CHƯƠNG III. NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT CAPROLACTAM

tan trong nước

84.16 g/mole

80.74 oC

6.55 oC

0.799 g/cm3

Là chất dễ cháy, có hại, gây nguy hiểm

cho mơi trường



Khối lượng phân tử

Nhiệt độ sơi

Nhiệt độ nóng chảy

Khối lượng riêng

MSDS



b. Tính chất hóa học

Cyclohexan là một trong những hydrocacbon no mạch vòng dài. Do đó nó sẽ mang

những tính chất đặc trưng của loại hydrocacbon đó

1. Phản ứng thế



C6H12 + Cl2



C6H11Cl + HCl



2. Phản ứng tách H2



C6H12

3. Phản ứng cháy

C6H12 + 9 O2



C6H6 + 3H2

6CO2 + 6H2O



c. Các phương pháp sản xuất cyclohexane

* Cơng nghệ của UOP



Hình 1 . Cơng nghệ sản xuất xyclohexan của UOP [2]

Mơ tả : Dòng benzene cùng hydro và dòng cyclohexan hồi lưu được trộn vào làm một

dòng sau đó được gia nhiệt lên đến nhiệt độ cần thiết bởi dòng ở đáy thiết bị phản ứng.

sau đó được đưa vào tháp phản ứng từ trên xuống, sau khi phản ứng xong dòng sản

phẩm sẽ được lấy ra ở đáy tháp và đưa sang thiết bị tách khí lỏng ở áp suất cao để lấy

hydro cho hồi lưu , tiếp theo sẽ đưa qua thiếp bị tách khí lỏng áp suất thấp để thu sản

phẩm xyclohexan.



* Công nghệ của IFP



Hình 2 Cơng nghệ sản xuất xyclohexan của IFP [2]

Mơ tả: Benzene và dòng khí giàu hydro được đưa vào thiết bị hydro hóa pha lỏng lấy

sản phẩm đỉnh sau đó tiếp tục đi qua thiết bị phản ứng tiếo theo ở pha hơi. Sản phẩm lấy

ra được tra đổi nhiệt rồi đưa qua thiết bị tách khí lỏng . Phần lỏng sau khi trao đổi nhiệt

với các dòng trong hệ sẽ được đưa vào tháp chưng để tách ra cyclohexan ở dưới đáy.

3.2 Phenol

- Phenol là một dẫn xuất của hydrocacbon thơm được F.Runge phát hiện đầu tiên vào

năm 1834

- Phenol có vai trò rất quan trọng trong nghành hữu cơ hóa dầu. nó là nguyên liệu đầu để

sản xuất rất nhiều hợp chất khác có ứng dụng rất rộng rãi

a. Tính chất vật lý

Cơng thức phân tử : C6H5OH



THƠNG SỐ

Trạng thái



Khối lượng phân tử

Nhiệt độ sơi

Nhiệt độ

Nhiệt độ tới hạn

Khối lượng riêng

MSDS



GIÁ TRỊ

Chất rắn màu trắng , hòa

tan trong nước cho dung

dịch khơng màu và hóa

tan được trong các dung

môi hữu cơ như rượu, ete

94,11g /mole

182 oC

42 oC

694.2 oC

Là một chất độc, hàm

lượng cho phép trong

khơng khí là 0.005 mg/l



b. Tính chất hóa học

Dựa trên cấu trúc của phenol có thể thấy rằng nó mang những tính chất đặc trưng của

vòng thơm và nhóm –OH

* Tính chất nhóm –OH:

• Phản ứng với kim loại kiềm

C6H5OH + Na

C6H5ONa + H2

• Phản ứng este hóa

C6H5OH + CH3COOH

CH3COOC6H5

• Phản ứng tác dụng bazơ

C6H5OH + NaOH

C6H5ONa + H2O



+ H2O



* Tính chất nhân thơm:

