Thiết kế phân xưởng sản xuất VA

Më ®Çu VA cã c«ng thøc CH2=CH-O-CO-CH3 lµ mét m«n«me quan träng trong ngµnh tæng hîp h÷u c¬ ho¸ dÇu nãi riªng vµ ngµnh c«ng nghÖ ho¸ häc nãi chung. S¶n phÈm ®­îc øng dông nhiÒu trong thùc tiÔn nh­: s¶n phÈm nhùa lastic, lµm phô gia cho s¬n ,keo d¸n,giÊy bäc c«ng nghiÖp vv Qóa tr×nh tæng hîp t¹o m«n«me VA ®­îc biÕt vµo ®Çu thÕ kØ 20 khi nhµ b¸c häc KLATTE tæng hîp ®­îc tõ axªtylen vµ axit axetic trong pha láng vµ tõ ®ã ®Õn nay th× qu¸ tr×nh tæng hîp va cµng ngµy cµng ®uîc ph¸t triÓn vµ hoµn thiÖn. HiÖn nay do sù ph¸t triÓn cña ngµnh c«ng nghÖ läc ho¸ dÇu nªn trªn thÕ giíi ng­êi ta ®· thay ph­¬ng ph¸p s¶n xuÊt va tõ axªtylen b»ng etylen. Trªn thÕ giíi th× va ®­îc s¶n xuÊt tõ etylen chiÕm ®Õn 80% cßn tõ axetylen chiÕm 20%.N¨m 1985 l­îng va s¶n xuÊt ë Mü lµ 960200 tÊn/ n¨m, ë NhËt lµ 402930 tÊn/n¨m ®Õn n¨m 1994 tæng s¶n l­îng va cña Ch©u ©u vµ Mü lµ 3,8.106 tÊn/n¨m vµ §«ng Nam ¸ tõ n¨m 1997 ®· cã nhµ m¸y s¶n xuÊt va víi c«ng suÊt thiÕt kÕ lµ 150000 tÊn/n¨m Ngµnh tæng hîp h÷u c¬ ho¸ dÇu ë VN ch­a ph¸t triÓn do vËy vÉn ch­a cã nhµ m¸y s¶n xuÊt VA. Huy väng r»ng trong t­¬ng lai kh«ng xa cïng víi sù xuÊt hiÖn cña nhµ m¸y läc dÇu Dung QuÊt, Nghi S¬n … th× sÏ cã nhµ m¸y s¶n xuÊt ®Ó phôc vô cho nÒn kinh tÕ quèc d©n. PHÇN I: TæNG QUAN LÝ THUYÕT ch­¬ng i: Giíi thiÖu vÒ nguyªn liÖu vµ s¶n phÈm cña qu¸ tr×nh s¶n xuÊt vinyl axetat tõ etylen A> VÒ NGUY£N LIÖU S¶N XUÊT vinyl axetat . I.etylen . I.1-Giíi thiÖu:[1] Etylen lµ mét olefin cã c«ng thøc cÊu t¹o lµ C2H4 , cã khèi l­îng ph©n tö M=28,052dvc. Trªn thÕ giíi etylen ®­îc sö dông nhiÒu nhÊt trong ngµnh c«ng nghÖ h÷u c¬ ho¸ dÇu. Etylen ®­îc gäi lµ “ Vua cña c¸c hydrocacbon” v× c¸c lý do sau: CÊu t¹o ®¬n gi¶n , ho¹t tÝnh cao T­¬ng ®èi rÎ tiÒn DÔ s¶n xuÊt tõ cac hydrocacbon kh¸c C¸c ph¶n øng ®i tõ nguyªn liÑu etylen t¹o thµnh Ýt s¶n phÈm phô h¬n so víi ®i tõ c¸c nguyªn liÖu kh¸c etylen ®­îc s¶n xuÊt chñ yÕu tõ qu¸ tr×nh cracking h¬i tõ c¸c nguyªn liÖu kh¸c nhau nh­ etan, propan,butan,naphta,khÝ ho¸ láng . ë Mü sö dông chñ yÕu tõ etan trong khi ®ã T©y ¢u vµ NhËt B¶n l¹i ®i tõ nguyªn liÖu lµ naphta. N¨m 1984 ë Mü s¶n l­îng etylen ®¹t 17.543.000 tÊn . I.2- TÝnh chÊt vËt lý:[1,2] Etylen lµ mét chÊt khÝ kh«ng mµu,kh«ng mïi ,kh«ng vÞ, Ýt tan trong n­íc, tan tèt trong riÖu,ete. Etylen hho¸ láng ë -105o C, tû träng d420=0,566. Mét sè tÝnh chÊt quan träng cña etylen ®­îc tr×nh bµy trong b¶ng axit axetic. B¶ng axit axetic: mét sè tÝnh chÊt vËt lý cña etylen . - NhiÑt ®é nong ch¶y :-169,15oC - NhiÖt ®é s«i :-103,71oC - ¸p suÊt tíi h¹n Pc : 5,117 Mpa - NhiÖt ®é tíi h¹n Tc :9,9oC - Tû träng ë nhiÖt ®é s«i :0,57 g/cm3 ë 0o C :0,34 g/cm3 - Tû träng t¹i nhiÖt ®é tíi h¹n vµ ¸p suÊt tíi h¹n :1,2603 g/L - NhiÖt nãng ch¶y :119,5KJ/Kg - NhiÖt ho¸ h¬i ë nhiÖt ®é s«i :488KJ/Kg ë 0oC :191KJ/Kg - Entropi t¹o thµnh :52,32KJ/mol - §é nhít cña khÝ ë 150oC :143.10-4 mPa.s ë nhiÖt ®é nãng ch¶y : 36. 10-4 mPa.s ë OoC :93. 10-4 mPa.s - ¸p suÊt h¬i ë -150 oC :0,002 Mpa ë nhiªt ®é s«i :0,102 Mpa ë -50 oC :1,01 Mpa ë 0 oC :4,27 Mpa - §iÓm bèc ch¸y : 425-527 oC I.3 - TÝnh ch©t ho¸ häc:[2,3] Etylen cã mét liªn kÕt ®«i do v©y chóng cã ph¶n øng ®Æc tr­ng cho liªn kªt ®«i nh­ ph¶n øng céng, ph¶n øng oxy ho¸,trïng hîp. I.3.1 - Ph¶n øng céng *Céng H2 Etylen céng víi H2 cã xóc t¸c Pd t¹o ra etan,ph¶n øng to¶ nhiÖt. CH2=CH2 + H2 CH3-CH3 H=-30Kcal *Céng halogen(Br2,Cl2): C¸c ph¶n øng ®Òu to¶ nhiÖt - Ph¶n øng víi Br2 t¹o ra ®ibrom etan ,hiÖu xuÊt 85% CH2=CH2 +Br2 BrCH2-CH2Br H=-27Kcal - Ph¶n øng víi Cl2 t¹o ra ®iclo etan hoÆc vinyl clorua tuú vµo xóc t¸c sö dông Víi xóc t¸c lµ FeCl3 th× t¹o ra diclo etan. Cßn nÕu dïng xóc t¸c lµ CaCl2 nãng ch¶y ë nhiÖt ®é 400oC th× t¹o ra vinylclorua *Céng HX CH2=CH2 +HX CH3-CH2X *Céng H2O: Etylen coäng nöôùc coù H2SO4 laøm xuùc taùc, nhieät ñoä nhoû hôn 1700C taïo ra röôïu etylic. <170oC H2SO4 CH2 = CH2 + H2O CH3 - CH2OH 250÷260oC 50÷80at g-Al2O3 Etylen coäng nöôùc coù g-Al2O3 laøm xuùc taùc, nhieät ñoä 250÷260oC vaø aùp suaát 50÷80at taïo ra röôïu etylic. CH2 = CH2 + H2O CH3 - CH2OH * Coäng benzen: AlCl3 80÷1000C -H2 CH2 = CH2 + C6H6 C6H5CH2CH3 C6H5CH = CH2 Quaù trình thöïc hieän vôùi söï coù maët cuûa xuùc taùc ôû daïng phöùc loûng chöùa 10÷12% AlCl3, 50÷60% benzen, 25÷30% polyankyl benzen. Nhieät ñoä phaûn öùng 80÷1000C I.3.2 - Phaûn öùng oxy hoùa: * Oxy hoùa hoaøn toaøn: CH2 = CH2 + 3O2 2CO2 + 2H2O * Oxy hoùa khoâng hoaøn toaøn: CH2 - CH2 OH OH Ø Etylen bò oxy hoùa bôûi taùc nhaân oxy hoùa maïnh kalipemanganat trong dung dòch KOH taïo ra etylen glycol. CH2 = CH2 + 2KMnO4 + 2KOH + + 2K2MnO4 Ø Oxy hoùa etylen thaønh axetalñehit: Etylen bò oxy hoùa ñeán axetalñehit trong dung dòch HCl pha loaõng chöùa PdCl2 vaø CuCl2 . Thuûy phaân phöùc naøy cho axetalñehit vaø kim loaïi Pd. O +H2O C2H4 + PdCl2 [C2H4.PdCl2] CH3-C-H + Pd + 2HCl Pd + CuCl2 2CuCl + PdCl2 Ñeå coù CuCl2 thì oxy hoùa CuCl trong khoâng khí hoaëc oxy. 2CuCl + 2HCl + 0,5O2 2CuCl2 + H2O I.3.3 - Phaûn öùng truøng hôïp: Moät trong nhöõng phaûn öùng quan troïng nhaát trong kyõ thuaät hieän nay laø phaûn öùng truøng hôïp taïo ra caùc polyme. Quaù trình toûa nhieät maïnh. nCH2 = CH2 [ -CH2 - CH2- ]n (Polyetylen) Polyme naøy coù giaù trò cao trong ñôøi soáng: ñöôïc duøng ñeå saûn xuaát nhöïa, vaûi toång hôïp... I.3.4 - Phaûn öùng toång hôïp oxo: Toång hôïp oxo laø toång hôïp caùc anñehit hay xeton töø oxit cacbon vaø hiñro. Etylen thöïc hieän phaûn öùng toång hôïp oxo taïo ra andehit propanic baèng caùch cho khí than öôùt (CO:H2 =1:1) ñi qua etylen ôû nhieät ñoä 50 ¸ 1000C vaø aùp suaát 10Mpa vôùi xuùc taùc Coban, phaûn öùng toûa nhieät maïnh. CH2 = CH2 + CO + H2 CH3 - CH2 - CHO I.4 Ph­¬ng ph¸p ®iÒu chÕ etylen Cã rÊt nhiÒu ph­¬ng ph¸p ®iÒu chÕ etylen nh­: * LÊy etylen tõ khÝ tù nhiªn vµ khÝ cèc: ph­¬ng ph¸p nµy ®¬n gi¶n nhÊt, thùc hiÖn qu¸ tr×nh ng­ng tô, hÊp thô vµ tinh luyÖn ®Ó t¸ch riªng etylen * Sö dông qu¸ tr×nh cracking h¬i(steam cracking): ®©y lµ qu¸ tr×nh ®­îc sö dông phæ biÕn nhÊt hiÖn nay. Nguyªn liÖu chñ yÕu cña qu¸ tr×nh nµy la: etan,propan,butan,naphta,khÝ ho¸ láng vµ gasoil. ë Mü do co nguån khÝ thiªn nhiªn dåi dµo nªn nguyªn liÖu s¶n xuÊt etylen chñ yÕu lµ etan trong khi ®ã á NhËt B¶n vµ T©y ¢u l¹i sö dông ph©n ®o¹n naphta thu ®­îc tõ qu¸ tr×nh ch­ng cÊt dÇu th« cho môc ®Ých nµy(chiÕm 71% nguyªn liÖu lµ tõ naphta) * Khö n­íc cña r­îu etylic: dùa vµo ph¶n øng C2H5OH C2H4 + H2O Tuy nhiªn ph­¬ng ph¸p nµy cßn t¹o ra ph¶n phÈm phô la ete vµ r­îu etylic lµ nguån nguyªn liÖu ®¾t tiÒn. * Hydro ho¸ axetylen: Ph­¬ng ph¸p nµy ®­îc dïng ë c¸c n­íc kh«ng cã dÇu má vµ khÝ. Ph¶n øng hydro ho¸ axetylen tiÕn hµnh ë ¸p suÊt th­êng, nhiÖt ®é 2500C dïng xóc t¸c lµ Pd mang trªn silicagen. C2H2 + H2 C2H4 + 42Kcal Ph¶n øng nµy to¶ nhiÖt m¹nh vµ khã khèng chÕ. II. axit axetic II.1 Giíi thiÖu.[6] Axit axetic cã c«ng thøc la CH3COOH, khèi l­îng ph©n tö M= 60,08dvc. Trong giÊm cã kho¶ng 4-12% axit axetic vµ ®­îc s¶n xuÊt b»ng ph­¬ng ph¸p lªn men r­îu. Axit axetic ®­îc øng dông réng r·i trong c«ng nghiÖp, ®êi sèng vµ y häc nh­ lµ nguyªn liÖu quan träng ®Î s¶n xuÊt VA, anhy®ric axetic ®©y lµ nguyªn liÖu cÇn thiÕt ®Ó s¶n xuÊt nhùa lastic lµm phô da cho s¬n, keo d¸n, ®Çu läc thuèc l¸, nhùa xelulo… HiÖn nay n­íc s¶n xuÊt axit axetic tæng hîp nhiÒu nhÊt lµ Mü, T©y ¢u NhËt B¶n, Canada vµ Mexico. Tæng c«ng suÊt cña c¸c nhµ m¸y s¶n xuÊt axit axetic t¹i c¸c n­íc nµy ®¹t 4tr tÊn/n¨m II.2 - Tính chaát vaät lyù: [4,6] Axit axetic coù nhieät ñoä noùng