Đồ án công nghệ Thiết kế phân xưởng sản xuất Acetaldehyt
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU
Trong công nghiệp tổng hợp hữu cơ Axetaldehyt đóng một vai trò rất quan trọng.
Nó là chất trung gian để sản xuất các chất khác. Một lượng lớn Axetaldehyt là để sản
xuất axit Axetic. Từ Axetaldehyt ta tổng hợp ra thuốc nhộm, poli-este, sản xuất chất
bảo quản, poli Axetaldehyt…là những chất đóng vai trò rất quan trọng trọng trong nền
công nghiệp hiện nay.
Vào những năm 1970, công suất của quá trình sản xuất theo phương pháp oxi
hóa trực tiếp trên thế giới 2 x 10
6
tấn/năm. Nó được sản xuất chủ yếu ở Celanese và
hãng Eastman (USA), hãng Wacker - Chemic và hãng Hoechst (Đức) và hãng
Aldehyde Co., Kyo-Wa Yuka Co., Mitsubishi Chemical Industries, Chisso Corp.,
Sumitomo, Showa Denko, Mitsui (Nhật Bản), Montedison (Italia), Lonza (Thuỵ Điển)
hãng Pemax (Mexico). Năng suất của quá trình sản xuất axetaldehyt bằng cách oxi hóa
trực tiếp từ etylen tăng lên từ năm 1960. Hiện nay sản lượng Axetaldehyt trên thế giới
là hơn 1 tỷ tấn mỗi năm.
Ở Việt Nam, ngành công nghiệp dầu khí đang ngày càng phát triển tạo ra một
nguồn nguyên nhiên liệu dồi dào cho các nghành công nghiệp khác, đặc biệt là nghành
tổng hợp hữu cơ, từ đó tổng hợp được vô số các hợp chất hóa học phục vụ cho đời
sống. Vì vậy với tính toán thiết kế quy trình công nghệ sản xuất Axetaldehyt là một
điều cần thiết và quan trọng. Đó cũng là lý do để chúng tôi thực hiện đề tài này.
Nội dung của đề tài gồm:
• Tổng quan lý thuyết về Axetaldehyt
• Thiết kế quy trình công nghệ
GVHD: Dương Khắc Hồng Trang 1
Đồ án công nghệ Thiết kế phân xưởng sản xuất Acetaldehyt
• Tính toán cho thiết bị chính
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LÍ THUYẾT
1.1. Giới thiệu chung về Axetaldehyt

Tỉ trọng tương đối d
4
t
= 0,8045 ÷ 0,001325t
Chỉ số khúc xạ n
D
t
= 1,34240 ÷ 0,0005635 t
Tỉ trọng pha hơi so với không khí 1,52
Bảng 1.2: Sức căng bề mặt tại nhiệt độ và tỷ trọng khác nhau:
Nhiệt độ,
o
C d
4
t
Sức căng bề mặt mN cm
-1
0,1 0,8090 23,9
20,0 0,7833 21,2
50,0 0,74099 17,0
Bảng 1.3: Áp suất hơi của axetandehyt trong pha hơi
Nhiệt độ
o
C Áp suất hơi, mmHg Nhiệt độ
o
C Áp suất hơi, atm
GVHD: Dương Khắc Hồng Trang 2
Đồ án công nghệ Thiết kế phân xưởng sản xuất Acetaldehyt
-97 3 20,8 1
-48 33 44,8 2

