Thiết kế dây chuyền công nghệ sản xuất vinylaxetat từ axetylen và axit axetic trong pha khí (Khóa luận tốt nghiệp)

Thiết kế dây chuyền công nghệ sản xuất vinylaxetat từ axetylen và axit axetic trong pha khíThiết kế dây chuyền công nghệ sản xuất vinylaxetat từ axetylen và axit axetic trong pha khíThiết kế dây chuyền công nghệ sản xuất vinylaxetat từ axetylen và axit axetic trong pha khíThiết kế dây chuyền công nghệ sản xuất vinylaxetat từ axetylen và axit axetic trong pha khíThiết kế dây chuyền công nghệ sản xuất vinylaxetat từ axetylen và axit axetic trong pha khíThiết kế dây chuyền công nghệ sản xuất vinylaxetat từ axetylen và axit axetic trong pha khíThiết kế dây chuyền công nghệ sản xuất vinylaxetat từ axetylen và axit axetic trong pha khíThiết kế dây chuyền công nghệ sản xuất vinylaxetat từ axetylen và axit axetic trong pha khí

I H C DÂN L P H I PHÒNG -

I H C DÂN L P H I PHÒNG -

1 N i dung và các yêu c u c n gi i quy t trong nhi m v tài t t nghi p (v lý lu n, th c ti n, các s li u c n tính toán và các b n v ):

2 Các s li u c n thi thi t k , tính toán:

m th c t p t t nghi p

1 Tinh th c tài t t ngi p:

ng c a khóa lu n (so v i n i dung yêu c t ra trong nhi m v tài t t nghi p trên các m t lý lu n, th c ti n, tính toán s

li u ):

m c a cán b ng d n (ghi c s và ch ):

H i Phòng, ngày tháng m 2016

Cán b ng d n

(H tên và ch ký)

V i lòng bi c em xin chân thành c ng Chinh H i

tài và t ng d n em trong su t quá trình em th c hi tài khóa lu n này.

i l i c t i t t c các th y cô trong khoa K thu t môi

ng và toàn th các th y em trong su t khóa h c t

H i Phòng.

c g i l i c i b ng viên và

t u ki em trong vi c hoàn thành khóa lu n này.

Do h n ch v th hi u bi tài nghiên c u này không tránh kh i thi u sót Em r t mong nh c s ch b

