Đang tải... (xem toàn văn)
lược dòng nhập liệu và sản phẩm 2 1. Nguyên liệu Ethylene 2 2. Nguyên liệu Benzene 3 3. Sản phẩm chính Ethylbenzene 4 II. Phương trình phản ứng và điều kiện nhiệt động 5 1. Điều kiện phản ứng 5 2. Phương trình phản ứng, nhiệt động và động học 5 III. Quá trình tổng hợp Ethybenzene 6 1. Tóm tắt đầu vào vàlược dòng nhập liệu và sản phẩm 2 1. Nguyên liệu Ethylene 2 2. Nguyên liệu Benzene 3 3. Sản phẩm chính Ethylbenzene 4 II. Phương trình phản ứng và điều kiện nhiệt động 5 1. Điều kiện phản ứng 5 2. Phương trình phản ứng, nhiệt động và động học 5 III. Quá trình tổng hợp Ethybenzene 6 1. Tóm tắt đầu vào vàlược dòng nhập liệu và sản phẩm 2 1. Nguyên liệu Ethylene 2 2. Nguyên liệu Benzene 3 3. Sản phẩm chính Ethylbenzene 4 II. Phương trình phản ứng và điều kiện nhiệt động 5 1. Điều kiện phản ứng 5 2. Phương trình phản ứng, nhiệt động và động học 5 III. Quá trình tổng hợp Ethybenzene 6 1. Tóm tắt đầu vào và
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ HÓA HỌC Đề tài: Sản xuất Ethylbenzene Giảng viên: Nguyễn Thành Duy Quang Nhóm: A03 Nhóm sinh viên: MSSV Phạm Thị Kiều Diễm Trần Hoàng Phương My Nguyễn Thị Bích Ngọc Trần Huỳnh Yến Ngọc 1412517 1410515 1412348 1412510 MỤC LỤC PHẦN I: MỞ ĐẦU Ngành cơng nghiệp hóa chất là ngành mũi nhọn đất nước ta Các sản phẩm hóa chất ln tồn tại xung quanh chúng ta từ lớp sơn cánh cửa cho đến từng đồ dùng gia dụng hàng ngày, từ tủ bếp đến phòng tắm, v.v Chúng là kết loạt quy trình biến đổi hóa lý để đạt tính chất mong muốn Và lẽ tự nhiên mọi hoạt động sản xuất ta ln cần có ngun liệu Ethylbenzene, hydrocacbon thơm sử dụng rộng rãi cơng nghệ tổng hợp hữu hóa dầu ( >99%), sử dụng làm nguyên liệu cho trình sản xuất Styrene Là thành tố quan trọng đời sống chúng ta Hiện hầu hết Ethylbenzene sản xuất thương mạị đều từ q trình Ankyl hóa Benzene Ethylene Sự sản xuất Ethylbenzene tiêu thụ 50% lượng Benzene thế giới Q trình Ankyl hóa tiến hành chủ ́u theo phương pháp: - Tiến hành pha lỏng với xúc tác AlCl3 - Tiến hành pha với xúc tác rắn tầng cố định Trong bài báo cáo này, với kiến thức học môn Thiết kế hệ thống quy trình cơng nghệ hóa học với việc tham khảo tài liệu và vận dụng phần mềm mô và tối ưu Hysys V8.8 em mơ tả quy trình HAD PHẦN II: NỢI DUNG I Sơ lược dòng nhập liệu và sản phẩm Ngun liệu Ethylene Hình 1: Thơng số nhập liệu Ethylen - - Ethylene có cơng thức CH2=CH2 , là chất sử dụng rộng rãi thế giới cơng nghiệp hóa dầu, sử dụng làm ngun liệu quan trọng để tổng hợp nhiều chất hữu ethybenzene, ethylglycol, số acid,… Ethylene là chất khí không màu, dễ cháy, mùi ngọt Tính chất vật lí: + Nhiệt độ tới hạn là 9,900C + Áp suất tới hạn là 5,117 MPa + Mật độ tới hạn là 0,21 g/cm3 + Sức căng bề mặt: Tại nhiệt độ sôi là 16,5 mN/m Tại 00C là 1,1 mN/m + Nhiệt độ sơi là -103,710C + Nhiệt độ nóng chảy là -169,20C Nguyên liệu Benzene Hình : Thông số nhập liệu benzen - - - Nhiệt độ nóng chảy 5,50C Nhiệt độ sơi 80,10C Phản ứng đặc trưng là phản ứng thế electrophin nhờ vào cấu tạo đặc biệt, phản ứng cộng, oxi hóa cần điều kiện khắc nghiệt Ứng dụng: + Benzene có vai trị quan trọng thực tế , là nguyên liệu chính để sản