; K = 0,7 x 10
-4
mol/l
Hầu hết axetandehyt có thể trộn lẫn với nước và những dung môi hữu cơ để tạo
hỗn hợp đồng sôi như là tạo với axit axetic, benzen, axeton, etanol, metanol, dung môi
naphta, toluen, xilen, etyl ete, parandehyt.
1.1.2. Tính chất hóa học.
Do trong phân tử có nhóm (-CO), là nhóm phân cực về phía O làm phân cực liên
kết do đó Axetaldehyt phản ứng hóa học mạnh hơn Ankel. Axetaldehyt là hợp chất có
khả năng phản ứng hóa học khá cao, nó là hợp chất điển hình có chứa nhóm andehyt
(CHO).
- Phản ứng đặc trưng: cộng Nucleophil A
N
Ví dụ: Cộng H
2
, HCN, RMgX, bisunfit, ancol…
CH
3
CHO + H
2
CH
3
CH
2
OH
CH
3
CHO + HCN CH
3
C(CN)OH

5
+ H
2
O
CH
3
CHO + H
2
N–CO–NH–NH
2
CH
3
-CHN – CO –NH –NH
2
+H
2
O
- Phản ứng thay thế nguyên tử của nguyên tử
Ví dụ: thay thế H bằng Halogen, phản ứng ngưng tụ aldol
CH
3
CHO + CH
3
CHO CH
3
-CH(OH)-CH
2
-CHO + H
2
O

sang dạng enol là rất nhỏ
1.1.3. Các phương pháp sản xuất axetaldehyt
Bao gồm các phương pháp chính sau:
• Sản xuất axetaldehyt đi từ etylen
Đây là quá trình được phát triển vào những năm 1957 - 1959 bởi hãng Hoechst
và hãng Wacker-Chemie. Chất xúc tác cho quá trình này là dung dịch PdCl
2
, CuCl
2
.
Axetaldehyt hoàn toàn đã được quan sát trong phản ứng giữa etylen và dung dịch
PdCl
2
C
2
H
4
+ 1/2O
2
CH
3
CHO ; H = -244 KJ/mol
Độ chọn lọc của quá trình oxi hóa C
2
H
4
phụ thuộc chủ yếu vào xúc tác PdCl
2
trong pha lỏng theo phản ứng
C

GVHD: Dương Khắc Hồng Trang 4
Đồ án công nghệ Thiết kế phân xưởng sản xuất Acetaldehyt
• Sản xuất axetaldehyt đi từ axetylen
Hidrat hóa axetylen với xúc tác là muối thủy ngân sẽ cho ra dạng enol, sau đó
tautome hóa sẽ được axetaldehyt. Đây là con dường sản xuất chính trước khi chưa có
chu trình Wacker.
Quá trình hidrat hóa axetylen đã trở thành quá trình công nghiệp trong suốt thế
chiến thứ I. Ngày nay do sự phát triển của ngành dầu khí nên phương pháp này dần
được thay thế bằng phương pháp đi từ etylen do từ etylen có giá thành rẻ hơn đi từ
axetylen.
Chất xúc tác quan trọng nhất cho quá trình hidrat hóa (cộng H2O) là hợp chất
Hg.
Ngày nay việc sản xuất axetaldehyt từ axetylen có thể thực hiện theo 2 cách sau
đây:
- Hydrat hóa trự tiếp axetylen dùng xúc tác thủy ngân tiến hành ở pha lỏng.
- Hydrat hóa axetylen tiến hành ở pha hơi
• Sản xuất axetaldehyt đi từ etanol
Đây là phương pháp lâu đời nhất để sản xuất axetaldehyt và là phương pháp tốt
nhất trong phòng thí nghiệm. Trong công nghiệp etanol được oxi hóa với xúc tác oxit
bằng không khí trong pha hơi.
CH
3
CH
2
OH + 1/2O
2
CH
3
CHO + H
2