• Phản ứng thế electrophil

C6H5OH + 3 Br2

Br3C6H2OH + 3HBr

c. Bảo quản tồn chứa phenol

Giữ cho bình phenol ln khơ ráo, tránh xa sức nóng, tránh xa các nguồn phát lửa. k

bao giờ cho nước vào. Tránh xa các tác nhân oxy hóa, axit. Phenol rất nhạy cảm với ánh

sáng nên cần lưu trữ trog bình kí để vào phòng tối, để nơi thơng thống

d. Các phương pháp sản xuất phenol

* Cơng nghệ của Hooker - Raschig



Hình 4: Cơng nghệ sản xuất phenol từ benzene của Hooker - Raschig [3]

Mơ tả: Dòng khơng khí và dung dịch HCl cùng với sản phẩm đáy của tháp phenol

stripping được đưa vào thiết bị oxyclo hóa( dạng xúc tác tầng cố định) sau đó dòng saen

phẩm này sẽ được đưa sang thiết bị chưng phản ứng và đi từ duuới lên, dòng benzene đi

từ trên xuống. Tại đây xảy ra phản ứng, sau đó dòng ản phẩm sẽ đươjc đưa sang thiết bị

tách riêng mono và diclobenzene. Dòng monoclobenzene sẽ đươc trộn cùng dòng nước đi

vào thiết bị chưng phenol stripping cùng với dòng hỗn hợp được hồi lưu lại ở tháp hấp

thụ phenol bằng nước từ. Dòng sản phẩm sau khi được hấp thu sẽ được đưa qua thiết bị

trich ly phenol- benzene để tách hết nước ra, sau đó hỗn hợp này sẽ đưa vào tháp chưng

tách riêng phenol và benzene . Hỗn hợp crude phenol sẽ đưa quá tháp tinh chế tách lấy

phenol tinh khiết

Ngồi ra cũng có thể sản xuất phenol theo các cách sau:



Hình 6 :Cơng nghệ sản xuất phenol từ toluene của Dow/ DSM [3]



3.3. Toluene

- Cơng thức phân tử C7H8



a. Tính chất vật lý

Thơng số

Trạng thái

Khối lượng phân tử

Nhiệt độ sơi

Nhiệt độ nóng chảy

Độ hòa tan trong nước( 20 C)

Áp suất

Khối lượng riêng

Độ nhớt

MSDS



Giá trị

Chất lỏng , khơng màu có mùi ngọt , cay

nồng

92.14 g/ mole

111 C

-95 C

0.52 g/l

2,8 kPa

0.87 g/cm3

0.59 cP

Độc , dễ cháy



b. Tính chất hóa học

- Phản ứng thế

C6H5CH3 + Br2



Br3C6H2CH3 + HBr



C6H5CH3 + Br2



C6H5CH2Br + H2



- Phản ứng oxy hóa

C6H5CH3



[O]



C6H5COOH



c. Phương pháp sản xuất toluene từ dầu thơ



Hình 7. Cơng nghệ sản xuất Toluen trong nhà máy lọc hóa dầu [3]

CHƯƠNG 4. PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT CAPROLACTAM

Nhiều phương pháp sản xuất Caprolactam đã được đề xuất, hầu hết các quá trình đều

đi từ nguyên liệu benzen, toluen từ hỗn hợp BTX.

Những q trình cơng nghiệp là q trình nhiều bước, với sản phẩm phụ không tránh

khỏi là ammonium sulfate và một vài hợp chất hữu cơ khác.



Sản phẩm phụ là không mong muốn và lợi nhuận quá trình phụ thuộc chủ yếu vào

lượng sản phẩm phụ này.

Quá trình sản xuất quy mô công nghiệp sử dụng cyclohexanone, cyclohexane hoặc

toluen làm nguyên liệu đầu.



90% Caprolactam được sản xuất qua con đường cyclohexanone truyền thống.



Cyclehexanone thu được từ oxy hóa xúc tác cyclohexane với khơng khí, hoặc hydro

hóa phenol hoặc dehydro hóa cyclohexanol. Sự chuyển hóa từ cyclohexanone thành