L I M U 11

PH N I: T NG QUAN LÝ THUY T QUÁ TRÌNH T NG H P VINYLAXETAT 13

A TÍNH CH T LÝ HÓA C A NGUYÊN LI U 13

I TÍNH CH T LÝ HÓA C A AXETYLEN 13

1 Tính ch t v t lý 13

2 Tính ch t hóa h c 14

3 u ch Axetylen 18

II TÍNH CH T LÝ - HÓA C A AXIT AXETIC (CH 3 COOH) 19

1 Tính ch t v t lý c a CH 3 COOH 19

2 Tính ch t hóa h c c a Axit axetic 19

3 n xu t axit axetic 21

III TÍNH CH T LÝ HÓA C A VILYL AXETAT (VA) 22

1 Tính ch t v t lý 22

2 Tính ch t hóa h c 23

3 Tình hình s n xu t Vinyl axetat trên th gi i và ng d ng 25

IV QUÁ TRÌNH T NG H P VINYL AXETAT 28

1 Quá trình t ng h p VA t C 2 H 4 và CH 3 COOH 28

2 Quá trình t ng h p VA t Etyliden diaxetat 31

3 M t s 31

4 n xu t VA t C 2 H 2 và CH 3 COOH 32

B: LÝ THUY T QUÁ TRÌNH T NG H P VA T C 2 H 2 VÀ CH 3 COOH TRONG PHA KHÍ 35

I Các y u t n quá trình t ng h p VA 35

1 ng c a xúc tác 35

2 ng b i nhi 36

3 V n t c th tích 36

4 T l s mol C 2 H 2 /CH 3 COOH 36

5 ng c a m chuy n hóa CH 3 COOH 36

II Các ph n ng x y ra trong quá trình t ng h p VA 37

1 Ph n ng chính 37

2 Các ph n ng ph 37

III ch c a ph n ng 38

IV ng h c c a quá trình t ng h p VA 38

V n ph m 39

PH N II THIÊT K DÂY CHUY N CÔNG NGH S N XU T VA T C 2 H 2 VÀ CH 3 COOH TRONG PHA KHÍ V I CÔNG XU T 25.000 T 40

DÂY CHUY N CÔNG NGH T NG H P VA T C 2 H 2 VÀ CH 3 COOH TRONG PHA KHÍ 40

I công ngh 40

II Thuy t minh dây chuy n công ngh 41

B: TÍNH TOÁN THI T K 43

I Tính cân b ng v t ch t 43

1 TÍNH CÂN B NG V T CH T CHO THI T B PH N NG 45

1.1 ng v t ch t b ph n ng 45

1.2 ng v t ch t ra kh i thi t b ph n ng 48

2 TÍNH CÂN B NG V T CH T CHO H TH 50

2.1 ng v t ch th 50

2.2 ng v t ch t ra kh i h th 51

3 TÍNH CÂN B NG V T CH T CHO THI T B 52

3.1 Cân b ng v t ch t cho thi t b 52

3.2 Cân b ng cho thi t b t ch t 53

3.3 Cân b ng v t ch 55

II CÂN B NG NHI NG 56

2 TÍNH CÂN B NG NHI NG CHO THI T B PH N NG 59

2.1 Tính nhi u vào, Q vào 59

2.2 Tính nhi ng u ra c a thi t b ph n ng 61

III TÍNH TOÁN THI T B CHÍNH 64

2 ng kính c a thi t b ph n ng 65

3 Tính chi u cao c a thi t b ph n ng 66

4 Tính s a thi t b ph n ng 68

5 Tính b dày c a thân thi t b ph n ng 70

6 p thi t b 72

7 ng kính c a ng d n 73

8 Ch n m t bích 74

9 và tai treo 75

K T LU N 78

TÀI LI U THAM KH O 79

L I M U

Ngày nay v i s phát tri n c a khoa h c k thu phát tri n cao c i s ng xã h i thì nhu c u s d ng các lo i v t li u k thu t ngày càng cao Chính vì th y quá trình t ng h p các nguyên li u h

tri t quá trình quan tr ng trong t ng h p các ch t trung gian ph c v cho vi c t ng h p ra các s n ph m h i cùng Nh

i ta có th t ng h c vinyl axetat t axetylen

t trong nh ng t hiêu su t cao Vinyl axetat (VA) là m t trong nh ng monomer quan tr ng trong công nghi p ch t d o và s i t ng h p Khi trùng h c polyvinyl axetat

là m t polyme d b th ng ki m t o thành polyvinyl ancol

m t trong s ít polyme có kh phân h ng Chính vì v i ta s d s n xu t ra các s n ph m có kh

phân h y sinh h c thân thi n v i các s n ph

nh ng polyme truy n th ng

c Klatle nguyên li u axetylen và axit axetic trong pha l ng Cho

n nay v i nhu c u ngày càng cao c a ch t d o và s i t ng h p, công nghi p

s n xu t vinyl axetat không ng ng phát tri n m nh m và ngày m t hoàn thi n

gi i hi n nay, quá trình t ng h các ngu n nguyên li u sau:

- axetylen và axit axetic

c phát tri n Tuy nhiên quá trình t ng h axetylen

v c s d ng v i m ng l n trên th gi i, quá trình này chi m 20%

t ng s ng VA s n xu t ra

Công ngh s n xu t vinyl axetat trên th gi i ngày càng phát tri ng

th c nhi u nhà khoa h c quan tâm nghiên c u nh t và

hi u qu kinh t Theo th ng kê cho th ng VA s n xu t

và Châu Âu là 3,8.106t c nhà máy s n xu axetylen v t 150.000 t

c ta có ngu n nguyên li u d u m , khí t

c d u, hóa d u, ch bi c xây d ng và phát tri n Nó s cung c p m t ngu n nguyên li u r t l n cho công nghi p h

phát tri p s n xu t VA Cho nên vi c nghiên c

l a ch n ra dây chuy n công phù h t hi u qu xây d ng nên nhà máy s n xu t VA nh m ph c v ng nhu c u c a kinh t là v hà u.Trong b n khóa lu n t t nghi t k dây chuy n công ngh s n xu t

t n/ m nh ng n i dung chính sau:

