Đồ án môn học
Quy trình sản xuất Vinyl clorua
Đồ án môn học SV: Nguyễn Tạ Quang Huy
1
MỞ ĐẦU
Vinyl clorua đầu tiên được sản xuất vào năm 1835 bởi Justus Volt Liebig
và sinh viên của ông là Henry. Họ thu được nó bằng việc thực hiện clorua
kép etylen theo phương pháp của Hydroxit kali trong Etanol.
Vào năm 1912, một nhà hoá học Đức là Frans, làm việc cho Griesheim-
Elektron đã được cấp bằng sang chế về một phương pháp sản xuất
vinylclorua từ Axetylen và Hidroclorua sử dụng thuỷ ngân II clorua như một
chất xúc tác. Phương pháp này thì được sử dụng rộng rải trong những năm
1930 đến 1940.
Ứng dụng của nó ngày càng được sử dụng rộng rải và ngày càng không
thể thiếu được trong đời sống của con người. Do đó ngành công nghiệp về
vật liệu polime cũng được phát triển. Vinylclo rua có công thức hoá học là:
CH2=CHCl. Để cho ngành công nghiệp về vật liệu polime tồn tại và phát
triển hơn cần phải nghiên cứu và sản xuất ra nguồn nguyên liệu cần cung cấp
cho nó là rất quan trọng, cho nên việc điều chế Vinylclorua đã tạo ra một
bước chuyển lớn trong công nghiệp hoá chất.
Vinylclorua được ứng dụng trong công nghiệp chủ yếu được dung làm
monome trong quá trình polime hóa để tổng hợp thành polivinylclorua
(PVC), khoảng 95% tổng hợp vinylclorua dung để tổng hợp PVC và các
polime khác. PVC là chất dẻo có nhiều tính chất mà ta mong muốn như độ ổn
định hóa học cao ít bị ăn mòn (ít bị phá huỷ bởi các axit mạnh như H2SO4,
HCl) có khả năng co giản và độ bền tương đối lớn, cách điện tốt không thấm
nước, không bị phá huỷ khi tiếp xúc với nước và có một số tính năng ưu việc
khác. Do có những tính ưu việc như vậy nên PVC được dung để sản xuất các
loại ống dẫn các chất hoá học, làm vật liệu lót bên trong các thiết bị hoá học
làm việc ở nhiệt độ thấp để thay thế thép không rỉ và các hợp kim đắt tiền.
Tổng mức tiêu thụ PVC toàn cầu hiện đạt khoảng 32 triệu tấn/ năm. Sản
xuất PVC đang tăng trưởng tốt tại châu Á do nhu cầu xây dựng cơ sở hạ tầng
cũng như các nhu cầu xây dựng khác tăng nhanh của hoạt động sản xuất kinh
doanh PVC về phía châu Á. Tại đây, tốc độ tăng trưởng của sản xuất PVC
đạt khoảng 7%, gần bằng tốc độ tăng trưởng GDP trung bình của châu lục
này. Trong khi đó, dự báo sản xuất PVC tại Mỹ và châu Âu trong năm tới chỉ
tăng dưới 3%/ năm. Vì vậy, đến năm 2010 tổng mức tiêu thụ PVC tại châu Á
sẽ lớn hơn so với châu Âu và Mỹ.
Đồ án môn học SV: Nguyễn Tạ Quang Huy
2
Trong những năm gần đây, nước ta cũng đang rất quan tâm đến vấn đề
này. Giúp chúng ta có thể tự chủ động sản xuất VC và PVC trong nước, giảm
bớt tình trạng nhập VC như hiện nay. Đó là việc nhà máy lọc dầu số I Dung
Quất ( Quảng Ngãi) sẽ đi vào hoạt động vào đầu năm 2009, sau đó sẽ là hàn
loạt các nhà máy khác như ở Nghi Sơn (Thanh Hoá), Phú Yên, Nhơn Hội
(Quy Nhơn), và trong miền Nam.
