Thiết kế phân xưởng sản xuất VA

Tài liệu Thiết kế phân xưởng sản xuất VA: ... Ebook Thiết kế phân xưởng sản xuất VA

doc116 trang | Chia sẻ: huyen82 | Lượt xem: 1183 | Lượt tải: 1download
Tóm tắt tài liệu Thiết kế phân xưởng sản xuất VA, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
MÔÛ ÑAÀU Ngaøy nay, cuøng vôùi söï phaùt trieån maïnh meõ cuûa neàn kinh teá quoác daân, döôùi söï laõnh ñaïo cuûa ñaûng vaø nhaø nöôùc, ngaønh coâng nghieäp hoaù hoïc ñaõ coù nhöõng ñoùng goùp to lôùn cho neàn kinh teá, ñaëc bieät laø ngaønh coâng nghieäp toång hôïp höõu cô - loïc hoaù daàu, cheá bieán khí. Söû duïng nguoàn nguyeân lieäu doài daøo saün coù nhö daàu moû, khí töï nhieân, than ñaù... Quaù trình toång hôïp höõu cô ñaõ taïo ra ñöôïc nhieàu saûn phaåm coù giaù trò öùng duïng trong thöïc tieãn nhö: cao su, thuoác nhuoäm, döôïc phaåm, sôn, sôïi... Moät trong nhöõng monome quan troïng cuûa coâng ngheä naøy laø VA, VC … VA ñöôïc bieát ñeán vaøo ñaàu theá kyû 20 khi nhaø baùc hoïc Klatte toång hôïp ñöôïc töø axetylen vaø axit axetic trong pha loûng. Vaø töø ñoù ñeán nay coâng nghieäp saûn xuaát vinyl axetat ñang ngaøy caøng phaùt trieån maïnh meõ, xuaát hieän theâm raát nhieàu coâng trình nghieân cöùu toång hôïp vinyl axetat nhaèm laøm cho quaù trình toång hôïp vinyl axetat caøng phong phuù hoaøn thieän hôn. Hieän nay do söï phaùt trieån maïnh meõ cuûa ngaønh coâng nghieäp loïc hoaù daàu, neân theá giôùi ñaõ thay theá phöông phaùp saûn xuaát vinyl axetat töø axetylen baèng etylen. Treân theá giôùi hieän nay saûn löôïng vinyl axetat ñöôïc saûn xuaát töø etylen chieám khoaûng 80%, coøn töø axetylen chieám 20%. Naêm 1985 löôïng vinyl axetat ñöôïc saûn xuaát ôû Myõ laø 960.200 taán/naêm, ôû Ñoâng AÂu 200.000 taán/naêm, ôû Nhaät 402.930 taán/naêm, ñeán naêm 1994 toång saûn löôïng ôû Chaâu AÂu vaø Myõ laø 3,8.106 taán/naêm. Gaàn ñaây naêm 1997 ôû Ñoâng Nam AÙ ñaõ xaây döïng moät nhaø maùy saûn xuaát vinyl axetat töø etylen vôùi naêng suaát 150.000 taán/naêm. ÔÛ Vieät Nam maëc duø ngaønh toång hôïp höõu cô – hoaù daàu chöa phaùt trieån maïnh, neân nhaø maùy saûn xuaát vinyl axetat chöa ñöôïc xaây döïng. Song cuøng vôùi söï phaùt trieån ñaát nöôùc, tieán haønh coâng nghieäp hoaù, hieän ñaïi hoaù ñeå ñeán naêm 2020 nöôùc ta trôû thaønh moät nöôùc coâng nghieäp, khi ñoù nhaø maùy loïc daàu soá 1, soá 2 …seõ hoaøn thieän, laø nôi cung caáp nguyeân lieäu cho nhaø maùy saûn xuaát vinyl axetat. Vì theá nhaø maùy saûn xuaát vinyl axetat nhaát thieát ra ñôøi ñeå ñaùp öùng caùc yeâu caàu cuûa neàn kinh teá. Phaàn I : Toång quan lyù thuyeát CHÖÔNG I: GIÔÙI THIEÄU VEÀ NGUYEÂN LIEÄU CUÛA QUAÙ TRÌNH SAÛN XUAÁT I – Axetylen I.1 TÝnh chÊt cña axetylen: C2H2 [1,2,3,4,5] I.1.1 TÝnh chÊt vËt lý cña axetylen. ë nhiÖt ®é th­êng axetylen lµ chÊt khÝ kh«ng mµu, ®­îc ®Æc tr­ng bëi c¸c h»ng sè vËt lý sau: B¶ng 1: C¸c h»ng sè vËt lý cña axetylen §¹i l­îng vËt lý Gi¸ trÞ NhiÖt ®é ng­ng tô – 83,3 o C ( t¹i ¸p suÊt 0,102 Mpa ). NhiÖt ®é ph©n huû tíi h¹n +35,5 o C NhiÖt nãng ch¶y 5,585 KJ / mol NhiÖt ho¸ h¬i 15,21 KJ / mol ¸p suÊt ph©n huû tíi h¹n 6,04 Mpa Träng l­îng ph©n tö 26,02 Kg / Kmol T¹i 00 C vµ ¸p suÊt 101,3 Kpa Träng l­îng riªng 1,173 Kg / m 3 CP 42,7 J. mol-1.K-1 CV 34,7 J / mol-1.K-1 §é nhít ®éng häc 9,43 Pa.s. §é dÉn nhiÖt 0,0187 A/ m Tèc ®é truyÒn ©m 341 m/s HÖ sè nÐn 0,9909 Entapy 8,32 KJ / mol Entropy 197 J / mol Axetylen cã kh¶ n¨ng t¹o hçn hîp næ víi kh«ng khÝ trong giíi h¹n réng: tõ 20% ®Õn 80% thÓ tÝch. Giíi h¹n ¸p suÊt nguy hiÓm lµ 0,2 Mpa. Axetylen cßn cã kh¶ n¨ng dÔ dµng t¹o hçn hîp næ víi víi Flo, Clo, d­íi t¸c dông cña ¸nh s¸ng. Do ®ã ®Ó tr¸nh ch¸y næ th× ng­êi ta th­êng pha thªm c¸c khÝ tr¬, Hy®r«, Amoniac vµo thïng chøa axetylen khi vËn chuyÓn. Axetylen kh«ng bÞ ph©n hñy d­íi ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é th­êng vµ ¸p suÊt khÝ quyÓn. Tuy vËy, axetylen lµ mét hîp chÊt kh«ng bÒn vÒ mÆt nhiÖt ®éng, nã cã thÓ bÞ ph©n huû t¹o ra cacbon vµ hydro kÌm theo tiÕng næ. Ph¶n øng næ cã thÓ ®­îc kh¬i mµo b»ng nhiÖt, thuû ng©n, hoÆc tù næ d­íi ¸p suÊt lín h¬n ¸p suÊt khÝ quyÓn. Khi ph©n huû axetylen cã thÓ x¶y ra ph¶n øng næ vµ nhiÖt ®é lªn ®Õn 28000C. C2H2 ® 2C + H2 DH = -54,2 kcal/mol Khi ë ¸p suÊt 0,2 MPa, sù ph©n r· cã ®Æc ®iÓm côc bé, kh«ng nguy hiÓm. ë ¸p suÊt cao h¬n, sù ph©n r· cã ®Æc tÝnh næ víi sãng kÝch næ lan truyÒn víi vËn tèc lín h¬n 1000m/s. Sù dÔ næ cña axetylen sÏ gi¶m khi nã ®­îc thªm vµo khÝ hoÆc h¬i tr¬, chóng tÝch nhiÖt cña sù ph©n r· ®Çu tiªn vµ ng¨n c¶n sù næ cña axetylen. Sù dÔ næ cña axetylen cµng t¨ng nÕu cã mÆt nh÷ng kim lo¹i cã kh¶ n¨ng t¹o thµnh axetilua, tÝnh chÊt nµy cÇn ph¶i ®­îc chó ý khi chän nguyªn liÖu chÕ t¹o thiÕt bÞ. §Ó ®Ò phßng ph¸t næ trong s¶n xuÊt hay trong tæng hîp kh¸c, ng­êi ta cè g¾ng thùc hiÖn ph¶n øng ë ¸p suÊt £ 0,2 mPa (giíi h¹n kh«ng nguy hiÓm). Khi b¾t buéc ph¶i lµm viÖc d­íi ¸p suÊt cao, ng­êi ta lµm lo·ng axetylen b»ng N2, ®«i khi lµ h¬i chÊt ph¶n øng. Khi nÐn axetylen, ng­êi ta sö dông m¸y nÐn axetylen ®Æc biÖt, nã cã tèc ®é dÞch chuyÓn chËm, møc ®é nÐn nhá vµ nhiÖt ®é cña khÝ sau mçi cÊp cña m¸y nÐn kh«ng cao h¬n 100OC. Axetylen cã giíi h¹n næ réng ngoµi ra C2H2 cßn dÔ dµng t¹o thµnh hçn hîp víi Flo, Clo, nhÊt lµ khi t¸c dông víi ¸nh s¸ng. Khi vËn chuyÓn ph¶i pha thªm khÝ tr¬, hydro, amoniac ®Ó gi¶m kh¶ n¨ng ch¸y næ. Mét tÝnh chÊt quan träng n÷a cña axetylen lµ kh¶ n¨ng hoµ tan cña nã lín h¬n nhiÒu so víi c¸c hydrocacbon kh¸c. Nã hoµ tan kh¸ tèt trong dung m«i cã cùc: ë 200C mét thÓ tÝch n­íc hoµ tan mét thÓ tÝch axetylen, ®é hoµ tan gi¶m khi nhiÖt ®é t¨ng. Axetylen hoµ tan tèt trong nhiÒu dung m«i h÷u c¬ vµ dung m«i v« c¬ kh¸c, ë 200C mét thÓ tÝch axeton hoµ tan 25 thÓ tÝch axetylen. TÝnh chÊt hoµ tan tèt cña axetylen ®­îc øng dông trong c¸c qu¸ tr×nh ®iÒu chÕ vµ t¸ch nã ra khái hçn hîp khÝ vµ lµm s¹ch mét c¸ch dÔ dµng còng nh­ øng dông nã ®Ó vËn chuyÓn, chøa ®ùng, b¶o qu¶n. Muèn chuyªn chë axetylen ®­îc nhiÒu vµ tr¸nh nguy hiÓm næ, ng­êi ta cho axetylen hoµ tan trong axeton d­íi ¸p suÊt 12-15 at, d­íi ¸p suÊt nµy mét lÝt axeton cã thÓ hoµ tan 300 lÝt khÝ axetylen. B×nh thÐp chøa dung dÞch axetylen trong axeton Ýt nguy hiÓm h¬n so víi axetylen láng, nhÊt lµ khi dïng thªm c¸c khèi xèp v« c¬ chÊt ®Çy trong b×nh. Axetylen lµ hîp chÊt thu nhiÖt, v× vËy khi ®èt ch¸y tho¸t ra mét l­îng nhiÖt lín. Khi dïng hçn hîp axetylen - oxy lµm khÝ hµn, c¾t kim lo¹i mµu, muèn hµn tèt th× ph¶i sö dông khÝ tr¬ (argon) ®Ó oxy kh«ng tiÕp xóc trùc tiÕp trªn bÒ mÆt kim lo¹i hµn. Axetylen ch¸y trong kh«ng khÝ cho ngän löa s¸ng, t¹o ra CO2 vµ H2O vµ to¶ ra mét l­îng nhiÖt lín, kh¶ n¨ng sinh nhiÖt cña axetylen b»ng 13.387 Kcal/m3. C2H2 + O2 ® CO2 + H2O I.1.2. TÝnh chÊt ho¸ häc. Axetylen lµ mét hydrocacbon kh«ng no cã c«ng thøc ph©n tö lµ C2H2, c«ng thøc cÊu t¹o lµ CH º CH, liªn kÕt ba trong ®ã lµ sù xen phñ cña hai liªn kÕt p (n¨ng l­îng liªn kÕt lÇn l­ît lµ 38,39 vµ 26,99 Kcal/mol) cã kh¶ n¨ng ho¹t ®éng rÊt lín (thÓ hiÖn râ tÝnh kh«ng no) vµ mét liªn kÕt s (n¨ng l­îng liªn kÕt 62,77 Kcal/mol). I.1.2.1 Ph¶n øng kÕt hîp. C¸c Ph¶n øng céng vµo liªn kÕt ba diÔn ra theo 2 giai ®o¹n: giai ®o¹n chuyÓn nèi ba thµnh nèi ®«i, vµ giai ®o¹n thø 2 chuyÓn nèi ®«i thµnh nèi ®¬n. t0 250 ¸3000C Xt Pd, p = 1at - Céng hîp víi H2 cho ta etylen, ph¶n øng tiÕn hµnh trªn xóc t¸c Paladi ë p = 1at vµ 250 ¸3000C: CH º CH + H2 CH2 = CH2 DH= -41,7 Kcal/mol. Ni t0 - Céng hîp víi H2 víi xóc t¸c Ni, t0: CH º CH + 2H2 CH3 - CH3 Hg++ 75 ¸1000C - Axetylen t¸c dông víi n­íc khi cã xóc t¸c thuû ng©n vµ H2SO4 t¹o thµnh axetaldehit: CH º CH + H2O [CH2=CH-OH] ® CH3 - CHO - Khi cã oxit kÏm vµ oxit s¾t ë 360 ¸ 4500C, C2H2 t¸c dông víi h¬i n­íc t¹o thµnh axeton: 2CH º CH + 3H2O ® CH3 - CO - CH3 + CO2 + 2H2 + Br2 + hg - Víi c¸c Halogen : Cl2 , F2 , Br2 CH º CH + Br2 H C = C Br CHBr2 - CHBr2 Br H Khi céng hîp víi Cl2 trong pha khÝ, ph¶n øng x¶y ra m·nh liÖt vµ dÔ g©y ra næ, do ®ã trong ®iÒu kiÖn kü thuËt ng­êi ta thùc hiÖn ph¶n øng céng trùc tiÕp clo vµo axetylen trong nh÷ng khèi xèp. - C2H2 t¸c dông víi Hydro Clorua cho ta Vinyl clorua: CH º CH + HCl ® CH2 = CHCl Qu¸ tr×nh nµy tiÕn hµnh trong pha khÝ cã HgCl2 tham gia lµm xóc t¸c, thùc hiÖn ë 150 ¸ 1800C. - Céng víi H2SO4 t¹o thµnh Vinyl sunfo : CH º CH + H2SO4 ® CH2 = CH - OSO3H - ë nhiÖt ®é 800C cã CuCl2, C2H2 t¸c dông víi HCN cho ta Acrylonitril: Xt 800C HC º CH + HCN H2C = CH – CN - Céng hîp víi muèi halogen t¹o hîp chÊt ®ång ph©n cis trans: CH º CH + HgCl2 C = C H Cl H HgCl C = C H HgCl H Cl cis -Ph¶n øng céng alcol vµ céng axit cacboxylic. T­îng tù ph¶n øng céng n­íc, d­íi t¸c dông cña xóc t¸c thuû ng©n sunfat, hoÆc tèt h¬n lµ xóc t¸c CCl3-COOH, BF3 vµ HgO, axetylen cã thÓ céng víi alcol t¹o ra ete vinylic, céng víi axit cacboxylic t¹o ra este cña alcol vinylic. CH º CH+HOC2H5 ® H2C=CH-O-C2H5 CH º CH + RCOOH ® CH2 = CH – COOR C¸c ete vinylic, còng nh­ este vinylic ®Òu cã thÓ lµm nguyªn liÖu ®Ó tæng hîp c¸c vËt liÖu polyme cã nhiÒu øng dông trong kü thuËt. -Ph¶n øng víi aldehit formic. xt Axetylen cã thÓ t¸c dông víi aldehit formic t¹o thµnh butindiol 1-4 (chÊt lµm bãng khi m¹ Niken): CH º CH + 2HCHO HOCH2-CºC-CH2OH I.1.2.2 TÝnh axit Nguyªn tö hydro ®Ýnh vµo nguyªn tö cacbon mang liªn kÕt ba rÊt linh ®éng, do vËy c¸c alkin lo¹i nµy cã tÝnh axit yÕu vµ cã thÓ tham gia ph¶n øng víi kim lo¹i. Trong axetylen cã hai nguyªn tö hydro ®Ò ®Ýnh vµo cacbon mang nèi ba v× vËy tÝnh axit cña nã m¹nh h¬n c¸c alkin kh¸c. Axetylen cã tÝnh axit yÕu h¬n n­íc, nh­ng l¹i m¹nh h¬n tÝnh axit cña amoniac, etylen vµ etan. - Khi t¸c dông axetylen víi kim lo¹i kiÒm, Cu, Ag, Ni, Hg, Co, Zn, t¹o thµnh axetylenit kim lo¹i rÊt dÔ næ. [Cu(NH3)2]+ CH º CH + 2Cu Cu - C º C - Cu + H2 -T¸c dông víi Natri kim lo¹i NaNH2 150oC CH º CH + 2Na NaC º CNa + H2 I.1.2.3 Ph¶n øng trïng hîp. - Trïng hîp m¹ch th¼ng. D­íi t¸c dông cña c¸c muèi ®ång I t¹o thµnh vinyl axetylen. 