Ph n I: T ng quan lý thuy t quá trình t ng h p VA

Ph n II: Thi t k dây chuy n công ngh s n xu t vinyl axetat t C2H2

và CH3COOH trong pha khí t 25.000 t

PH N I: T NG QUAN LÝ THUY T QUÁ TRÌNH

a Axetylen khi v n chuy n

Axetylen là m t ch t không b n v m t nhi ng, nó có th phân

h y t o ra Cacbon và Hydro kèm theo hi ng n Ph n ng n có th

mào b ng nhi t, b ng th y phân funmiat ho c t n i áp su t cao Ph n ng

n t a nhi u nhi t, nhi có th n 2800

C2H2 2C + H2

bi t là Axeton 20 , áp su t khí quy n, m t th tích Axeton hòa tan 24 thtích Axetylen Cho nên mu n chuyên ch c nhi u và tránh nguy

hi m n i ta cho Axetylen hòa tan trong Axeton i áp su t cao

Khi cháy Axetylen t a ra m ng nhi t l n, kh t c a

lo i

Axetylen b h p th trên than ho t tính, silic oxit và zeolit Các ch t h p thnày có tác d ng tách Axetylen t h n h p h p th trên b m t

kim lo i và th y tinh, dung d ch keo c a paladi có th h p th t i 460 mg C2H2 / 1gPd.

2 Tính ch t hóa h c

Axetylen là hydro cacbon không no, ch a liên k t 3 trong phân t g m m t liên k t và hai liên k t thành l p hai m t ph ng vuông góc v i nhau Có công th c c u t o :

H C C H

V i c u t o này thì axetylen có ph n ng h p: c ng h p

v i Hidro, H2O và các halogen tr ng thái lai hóa s n ph m, liên k t C H

ng l ch v phía Cacbon nhi có tính axit m nh

n so v i các H C khác cho nên axetylen ngoài kh

ph n ng c ng h p, trùng h p, oxy hóa thì nó còn có th tham gia ph n ng thnguyên t H b ng kim lo i

H Br

HC CH + Br2 C C CHBr2 CHBr2

Br HTrans-1,2 dibrometylen 1,1,2,2-TetrabrommetanKhi c ng v i Cl2 pha khí u ki ng ph n ng x y ra mãnh li t và t a nhi u nhi t nên d gây ra n i ti n hành trong pha

b Ph n ng trùng h p

Ph n ng Dime hóa ng axit HCl v i xúc tác CuCl2và nhi

80 C, C H t o thành vinyl axetylen

2 HC CH CH2 CH C CH Tam h p 600 800 v i s có m t c a xúc tác than ho t tính t o thành benzen.

i tác d ng c a xúc tác Niken xianua 60 70 , 20 at, Axetylen trùng

h p nhanh chóng t o thành xyclo otatetran v i hi u su t 70 90%

HC CH

HC CH

HC CHAxetylen trùng h p t o thành polyme g i là Cupren nhi 200 300 C

có b ng, dùng làm ch n

Cupren

S t o thành polyaxetylen

Khi dùng xúc tác Zegler Na h n h p c a Al(C2H5)3và Ti(n-OC4Hg)4 áp

su t 0,01 1 MPa tùy thu c vào nhi ph n ng :

- t > 100 C thì axetylen trùng h p thành trans polymer axetylen

- t < - 75 C thì axetylen trùng h p thành Cis polymer axetylen

axetylen có th tham gia ph n ng th kim lo i.

- Khi cho Axetylen và Natri kim lo 150 C ho

3 u ch Axetylen

Trong công nghi p Axetylen ch y c s n xu

sau :

a T ng h p t canxi cacbua

2500 c canxi cacbua Ph n ng x y ra mãnh li i ngu n

ng d tr l u t quy nh nên giá thành c a s n

ph m

CaO + 3 C CaC2 + CO

P t ng h p t canxi cacbua thông d ng nh t trong công nghi p

ng nh t p ch 3, PH3, AsH3 i các t p ch t này b ng cách cho h n h ch Kalibicromat trong axit

b T ng h p Axetylen t khí t nhiên

n crackingCho Metan n c c có n th m t chi u 8000V, nhi

1400 1600 C, t dòng khí 1000 m/s, m chuy n hóa kho ng 50%

c làm l nh ngay, trong h n h p khí ch a kho ng 13%

C2H2, 45% H2và kho ng 1% C2H4và các khí khác

Quá trình cracking oxy hóa nhi t

dòng khí r t l n, t l CH4 : O2= 1: 0,65

6 CH4 + 4 O2 C2H2 + CO2 + 8 H2 + 3CO + 3 H2O

C c tiên ti n hi n nay s d u chAxetylen v i giá thành gi ng th i có th chuy n hóa

