Xem mẫu
- Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Viện kỹ thuật Hóa học
Bộ môn Công nghệ Hữu Cơ – Hóa Dầu
Đề tài : Tổng Hợp Cumen và sản xuất Bis
Phenol A
- Nội Dung
Mở đầu
Tính chất của nguyên liệu và sản phẩm
Động học quá tình sản xuất cumen
Các phương pháp công nghệ sản xuất cumen
Company Logo
- Mở đầu
Cumen lần đầu tiên được tổng hợp trong Chiến Tranh Th ế
Giới Thứ II để làm nhiên liệu do nó có nhiệt và trị s ố octan
cao, nhưng lại không kinh tế.
Công nghệ hiện nay thì cumen là sản phẩm phụ của quá
trình catalytic refoming và steam cracking.
Khoảng 98% lượng cumen được sản xuất trên thế giới
hiện nay được dùng làm nguyên liệu trong nhà máy s ản
xuất phenol và xeton,
=>sản lượng cumen phụ thuộc vào thị trường tiêu th ụ phenol
và xeton
- Khái quát về Cumen
Công thức phân tử C9H12
Cumen còn gọi là 1- metyletyl
benzen hoặc Isopropyl benzen hay 2-
phenyl propan
Là hydrocacbon thơm,dẫn xuất của
benzen
=> Do đó nó cũng có những tính chất
hóa lý đặc trưng.
- Ứng dụng của Cumen
Khoảng 98% lượng cumen được sản xuất trên thế giới
hiện nay được dùng làm nguyên liệu trong các nhà máy
sản xuất phenol và axeton
Cumen được sử dụng trong sản xuất sắt, cao su, thép và
bột giấy và công nghệ liên quan đến quá trình oxy hóa
phenol
- Benzen
Ở nhiệt độ thường là
chất lỏng không màu,
không tan trong nước và
có mùi thơm.
Benzen là chất độc gây
ung thư.
=> Vận chuyển,bảo
- Propylen
Tính chất Vật lý
Khối lượng pt:42,08 (đvC)
Nhiệt nóng chảy -185,2 oC
Nhiệt độ sôi -47,6 oC
Áp suất hơi ở 25 oC :8690 tor
Đ/K thường : chất khí không
mùi,không màu,không độc
Dễ cháy nổ
- II.3 Xúc tác cho phản ứng.
Đầu tiên là các xúc tác pha lỏng như HCl, H2SO4,
H3PO4đ, HF, AlCl3,...
Ngày nay, là Zeolit với các loại khác nhau chủ yếu là 5 loại
sau : β-Zeolit, Zeolit Y, ZSM-12, MCM-22 và Mordenit.
Zeolit với tính chất ưu việt như ở thể rắn, bền với nhiệt, có bề
mặt riêng lớn, và độ chọn lọc cao là những yêu tố giúp nâng
cao hiệu quả của quá trình.
Ngoài ra nó còn có độ bền hóa lý cao, dễ tái sinh và mất
mát ít nên ngày càng được ưa chuộng.
- III. Các công nghệ sản xuất cumen.
III.1 Công nghệ SPA.
Hình 1. Sơ đồ công nghệ SPA sản xuất cumen của hãng
UOP.
- III.2 Công nghệ sử dụng AlCl3
Hình 2. Công nghệ sản xuất cumen sử dụng xúc tác AlCl3.
- III.3 Công nghệ sử dụng xúc tác Zeolit.
Công nghệ này khắc phục được hầu hết các nhược điểm
đã tồn tại ở các công nghệ sản xuất cumen trước đây.
- Khắc phục tính ăn mòn thiết bị và vấn đề phát thải ra
môi trường các chất độc hại
- Thu được hiệu suất và độ tinh khiết của sản phẩm
cao trong khi vốn đầu tư và năng lượng tiêu thụ giảm
Nhu cầu cumen có độ tinh khiết cao tăng do nhu cầu
cho các công nghệ sản xuất nhựa polycacbonat
Công nghệ sản xuất cumen mới này được rất nhiều
hãng phát triển
- III.3.1 Công nghệ Mobil/ Badger.
Công nghệ này dựa trên loại xúc tác MCM-22
Hình 3. Sơ đồ công nghệ sản xuất cumen của Mobil/ Badger.
- Đặc trưng chính của công nghệ Mobil/Badger là:
- Tỷ lệ benzen/propylen thấp
- Thiết bị phản ứng nhỏ và đơn giản
- Chưng cất đơn giản, hiệu suất gần đạt hiệu suất cân bằng
- Nguồn nguyên liệu linh hoạt và rất thân thiện với môi trường
Vốn đầu tư và chi phí vận hành thấp nhưng sản phẩm có
độ tinh khiết cao trên 99.97%.
Công nghệ Mobil/Badger tăng công suất khoảng 30 đến 100%
với vốn đầu tư nhỏ nhất.
Đến năm 1999, có 7 nhà máy đang vận hành với tổng công
suất ước đạt hơn 45% nhu cầu của thế giới
- Có 5 nhà máy khác đang thiết kế và xây dựng với công
suất ước tính đáp ứng được hơn 20% nhu cầu cumen của
thế giới.
Bảng . Chi phí để sản xuất một tấn cumen của Mobil/ Badger.
Yếu tố Tiêu thụ ( tấn ) Chi phí chuẩn $ Chi phí sản
xuất
%
Benzen 0.651 226 53
Propylen 95% 0.351 167 39
Nhiệt và điện 1600MJ 5 1
Xúc tác và hóa 3 1
chất
- III.3.2 Công nghệ Q-Max .
Hình 4. Sơ đồ công nghệ sản xuất cumen theo Q-max.
- Sản phẩm cumen thu được từ công nghệ này có độ tinh
khiết cao(99.96-99.97% theo khối lượng).
Hiệu suất tạo cumen đạt 99.7% và có thể cao hơn.
Xúc tác zeolit dùng trong công nghệ này không có tính ăn mòn
vật liệu và cho phép công nghệ vận hành ở điều kiện mềm
Do vậy, các thiết bị trong dây chuyền công nghệ có thể
được làm từ thép carbon thường.
Thời gian sống của xúc tác kéo dài 5 năm hoặc có thể lâu
hơn.
Hiện nay,có khoảng 14 nhà máy sử dụng công nghệ Q-Max
với tổng năng suất đạt 4.1 triệu tấn cumen/năm.
- III.3.2 Công nghệ CDTech.
Công nghệ CDTech là công nghệ tiên tiến sử dụng kỹ
thuật chưng cất xúc tác.
Hình 5. Sơ đồ công nghệ sản xuất cumen của
CDtech.
- Sản phẩm cumen sản xuất từ công nghệ này có độ tinh
khiết thấp nhất là 99.95% hiệu suất tạo sản phẩm chính
và khoảng trên 99.7%.
Chỉ số brom dưới 2 nên trong dây chuyền công nghệ không
cần thiết bị xử lí sét.
Bảng. Chi phí, tiêu chuẩn để sản xuất một tấn Cumen
Propylen 0.353 tấn
Benzen 0.630 tấn
Hiệu suất 99,7%
Điện 8KWh
Nhiệt lượng 0.5 × 106 kcal
Nước lạnh 12 m3
- Bis phenol A tính chất và công nghệ
sản xuất
nguon tai.lieu . vn
