Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế phân xưởng sản xuất Axetylen

Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế phân xưởng sản xuất Axetylen tập trung trình bày các vấn đề cơ bản về tính chất của nguyên liệu và sản phẩm; các phương pháp sản xuất vinyl clorua;... Hy vọng tài liệu là nguồn thông tin hữu ích cho quá trình học tập và nghiên cứu của các bạn.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế phân xưởng sản xuất Axetylen Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội  Đồ án tốt nghiệp Phần I: Tổng quan lý thuyết Chương I  Tính chất của nguyên liệu và sản phẩm  A. Tính chất của nguyên liệu. I. Một số tính chất chung của Axetylen. Ta thấy  ở  điều kiện thường Axetylen là một chất khí không màu,  không độc  ở  dạng tinh khiết, nó có mùi ete yếu và có khả  năng gây mê,   Axetylen ở dạng nguyên chất có vị hơi ngọt. 1. Một số tính chất của Axetylen: ­ Trọng lượng riêng: (00C, P = 760mmHg) d= 1,17Kg/m3. ­ Trọng lượng phân tử:  M =26,02kg/Kmol ­ Nhiệt dung riêng phân tử: Chi phí = 0,402 KJ/kg ­ Nhiệt độ ngưng tụ: ­38,80C ­ Nhiệt độ tới hạn:  35,50C ­ áp suất tới hạn: 6,04MaP ­ Nhiệt độ thăng hoa: 21,59KJ/mol ­ Nhiệt hoá hơi: 15,21 KJ/mol ­ Tỉ trọng: 0,686. Ngoài ra Axetylen còn tan mạnh trong các dung môi hữu cơ, Axetylen  cũng có thể  tan trong nước. Độ  chọn lọc của Axetylen trong các dung môi  khác  nhau, do đó rất quan trọng trong quá trình tinh chế cũng như trong quá   trình bảo quản Axetylen. Khí cháy Axetylen toả ra một lượng nhiệt rất lớn   và khả  năng sinh nhiệt của Axetylen là 13,307 KCal/m3, giới hạn nổ  của  Axetylen xảy ra trong cùng một điều kiện nhiệt độ  và áp suất nhất định ở  SV: Nguyễn Hữu Tuấn ­ Hoá Dầu ­ K8 1 Thiết kế phân xưởng sản xuất VC Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội  Đồ án tốt nghiệp nhiệt độ  00C và 1 at axetylen tạo với không khí hỗn hợp nổ trong giới hạn  từ  23%   81% thể  tích và giới hạn nổ  với oxy là 2,8% thể  tích, độ  nguy  hiểm về nổ của Axetylen càng tăng do sự phân rã của nó thành  những chất  đơn giản. C2H2   2C + H2 Đây là phản  ứng phân huỷ của để  tạo thành C và H 2 sự  phân rã này  xảy ra không có oxy nhưng có những chất kích hoạt tương ứng (tia lửa, do   ma sát, đốt cháy…). Có thể  nói Axetylen rất dễ  dàng tạo hỗn hợp nổ  với Clo và Plo và   nhất là khi đưới tác dụng của ánh sáng. Do vậy để  giảm bớt khả  năng nổ  của Axetylen, khi vận chuyển người ta pha thêm một lượng khí trơ  hydrô,   amôniac vào. Bên cạnh đó Axetylen còn có một tính năng quan trọng khác là khả  năng hoà tan tốt trong nhiều chất lỏng hữu cơ và vô cơ xét về độ hoà tan thì  độ hoà tan của Axetylen là tương đối cao trong các dung môi có cực. Trong  một thể tích nước có thể hoà tan 0,37 thể tích Axetylen. Nhưng độ hoà tan của Axetylen có thể giảm trong dung dịch muối ăn  và Ca(OH)2. Do vậy chúng ta có thể  kết luận rằng nồng độ  hoà tan của  Axetylen rất có ý nghĩa trong việc điều chế và tách ra khỏi hỗn hợp khí. 2. Tính chất hoá học. Axetylen là một hydrô các bua không no, nó có liên kết ba trong phân  tử do đó có khả năng hoạt động hoá học cao. Liên kết ba phân tử Axetylen  được tạo thành do liên kết   và liên kết   khi tham gia phản  ứng hoá học.  Các liên kết ba trong phân tử sẽ bị phá vỡ và tạo thành liên kết đôi hoặc các  hợp chất bão hoà, khi đó Axetylen có khả  năng tham gia vào các phản ứng  như: phản ứng thế, phản ứng trùng hợp, kết hợp. Vì vậy từ Axêtylen ta có  SV: Nguyễn Hữu Tuấn ­ Hoá Dầu ­ K8 2 Thiết kế phân xưởng sản xuất VC Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội  Đồ án tốt nghiệp thể thấy rằng Axetylen có thể  tổng hợp được các sản phẩm khác nhau và  có thể ứng dụng vào nhiều lĩnh vực trong công nghiệp và đời sống. a. Phản ứng thế. Nguyên tử H của Axetylen do thể hiện tính Axit nên nó có khả năng  tham gia các phản ứng thế với các kim loại kiềm như: Cu, Ag, Ni, Hg, Co,  Zn… tạo thành Axetylenit kim loại rất dễ nổ: 2Me + C2H2    Me2C2 + H2 (Me: Kim loại kiềm). + Na HC   CH   NaC   CNa + H2. +2Cu HC   CH   Cu ­ C   C ­ Cu +H2. Khi Axetylen tác dụng với Axit của kim loại kiềm và kiềm thổ trong  Amôniac lỏng. HC   CH + MeNH3   MeC   CH + NH3. b. Phản ứng cộng hợp. Phản  ứng cộng với Hydrô được tiến hành trên xúc tác Pd  ở  áp suất   1at và 250   3000C. HC   CH + H2  Pd  CH2 =CH2,  H = ­41,7 KCal/md. Phản ứng cộng H2 với xúc tác Ni và nhiệt độ. + Ni HC   CH + H2  f0  CH3 ­ CH3. Phản  ứng cộng với nước khi đó xúc tác HgSO 4  ở  75     1000C tạo  Axetaldehyt. Ag2 + HC   CH+H2O   CH3 ­ CHO,  H = ­38,8 KCal/mol Khi Có Oxit kẽm và oxit sắt  ở  3600C 4800C Axetylen tác dụng với  hơi nước để tạo thành Axeton. 2HC   CH + H2O  ZnO  CH3 ­ CHO + CO2 + 2H2. SV: Nguyễn Hữu Tuấn ­ Hoá Dầu ­ K8 3 Thiết kế phân xưởng sản xuất VC Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội  Đồ án tốt nghiệp Trong đó Axetylen còn có thể  tác dụng được với rượu  ở  điều kiện  nhiệt độ 1600   1800C và áp suất p = 4   20at có xúc tác của KOH để tạo   thành Vinylete. CH = CH + ROH  KOH  CH2 = CHO ­ R Axetylen tác dụng được với H2S ở điều kiện nhiệt độ 1200C. HC CH + H2S CH2 = CH - SH C2H5OH Vinyl mercaptan Etylen mercaptan + c 2h 2 h 5c 2 s c h = c h 2 h 2c ch2 + c 2h 5sh S ...