congchuakhocnhe_2d
New Member
Download miễn phí Đồ án Thiết kế phân xưởng sản xuất Axetaldehyt
Mục lục
Mở đầu 6
Phần I : Tổng quan 8
A. Tính chất hoá học của nguyên liệu 8
I. Axetylen 8
I.1. Tính chất của axetylen 8
I.2. Các phương pháp tổng hợp axetylen 11
II. Nước 13
III. Etylen 14
III.1. Tính chất của etylen 14
III.2. Các phương pháp tổng hợp etylen 16
IV. Metanol 16
IV.1. Tính chất của metanol 16
IV.2. Các phương pháp tổng hợp metanol. 17
V. Etanol 18
V.1. Tính chất của etanol 18
V.2. Các phương pháp tổng hợp etanol 19
B. Tính chất của sản phẩm 20
I. Tính chất vật lí của axetaldehyt. 20
II. Tính chất hoá học của axetaldehyt 22
II.1. Phản ứng phân huỷ 22
II.2. Phản ứng cộng hợp 22
II.3. Phản ứng oxy hoá 25
II.4. Phản ứng khử 26
II.5. Phản ứng polyme hoá 26
II.6. Phản ứng với hợp chất PCl5 tạo hợp chất gemdihalogen 27
III. ứng dụng của axetaldehyt 27
C. Các phương pháp sản xuất axetaldehyt 28
I. Phương pháp sản xuất axetaldehyt đi từ axetylen 29
I.1. Quá trình hydrat hoá axetylen trong pha láng 30
I.2. Sản xuất axetaldehyt bằng hydrat hoá axetylen tiến hành trong pha khí 35
I.3. Hydrat hoá gián tiếp axetylen để điều chế axetaldehyt 37
II. Quá trình sản xuất axetaldehyt từ etanol 38
II.1. Quá trình sản xuất axetaldehyt từ quá trình dehydro hoá của etanol 38
II.2. Quá trình sản xuất axetaldehyt bằng oxy hoá etanol 39
III. Quá trình sản xuất axetaldehyt từ etylen 39
III.1. Quá trình oxy hoá trực tiếp etylen 39
III.2. Công nghệ sản xuất 44
IV. Quá trình sản xuất axetaldehyt từ hydrocacbon no 50
V. Sản xuất axetaldehyt từ nguồn C1 51
V.1. Sản xuất axetaldehyt trực tiếp từ khí tổng hợp 51
V.2. Sản xuất axetaldehyt từ metanol, metyl axetat hay anhydrit axetic 52
VI. So sánh các phương pháp sản xuất axetaldehyt 52
Phần II: Tính cân bằng vật chất và cân bằng nhiệt lượng 54
I. tính cân bằng vật chất 54
I.1. Tính cân bằng vật chất đối với tháp dehydro hoá 55
I.2. Tính cân bằng vật chất đối với tháp hấp thụ 57
I.3. Tính cân bằng vật chất đối với tháp chưng 60
I.4. Tính cân bằng vật chất đối với tháp tinh luyện 61
II. Tính cân bằng nhiệt lượng. 62
II.1. Nhiệt lượng do nguyên liệu mang vào. 62
II.2. Nhiệt lượng do các phản ứng tạo thành 63
II.3. Nhiệt lượng cần thiết để đốt nóng nguyên liệu đến nhiệt độ phản ứng 65
II.4. Nhiệt lượng do sản phẩm mang ra khỏi thiết bị phản ứng 65
II.5. Nhiệt lượng mất mát ra môi trường xung quanh 66
Phần III: Tính toán thiết bị chính 67
I. Tính lượng xúc tác đi qua thiết bị 67
II. Tính kích thước thiết bị chính 68
III. Tính toán cơ khí 69
III.1. Tính kích thước các ống dẫn 69
III.2. Tính chiều dầy thân thiết bị 71
III.3. Tính nắp và đáy thiết bị 74
Phần IV : Xây dựng nhà công nghiệp 77
I. Chọn địa điểm xây dựng nhà máy 77
II. Yêu cầu về khu đất xây dựng 78
III. Mặt bằng nhà máy 79
IV. Thiết kế tổng mặt bằng nhà máy 82
V. Nguyên tắc trong thiết kế tổng mặt bằng nhà máy 83
Phần V : An toàn lao động 87
Kết luận 89
Tài liệu tham khảo 90
Mở đầu
Axetaldehyt hay còn gọi là etanal. Có công thức phân tử là CH3CHO, axetaldehyt được phát hiện vào năm 1774 bởi Sheele, khi ông cho phản ứng giữa mangan đioxit có mầu đen (MnO2) và axit Sunphuric với rượu. Về mặt cấu tạo của axetaldehyt được giải thích vào năm 1835 bởi Liebig, là người tạo ra axetaldehyt tinh khiết bằng việc oxy hoá rượu etylic với axit cromic và cũng đã chỉ rõ tên gọi của sản phẩm này là “Andehyt”.
