Xem mẫu

Trêng ®¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi §å ¸n tèt nghiÖp Lêi më ®Çu T¹i c¸c níc, c«ng nghiÖp ho¸ häc ®· ph¸t triÓn tõ l©u vµ nã chiÕm mét vÞ trÝ quan träng trong nÒn kinh tÕ quèc d©n, nã lµ mét ngµnh sèng cßn cho c¸c ngµnh kh¸c bëi v× nã t¹o ra nguån nguyªn vËt liÖu cho c¸c ngµnh kh¸c ®i vµo s¶n xuÊt, vµ t¹o ra mét gi¸ tri kinh tÕ rÊt lín. Cßn t¹i ViÖt Nam do yÕu tè lÞch sö nªn c«ng nghiÖp hãa häc cßn l¹c hËu cha ph¸t triÓn c¶ vÒ sè lîng lÉn chÊt lîng, gÇn ®©y chÝnh phñ ViÖt Nam ®· vµ ®ang ®Çu t, ®æi míi vÒ trang thiÕt bÞ lÉn con ngêi nh»m thóc ®Èy c«ng nghiÖp hãa häc ph¸t triÓn, ®uæi kÞp c¸c níc trong khu vùc vµ trªn thÕ giíi. C¸c s¶n phÈm cña ngµnh c«ng nghiÖp ho¸ häc ngµy cµng ®a d¹ng, ®îc sö dông réng r·i trong c«ng nghiÖp vµ ®êi sèng h»ng ngµy bëi nh÷ng u ®iÓm hÕt søc qói b¸u cña nã mµ khã cã thÓ thay thÕ ®îc nh nhÑ, bÒn nhiÖt vµ c¬, h¬n n÷a gi¸ thµnh s¶n xuÊt l¹i rÎ h¬n nhiÒu vµ nguån nguyªn liÖu l¹i dåi dµo h¬n so víi c¸c vËt liÖu kh¸c. Phenol lµ mét trong nh÷ng s¶n phÈm trung gian cã vai trß quan träng trong ngµnh c«ng nghiÖp ho¸ häc. Tõ phenol chóng ta cã thÓ s¶n xuÊt ®îc nhiÒu c¸c s¶n phÈm hãa häc cã gi¸ trÞ kinh tÕ lín nh tæng hîp c¸c hîp chÊt cao ph©n tö (nhùa formandehyt, sîi tæng hîp, capron, nilon). Ngoµi ra phenol cßn dïng ®Ó s¶n xuÊt thuèc nhuém, c¸c lo¹i dîc phÈm, thuèc næ, thuèc trõ s©u, s¶n xuÊt c¸c chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt, ®-îc dïng lµm chÊt tÈy trïng, tÈy ®éc. H¬n n÷a s¶n xuÊt tõ con ®êng phenol cã hiÖu xuÊt cao h¬n, rÎ vÒ kinh tÕ vµ ®¬n gi¶n vÒ mÆt c«ng nghÖ s¶n xuÊt. V× vËy viÖc nghiªn cøu qóa tr×nh s¶n xuÊt phenol lµ mét vÊn ®Ò s¶n xuÊt hÕt søc quan träng. Trong ®å ¸n tèt nghiÖp em ®îc giao nhËn vÒ ®Ò tµi lµ “ThiÕt kÕ ph©n xëng s¶n xuÊt phenol b»ng con ®êng kiÒm ho¸”. Mét trong nh÷ng ph¬ng ph¸p phæ biÕn mµ hiÖn c¸c níc ®Òu ¸p dông ®Ó s¶n xuÊt NguyÔn V¨n TiÕn 1 Líp Hãa DÇu 2 - K44 Trêng ®¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi §å ¸n tèt nghiÖp phenol. §©y lµ mét ®Ò tµi rÊt hay nhng còng rÊt khã kh¨n trong qóa tr×nh nghiªn cøu. V× vËy em rÊt mong ®îc sù gióp ®ì cña c¸c thÇy c« trong bé m«n C«ng NghÖ H÷u c¬ -Hãa dÇu trêng ®¹i häc B¸ch khoa Hµ Néi, ®Æc biÖt lµ sù gióp ®ì cña thÇy §µo V¨n Têng cïng toµn thÓ c¸c b¹n nh»m t¹o ®iÒu kiÖn cho b¶n ®å ¸n tèt nghiÖp ®îc hoµn thiÖn h¬n. PhÇn I: TæNG QUAN VÒ PHENOL Phenol hay cßn gäi lµ hydroxyl benzen, C6H5OH, lµ mét dÉn xuÊt hydroxyl cña cacbon th¬m, ®îc t×m ra ®Çu tiªn vµo n¨m 1834 do nhµ ho¸ häc F.Runge, nã lµ chÊt c¬ së cña d·y c¸c ®ång ®¼ng cña c¸c chÊt víi nhãm hydroxyl liªn kÕt víi vßng th¬m. Phenol mµ chóng ta thu ®îc lµ mét chÊt linh ®éng, chóng ta còng cã thÓ thu ®îc phenol lµ c¸c s¶n phÈm trong tù nhiªn vµ c¸c thùc thÓ sinh vËt. VÝ dô nh nã lµ thµnh phÇn cña lignhin. Do vËy mµ nã cã thÓ t¹o ra b»ng qu¸ tr×nh thuû ph©n. S¶n phÈm cña qu¸ tr×nh trao ®æi chÊt lµ tõ 40mg/l. C¸c hîp chÊt cao h¬n n÷a t¹o thµnh trong qu¸ tr×nh chng than hoÆc trong qóa tr×nh cacbon hãa gç ë nhiÖt ®é thÊp, than n©u, hoÆc than cøng vµ trong qu¸ tr×nh chng cÊt dÇu má. §Çu tiªn phenol ®îc t¸ch ra b»ng qóa tr×nh t¸ch tõ nhùa than ®¸ vµ sau ®ã ngêi ta kh«ng dïng ph¬ng ph¸p nµy khi nã mÊt m¸t t¨ng lªn trong qóa tr×nh s¶n xuÊt. Ngµy nay c¸c ph¬ng ph¸p tæng hîp dÔ h¬n nh theo con ®êng axÝt benzen vµ clobenzen, C¸c qu¸ tr×nh tiªn tiÕn h¬n ®Ó s¶n xuÊt phenol ®ã lµ qu¸ tr×nh Hook. Nã b¾t ®Çu tõ Cumen. Phenol thu ®îc cã vai trß ®¸ng kÓ trong c«ng nghiÖp ho¸ häc, nã chÝnh lµ vËt liÖu ban ®Çu ®Ó tæng hîp nhiÒu hîp chÊt trung gian vµ c¸c s¶n phÈm cuèi cïng. Nã ®îc sö dông trong c¶ c«ng nghiÖp tæng hîp hãa chÊt vµ c«ng nghiÖp tæng hîp h÷u c¬. Do ®ã s¶n lîng phenol ngµy cµng t¨ng ë c¸c níc vµ trªn thÕ giíi. Chóng ta cã thÓ tham kh¶o b¶ng sè liÖu sau ®©y. S¶n lîng phenol s¶n xuÊt trªn thÕ giíi theo c¸c ph¬ng ph¸p s¶n xuÊt khÊc nhau ®îc tr×nh bµy ë b¶ng 1. NguyÔn V¨n TiÕn 2 Líp Hãa DÇu 2 - K44 Trêng ®¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi §å ¸n tèt nghiÖp Ph¬ng ph¸p T©y ¢u MÜ NhË Ch©u ¸ ThÕ N¨m N¨ng suÊt PP Cumen(%) PP Toluen(%) Nh÷ng pp kh¸c (%) Tõ nhùa than ®¸ 197 1978 3 1.14 1.48 87 88 8 10 2 3 2 t giíi 198 197 198 197 198 198 198 9 4 9 7 5 9 9 1.45 1.25 1.9 0.28 0.4 0.6 5 93 87 98 100 99 96 7 2 2 3 9 2 2 C¸c môc ®Ých sö dông phenol trong c«ng nghiÖp ®îc ®a ra ë b¶ng 2. Môc ®Ých sö dông Nhùa phenol T©y ¢u 1973 1984 37 33 MÜ ThÕ Giíi NhËt 1974 1973 1989 48 60 41 Caprolactam 22 25 Axit adipic 12 Bisphennol A 11 22 Anilin 2 C¸c s¶n phÈm kh¸c 18 18 Lîng tiªu thô 0.954 15 21 3 13 18 16 9 3 21 14 20 1.04 0.211 4.45 Trong c«ng nghiÖp chÊt dÎo phenol lµ nguyªn liÖu ®Ó ®iÒu chÕ nhùa phenol formandehit, bis phenol A ®Ó s¶n xuÊt nhùa policacbonat vµ nhùa epoxy. Trong c«ng nghiÖp t¬ hãa häc tõ phenol s¶n xuÊt capolactam vµ axit adipic lµ nguån nguyªn liÖu ®Ó tæng hîp sîi poly poliamit, s¶n xuÊt sîi tæng hîp capro vµ nilon. Trong n«ng nghiÖp tõ phenol cã thÓ s¶n xuÊt ®îc thuèc diÖt cá d¹i vµ kÝch thÝch sinh trëng cña thùc vËt. C¸c dÉn xuÊt