Xem mẫu
Đồ án tốt nghiệp Phân xưởng sản xuất Phenol
MỤC LỤC
Trang
Mở đầu..........................................................................................................2 ChƣơngI: Phenol Tính chất, ứng dụng và các phƣơng pháp sản xuất......4 I.1. Các tính chất vật lý và hoá học của phenol...........................................4 I.2. ứng dụng của phenol............................................................................8 I.3. Các phương pháp sản xuất phenol......................................................10 I.3.1. Phương pháp nóng chảy kiềm dẫn xuất sunfo.......................................10 I.3.2. Phương pháp clo hoá benzen, thủy phân clo benzen bằng kiềm...........12 I.3.3. Phương pháp clo hoá benzen, thuỷ phân clo benzen bằng hơi nước......13 I.3.4. Phương pháp oxy hoá cumen. .............................................................15 I.3.5. Phương pháp oxi hoá toluen.................................................................18 I.3.6. Phương pháp dehydro hoá hỗn hợp xyclohexanol và xyclohexanon.........19 I.3.7. Oxy hoá trực tiếp benzen .....................................................................19 Chƣơng II: Sản xuất Phenol bằng phương pháp sunfo hoá nóng chảy kiềm 22 II.1. Nguyên liệu ......................................................................................21 II.1.1.Benzen.................................................................................................21 II.1.2. Axit sunfuric.......................................................................................22 II.1.3. Hydroxit natri.....................................................................................24
II.2. Các giai đoạn của qui trình sản xuất..................................................25 II.2.1. Quá trình sunfo hoá............................................................................26 II.2.2. Quá trình trung hoà.............................................................................32 II.2.3. Quá trình nóng chảy kiềm...................................................................34 II.2.4. Quá trình axit hoá...............................................................................37 II.3 Thuyết minh dây chuyền sản xuất......................................................38
Chƣơng III: Tính toán ...............................................................................40 III.1. Cân bằng vật chất các giai đoạn.......................................................40 III.2. Tính toán thiết bị sunfo hoá.............................................................57 III.3. Cân bằng nhiệt lượng quá trình sunfo hoá........................................61 Chƣơng IV: Thiết kế xây dựng .................................................................69 Kết luận.......................................................................................................83 Tài liệu tham khảo .....................................................................................86
Nguyễn Minh Phong 1
Đồ án tốt nghiệp Phân xưởng sản xuất Phenol
MỞ ĐẦU
Cùng với sự phát triển của nền kinh tế quốc dân nhu cầu sử dụng các sản phẩm hoá học và sản phẩm của các quá trình tổng hợp hữu cơ ngày càng tăng. Các sản phẩm này được sản xuất bằng nhiều phương pháp khác nhau nhưng đều xuất phát từ nguyên liệu ban đầu là than đá, khí thiên nhiên và dầu mỏ, trải qua nhiều quá trình chế biến hoá học tạo ra các sản phẩm trung gian khác nhau, được ứng dụng nhiều trong công nghiệp và cuộc sống. Phenol là một trong những sản phẩm trung gian đó.
Phenol là một dẫn xuất hydroxyl của dãy thơm được tìm thấy đầu tiên năm 1834 khi chưng cất phân đoạn than đá. Hợp chất này được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực công nghiệp hoá dầu , công nghiệp tổng hợp hữu cơ cũng như trong phòng thí nghiệm.
Ứng dụng quan trọng của phenol có thể kể đến đó là: ngưng tụ với andehyt sản xuất nhựa phenol formandehyt , hydro hoá thành xyclo hexanol sản xuất sợi tổng hợp nylon và caprolactan, các dẫn xuất ankyl phenol như diamin, octyl phenol được sử dụng làm chất sát trùng và diệt nấm, các dẫn xuất clo phenol như pentaclo phenol được dùng bảo quản gỗ; 2, 4 diclo phenol axetic làm thuốc diệt cỏ, sản phẩm nitro hoá phenol, đặc biệt là axit picric, được dùng làm thuốc nổ và làm nguyên liệu để sản xuất dược liệu trên cơ sở sản xuất axit salixilic aspisin, xalol (phenol xalixilat)...Trong công nghiệp, phenol còn được dùng làm dung môi để làm sạch các sản phẩm dầu như: làm sạch dầu nhờn khởi thơm đa vòng, làm sạch axit sunfuric trong quá trình sản xuất nhựa lactam, acrilic...Ngoài các ứng dụng trong công nghiệp, phenol còn được dùng nghiên cứu trong phòng thí nghiệm, làm thuốc thử (phenol phtalein) liên kết halogen tự do để hoà tan một số chất khó tan…
Trước nhu cầu sử dụng phenol ngày càng tăng và ứng dụng quan trọng của nó trong nhiều lĩnh vực, hàng loạt các phương pháp sản xuất phenol đã được đề xuất, cải tiến để đáp ứng được yêu cầu chất lượng tốt cũng như hiệu
Nguyễn Minh Phong 2
Đồ án tốt nghiệp Phân xưởng sản xuất Phenol
suất cao và giá thành hợp lý. Cũng chính vậy mà từ một phương pháp đầu tiên
sản xuất phenol từ nhựa than đá, đến nay hợp chất này đã có thể được sản xuất theo nhiều phương pháp khác nhau. Mỗi phương pháp đều có những ưu và nhược điểm khác nhau, được lựa chọn phù hợp với điều kiện sản xuất của từng đất nước [1].
