Giáo Trình Công Nghệ Hóa Dầu - Nhiều Tác Giả phần 10

V. Quá trình oxy hóa tại nối đôi của olefin Điển hình cho quá trình này là quá trình oxy hóa etylen để sản xuất etylen oxyt
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo Trình Công Nghệ Hóa Dầu - Nhiều Tác Giả phần 10V. Quá trình oxy hóa tại nối đôi của olefin Điển hình cho quá trình này là quá trình oxy hóa etylen để sản xuất etylen oxyt CH2 - CH2 CH2= CH2 + 1/2O2 CH2 - CH2 + 33 Kcalo OO1. Tính chất của etylen oxyt: là một sản phẩm trung gian quan trọng- ở điều kiện thường: là một chất khí không màu có ts= 11oC; tnc= -112,5oC; d = 0,896- tan trong các dung môi hữu cơ và nước- rất dễ cháy- tạo hỗn hợp nổ với không khí trong giới hạn: 3 ÷ 80% V- Ứng dụng: OE là một trong những HCTG rất quan trọng trong công nghiệp THHCđược sản xuất với qui mô lớn. Các ứng dụng cơ bản của OE: + trong tổng hợp glycol như etylen glycol, polyetylen glycol, etanol amin...CH2 - CH2 + H2O HOCH2 - CH2OH CH2 - CH2 etylen glycol O O HOCH2 - CH2 - O - CH2 - CH2OH dietylen glycol + diệt côn trùng, tạo khói...- Phương pháp sản xuất: + Clo hóa C2H4 qua giai đoạn trung gian tạo etylen clohydrin + Ca(OH)2 HCl CH2 - CH2 CH2 = CH2 + Cl2 + H2O OH - CH2 - CH2 - Cl - CaCl2 O Đây là phương pháp đầu tiên tổng hợp OE nhưng do tiêu hao Clo và kiềm nhiềuđồng thời tạo ra một lượng lớn muối nên phương pháp này hiện nay đã bị loại bỏ. + oxy hóa etylen : phổ biến2. Phương pháp oxy hóa etylen tổng hợp etylenoxyt- Điều kiện công nghệ 47 + xúc tác : Ag trên chất mang là SiO 2 hoặc Al2O3 hoặc hỗn hợp SiO2 + Al2O3 cóchứa một phần nhỏ lưu huỳnh hoặc halogen. Thực tế khi thêm 0,01 ÷ 0,02% khối lượng các hợp chất này thì độ chọn lọctăng khoảng 5%. + nhiệt độ : t = 220 ÷ 280oC + áp suất: p = 1 ÷ 3MPa + Thiết bị phản ứng: dùng loại thiết bị xúc tác tầng sôi hoặc có thể dùng loạiống chùm + tác nhân oxy hóa : O2 hoặc không khí- Sơ đồ công nghệ oxy hóa etylen bằng không khí Hình 13: Sơ đồ tổng hợp Etylenoxyt bằng oxy hóa etylen bằng không khí 1,4- Thiết bị TĐN; 2,5- TBPƯ; 3,6- Thiết bị hấp thụ; 7-Máy nén * Đặc điểm: gồm 2 thiết bị phản ứng và 2 tháp hấp thụ EO, thực hiện 2 giai đoạn + hỗn hợp khí phản ứng sau khi ra khỏi thiết bị phản ứng thứ nhất sẽ vào tháphấp thụ thứ nhất. Khí không hấp thụ một phần lớn được tuần hoàn và phần còn lạiđược đưa đi oxy hóa tiêp tục. 48 + hỗn hợp khí phản ứng sau khi ra khỏi thiết bị phản ứng thứ hai sẽ vào tháphấp thụ thứ hai, khí không hấp thụ sẽ thải ra ngoài + Còn dung dịch EO từ cả 2 tháp hấp thụ được kết hợp lại và đưa đi xử lý. + hiệu suất sản phẩm : 60% tính theo etylen + độ chọn lọc: ≈ 65% + độ chuyển hóa tổng của etylen ≈ 90% * Một số thông số: + Hỗn hợp khí vào (2): 4 ÷ 6%V C2H4; 6 ÷ 8% O2; 8 ÷ 10% CO2; còn lại N2.. + τtx trong (2) = 1 ÷ 4 giây → độ chuyển hóa : 30 ÷ 40%- Sơ đồ công nghệ oxy hóa etylen bằng oxy :Hình 14: Sơ đồ công nghệ điều chế Etylenoxyt theo phương pháp oxy hóa bằng oxy1- TBPƯ; 2,8,10- Thiết bị TĐN; 3- Thiết bị sinh hơi; 5,6,13- Thiết bị hấp thụ; 15-Bơm 4- Sinh hàn; 7- Máy nén; 9- Thiết bị giải hấp; 11- Tháp bốc hơi; 16- Van chỉnh áp;12,14- Tháp chưng phân đoạn; 17- Thiết bị ngưng tụ; 18- Bình tách;19- Bộ cấp nhiệt 49 * Đặc điểm: + chỉ có một thiết bị phản ứng + Etylen được lấy dư so với oxy với độ chuyển hóa của C2H4 khoảng 10% + có sự tuần hoàn của khí không hấp thụ + có sự tạo thành CO2 khá lớn → cần phải có giai đoạn làm sạch CO2 bằngdung dịch K2CO3: K2CO3 + CO2 + H2O 2 KHCO3 Thuyết minh: Khí tuần hoàn có chứa CO2 được nén đến áp suất cần thiết(khoảng 2MPa), được đốt nóng trong bộ trao đổi nhiệt (2) nhờ nhiệt của khí phản ứngrồi trộn với etylen và oxy mới. Hỗn hợp khí thu được có thành phần 20 ÷ 30%V C2H4;7 ÷ 8% O2; 4,5%CO2; còn lại N2... sẽ đi vào thiết bị phản ứng. Hỗn hợp khí sản phẩm chứa 1,8 ÷ 2%V Etylen oxyt sẽ được làm lạnh trongthiết bị trao đổi nhiệt (2), sinh hàn (4) và sau đó đi vào thiết bị hấp thụ (5). Tại đây,etylen oxyt và CO2 sẽ bị hấp thụ bởi nước. Hỗn hợp khí còn lại sẽ chia làm 2 dòng:một dòng đi trực tiếp vào hệ thống hồi lưu và một dòng đi vào thiết bị hấp thụ (6) đểlàm sạc ...