Xem mẫu

PHẦN : MỞ ĐẦU Formandehyde co mặt trong tự nhiên va hình thành từ các hợp chất hữu cơ bằng quá trình quang hoá trong khí quyển kêt hợp vói sự sống trên trái đất . Nó hình thành ở độ cô đặc thấp và có thể đo đƣợc . Nó có mùi rất khó chịu măc dù nồng độ thấp 0.5-1%. Formandehyde cũng đƣợc tạo thành từ các hợp chất hƣu cơ trong quá trình cháy không hoàn toàn , vì thếmà formandehyde đựoc tìm thấy trong khí cháy động cơ xe , nhiệt nhà máy, khí đốt và ngay cả trong khói thuốc lá . Formandehyde là một hóa chất hóa học công nghiệp quan trọng và đƣợc dùng trong quá trình sản xuất của rất nhiều ngành công nghiệp. Hiện nay có trên 50 ngành công nghiệp sử dụng formandehyde. Formandehyde cũng là một trong những hợp chất hữu cơ quan trọng để cung cấp cho các ngành sản xuất công nghiệp và tiêu dùng, nó ở dạng thƣơng phẩm formandehyde hòa tan trong nƣớc ở dạng dung dịch 37  45% đƣợc gọi là formalin. Đây là một trong những bán thành phẩm quan trọng cho ngành tổng hợp hữu cơ và nhiều ngành khác nhƣ : ngành y tế dùng để ƣớp xác, tẩy mùi, ngành thực phẩm dùng để tránh ôI thiu , trong công nghệ thuộc da giày... Phần lớn , Formalin : Hơn 42% tổng sản lƣợng đƣợc sử dụng nhƣ hợp chất trung gian đểtổng hợp những hợp chất hóa học khác nhƣ : 1,4_Butadiel , neopentyiglycon . Gần 40% formalin đƣợc sử dụng cho quá trình sản xuất keo dán và nhựa , cung cấp cho sản xuất gỗ dán tấm lợp , đồ gỗ dân dụng… Hiện nay , hàng năm ở Việt Nam phải nhập khẩu formalin để sản xuất các vật liệu polime, vật liệu cách điện, cách nhiệt chất mạ kim loại, chất phụ trợ cho công nghiệp dệt, chất sát trùng cho chăn nuôi ... Các nhu cầu này ngày càng tăng và mở rộng . Trong khi đó việc nhập khẩu formalin từ nƣớc ngoàI vào lại không kinh tế ( vì phải chuyên chở hơn 60% là nƣớc , chỉ chứa 37% formandehyde ). Do đó việc nghiên cứu thiết kế phân xƣởng sản xuất formalin là rất cần thiết nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng trong nƣớc và giảm thiểu chi phí nhập khẩu từ nƣớc ngoài . SVTH : Nguyễn Thanh Quang Trang 1 PHẦN I : TỔNG QUAN LÝ THUYẾT CHƢƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NGUYÊN LIỆU CỦA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT FORMALIN . I/ GIỚI THIỆU CHUNG : Metanol còn gọi là methyl acohol hoặc rƣợu gỗ, có công thức hóa học là CH3OH, khối lƣợng phân tử 32,042. Năm 1661 lần đầu tiên Robert Boyle đã thu đƣợc metanol sau khi tinh chế gỗ giấm bằng sữa vôi. Sau đó vào năm 1857 Berthelot cũng đã tổng hợp đƣợc metanol bằng cách xà phòng hóa methyl chloride. Trong khoảng từ 1830 - 1923 chỉ có nguồn quan trọng nhất để sản xuất metanol từ giấm gỗ thu đƣợc khi chƣng khô gỗ. Tới đầu những năm 1913, Metanol đã đƣợc sản xuất bằng phƣơng pháp tổng hợp từ CO và H2. Đến đầu những năm 1920, M.PIER và các đông nghiệp của hãng BASF dựa trên sự phát triển của hệ xúc tác ZnO - Cr2O3 đã tiến một bƣớc đáng kể trong việc sản xuất metanol với quy mô lớn trong công nghiệp. Vào cuối năm 1923 quá trình này đƣợc thực hiện ở áp suất cao (25 - 35 MPa, To = 320  450oC), chúng đƣợc sử dụng trong công nghiệp sản xuất metanol hơn 40 năm. Tuy nhiên vào những năm 1960 ICI đã phát triển một hƣớng tổng hợp metanol ở áp xuất thấp (5 - 10 Mpa, To = 200  300oC) trên xúc tác CuO với độ chọn lọc cao. Hiện nay, metanol đƣợc sản xuất nhiều hơn trên thế giới bằng phƣơng pháp tổng hợp áp xuất