Ở việt nam, hiện nay phenol vẫn được sản xuất theo phương pháp sunfo hoá. Phương pháp này khá thích hợp với điều kiện ở nước ta vì các nguyên liệu như benzen, axit sunfuric, hydroxit natri, cacbonat natri... không phải nhập ngoại, công nghệ sản xuất không đòi hỏi kỹ thuật cao và đầu tư lớn, hơn nữa lại cho sản phẩm rất tinh khiết .
Chính vì vậy nội dung chính của bản đồ án này là tính toán thiết kế một phân xưởng sản xuất phenol theo phương pháp sunfo hoá phù hợp với điều kiện Việt Nam.
Nguyễn Minh Phong 3
Đồ án tốt nghiệp Phân xưởng sản xuất Phenol
CHƢƠNG I
PHENOL: TÍNH CHẤT, ỨNG DỤNG VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP SẢN XUẤT
I.1. Các tính chất vật lý và hoá học của phenol : I.1.1. Tính chất vật lý [2].
Phenol là chất rắn, tinh thể không màu, có mùi vị đặc trưng, nóng chảy ở 420C và sôi ở 181,40C.
Khối lượng phân tử: 94,42 kg/Kmol.
Tỷ trọng: d20 =1,072g/cm3
Phenol ở điều kiện thường có dạng hình kim hay hình khối màu trắng,
khi tan trong nước cho chất lỏng không màu. Phenol rất dễ bị tác dụng của ánh sáng và không khí nên có màu hồng. Giới hạn cho phép trong không khí là 0,005 mg/l .
Phenol ít tan trong nước lạnh nhưng có thể hoà tan hoàn toàn ở nhiệt độ lớn hơn 65,30C. Hợp chất này dễ tan trong các hydrocacbon thơm, rượu và ete nhưng ít tan trong parafin và không tan trong cacbonat kiềm. Phenol còn có tính sát trùng mạnh, gây bỏng da và rất độc đối với cơ thể.
I.1.2. Tính chất hoá học [2].
Phenol chứa nhóm - OH có hydro linh động, mặt khác có nhân benzen
thể hiện đặc tính thơm và đặc tính này được tăng lên do ảnh hưởng của nhóm
- OH ( là nhóm thế loại I làm hoạt hoá nhân benzen).
Công thức phân tử của phenol là:
OH
Các tính chất hoá học của phenol đều bắt nguồn từ các đặc tính của nhóm –OH và nhân bezen.
Nguyễn Minh Phong 4
Đồ án tốt nghiệp Phân xưởng sản xuất Phenol
I.1.2.1. Hoá tính của nhóm -OH. a.Tính axit yếu.
Tính axit của phenol mạnh hơn rượu và nước nhưng yếu hơn axit cacbonic.
* Tác dụng với NaOH tạo thành phenolat natri.
OH + NaOH ONa+ H O
Sản phẩm của phản ứng sử dụng phổ biến làm tác nhân trong các phản
ứng ete hoá và este hoá. - Phản ứng tạo ete:
ONa Cl O
Cu
+ + NaCl
- Phản ứng tạo este:
ONa OCOCH3
+ CH COCl + NaCl
* Tác dụng với kim loại tự do hoặc ion kim loại tạo phenolat : 3C6H5OH + Fe3+ (C6H5O)3 Fe + 3H+
b. Tạo phức màu:
Trong dung dịch trung hoà hay axit yếu, phenol tác dụng với FeCl3 tạo thành muối phức chất của sắt. Phức này có màu đậm từ màu xám tím đến màu rêu. Phản ứng được dùng để định tính phenol.
c. Phản ứng khử:
C6H5OH + Zn (bột) to C6H6 + H2O
d. Thế nhóm –OH bằng halogen:
Nguyễn Minh Phong 5
...
- tailieumienphi.vn
nguon tai.lieu . vn