Axetaldehyt là một chất lỏng có nhiệt độ sôi thấp, là một chất lỏng có khả năng bắt lửa cao, có mùi hơi cay. Bởi vì có khả năng phản ứng hoá học cao nên axetaldehyt là một chất trung gian quan trọng trong việc sản xuất ra các sản phẩm hoá học như: axit axetic, anhydric acetic, etyl axetal, axit peracetic, rượu butylic, penta erythritol, muối clorin axetaldehyt , 2- etyl hexanol, glyoxal, alkyl amin, pyridin, và các chất hoá học khác. Axetaldehyt được áp dụng trong thương mại đầu tiên vào những năm 1914 cho đến năm 1918 ở Đức (Wacker – Chemie và Hoechst) và ở Canada (Shawinigan).
Axetaldehyt là một chất trung gian trong quá trình trao đổi chất của thực vật và các cơ quan của động vật, trong đó nó có khả năng được tách ra với số lượng nhỏ. Số lượng lớn của axetaldehyt liên quan đến nhiều quá trình sinh học: như là một chất trung gian trong quá trình lên men rượu, axetaldehyt có mặt với một lượng nhỏ trong tất cả các đồ uống có cồn như là bia, rượu,và các loại rượu mạnh. Axetaldehyt cũng được tách ra từ nước Ðp trái cây, dầu ăn ,cà phê khô, và khói thuốc lá.
Nhiều quá trình sản xuất axetaldehyt mang tính thương mại gồm có: quá trình dehydro hoá hay oxy hoá của rượu etylic, quá trình hợp nước của axetylen , oxy hoá từng phần của hydrocacbon và oxy hoá trực tiếp của etylen. Vào những năm 1970 trên thế giới công suất của quá trình sản xuất theo phương pháp oxy hoá trực tiếp tăng đến khoảng 2.106tấn /năm. Tuy nhiên, ngày nay tính quan trọng của axetaldehyt như một chất hữu cơ trung gian đang phát triển đều đều,có nhiều quá trình sản xuất của axetaldehyt đã được phát triển: như là quá trình ôxô cho ta rượu butylic,và 2-etylhexanol, quá trình Monsanto cho ta axit axetic. Trong tương lai, các quá trình mới đối với anhydrit axetic,vinylaxetat, axetaldehyt như một nguyên liệu ban đầu.
Do đó, hiện nay việc sử dụng axetaldehyt làm nguyên liệu ban đầu có phần giảm đi. Tuy nhiên nó vẫn còn là sản phẩm trung gian vô cùng quan trọng trong công nghiệp hoá học.
Việt Nam trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của nghành dầu khí thì việc chế biến các sản phẩm đi từ dầu khí là một nhiệm vụ quan trọng đối với sinh viên nói chung và sinh viên ngành hoá dầu nói riêng.
Phần I: Tổng quan
A-TÍNH CHẤT CỦA NGUYÊN LIỆU.
I-AXETYLEN.
I.1-Tính chất của Axetylen
Axetaldehyt là một chất khí,có chứa liên kết ba trong phân tử, axetylen có nhiều ứng dụng trong kinh tế còng nh trong công nghiệp tổng hợp hữu cơ. Từ axetylen có thể điều chế ra các hợp chất hữu cơ quan trọng nh: axetaldehyt ,axit axetic, vinyl clorua, cao su tổng hợp…đây là những hợp chất trung gian quan trọng cho quá trình tổng hợp hữu cơ cơ bản.