thấp còn phƣơng pháp chƣng từ giấm gỗ chỉ chiếm khoảng 0,003% tổng lƣợng metanol sản xuất đƣợc . II/ TÍNH CHẤT VẬT LÝ : Metanol là chất lỏng không màu, có tính phân cực, tan trong H2O, Benzen, Rƣợu, este và hầu hết các dung môi hữu cơ. Metanol có khả năng hòa tan nhiều loại nhựa nhƣng ít tan trong các loại chất béo, dầu . Metanol dễ tạo hỗn hợp cháy nổ với không khí (7 - 34%), rất độc cho sức khoẻ con ngƣời, với lƣợng 10ml trở lên có thể gây tử vong . SVTH : Nguyễn Thanh Quang Trang 2 Một số hằng số vật lý quan trọng của metanol : Tên Nhiệt độ sôi (101,3 KPa) Nhiệt độ đóng rắn Tỷ trọng chất lỏng (OoC, 101,3 KPa) Tỷ trọng chất lỏng (25oC, 101,3 KPa) Nhiệt độ bốc cháy Hằng số 64,7oC - 97,68oC 0,81000 g/cm2 0,78664 g/cm2 470oC Áp suÊt tíi h¹n 8,097 MPa Nhiệt độ tới hạn Tỷ trọng tới hạn Thể tích tới hạn Hệ số nén tới hạn Nhiệt độ nóng chảy Nhiệt hóa hơi Nhiệt dung riêng của khí (25oC, 101,3 KPa) 239,49oC 0,2715 g/cm3 117,9 c3/mol 0,224 100,3 KJ/kg 1128,8 KJ/kg 44,06 Jmol-1.K1 Nhiệt dung riêng của lỏng (25oC, 101,3 KPa) 84,08 Jmol-1 K-1 Độ nhớt của lỏng (25oC) . Độ nhớt của khí (25oC) Hệ số dẫn điện (25oC) Sức căng bề mặt trong không khí (25oC) Entanpi tiêu chuẩn (khí 25oC, 101,3 KPa) Entanpi tiêu chuẩn (lỏng 25oC, 101,3 KPa) Entnopi tiêu chuẩn (khí 25oC, 101,3 KPa) Entnopi tiêu chuẩn (lỏng 25oC, 101,3 KPa) Hệ số dẫn nhiệt lỏng (25oC) Hệ số dẫn nhiệt hơi (25oC) SVTH : Nguyễn Thanh Quang 0,5513 m Pas 9,6.10-3 m Pas (2-7).10-9 -1.Cm-1 22,10 m N/m - 200, 94 KJ/mol - 238,91 KJ/mol 239,88 J mol-1 K-1 127,27 J mol-1 K-1 190,16 m Wm-1 K-1 14,97 m Wm-1 K-1 Trang 3 Giới hạn nổ trong không khí 5,5 - 44% vol III/ TÍNH CHẤT HÓA HỌC : Metanol là hợp chất đơn giản đầu tiên trong dãy đồng đẳng các rƣợu no đơn chức. Hóa tính của nó đƣợc quyết định bởi nhóm OH. Các phản ứng của metanol đi theo hƣớng đứt liên kết C-O hoặc OH và đƣợc đặc trƣng bởi sự thay thế nguyên tử H hay nhóm OH trong phân tử . Một số phản ứng đặc trƣng : 1. Phản ứng hydro hoá : CH30H + H2  CH4 + H2O 2. Phản ứng tách H2O : 2CH3OH + H2 140oC H2SO4 đặc CH3 - O - CH3 + H2O 3. Phản ứng oxy hóa : Khi oxy hóa metanol trên xúc tác kim loại (Ag, Pt, Cu) hay xúc tác oxit (Fe, Mo) hoặc hỗn hợp oxit (VMo, Fe - Mo. Ti - Mo) trong điều kiện thích hợp tac thu đƣợc formandehyde và các sản phẩm phụ : CH3OH + 1/2 O2 to, xt CH2O + H2O + Q, ΔH = -159 KJ/mol Nếu oxy hóa sâu hơn sẽ tạo ra axit fornic : CH3OH + O2 to, xt HCOOH + H2O Nếu oxy hóa hoàn toàn thu đƣợc CO2 và H2O CH3OH + 1/2 O2 to, xt CO + H2O CH3OH + O2 to, xt CO2 + H2O SVTH : Nguyễn Thanh Quang Trang 4 4. Phản ứng dehydro hóa : Khi tham gia phản ứng dehydro hóa sẽ tạo thành sản phẩm là : CH2O CH3OH CH2O + H2 IV/ CHỈ TIÊU NGUYÊN LIỆU METANOL ĐỂ SẢN XUẤT FORMALIN TRÊN XÚC TÁC BẠC. Nguyên liệu bao gồm : nƣớc mềm, metanol kỹ thuật và không khí sạch. 1. Nƣớc : Trƣớc khi sử dụng phải đƣợc làm sạch tạp chất và làm mềm . 2. Metanol kỹ thuật : - Nhiệt độ sôi khi chƣng cất (760 mm Hg) : 64 - 64,7oC . - Hàm lƣợng riêng - Hàm lƣợng H2O - Hàm lƣợng CH3OH - Hàm lƣợng axít - Hàm lƣợng tổng andehyde và xeton - Hàm lƣợng lƣu huỳnh : 0,791 - 0,792 g/cm3 . :  0,1% . : 99  99,5% . :  0,003% . :  0,008% . : 0,002% . 3. Không khí : Trƣớc khi đƣa vào thiết bị phải đƣợc làm sạch tạp chất có thể gây ngộ độc xúc tác . SVTH : Nguyễn Thanh Quang Trang 5 ... - tailieumienphi.vn
nguon tai.lieu . vn