2HC º CH CuCl2 800C CH2 = CH - C º CH Ph¶n øng nµy cã ý nghÜa quan träng v× tõ vinyl axetylen cã thÓ ®iÒu chÕ butadien CH2=CH-CH=CH2 (céng hydro) vµ cloropren CH2=CH-CCl=CH2 (céng HCl) lµ nh÷ng nguyªn liÖu trong tæng hîp cao su. Axetylen còng cã thÓ trïng hîp ba ph©n tö t¹o thµnh divinyl axetylen CH2=CH-CºC-CH=CH2, hoÆc bèn ph©n tö t¹o thµnh 1,5,7 octatrien CH2=CH-Cº C-CH=CH-CH=CH2. Khi cã mÆt bét ®ång vµ vÖt oxy ë 200-250OC, axetylen trïng hîp t¹o thµnh mét Polime (CH)n gäi lµ cupren. §ã lµ mét chÊt bét v« ®Þnh h×nh, khèi l­îng ph©n tö rÊt lín, kh«ng tan trong n­íc vµ c¸c dung m«i h÷u c¬, th­êng ®­îc dïng lµm chÊt c¸ch ®iÖn. - Trïng hîp m¹ch vßng. Khi cho axetylen ®i qua èng nung ®á tíi 600-800OC, axetylen sÏ trïng hîp cho mét chÊt nhùa cã chøa s¶n phÈm chÝnh lµ benzene (28%), vµ c¸c s¶n phÈm phô kh¸c nh­ toluen, naphtalen vµ c¸c hydrocacbon th¬m ng­ng tô kh¸c, t­¬ng tù c¸c s¶n phÈm cña qu¸ tr×nh ch­ng cÊt nhùa than ®¸. Ph¶n øng t¹o thµnh benzen sÏ ­u thÕ h¬n n÷a khi ph¶n øng tiÕn hµnh trªn xóc t¸c than ho¹t tÝnh. C* 600O C 3CH º CH C6H6 benzen I.1.3 Ph­¬ng ph¸p S¶n xuÊt axetylen. I.1.3.1 §iÒu chÕ tõ cacbua canxi. Cacbua canxi thu ®­îc tõ oxit canxi vµ cèc trong lß hå quang ®iÖn, ph¶n øng x¶y ra m·nh liÖt vµ ®ßi hái nguån n¨ng l­îng ®iÖn dù tr÷ lín. §©y lµ yÕu tè quyÕt ®Þnh gi¸ thµnh cña axetylen s¶n xuÊt ®­îc. Khi thuû ph©n cacbua canxi b»ng n­íc ta thu ®­îc axetylen (ph¶n øng to¶ nhiÒu nhiÖt). hå quang ®iÖn CaO + 3C CaC2 + CO CaC2 + 2H2O ® C2H2 + Ca(OH)2. DH = - 127,1 KJ/mol. Tõ mét Kg cacbua canxi kü thuËt cã chøa t¹p chÊt cèc, oxit canxi vµ nh÷ng chÊt kh¸c cã thÓ thu ®­îc 230 ¸ 280 lÝt khÝ axetylen. Theo lý thuyÕt tõ 1 Kg cacbua canxi s¹ch thu ®­îc 380 lÝt C2H2. I.1.3.2 ChÕ biÕn axetylen tõ hydrocacbon: Ta cã thÓ thu axetylen tõ metan vµ nh÷ng parafin kh¸c b»ng c¸ch nhiÖt ph©n ë nhiÖt ®é cao theo ph¶n øng thuËn nghÞch sau: 2CH4 « C2H2 + 3H2. DH0298 =376 KJ / mol. C6H6 « 3C2H2 DH0298 =311KJ / mol. §©y lµ ph¶n øng thu nhiÖt, c©n b»ng cña chóng chØ dÞch chuyÓn vÒ bªn ph¶i khi nhiÖt ®é kho¶ng: 1000 ¸ 13000C trong thùc tÕ ®Ó t¨ng vËn tèc ph¶n øng cÇn nhiÖt ®é lín h¬n 15000C ®èi víi CH4 vµ 12000C ®èi víi c¸c hydrocacbon láng. Trong s¶n phÈm khÝ thu ®­îc ngoµi axetylen cßn cã lÉn nh÷ng parafin, olefin thÊp ph©n tö, benzen, metyl axetylen còng nh­ vinyl axetylen, diaxetylen. 4CH4 + O2 15000 2C2H2 + 2CO2 + 4H2 Ta còng cã thÓ thu ®­îc axetylen b»ng ph­¬ng ph¸p oxy ho¸ kh«ng hoµn toµn metan theo ph¶n øng: Axetylen s¶n xuÊt theo ph­¬ng ph¸p cacbua canxi sÏ cã chi phÝ n¨ng l­îng ®iÖn lín vµ vèn ®Çu t­ cao nªn ngµy nay axetylen chñ yÕu s¶n xuÊt b»ng nhiÖt ph©n hydrocacbon, qu¸ tr×nh x¶y ra mét giai ®o¹n, cho phÐp tæng hîp axetylen víi vèn ®Çu t­ vµ chi phÝ n¨ng l­îng Ýt h¬n. Axetylen s¶n xuÊt ®­îc s¹ch h¬n, nh­ng cã nång ®é lo·ng h¬n. II. Axit axetic II.1- Giôùi thieäu: [6] Axit axetic coù coâng thöùc hoùa hoïc CH3COOH, khoái löôïng phaân töû M=60,05ñvc, laø chaát loûng khoâng maøu, coù tính aên moøn... Trong giaám coù khoaûng 4¸12% axit axetic vaø ñöôïc saûn xuaát baèng phöông phaùp leân men röôïu. Noù ñöôïc tìm thaáy caùch ñaây hôn 5000 naêm tröôùc. Hieän nay caùc nöôùc saûn xuaát axit axetic toång hôïp nhieàu nhaát laø Myõ, Taây AÂu, Nhaät Baûn, Canada vaø Mexico. Toång coâng suaát cuûa caùc nhaø maùy saûn xuaát axit axetic taïi caùc nöôùc naøy ñaït 4 trieäu taán/naêm. Axit axetic ñöôïc söû duïng trong nhaø maùy saûn xuaát vinyl axetat vaø anhyñric axetic. Vinyl axetat ñöôïc söû duïng trong quaù trình saûn xuaát nhöïa lastic, laøm phuï gia cho sôn, keo daùn, giaáy boïc vaø trong coâng nghieäp deät. Anhyñric axetic ñöôïc söû duïng ñeå saûn xuaát sôïi xenlulo axetat, ñaàu loïc thuoác laùù, vaø nhöïa xenlulo. 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 - Tính chaát hoùa hoïc: [2,4] Axit axetic thuoäc loaïi axit cacboxylic ñôn chöùc no, trong caáu taïo coù nhoùm cacboxyl (-COOH) neân theå hieän ñaày ñuû tính chaát cuûa moät axit höõu cô. Ñoù laø: Ø Phaûn öùng keùo theo söï ñöùt lieân keát O-H. Ø Phaûn öùng xaûy ra ôû nguyeân töû C cuûa nhoùm cacboxyl. Ña soá phaûn öùng loaïi naøy laø söï taán coâng nucleophyl cuûa taùc nhaân X vaøo nguyeân töû cacbon cuûa nhoùm cacboxyl, tieáp theo xaûy ra söï ñöùt lieân keát C- H taïo thaønh este, alkyl clorua. Ø Phaûn öùng decacboxyl hoùa. Ø Phaûn öùng theá cuûa nguyeân töû cacbon a. Döôùi ñaây nghieân cöùu töøng loaïi phaûn öùng: 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: Khi ñun noùng muoái natri cuûa axit axetic vôùi voâi toâi xuùt, cho metan. NaOH CaO 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: 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. P đỏ 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 –NH4 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 axeton 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 CH= CHOCOCH3 II.3.11 - Taùc duïng vôùi etylen: Axit axetic taùc duïng vôùi etylen coù maët cuûa oxy taïo thaønh vinyl axetat. CH3COOH + C2H4 + 0,5O2 CH2 = CHOCOCH3 + H2O II.4 - ÖÙng duïng: [6,7] Axit axetic coù raát nhieàu öùng duïng trong coâng nghieäp toång hôïp höõu cô. Töø axit axetic ñem toång hôïp taïo ra caùc polyme coù giaù trò kinh teá cao trong coâng nghieäp: thuoác tröø coû, laøm dung moâi, axetat xelulo, este, sôïi toång hôïp, chaát keát dính, nhuoäm, thuoäc da, in vaø trong y hoïc… Baûng 9: Tình hình söû duïng axit axetic treân theá giôùi. [11] Söû duïng,% Taây AÂu Myõ Nhaät Baûn Anhyñrit axetic Axetat xenlulo Este(EA,BA,AA) Mono cloaxetat ATP Vinyl axetat Deät, nhuoäm Caùc loaïi khaùc 8 12 16 9 6 37 í12 6 10 12 2 10 52 3 5 4 18 9 5 11 27 í26 II.5 - Caùc phöông phaùp saûn xuaát axit axetic: [4,6,7,8] Axit axetic ñöôïc duøng roäng raõi trong coâng nghieäp, ñôøi soáng vaø y hoïc. Coâng nghieäp saûn xuaát axit axetic phaùt trieån töø sau ñaïi chieán theá giôùi thöù hai vaø hieän nay ñang phaùt trieån maïnh meõ. Coù raát nhieàu phöông phaùp ñieàu cheá axit axetic, tröôùc ñaây ngöôøi ta ñieàu cheá baèng phöông phaùp leân men vaø chöng khoâ goã, oxy hoùa röôïu etylic. Nhöng tröôùc nhöõng yeâu caàu söû duïng axit axetic ngaøy caøng lôùn ñoøi hoûi phaûi saûn xuaát theo phöông phaùp toång hôïp. Coù caùc phöông phaùp chính sau: Ø Oxy hoùa axetalñehit. Ø Toång hôïp töø oxit cacbon vaø röôïu metylic. Ø Oxy hoùa hyñro cacbon butan, naphta. Baûng 10: Tình hình saûn xuaát axit axetic ôû caùc nöôùc treân theá giôùi. [11] Saûn xuaát,% Taây AÂu Myõ Nhaät Baûn Oxy hoùa axetalñehit Oxy hoùa butan vaø naphta Töø etanol Töø metanol Caùc phöông phaùp khaùc Saûn phaåm(103 taán/naêm) Khaû naêng saûn xuaát(103 taán/naêm) Möùc tieâu thuï(103 taán/naêm) 45 16 5 34 - 955 1,245 960 20 17 - 62 1 1,200 1,450 1,175 52 6 - 42 - 330 540 330 Vaøo naêm 1984 theá giôùi ñaõ saûn xuaát ra 4,4.106 taán/naêm axit axetic. Ñeán naêm 1986 saûn xuaát ra 4,6.106 taán/naêm axit axetic. II. 5.1- Oxy hoùa axetalñehit: Phöông phaùp oxy hoùa axetaldehit ñeå ñieàu cheá axit axetic ñöôïc duøng roäng raõi trong coâng nghieäp ôû nhieàu nöôùc. Phaûn öùng toång quaùt: CH3CHO + 0,5 O2 CH3COOH Phaûn öùng oxy hoùa axetalñehit tieán haønh trong pha loûng hay pha hôi. Phaûn öùng tieán haønh trong pha hôi khoâng caàn xuùc taùc nhöng do phaûn öùng toûa nhieät neân deã gaây ra ñun noùng cuïc boä laøm cho phaûn öùng taïo nhieàu saûn phaåm phuï do axetalñehit bò oxy hoùa saâu (metyl axetat, etyliden diaxetat, axit fomic, CO2). Maët khaùc hôi axetaldehit taïo vôùi khoâng khí moät hoãn hôïp noå trong giôùi haïn roäng. Vì caùc lyù do ñoù trong thöïc teá ít duøng phöông phaùp naøy. Trong coâng nghieäp hay duøng phöông phaùp oxy hoùa axetalñehit trong pha loûng, xuùc taùc laø axetat Mn (0,05 ¸ 0,1% troïng löôïng tính theo axetalñehit), nhieät ñoä phaûn öùng 50 ¸ 800C, aùp suaát 3 ¸ 4at, duøng oxy kyõ thuaät, hieäu suaát thu ñöôïc axit axetic laø 96%. Nhieät ñoä aûnh höôûng lôùn ñeán quaù trình. Neáu nhieät ñoä thaáp seõ xaûy ra tích tuï peroxyt axetyl trong phaûn öùng daãn ñeán hieän töôïng noå. Neáu nhieät ñoä quaù cao thì caàn phaûi taêng aùp suaát vaø deã xaûy ra phaûn öùng oxy hoùa saâu. Do ñoù hay tieán haønh ôû nhieät ñoä 800C, ñeå duy trì nhieät ñoä nhö vaäy trong thaùp coù ñaët caùc oáng xoaén laøm laïnh. Quaù trình oxy hoùa axetalñehit xaûy ra theo cô cheá goác chuoãi töï do. II.5.2 - Oxy hoùa n-butan trong pha loûng: 1800C 4,5 ¸ 5 MPa C4H10 + 5/ 2 O2 2CH3COOH + H2O Saûn phaåm oxy hoùa coù thaønh phaàn phöùc taïp, ngoaøi axit axetic coøn coù axit fomic, axit propanoic ...caùc hôïp chaát chöùa oxy khaùc. Hieäu suaát COx:17%; este vaø xeton: 22%; axit axetic: 57%; axit axetic vaø propanoic: 4%. II.5.3 - Saûn xuaát axit axetic töø oxit cacbon vaø metanol: Ø 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. BASF ñaõ söû duïng xuùc taùc phöùc Co thu ñöôïc axit axetic vaøo caùc naêm nhö sau: : 3600 taán/naêm. : 10000 taán/naêm. : 35000 taán/naêm. 1981 : 45000 taán/naêm. Toác ñoä phaûn öùng phuï thuoäc vaøo hieäu suaát hôi rieâng phaàn cuûa CO vaø noàng ñoä metanol. Hieäu suaát chuyeån hoùa axit axetic ñaït 90% vôùi metanol vaø 70% ñoái vôùi CO. Saûn phaåm phuï cuûa quaù trình naøy laø CH4, CH3CHO, C2H5OH, CO2, C2H5COOH, alkyl axetat, 2- etyl- 1- butanol. Khoaûng 3,5% maát maùt döôùi daïng CH4 ; 4,5% ôû daïng saûn phaåm loûng; 2% ôû daïng khí thaûi; khoaûng 10% CO nguyeân lieäu bieán ñoåi thaønh CO2 theo phaûn öùng: CO + H2O CO2 + H2 Ø Ñeán naêm 1968 haõng Monsanto coâng boá khaùm phaù môùi laø saûn xuaát axit axetic töø oxit cacbon vaø metanol duøng xuùc taùc phöùc Rh, axit HI laøm