chaûy 16,660C; nhieät ñoä soâi 117,90C ôû aùp suaát 101,3Kp. Axit axetic ôû nhieät ñoä thöôøng laø moät chaát loûng khoâng maøu, trong suoát, vò chua. Axit axetic ñoùng raén (chöùa<1% nöôùc) coù tính huùt aåm maïnh. Söï coù maët cuûa nöôùc ôû noàng ñoä nhoû hôn 0,1% theå tích laøm giaûm nhieät ñoä noùng chaûy cuûa axit axetic khoaûng 0,20C. Axit axetic tan voâ haïn trong nöôùc, laø dung moâi tan toát trong caùc chaát höõu cô, voâ cô. Noù laø hôïp chaát raát oån ñònh, hôi cuûa noù khoâng phaân huûy ôû 4000C. Axit axetic coù muøi haêng chua, laø chaát ñoäc, deã laøm hoûng nieâm maïc maét, laøm hoûng da khi ôû daïng ñaëc. Khi bò laøm laïnh ñoùng raén thaønh tinh theå khoâng maøu daïng laù moûng. Ngöôøi ta coù theå ñaùnh giaù ñoä tinh khieát cuûa axit axetic qua nhieät ñoä ñoâng ñaëc. Nhieät ñoä ñoâng ñaëc cuûa dung dòch axit axetic ñöôïc cho ôû baûng 2. Baûng 2 : Nhieät ñoä ñoâng ñaëc cuûa dung dòch axit axetic. [7] %khoái löôïng Nhieät ñoä ñoâng ñaëc,0C %khoái löôïng Nhieät ñoä ñoâng ñaëc,0C 100 99,6 99,2 98,8 98,4 98,0 97,6 97,2 16,75 15,84 15,12 14,49 13,86 13,25 12,66 12,09 96,8 96,4 66,0 93,46 80,6 50,6 18,11 11,48 10,83 10,17 7,1 -7,4 -19,8 -6,3 Tyû troïng cuûa dung dòch axit axetic ñaït cöïc ñaïi ôû khoaûng noàng ñoä 77¸78% troïng löôïng taïi nhieät ñoä 150C. Tyû troïng cuûa axit axetic tinh khieát laø moät haøm phuï thuoäc vaøo nhieät ñoä vaø ñöôïc cho trong caùc baûng 3,4 . AÙp suaát hôi vaø söùc caêng beà maët cuûa axit axetic ñöôïc trình baøy trong baûng 5,6 . Baûng 3: Tyû troïng cuûa dung dòch axit axetic ôû 1500C. [6] %khoái löôïng r,g/cm3 %khoái löôïng r,g/cm3 1 5 10 15 20 30 40 50 1,0070 1,0067 1,0142 1,0214 1,0284 1,0412 1,0523 1,0615 60 70 80 90 95 97 99 100 1,0685 1,0733 1,0748 1,0713 1,0660 1,0625 1,0580 1,0550 Baûng 4: Söï phuï thuoäc tyû troïng axit axetic tinh khieát vaøo nhieät ñoä [6] Nhieät ñoä,0C r,g/cm3 Nhieät ñoä,0C r,g/cm3 26,21 34,10 42,46 51,68 63,56 74,92 85,09 1,0420 1,0324 1,0246 1,0134 1,0007 0,9875 0,9761 97,42 106,70 117,52 129,86 139,52 145,60 156,40 0,9611 0,9506 0,9391 0,9235 0,9119 0,9030 0,8889 Baûng 5 : AÙp suaát hôi axit axetic tinh khieát phuï thuoäc vaøo nhieät ñoä. [6] Nhieät ñoä,0C P,mbar Nhieät ñoä,0C P,mbar 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 118,2 130,0 140,0 4,7 8,5 15,7 26,5 45,3 74,9 117,7 182,8 269,4 390,4 555,3 776,7 1013 1386,5 1841,1 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 2461,1 3160 4041 5091 6333 7813 9612 11733 14249 17057 20210 23854 28077 32801 Baûng 6: Söùc caêng beà maët cuûa axit axetic phuï thuoäc vaøo nhieät ñoä. [6] Nhieät ñoä,0C 20,1 23,1 26,9 42,3 61,8 87,5 s,mN/m 27,57 27,25 26,96 25,36 23,46 20,86 Baûng 7: Haèng soá phaân ly axit axetic. [7] Nhieät ñoä,0C 0 25 50 PKa 4,78 4,76 4,79 Baûng 8: Moät soá tính chaát vaät lyù khaùc cuûa axit axetic. Nhieät dung rieâng,Cp Daïng khí ôû 250C : 1,110 J/g.K Daïng loûng ôû 19,40C : 2,043 J/g.K Daïng tinh theå ôû 1,50C : 1,470 J/g.K ôû –175,80C : 0,783 J/g.K Ñoä nhôùt ôû 200C : 11,83 mPa.s ôû 250C : 10,97 mPa.s ôû 400C : 8,18 mPa.s Entanpi taïo thaønh DH0(loûng,250C) : -484,50 KJ/mol DH0(hôi,250C) : -432,25 KJ/mol Nhieät chaùy, DHc(loûng) : -874,8 KJ/mol Entropi S0(loûng,250C) : 159,8 J/mol.K S0(hôi,250C) : 282,5 J/mol.K Ñieåm chôùp chaùy coác kín : 430C Ñieåm töï boác chaùy : 4650C AÙp suaát tôùi haïn,Pc : 5,786 Mpa Nhieät ñoä tôùi haïn,Tc : 592,71K II.3 tÝnh chÊt ho¸ häc:[2,4] axit axetic cã nhãm cacboxyl do vËy cã tÝnh chÊt cña mét axit h÷u c¬ dã lµ: II.3.1- Tính axit: Trong dung dòch nöôùc, axit axetic phaân ly taïo ra anion, cation: CH3-COOH + HOH CH3COO- + H3O+ So vôùi axit voâ cô, axit axetic laø axit yeáu, coù haèng soá axit: Phaûn öùng vôùi NaOH: CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O II.3.2 - Phaûn öùng xaûy ra ôû nguyeân töû C cuûa nhoùm cacboxyl: * Phaûn öùng este hoùa: Axit axetic khi taùc duïng vôùi röôïu etylic coù maët xuùc taùc axit voâ cô taïo ra este. Ñaây laø phaûn öùng thuaän nghòch . CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2O Este etyl axetat *Taïo thaønh clorua axetyl: Thöïc chaát laø theá nhoùm -OH baèng nhoùm -Cl. CH3COOH + SOCl2 CH3COCl + SO2 + HCl CH3COOH + PCl5 CH3COCl + POCl3 + HCl 3CH3COOH + PCl3 3 CH3COCl + H3PO3 II.3.3 - Phaûn öùng decacboxyl hoùa: NaOH CaO Khi ñun noùng muoái natri cuûa axit axetic vôùi voâi toâi xuùt, cho metan. CH3COOH CH4 + CO2 Döôùi taùc duïng cuûa nhieät ñoä, xuùc taùc MnO2 taïo ra axeton. 4000C MnO2 2CH3COOH CH3COCH3 + CO2 + H2O II.3.4 - Phaûn öùng cuûa nguyeân töû cacbon a: P ñoû Do hieäu öùng sieâu lieân hôïp vôùi nhoùm cacbonyl (-CO), nguyeân töû hyñro a trong axit axetic deã bò thay theá bôûi halogen. Phaûn öùng tieán haønh toát nhaát khi coù löôïng photpho ñoû. CH3COOH + Br2 BrCH2COOH + HBr 90¸1000C S CH3COOH + Cl2 ClCH2COOH + HCl II.3.5 - Taïo thaønh axetamit: O O CH3COOH + NH3 CH3 - C CH3 - C ONH4 NH2 -H2O Khi ñun noùng axit axetic vôùi amoniac taïo thaønh muoái amoni axetyl, sau ñoù phaûn öùng tieáp theo taïo thaønh axetamit. II.3.6 - Taïo thaønh anhyñrit axetic: Khi ñun noùng ôû nhieät ñoä 700 ¸ 8000C vôùi chaát huùt nöôùc maïnh P2O5, hai phaân töû axit axetic maát 1 phaân töû nöôùc taïo ra anhyñrit axetic. P2O5 700 ¸ 8000C 2CH3COOH (CH3CO)2O + H2O II.3.7 - Taùc duïng vôùi kim loaïi taïo muoái axetat: Axit axetic khi phaûn öùng vôùi kim loaïi nhö Mn, Zn,Cu,Na... taïo ra muoái axetat. Caùc loaïi muoái naøy coù giaù trò söû duïng lôùn: axetat Zn, axetat Cu ñöôïc söû duïng ñeå saûn xuaát boät maøu. Ngoaøi ra coøn coù axetat Fe, axetat Na, axetat Mn... duøng laøm xuùc taùc cho quaù trình toång hôïp höõu cô. CH3COOH + Na CH3COONa + 0,5H2 2CH3COOH Mn (CH3COO)2Mn + H2 II.3.8 - Taïo axit peraxetic: Oxy hoùa axit axetic baèng H2O2 taïo ra axit peraxetic. CH3COOH + H2O2 CH3COOOH + H2O Phaûn öùng naøy xaûy ra vôùi söï coù maët cuûa xuùc taùc H2SO4 (10 ¸ 20% troïng löôïng). Hieän nay ngöôøi ta duøng axit peraxetic ñeå ñieàu cheá caùc hôïp chaát epoxy. II.3.9 - Taïo ra axeton phenol: Khi cho hôi cuûa hoãn hôïp axit axetic vaø axit benzoic ñi qua xuùc taùc ôû 400 ¸ 5000C taïo ra axetoân phenol. CH3COOH + C6H5COOH C6H5COCH3 + CO2 + H2O II.3.10 - Taùc duïng vôùi axetylen: Ø Axit axetic taùc duïng vôùi axetylen khi coù maët cuûa xuùc taùc Hg ôû 70 ¸ 800C seõ taïo thaønh etyliden diaxetat. 2CH3COOH + C2H2 CH3CH(OCOCH3)2 Khi ñoát noùng etyliden diaxetat coù maët cuûa xuùc taùc seõ phaân huûy thaønh axetalñehit vaø anhyñrit axetic. CH3CH(OCOCH3)2 CH3CHO + (CH3CO)2O Ø Töø axit axetic vaø axetylen taïo ra este khoâng no laø vinyl axetat. CH3COOH + C2H2 CH2=CHOCOCH3 II.3.10 - Taùc duïng vôùi axetylen: Ø Axit axetic taùc duïng vôùi axetylen khi coù maët cuûa xuùc taùc Hg ôû 70 ¸ 800C seõ taïo thaønh etyliden diaxetat. 2CH3COOH + C2H2 CH3CH(OCOCH3)2 Khi ñoát noùng etyliden diaxetat coù maët cuûa xuùc taùc seõ phaân huûy thaønh axetalñehit vaø anhyñrit axetic. CH3CH(OCOCH3)2 CH3CHO + (CH3CO)2O Ø Töø axit axetic vaø axetylen taïo ra este khoâng no laø vinyl axetat. CH3COOH + C2H2 CH2=CHOCOCH3 II.4 c¸c ph­¬ng ph¸p s¶n xuÊt axit axetic Axit axetic ®­îc ph¸t hiÖn c¸ch ®©y h¬n 5000 ngh×n n¨m tr­íc .nã ®­îc t×m thÊy trong dÊm. Ngµy nay nã ®­îc øng dông nhiªu trong c«ng nghiÖp tæng hîp h÷u c¬ nh­ tõ axit axetic cã thÓ tæng hîp t¹o ra polyme cã gi¸ trÞ kinh tÕ cao trong c«ng nghiÖp vµ trong ®êi sèng nh­ : thuèc trõ cá, lµm dung m«i,sîi tæng hîp, chÊt kÕt dÝnh,nhuém,in vµtrong y häc… Cã rÊt nhiÒu ph­¬ng ph¸p s¶n xuÊt axit axetic . tr­íc ®©y ng­êi ta ®iÒu chÕ b»ng ph­¬ng ph¸p lªn men vµ ch­ng kh« gç, oxyl ho¸ riÖu etylic tuy nhiªn c¸c ph­¬ng ph¸p nµy cho n¨ng suÊt thÊp do vËy ®Ó ®¸p øng nhu cÇu cña thÞ tr­êng th× cÇn ph¶i s¶n suÊt theo c¸c p­¬ng ph¸p sau: * oxyl ho¸ axetandehit:ph­¬ng ph¸p nµy cã thÓ tiÕn hµnh trong pha láng vµ pha h¬i ph¶n øng CH3CHO + 0,5O2 CH3COOH §©y lµ ph¶n øng to¶ nhiÖt m¹nh nªn g©y hiÖn t­îng nãng côc bé lµm cho t¹o ra nhiÒu s¶n phÈm phô do vËy ta ph¶i t×m c¸ch kh¾c phôc nh­îc ®iÓm nµy. * Oxyl ho¸ n butan trong pha láng dùa vµo ph¶n øng : C4H10 + 5/ 2 O2 2CH3COOH + H2O S¶n phÈm oxyl ho¸ cã thµnh phÇn phøc t¹p do cßn t¹o ra nhiÒu s¶n phÈm phô nh­ axit fomic,axit propanoic… do vËy vÊn ®Ò t¸ch s¶n phÈm phøc t¹p vµ tèn kÐm * S¶n xuÊt axit axetic tõ oxit cacbon vµ metanol: Naêm 1913, haõng BASF ñaõ thieát keá quaù trình saûn xuaát axit axetic töø metanol vaø CO ôû nhieät ñoä phaûn öùng laø 2500C, aùp suaát 70Mpa. CH3OH + CO CH3COOH Xuùc taùc: Co(CO)8, xuùc taùc chöùa Co naøy ñöôïc hoaït hoùa baèng axit HI. s¶n phÈm phô cña qu¸ tr×nh lµ CH4,CH3CHO, C2H5OH, CO2 ... hiÖu suÊt chuyÓn ho¸ axit axetic ®¹t 90% v¬i metanol vµ 70% víi CO. * S¶n xu©t axit axetic ®i tõ axetylen ,etylen : +0,5O2 Dùa vµo ph¶n øng sau CH º CH + H2O CH3CHO CH3COOH +0,5O2 CH2 = CH2 + 0,5O2 CH3CHO CH3COOH - H2 CH2 = CH2 + H2O CH3CH2OH CH3CHO CH3COOH B>.Giíi thiÖu vÒ s¶n phÈm vinyl axetat[4,9,10] I. Giíi thiÖu Nh­ trªn ®· nãi vinyl axetat lµ mét monome quan träng trong c«ng nghiÖp chÊt dÎo vµ sîi tæng hîp. Nã còng ®­îc dïng ®Ó s¶n xuÊt s¬n, keo d¸n cã ®é bÒn cao C«ng nghÖ s¶n xuÊt vinyl axetat cµng ngµy cµng ®­îc ph¸t triÓn s¶n l­îng vinyl axetat trªn thÕ giíi kh«ng ngõng ®­îc t¨ng lªn . n¨m 1968 ë Mü ®· s¶n xuÊt 708 triÖu pound vµ ë T©y ¢u vµ NhËt B¶n còng s¶n xuÊt víi l­îng lín. II. TÝnh chÊt vËt lý cña vinyl axetat : Vinyl axetat lµ mét chÊt láng kh«ng mµu, kh«ng mïi, dÔ b¾t löa,Ýt tan trong n­íc, tan tèt trong r­îi etylic. Moät soá tính chaát vaät lyù quan troïng cuûa VA ñöôïc trình baøy trong baûng 11 Baûng 11: Moät soá tính chaát vaät lyù cuûa VA: Nhieät ñoä soâi ôû 760mmHg : 72,70C AÙp suaát hôi ôû 200C : 92mmHg Tyû troïng hôi : 2,97 Tyû troïng chaát loûng : 0,9312g/ml Nhieät ñoä noùng chaûy : -92,80C Nhieät ñoä ñoâng ñaëc : -100,20C Nhieät dung rieâng 200C : 0,46cal/g 600C : 0,48cal/g Ñieåm chaùy Coác kín : 180F Coác hôû : 300F Nhieät ñoä tôùi haïn : 140,80C AÙp suaát tôùi haïn : 45,67atm Nhieät ñoä töï boác chaùy : 4270C Nhieät noùng chaûy : 495Kcal/mol Nhieät hoùa hôi : 7,8Kcal/mol Theå tích tôùi haïn : 0,265lít/mol Tyû troïng tôùi haïn : 0,324g/ml Baûng 12: Hoãn hôïp ñaúng phí cuûa VA vôùi moät soá chaát. [9] Caáu töû ñaúng phí Ñieåm ñaúng phí,0C Thaønh phaàn VA,%(k.löôïng) Nöôùc Metanol 2-propanol Xyclohexan Heptan 66,0 58,9 70,8 67,4 72,0 92,7 63,4 77,6 61,3 83,5 III. TÝnh chÊt ho¸ häc cña vinyl axetat : Vinyl axetat cã c«ng thøc cÊu t¹o CH2 = CHOCOCH3 .cã liªn kªt nªn vinyl axetat cã ®Çy ®ñ tÝnh chÊt quan träng cña hîp ch©t hydrocacbon kh«ng no. III.1 - Phaûn öùng coäng: Ø Coäng halogen (Cl2,Br2) : taïo thaønh dihalogen etyl axetatCH2 = CHOCOCH3 + Cl2 ClCH2 - CHCl Diclorua etylaxetat CH2 = CHOCOCH3 + Br2 BrCH2 - CHBr Dibromua etyl axetat OCOCH3 OCOCH3 CH3 - CH - Cl CH2 = CHOCOCH3 + HCl 1-Clorua etyl axetat ClCH2 - CH2 2- Clorua etyl axetat OCOCH3 OCOCH3 Ø Coäng vôùi HX (HCl,HBr) : taïo thaønh 1 hay 2- halogen etyl axetat. Ø Coäng röôïu ROH: CH2 = CHOCOCH3 + ROH CH3CHO + CH3COOR Hieäu suaát 90% KOH -VA taùc duïng vôùi röôïu trong moâi tröôøng kieàm. -VA taùc duïng vôùi röôïu trong moâi tröôøng axit. CH2 = CHOCOCH3 + ROH CH3COOR + CH3 - CH + CH3 -CH - OR OR H2SO4 OR OCOCH3 OR CH2 = CHOCOCH3 + ROH CH3 - CH + CH3 - CH - O - R OR OCOCH3 HgOBF3 BF3 Hieäu suaát 