xuất loại thuốc trừ sâu, thuốc kháng sinh, chất kích thích tăng trưởng và vô số ứng dụng khác đời sống xã hội + Là nguyên liệu tạo phẩm nhuộm, dược phẩm, việc sản xuất chất phụ gia tăng số octane cho xăng, + Trong thí nghiệm benzene dùng để làm dung môi phổ biến Benzene là hóa chất độc hại, gây ung thư cho người Vấn đề tồn trữ benzene là vô cần thiết để đảm bảo an toàn cho công nhân nhà máy và người dân sống khu vực xung quanh Phải ln trì nhiệt độ bồn chứa 0C để ngăn chặn benzene đóng băng Bồn chứa phải kín, thường xuyên kiểm tra để phát rò rỉ Sử dụng cột thu lôi để tránh sấm sét Mọi hoạt động tiếp xúc người phải có trang bị bảo hộ kèm theo Các tàu xe vận chuyển benzene phải dọn sạch trước tải để tránh gây nhiễm bẩn nguồn nhiên liệu, trình benzene vận hành đường ống thường tích điện, cần nối đất để tránh gây cháy nổ, đồng thời khống chế lưu lượng để đảm bảo an toàn Hệ thống chữa cháy hoạt động kèm phải thường xuyên kiểm tra để đảm bảo Sản phẩm chính Ethylbenzene - Ethylbezene có cơng thức phân tử là C6H5C2H5 Cơng thức cấu tạo: - Ở nhiệt độ phòng : Ethylbenzene là Chất lỏng suốt, khơng màu Có mừi thơm đặc trưng, tương đối độc hại uống phải, hít thở và hấp phụ qua da, gây kích ứng nhẹ cho da và mắt Một số tính chất đặc trưng ethylbenzene: - Thông số Đơn vị Giá trị Khối lượng phân tử đvC 106,168 Nhiệt độ nóng chảy -94,949 Nhiệt độ sôi tại 101,3 kPa C 136,2 kPa 3,609 C Áp suất tới hạn - Nhiệt độ tới hạn 344,02 Nhiệt độ chớp cháy cốc kín C 15 Độ nhớt động học tại 37,80C m2/s 0,6428.10-6 Sức căng bề mặt mN/m 28,48 Tỷ trọng tại: 150C 200C 250C g/cm3 C 0,87139 0,8670 0,86262 Phản ứng mang tính thương mại quan trọng ethylbenzene là phản ứng khử để tạo thành styrene Cũng giống toluen, ethylbenzene tham gia phản ứng dealkyl hóa có mặt xúc tác phản ứng điều kiện nhiệt độ cao để tạo benzene Tồn trữ và vận chuyển: Ethylbenzene là chất lỏng dễ cháy nên phải tồn trữ và vận chuyển thùng chứa thép và phải kiểm soát cẩn thận Nhiệt độ chớp cháy là 15-20 0C tránh xa ánh nắng mặt trời trực tiếp và nguồn nhiệt Ethylbenzene tích tụ tĩnh điện phải chú ý đến biện pháp chống lại tĩnh xã (tia lửa gây nguy hiểm) II - Phương trình phản ứng và điều kiện nhiệt động Điều kiện phản ứng Xảy áp suất (p = 2000 kPa) và nhiệt độ tương đối cao (T ≈ 300 ºC) thiết bị PFR điều kiện đoạn nhiệt Phương trình phản ứng, nhiệt động và động học Sản phẩm Ethylbenzene sản xuất thông qua phản ứng trực tiếp ethylene và benzene: +⟶ - Phản ứng EB và ehtylene để sản xuất DEB biểu diễn sau: +⟶ - - - Một phản ứng phụ xảy DEB và ethylene sản xuất triethylbenzene Tuy nhiên, để giảm số lượng phản ứng phụ tỉ lệ mol benzene và ethylbenzene giữ mức cao xấp xỉ 8:1 Quá trình sản xuất DEB là khơng mong đợi và giá trị sản phẩm khác là thấp Để tối ưu hố sản phẩm mong muốn EB DEB phải tách và hoàn lưu lại nhờ thiết bị tách nơi mà lượng benzene thừa thêm vào để sản xuất EB thơng qua phương trình cân sau: - Lượng benzene thu thập bao gồm lượng nhỏ toluene không tinh khiết.Toluene phản ứng lại với ethylene từ ethylbenzene và propylene: +2⟶+ III Quá trình tổng hợp Ethybenzene Tóm tắt đầu vào và đầu Nhập liệu Sản phẩm Benzene (