chaát hoaït hoùa, quaù trình naøy tieán haønh ôû ñieàu kieän nhieät ñoä phaûn öùng 1800C, aùp suaát 3MPa, hoaït tính vaø ñoä choïn loïc cuûa xuùc taùc cao gaáp 100 laàn so vôùi duøng xuùc taùc Co. Quùa trình söû duïng xuùc taùc naøy vaøo naêm 1970 ôû thaønh phoá Texas-Myõ vôùi naêng suaát thu ñöôïc axit axetic laø 135.000 taán/naêm. Ñeán naêm 1975 taêng naêng suaát leân 180.000 taán/naêm. ÔÛ aùp suaát thöôøng, hieäu suaát chuyeån hoùa laø 99% vôùi metanol vaø 90% vôùi oxit cacbon. + 0,5O2 II.5.4 - Ñi töø axetylen, etylen: CH º CH + H2O CH3CHO CH3COOH + 0,5O2 CH2 = CH2 + 0,5O2 CH3CHO CH3COOH - H2 + 0,5O2 CH2 = CH2 + H2O CH3CH2OH CH3CHO CH3COOH CHÖÔNG II: GIÔÙI THIEÄU VEÀ SAÛN PHAÅM VINYL AXETAT I- Giôùi thieäu chung: [4,9] Vinyl axetat (goïi taét laø VA) coù coâng thöùc caáu taïo CH2 = CH-O-COCH3, khoái löôïng phaân töû M =86,091 ñvc, laø moät trong nhöõng monome quan troïng trong coâng nghieäp chaát deûo vaø sôïi toång hôïp vinylon. VA coøn ñöôïc duøng ñeå saûn xuaát sôn, keo daùn coù ñoä beàn cao, beàn vôùi hoùa chaát vaø caùc chaát oxy hoùa khaùc. Tröôùc ñaây, vinyl axetat chuû yeáu ñöôïc saûn xuaát töø axetylen vaø axit axetic, nhöng ngaøy nay phöông phaùp naøy ñaõ daàn ñöôïc thay theá baèng phöông phaùp toång hôïp töø etylen vaø axit axetic. Coâng ngheä saûn xuaát VA ngaøy caøng hoaøn thieän hôn, phaùt trieån maïnh meõ. Söï phaùt trieån naøy laøm cho saûn löôïng VA treân theá giôùi khoâng ngöøng taêng leân vaøo nhöõng naêm 50. Naêm 1968 ôû Myõ ñaõ saûn xuaát ñöôïc 708 trieäu pound vaø ôû Nhaät Baûn vaø Chaâu AÂu cuõng saûn xuaát ñöôïc moät soá löôïng khaù lôùn. II-Tính chaát vaät ly ù: [4,9,10] VA laø chaát loûng khoâng maøu, khoâng muøi, deã baét löûa, ít tan trong nöôùc (2 – 4% khoái löôïng) hoaø tan toát trong röôïu etylic. ÔÛ nhieät ñoä thöôøng VA keùm oån ñònh vaø deã truøng hôïp. 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-Tính chaát hoùa hoïc: [4,9,10] Trong coâng thöùc caáu taïo cuûa VA coù lieân keát ñoâi trong phaân töû neân VA coù ñaày ñuû tính chaát quan troïng cuûa hôïp chaát hyñrocacbon khoâng no nhö: Ø Phaûn öùng coäng. Ø Phaûn öùng oxi hoùa. Ø Phaûn öùng truøng hôïp, ñoàng truøng hôïp. III.1 - Phaûn öùng coäng: CH2 = CHOCOCH3 + Cl2 ClCH2 - CHCl Diclorua etyl axetat CH2 = CHOCOCH3 + Br2 BrCH2 - CHBr Dibromua etyl axetat OCOCH3 OCOCH3 Ø Coäng halogen (Cl2,Br2): taïo thaønh dihalogen etyl axetat. CH3 - CH - Cl CH2 = CHOCOCH3 + HCl 1-Clorua etyl axetat ClCH2 - CH2 2- Clorua etyl axetat CH3 - CH - Cl CH2 = CHOCOCH3 + HCl 1-Clorua etyl axetat ClCH2 - CH2 2- Clorua etyl axetat OCOCH3 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. CH2 = CHOCOCH3 + ROH CH3COOR + CH3 - CH +CH3 -CH - OR OR H2SO4 H2SO4 OR OCOCH3 -VA taùc duïng vôùi röôïu trong moâi tröôøng axit. 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: CH2 = CHOCOCH3 + CCl4 Cl3C[CH2CH(OCOCH3)]nCl Bz2O2 Ø Coäng vôùi cacbon tetraclorua (CCl4): CH2 = CHOCOCH3 + CCl3Br Cl3CCH2 - CHBr OCOCH3 Ø Coäng vôùi CCl3Br: CH2 = CHOCOCH3 + C4H9SH C4H9SCH2._.CH2 OCOCH3 BF3 Ø Coäng vôùi mecaptan: Ø Coäng vôùi NH3: -CH2 = CHOCOCH3 + NH3 CH3CH(OH)NH2 + CH3CONH2 Hieäu suaát 55% Hieäu suaát 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 + 2CH3CHO CH3 - CH - CH2 - CH - OCOCH3 CH CH3 O O Na Axetyl aldoxan Ø Coäng vôùi etanal: 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. Ø Phaûn öùng coäng taïo voøng: Khi duøng diod metan keát hôïp vôùi ñoàng vaø keõm, nhoùm metylen (CH2 -) ñöôïc coäng vaøo nhoùm vinyl axetat taïo ra cyclopropyl axetat. CH2 = CHOCOCH3 + CH2 - CH-CHOCOCH3 CH2 III.2 - Phaûn öùng oxy hoùa: Ø VA bò oxy hoùa bôûi hyñropeoxit H2O2 döôùi taùc duïng cuûa xuùc taùc Osmi tetraoxit taïo thaønh glycol alñehit. OsO4 CH2 = CHOCOCH3 + H2O2 HOCH2CHO + CH3COOH Ø VA döôùi taùc duïng cuûa chaát oxy hoùa maïnh KMnO4 coù maët kieàm KOH taïo thaønh axetat etylen glycol. 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 + nCH2 = CH [- CH2 - CH - CH2 - CH -]n OCOCH3 Cl Cl III.5 - Phaûn öùng thuûy phaân VA, PVA: CH2 = CHOCOCH3 + H2O CH3COOH + CH3CHO 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 - CH -]n + nH2O [ - CH2 - CH -]n +nCH3COOH OCOCH3 H+ OH Ø Khi thuûy phaân PVA trong moâi tröôøng axit thu ñöôïc röôïu polyvinilic. 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 + CH2CHOCOR Hg2+ H+ IV- Tình hình saûn xuaát vaø söû duïng VA: IV.1- Tình hình saûn xuaát VA: [4,7,10] VA ñöôïc coâng boá naêm 1912 bôûi nhaø baùc hoïc KLATTE (ÑÖÙC) ñöôïc toång hôïp töø axetylen vaø axit axetic trong pha loûng. Quaù trình saûn xuaát ñöôïc phaùt trieån maïnh meõ naêm 1925. Naêm 1950 saûn löôïng VA taêng nhanh treân theá giôùi. Naêm 1960 ôû Nhaät saûn xuaát ñöôïc 70 nghìn taán, naêm 1965 laø 120 nghìn taán, coøn ôû Myõ naêm 1968 VA ñöôïc saûn xuaát laø: 321.149 taán. Moät nhaø maùy ñöôïc xaây döïng ôû Ñoâng Nam AÙ naêm 1997 coù naêng suaát 1 500 000 taán/naêm. Phöông phaùp saûn xuaát VA töø axetylen daàn ñöôïc thay theá vì axetylen raát ñaét tieàn. Ngaøy nay trong coâng nghieäp axetylen ñöôïc thay theá baèng etylen. Khoaûng 80% VA treân theá giôùi ñöôïc saûn xuaát töø etylen, coøn laïi 20% VA ñöôïc saûn xuaát töø axetylen trong pha khí. Do tính kinh teá cuûa nguoàn nguyeân lieäu maø ngaøy nay trong coâng nghieäp saûn xuaát VA ñi töø metyl axetat hay dimetyl ete vôùi CO vaø H2 ñang ñöôïc nghieân cöùu vaø hoaøn thieän. Baûng 13: Tình hình söû duïng caùc nguoàn nguyeân lieäu ñeå saûn xuaát VA vaøo 1984 ôû caùc nöôùc. [7] Saûn xuaát,% Taây AÂu Myõ Nhaät Baûn Axetylen Etylen 43 57 - 100 19 81 Saûn löôïng VA taêng raát nhanh, vaøo naêm 1965 treân theá giôùi coù 106 taán/naêm VA ñöôïc saûn xuaát ra, coøn vaøo naêm 1984 ñaït 2,7.106 taán/naêm. Ñeán naêm 1986 saûn löôïng VA ôû moät soá nöôùc treân theá giôùi nhö sau: Baûng 14: Saûn löôïng VA saûn xuaát ñöôïc naêm 1986 ôû moät soá nöôùc. [7] Nöôùc Saûn löôïng,taán/naêm Myõ Canada Chaâu Myõ Latinh Taây AÂu Ñoâng AÂu Chaâu Phi Trung Ñoâng Nhaät Baûn Chaâu AÙ vaø Ñoâng AÙ 1,15.106 0,05.106 0,09.106 0,56.106 >0,16.106 - - 0,58.106 0,15.106 IV.2 - Tình hình söû duïng VA: [4,7] VA laø moät monome cho quaù trình truøng hôïp, ñoàng truøng hôïp. VA ñöôïc söû duïng cho caùc quaù trình sau: -Trong quaù trình truøng hôïp taïo polyvinyl axetat, löôïng VA tieâu toán cho quaù trình naøy chieám töø 55 ¸ 60% toång löôïng VA saûn xuaát ra. -Saûn xuaát polyvinyl alcol, löôïng naøy chieám 13 ¸ 15%. -Quaù trình ñoàng truøng hôïp giöõa VA vaø etylen chieám 8%. -Truøng hôïp taïo polyvinyl butyrat, löôïng naøy chieám 15%. -Duøng trong phuï gia daàu nhôøn, trong ñoàng truøng hôïp, vôùi acrylonitryl taïo sôïi acrylic. -Duøng trong caùc quaù trình khaùc. VA coù theå hoøa tan trong röôïu etylic vaø dietyl ete. ÔÛ nhieät ñoä thöôøng VA keùm oån ñònh vaø deã bò truøng hôïp cho saûn phaåm polyvinyl axetat. Ñaây laø moät saûn phaåm coù giaù trò kinh teá cao trong nhieàu lónh vöïc. Polyvinyl axetat coù tính baùm dính cao, ñöôïc öùng duïng trong saûn xuaát keo daùn vaø vecni, caùc daãn xuaát cuûa noù nhö polyvinyl alcol, polyvinyl butyrat. Khi thuûy phaân polyvinyl axetat seõ thu ñöôïc moät polyme raát thoâng duïng ñoù laø polyvinyl alcol, polyme naøy ñöôïc söû duïng laøm chaát nhuõ hoùa vaø laøm chaát taêng ñoä nhôùt cho dung dòch nöôùc. Thuûy phaân moät phaàn polyvinyl axetat seõ thu ñöôïc moät polyme deã taïo maøng, chaát naøy coù theå duøng laøm vaûi giaû da. Ngoaøi ra caùc copolyme cuûa vinyl axetat vôùi vinyl clorua vaø caùc monome khaùc cuõng ñöôïc öùng duïng roäng raõi trong kyõ thuaät. Baûng 15: Tình hình söû duïng VA ôû moät soá nöôùc. [7] Söû duïng,% Taây AÂu Myõ Nhaät Baûn Etylen-vinyl axetat Polyvinyl axetat Polyvinyl alcol Polyvinyl butyrat Copolyme vinyl clorua Caùc loaïi khaùc 4 60 17 3 11 5 7 58 21 7 4 3 11 16 71 - 1 1 V- Phaân loaïi, tieâu chuaån vaø baûo quaûn VA:[9] V.1-Phaân loaïi: VA ñöôïc phaân laøm ba loaïi tuøy theo löôïng chaát öùc cheá ñöa vaøo. Chaát öùc cheá thöôøng duøng laø hyñroquinon hoaëc diphenyl amin. Ø Loaïi 1: Neáu VA ñöôïc ñem söû duïng ngay maø khoâng toàn chöùa thì löôïng hyñroquinon ñöa vaøo töø 3 ¸ 7 ppm. Ø Loaïi 2: Neáu VA ñöôïc söû duïng sau 4 thaùng thì löôïng chaát öùc cheá ñöa vaøo öùng vôùi loaïi VA chöùa 12 ¸ 17 ppm hyñroquinon. Ø Loaïi 3: ÖÙng vôùi chaát öùc cheá söû duïng laø diphenyl amin thì haøm löôïng 200¸ 300 ppm. Loaïi naøy coù theå toàn chöùa trong thôøi gian daøi maø VA khoâng bò bieán chaát. Tröôùc khi söû duïng loaïi VA naøy ñeå truøng hôïp caàn phaûi loaïi boû chaát öùc cheá diphenyl anim, vôùi loaïi 1 vaø 2 thì ñieàu naøy khoâng caàn thieát. V.2- Tieâu chuaån: VA thöông phaåm coù nhöõng tieâu chuaån sau: Ø Vinyl axetat,% : 99,8, min. ØNhieät ñoä soâi,0C : 72,3 ¸ 73,0. Ø Haøm löôïng axit axetic,% : 0,007, max. Ø Haøm löôïng axetalñehit,% : 0,013, max. Ø Haøm löôïng nöôùc,% : 0,04, max. Ø Maøu saûn phaåm, heä APHA : 0 ¸ 5. Ø Haøm löôïng chaát lô löûng : khoâng. V.3- Baûo quaûn: VA thöôøng toàn chöùa vaø baûo quaûn trong caùc beå chöùa laøm baèng theùp cacbon, nhoâm, theùp traùng men, theùp khoâng gæ. Ngöôøi ta khoâng duøng vaät lieäu ñoàng laøm beå chöùa vì ñoàng deã laøm nhieãm maøu VA vaø laøm bieán chaát chaát öùc cheá. Trong quaù trình toàn chöùa vaø baûo quaûn caàn chuù yù giôùi haïn chaùy noå cuûa VA vôùi khoâng khí. Giôùi haïn chaùy noå cuûa hôi VA vôùi khoâng khí laø 2,6 ¸ 13,4% theå tích. Taïi nhieät ñoä thöôøng VA coù theå deã daøng taïo hoãn hôïp noå vôùi khoâng khí trong khoaûng khoâng gian beå chöùa. Ñeå ngaên chaën khaû naêng naøy ngöôøi ta cho theâm nitô vaøo beå chöùa. Khi baûo quaûn taát caû caùc ñöôøng oáng vaø beå chöùa ñöôïc noái ñaát vaø coù thieát bò phoøng choáng chaùy noå. Caùc nghieân cöùu ñeå chæ ra raèng söï öùc cheá khaû naêng