• Trước đây, axetaldehyt được ứng dụng chủ yếu trong sản xuất axit axetic,
tuy nhiên ứng dụng này sau đó ít được sử dụng do sản xuất axit axetic từ
metalnol thì hiệu quả hơn.
Qua đó ta thấy được tầm quan trọng của Axetaldehyt trong nghành công nghiệp
hữu cơ, để từ đó có thể sản xuất ra nhiều hợp chất khác nhau với những ứng dụng cụ
thể khác nhau. Góp phần làm phong phú cho cuộc sống hiện tại và tương lai.
1.2. Phương pháp sản xuất axetaldehyt đi từ axetylen
1.2.1. Axetylen
Axetylen là một chất khí có chứa liên kết ba trong phân tử, nó có nhiều ứng
dụng trong kinh tế cũng như trong công nghiệp tổng hợp hữu cơ hóa dầu. Từ
axetylen có thể điều chế ra nhiều chất quan trọng và cần thiết cho sản xuất công
nghiệp như axetaldehit,axit axetic, vinyl clorua, vinyl axetat, cao su tổng hợp
Các chất này rất quan trọng trong việc sử dụng làm hợp chất trung gian để tổng
hợp hữu cơ, hoá dầu.
1.2.1.1. Tính chất vật lí
Axetylen là chất khí không màu, ở dạng tinh khiết có mùi của este yếu, nó
ngưng tụ ở - 83,8
o
C, áp suất 0,102 MPa.
Nhiệt độ tới hạn là : +35,5
0
C , áp suất tới hạn là 6,04 MPa.
C
2
H
2
là chất khí nhẹ hơn không khí, ít tan trong nước. ở điều kiện bình
thường một thể tích nước hoà tan được một thể tích khí axetylen. Khi áp suất
tăng lên độ hoà tan cũng tăng theo. Axetylen tan nhiều hơn trong các dung môi
GVHD: Dương Khắc Hồng Trang 6

O ∆H
o
298
= -315 Kcal/mol
Bảng 1.5. Những hằng số vật lý cơ bản của axetylen
Những hằng số vật lý cơ bản của axetylen
• Khối lượng phân tử (M)
• Giá trị điểm 3
T
P
• Nhiệt nóng chảy
• Nhiệt bay hơi
• Các đại lượng tới hạn
26,038 Kg/Kmol
192,6 K (-80,4
o
C)
128,2 kPa
5,585kJ/mol
15,21kJ/mol
GVHD: Dương Khắc Hồng Trang 7
Đồ án công nghệ Thiết kế phân xưởng sản xuất Acetaldehyt
T
r
P
r
ρ
r
• Điểm nóng chảy ở 101,3kPa
• Điểm thăng hoa ở 101,3kPa

C)
189,55K(-83,45
o
C
1,729.10
-3
g/cm
3
0,729 g/cm
3
1,729.10-3g/cm
3
42,7J.mol
-1
.K
-1
34,7J.mol
-1
.K
-1
1,23
9,43.Pa.S
0,0187 W/m.K
341 m/s
0,9909
8,32 kJ/mol
197J/mol.K
1.2.1.2. Tính chất hóa học
Axetylen có cấu tạo chứa liên kết ba trong phân tử nên có khả năng phản
ứng hoá học cao. Liên kết ba có năng lượng liên kết là 199.6 Kcal/mol. Độ âm

0
C. Hiệu suất của quá trình đạt 95%.
GVHD: Dương Khắc Hồng Trang 8
Đồ án công nghệ Thiết kế phân xưởng sản xuất Acetaldehyt
• Cộng halogen
CH ≡ CH + Br
2
→ BrCH = CHBr
BrCH = CHBr + Br
2
→ Br
2
CH – CHBr
2
Đối với clo phản ứng xảy ra quá mãnh liệt, toả nhiều nhiệt nên gây phản ứng
huỷ. Trong điều kiện kỹ thuật người ta cho phản ứng cộng clo trực tiếp với C
2
H
2
trong
những khối xốp.
• Cộng với các axít HF, HCl, HBr
C
2
H
2
tác dụng với HCl trên xúc tác thuỷ ngân clorua ở 120 - 150
o
C
HC ≡ CH + HCl → H

