II. Sản xuất Phenol bằng phương pháp oxi hoá Cumen:
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (594.15 KB, 81 trang )
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế phân xởng sản xuất phenol
C6H5C(CH3)2 OOH C6H5C OCH3 + CH3 OH
Tạo ra rợu bặc 3: ĐI metyl phenyl
C6H5C(CH3)2 OOH C6H5C(CH3)2 OH + 1/2 O2
Tạo ra - metyl Stylen:
C6H5C(CH3)2 OOH C6H5-C(CH3) = CH2 + H2O
II.2. Dây chuyền sản xuất:
II.2.1. Sơ đồ dây chuyền công nghệ:
1.
Thùng cao vị
2.
Tháp oxy hóa sủi bọt
3. Thiết bị xử lý khí thải
4.
Thiết bị chng chân không
5,7. Thiết bị phân hủy cumen hydroperoxit bằng axít
6.
Thùng chứa axít H2SO4
8.
Thùng chứa NaOH
9.
Thiết bị trung hòa
10. Thiết bị chng cất tách axeton
11. Thiết bị chng cất tách cumen và -methylstyrene
12. Thiết bị chng cất tách phenol
13. Thùng chứa axeton
14. Thùng chứa các sản phẩm nặng
15. Thùng chứa phenol
16. Thiết bị hydro hoá
17. Thiết bị làm lạnh
18. Thiết bị đun sôi
Ngô Thị Nghĩa
24
Lớp 02V 01 Hóa Dầu
Đồ án tốt nghiệp
Ngô Thị Nghĩa
Thiết kế phân xởng sản xuất phenol
25
Lớp 02V 01 Hóa Dầu
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế phân xởng sản xuất phenol
II.2.2. Thuyết minh dây chuyền sản xuất :
Cumen từ thùng chứa đợc bơm lên thùng cao vị (1) ở đây nó đợc nâng
lên nhiệt độ 55C và nạp vào tháp oxy hoá (2). Không khí từ máy nén có nhiệt
độ 48C qua bộ phận phân phối khí tạo thành những bọt nhỏ tiếp xúc với
cumen lỏng. Đầu tiên hơi sẽ cấp nhiệt cho thiết bị oxy hoá, quá trình oxy
cumen tạo thành cumenhydroperoxit thực hiện ở nhiệt độ từ 90-120C và áp
suất khoảng 0.3MPa. Quá trình oxy hoá toả nhiệt ( 800 kj/1kg CHP tạo thành)
nên sau khi phản ứng xảy ra hơi nớc là tác nhân điều chỉnh nhiệt độ phản ứng.
Phần khí thải và hơi không ngng thoát ra ở đỉnh tháp đợc làm lạnh thu hồi
cumen , phần khí thải và hơi không ngng đợc xử lý bởi thiết bị xử lý khí thải
sau khi thải ra ngoài môi trờng.
Quá trình oxy hoá tự xúc tác nên nồng độ cumenhydroperoxit ở tháp oxy
hóa đầu chỉ là 8-15% và lợng này tăng dần ở các tháp oxy hoá sau , ra khỏi
tháp oxy hóa nồng độ cumen hydroperoxit đạt khoảng 20-30% .
hỗn hợp sau khi oxy hóa đợc đem chng cất phân đoạn chân không để làm đặc
hydroperoxit. sự chng cất cumen đợc tiến hành trong tháp đệm chng phân
đoạn 1 cách liên tục có bộ phận ngng tụ và phân tách. 1phần cumen ngng tụ đợc hoàn lu từ bộ phận tách ngng tụ về tháp (4), lợng cumen còn lại đợc quay
trở lại để thực hiện phản ứng oxy hóa. Chất lỏng chng cất từ tháp (4) chứa 6095% cumen hydroperoxit và cũng chứa các sản phẩm oxy hoá phụ và một
phần cumen còn lại.