bieán chaát cuûa VA taïo caùc phaûn öùng phuï trong khi baûo quaûn cuûa chaát öùc cheá hoaït ñoäng toát nhaát taïi nhieät ñoä thöôøng (< 1000F). Vôùi caùc beå chöùa VA noåi treân maët ñaát caàn phaûi laøm laïnh baèng nöôùc hoaëc ñöôïc sôn traéng beân ngoaøi ñeå giaûm nhieät ñoä beà maët beå trong muøa heø traùnh hieän töôïng chaùy noå vaø söï bieán chaát cuûa VA. CH¦¥NG III:GiíI THIÖU C¸C PH¦¥NG PH¸P S¶N XUÊT VA I- Giíi thiÖu chung: [9] Cho ®Õn nay cã rÊt ph¸p nhiÒu ph­¬ng tæng hîp VA trong c«ng nghiÖp tõ c¸c nguån nguyªn liÖu kh¸c nhau trªn thÕ giíi. Cã 3 ph­¬ng ph¸p s¶n xuÊt VA chÝnh: Ø Ph­¬ng ph¸p cæ ®iÓn nhÊt s¶n xuÊt VA lµ cho CH3COOH ph¶n øng trùc tiÕp víi C2H2 trªn xóc t¸c. Ph¶n øng thùc hiÖn ë pha láng hay pha khÝ. HiÖn nay trong s¶n xuÊt c«ng nghiÖp ph­¬ng ph¸p nµy chØ dïng ë pha khÝ. Ø Ph­¬ng ph¸p hiÖn ®¹i ®ang ®­îc sö dông réng r·i nhÊt trªn thÕ giíi lµ oxy ho¸ trùc tiÕp C2H4 víi CH3COOH cã xóc t¸c muèi Pd. Ph¶n øng thùc hiÖn ë pha láng vµ pha khÝ. Ø Ph­¬ng ph¸p cßn l¹i lµ tæng hîp VA qua hai b­íc (h·ng Celanese). -Anhy®ric axetic ph¶n øng víi axetal®ehit ®Ó t¹o ra etylen diaxetat. -NhiÖt ph©n etylen diaxetat ®Ó t¹o ra VA vµ axit axetic. Trong ®ã, ph­¬ng ph¸p s¶n xuÊt VA tõ etylen víi axit axetic vµ oxy ®­îc sö dông réng r·i ë vïng B¾c Mü. Cßn ë T©y ¢u vµ ®¨c biÖt lµ Ch©u ¸ th× ph­¬ng ph¸p s¶n xuÊt VA ®i tõ axetylen vµ axit axetic ®­îc sö dông nhiÒu h¬n. Ngµy nay cïng víi sù ph¸t triÓn m¹nh cña c«ng nghiÖp vµ nhu cÇu sö dông VA vµo nÒn kinh tÕ cµng cao. Nªn qu¸ tr×nh tæng hîp VA trong pha láng Ýt ®­îc sö dông vµ dÇn ®­îc thay thÕ b»ng c¸c ph­¬ng ph¸p s¶n xuÊt trong pha khÝ, bëi v× ph­¬ng ph¸p tiÕn hµnh trong pha láng th­êng cho hiÖu suÊt thÊp, g©y hao tèn xóc t¸c, xóc t¸c ®éc vµ g©y ¨n mßn, ph¸ háng thiÕt bÞ. Bªn c¹nh ®ã ngµnh tæng hîp h÷u c¬ cã xu h­íng sö dông nguyªn liÖu rÎ tiÒn h¬n thay C2H2 rÊt ®¾t b»ng C2H4 ®Ó n©ng cao hiÖu qu¶ kinh tÕ. II-Ph­¬ng ph¸p tæng hîp VA tõ Etylen vµ Axit axetic: [9,10] Ngµy nay, gi¸ thµnh cña axetylen ®¾t nªn trªn thÕ giíi ®ang cã xu h­íng t×m ra nh÷ng ph­¬ng ph¸p s¶n xuÊt VA cho hiÖu suÊt cao t­¬ng ®­¬ng víi ph­¬ng ph¸p s¶n xuÊt VA tõ axetylen vµ axit axetic trong pha khÝ nh­ng sö dông nguyªn liÖu ®Çu vµo cã gi¸ thµnh rÎ h¬n, dÔ s¶n xuÊt h¬n. Mét trong nh÷ng ph­¬ng ph¸p míi ®­îc sö dông gÇn ®©y lµ tæng hîp VA ®i tõ etylen vµ axit axetic. Theo tÝnh to¸n cña c¸c nhµ s¶n xuÊt th× viÖc thay thÕ axetylen b»ng etylen trong c«ng nghiÖp tæng hîp VA sÏ tiÕt kiÖm ®­îc h¬n 20% gi¸ thµnh s¶n xuÊt. Ph­¬ng ph¸p nµy tiÕn hµnh bëi c¸c h·ng: Ø TiÕn hµnh trong pha láng víi c«ng nghÖ cña c¸c h·ng Hoechst (§øc); ICI(Anh); Nippon Gosei (NhËt B¶n)... Ø TiÕn hµnh trong pha khÝ víi c«ng nghÖ cña c¸c h·ng Bayer-Hoechst (§øc); USI Chemicals. Ph­¬ng ph¸p tæng hîp VA tõ etylen vµ axit axetic dùa vµo ph¶n øng oxy ho¸ kÕt hîp etylen víi axit axetic sö dông xóc t¸c muèi Paladi. Pd2+ CH3COOH + C2H4 + 0,5O2 CH2 = CHOCOCH3 + H2O Ph¶n øng nµy tiÕn hµnh trong pha láng hay pha khÝ. Nh­ng dï tiÕn hµnh trong pha nµo th× vÉn thªm mét l­îng muèi Cu2+ (víi nång ®é [Cu2+] >>[Pd2+]) vµo xóc t¸c ®Ó thóc ®Èy sù oxy ho¸ Pd0 thµnh Pd2+, khi thªm muèi Cu2+ vµo th× nã sÏ oxy ho¸ Pd vµ trë vÒ Cu+. Cu+ rÊt dÔ bÞ oxy ho¸ bëi O2 thµnh Cu2+. Pd0 + 2Cu2+ Pd 2+ + 2Cu+ 2Cu+ + 0,5O2 + 2H+ 2Cu2+ + H2O C¶ hai ph¶n øng ®Òu x¶y ra m·nh liÖt trong m«i tr­êng axit, trong ®ã PdCl2 n»m ë d¹ng H2PdCl4. C¬ chÕ ph¶n øng bao gåm c¸c giai ®o¹n t¹o phøc trung gian tõ PdCl2, C2H4, H2O vµ sù chuyÓn ho¸ néi ph©n tö cña c¸c phøc nµy: [10] [PdCl4] 2 - [PdCl3(C2H4)] - [PdCl3(OAc)] 2- Cis[PdCl2(OAc)(C2H4)] - +C2H4 +Cl - +C2H4 +Cl - +OAc- +Cl - +OAc- +Cl - II.1- C«ng nghÖ tæng hîp VA tõ C2H4 vµ CH3COOH trong pha láng: (h·ng ICI) [9,10] C«ng nghÖ tæng hîp VA tõ etylen vµ axit axetic trong pha láng ®­îc ph¸t minh bëi h·ng Hoechst (§øc); ICI (Anh); Nippon Gosei (NhËt B¶n) vµ ®­îc ICI ¸p dông vµo s¶n xuÊt th­¬ng m¹i víi qui m« lín t¹i Anh, Mü trong mét vµi n¨m gÇn ®©y víi s¶n l­îng lµ 100 pound/n¨m. II.1.1-C¸c ph¶n øng chÝnh x¶y ra trong qu¸ tr×nh: CH2 = CH2 + CH3COOH + PdCl2 CH2 = CHOCOCH3 +Pd + 2HCl CH2 = CH2 + H2O + PdCl2 CH3CHO + Pd + 2HCl Pd + 2CuCl2 PdCl2 + 2CuCl 2CuCl + 2HCl + 0,5O2 2CuCl2 + H2O II.1.2-C¸c th«ng sè kü thuËt cña qu¸ tr×nh: Qu¸ tr×nh tiÕn hµnh ë nhiÖt ®é 100 ¸ 1300C, ¸p suÊt 30 atm, thµnh phÇn oxy vµ khÝ etylen n»m ngoµi giíi h¹n næ : 94,5% ®èi víi etylen vµ 5,5% ®èi víi oxy. Saûn phaåm VA vaø axetalñehit ñöôïc taùch töø doøng khí saûn phaåm bôûi moät daõy caùc coät chöng caát. Axit axetic vaø H2O cuõng ñöôïc ñöa vµo thiÕt bÞ ph¶n øng, tû lÖ H2O trong dung dÞch xóc t¸c x¸c ®Þnh tû lÖ axetal®ehit t¹o thµnh VA. Tû lÖ s¶n phÈm theo phÇn mol cña axetal®ehit trªn VA tèi ­u lµ: 1:14. Xóc t¸c PdCl2.. CuCl2 trong m«i tr­êng axit axetic cã thªm muèi axetat natri hoÆc muèi clorua ®Ó t¨ng ®é ho¹t ®éng cña xóc t¸c. Dung dÞch xóc t¸c cã chøa c¸c muèi Pd víi nång ®é 30 ¸ 50 mg Pd 2+/l vµ muèi dung dÞch ®ång nång ®é 3 ¸ 6 g Cu 2+/l. Tæng hiÖu suÊt cña qu¸ tr×nh ®¹t 90% tÝnh theo C2H4 vµ 95% tÝnh theo CH3COOH. C¸c thiÕt bÞ dïng cho qu¸ tr×nh lµm b»ng vËt liÖu titan... ®Ó tr¸nh sù ¨n mßn do trong s¶n xuÊt ph¶n øng cã axit HCl. Tuy nhiªn ®©y lµ nh÷ng vËt liÖu ®¾t tiÒn vµ do ®ã nã lµm cho tæng chi phÝ toµn bé qu¸ tr×nh cao h¬n kho¶ng 50% so víi qu¸ tr×nh tæng hîp VA tõ C2H2 vµ axit axetic trong pha h¬i. Öu ñieåm cuûa quaù trình trong pha loûng: -Deã ñieàu khieån phaûn öùng toaû nhieät. -Thu ñöôïc axetaldehit nhö moät saûn phaåm phuï cuûa quaù trình -Axetaldehit coù theå bò oxy hoaù thaønh axit axetic. Nhö vaäy axit axetic coù theå ñöôïc saûn xuaát töø etylen. -Thieát bò thaùp suûi boït öu vieät hôn thieát bò lôùp xuùc taùc coá ñònh vì laøm giaûm ñöôïc löôïng xuùc taùc. Nhöôïc ñieåm: AÊn moøn thieát bò vaø hieäu suaát VA theo etylen thaáp. II.1.3- S¬ ®å c«ng nghÖ vµ nguyªn lý ho¹t ®éng: 1-S¬ ®å c«ng nghÖ: (h×nh 1) 2 - Nguyªn lý ho¹t ®éng: (h×nh 1) Hçn hîp khÝ gåm 30% thÓ tÝch etylen vµ 70% thÓ tÝch oxy cïng víi axit axetic (l­îng míi trén víi l­îng håi l­u) ®­îc ®­a vµo thiÕt bÞ ph¶n øng (1), thiÕt bÞ ph¶n øng lµm viÖc ë nhiÖt ®é 100 ¸1300C, ¸p suÊt 30 atm. S¶n phÈm t¹o thµnh gåm cã VA, CH3CHO, H2O, CH3COOH vµ hçn hîp oxy-etylen ®­îc ®­a ra khái thiÕt bÞ ph¶n øng (1) vµo thiÕt bÞ ng­ng tô (2), sau ®ã ®­îc ®­a vµo thiÕt bÞ ph©n ly (3). Phaàn hoãn hôïp khí hoài löu seõ ñöôïc daãn qua thaùp haáp thuï (4) vaø thaùp nhaû haáp thuï (5) ñeå lo¹i bá khÝ CO2. Cßn phÇn hçn hîp láng sÏ ®­îc ®­a vµo th¸p (7) ñeå taùch CH3COOH, vaø löôïng naøy ñöôïc hoài löu trë l¹i thiÕt bÞ ph¶n øng (1). Hçn hîp láng sau khi ra khái th¸p (7) ®­îc ®­a sang th¸p t¸ch axetal®ehit (8) ®Ó t¸ch CH3CHO. Hçn hîp sau khi ra khái th¸p (8) gåm hai phÇn: Ø PhÇn hçn hîp ®i ra tõ ®Ønh th¸p (8) ®­îc ®­a sang th¸p hÊp thô CH3CHO (11) , ë ®©y c¸c chÊt nhÑ sÏ ®­îc t¸ch ra ë ®Ønh th¸p cßn hçn hîp ë ®¸y th¸p th× ®­îc ®­a sang th¸p ch­ng ph©n ®o¹n CH3CHO (12) ®Ó thu håi CH3CHO ë ®Ønh th¸p, cßn H2O ë ®¸y th¸p mét phÇn qua b¬m (6) b¬m ra ngoaøi. Ø PhÇn hçn hîp ®i ra ë ®¸y th¸p (8) qua b¬m (6) ®­a vµo thiÕt bÞ ph©n ly (3) ®Ó lo¹i mét phÇn H2O. Sau ®ã hçn hîp tiÕp tôc ®­îc ®­a vµo th¸p t¸ch H2O (9) vµ th¸p ch­ng ph©n ®o¹n VA (10), ôû ®Ønh th¸p (10) sÏ thu ®­îc VA, cßn ë ®¸y th¸p lµ c¸c chÊt nÆng qua b¬m (6) b¬m ra ngoµi. CÇn ®iÒu chØnh l­îng n­íc trong dung dÞch xóc t¸c th× cã thÓ h¹n chÕ ®­îc l­îng axetal®ehit sinh ra, tøc lµ ®iÒu chØnh ®­îc tû lÖ gi÷a axetal®ehit vµ VA trong s¶n phÈm t¹o thµnh. II.2- C«ng nghÖ tæng hîp VA tõ etylen vµ axit axetic trong pha khÝ (h·ng USI Chemicals): [9,10] Qu¸ tr×nh tæng hîp VA tõ etylen vµ axit axetic trong pha khÝ ®· ®­îc ph¸t triÓn bëi c¸c h·ng USI Chemicals t¹i Mü vµ h·ng Bayer t¹i §øc. HiÖn nay, qu¸ tr×nh nµy ®ang ®­îc h·ng Celanese t¹i Mü sö dông ®Ó s¶n xuÊt VA víi c«ng suÊt 200 triÖu pound/n¨m, vµ h·ng Bayer s¶n xuÊt víi c«ng suÊt 300 triÖu pound/n¨m. C¶ hai h·ng USI Chemicals vµ Bayer ®· cho phÐp 6 c«ng ty ë NhËt sö dông c«ng nghÖ cña h·ng ®Ó l¾p ®Æt d©y chuyÒn thiÕt bÞ s¶n xuÊt VA víi c«ng suÊt 512 triÖu pound/n¨m. II.2.1- C¸c th«ng sè kü thuËt cña qu¸ tr×nh C«ng nghÖ tæng hîp VA trong pha khÝ ®­îc thùc hiÖn víi xóc t¸c dÞ thÓ Pd/SiO2 hoÆc Pd/Al2O3 hoÆc alumosilicat víi phô gia lµ axetat natri cã chøa mét l­îng muèi ®ång nh»m thùc hiÖn chøc n¨ng chÊt mang thóc ®Èy sù oxy ho¸ Pd thµnh Pd 2+. Ph¶n øng : Pd + 0,5O2 + 2CH3COOH Pd 2+ + H2O + 2CH3COO - Pd 2+ + CH2 = CH2 + CH3COOH Pd + CH2 = CHOCOCH3 + 2H+ Qu¸ tr×nh tiÕn hµnh ë 175 ¸ 200oC, ¸p suÊt 70 ¸ 140 Psi b»ng c¸ch cho hçn hîp c¸c chÊt ph¶n øng qua líp xóc t¸c dÞ thÓ trong thiÕt bÞ ph¶n øng èng chïm. T¸c nh©n oxi ho¸ b¾t buéc sö dông oxy. Hoãn hîp ban ®Çu ®­a vµo thiÕt bÞ ph¶n øng gåm etylen, h¬i axit axetic, oxy víi tû lÖ thÓ tÝch lÇn l­ît 8: 4: 1 vµ ®é chuyÓn ho¸ cña chóng sau khi qua thiÕt bÞ ph¶n øng ®èi víi etylen lµ 10%, axit axetic lµ 20%, oxy lµ 60 ¸ 70%, hiÖu suÊt ®­îc VA tõ 91 ¸ 95%. Etylen ë ¸p suÊt kho¶ng 5 ¸ 10 atm ®­îc baõo hoµ cïng víi axit axetic ë 120oC vµ ®­îc gia nhiÖt tr­íc khi cho vµo thiÕt bÞ ph¶n øng. Oxy thªm vµo tr­íc khi vµo thiÕt bÞ ph¶n øng, l­îng oxy cho vµo ®­îc giíi h¹n ®Ó tr¸nh giíi h¹n næ. C¸c khÝ ph¶n øng trªn xóc t¸c Pd 0,1 ¸ 2%. S¶n phÈm phô chñ yÕu lµ CO2 do kho¶ng 10% etylen tham gia ph¶n øng chuyÓn ho¸ thµnh CO2 vµ c¸c hîp chÊt cßn l¹i nh­ CH3CHO, etyli®en diaxetat... chiÕm kho¶ng 1%. II.2.2 - S¬ ®å c«ng nghÖ vµ nguyªn lý ho¹t ®éng: 1- S¬ ®å c«ng nghÖ: (h×nh 2). 