I.1.1-Tính chất vật lý.
Axetylen (C2H2), có công thức cấu tạo là(CHCH), là một chất khí, không mầu, nguyên chất không mùi, nhẹ hơn không khí, Ýt tan trong nước, ngưng tụ ở –83,8oC (0,102Mpa).
Axetylen tan nhiều hơn trong các dung môi hữu cơ nh : alcol, ete đặc biệt tan nhiều trong axeton (ở áp suất thường, một lít axeton hoà tan được 25 lít axetylen )
Axetylen là một chất thu nhiệt, vì vậy khi đốt cháy thoát ra một lượng nhiệt lớn. Do tính chất này nên người ta đã sử dụng axetylen trong việc hàn cắt kim loại, axetylen cháy trong không khí tạo ra ngọn lửa sáng, tạo ra CO2 và H2O. CH CHCH + 5/2O2 2CO2 + H2O
Ho298 = -315kcal/mol.
Axetylen là một hợp chất không bền về mặt nhiệt động (dễ tạo hỗn hợp nổ với không khí trong giới hạn rộng (2 82%) thể tích axetylen , với O2 từ (2,8 78%) thể tích axetylen, nó có thể bị phân huỷ tạo ra C và H kèm theo hiện tượng nổ, phản ứng nổ toả nhiều nhiệt, do đó làm tăng khả năng nguy hiểm về nổ của axetylen. Do vậy khi vận chuyển để tăng độ an toàn người ta thường pha thêm chất phụ gia.
I.1.2- Tính chất hoá học.
Do đặc điểm cấu tạo của axetylen là có liên kết ba trong phân tử nên có khả năng tham gia phản ứng hoá học rất cao như: tham gia phản ứng oxy hoá khử,…ngoài ra axetylen còn có khả năng tham gia phản ứng thế nguyên tử H ở liên kết ba bằng nguyên tử kim loại.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
Mục lục
Mở đầu 6
Phần I : Tổng quan 8
A. Tính chất hoá học của nguyên liệu 8
I. Axetylen 8
I.1. Tính chất của axetylen 8
I.2. Các phương pháp tổng hợp axetylen 11
II. Nước 13
III. Etylen 14
III.1. Tính chất của etylen 14
III.2. Các phương pháp tổng hợp etylen 16
IV. Metanol 16
IV.1. Tính chất của metanol 16
IV.2. Các phương pháp tổng hợp metanol. 17
V. Etanol 18
V.1. Tính chất của etanol 18
V.2. Các phương pháp tổng hợp etanol 19
B. Tính chất của sản phẩm 20
I. Tính chất vật lí của axetaldehyt. 20
II. Tính chất hoá học của axetaldehyt 22
II.1. Phản ứng phân huỷ 22
II.2. Phản ứng cộng hợp 22
II.3. Phản ứng oxy hoá 25
II.4. Phản ứng khử 26
II.5. Phản ứng polyme hoá 26
II.6. Phản ứng với hợp chất PCl5 tạo hợp chất gemdihalogen 27
III. ứng dụng của axetaldehyt 27
C. Các phương pháp sản xuất axetaldehyt 28
I. Phương pháp sản xuất axetaldehyt đi từ axetylen 29
I.1. Quá trình hydrat hoá axetylen trong pha láng 30
I.2. Sản xuất axetaldehyt bằng hydrat hoá axetylen tiến hành trong pha khí 35
I.3. Hydrat hoá gián tiếp axetylen để điều chế axetaldehyt 37
II. Quá trình sản xuất axetaldehyt từ etanol 38
II.1. Quá trình sản xuất axetaldehyt từ quá trình dehydro hoá của etanol 38
II.2. Quá trình sản xuất axetaldehyt bằng oxy hoá etanol 39
III. Quá trình sản xuất axetaldehyt từ etylen 39
III.1. Quá trình oxy hoá trực tiếp etylen 39
III.2. Công nghệ sản xuất 44
IV. Quá trình sản xuất axetaldehyt từ hydrocacbon no 50
V. Sản xuất axetaldehyt từ nguồn C1 51