3
và HgO,
C
2
H
2
có thể cho phản ứng cộng với alcol tạo ra ete vinylic, cộng với axít cacboxylic
tạo ra este của alcol vinylic.
HC ≡ CH + C
2
H
5
OH → H
2
C = CH - O - C
2
H
5
Etyl vinyl ete
HC ≡ CH + HOOC - CH
3
→ H
2
C = CH - O - CO - CH
3
vinyl axetat
• Phản ứng cộng với aldehit
CH ≡ CH + 2 HCHO → HOCH
2
– C ≡ C – CH

C axetylen sẽ trùng
hợp thành benzen với hiệu suất 80%.
Dưới tác dụng của muối đồng (I), axetylen sẽ trùng hợp 2 phân tử (dime hoá) tạo
vinyl axetylen
HC ≡ CH + HC ≡ CH → CH
2
= CH – C ≡ CH
1.2.1.2.3. Phản ứng thế với kim loại (tính axít yếu của C
2
H
2
)
• Tính axit yếu
Trong axetylen có 2 nguyên tử hydro đều đính vào nguyên tử cacbon mang nối
ba. Axetylen có tính axit yếu hơn tính axit của nước nhưng lại mạnh hơn của NH
3
( tới
10
13
lần ) và hơn tính axit của etylen và etan ít nhất 10
18
lần.
Nguyên nhân tính linh động cao của nguyên tử hydro trong axetylen so với trong
etylen và etan là do độ âm điện của nguyên tử cacbon ở trạng thái lai hợp khác nhau
C
sp
> C
sp2
> C
sp3

CH
2
OH 10
-18
C
2
H
2
10
-22
NH
3
10
-35
C
2
H
4
10
-40
C
2
H
6
<10
-40
• Phản ứng thế với các kim loại khác
Cho axetylen qua Natri kim loại đun nóng ở 150
0
C hoặc qua dung dịch lỏng

3
)
2
]+
Ag- C ≡ C - Ag ↓
Cho axetylen qua dung dịch Đồng (I) clorua CuCl trong amoniac sẽ tạo kết tuả
vô định hình màu đỏ
C
2
H
2
[Cu(NH
3
)
2
]+
Cu - C ≡ C - Cu ↓
Các axetylenua đồng và bạc bền vững ở trong nước. Chúng chỉ bị thuỷ phân bởi
axit mạnh, tái tạo ra axetylen. Các axetylenua đồng và bạc khi khô rất dễ nổ mạnh giải
phóng kim loại và cácbon đồng thời toả ra một lượng nhiệt lớn.
Ag
2
C
2
→ 2C + 2 Ag + 87 Kcal
Do khi bị va đập các axetylenua Ag, Cu nổ mạnh nên người ta thường dùng ống
đồng hay bạc làm ống vận chuyển khí C
2
H
2

Tổng hợp axetylen từ cacbua canxi thường đi theo hai phương pháp chính đó là:
phương pháp ướt và phương pháp khô.
• Phương pháp ướt:
GVHD: Dương Khắc Hồng Trang 11
Đồ án công nghệ Thiết kế phân xưởng sản xuất Acetaldehyt
Trong phương pháp này axetylen được chuyển hoá với lượng nước dư đi vào
thiết bị. Phương pháp này cho năng suất nhỏ 1000 m
3
C
2
H
2
/ h , bã vôi ướt khó sử
dụng. Thiết bị sử dụng trong phương pháp này lớn và cồng kềnh. Tuy nhiên phương
pháp này dễ tự động hoá hơn phương pháp khô. Hơn nữa sản phẩm thu được trong
phương pháp ướt khá sạch.
• Phương pháp khô:
Đây là phương pháp chủ yếu để sản xuất axetylen trong công nghiệp. Phương
pháp này cho năng suất cao hơn phương pháp ướt, có thể đạt 2000 m
3
/h. Sản xuất
axetylen theo phương pháp khô cho ta bã vôi khô cho nên dễ lấy ra và dễ chuyên chở,
có thể tận dụng bã vôi trong các lĩnh vực khác. Thiết bị trong phương pháp này nhỏ và
tiện sử dụng hơn. Tuy nhiên sản xuất theo phương pháp này cần nhiệt độ cao hơn
phương pháp ướt, phân huỷ cácbua canxi không hoàn toàn, khó khống chế điều kiện
của quá trình. Sản phẩm thu được có độ tinh khiết không cao.
Do cả hai phương pháp có những ưu điểm riêng nhất định, nên cả hai phương
pháp này vẫn còn được sử dụng trong công nghiệp sản xuất axetylen.
1.2.1.3.2. Sản xuất axetylen từ hydro cacbon.
Đây là một phương pháp mới dùng để sản xuất axetylen. Cùng với sự phát triển