2 - Nguyªn lý ho¹t ®éng: (h×nh 2). Hçn hîp gåm etylen míi vµ etylen håi l­u cïng víi axit axetic, oxy ®­îc ®un nãng tr­íc khi cho vµo thiÕt bÞ ®un nãng èng chïm (1) lªn 120oC, duy tr× nhiÖt ®é trong thiÕt bÞ (1) lµ 175 ¸ 200oC, ¸p suÊt 70 ¸ 140 Psi víi líp xóc t¸c ®­îc ®Æt cè ®Þnh trong c¸c èng. Hçn hîp s¶n phÈm sau ®ã ®­îc lµm l¹nh ë (2) vµ ®i vµo thiÕt bÞ ph©n ly (3) nh»m t¸ch riªng pha láng, pha khÝ. TiÕp theo pha khÝ ®­îc qua m¸y t¨ng thÕ (4) vµo th¸p (5) ®Ó röa víi propylen glycol, hçn hîp ®i ra tõ ®¸y th¸p (5) ®­îc ®­a vµo th¸p nh¶ hÊp thô (6) nh»m t¸ch VA ra, cßn hçn hîp ®i ra tõ ®Ønh th¸p (5) ®­îc ®­a qua th¸p röa cacbonat nãng (7). KhÝ tho¸t ra ë ®Ønh th¸p (7) lµ etylen ®­îc tuÇn hoµn trë l¹i thiÕt bÞ ph¶n øng (1), cßn hçn hîp ë ®¸y th¸p (7) ®­îc ®­a qua th¸p nhaû haáp thô (6) nh»m t¸ch vµ lo¹i bá CO2. VÒ pha láng, sau khi ra khái thiÕt bÞ (6) ®­îc lµm l¹nh, cïng víi hçn hîp láng tõ thiÕt bÞ (3) ®­a vµo th¸p ch­ng cÊt ®¼ng phÝ (8). Hçn hîp ®i ra tõ ®Ønh th¸p (8) ®­îc ®­a qua th¸p ch­ng ph©n ®o¹n VA (9), t¹i ®©y thu ®­îc c¸c ph©n ®o¹n nhÑ tõ ®Ønh th¸p vµ VA. Hçn hîp ®i tõ ®¸y th¸p (8) ®­a sang th¸p ch­ng ph©n ®o¹n CH3COOH (10), axÝt axetic tho¸t ra tõ ®Ønh th¸p ®­îc b¬m (11) b¬m tuÇn hoµn l¹i thiÕt bÞ ph¶n øng (1), cßn ®¸y lµ c¸c chÊt cÆn nÆng, cïng víi cÆn nÆng ë ®¸y th¸p (9) ®­a ra ngoµi. II.3- C«ng nghÖ tæng hîp VA tõ etylen vµ axit axetic trong pha khÝ: ( H·ng Hoechst – Bayer) [7] Ø C¸c th«ng sè kü thuËt cña qóa tr×nh: Ph¶n øng: CH2= CH2 + CH3COOH + 0,5O2 CH2= CHOCOCH3 + H2O + NhiÖt ®é ph¶n øng tõ 160 ¸ 1800C, ¸p suÊt 0,5 ¸ 0,8.106 Pa. + Xóc t¸c cña qu¸ tr×nh lµ Pd, hay muèi Pd2+ vµ muèi cña kim lo¹i kiÒm chiÕm tõ 1 ¸ 3% träng l­îng, kÕt hîp víi c¸c kim lo¹i kh¸c nh­: Platium(Pt) (h·ng USI chemicals), cadimi (Cd) vµ vµng (Au) (h·ng Bayer- Hoechst), còng nh­ Bi, Ba, Fe vµ c¸c kim lo¹i tr¬ kh¸c. Axetat cña kim lo¹i kiÒm Na, K,... trªn chÊt mang lµ a.Al2O3 cã d¹ng cÊu tróc cña axit silicic, hoÆc than ho¹t tÝnh. L­îng xóc t¸c cÇn dïng tÝnh theo s¶n phÈm VA lµ 200g cho mét lÝt VA/ giê, nh÷ng s¬ ®å c«ng nghÖ cò th× cÇn 1000g cho mét lÝt VA/ giê. L­îng xóc t¸c phô thuéc vµo c¸ch bè trÝ thiÕt bÞ vµ lo¹i xóc t¸c. Thêi gian ho¹t ®éng tèi ®a lµ 4 th¸ng. Thµnh phÇn hçn hîp ®­a vµo ph¶n øng lµ 15% mol CH3COOH, 50% mol C2H4, 29% mol khÝ tr¬ CO2, l­îng oxy tèi ®a lµ 6%. ThÓ tÝch nit¬ vµ khÝ tr¬ ®­îc ®iÒu khiÓn theo l­îng khÝ d­ ( kho¶ng 10%), nh­ng phô thuéc vµo møc ®é tinh khiÕt cña oxy ®­îc dïng. HiÖu suÊt cña qu¸ tr×nh pha h¬i 88 ¸ 90% ®èi víi etylen, 98% ®èi víi axit axetic. Ø H×nh 3: S¬ ®å nguyªn lý qu¸ tr×nh s¶n xuÊt vinyl axetat tõ etylen vµ axit axetic trong pha khÝ (h·ng Hoechst – Bayer ). ThiÕt bÞ ph¶n øng T¸ch VA vµ axit axetic Ch­ng ®¼ng phÝ Ch­ng t¸ch T¸ch CO2 Etylen + CO2 VA SP nhÑ SP NÆng N­íc Axit axetic tuÇn hoµn Etylen Axit axetic Oxy CO2 Etylen tuÇn hoµn ØThuyÕt minh d©y chuyÒn: Qu¸ tr×nh tæng hîp x¶y ra trong thiÕt bÞ ph¶n öùng oáng chuøm, th­êng dïng hai t¸c nh©n ph¶n øng song song nhau. Axit axetic nguyªn chÊt vµ axit axetic tuÇn hoµn cïng víi etylen nguyªn chÊt vµ etylen tuÇn hoµn ®­a vµo thiÕt bÞ bèc h¬i (1), trong thiÕt bÞ nµy hçn hîp nguyªn liÖu ®­îc ®un nãng ®Õn tíi nhiÖt ®é ph¶n øng. NhiÖt ®é trong thiÕt bÞ (1) lµ 1400C vµ ¸p suÊt 1.106 Pa. §¸y thiÕt bÞ lµ c¸c s¶n phÈm nÆng kh«ng bay h¬i ®i vµo cïng víi nguyªn liÖu ®­îc chia lµm hai phÇn, mét phÇn qua b¬m (16) b¬m ra ngoµi, mét phÇn qua thiÕt bÞ ®un nãng ®¸y th¸p (3) trë l¹i thiÕt bÞ (1). Hçn hîp ra khái ®Ønh th¸p (1) ë d¹ng h¬i ®i qua thiÕt bÞ ®un nãng s¬ bé (3), qua thiÕt bÞ nµy hçn hîp ®­îc gia nhiÖt ®Õn 1600C. Sau ®ã hçn hîp ®­îc trén víi oxy víi mét l­îng nhÊt ®Þnh. L­îng oxy nµy ®­îc x¸c ®Þnh bëi giíi h¹n tù bèc ch¸y cña hçn hîp etylen vµ oxy. Hçn hîp nguyªn liÖu etylen, axit axetic, oxy cã nhiÖt ®é 1600C ®i vµo thiÕt bÞ ph¶n øng (2) tõ ®¸y, qu¸ tr×nh ph¶n øng x¶y ra t¹i ®©y. Hçn hîp s¶n phÈm rêi khái thiÕt bÞ ph¶n øng trªn ®Ønh ë nhiÖt ®é 1800C vµ ¸p suÊt 0,7.106Pa, ®­îc lµm l¹nh trong thiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt ng­îc chiÒu (4) xuèng nhiÖt ®é 1300C víi t¸c nh©n lµm l¹nh lµ hçn hîp khÝ etylen vµ khÝ tuÇn hoµn. Sau khi ra khái thiÕt bÞ (4) , hçn hîp qua thiÕt bÞ lµm l¹nh ng­ng tô (17), chuyÓn qua th¸p hÊp thô (5) ®ång thêi cïng víi dßng dung dÞch axit axetic tuÇn hoµn lµm dung m«i cho qóa tr×nh hÊp thô . T¹i th¸p (5), khÝ etylen, CO2 c¸c t¹p chÊt do etylen mang vµo,... ra khái ®Ønh th¸p (5), ®i qua th¸p läc s¹ch khÝ (6) b»ng H2O. Ra khái ®Ønh th¸p (6) mét phÇn khÝ ®­îc lµm s¹ch ®­a ra ngoµi mét phÇn ®­îc nÐn l¹i t¹i m¸y nÐn tuÇn hoµn (7). KhÝ sau khi ra khái m¸y nÐn (7) ®­îc ®­a qua th¸p hÊp thô CO2 (8), ®Ó ng¨n chÆn sù tÝch tô khÝ CO2 trong qu¸ tr×nh tæng hîp dïng dung m«i K2CO3 ®Ó hÊp thô CO2, dung m«i K2CO3 ®­îc t¸i sinh ë th¸p (9), CO2 nh¶ hÊp thô b»ng c¸ch ®un s«i ®¸y th¸p vµ ®i ra ë ®Ønh th¸p (9). S¶n phÈm ®¸y mét phÇn qua thiÕt bÞ ®un nãng ®¸y th¸p tuÇn hoµn l¹i th¸p (9), mét phÇn lµm dung m«i ®­a trë l¹i th¸p (8). VA, CH3COOH vµ c¸c s¶n phÈm nÆng, nhÑ kh¸c ra khái ®¸y th¸p (5), (6) ®­îc b¬m (16) b¬m vÒ cïng víi chÊt øc chÕ chuyÓn vµo th¸p ch­ng cÊt s¬ bé (10). Dung dÞch t¸ch ra tõ ®¸y th¸p (10) cã 97¸98% axit axetic chia lµm hai phÇn, mét phÇn qua b¬m (16) tuÇn hoµn lµm nguyªn liÖu cho th¸p (1) vµ th¸p (5) , phÇn cßn l¹i qua thiÕt bÞ ®un nãng ®¸y th¸p håi l­u l¹i. Thµnh phÇn ra khái ®Ønh th¸p (10) qua thiÕt bÞ lµm l¹nh ng­ng tô (17) ®i vµo thiÕt bÞ t¸ch láng khÝ (11). T¹i ®©y, hçn hîp s¶n phÈm chia lµm 3 phÇn: mét phÇn qua th¸p ch­ng cÊt phÇn nhÑ (12), mét phÇn láng qua b¬m (16) trë vÒ ®Ønh th¸p (10), mét phÇn qua b¬m (16) ®i vµo th¸p t¸ch n­íc (13). ÔÛ th¸p (12) ®¸y th¸p chia lµm hai phÇn, mét phÇn qua bé phËn ®un nãng ®¸y th¸p mét phÇn nhê b¬m (16) b¬m n­íc th¶i ra ngoµi. C¸c s¶n phÈm nhÑ ®i ra tõ ®Ønh th¸p (12) qua thiÕt bÞ (17) trë l¹i thiÕt bÞ t¸ch láng khÝ (11). PhÇn lín phÇn cÊt ®­îc lÊy tõ th¸p t¸ch phÇn nhÑ (12) ®Ó lµm giµu VA, phÇn kh«ng ng­ng tô lµ etylen vµ oxy ®­îc nÐn l¹i ®­a sang ph©n ®o¹n ph¶n øng vµ hçn hîp ®¼ng phÝ VA/H2O ( nhiÖt ®é s«i 660C, trong ®ã H2O chiÕm 7,3% träng l­îng). Trong thiÕt bÞ t¸ch (11): hai phÇn ba pha h÷u c¬ ®­îc håi l­u cho cét ch­ng cÊt thø nhÊt vµ phÇn chÝnh thø ba ®­îc håi l­u cho cét ch­ng cÊt thø ba, pha n­íc ®­îc ®­a ®Õn th¸p ch­ng cÊt phÇn nhÑ (12). Toµn bé phÇn thu håi ®­îc chøa mét sè hîp chÊt h÷u c¬ ( 1000¸2000ppm ). H¬i n­íc ra khái ®¸y th¸p t¸ch n­íc (13) kÕt hîp víi chÊt øc chÕ ®i vµo th¸p t¸ch s¶n phÈm nhÑ (14) ( th¸p nµy gåm 25 ®Üa), ra khái ®¸y th¸p dung dÞch chia lµm hai phÇn, mét phÇn qua thiÕt bÞ ®un s«i ®¸y th¸p trë l¹i, mét phÇn kÕt hîp víi chÊt øc chÕ vµo th¸p t¸ch s¶n phÈm nÆng (15) ( th¸p nµy cã 100¸120 ®Üa). ë ®Ønh th¸p (14) thu ®­îc s¶n phÈm nhÑ víi hµm l­îng rÊt Ýt. Th¸p t¸ch phÇn nÆng ®­îc thiÕt kÕ ®Ó thu håi etyl axetat trong s¶n phÈm nÆng, th¸p (14) ®­îc thiÕt kÕ ®Ó thu håi axetaldehit trong sè thµnh phÇn nhÑ. ë ®Ønh th¸p (15) thu ®­îc VA cßn ®¸y thu ®­îc c¸c s¶n phÈm nÆng lµ etyl axetat. VA ®­îc thu håi vµ tinh chÕ ®ßi hái trong qu¸ tr×nh cã sù tham gia cña chÊt øc chÕ ®Ó tr¸nh sù trïng hîp t¹o nhùa, chÊt øc chÕ ë d¹ng hçn hîp khÝ O2 vµ CO2. Tuy nhiªn, trong thùc tÕ s¶n xuÊt, viÖc lùa chän ph­¬ng ph¸p s¶n xuÊt lµ tuú thuéc vµo ®iÒu kiÖn cña tõng n­íc, tõng vïng nh­ : nguån nguyªn liÖu, nguån n¨ng l­îng, vèn ®Çu t­... III- Ph­¬ng ph¸p tæng hîp VA tõ axetylen vµ axit axetic: [9] Qu¸ tr×nh tæng hîp VA tõ axetylen vµ axit axetic ®­îc b¾t ®Çu ph¸t triÓn trong pha láng vµo n¨m 1912. Nh­ng c«ng nghÖ chÝnh lµ ë pha h¬i, vµ ®­îc øng dông bëi h·ng Wacker (n¨m 1930), ®Õn n¨m 1960 ph­¬ng ph¸p tæng hîp nµy vÉn cßn tån t¹i kh¾p thÕ giíi, chñ yÕu ë T©y ¢u. Qu¸ tr×nh s¶n xuÊt VA tõ C2H2 vµ CH3COOH ë pha láng hay pha h¬i ®Òu dùa vµo ph¶n øng to¶ nhiÖt. C2H2 + CH3COOH CH2 = CHOCOCH3 Vµo nh÷ng n¨m 1970, VA chñ yÕu ®­îc s¶n xuÊt ra dùa vµo ph¶n øng nµy. III.1-C«ng nghÖ tæng hîp VA tõ C2H2 vµ CH3COOH trong pha láng: [4,10] 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 ... c¸c chÊt nµy lµm t¨ng ho¹t tÝnh xóc t¸c, t¨ng kh¶ n¨ng chän lùa toác ®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 ¸ 80oC. 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. 5- VËn tèc axetylen VËn tèc axetylen thæi vµo dung dÞch ph¶n øng ph¶i t­¬ng ®èi lín ®Ó ®Èy nhanh VA ra khái dung dÞch ph¶n øng. V× vËy ph¶i cho d­ C2H2 vµ mét l­îng C2H2 ch­a ph¶n øng ®­îc tuÇn hoµn l¹i. §iÒu kiÖn tèt nhÊt cho qu¸ tr×nh tæng hîp VA tõ C2H2 trong pha láng lµ ®­a C2H2 ë nhiÖt ®é 450C víi vËn tèc 0,8 lÝt/ phót vµo 240g axit axetic ë d¹ng huyÒn phï víi 10g HgO, 5g Fe2O3 vµ 4g H2SO4. 6- §é s¹ch C2H2 vµ CH3COOH: C2H2 vµ CH3COOH ph¶i kh« vµ s¹ch, v× nÕu cã n­íc th× C2H2 sÏ t¸c dông víi CH3COOH t¹o thµnh axetaldehit. Trong C2H2 ph¶i kh«ng cã c¸c hîp chÊt chøa l­u huúnh, ph«tpho, arsennic...v× nã lµ nh÷ng chÊt lµ nh÷ng chÊt lµm ngé ®éc xóc t¸c. 7 -S¬ ®å c«ng nghÖ vµ nguyªn lý ho¹t ®éng: Heä huyeàn phuø CH3COOH/HgO Oleum C2H2 tuaàn hoaøn C2H2 Nöôùc Nöôùc muoái 6 1 5 3 4 7 Daàu taûi nhieät 2 Khí thaûi Nöôùc 7.1- S¬ ®å c«ng nghÖ: (h×nh 4) H×nh 4: Qu¸ tr×nh tæng hîp VA tõ C2H2 vµ CH3COOH trong pha láng. 1.ThiÕt bÞ ph¶n øng ; 2. Qu¹t giã ; 3.ThiÕt bÞ ng­ng tô håi l­u; 4.ThiÕt bÞ lµm l¹nh b»ng n­íc; 5.ThiÕt bÞ lµm l¹nh b»ng n­íc muèi; 6.ThiÕt bÞ trén xóc t¸c; 7.Thïng chøa VA th«. 