi ion

Độ tinh khiết 99% 99.93 ÷ 99.98% Mức độ tiêu thụ phenol

(kg/t)

860 835 Mức độ tiêu thụ axeton

Xử lý axit Cần xử lý axit Không

Xử lý nươc thải Cần xử lý Không

Độ chuyển hóa Thấp Cao

Tỉ lệ tuần hoàn Cao Thấp

Mức độ đầu tư Cao Thấp

Mức độ tiêu thụ năng lượng Cao Thấp

Phí duy trì Cao Thấp

Số giai đoạn Nhiều Ít

Xúc tác HCl Nhựa trao đổi ion hoạt

tính cao

Kết luận

Qua quá trình sản xuất ta thấy được công nghệ sản xuất bisphenol A ứng dụng công nghệ mới, sử dụng nhựa trao đổi ion đã thay đổi được điều kiện về môi trường cũng như giảm thiểu được sự ảnh hưởng tới sức khỏe của con người;

Tuy nhiên Bisphenol A có nhiều ứng dụng trong thực tế nhưng lại mang lại tác hại rất lớn về sức khỏe của con người ,đặc biết

là về sự phát triển hooc môn và phát triển các tế bào ung thư,vì thế nên chúng dần được loại bỏ