CO và H2thành Hydro cacbon nhiên li u theo ph n ng Fischer Strop

II TÍNH CH T LÝ - HÓA C A AXIT AXETIC (CH 3 COOH)

( [IV],[V],[VIII],[X] )

1 Tính ch t v t lý c a CH 3 COOH

Axit axetic ( M= 60 kg/kmol ) là m t ch t l ng không màu, có mùi x c, vchua Axit axetic khan nóng ch y 16,6 C, nhi sôi 118 C, áp su t P = 101,3 KPa T tr ng 1,05 g/cm3

CH3COOH tan vô h c, ancol, ete và các dung môi khác Ngoài

ra nó còn hòa tan t t các ch t h n xu t halogen A

là h p ch t r t a nó không b phân h y 400 C, nhi t nóng là 3490 kcal/mol

ng ( ch a nh c ) có tính hút m m nh,

axit 0,2 C

Axit axetic c, d làm h ng niêm m c m t, CH3COOH n cao có

th làm b ng da Axit axetic c ng d ng r ng rãi trong các công nghi p th c

ph m, d t và trong t ng h p h

2 Tính ch t hóa h c c a Axit axetic

C u trúc phân t c a axit axetic

CH3 C O H

OAxit axetic là m t axit y u, tính ch t hóa h c c c quy nh b i nhóm ch c Cacboxyl - COOH trong phân t

a Tính axit c a axit axetic

Liên k t OH phân c c v phía Oxy nên proton H+ phân ly d dàng và t o

2 CH3COOH + SOCl3 CH3COCl + H2SO3

- Ph n ng v u t o thành este ( ph n ng este hóa )

CH3COOH + ROH CH3COOR + H2O

nguyên li u trùng h t o nên các polymer dùng trong công nghi p d t,

CH3COOH + HC CH CH2 CHOCOCH3

3 n xu t axit axetic

Axit axetic có r t nhi u ng d ng trong ngành t ng h p h Axit

u ch axeton , etyl axetat , i - amyl axetat , m t s c

c c dùng r ng rãi trong công nghi p th c ph m và d t, là s n ph m trung gian quan tr ng trong t ng h p h c a axit axetic t ng

polymer PVA ) Có nhi n xu t axit axetic

a Oxy hóa pha l ng axetandehyt

Quá trình oxy hóa xúc tác trong pha l ng axetandehyt thành axit axetic b i oxy ho c không khí v c s d ng r ng rãi, chi m kho ng 40% s n

xu t trên th gi i

CH3CHO + 1/2 O2 CH3COOHXúc tác Mn(CH3COO)2, Co(CH3COO)2, Cu(CH3COO)2

Tác nhân oxy hóa Không khí Oxi

1 etan; 100 propan; 500 butan; 1000 n pentan

Oxy hóa n- butan trong pha l ng

C4H10 + 1/2 O2 2CH3COOH + H2Onhi th c : Etylaxetat, metyl etyl axeton, metylvinylxetonnhi

- Hidrocacbon olefin

n- buten

C4H8 + 2 O2 2 CH3COOHXúc tác oxit Van

Nhi 250 - 300 C, 1,5 3.106Pa

c Quá trình cacbonyl hóa axeton

Ph n ng trong pha khí T= 250 - 350 C, P= 1 5 MPa

Công ngh c a hãng UNION CARBIDE

III TÍNH CH T LÝ HÓA C A VILYL AXETAT (VA)

( [III],[IV],[V],[X],[XI] )

1 Tính ch t v t lý

Vinyl axetat g i t t là VA, có công th c hóa h c CH2CHOCOCH3, kh i

ng phân t b ng 86,09 Là ch t l ng không màu, r ng và d dàng b t

Nhi t ph n ng polymer hóa 1035,8 kJ/kg

Vinyl axetat hòa tan r c, 20 hòa tan c c

là 2,3% kh ng 20 hòa tan c a H2O trong VA là 0,9% kh i ng

H n h ng khí c a vinyl axetat c cho trong b ng sau:

s n xu t trên th gi i là 1 tri u t là 3,8 tri u t n

c nhà máy s n xu t vinyl axetat t

etylen v t 1,5 tri u t n nay, v i s phát m nh m c a khoa h c k thu ng v i s phát tri n m nh m c a n n kinh t con

t nhi ng h p vinyl axetat t các ngu n nguyên li u khác nhau t quan tr ng trong công nghi p s n

xu n xu t ch t d o và s i t ng h p

- T axit axetic và axetylen ( trong pha l ng và pha khí )