H
2
+ 5 H
2
- Q ( Q = 212,7 Kcal )
Phản ứng phân huỷ metan để tạo thành axetylen bắt đầu ở 800
0
C, để đạt hiệu
suất theo yêu cầu thì nhiệt độ phải là 1500 ữ1800
0
C. Các đồng đẳng của metan thì
phân huỷ tạo thành axetylen ở nhiệt độ thấp hơn ( khoảng 1100 ữ 1200
0
C ).
Để phân huỷ metan và các đồng đẳng của nó thành axetylen, người ta dùng các
biện pháp sau
GVHD: Dương Khắc Hồng Trang 12
Đồ án công nghệ Thiết kế phân xưởng sản xuất Acetaldehyt
• Cracking điện :
Phương pháp này thực hiện lần đầu tiên ở Đức năm 1940. Nguyên tắc của quá
trình là thổi nhanh hydro cacbon khí nguyên liệu qua hồ quang điện. Vai trò của hồ
quang điện là tạo ra nhiệt độ cao trong vùng phản ứng, nhiệt độ có thể đến 3000
0
C .
Metan chuyển hoá sau một lần phản ứng khoảng 50 %, khí ra có chứa 40 %
C
2
H
2
, phần còn lại là etylen, cacbon và các đồng đẳng của metan.

metan. Phản ứng thu nhiều nhiệt nên vật đệm chóng nguội đi, chỉ sau một phút lại thổi
khí đốt vào và quá trình cứ tiếp tục như vậy.
Năm 1950, hãng BASF đã sản xuất axetylen từ khí thiên nhiên theo phương pháp
này, áp dụng với qui mô công nghiệp, đến năm 1983 tổng sản lượng axetylen trên toàn
thế giới sản xuất theo phương pháp này đạt khoảng 40.000 tấn / năm.
1.2.2. Quá trình tổng hợp axetaldehyt từ axetylen
Chất xúc tác quan trọng nhất của quá trình cộng hợp nước của axetylen trong
công nghiệp là các hợp chất của thuỷ ngân:
C
2
H
2
+ H
2
O → CH
3
CHO , ∆H = - 138,2 kJ/mol
Phương pháp này chỉ thành công trong công nghiệp khi quá trình polime hoá và
quá trình ngưng tụ các sản phẩm của axetaldehit tạo thành trong môi trường axit trung
GVHD: Dương Khắc Hồng Trang 13
Đồ án công nghệ Thiết kế phân xưởng sản xuất Acetaldehyt
bình bị loại bỏ. Để đạt được điều này thì các nước công nghiệp dầu mỏ liên kết là lại
với nhau năm 1912 đã đề xuất ra một quá trình sử dụng vượt quá lượng axetylen trong
cùng một điều kiện nhiệt độ và tách ra sản phẩm trung gian axetaldehit từ các phản
ứng lỏng. Cùng lúc đó thì nhiệt của phản ứng được lấy từ quá trình chưng cất một
lượng nước thích hợp. Các phản ứng phụ như là oxy hoá axetaldehit tạo ra axit axetic
và cacbon đi oxyt, kết quả là làm giảm nồng độ Hg
2 +
thành kim loại thuỷ ngân. Ở các
nước phương tây, quá trình sản xuất axetaldehit từ axetylen đã không còn phổ biến

