GIÁO TRÌNH TỔNG HỢP HỮU CƠ – HÓA DẦU part 7

Phần lớn khí sau khi rửa, được đưa trở lại phản ứng thông qua máy nén (7), còn một phần nhỏ đi vào bộ phận tách CO2. Sản phẩm đáy của (5) và (6) sẽ đưa vào công đoạn chưng tách ở cột chưng phân đoạn (9). Vinyl axetat là chất lỏng, nhiệt độ sôi 720C, tạo với không khí hỗn hợp nổ. Đây là một trong những monome quan trọng, khi trùng hợp sẽ tạo thành polyvinylaxetat:
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
GIÁO TRÌNH TỔNG HỢP HỮU CƠ – HÓA DẦU part 7rửa khí trong các tháp tưới (5), (6) bằng axetic và nước để thu hồivinylaxetat và axit axetic. Phần lớn khí sau khi rửa, được đưa trở lạiphản ứng thông qua máy nén (7), còn một phần nhỏ đi vào bộ phậntách CO2. Sản phẩm đáy của (5) và (6) sẽ đưa vào công đoạn chưngtách ở cột chưng phân đoạn (9). Vinyl axetat là chất lỏng, nhiệt độ sôi 720C, tạo với không khí hỗnhợp nổ. Đây là một trong những monome quan trọng, khi trùng hợp sẽtạo thành polyvinylaxetat:-C H 2 -C H - n OCOCH3Polyme này có tính bám dính cao và được ứng dụng trong sản xuất keodán và vecni. Khi thủy phân polyvinylaxetat, sẽ thu được một polyme rấtthông dụng khác, đó là polyvinylancol-C H 2 -C H - n OHpolyvinylancol được sử dụng làm chất nhũ hóa và chất tăng độ nhớt chocác dung dịch nước. Thủy phân một phần polyvinylaxetat sẽ thu đượcpolyme dễ tạo màng và có thể dùng làm vải giả da. Ngoài ra, cáccopolyme của vinylaxetat với vinylclorua và các monome khác cũngđược ứng dụng rộng rãi trong kỹ thuật.5.4. Hyđrat hóa etylen. Tổng hợp etanol5.4.1. Cơ sở lý thuyếtĐể khắc phục nhược điểm cơ bản của phương pháp công nước với xúctác H2SO4 qua giai đoạn tạo thành ankylsunfat, người ta đã tìm raphương pháp cộng nước vào olefin một giai đoạn: kết hợp phân tửnước trực tiếp vào nối đôi với sự có mặt của các xúc tác axit khác.Ngoài ra phương pháp thủy phân trực tiếp còn có ưu điểm về mặt côngnghệ (quá trình chỉ tiến hành qua một giai đoạn, không cần thiết bị táisinh H2SO4), hiệu suất tạo thành ancol cao hơn (=95%) và sự ăn mònthiết bị ít hơn.Xúc tác thông dụng nhất để thủy phân trực tiếp olefin là axit photphorictẩm trên chất mang (silicagen xốp, aluminosilicat). Sự lựa chọn cácthông số kỹ thuât dựa vào những chỉ tiêu kinh tế, nhất là giảm tiêu haonăng lượng trong quá trình tạo hơi và sử dụng lại lượng các chất chưatham gia vào phản ứng. Nhiệt độ cao ở đây gây các ảnh hưởng tráingược nhau đến cân bằng phản ứng và tốc độ của nó. Ngoài ra nângnhiệt độ còn thúc đẩy sự polime hóa olefin và làm cho H3PO4 dễ tách rakhỏi chất mang. Vì vậy sự cộng nước vào etylen nên tiến hành ở nhiệtđộ 260 – 3000C và để giữ nồng độ cần thiết của axit photphoric trên 139chất mang phải cần áp suất hơi nước khoảng 2.5 – 3Mpa. Để tăng độchuyển hóa của hơi nước, tăng nồng độ của rượu, nói cách khác đểgiảm chi phí về năng lượng người ta dùng một lượng dư etylen (1.4 -1.6 : 1). Khi sử dụng etylen với lượng dư này cần áp suất 7 – 8Mpa, khiđó độ chuyển hóa của etylen ở trạng thái cân bằng là 8 – 10%. Tuy vậytrong thực tế, độ chuyển hóa chỉ đạt khoảng 4% và điều này cho phépqui trình làm việc ở vận tốc thể tích cao (200/h) và hiệu suất của xúc táctính theo rượu (180 – 220kg/m3.h), etanol thu được có nồng độ 15%.Sự làm loãng olefin bằng hỗn hợp trơ sẽ không có lợi cho cân bằng vàvận tốc phản ứng. Vì vậy khác với quá trình cộng nước bằng xúc tácH2SO4, ở đây đòi hỏi olefin đưa vào phản ứng phải có nồng độ cao (97– 99%). Tất nhiên sau nhiều vòng tuần hòan hỗn hợp các khi trơ đượctích tụ nhiều, nhưng phải bổ sung thêm một lượng olefin sao cho nồngđộ tối thiểu của nó phải đạt 85%.Phản ứng được tiến hành trong thiết bị hoạt động liên tục có cấu tạonhư một ống thép đường kính 1.5m, chiều cao 10m, bên trong ốngđược phủ một lớp đồng đỏ để tránh sự ăn mòn của axit photphoric. Xúctác được đưa vào ống và chứa trên các ống nhỏ hình nón. Hỗn hợpolefin và hơi nước sau khi đun nóng đến nhiệt độ thích hợp sẽ đi vào từphía trên tháp, chạy qua các lớp xúc tác và đi ra tháp từ phía dưới. Dođộ chuyển hóa của olefin khá thấp và nhiệt phản ứng không lớn nênkhông cần thiết bị làm lạnh trong tháp.Trong quá trình làm việc, axit photphoric từ từ ra khỏi chất mang, do vậysau khoảng 400 – 500h hoạt động, xúc tác sẽ mất hoạt tính, để tái sinhxúc tác có thể tiếp tục tẩm lên bề mặt nó một lượng axit photphoric mới,tuy nhiên sau một thời gian dài hoạt động trên bề mặt chất mang sẽ cónhững vùng bị nhựa hóa, và bản thân zeolit cũng trở nên quá giòn. Xúctác mới có thể chuẩn bị bằng cách tẩm lên chất mang axit photphoricnồng độ 60 – 65%, sau đó sấy ở nhiệt độ 1000C. Xúc tác sẽ chứakhoảng 35% axit photphoric tự do.Sơ đồ công nghệ tổng hợp etanolDo độ chuyển hóa của các cấu tử thấp, nhiệt độ và áp suất cao, nêntrong quá trình cộng nước vấn đề tuần hoàn các tác chất và tiết kiệmnăng lượng có ý nghĩa đặc biệt quan trọng. Cho đến nay các sơ đồcông nghệ đang hoạt động rất khác biệt nhau, chủ yếu ở nguồn gốc củahơi nước cho phản ứtn và mức độ tinh khiết của sản phẩm.Hơi nước với các thông số cần thiết được tạo thành từ nguồn nănglượng khác hoặc được sinh ra ngay trong thiết bị hấp thụ và được tuầnhoàn nhiều lần. 1405.4.2. Sơ đồ công nghệ quá trình tổng hợp etanolHình 5.9. Sơ đồ công nghệ tổng hợp etanol1, 2 – Máy nén ...