90% -VA taùc duïng vôùi röôïu trong moâi tröôøng axit maïnh vaø xuùc taùc laø muoái thuûy ngaân. CH2 = CHOCOCH3 + CH3 - CH - CN CH3 - CH - CN + CH3CHO OH OCOCH3 OH- Ø Coäng hôïp chaát xianua: OH OH CH = CH2 H+ CH2 = CHOCOCH3 + +CH3COOH Ø Coäng vôùi phenol: CH2 = CHOCOCH3 + HCHO CH2 = CH - CHO + CH3COOH H+ H3PO4 Ø Coäng vôùi metanal: Ø Coäng vôùi clorua nitranyl: CH2 = CHOCOCH3 + Cl - N = O CH2 - CH - OCOCH3 Cl N = O CH2 = CHOCOCH3 + O = N - O - N =O CH2 - CH - OCOCH3 NO2 N = O Ø Coäng vôùi anñehit nitô: CH2 = CHOCOCH3 + CH3COOH CH2 = CHOCOCH3 + CH3COOH CH3CHO + (CH3CO)2O H+ CH3 - CH OCOCH3+ OCOCH3 PdCl2 CH3COONa Ø Coäng vôùi axit axetic: Ø Coäng vôùi cacbon tetraclorua (CCl4): CH2 = CHOCOCH3 + CCl4 Cl3C[CH2CH(OCOCH3)]nCl Bz2O2 Ø Coäng vôùi CCl3Br: CH2 = CHOCOCH3 + CCl3Br Cl3CCH2 - CHBr OCOCH3 CH2CHOCOCH3 + C4H9SH C4H9SCH2CH2 OCOCH3 BF3 Ø Coäng vôùi mecaptan: Ø Coäng vôùi NH3: CH2 = CHOCOCH3 + NH3 CH3CH(OH)NH2 + CH3CONH2 Hieäu suaát 55% HiÖu xuÊt 59% -Phaûn öùng xaûy ra ôû nhieät ñoä phoøng: - Phaûn öùng xaûy ra ôû 1300C vaø xuùc taùc CH3OH: 4CH2 = CHOCOCH3 + 5NH3 + 4CH3CONH2 + 4H2O N CH3 H5C2 Hieäu suaát 10% Hieäu suaát 75% CH3OH 1300C CH2 = CHOCOCH3 + (C4H9)2NH (C4H9)2NCH2CH2 OCOCH3 Hieäu suaát 50% Ø Coäng vôùi ñibutyl amin: CH2 = CHOCOCH3 + CH3COCl CH3COCH2COCH3 + HCOCl Axetyl axeton Clorua fomyl AlCl3 Ø Phaûn öùng coäng vôùi axetyl clorua ñeå taïo thaønh axetyl axeton vôùi xuùc taùc AlCl3. III.2 - Phaûn öùng oxy hoùa: Vinyl axetat bÞ oxyl ho¸ bëi hydropeoxit H2O2 d­íi t¸c dông cña xóc t¸c Osmi tetraoxit t¹o thµnh glycol aldehit: CH2 = CHOCOCH3 + H2O2 OsO4 HOCH2CHO + CH3COOH VA döôùi taùc duïng cuûa chaát oxy hoùa maïnh KMnO4 coù maët kieàm KOH taïo thaønh axetat etylenglycol. CH2 = CHOCOCH3 + 2KMnO4 + 2KOH CH2 - CH OCOCH3 + 2K2MnO4 OH OH III.3 - Phaûn öùng truøng hôïp: Phaûn öùng quan troïng nhaát cuûa VA laø phaûn öùng truøng hôïp theo cô cheá goác töï do. Quùa trình truøng hôïp coù theå ñöôïc khôi maøo baèng caùc hôïp chaát hyñroxyl cuûa caùc chaát thôm, caùc hôïp chaát nitro, amin, oxy, muoái ñoàng, caùc polyolefin coù noái ñoâi lieân hôïp, sunfua...VA nguyeân chaát ôû nhieät ñoä thöôøng truøng hôïp raát chaäm, nhöng neáu coù taùc duïng cuûa aùnh saùng hay caùc peoxit thì phaûn öùng truøng hôïp xaûy ra nhanh. VA truøng hôïp cho polyvinyl axetat (PVA). PVA laø moät chaát deûo raát coù giaù trò. OCOCH3 nCH2=CHOCOCH3 [- CH2 - CH -]n PVA duøng ñeå saûn xuaát sôn coù ñoä baùm dính cao, ñeå cheá bieán beà maët da vaø vaûi...Töø PVA coù theå ñieàu cheá ra röôïu polyvinilic baèng caùch cho PVA taùc duïng vôùi kieàm hoaëc axit trong moâi tröôøng röôïu ROH. CH2 - CH - CH2 - CH - CH2 - CH CH2 - CH - CH2 - CH - CH2 - CH + CH3COOR OCOCH3 OCOCH3 OCOCH3 H+ hoaëc OH- ROH OH OH OH Röôïu polyvinilic laø baùn saûn phaåm duøng ñeå saûn xuaát sôïi vinylon, keo daùn... III.4 - Phaûn öùng ñoàng truøng hôïp : Vôùi noái ñoâi trong phaân töû VA coù theå tham gia vaøo moät soá phaûn öùng ñoàng truøng hôïp vôùi caùc monome khaùc taïo ra copolyme coù nhieàu öùng duïng trong thöïc teá nhö: axit acrylic, acrynonitril, vinyl clorua, styren, anhyñrit maleic, etyl vinyl ete...Ví duï nhö khi ñoàng truøng hôïp VA vôùi vinyl clorua thu ñöôïc loaïi chaát deûo vinilic, loaïi chaát deûo naøy duøng laøm maøng moûng, sôn … nCH2 = CHOCOCH3 + n CH2 = CH [- CH2 - CH - CH2 - CH -]n OCOCH3 Cl Cl III.5 - Phaûn öùng thuûy phaân VA, PVA: Ø Phaûn öùng thuûy phaân VA khoâng taïo ra röôïu nhö caùc phaûn öùng thuûy phaân este khaùc vì saûn phaåm taïo ra khoâng beàn chuyeån ngay thaønh axetalñehit, xuùc taùc laø axit . CH2 = CHOCOCH3 + H2O CH3COOH + CH3CHO Ø Khi thuûy phaân PVA trong moâi tröôøng axit thu ñöôïc röôïu polyvinilic. [-CH2 - CH -]n + nH2O [ - CH2 - CH-]n +n CH3COOH OCOCH3 H+ OH III.6 - Töø VA taïo ra caùc vinyl este khaùc: VA coøn coù theå söû duïng ñeå ñieàu cheá caùc vinyl este khaùc bôûi phaûn öùng trao ñoåi nhoùm vinyl vôùi goác axit khaùc. Xuùc taùc laø muoái cuûa Hg vaø moâi tröôøng axit. CH2 = CHOCOCH3 + RCOOH CH3COOH + CH2=CHOCOR Hg2+ H+ Ch­¬ng ii Giíi thiÖu vÒ c¸c ph­¬ng ph¸p s¶n xuÊt vinyl axetat i-giíi thiÖu chung Trªn thÕ giíi cã rÊt nhiÒu ph­¬ng ph¸p s¶n xuÊt vinyl axetat nh­ng nh×n chung th× cã hai ph­¬ng ph¸p chÝnh ®Ó s¶n xuÊt VA trªn thª giíi hiÖn nay ®ã lµ: Tõ axetylen vµ axit axetic . ph¶n øng nµy ®­îc thùc hiÖn trong pha láng hay pha khÝ tuy nhiªn hiÖn nay trong s¶n xuÊt ng­êi ta chØ thùc hiÖn trong pha khÝ Tõ etylen vµ axit axetic víi sù cã mÆt cña oxi trong kh«ng khÝ. ®©y lµ ph­¬ng ph¸p hiÖn ®¹i ®­îc dïng ®Ó s¶n xuÊt 90% s¶n l­îng VA cña Mü vµ 60% s¶n l­îng cña T©u ¢u vµ NhËt B¶n. ngoµi hai ph­¬ng ph¸p chÝnh ra cßn mét sè ph­¬ng ph¸p phô kh¸c nh­: s¶n xuÊt VA tõ axetandehit vµ axetic anhydrit ë nhiÖt ®é trªn 3000 C , s¶n xuÊt VA b»ng ph¶n øng cacboyl ho¸ metyl axetat, s¶n xuÊt VA b»ng ph­¬ng ph¸p nhiÖt ph©n etylen glycol diaxetat. II- ph­¬ng ph¸p s¶n xu©t VA tõ axetylen vµ axit axetic :[9,7] Qu¸ tr×nh tæng hîp VA tõ axetylen vµ axit axetic ®­îc b¾t ®Çu ph¸t triÓn trong pha láng vµo ®Çu thÕ kØ 20 khi nhµ b¸c häc Klatte tæng hîp ®­îc vinyl axetat tõ axetylen vµ axit axetic trong pha láng. Nh­ng c«ng nghÖ chÝnh lµ ë pha h¬i vµ ®­îc øng ông réng r·i vao nh­ng n¨m 60. Qu¸ tr×nh dùa trªn ph¶n øng to¶ nhiÖt m¹nh sau. CH3COOH + CH º CH CH2 = CHOCOCH3 II.1 Ph¶n øng trong pha láng Ph¶n øng chÝnh: CH3COOH + CH º CH CH2=CHOCOCH3 Ph¶n øng phô : CH2 = CHOCOCH3 + CH3COOH CH3CH(OCOCH3)2 Nh­ vËy ngoµi s¶n phÈm chÝnh lµ VA, qu¸ tr×nh cßn t¹o ra s¶n phÈm phô lµ etylen diaxetat vµ c¸c s¶n phÈm kh¸c. Do ®ã ®Ó n©ng cao hiÖu suÊt s¶n phÈm chÝnh cÇn ph¶i h¹n chÕ t¹o thµnh s¶n phÈm phô b»ng c¸c biÖn ph¸p sau: - T¸ch nhanh VA ra khái vïng ph¶n øng. - Pha lo·ng dung dÞch ph¶n øng b»ng nh÷ng chÊt cã t¸c dông víi CH3COOH d­ ®Ó gi¶m bít sù t¸c dông cña axit axetic víi VA. - Khèng chÕ nhiÖt ®é nhá h¬n nhiÖt ®é t¹o thµnh etyliden diaxetat. 1-C¬ chÕ: CH º CH + HgSO4 HC = CH HC = CH + CH3COOH HgSO4 + CH2 = CHOCOCH3 HgSO4 HgSO4 2-Xóc t¸c : Xóc t¸c dïng ®Ó s¶n xuÊt VA trong pha láng lµ muèi thuû ng©n cña c¸c axit v« c¬ kh¸c nhau: axit sunfuric, axit photphoric ... Xóc t¸c cã ho¹t tÝnh tèt nhÊt trong qu¸ tr×nh lµ HgO + CH3COOH vµ oleum ë nhiÖt ®é th­êng. §Ó gi¶m s¶n phÈm phô ng­êi ta dïng mét sè xóc t¸c kh¸c nh­ c¸c sunfoaxit h÷u c¬ vµ c¸c muèi thuû ng©n cña chóng, cho thªm chÊt trî xóc t¸c nh­ BF3,HF ... c¸c chÊt nµy lµm t¨ng ho¹t tÝnh xóc t¸c, t¨ng kh¶ n¨ng chän lùa tèc ®é chän läc vµ gi¶m nhiÖt ®é qu¸ tr×nh. ë mét sè n­íc dïng xóc t¸c cã thµnh phÇn nh­ sau: ( tÝnh cho 1 Kg axit axetic ) HgO = 4 (g). BF3 = 1¸1,5 (g). HF = 0,5 ( g) . Sau mét thêi gian lµm viÖc xóc t¸c bÞ mÊt ho¹t tÝnh vµ cÇn ph¶i t¸i sinh. 3- NhiÖt ®é: NhiÖt ®é lµ mét yÕu tè quan träng ¶nh h­ëng rÊt lín tíi hiÖu suÊt cña VA. NhiÖt ®é th­êng ®­îc duy tr× tõ 60 ¸ 80 oC. NhiÖt ®é cµng cao th× ph¶n øng t¹o ra s¶n phô cµng nhiÒu nh­: etyliden diaxetat, axetaldehit, n­íc ... Do ®ã kh«ng nªn thùc hiÖn ph¶n øng lín h¬n 80oC. NÕu nhiÖt ®é qu¸ thÊp, vËn tèc ph¶n øng nhá, l­îng VA t¹o thµnh sÏ bÞ gi÷ l¹i trong dung dÞch thùc hiÖn c¸c ph¶n øng thø cÊp kh¸c nh­ ph¶n øng trïng hîp, ph¶n øng céng ... Víi xóc t¸c HgSO4 th× duy tr× 60¸65oC. 4- ¸p suÊt: Qu¸ tr×nh tæng hîp VA trong pha láng tiÕn hµnh ë ¸p suÊt thÊp 0,1 ¸ 0,2.106 Pa. II.2 - C«ng nghÖ s¶n xu©t VA tõa axetylen va axit axetic trong pha khÝ: Ph­¬ng ph¸p nµy hay ®­îc sö dông nhiÒu h¬n vµ ®­îc ph¸p triÓn bëi h·ng Wacker(1930) cho tíi tËn n¨m 60 tÊt c¶ s¬ ®å s¶n xu©t VA trªn