3+
vào phản ứng và quá trình
oxy hoá kim loại thuỷ ngân tạo Hg
2+
, như vậy có thể đảm bảo được hoạt tính của
xúctác.
1.2.2.2. Xúc tác:
Có ảnh hưởng quan trọng đến quá trình, theo nguyên tắc để chuẩn bị xúc tác có
thể dùng nhiều loại axit khác nhau: axit sunfuric H
2
SO
4
, axit phốtphoric H
3
PO
4
, axit
clo hydric HCl Trong đó tốt nhất là sử dụng axit sunfuric vì nó cho vận tốc phản
ứng lớn nhất và hiệu suất axetaldehit cao.
Nồng độ axit sunfuric dao động trong khoảng 6 - 35 % ( theo lượng chất lỏng ).
Nồng độ axit càng cao vận tốc phản ứng càng lớn và giảm lượng xúc tác cần thiết,
nhưng nồng độ axit lớn sẽ tạo thành nhựa gây ra hao và bẩn. Thông thường người ta
dùng axit nồng độ 20%.
Nồng độ oxyt thuỷ ngân trong xúc tác lỏng không cho lớn hơn 1 %. Khi nồng
độ HgO lớn hơn 1% ít ảnh hưởng đến vận tốc phản ứng mà làm hao tổn thuỷ ngân khi
đi tái sinh dung dịch xúc tác.
Trong quá trình làm việc xúc tác bị giảm hoạt tính khá nhanh do axetaldehit là
chất khử mạnh sẽ khử muối Hg
2+
thành Hg

2
SO
4
+ CH
3
COOH
Để hạn chế quá trình trên người ta cho vào dung dịch xúc tác các chất oxy hoá
yếu có khả năng oxy hoá thuỷ ngân kim loại thành Hg
+
và Hg
2+
, nhưng không ảnh
hưởng đến axetaldehit. Người ta hay dùng sunfat sắt để làm chất oxy hoá.
Hg + Fe
2
(SO
4
)
3
→ HgSO
4
+ 2 FeSO
4
Hg
2
SO
4
+ Fe
2
(SO

3
+ 4 H
2
O + 2NO
Việc tái sinh dung dịch phản ứng gồm các giai đoạn sau:
• Dùng hơi nóng thổi hết axetaldehit có trong dung dịch xúc tác ra.
• Lắng để tách các cặn hữu cơ có trong xúc tác .
• Bão hoà dung dịch bằng axit sunfuric và sunfat sắt .
GVHD: Dương Khắc Hồng Trang 15
%CH3CHO
0C
20
40
60
80
0
20
40 60
80
100
Đồ án công nghệ Thiết kế phân xưởng sản xuất Acetaldehyt
• Dùng axit nitric để oxy hoá sắt hoá trị 2 thành sắt hoá trị 3, dung không khí thổi
vào để khuấy trộn và đẩy oxyt nitơ ra.
Xúc tác đã tái sinh đem chưng khô với canxi cácbonat và đem dùng lại.
Trong kĩ thuật thường dùng xúc tác có thành phần như sau:
200 g H
2
SO
4
/ 1 lít dung dịch xúc tác