- T diaxetylen ete và axetadehyt

- T etylen và axit axetic và oxy ( trong pha l ng và pha khí )

- T metyl axetat ho c dimetyl ete v i CO và H2trong pha l ng

Xét tính kinh t c a ngu n nguyên li u vì t nên trong công nghi ng chuy n sang s d ng ngu n nguyên li u r ti n

pha khí Các quá trình còn l c s d ng r t h n ch trong công nghi p Tuy nhiên quá trình s n xu t t metyl axetat ho c dimetyl ete v i CO và H2 tr nên

B ng 1: Tình hình s n xu t Vinyl axetat trên th gi i

( t

M Ethylene Bayer Hoechst

and National Distillers

Anh Ethylene Bayer Hoechst 100.103

Tây Âu Ethylene Bayer Hoechst

Actylene

288 103

Nh t Ethylene Bayer Hoechst

and National Distillers, Axetylen

612.103

Hàn Qu c Ethylene Bayer Hoechst 150.103

b M t s ng d ng c a VA

Là m t trong nh ng monome r t quan tr ng Vinyl axetylen c s d ng

ch y s n xu t các polyme và các copolyme cho các ngành công nghi p

y u là ch t phân tán ), ch t k t dính, gingành s n xu t polyvinylaxetat, polyvinyl

Khi trùng h p vinyl axetat s t o thành polyvinyl axetat :

CH2 CH

OH nCopolyme vinyl axetat c ch bi n t o ra nh i

IV QUÁ TRÌNH T NG H P VINYL AXETAT

t nhi ng h p vinyl axetat t các ngu n nguyên li u khác nhau c s d ng r ng rãi

u ki n c a t ng qu c giai, t ng vùng mi n ta có th l a

- T ng h p t C2H2và CH3COOH trong pha l ng và pha khí

- T ng h p t C2H4và CH3COOH trong pha l ng và pha khí

- T ng h p t Etyliden diaxeta (CH3CH(OCOCH3) )

V i s phát tri n c a khoa h c công ngh ng v i nhu c u c a

n n kinh t nên ngày nay quá trình t ng h p vinyl axetat trong pha l ng r t ít

c s d ng mà thay th b ng h p trong pha khí Do

n xu t trong pha l ng cho hi u su t th p, gây t n hao xúc tác,

c gây ng thi t b c bi t hi n nay các

c phát tri n trên th gi n xu nh ng nguyên li u

Theo tính toán c a các nhà s n xu t thì quá trình t ng h etylen

ti t ki c 20% giá thành s n xu t

Quá trình này là ph n ng oxy hóa k t h p gi a C2H4 v i CH3COOH v i s

có m t c a xúc tác là mu i Pladi ( Pd2+ )

C2H4+ CH3COOH + 1/2 O2 CH2 CH OCOCH3+ H2O (1)

Ph n ng trên có th ti n hành c c trong pha l ng ho c pha khí, tuy

ti n hành trong pha nào a ph i thêm m ng mu ng ( mu i

Quá trình t ng h p VA t C2H4 c phát minh b i các hãng Hoechst

c ), ICI (Anh), Nippon Goesi (Nh c hãng ICI áp d ng vào s n

xu t v i quy mô l n Anh và M trong nh i s ng là 45,36 tri

Các ph n ng x y ra trong quá trình

C2H4 + CH3COOH + PdCl2 CH2 CHOCOCH3 + Pd + 2 HCl

Hoàn nguyên xúc tác

Pdo + 2 CuCl2 PdCl2 + 2CuCl

2 Cu++ 1/2O2+ 2H+ 2Cu2+ + H2Oy:

CH2 CH2 + H2O + PdCl2 CH3CHO + Pd + 2HCl

Axetaldehyt

CH2 CHOCOCH3 + H2O CH3CHO + CH3COOH

CH2 CH2 + 2CH3COOH CH3CH(OCOCH3)2+ H2

Etyliden diaxetat

Ngoài ra còn t o ra CO2và các d n xu t c a Clo

Các thông s công ngh

- Quá trình này ti n hành nhi 110 -130 C, áp su t 3 4MPa

- Xúc tác c a quá trình là dung d ch mu i Paladi có n 30 50mg/l

hay nói cách khác là u ch nh t l c trong dung d ch xúc tác, thì ta có

th h n ch ng Axetaldehyt và Vinyl axetat trong s n ph m t o thành

tránh s n ph m c a ph n ng có HCl t o thành vì

th các thi t b trong quá trình này ph c làm b ng Titan hay Ceramic ho c Coposite Các v t li u này l i r t ti ng chi phí c a toàn b quá trình s n xu ng 50% so v i quá trình t ng h p vilyn axetat t

C2H2và CH3

b Công ngh t ng h p VA t C 2 H 4 và CH 3 COOH trong pha khí c a Bayer-Hoechst.

Các thông s công ngh

- Quá trình ti n hành nhi 160-180 C, áp su t 0,5-0,6at

- Xúc tác c a quá trình là Pladi ho c mu i Pd2+ và mu i axetat kim lo i

ki m cùng v i các ch a kim lo i ki m, Cadimi axetat

ho c kim lo t mang là oxit nhôm, các d ng c u trúc

c a axit sililic, MgAlO4 ho c than ho t tính v i ph gia là axetat natri có

ch a m ng (Cu) th c hi n ch t mang có vai trò

ho ch n l c c a xúc tác Trong quá trinh mu i kim lo i ki m (CH3COOM) d n d n b tách kh i xúc tác, vì v y c n c

b sung v i O2

Pdo + 2Cu2+ Pd2+ + 2Cu+2Cu+ + 1/2O2 + 2H+ 2Cu2+ + H2O

Pd2+ + CH2 CH2 + CH3COOH Pdo+ CH2 CHOCOCH3 + 2H+

S n ph m ch y u là CO2và các h p ch t còn l 3CHO, etyliden axetat.

Nh n xét

Quá trình t ng h p VA t C2H4và CH3COOH trong pha khí không nh ng

c v t b mà còn h n ch c s hình thành CH3CHO

CH2 CH2 + H2O + PdCl2 CH3CHO + Pd + 2HCl

chuy n hóa có th t 88-90% theo etylen và 98% theo axit axetic S n

ph m sau ph n ng ch a kho ng 92% VA, 7,5%CO2, 0,5% etyl, metyl axetat,

2 Quá trình t ng h p VA t Etyliden diaxetat.

c hãng Celanese Pampa Teas (M ) s d s n xu t

n: n th nh t là s ph n ng gi a axetaldehyt v t o ra etyliden diaxetat n th hai là

Ph n ng này s y ra trong th i gian là 4 gi

ng h p VA t metyl axetat và khí t ng h p (CO và H2)

2CH3COOCH3+ 2CO + H2 (CH3COO)2CH CH3 + CH3COOH

Ph n ng x y ra trong pha l ng nhi 150 C, áp su t 7MPa và xúc

th y phân thành vinyl axetat

(CH3COO)2CHCH3 CH3COOH + CH2 CH OCOCH3

CH3COOH sinh ra tham gia vào quá trình este hóa v i methanol

Ph n ng này có th c th c hi n trong pha l ng ho c pha khí

n hành trong pha khí l i có nhi nhi u c

ng d ng trong công nghi p c a nhi c trên th gi i

a Ti n hành trong pha l ng.

-C2H2+ CH3COOH CH2 CHOCOCH3 + 28,3 Kcal

- : là ph n ng c ng c a axit axetic v i vinyl axetat t o thành etyliden diaxetat

CH3COOH + CH2 CHOCOCH3 CH3CH(OCOCH3)2 + 6,2 Kcal

- Xúc tác: là mu i sunfat th y ngân c a các axit khác nhau: axit sunforic, axit

t tính t t nh t là khi cho oxit th y ngân HgO tác

d ng v i axit axetic và oleum nhi ng

Axetylen và axit axetic ph c gi khô s ch Vì n u có H2O thì C2H2

s tác d ng v i CH3COOH t o thành axetaldehyt Trong C2H2 ph i không ch a

t o thành th ng etyliden diaxetat t i nhi u do VA b

trong thi t b ph n ng và tác d ng v i CH3COOH, không nh ng

th s t o ra polyme trong thi t b ph n ng

xu t VA t Etylen là kinh t nh t vì nguyên li i r ti n,

v n mà ngành công nghi p khai thác và ch bi n d u m

n n n nay, quá trình t ng h p VA t t hi u qukinh t cao nh n nay trên th gi i 80% t ng VA s n xu t