thÕ giíi vÉn dïng ph­¬ng ph¸p nµy. Xñc t¸c cña qu¸ tr×nh nµy lµ xóc t¸c muèi kim lo¹i/chÊt mang: axetat (Hg,Bi,Zn hoÆc Cd)/C* . II.2.1- C¬ së ho¸ lý cña qu¸ tr×nh. *C¬ chÕ ph¶n øng C¬ chÕ ph¶n øng C2H2 víi CH3COOH trong pha khÝ cã xóc t¸c axetat Zn trªn than ho¹t tÝnh bao gåm c¸c giai ®o¹n hÊp phô ho¸ häc C2H2 víi ion Zn2+ t¹o thµnh phøc p trung gian. Sau ®ã lµ sù tÊn c«ng cña ph©n tö C2H2 ®· ®­îc ho¹t ho¸ b»ng ion axetat vµ cuèi cïng lµ t¸c dông víi CH3COOH t¹o ra VA, hoµn nguyªn l¹i xóc t¸c. Zn 2+(OCOCH3)-2 HC º CH [CH=CHOCOCH3] Zn 2+(OCOCH3)2- Zn2+(OCOCH3)2- + CH2 = CHOCOCH3 Zn+(OCOCH3)- + C2H2 +CH3COOH Ø Ph¶n øng phô: §©y lµ qu¸ tr×nh xóc t¸c dÞ thÓ, s¶n phÈm chÝnh lµ VA. HC º CH CH2 = CHOCOCH3 CH3CH(OCOCH3)2 +HOOCCH3 +HOOCCH3 EDA Nh­ng vÉn cã nh÷ng s¶n phÈm phô, ®ã lµ VA tiÕp tôc kÕt hîp víi CH3COOH t¹o thµnh EDA. Do vËy sÏ xuÊt hiÖn mét hÖ ph¶n øng song song- nèi tiÕp. Giai ®o¹n ®Çu x¶y ra víi vËn tèc lín h¬n nhiÒu so víi giai ®o¹n thø hai, tuy nhiªn vÉn cÇn cã mét l­îng d­ C2H2 so víi CH3COOH ®Ó h¹n chÕ tèi ®a sù t¹o thµnh EDA. Ø Ph¶n øng ph©n hñy CH3COOH t¹o thµnh axeton: 2CH3COOH CH3COCH3 + CO2 + H2O Ø Ph¶n øng ph©n huû VA t¹o thµnh axit axetic vµ etanal: CH2 = CHOCOCH3 + H2O CH3COOH + CH3CHO Ø Ph¶n øng ph©n huû axetylen t¹o thµnh etanal: HC º CH + H2O CH3CHO Ø C¸c ph¶n øng t¹o thµnh polyme: nCH º CH [- HC = CH -]n , PA OCOCH3 nCH2 = CHOCOCH3 [- CH2 - CH -]n , PVA Tuy nhiªn c¸c ph¶n øng nµy cã tèc ®é chËm vµ l­îng s¶n phÈm phô t¹o thµnh kh«ng nhiÒu. Nguyªn nh©n g©y ra nh÷ng ph¶n øng phô lµ do l­îng xóc t¸c dïng cho 1 lÝt C2H2 n»m ngoµi kho¶ng khèng chÕ cho phÐp hoÆc do tû lÖ t¸c nh©n vµ nhiÖt ®é kh«ng thÝch hîp. Khi l­îng xóc t¸c gam/lÝt C2H2 trong mét giê t¨ng hay gi¶m qu¸ giíi h¹n cho phÐp sÏ g©y ra nh÷ng ph¶n øng phô trïng hîp C2H2, VA t¹o thµnh c¸c polyme b¸m lªn bÒ mÆt xóc t¸c, g©y ph©n huû xóc t¸c, lµm cho ho¹t tÝnh xóc t¸c gi¶m. mÆt kh¸c xóc t¸c cã thÓ bÞ ngé ®éc vÜnh viÔn bëi c¸c cÊu tö nh­:AsH3,PH3,H2S … do vËy nguyªn liÖu ®Çu axetylen ph¶i ®­îc lµm s¹ch tr­íc b»ng cach röa víi NaOH. * NhiÖt ®é ph¶n øng. NhiÖt ®é thÝch hîp víi lo¹i xóc t¸c axetat Zn lµ 180 ¸ 2100C. ë nhiÖt ®é thÊp h¬n th× hiÖu suÊt thu ®­îc VA nhá vµ ë nhiÖt ®é cao qu¸ th× lµm cho xóc t¸c gi¶m ho¹t tÝnh. *¸p suÊt . Sö dông ¸p suÊt khÝ quyÓn * Tû lÖ C2H2/CH3COOH. Tû lÖ sè mol C2H2/CH3COOH tèt nhÊt cho hiÖu suÊt chuyÓn ho¸ thµnh VA cao nhÊt lµ 8 ¸ 10/ 1. Nh­ng trong thùc tÕ s¶n xuÊt ng­êi ta chØ cho d­ tõ 4 ¸ 5 lÇn, tøc lµ tû lÖ sè mol C2H2/CH3COOH tèt nhÊt lµ 4:1 ¸ 5:1, v× t¨ng l­îng C2H2 d­ nhiÒu h¬n n÷a th× hiÖu suÊt chuyÓn ho¸ t¨ng mµ l¹i ph¶i tuÇn hoµn mét l­îng lín C2H2. Axetylen vµ axit axetic ph¶i kh« ®Ó tr¸nh ph¶n øng hy®rat ho¸. §ång thêi cÇn ph¶i lµm s¹ch C2H2 hÕt nh÷ng chÊt g©y ngé ®éc xóc t¸c, nhÊt lµ C2H2 ®­îc s¶n xuÊt tõ cacbua canxi th­êng cã nhiÒu H2S, NH3, PH3, AsH3, ... S¶n xuÊt VA theo ph­¬ng ph¸p pha h¬i nÕu khèng chÕ ®­îc c¸c ®iÒu kiÖn kü thuËt nghiªm ngÆt th× cã ®­îc hiÖu suÊt VA sÏ ®¹t 95 ¸ 98% tÝnh theo axit axetic vµ 92 ¸ 95% tÝnh theo axetylen. II.2.2- S¬ ®« c«ng nghª vµ nguyªn lý ho¹t ®éng cña qu¸ tr×nh s¬ ®å c«ng nghÖ:(H·ng Wacker)( h×nh 1). Nguyªn lý ho¹t ®éng: (h×nh 1). L­îng axetylen tinh khiÕt vµ axetylen tuÇn hoµn ®­îc trén lÉn víi nhau, cïng víi axit axetic tinh khiÕt vµ axit axetic tuÇn hoµn trén lÉn víi nhau ®­îc ®­a vµo thiÕt bÞ bèc h¬i (1). ThiÕt bÞ bèc h¬i ®­îc khèng chÕ ë nhiÖt ®é 70¸800C, ¸p suÊt 0,3.106 Pa, ra khái thiÕt bÞ nµy ë ®¸y th¸p, mét phÇn ®­îc ®un nãng vµ ®­a trë l¹i ®¸y th¸p bëi thiÕt bÞ ®un nãng (5), mét phÇn s¶n phÈm nÆng ®­a ra ngoµi nhê b¬m (13). Hçn hîp khÝ ra khái ®Ønh th¸p (1) ®­îc gia nhiÖt bëi thiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt ng­îc chiÒu (3), sau._.