xúc tác để tránh sinh ra phản ứng phụ và giữ cho lớp xúc tác được bền.
Hình 1.1. Hiệu suất axetaldehit phụ thuộc vào nhiệt độ
1.2.2.5. Các quá trình sản xuất.
1.2.2.5.1. Quá trình hydrat hoá axetylen trong pha lỏng.
GVHD: Dương Khắc Hồng Trang 16
Đồ án công nghệ Thiết kế phân xưởng sản xuất Acetaldehyt
Phương pháp này tiến hành theo phản ứng của Kysherop: Cho axetylen tác
dụng với nước dùng chất xúc tác HgO hoà tan trong axit sunfuric, giai đoạn
trung gian là alcol vinylic không bền và cuối cùng ta được axetaldehit:
C
2
H
2
+ H
2
O CH
2
= CH −OH + CH
3
CHO
 Sơ đồ công nghệ:
Hình 1.2. Sơ đồ công nghệ sản xuất axetaldehyt trong pha lỏng
1.Quạt thổi khí. 2.Thiết bị tách sơ bộ nguyên liệu. 3. Tháp hydrat hóa
4. Thiết bị làm lạnh. 5. Thiết bị phân tách và hồi lưu. 6. Bơm chất lỏng. 7. Thùng chứa
sản phẩm. 8. Thiết bị làm lạnh bổ sung. 9. Tháp rửa. 10. Thùng chứa Axetaldehyt thô.
11. Thiết bị trao đổi nhiệt. 12. Tháp chưng cất sơ bộ. 13. Thiết bị ngưng tụ. 14. Thiết
bị đun sôi đáy tháp. 15. Tháp tinh luyện. 16. Thiết bị ngưng tụ sản phẩm chính.
GVHD: Dương Khắc Hồng Trang 17
Đồ án công nghệ Thiết kế phân xưởng sản xuất Acetaldehyt
 Thuyết minh sơ đồ

Aldehit crotonic 0,02 - 0,03
Nước 0,05%
Nhưng phương pháp này hao tốn thuỷ ngân, lượng thuỷ ngân hao tốn ảnh hưởng
quan trọng tới giá thành sản phẩm. Chỉ tiêu hao tốn nguyên liệu để sản suất một tấn
axetaldehit là:
C
2
H
2
680 kg
Hg 1.45kg
GVHD: Dương Khắc Hồng Trang 18
Đồ án công nghệ Thiết kế phân xưởng sản xuất Acetaldehyt
Hơi (3 at ) 2,9 tấn
H
2
SO
4
, HNO
3
, NaOH, Fe.
Ngoài ra thuỷ ngân bốc hơi rất độc ảnh hưởng đến sức khoẻ của công nhân và
gây ra các bệnh nghề nghiệp. Việc tái sinh xúc tác của thuỷ ngân tương đối phức tạp,
thiết bị làm việc phải chống ăn mòn của H
2
SO
4
. Đó là những nhược điểm của phương
pháp này nên hiện nay trên thế giới đã có nhiều nước sản xuất axetaldehit theo phương
pháp khác.

2
nồng độ thấp, chẳng hạn C
2
H
2
thu
được khi nhiệt phân CH
4
như vậy giảm được giai đoạn làm giàu C
2
H
2
Do những ưu điểm trên nên phương pháp hydrat hoá axetylen dùng xúc tác rắn
rất có nhiều triển vọng phát triển.
GVHD: Dương Khắc Hồng Trang 19
Đồ án công nghệ Thiết kế phân xưởng sản xuất Acetaldehyt
 Sơ đồ công nghệ
GVHD: Dương Khắc Hồng Trang 20
Đồ án công nghệ Thiết kế phân xưởng sản xuất Acetaldehyt
GVHD: Dương Khắc Hồng Trang 21
Đồ án công nghệ Thiết kế phân xưởng sản xuất Acetaldehyt
Hình 1.3. Sơ đồ công nghệ sản xuất axetandehyt đi từ axetylen ở pha khí
5,6,7: máy phun ; 14: thiết bị nung nóng; 16, 24, 34: thiết bị phản ứng; 18,29,38,43:
thiết bị tách; 48,54: thiết bị cất phân đoạn; 37, 41,51: thiết bị làm lạnh; 56: thiết bị gia
nhiệt; 36,40,44: thiết bị khuấy trộn
 Thuyết minh sơ đồ
Dòng nguyên liệu axetylen đầu tiên được đưa vào đường (1) và sau dó chia làm 3
phần tương đương nhau là (2,3,4). Ba nguồn nguyên liệu này lần lượt được dẫn vào lỗ
thoát máy phun (5,6,7). Dòng nguyên liệu (4) kết hợp với dòng tuần hoàn (13) được
dẫn vào đường (12). Hỗn hợp axetylen và hơi nước này được đưa vào thiết bị nung