V.1. Sản xuất axetaldehyt trực tiếp từ khí tổng hợp 51
V.2. Sản xuất axetaldehyt từ metanol, metyl axetat hay anhydrit axetic 52
VI. So sánh các phương pháp sản xuất axetaldehyt 52
Phần II: Tính cân bằng vật chất và cân bằng nhiệt lượng 54
I. tính cân bằng vật chất 54
I.1. Tính cân bằng vật chất đối với tháp dehydro hoá 55
I.2. Tính cân bằng vật chất đối với tháp hấp thụ 57
I.3. Tính cân bằng vật chất đối với tháp chưng 60
I.4. Tính cân bằng vật chất đối với tháp tinh luyện 61
II. Tính cân bằng nhiệt lượng. 62
II.1. Nhiệt lượng do nguyên liệu mang vào. 62
II.2. Nhiệt lượng do các phản ứng tạo thành 63
II.3. Nhiệt lượng cần thiết để đốt nóng nguyên liệu đến nhiệt độ phản ứng 65
II.4. Nhiệt lượng do sản phẩm mang ra khỏi thiết bị phản ứng 65
II.5. Nhiệt lượng mất mát ra môi trường xung quanh 66
Phần III: Tính toán thiết bị chính 67
I. Tính lượng xúc tác đi qua thiết bị 67
II. Tính kích thước thiết bị chính 68
III. Tính toán cơ khí 69
III.1. Tính kích thước các ống dẫn 69
III.2. Tính chiều dầy thân thiết bị 71
III.3. Tính nắp và đáy thiết bị 74
Phần IV : Xây dựng nhà công nghiệp 77
I. Chọn địa điểm xây dựng nhà máy 77
II. Yêu cầu về khu đất xây dựng 78
III. Mặt bằng nhà máy 79
IV. Thiết kế tổng mặt bằng nhà máy 82
V. Nguyên tắc trong thiết kế tổng mặt bằng nhà máy 83
Phần V : An toàn lao động 87
Kết luận 89
Tài liệu tham khảo 90
Mở đầu
Axetaldehyt hay còn gọi là etanal. Có công thức phân tử là CH3CHO, axetaldehyt được phát hiện vào năm 1774 bởi Sheele, khi ông cho phản ứng giữa mangan đioxit có mầu đen (MnO2) và axit Sunphuric với rượu. Về mặt cấu tạo của axetaldehyt được giải thích vào năm 1835 bởi Liebig, là người tạo ra axetaldehyt tinh khiết bằng việc oxy hoá rượu etylic với axit cromic và cũng đã chỉ rõ tên gọi của sản phẩm này là “Andehyt”.
Axetaldehyt là một chất lỏng có nhiệt độ sôi thấp, là một chất lỏng có khả năng bắt lửa cao, có mùi hơi cay. Bởi vì có khả năng phản ứng hoá học cao nên axetaldehyt là một chất trung gian quan trọng trong việc sản xuất ra các sản phẩm hoá học như: axit axetic, anhydric acetic, etyl axetal, axit peracetic, rượu butylic, penta erythritol, muối clorin axetaldehyt , 2- etyl hexanol, glyoxal, alkyl amin, pyridin, và các chất hoá học khác. Axetaldehyt được áp dụng trong thương mại đầu tiên vào những năm 1914 cho đến năm 1918 ở Đức (Wacker – Chemie và Hoechst) và ở Canada (Shawinigan).
Axetaldehyt là một chất trung gian trong quá trình trao đổi chất của thực vật và các cơ quan của động vật, trong đó nó có khả năng được tách ra với số lượng nhỏ. Số lượng lớn của axetaldehyt liên quan đến nhiều quá trình sinh học: như là một chất trung gian trong quá trình lên men rượu, axetaldehyt có mặt với một lượng nhỏ trong tất cả các đồ uống có cồn như là bia, rượu,và các loại rượu mạnh. Axetaldehyt cũng được tách ra từ nước Ðp trái cây, dầu ăn ,cà phê khô, và khói thuốc lá.