Sản phẩm ở đáy tháp chng cất chứa khoảng 60-95% cumen hydroperoxit
vào thiết bị phân huỷ (5). Sự phân hủy CHP tạo thành phenol và axeton xảy ra
khi có mặt H2SO4. Ta tiến hành phản ứng trong dung dịch axeton do phản ứng
tỏa nhiệt mạnh nên axeton bay hơi sẽ kèm theo nhiệt phản ứng.Điều này cũng
làm giảm sự ngng tụ phenol thành dung dịch và thời gian tiếp xúc từ đó làm
giảm hiệu suất của sản phẩm phụ. Khi phản ứng xảy ra lợng axeton bay lên đợc ngng tụ ở bộ phận làm lạnh và đợc hồi lu một phần về tháp phân huỷ để
Ngô Thị Nghĩa
26
Lớp 02V 01 Hóa Dầu
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế phân xởng sản xuất phenol
giảm nhiệt của phản ứng. Sản phẩm sau thiết bị phân huỷ (5) vẫn còn lợng
cumenhydroperoxit cha phân huỷ nên nó tiếp tục đợc phân huỷ ở tháp ở tháp
(7) khi đợc bổ xung H2SO4 từ thùng (6). Hỗn hợp sản phẩm sau tháp phân huỷ
(7) còn một phần axít H 2SO4 dễ gây ăn mòn nên nó đợc trung hoà bởi NaOH
trong thiết bị trung hoà (9). Trong thiết bị (9) H 2SO4 đợc trung hoà và lắng
tách khỏi phần hữu cơ. Phần hỗn hợp sản phẩm nhẹ hơn phần vô cơ nên tràn
qua thiết bị và đợc bơm vào tháp chng cất (10) ở đây phần nhẹ chủ yếu là
axeton thoát ra ở đỉnh tháp đợc làm lạnh và đa vào thùng chứa axeton (13)
phần nặng chủ yếu là phenol ngoài ra còn có sản phẩm phụ nh axetonphenol,
nhựa đợc tháo ra ở đáy tháp (10) sau đó đợc bơm vào tháp (11).Tiến hành chng cất ở tháp (11) sản phẩm đỉnh chủ yếu là các hydrocacbon (cumen và methyl styrene) đợc làm lạnh sau đó đa vào thiết bị hydro hoá (16) để chuyển
hyđrocacbon thành cumen, cumen thu đợc ở thiết bị hydro hoá (16) đợc đa về
thùng cao vị (1) để tiến hành oxy hoá. Sản phẩm đáy của tháp chng cất (11)
gồm phenol và phần nhựa đợc tháo ra và bơm vào tháp chng cất (12)để tách
phenol ở đây sản phẩm đỉnh chủ yếu là phenol đợc làm lạnh để ngng tụ
phenol, phenol thu đợc cho vào thùng chứa phenol (15), phần nặng ở đáy tháp
(12) đợc cho vào thùng (14). Phenol thu đợc trong quá trình tơng đối sạch đợc
ứng dụng trong công nghiệp hóa học và hoá dầu.
III. Sản xuất Phenol bằng phơng pháp oxy hoá toluen:
III.1. Cơ sở của phơng pháp:
Quá trình Sản xuất Phenol bằng phơng pháp oxy hoá toluen đợc thực hiện
qua hai giai đoạn:
Giai đoạn 1: toluen bị oxy hoá với sự có mặt của xúc tác thành axit bezoic
ở dạng lỏng:
C6H5 - CH3
Ngô Thị Nghĩa
O2 xt
C6H5C OOH
27
Lớp 02V 01 Hóa Dầu
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế phân xởng sản xuất phenol
Giai đoạn 2: Tách loại axit benzoic bằng cách đềcacbonxyl với xúc
tác là oxy không khí để tạo ra phenol:
C6H5 COOH
O2 xt
C6H5OH
+ CO2
Phản ứng oxy hoá toluen xảy ra theo cơ chế chuỗi cần các gốc peoxyt:
Ar-CH3 Ar CH2 Ar- CH2- OO
Ar- CH2- OOH
Ar- CH2- O Ar- CHO Ar- CO Ar- CO - OO Ar- CH2- OO H
Ar- CO- O Ar- COOH
Năng lợng hoạt hoá của quá trình oxy hoá Toluen thành axit benzoic toả ra
là: 136kj/mol. Một số lợng lớn các gốc tự do đợc sinh ra trong quá trình phản
ứng hình thành ra các sản phẩm phụ khác nhau nh: Benzen alcohol(1%),
Benzenalđehil (1 2 %), Benzyl Benzat (1-2%), Biphenyl (0,1 0, 2 %),
methybiphenyls (0,7 1 %). Thêm vào đó là sự hình thành của axit focmic,
axit axetic và cácbon oxit, phản ứng xảy ra trong pha lỏng tại 120 150 oC và
0,5 Mpa, với sự xúc tác Coban 30% Toluen đợc chuyển thành axit Benzoic.
Trong quá trình oxy hoá đềcacbonxyl của axit Benzoic tạo thành Cu(II)
Benzoat.
Ngô Thị Nghĩa
28
Lớp 02V 01 Hóa Dầu