7.2 - Nguyªn lý ho¹t ®éng: (h×nh 4) Hçn hîp axit axetic vµ anhy®rit axetic ®­îc ®­a vµo thiÕt bÞ trén xóc t¸c(6), nhê ®ã mµ xóc t¸c muèi thuû ng©n hoÆc photpho sÏ ®­îc ph©n t¸n ®Òu trong hçn hîp axit axetic vµ anhy®rit axetic. Sau ®ã hçn hîp nµy ®­a tíi thiÕt bÞ ph¶n øng (1). Axetylen ®­îc thæi vµo thiÕt bÞ (1) tõ phÝa d­íi b»ng qu¹t giã (2), nhiÖt ®é trong thiÕt bÞ ph¶n øng ®­îc gi÷ ë 75 ¸ 800C. S¶n phÈm VA t¹o thµnh cïng víi C2H2 ch­a ph¶n øng vµ c¸c s¶n phÈm phô kh¸c tho¸t ra ë ®¸y thiÕt bÞ ph¶n øng (1) ®­îc ®i tíi thiÕt bÞ ng­ng tô håi l­u (3), thiÕt bÞ (3) duy tr× ë nhiÖt ®é 67 ¸ 740C ®Ó ng­ng tô c¸c chÊt cã nhiÖt ®é s«i cao. Sau._. tr­íc m¾t còng nh­ kÕ ho¹ch l©u dµi. §Þa ®iÓm x©y dùng ph¶i phï hîp víi quy ho¹ch vïng, l·nh thæ, quy ho¹ch côm kinh tÕ c«ng nghiÖp ®· ®­îc c¸c cÊp cã thÈm quyÒn phª duyÖt. T¹o ®iÒu kiÖn ph¸t huy tèi ®a c«ng suÊt cña nhµ m¸y vµ kh¶ n¨ng hîp t¸c s¶n xuÊt cña nhµ m¸y víi c¸c nhµ m¸y kh¸c. §Þa ®iÓm lùa chän x©y dùng ph¶i ®¶m b¶o gÇn c¸c nguån cung cÊp nguyªn liÖu cho s¶n xuÊt vµ gÇn n¬i tiªu thô s¶n phÈm cña nhµ m¸y, gÇn c¸c nguån cung cÊp n¨ng l­îng nh­ ®iÖn, n­íc, than, nh­ vËy sÏ h¹n chÕ tèi ®a c¸c chi phÝ cho vËn chuyÓn, h¹ gi¸ thµnh s¶n phÈm gãp phÇn thóc ®Èy sù ph¸t triÓn cña nhµ m¸y. §Þa ®iÓm x©y dùng ph¶i ®¶m b¶o sù ho¹t ®éng liªn tôc cña nhµ m¸y. Do ®ã ®Þa ®iÓm x©y dùng ®­îc lùa chän cÇn chó ý tíi c¸c yÕu tè sau: + Kh¶ n¨ng cung cÊp vËt liÖu, vËt t­ x©y dùng ®Ó gi¶m chi phÝ gi¸ thµnh ®Çu t­ x©y dùng c¬ b¶n cña nhµ m¸y, h¹n chÕ tèi ®a l­îng vËn chuyÓn vËt t­ x©y dùng tõ n¬i xa ®Õn. + Kh¶ n¨ng cung øng c«ng nh©n trong qu¸ tr×nh x©y dùng nhµ m¸y còng nh­ vËn hµnh nhµ m¸y sau nµy. Do vËy qu¸ tr×nh thiÕt kÕ cÇn ph¶i chó ý x¸c ®Þnh sè c«ng nh©n ë c¸c ®Þa ph­¬ng l©n cËn trong qu¸ tr×nh ®« thÞ ho¸. * Yªu cÇu vÒ khu ®Êt x©y dùng: Chän khu ®Êt cã h×nh d¹ng, kÝch th­íc thuËn lîi cho viÖc x©y dùng tr­íc m¾t còng nh­ viÖc më réng nhµ m¸y trong t­¬ng lai. KÝch th­íc h×nh d¹ng vµ quy m« diÖn tÝch cña khu ®Êt nÕu kh«ng hîp lý sÏ g©y nhiÒu khã kh¨n trong qu¸ tr×nh thiÕt kÕ, bè trÝ c¸c h¹ng môc c«ng tr×nh trªn mÆt b»ng khu ®Êt ®ã. Do ®ã khi lùa chän khu ®Êt ®Ó x©y dùng nhµ m¸y th× khu ®Êt ph¶i ®¶m b¶o ®­îc c¸c yªu cÇu sau: + Khu ®Êt ph¶i cao r¸o, tr¸nh ngËp lôt trong mïa m­a lò, cã møc n­íc ngÇm thÊp t¹o ®iÒu kiÖn tèt cho viÖc tho¸t n­íc th¶i vµ n­íc m­a dÔ dµng. + Khu ®Êt ph¶i t­¬ng ®èi b»ng ph¼ng vµ cã ®é dèc tù nhiªn tèt nhÊt lµ i=0,51% ®Ó h¹n chÕ tèi ®a do cho kinh phÝ san lÊp mÆt b»ng. +Khu ®Êt lùa chän kh«ng n»m trªn c¸c vïng cã má kho¸ng s¶n hoÆc ®Þa chÊt kh«ng æn ®Þnh (nh­ cã hiÖn t­îng ®éng ®Êt, xãi mßn hay hiÖn t­îng c¸t ch¶y,). C­êng ®é khu ®Êt x©y dùng tèt nhÊt lµ 1,52,5 kg/cm2. Nªn x©y dùng trªn nÒn ®Êt sÐt, ®Êt ®¸ ong, ®Êt ®åi, ®Ó gi¶m tèi ®a chi phÝ gia cè nÒn mãng cña c¸c h¹ng môc c«ng tr×nh cã t¶i träng b¶n th©n vµ t¶i träng ®éng lín. Khi ®Þa ®iÓm x©y dùng nhµ m¸y ®­îc lùa chän cÇn xÐt ®Õn quan hÖ mËt thiÕt gi÷a khu d©n c­ ®« thÞ vµ khu c«ng nghiÖp. Bëi v× trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt cña nhµ m¸y kh«ng tr¸nh khái viÖc th¶i ra c¸c chÊt ®éc h¹i nh­: khÝ ®éc, n­íc bÈn, khãi bôi, tiÕng ån, hoÆc c¸c yÕu tè bÊt lîi kh¸c nh­: hiÖn t­îng ch¸y næ, « nhiÔm m«i tr­êng… §Þa ®iÓm x©y dùng nhµ m¸y ph¶i ®¶m b¶o c¸c yªu cÇu quy ph¹m, quy ®Þnh vÒ b¶o vÖ m«i tr­êng vÖ sinh c«ng nghiÖp, chó ý kho¶ng c¸ch b¶o vÖ, tuyÖt ®èi kh«ng ®­îc x©y dùng c¸c c«ng tr×nh c«ng céng hoÆc c«ng viªn, ph¶i trång c©y xanh ®Ó h¹n chÕ t¸c h¹i cña khu c«ng nghiÖp g©y nªn. VÞ trÝ x©y dùng th­êng ph¶i n»m cuèi h­íng giã chñ ®¹o, nguån n­íc th¶i cña nhµ m¸y ®­îc xö lý ph¶i ë h¹ l­u vµ c¸ch bÕn dïng n­íc cña d©n c­ tèi thiÓu lµ 500m. Tõ c¸c ®iÒu kiÖn trªn, ¸p dông víi ®iÒu kiÖn ®Þa h×nh ë ViÖt Nam, víi nhµ m¸y läc dÇu sè 1 Dung QuÊt ®ang ®­îc x©y dùng , ta nªn lùa chän ®Þa ®iÓm x©y dùng nhµ m¸y t¹i Qu¶ng Ng·i, gÇn nhµ m¸y läc dÇu ®Ó thuËn tiÖn cho ®­êng vËn chuyÓn nguyªn liÖu, vËn chuyÓn s¶n phÈm b»ng ®­êng biÓn. §ång thêi t¹o ®iÒu kiÖn c«ng viÖc cho c«ng nh©n ®Þa ph­¬ng, ph¸t triÓn c¸c vïng l©n cËn gãp phÇn ph¸t triÓn kinh tÕ tØnh. II.ThiÕt kÕ mÆt b»ng nhµ m¸y: 1.Yªu cÇu thiÕt kÕ tæng mÆt b»ng nhµ m¸y: §Ó cã ®­îc ph­¬ng ¸n tèi ­u khi thiÕt kÕ quy ho¹ch tæng mÆt b»ng nhµ c«ng nghiÖp cÇn ph¶i tho¶ m·n c¸c yªu cÇu cô thÓ sau: + Gi¶i ph¸p thiÕt kÕ tæng mÆt b»ng nhµ m¸y ph¶i ®¸p øng ®­îc møc cao nhÊt cña d©y truyÒn c«ng nghÖ sao cho chiÒu dµi d©y chuyÒn s¶n xuÊt ng¾n nhÊt, kh«ng trïng lÆp lén xén, h¹n chÕ tèi ®a sù giao nhau. B¶o ®¶m mèi liªn hÖ mËt thiÕt gi÷a c¸c h¹ng môc c«ng tr×nh víi hÖ thèng giao th«ng c¸c m¹ng l­íi cung cÊp kü thuËt kh¸c bªn trong vµ bªn ngoµi nhµ m¸y. + Trªn khu ®Êt x©y dùng nhµ m¸y ph¶i ®­îc ph©n thµnh c¸c khu vùc chøc n¨ng theo ®Æc ®iÓm cña s¶n xuÊt, yªu cÇu vÖ sinh, ®Æc ®iÓm sù cè, khèi l­îng ph­¬ng tiÖn vËn chuyÓn, mËt ®é c«ng nh©n, t¹o ®iÒu kiÖn tèt cho viÖc qu¶n lý vËn hµnh cña c¸c khu vùc chøc n¨ng. + DiÖn tÝch khu ®Êt x©y dùng ®­îc tÝnh to¸n tho¶ m·n mäi yªu cÇu ®ßi hái cña d©y chuyÒn c«ng nghÖ trªn c¬ së bè trÝ hîp lý c¸c h¹ng môc c«ng tr×nh, t¨ng c­êng vËn dông c¸c kh¶ n¨ng hîp khèi n©ng tÇng sö dông tèi ®a c¸c diÖn tÝch kh«ng x©y dùng ®Ó trång c©y xanh, tæ chøc m«i tr­êng c«ng nghiÖp vµ ®Þnh h­íng ph¸t triÓn më réng nhµ m¸y trong t­¬ng lai. + Tæ chøc hÖ thèng giao th«ng vËn chuyÓn hîp lý, phï hîp víi d©y chuyÒn c«ng nghÖ, ®Æc tÝnh hµng ho¸ ®¸p øng mäi yªu cÇu s¶n xuÊt vµ qu¶n lý, luång ng­êi, luång hµng ph¶i ng¾n nhÊt kh«ng trïng lÆp hoÆc c¾t nhau. Ngoµi ra cßn ph¶i chó ý khai th¸c phï hîp víi m¹ng l­íi giao th«ng quèc gia còng nh­ cña c¸c côm nhµ m¸y l©n cËn. + Ph¶i tho¶ m·n c¸c yªu cÇu vÒ vÖ sinh c«ng nghiÖp, h¹n chÕ tèi ®a c¸c sù cè s¶n xuÊt, ®¶m b¶o yªu cÇu vÖ sinh m«i tr­êng b»ng c¸c gi¶i ph¸p ph©n khu chøc n¨ng, bè trÝ h­íng nhµ hîp lý theo h­íng giã chñ ®¹o cña khu ®Êt. Kho¶ng c¸ch cña c¸c h¹ng môc c«ng tr×nh ph¶i tu©n theo quy ph¹m thiÕt kÕ, t¹o mäi ®iÒu kiÖn cho viÖc th«ng tho¸ng tù nhiªn, h¹n chÕ bøc x¹ nhiÖt cña mÆt trêi truyÒn vµo nhµ. + Khai th¸c triÖt ®Ó c¸c ®Æc ®iÓm ®Þa h×nh tù nhiªn, ®Æc ®iÓm khÝ hËu ®Þa ph­¬ng nh»m gi¶m ®Õn møc cã thÓ chi phÝ san nÒn, xö lý nÒn ®Êt, tiªu thuû, xö lý c¸c c«ng tr×nh ngÇm khi bè trÝ c¸c h¹ng môc c«ng tr×nh. + Ph¶i ®¶m b¶o tèt mèi quan hÖ hîp t¸c mËt thiÕt víi c¸c nhµ m¸y l©n cËn trong khu c«ng nghiÖp víi viÖc sö dông chung c¸c c«ng tr×nh ®¶m b¶o kü thuËt, xö lý chÊt th¶i, chèng « nhiÔm m«i tr­êng còng nh­ c¸c c«ng tr×nh hµnh chÝnh phôc vô c«ng céng, nh»m mang l¹i hiÖu qu¶ kinh tÕ, h¹n chÕ vèn ®Çu t­ x©y dùng nhµ m¸y vµ tiÕt kiÖm diÖn tÝch x©y dùng. + Ph©n chia thêi kú x©y dùng hîp lý, t¹o ®iÒu kiÖn thi c«ng nhanh, sím ®­a nhµ m¸y vµo s¶n xuÊt, nhanh chãng hoµn vèn ®Çu t­ x©y dùng. + B¶o ®¶m c¸c yªu cÇu thÈm mü cña tõng c«ng tr×nh tæng thÓ nhµ m¸y. Hoµ nhËp, ®ãng gãp c¶nh quan xung quanh t¹o thµnh khung c¶nh kiÕn tróc c«ng nghiÖp ®« thÞ. §Ó dÔ dµng qu¶n lý theo ngµnh, theo c¸c x­ëng, theo c¸c c«ng ®o¹n cña d©y chuyÒn s¶n xuÊt cña nhµ m¸y, ®¶m b¶o ®­îc c¸c yªu cÇu vÒ vÖ sinh c«ng nghiÖp, dÔ dµng xö lý ®­îc c¸c bé phËn ph¸t sinh c¸c ®iÒu kiÖn bÊt lîi trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt nh­ khÝ ®éc, bôi, ch¸y, næ. §Ó dÔ dµng bè trÝ hÖ thèng giao th«ng, thuËn lîi trong qu¸ tr×nh ph¸t triÓn cña nhµ m¸y ta thiÕt kÕ x©y dùng nhµ m¸y theo ph­¬ng ph¸p ph©n vïng. 2.Nh÷ng biÖn ph¸p vµ nguyªn t¾c trong thiÕt kÕ tæng mÆt b»ng nhµ m¸y: a.Nguyªn t¾c ph©n vïng: Tuú theo ®Æc thï s¶n xuÊt cña nhµ m¸y mµ ng­êi thiÕt kÕ sÏ tËn dông ph­¬ng ph¸p ph©n vïng cho hîp lý. Trong thùc tÕ thiÕt kÕ biÖn ph¸p ph©n chia khu ®Êt thµnh c¸c vïng theo ®Æc ®iÓm sö dông lµ phæ biÕn nhÊt. Tæng mÆt b»ng cña nhµ m¸y ®­îc ph©n thµnh 4 vïng chñ yÕu: Vïng tr­íc nhµ m¸y Vïng s¶n xuÊt Vïng phô trî phôc vô s¶n xuÊt Vïng kho tµng vµ phôc vô giao th«ng + Vïng tr­íc nhµ m¸y: N¬i bè trÝ c¸c nhµ hµnh chÝnh qu¶n lý, phôc vô sinh ho¹t, cæng ra vµo, ga «t«, xe ®¹p. §èi víi c¸c nhµ m¸y cã quy m« nhá hoÆc møc ®é hîp khèi lín, vïng tr­íc nhµ m¸y hÇu nh­ ®­îc dµnh diÖn tÝch cho b·i ®ç xe «t«, xe g¾n m¸y, xe ®¹p, cæng b¶o vÖ, b¶n tin vµ c©y xanh c¶nh quan. DiÖn tÝch vïng nµy tuú theo ®Æc ®iÓm s¶n xuÊt quy m« cña nhµ m¸y cã diÖn tÝch tõ 4-20% diÖn tÝch toµn nhµ m¸y. + Vïng s¶n xuÊt: N¬i bè trÝ c¸c nhµ vµ c«ng tr×nh n»m trong d©y chuyÒn s¶n xuÊt chÝnh cña nhµ m¸y, nh­ c¸c x­ëng s¶n xuÊt chÝnh, phô, s¶n xuÊt phô trî. Tuú theo ®Æc ®iÓm s¶n xuÊt vµ quy m« cña nhµ m¸y diÖn tÝch vïng nµy chiÕm tõ 22-52% diÖn tÝch cña nhµ m¸y. §©y lµ vïng quan träng nhÊt cña nhµ m¸y nªn khi bè trÝ cÇn l­u ý mét sè ®iÓm sau: – Khu ®Êt ®­îc ­u tiªn vÒ ®iÒu kiÖn ®Þa h×nh, ®Þa chÊt còng nh­ vÒ h­íng. – C¸c nhµ s¶n xuÊt chÝnh, phô, phô trî s¶n xuÊt cã nhiÒu c«ng nh©n nªn bè trÝ gÇn phÝa cæng hoÆc gÇn trôc giao th«ng chÝnh cña nhµ m¸y vµ ®Æc biÖt ­u tiªn vÒ h­íng. – C¸c nhµ x­ëng trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt g©y ra c¸c t¸c ®éng xÊu nh­ tiÕng ån lín, l­îng bôi, nhiÖt th¶i ra nhiÒu hoÆc dÔ cã sù cè (dÔ ch¸y, dÔ næ hoÆc rß rØ c¸c ho¸ chÊt bÊt lîi) nªn ®Æt ë cuèi h­íng giã vµ tu©n thñ chÆt chÏ theo quy ph¹m an toµn vÖ sinh c«ng nghiÖp. + Vïng c¸c c«ng tr×nh phô: N¬i ®Æt c¸c nhµ vµ c«ng tr×nh cung cÊp n¨ng l­îng bao gåm c¸c c«ng tr×nh cung cÊp ®iÖn, h¬i, n­íc, xö lý n­íc th¶i vµ c¸c c«ng tr×nh b¶o qu¶n kü thuËt kh¸c. Tuú theo møc ®é cña c«ng nghÖ yªu cÇu vïng nµy cã diÖn tÝch tõ 18-24% diÖn tÝch nhµ m¸y. Khi bè trÝ c¸c c«ng tr×nh trªn vïng nµy ng­êi thiÕt kÕ cÇn l­u ý mét sè ®iÓm sau: – H¹n chÕ tèi ®a chiÒu dµi cña hÖ thèng cung cÊp kü thuËt b»ng c¸ch bè trÝ hîp lý gi÷a n¬i cung cÊp vµ n¬i tiªu thô n¨ng l­îng (khai th¸c tèi ®a hÖ thèng cung cÊp ë trªn kh«ng vµ ngÇm d­íi mÆt ®Êt). – T¸c dông c¸c khu ®Êt kh«ng lîi vÒ h­íng hoÆc giao th«ng ®Ó bè trÝ c¸c c«ng tr×nh phô. – C¸c c«ng tr×nh cã nhiÒu bôi, khãi hoÆc chÊt th¶i bÊt lîi ®Òu ph¶i chó ý bè trÝ cuèi h­íng giã chñ ®¹o. + Vïng kho tµng vµ phôc vô giao th«ng: Trªn ®ã, bè trÝ c¸c hÖ thèng kho tµng, bÕn b·i, c¸c cÇu bèc dì hµng ho¸, s©n ga nhµ m¸y. Tuú theo ®Æc ®iÓm s¶n xuÊt vµ quy m« cña nhµ m¸y vïng nµy th­êng chiÕm tõ 23-37% diÖn tÝch nhµ m¸y. Khi bè trÝ vïng nµy ng­êi thiÕt kÕ cÇn l­u ý mét sè ®iÓm sau: – Cho phÐp bè trÝ c¸c c«ng tr×nh trªn vïng ®Êt kh«ng ­u tiªn vÒ h­íng. Nh­ng ph¶i phï hîp víi c¸c n¬i tËp kÕt nguyªn liÖu vµ s¶n phÈm cña nhµ m¸y ®Ó dÔ dµng thuËn tiÖn cho viÖc nhËp, xuÊt hµng cña nhµ m¸y. – Tuy nhiªn, trong nhiÒu tr­êng hîp, do ®Æc ®iÓm vµ yªu cÇu cña d©y chuyÒn c«ng nghÖ hÖ thèng kho tµng cã thÓ bè trÝ g¾n liÒn trùc tiÕp víi bé phËn s¶n xuÊt. V× vËy, ng­êi thiÕt kÕ cã thÓ bè trÝ mét phÇn hÖ thèng kho tµng n»m ngay trong khu vùc s¶n xuÊt. b.Nguyªn t¾c hîp khèi: §Ó tiÕt kiÖm ®Êt x©y dùng, sè l­îng c«ng tr×nh gi¶m, thuËn lîi cho quy ho¹ch mÆt b»ng chung, rót ng¾n m¹ng l­íi giao th«ng vËn chuyÓn, gi¶m gi¸ thµnh, rót ng¾n thêi gian x©y dùng, n¨ng suÊt lao ®éng t¨ng ta dïng c¸c nguyªn t¾c hîp khèi c¸c c«ng tr×nh. Nguyªn t¾c hîp khèi lµ thiÕt kÕ tËp trung c¸c nhµ s¶n xuÊt cã d©y chuyÒn s¶n xuÊt, tÝnh chÊt vµ ®Æc ®iÓm cña s¶n xuÊt gièng nhau, liªn quan ®Õn nhau vµo trong m¸i nhµ. 3.ThiÕt kÕ nhµ s¶n xuÊt : Giíi thiÖu c¸c yªu cÇu thiÕt kÕ. D©y chuyÒn s¶n xuÊt VA bao gåm chñ yÕu lµ c¸c thiÕt bÞ d¹ng th¸p, thiÕt bÞ cao nhÊt lµ th¸p ch­ng luyÖn cao 6m. Ngoµi ra cßn cã c¸c thiÕt bÞ ch­ng cÊt, ng­ng tô, thïng chøa, b¬m, ë mçi th¸p trong d©y chuyÒn ®Òu cã c¸c sµn thao t¸c vµ hÖ thèng cÇu thang. C¸c thiÕt bÞ ng­ng tô, håi l­u ®Æt ë trªn cao ®Òu cã c¸c gi¸ ®ì. C¸c ®­êng èng dÉn khÝ, láng ®Æt trªn cao ®Òu cã dµn ®ì. C¸c yªu cÇu thiÕt kÕ mÆt b»ng: + Tho¶ m·n c¸c yªu cÇu vÒ c«ng nghÖ, bè trÝ s¶n xuÊt hîp lý, dÔ thao t¸c vµ dÔ di chuyÓn. + C¸c bé phËn liªn hÖ trùc tiÕp ®­îc víi nhau, ®¶m b¶o vËn chuyÓn trong vµ ngoµi thuËn tiÖn phï hîp víi d©y truyÒn s¶n xuÊt. + §¶m b¶o ®iÒu kiÖn lµm viÖc cho c«ng nh©n, tËn dông triÖt ®Ó ¸nh s¸ng tù nhiªn, tho¸ng khÝ ®Ó tho¸t nhanh khÝ ®éc, nhiÖt thõa ra ngoµi. B¶o ®¶m vÖ sinh c«ng nghiÖp vµ an toµn lao ®éng. + X¸c ®Þnh hÖ thèng lÊy cét, h×nh d¹ng l­íi cét, h×nh d¹ng mÆt b»ng theo yªu cÇu thèng nhÊt cña x©y dùng c«ng nghiÖp. + B¶o ®¶m yªu cÇu ph¸t triÓn më réng cña nhµ m¸y trong t­¬mg lai, dù kiÕn tr­íc h­íng ph¸t triÓn, më réng ®Ó tËn dông kh«ng ph¶i söa ch÷a, ph¸ bá ®i. Ph©n x­ëng s¶n xuÊt ®­îc thiÕt kÕ theo kiÓu khung thÐp vµ ®­îc ®Æt b¸n lé thiªn – lé thiªn. NhÞp nhµ L = 18m. ChiÒu cao H = 6m. L­íi cét B = 6 x 6m. Giíi thiÖu mÆt c¾t vµ c¸c yªu cÇu thiÕt kÕ: Ph©n x­ëng s¶n xuÊt ®­îc ®Æt b¸n lé thiªn – lé thiªn, ®­îc thiÕt kÕ b»ng khung thÐp. C¸c thiÕt bÞ chÝnh nh­ thiÕt bÞ ph¶n øng chÝnh, thiÕt bÞ gia nhiÖt vµ hÖ thèng c¸c thiÕt bÞ ng­ng tô, ®­îc ®Æt trong nhµ, cßn hÖ thèng c¸c th¸p ch­ng cã thÓ ®­îc ®Æt ngoµi trêi. NÒn nhµ lµ lo¹i nÒn xi m¨ng vµ bª t«ng, lo¹i nÒn nµy chÞu ®­îc kho¸ng chÊt, hîp chÊt v« c¬ vµ kiÒm yÕu. Cét nhµ b»ng thÐp dïng mãng ®¬n d­íi cét. Lo¹i mãng nµy th­êng ®Æt trªn mét líp lãt mãng dÇy 100mm. NÕu ®Êt kh« còng cã thÓ dïng líp lãt b»ng ®¸ r¨m, nÕu ®Êt ­ít dïng bª t«ng g¹ch vì hoÆc bª t«ng m¸c 50. Giao th«ng trong nhµ m¸y vµ c¸c ®­êng èng: §­êng giao th«ng trong nhµ m¸y chñ yÕu lµ ®­êng bé, ®­êng « t«. §­êng « t« ®­îc ®æ b»ng bª t«ng nhùa cã hai lµn xe mçi lµn 4,5 m, mét ®Çu nèi víi ®­êng quèc lé, mét ®Çu nèi víi trôc ®­êng phô xung quanh nhµ m¸y. §­êng giao th«ng cã bÒ réng lµ 6m, vØa hÌ ®i bé cã bÓ réng1,5m. Trong nhµ m¸y cã ®­êng nèi liÒn c¸c khu víi nhau ®¶m b¶o mËt ®é giao th«ng vËn chuyÓn c¸c vËt t­ nguyªn liÖu ®­îc dÔ dµng vµ thuËn tiÖn. Hai bªn ®­êng trång c©y c¶nh vµ c¸c v­ên hoa ®¶m b¶o c¶nh quan cho m«i tr­êng nhµ m¸y. C¸c ®­êng èng chÝnh trong nhµ m¸y nh­ ®­êng èng cÊp n­íc phôc vô s¶n xuÊt, sinh ho¹t, ®­êng èng n­íc th¶i, c¸c ®­êng èng dÉn nguyªn liÖu láng, khÝ ®Æt trªn mÆt ®Êt vµ ngÇm d­íi mÆt ®Êt. KÕt cÊu c¸c c«ng tr×nh x©y dùng nh­ nhµ hµnh chÝnh, héi tr­êng, nhµ ¨n, bé phËn vÖ sinh, n­íc sinh ho¹t lµ nhµ m¸i b»ng t­êng g¹ch cét bª t«ng, nhµ hµnh chÝnh, nhµ s¶n xuÊt, nhµ ¨n vµ héi tr­êng x©y hai tÇng, cßn l¹i lµ nhµ mét tÇng. Mét sè yªu cÇu khi x©y dùng nhµ m¸y: Ph¶i phï hîp víi d©y chuyÒn s¶n xuÊt, nghÜa lµ ph¶i ®¶m b¶o gi÷a c«ng nghÖ vµ x©y dùng. khi bè trÝ ph¶i ®¶m b¶o d©y chuyÒn s¶n xuÊt lµ ng¾n nhÊt mµ kh«ng c¾t nhau chång chÐo lªn nhau. Bè trÝ thiÕt bÞ ng¾n gän, nhµ cöa x©y dùng ®óng quy c¸ch ch¾c ch¾n cho kho¶ng vµi chôc n¨m. C¸c èng th¶i khÝ ®­îc ®Æt cuèi ®­êng giã, ®¶m b¶o chiÒu cao ®Ó c¸c khÝ th¶i ®­îc khuÕch t¸n ®i xa. Bè trÝ c¸c ®­êng cÊp nhiªn liÖu, nguyªn liÖu vµ c¸c ®­êng d©y cung cÊp n¨ng l­îng cho ph©n x­ëng s¶n xuÊt ph¶i thuËn tiÖn, hîp lý vµ an toµn, kho nguyªn liÖu ph¶i ®Æt ë ®Çu d©y chuyÒn, kho s¶n phÈm ®Æt ë cuèi d©y chuyÒn. Tõ c¸c d÷ liÖu nµy thiÕt kÕ ®­îc mÆt b»ng nhµ m¸y víi c¸c h¹ng môc c«ng tr×nh sau: B¶ng 26: C¸c h¹ng môc c«ng tr×nh cña ph©n x­ëng. STT Tªn c¸c h¹ng môc c«ng tr×nh Sè l­îng Dµi (m) Réng (m) DiÖn tÝch (m2) 1 Nhµ hµnh chÝnh (2 tÇng) 1 36 18 648 2 Nhµ s¶n xuÊt chÝnh (2 tÇng) 1 60 18 1080 3 Nhµ chøa nguyªn liÖu ®Çu vµo 1 24 12 288 4 Nhµ chøa vinyl axetat 1 48 12 576 5 Phßng kiÓm tra chÊt l­îng 1 18 9 162 6 Nhµ ®Ó xe « t« 1 24 9 216 7 Nhµ ®Ó xe ®¹p, xe m¸y 1 24 9 216 8 Nhµ ¨n, héi tr­êng 1 36 12 432 9 Nhµ xö lý khÝ th¶i 1 12 9 108 10 Nhµ xö lý n­íc th¶i 1 12 9 108 11 Tr¹m b¬m 1 12 9 108 12 BÓ ch­a n­íc 1 12 9 108 13 Nhµ chøa dÇu t¶i nhiÖt 1 18 12 216 14 Phßng th­êng trùc 4 4 4 64 15 Nhµ söa ch÷a c¬ khÝ 1 24 12 288 16 Khu ®Êt dù tr÷ 1 48 24 1152 17 Phßng thÝ nghiÖm 1 18 9 162 18 Tr¹m biÕn thÕ 1 18 9 162 19 Nhµ phßng ch¸y ch÷a ch¸y 1 18 9 162 20 Nhµ vÖ sinh vµ nghØ thay ca 1 18 9 162 21 Nhµ söa ch÷a ®iÖn 1 18 9 162 Tæng diÖn tÝch 6.580 V× nhµ s¶n xuÊt cã d©y chuyÒn s¶n xuÊt, tÝnh chÊt vµ ®Æc diÓm cña s¶n xuÊt gÇn gièng nhau vµ liªn quan víi nhau do ®ã thiÕt kÕ mÆt b»ng ph©n x­ëng theo ph­¬ng ph¸p hîp khèi. DiÖn tÝch x©y dùng nhµ m¸y lµ: 6.580 (m2) V× nhµ m¸y hãa chÊt th­êng cã Kxd = 25 - 30 %; Ksd = 65 - 75% nªn ta cã thÓ chän hÖ sè sö dông vµ hÖ sè x©y dùng lµ: HÖ sè x©y dùng lµ : Kxd = 25% HÖ sè sö dông lµ : Ksd = 68% VËy tæng diÖn tÝch mÆt b»ng nhµ m¸y lµ: 26.320 ( m2 ) PhÇn IV: An toµn lao ®éng I.An toµn lao ®éng: Tæ chøc an toµn vµ b¶o hé lao ®éng trong nhµ m¸y lµ mét c«ng viÖc kh«ng thÓ t¸ch rêi khái s¶n xuÊt. B¶o vÖ tèt søc khoÎ lao ®éng cho ng­êi s¶n xuÊt, cho phÐp ®Èy m¹nh søc s¶n xuÊt n©ng cao n¨ng xuÊt lao ®éng. Nguyªn nh©n x¶y ra tai n¹n lao ®éng: + Th­êng do c¸c nguyªn nh©n chÝnh sau khi ®o kÜ thuËt, do tæ chøc, do vÖ sinh c«ng nghiÖp. + ¶nh h­ëng bëi c¸c khÝ phô, bôi. §Ó chèng bôi cÇn thiÕt ph¶i sö dông c¸c biÖn ph¸p tèi thiÓu sau: + C¬ khÝ ho¸, tù ®éng ho¸ qu¸ tr×nh s¶n xuÊt ®Ó h¹n chÕ t¸c dông cña c¸c hîp chÊt ®éc h¹i. + Bao kÝn thiÕt bÞ. + Thay ®æi ph­¬ng ph¸p, c«ng nghÖ lµm s¹ch. + Th«ng giã hót bôi. + B¶o ®¶m vÖ sinh c«ng nghiÖp. Do trong nhµ m¸y sö dông nguyªn liÖu ®Çu lµ c¸c hîp chÊt dÔ ch¸y næ vµ ®éc h¹i nªn cÇn thiÕt ph¶i ®¶m b¶o an toµn. NÕu khèi l­îng lín khÝ t¹o ra ¸p suÊt cao dÉn ®Õn næ cã thÓ g©y chÊn th­¬ng cho c«ng nh©n thËm chÝ ph¸ huû ph©n x­ëng. Nh­ vËy cã thÓ nãi r»ng phßng chèng ch¸y næ lµ kh©u rÊt quan träng ®Ó ®¶m b¶o an toµn cho ph©n x­ëng. C¸c biÖn ph¸p cÇn thiÕt ®Ó phßng chèng ch¸y næ: + Thay kh©u s¶n xuÊt nguy hiÓm b»ng kh©u Ýt nguy hiÓm. + C¬ khÝ ho¸, tù ®éng ho¸ c¸c qu¸ tr×nh s¶n xuÊt cã tÝnh chÊt nguy hiÓm ®Ó ®¶m b¶o an toµn. + ThiÕt bÞ ®¶m b¶o kÝn h¹n chÕ h¬i, khÝ ch¸y tho¸t ra khu s¶n xuÊt. + Lo¹i trõ kh¶ n¨ng ph¸t sinh måi löa t¹i nh÷ng n¬i cã liªn quan tíi ch¸y næ. Kh¶ n¨ng t¹o nång ®é nguy hiÓm cña c¸c chÊt ch¸y. + T¹i nh÷ng n¬i cã thÓ g©y ch¸y næ cÇn ®Æt biÓn cÊm, dông cô ch÷a ch¸y ë nh÷ng n¬i dÔ thÊy vµ thuËn tiÖn thao t¸c. + X©y dùng ®éi ngò ch÷a ch¸y chuyªn nghiÖp vµ nghiÖp d­ th­êng xuyªn kiÓm tra diÔn tËp. + Khi cã sù cè ch¸y næ x¶y ra, tuú tÝnh chÊt nguy hiÓm cña n¬i t¹o ch¸y, cÇn ph¶i nhanh chãng thi hµnh c¸c biÖn ph¸p kü thuËt cÇn thiÕt ë nh÷ng khu vùc l©n cËn nh­ ngõng c«ng t¾c, c¾t ®iÖn, ph¸t tÝn hiÖu cÊp cøu, ch÷a ch¸y. Trªn ®©y chØ lµ mét sè biÖn ph¸p tèi thiÓu trong c«ng t¸c phßng chèng ch¸y næ, b¶o hé lao ®éng trong nhµ m¸y song cÇn thiÕt ph¶i tuyªn truyÒn mäi ng­êi thùc hiÖn tèt biÖn ph¸p phßng ngõa, ®¶m b¶o an toµn trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt. PhÇn V: TÝnh to¸n kinh tÕ. I.Môc ®Ých vµ nhiÖm vô cña tÝnh to¸n kinh tÕ: Khi ®Çu t­ cho mét nhµ m¸y, xÝ nghiÖp hay doanh nghiÖp th× lîi Ých kinh tÕ cña nã ®­îc quan t©m hµng ®Çu, ®iÒu nµy cho biÕt dù ¸n cã mang l¹i tÝnh kh¶ thi hay kh«ng, v× vËy viÖc tÝnh kinh tÕ lµ rÊt cÇn thiÕt vµ quan träng. TÝnh to¸n kinh tÕ cho thÊy ®­îc tæng gi¸ trÞ cña mét dù ¸n, tõ ®ã ta nhËn thÊy ®­îc nh÷ng ­u, nh­îc ®iÓm còng nh­ c¬ cÊu ho¹t ®éng cña mét dù ¸n. Nã t¸c ®éng ®Õn sù ®iÒu chØnh møc c©n b»ng cña c¸c thµnh phÇn lËp lªn dù ¸n sao cho hîp lý nh­: tæ chøc kÕ ho¹ch s¶n xuÊt, tæ chøc qu¶n lý vèn ®Çu t­, gi¸ thµnh cña nguyªn vËt liÖu vµ s¶n phÈm. Cuèi cïng ®iÒu quan träng nhÊt cña tÝnh to¸n kinh tÕ lµ x¸c ®Þnh hiÖu qu¶ kinh tÕ cña dù ¸n vµ quyÕt ®Þnh xem dù ¸n nµy cã thÓ thùc hiÖn ®­îc hay kh«ng. §©y chÝnh lµ vÊn ®Ò trung t©m mµ ng­êi qu¶n lý còng nh­ nhµ kü thuËt cÇn l¾m v÷ng ®Ó thùc hiÖn dù ¸n sao cho hiÖu qu¶ kinh tÕ ®¹t ®­îc cao nhÊt. II.Néi dung tÝnh to¸n kinh tÕ: 1.X¸c ®Þnh chÕ ®é c«ng t¸c cña ph©n x­ëng: Tõ tÝnh to¸n ë phÇn trªn trong mét n¨m sÏ cã thêi gian nhÊt ®Þnh ®Ó söa ch÷a vµ b¶o d­ìng tæng céng lµ 28 ngµy. Nh­ vËy thêi gian lµm viÖc thùc tÕ cña ph©n x­ëng trong mét n¨m lµ 337 ngµy. Mét ngµy lµm viÖc 24 giê chia lµm 3 ca nªn sè giê lµm viÖc trong mét n¨m lµ 8088 giê/n¨m. N¨ng suÊt mét n¨m lµ 67.000 tÊn. 1.1Nhu cÇu vÒ nguyªn vËt liÖu: Nhu cÇu vÒ nguyªn liÖu ®­îc cho trong b¶ng d­íi ®©y: STT Nguyªn liÖu Nhu cÇu nguyªn liÖu (kg/h) Nhu cÇu trong n¨m (tÊn) 1 C2H2 12.790,24 103.447,46 2 CH3COOH 6.992,98 56.559,22 3 DÇu t¶i nhiÖt 43.957,63 43.957,63 4 Xóc t¸c 5 O2 62,67 506,87 Nhu cÇu vÒ ®iÖn n¨ng: + §iÖn dïng ®Ó ch¹y m¸y c«ng nghiÖp ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: (KW) trong ®ã: : ®iÖn n¨ng dïng ®Ó ch¹y m¸y c«ng nghiÖp trong mét n¨m (KW). : c«ng suÊt ®éng c¬ thø i. : thêi gian ch¹y m¸y c«ng nghÖ (giê). : hÖ sè phô t¶i th­êng lÊy b»ng 0,75. : hÖ sè tæn thÊt lÊy b»ng 1,05. : thêi gian sö dông, (h) §iÖn