Nhiều quá trình sản xuất axetaldehyt mang tính thương mại gồm có: quá trình dehydro hoá hay oxy hoá của rượu etylic, quá trình hợp nước của axetylen , oxy hoá từng phần của hydrocacbon và oxy hoá trực tiếp của etylen. Vào những năm 1970 trên thế giới công suất của quá trình sản xuất theo phương pháp oxy hoá trực tiếp tăng đến khoảng 2.106tấn /năm. Tuy nhiên, ngày nay tính quan trọng của axetaldehyt như một chất hữu cơ trung gian đang phát triển đều đều,có nhiều quá trình sản xuất của axetaldehyt đã được phát triển: như là quá trình ôxô cho ta rượu butylic,và 2-etylhexanol, quá trình Monsanto cho ta axit axetic. Trong tương lai, các quá trình mới đối với anhydrit axetic,vinylaxetat, axetaldehyt như một nguyên liệu ban đầu.
Do đó, hiện nay việc sử dụng axetaldehyt làm nguyên liệu ban đầu có phần giảm đi. Tuy nhiên nó vẫn còn là sản phẩm trung gian vô cùng quan trọng trong công nghiệp hoá học.
Việt Nam trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của nghành dầu khí thì việc chế biến các sản phẩm đi từ dầu khí là một nhiệm vụ quan trọng đối với sinh viên nói chung và sinh viên ngành hoá dầu nói riêng.
Phần I: Tổng quan
A-TÍNH CHẤT CỦA NGUYÊN LIỆU.
I-AXETYLEN.
I.1-Tính chất của Axetylen
Axetaldehyt là một chất khí,có chứa liên kết ba trong phân tử, axetylen có nhiều ứng dụng trong kinh tế còng nh trong công nghiệp tổng hợp hữu cơ. Từ axetylen có thể điều chế ra các hợp chất hữu cơ quan trọng nh: axetaldehyt ,axit axetic, vinyl clorua, cao su tổng hợp…đây là những hợp chất trung gian quan trọng cho quá trình tổng hợp hữu cơ cơ bản.
I.1.1-Tính chất vật lý.
Axetylen (C2H2), có công thức cấu tạo là(CHCH), là một chất khí, không mầu, nguyên chất không mùi, nhẹ hơn không khí, Ýt tan trong nước, ngưng tụ ở –83,8oC (0,102Mpa).
Axetylen tan nhiều hơn trong các dung môi hữu cơ nh : alcol, ete đặc biệt tan nhiều trong axeton (ở áp suất thường, một lít axeton hoà tan được 25 lít axetylen )
Axetylen là một chất thu nhiệt, vì vậy khi đốt cháy thoát ra một lượng nhiệt lớn. Do tính chất này nên người ta đã sử dụng axetylen trong việc hàn cắt kim loại, axetylen cháy trong không khí tạo ra ngọn lửa sáng, tạo ra CO2 và H2O. CH CHCH + 5/2O2 2CO2 + H2O
Ho298 = -315kcal/mol.
Axetylen là một hợp chất không bền về mặt nhiệt động (dễ tạo hỗn hợp nổ với không khí trong giới hạn rộng (2 82%) thể tích axetylen , với O2 từ (2,8 78%) thể tích axetylen, nó có thể bị phân huỷ tạo ra C và H kèm theo hiện tượng nổ, phản ứng nổ toả nhiều nhiệt, do đó làm tăng khả năng nguy hiểm về nổ của axetylen. Do vậy khi vận chuyển để tăng độ an toàn người ta thường pha thêm chất phụ gia.
I.1.2- Tính chất hoá học.
Do đặc điểm cấu tạo của axetylen là có liên kết ba trong phân tử nên có khả năng tham gia phản ứng hoá học rất cao như: tham gia phản ứng oxy hoá khử,…ngoài ra axetylen còn có khả năng tham gia phản ứng thế nguyên tử H ở liên kết ba bằng nguyên tử kim loại.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links