Trên thế giới hiện nay, công nghệ sản xuất VC đi từ HCl và C2H2 vẫn
được áp dụng vì công nghệ đơn giản, lợi ích từ việc giảm giá thành sử dụng
như trước kia yêu cầu sử dụng nguyên liệu thô là hidrocacbon đắt tiền. Và sử
dụng công nghệ này cũng rất phù hợp với điều kiện ở Việt Nam vì chúng ta
có nguồn nguyên liệu axetylen ở nước ta rất phong phú vì có trữ lượng tự
nhiên lớn, núi đá vôi nhiều. Với những điều kiện thuận lợi như vậy chúng ta
sẽ hạn chế được nguồn nguyên liệu VC ngoại nhập nhưng vẫn đáp ứng đầy
đủ nhu cầu của các ngành công nghiệp trong nước, công nghiệp sản xuất VC
từ C2H2 và HCl cần phải được phát triển hơn nửa.
SV Nguyễn Tạ Quang Huy
Đồ án môn học SV: Nguyễn Tạ Quang Huy
3
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1
Phần I TỔNG QUAN ........................................................................................... 5
CHƯƠNG I: TÍNH CHẤT CỦA NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM ....................... 5
I.1 Tính chất của nguyên liệu: .............................................................................. 5
I.1.1 Tính chất của axetylen:............................................................................. 5
I.1.2 Các phương pháp điều chế axetylen: ........................................................ 9
I.2 Tính chất của axit HCl: ................................................................................. 12
I.2.1 Tính chất vật lý: ..................................................................................... 12
I.2.2 Tính chất hóa học: .................................................................................. 12
I.2.3 Các phương pháp sản xuất axit HCl phổ biến trên thế giới: .................... 13
I.3 Tính chất của sản phẩm VC: ......................................................................... 13
I.3.1 Tính chất vật lý : .................................................................................... 13
I.3.2 Tính chất hóa học: .................................................................................. 14
I.4 Ảnh hưởng của VC tới sức khỏe con người và môi trường: .......................... 16
I.4.1 Đối với sức khỏe con người: .................................................................. 16
I.4.2 Đối với môi trường:................................................................................ 16
I.4.3 Bảo quản VC: ......................................................................................... 16
CHƯƠNG II: CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT VC ......................................... 17
II.1 Công nghệ tổng hợp VC từ Etylen: .............................................................. 17
II.1.1 Sản xuất EDC bằng quá trình clo hoá Etylen: ........................................ 17
II.1.2 Nhiệt phân DEC tạo VC: ....................................................................... 20
II.1.3 Quá trình Clo hoá Etylen:...................................................................... 22
II.2 Sản xuất VC bằng các quá trình liên hợp: .................................................... 24
1. Sơ đồ 1: ...................................................................................................... 24
2. Sơ đồ 2: ...................................................................................................... 24
4. Sơ đồ 4: ...................................................................................................... 25
II.3 Sản xuất VC đi từ Axetylen: ........................................................................ 25
II.3.1 Cở sở quá trình sản xuất VC từ axetylen dựa trên phản ứng: ................. 25
II.3.2 Cơ chế của quá trình sản suất VC từ axetylen: ...................................... 25
II.4 Một số sơ đồ công nghệ sản xuất VC từ C2H2 và HCl xúc tác HgCl2/C*: ... 31
II.4.1 Sơ đồ công nghệ sản xuất VC cổ điển: .................................................. 31
II.4.2 Sơ đồ công nghệ sản xuất VC hiện đại: ................................................. 32
II.4.3 So sánh công nghệ ................................................................................ 35
Đồ án môn học SV: Nguyễn Tạ Quang Huy
4
PHẦN II. TÍNH TOÁN ......................................................................................... 36
III.1 Xác định thời gian làm việc của phân xưởng: ............................................. 36
III.2 Tính cân bằng vật chất: .............................................................................. 37
PHẦN 3: TÌNH HÌNH CỦA NGÀNH CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT VC CỦA
MỘT SỐ QUỐC GIA TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM. .................................... 40
IV.1 Kế hoạch sản xuất VCM ở Wilhelmshaven( CHLB Đức)........................... 40
IV.2 Công nghệ sản xuất VCM ở Kerteh( Malaysia): ......................................... 40
IV.3 Tình hình sản xuất VCM ở Việt Nam:........................................................ 41
KẾT LUẬN ........................................................................................................... 44
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 45