3
chất xúc tác. Thiết bị tháo
khuôn hình trụ để bảo vệ không cho dung dịch nước đi vào thiết bị (23) và (32). Thông
thường trong quá trình vận hành thiết bị này là không cần thiết.
GVHD: Dương Khắc Hồng Trang 22
Đồ án công nghệ Thiết kế phân xưởng sản xuất Acetaldehyt
Dòng thứ (2) tháo ra ở thiết bị (32) ở nhiệt độ 425
0
C có thành phần của dòng như
dòng tháo ra ở thiết bị (15) và (24). Dòng thứ biến áp này qua ống (34) vào thiết bị đun
nóng ở thiết bị (14) bằng cách trao đổi nhiệt gián tiếp với hơi, trong ống (12). Ở ống
(14) dòng thứ biến áp này được làm lạnh tới nhiệt độ 280
o
C và dẫn vào thiết bị làm
lạnh không khí (36) và ngưng tụ (37) được được vào thiết bị tách nhanh (38), ở đó khí
lỏng được tách ra rất hiệu quả. Quá trình này làm việc ở áp suất 15 psi.
Pha khí từ thiết bị tách (38) được vào ống (39) vào thiết bị nén cấp (2), khí đã
được nén đưa qua thiết bị làm lạnh trung gian (41) và sau đó vào thiết bị tách nhanh
(43) để tách lỏng khí. Thiết bị (43) được vận hành ở áp suất 50 psi. Chất lỏng được
tách ra từ thiết bị (43) được quay lại thiết bị tách nhanh (38). Khí bay ra khỏi thiết bị
(43) vào thiết bị làm lạnh hai cấp cao hơn ở đó hỗn hợp khí được nén tới áp suất 170
psi.
Khí đã nén qua đường (46) vào phân đoạn (47) của thiết bị phân đoạn (48). Một
phần còn lại của thiết bị cất phân đoạn được nạp với vật liệu nạp phù hợp như yêu cầu.
Dung dịch lỏng từ thiết bị tách (38) được đẩy vào phân cất phân đoạn. Thiết bị cất
phân đoạn làm việc ở áp suất 150 psi và tới nhiệt độ đỉnh là 45
o
C và nhiệt độ đáy là
180
0

2
+ H
2
O → CH
3
CHO + CH
3
OH
Giai đoạn một tổng hợp vinyl ête từ axetylen và rượu metylic. Phản ứng tiến
hành dưới áp suất 15 - 60 atm có NaOH tham gia.
Giai đoạn hai thuỷ phân vinyl ête, có thể tiến hành trong pha lỏng hoặc pha khí.
Nếu tiến hành trong pha lỏng duy trì nhiệt độ 80 - 100
0
C, dưới áp suất 2,5 atm
và 0,25% dung dịch H
2
SO
4
. Nếu tiến hành ở pha khí, thổi hỗn hợp hơi Vinyl ête và
nước ở 210
0
C và 5 atm qua xúc tác axit phôtphoric 6% ngậm trên Silicagen. Tiến
hành theo phương pháp này ta thu được axetaldehit rất sạch (99,7 - 99,9%), hiệu suất
đạt 99% so với lý thuyết.
Qua tính toán người ta thấy rằng phương pháp này cần một số vốn đầu tư lớn vì
phải trang bị các thiết bị làm việc dưới áp suất cao.
GVHD: Dương Khắc Hồng Trang 24
Đồ án công nghệ Thiết kế phân xưởng sản xuất Acetaldehyt
CHƯƠNG 2 : THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
2.1. Lựa chọn công nghệ.