c t ngu n nguyên li u Etylen, 20% còn l nguyên li u Axetylen

u su t s n ph m 95 99% theo axit axetic và trên 92% theo axetylen, do v y gi ng tiêu t n nguyên li t thoát nhi t M t khác, v công ngh mang tính ch t l ch s c

u ki áp d ng công ngh m i nên m t s c v n s d ng

ng h p VA ttùy thu u ki n c a t c, t ng vùng, ngu n nguyên li

B: LÝ THUY T QUÁ TRÌNH T NG H P VA T C 2 H 2 VÀ

CH 3 COOH TRONG PHA KHÍ ( [II],[III],[IV],[V],[IX],[X],[XI] )

kh c ph m c a quá trình t ng h p vinyl axetat t axetylen

và axit axetic trong pha l th c hi n ti n hành trong pha khí

Quá trình t ng h p VA t axetylen và axit axetic là quá trình vilyn hóa tr c

ti i tác d ng c a mu i kim lo i, c th i kim lo i axetat k m mang theo than ho t tính

Xúc tác dùng cho quá trình là axetat k m trên ch t mang là than ho t

tính, silicagen, oxit nhôm Trong quá trình làm vi c ho t tính c a xúc tác gi m

d n Nguyên nhân là do C2H2 và VA trùng h p t o nên các polymer bao ph lên

b m t xúc tác, axetylen b trùng h p to ra nhi u nhi t gây nóng c c b làm cho xúc tác b phân h y, axetat k m b n ng Ngoài ra do

C2H2 nguyên li u có l n m ng nh các ch t 2S, PH3, AsH3

nh ng ch c gây ng c xúc tác Vì v y ph i kh ng ch b ng cách nâng d n nhi lên 210÷220 C và làm s ch nguyên li u C2H2

Nhi thích h p v i lo i xúc tác axetat Zn là 180÷210 C Nhi th p

u su c VA nh và nhi cao quá thì làm cho xúc tác

CH2 CH OCOCH3 + CH3COOH CH3 CH(COOCH3)2

5 ng c a m chuy n hóa CH 3 COOH

ph n ng c n gi chuy n hóa c a CH3COOH m v a ph

hi u su t t o VA c a quá trình s t 95 99% tính theo axit axetic và 92 95% theo axetylen

6 ng c a nguyên li u

t b ph n ng ph i tránh ph n ng hydrat hóa (t ng th i c n ph i làm s ch Axetylen h t nh ng

ch c c a xúc tác, nh t là axetylen s n xu t t CaC2 ng ch a nhi u H2S

và H3P

7 nh ng c a áp su t

Do ph n c th c hi n trong pha khí nên áp su ng

t i kh y ra ph n ng ti n hành ph n ng áp su t khí quy n,

tuy nhiên khi n p xúc tác vào và ph n ng x y ra thì áp su t s t

do s phân h y c a axetylen

HC CH H2 + 2 C +229,4 kJ/mol

II Các ph n ng x y ra trong quá trình t ng h p VA

1 Ph n ng chính.

HC CH + CH3COOH CH2 CHOCOCH3 H= -118 kJ/mol

Ph n ng trên x y ra nhi 180 210 C trên xúc tác là axetat k m trên than ho t tính Hi u su t c t 95 99% tính theo axit axetic và

92 95% theo axetylen

2 Các ph n ng ph

- VA tác d ng v i axit axetic t o thành etyliden diaxetat (EDA)

CH2 CH OCOCH3 + CH3COOH CH3 CH(COOCH3)2

khi có m t c a H2O và H+) Vì v y, c n làm khô nguyên li u

CH2 CH OCOCH3 + H2O CH3COOH + CH3CHO

các y u t n quá trình t ng h p và nâng cao ch ng c a nguyên li u vào

III c a ph n ng

HC CH + CH3COOH CH2 CHOCOCH3

- H p th hóa h c axetylen t o thành ph c v i ion k m

- S t n công c a phân t c ho t hóa b ng ion axetat

Khi nghiên c ng h c b ng cùng dòng tu n hoàn cùng v i xúc tác này

200 C t ph n ng không ph thu c vào áp su a axit axetic

CH3 c tu n hoàn l ph n úng) Etylen diaxetat và c n không

tránh s trùng h p c a VA c n cho thêm vào