cña phenol nh fentaclophenol ®îc dïng trong b¶n gç, chÕ phÈm cña thuèc s¸t trïng (chèng mèi vµ chèng mät). C¸c s¶n phÈm nitro hãa ®îc dïng lµm thuèc næ (axit picric). NguyÔn V¨n TiÕn 3 Líp Hãa DÇu 2 - K44 Trêng ®¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi §å ¸n tèt nghiÖp Phenol cßn ®îc øng dông ®Ó s¶n xuÊt dîc liÖu trªn c¬ së s¶n xuÊt axit salisilic, aspirin. Ngoµi ra phenol cßn dïng lµm dung m«i ®Ó lµm s¹ch c¸c s¶n phÈm dÇu, lµm s¹ch dÇu nhên khái c¸c hîp chÊt dÞ vßng, lµm s¹ch axit sufuric trong qóa tr×nh s¶n xuÊt nhùa lactam, acrilic. Do c¸c øng dông ®a d¹ng cña phenol rÊt ®a d¹ng trong c«ng nghiÖp v× thÕ viÖc nghiªn cøu qóa tr×nh s¶n xuÊt phenol lµ hÕt søc cÇn thiÕt. Ch¬ng I: C¸c tÝnh chÊt vËt lý vµ ho¸ häc cña phenol I. TÝnh chÊt vËt lý cña phenol Phenol lµ mét hîp chÊt h÷u c¬ mµ cã mét nhãm - OH liªn kÕt trùc tiÕp víi nguyªn tö c¸c bon cña vßng bezen. NguyÔn V¨n TiÕn 4 Líp Hãa DÇu 2 - K44 Trêng ®¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi §å ¸n tèt nghiÖp Phenol lµ mét chÊt r¾n, cã cÊu tróc lµ c¸c tinh thÓ h×nh l¨ng trô, kh«ng cã mµu vµ cã ®Æc tÝnh lµ cã mïi h¬i h¨ng cay, phªnol cã ®iÓm nãng ch¶y lµ 40,90C. ë tr¹ng th¸i hoµ tan, nã lµ chÊt láng linh ®éng, kh«ng cã mµu vµ kh«ng cã vÈn ®ôc. ë nhiÖt ®é kho¶ng 68.40C phenol cã thÓ hßa tan trong níc trong mét giíi h¹n nhÊt ®Þnh vµ t¹i nhiÖt ®é ®ã nã cã thÓ hoµ tan lín nhÊt. Khi ®Ó l©u phenol ngoµi kh«ng khÝ, phenol bÞ oxy hãa mét phÇn nªn cã mµu hång vµ bÞ ch¶y r÷a do hÊp thô h¬i n-íc. §iÓm kÕt tinh vµ ®iÓm nãng ch¶y cña phenol thÊp h¬n rÊt nhiÒu so víi níc. Phenol cã nhiÖt ®é s«i lµ 1820C. Phenol hoµ tan trong hÇu hÕt c¸c dung m«i h÷u c¬ nh lµ c¸c hîp chÊt th¬m, rîu, xetol, axit, ete nhng l¹i Ýt tan trong c¸c chÊt bÐo. Nãi chung phenol lµ mét chÊt ®éc g©y báng nÆng khi r¬i vµo da. Hçn hîp cña phenol vµ kho¶ng 10% khèi lîng cña níc ®îc gäi lµ dung dÞch phenol, bëi v× nã tån t¹i ë tr¹ng th¸i láng t¹i nhiÖt ®é phßng. Cã thÓ nãi r»ng phenol lµ dung dÞch thùc nhÊt trong c¸c dung dÞch h÷u c¬ (c¸c hydrocacbon th¬m, rîu, xªton, ªte, axit, c¸c hîp chÊt halogenhydrocacbon..). Phenol t¹o thµnh hçn hîp ®ång nhÊt víi níc vµ c¸c chÊt kh¸c, chóng ta cã thÓ tham kh¶o b¶ng sè liÖu sau ®©y. B¶ng 1. C¸c hçn hîp ®ång nhÊt t¹o thµnh do phenol. CÊu tö thø hai ¸p suÊt, kPa §iÓm s«i, 0C Thµnh phÇn cña Níc 101.3 78.8 39.2 16.9 Isopropynbenz 101.3 NguyÔn V¨n TiÕn phenol, % 94.5 9.21 90.0 8.29 75.0 7.2 56.3 5.5 149 2 5 Líp Hãa DÇu 2 - K44 ... - tailieumienphi.vn
nguon tai.lieu . vn