n¨ng dïng ®Ó ch¹y m¸y c«ng nghiÖp ®­îc ghi trong b¶ng sau: B¶ng nhu cÇu vÒ ®iÖn n¨ng trong c«ng nghiÖp. STT Tªn thiÕt bÞ C«ng suÊt (KW) Sè l­îng (c¸i) Tæng c«ng suÊt (KW) §iÖn n¨ng (KW) 1 B¬m dÇu 3 5 15 95.539,5 2 B¬m tuÇn hoµn 0,4 15 6 38.215,8 3 B¬m s¶n phÈm 0,5 10 5 31.846,5 4 M¸y nÐn 2 5 10 63.693 Tæng 229.294,8 + §iÖn dïng th¾p s¸ng cho ph©n x­ëng cña hai ca chiÒu vµ ®ªm (16/24 giê) ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: (KW) trong ®ã: : sè bãng ®Ìn lo¹i i (c¸i). : c«ng suÊt bãng ®Ìn lo¹i i (KW). : thêi gian sö dông trong n¨m, (giê). B¶ng nhu cÇu vÒ ®iÖn th¾p s¸ng. STT Tªn nhµ Lo¹i bãng (W) Sè l­îng (c¸i) Thêi gian (giê) Nhu cÇu trong n¨m (KW) 1 Khu nhµ s¶n xuÊt 220 100 5392 118.624 2 C¸c nhµ cßn l¹i 100 120 5392 64.704 Tæng 183.328 L­îng ®iÖn tiªu thô cho toµn ph©n x­ëng lµ: 229.294,8 + 183.328 = 412.622,8 (KW). TÝnh chi phÝ nguyªn vËt liÖu, nhiªn liÖu vµ n¨ng l­îng: B¶ng chi phÝ nguyªn vËt liÖu, nhiªn liÖu vµ n¨ng l­îng. STT Tªn nguyªn liÖu, n¨ng l­îng §¬n vÞ L­îng dïng trong n¨m §¬n gi¸ (VN§) Thµnh tiÒn (TriÖu VN§) 1 C2H2 TÊn 25.862 4.106 103.448 2 CH3COOH TÊn 65.559 5.106 327.795 3 Xóc t¸c Kg 3110 32.000 100 4 DÇu t¶i nhiÖt TÊn 43.960 15.000 660 5 §iÖn n¨ng KWh 412.622,8 2.000 825 Tæng 432.828 TÝnh vèn ®Çu t­ cè ®Þnh: a) Vèn ®Çu t­ x©y dùng (Vxd): Trong toµn bé ph©n x­ëng, tÊt c¶ c¸c mÆt b»ng s¶n xuÊt ®Òu r¶i nhùa, ph©n x­ëng thiÕt kÕ theo kiÓu b¸n lé thiªn. Ngoµi nhµ s¶n xuÊt chÝnh cßn ph¶i x©y dùng nhiÒu c«ng tr×nh phô nh­: nhµ hµnh chÝnh, nhµ ¨n, nhµ y tÕ. Chi phÝ ®Çu t­ trung b×nh cho x©y dùng: Vxd = 10.109 (VN§). b) Vèn ®Çu t­ cho thiÕt bÞ, m¸y mãc (Vtb): M¸y mãc thiÕt bÞ ®­îc chuyÓn giao tõ c¸c ®èi t¸c n­íc ngoµi. Chi phÝ cho ®Çu t­ cho d©y chuyÒn thiÕt bÞ s¶n xuÊt VA: STT Tªn thiÕt bÞ Sè l­îng §¬n gi¸ (triÖu ®ång) Thµnh tiÒn (triÖu ®ång) 1 ThiÕt bÞ trén C2H2 1 30 30 2 ThiÕt bÞ trén CH3COOH 1 30 30 3 ThiÕt bÞ bèc h¬i 1 40 40 4 ThiÕt bÞ truyÒn nhiÖt 1 50 50 5 ThiÕt bÞ ph¶n øng 2 100 200 6 Xyclon t¸ch bôi 1 10 10 7,8,9 ThiÕt bÞ ng­ng tô 2 15 30 10 M¸y nÐn khÝ 1 20 20 11 ThiÕt bÞ ph©n riªng khÝ 3 10 30 12 Thïng chøa hçn hîp VA 1 1 1 13 B¬m 10 2 20 14 ThiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt 1 15 15 15,16,17 Th¸p ch­ng luyÖn 3 35 105 18 Thïng chøa s¶n phÈm VA 1 3 3 19 Thïng chøa EDA 1 2 2 20 Thïng chøa axetaldehit vµ xeton 1 5 5 21,22 ThiÕt bÞ ng­ng tô 5 2 10 Tæng 601 c) C¸c vèn ®Çu t­ kh¸c (Vk): Chi phÝ l¾p ®Æt chiÕm 20% chi phÝ m¸y mãc thiÕt bÞ Chi phÝ dông cô ®o chiÕm 20% chi phÝ m¸y mãc thiÕt bÞ Chi phÝ vËn chuyÓn chiÕm 10% chi phÝ m¸y mãc thiÕt bÞ VËy tæng chi phÝ m¸y mãc thiÕt bÞ lµ : 601 + 0,5 x 601 = 901.5 (triÖu ®ång) Bao gåm nh÷ng chi phÝ ®Ó vËn chuyÓn, kh¶o s¸t, thiÕt kÕ, ®µo t¹o c¸n bé, vËn hµnh thö d©y chuyÒn chiÕm 10% tæng vèn ®Çu t­ cè ®Þnh. V’= 0,1 ( 901.5 + 1.000 + V’ ) Rót ra V’=211,3 (triÖu ®ång ) VËy vèn ®Çu t­ cè ®Þnh lµ: V = 211,3 ( triÖu ®ång) Quü l­¬ng c«ng nh©n lµm viÖc trong ph©n x­ëng: Do ®Æc ®iÓm cña qóa tr×nh s¶n xuÊt lµ liªn tôc, ®­îc tiÕn hµnh trong mét d©y chuyÒn khÐp kÝn. Do ®ã nhiÖm vô cña c«ng nh©n lµ kiÓm tra quan s¸t c¸c chÕ ®é lµm viÖc còng nh­ chÊt l­îng s¶n phÈm ®Ó ®¶m b¶o cho d©y chuyÒn lµm viÖc æn ®Þnh. Møc l­¬ng c«ng nh©n trùc tiÕp s¶n xuÊt: 3.106 (VN§/th¸ng) L­¬ng c¸n bé, nh©n viªn tÝnh theo hÖ sè: B¶ng quü l­¬ng c«ng nh©n lµm viÖc trong ph©n x­ëng. STT Ngµnh nghÒ Sè ng­êi HÖ sè L­¬ng th¸ng (VN§/ng­êi) L­¬ng c¶ n¨m (VN§) 1 Gi¸m ®èc 1 1,5 4,5.106 54.106 2 Phã gi¸m ®èc 2 1,4 4,2.106 100,8.106 3 C¸n bé kü thuËt 2 1,3 3,9.106 93,6.106 4 Tæ tr­ëng 3 1,2 3,6.106 129,6.106 5 C«ng nh©n 24 1 3.106 864.106 6 Th­ ký 1 1 3.106 36.106 7 Hµnh chÝnh 4 1 3.106 144.106 8 B¶o vÖ 4 0,7 2,1.106 100,8.106 9 VÖ sinh 2 0,7 2,1.106 50,4.106 Tæng céng 43 1.573,2.106 ChÕ ®é båi d­ìng cho c«ng nh©n trùc tiÕp s¶n xuÊt: Båi d­ìng ca ®ªm: (864 + 129,6).106.0,02 = 19,872.106 (VN§). Båi d­ìng ®éc h¹i: 1573,2.106 . 0,02 = 31,.464.106 (VN§). Quü b¶o hiÓm x· héi lÊy b»ng 10% quü l­¬ng = 157,32.106(VN§) VËy tæng quü l­¬ng vµ quü b¶o hiÓm x· héi: Z2 = (1573,2 + 19,872 + 31,464 + 157,32).106 = 1.781,856.106 (VN§/n¨m). TÝnh khÊu hao: KhÊu hao tµi s¶n cè ®Þnh lµ sù chuyÓn dÇn gi¸ trÞ cña nã vµo gi¸ thµnh s¶n phÈm do nã lµm ra, nh»m môc ®Ých tÝch luü tiÒn ®Ó kh«i phôc hoµn toµn gi¸ trÞ sö dông cña nã khi thêi h¹n khÊu hao hÕt. Ta tÝnh khÊu hao theo thêi gian khÊu hao lµ kh¸c nhau víi c¸c kho¶n ®Çu t­ lµ kh¸c nhau. Nhµ s¶n xuÊt cã thêi gian khÊu hao lµ 20 n¨m. Møc khÊu hao lµ: 10.109/20 = 500.106 (®ång/n¨m) ThiÕt bÞ m¸y mãc lÊy thêi gian khÊu hao lµ 10 n¨m: 211,3 x 106/10 = 21,13.106 (®ång/n¨m) Tæng møc khÊu hao toµn bé ph©n x­ëng lµ: 500.106 + 21,13.106 = 521,13.106 (®ång/n¨m) KhÊu hao söa ch÷a nªn lÊy b»ng 25% khÊu hao c¬ b¶n: 521,13.106.0,25 = 130,3.106 (®ång/n¨m) Tæng møc khÊu hao c¶ n¨m lµ: Z3 = 521,13.106 + 130,3.106 = 642,43.106 (®ång/n¨m) X¸c ®Þnh kÕt qu¶: a) Doanh thu do ph­¬ng ¸n kü thuËt ®em l¹i: DT = SP.GB Trong ®ã: DT: doanh thu trong mét n¨m (VN§). GB: gi¸ b¸n s¶n phÈm (VN§/tÊn). SP: l­îng s¶n phÈm thu ®­îc trong mét n¨m (tÊn). Gi¸ b¸n s¶n phÈm ®­îc tÝnh: GB = GT + TVAT + LDM Trong ®ã: GT: gi¸ thµnh mét tÊn s¶n phÈm. GT = Z = 12000000 (VN§/tÊn) TVAT: thuÕ gi¸ trÞ gia t¨ng TVAT = 5% GB L§M: l·i ®Þnh møc L§M = 1% GB VËy: GB = 12000000 + 0,05.GB + 0,01.GB GB = (12000000)/0,94 = 12765957 (VN§/tÊn). Doanh thu: DT = 12765957.67000= 855,3.109 (VN§/n¨m) TVAT = 0,6.106 (VN§) L§M = 0,128.106 (VN§) b) Lîi nhuËn: LN = DT – CP Trong ®ã: CP: Tæng chi phÝ ph©n x­ëng trong n¨m (VN§) Tªn chi phÝ §¬n vÞ Chi phÝ Chi phÝ cè ®Þnh TriÖu ®ång 1.112,8 Chi phÝ l­u ®éng Chi phÝ nguyªn liÖu vµ n¨ng l­îng Chi phÝ l­¬ng TriÖu ®ång 432.828 1.781,8 Tæng TriÖu ®ång 435.722,6 Lîi nhuËn: LN = 855,3.103 - 435.722,6= 419.577,4 (triÖu ®ång) Thêi gian hoµn vèn: : lµ møc khÊu hao hµng n¨m. (n¨m). KÕt luËn: Qua viÖc tÝnh to¸n kinh tÕ trªn ®· gióp cho em hiÓu biÕt c¬ b¶n nh÷ng b­íc ®Çu tiªn cña viÖc ®Çu t­ cho mét nhµ m¸y s¶n xuÊt. Víi thêi gian thu håi vèn lµ 1,06 n¨m cho thÊy ®­îc tÝnh kh¶ thi cña ®å ¸n thiÕt kÕ. Tuy vËy do lÇn ®Çu tiªn em ®­îc tiÕp xóc víi viÖc tÝnh to¸n kinh tÕ do vËy sÏ cßn gÆp ph¶i kh¸ nhiÒu thiÕu sãt trong qu¸ tr×nh tÝnh to¸n xong vÒ tæng thÓ b¶n ®å ¸n tÝnh to¸n còng ®¹t ®­îc sù chÝnh x¸c cho phÐp. KEÁT LUAÄN S au moät thôøi gian tìm taøi lieäu, nghieân cöùu vaø tính toaùn ñoà aùn toát nghieäp ñeà taøi “Thieát keá phaân xöôûng saûn xuaát vinyl axetat töø axetylen vôùi coâng suaát 67.000 taán/naêm”. Vôùi söï höôùng daãn taän tình cuûa caùc thaày coâ giaùo boä moân coâng ngheä hoaù döôïc & hoùa chaát BVTV, ñaëc bieät laø TS. Hoaøng Xuaân Tieán cuøng vôùi söï noã löïc cuûa baûn thaân. Vì theá em ñaõ hoaøn thaønh ñöôïc ñoà aùn naøy ñuùng thôøi gian quy ñònh. Tuy nhieân böôùc ñaàu laøm quen vôùi moät ñeà taøi thieát keá phaân xöôûng saûn xuaát neân cuõng khoâng traùnh khoûi nhöõng thieáu soùt raát mong caùc thaày coâ giaùo vaø caùc baïn goùp yù theâm. Qua ñoà aùn naøy em ñaõ ruùt ra ñöôïc moät soá keát luaän sau: + Vinyl axetat laø moät monome coù vai troø raát quan troïng trong neàn coâng nghieäp hoaù hoïc hieän ñaïi, ñaëc bieät laø coâng nghieäp chaát deûo vaø sôïi toång hôïp. + Vinyl hoaù laø moät quaù trình quan troïng trong quaù trình toång hôïp caùc hôïp chaát trung gian phuïc vuï cho vieäc toång hôïp ra caùc saûn phaåm höõu cô cuoái cuøng coù giaù trò cao phuïc vuï ñôøi soáng. Nguyeân lieäu chính cho quaù trình saûn xuaát vinyl axetat laø etylen vaø axit axetic. Axit axetic laø chaát höõu cô töông ñoái ñoäc haïi vaø deã chaùy noå. Do ñoù coù khaû naêng gaây nguy hieåm cho con ngöôøi. Töø laâu, coâng ngheä saûn xuaát vinyl axetat ñaõ ñöôïc öùng duïng vaøo trong saûn xuaát bôûi nhieàu haõng khaùc nhau treân theá giôùi. Tuy nhieân moãi daây chuyeàn coâng ngheä cuûa töøng haõng ñeàu coù nhöõng öu nhöôïc ñieåm khaùc nhau, nhöng nhìn chung thì cheá ñoä coâng ngheä cuûa taát caû caùc daây chuyeàn ñoù ñeàu phuï thuoäc chuû yeáu vaøo caùc yeáu toá sau: + Nhieät ñoä phaûn öùng. + Loaïi xuùc taùc duøng cho quaù trình. + Tyû leä cuûa caùc caáu töû trong hoãn hôïp nguyeân lieäu ñaàu vaøo. Toùm laïi, vieäc löïa choïn moät daây chuyeàn coâng ngheä hôïp lyù phaûi döïa vaøo töøng ñieàu kieän cuï theå cuûa moãi vuøng, moãi quoác gia. Hieän nay, xu theá haøng ñaàu ñeå löïa choïn vaø xaây döïng moät nhaø maùy saûn xuaát vinyl axetat laø phaûi döïa vaøo hieäu hieäu suaát thu ñöôïc vinyl axetat vaø caùc vaán ñeà baûo veä moâi tröôøng. Moät laàn nöõa em chaân thaønh caûm ôn thaày giaùo-TS. Hoaøng Xuaân Tieán ñaõ taän tình höôùng daãn em trong thôøi gian qua. Haø Noäi 5/2008 TAØI LIEÄU THAM KHAÛO [1]- Ullmann,s encyclopedia of industrial chemistry vol A10 1996 [2]-Hoaù Hoïc Höõu cô taäp 2- Hoaøng Troïng Yeâm- Nguyeãn Ñaêng Quang- Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Haø Noäi 1996. [3]-Toång hôïp höõu cô – Nguyeãn Minh Thaûo – Nhaø xuaát baûn ñaïi hoïc quoác gia Haø Noäi 2001. [4]-Toång hôïp höõu cô- Nguyeãn Mai Lieân- Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Haø Noäi 1964. [5]-Daàu khí vaø daàu khí ôû Vieät Nam – Traàn Maïnh Trí – Nhaø xuaát baûn khoa hoïc vaø kyõ thuaät 1996 [6]- Ullmann,s encyclopedia of industrial chemistry vol A1 1996. [8]-Hoaù hoïc vaø kyõ thuaät toång hôïp höõu cô -Boä moân toång hôïp höõu cô- Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch khoa Haø Noäi 1974 [9]- Encyclopedia of chemial technology vol 21 1964 [10]- Encyclopedia of polymer science and technology vol 15 1974 [11]- Nguyeãn Troïng Khuoâng, Ñinh Troïng Xoan, Ñoã Vaên Ñaøi, Nguyeãn Bin, Phaïm Xuaân Toaûn, Ñinh Vaên Huyønh, Traàn Xoa – Soå tay quaù trình vaø thieát bò coâng ngheä hoaù chaát taäp 1 – Nhaø xuaát baûn khoa hoïc vaø kyõ thuaät Haø Noäi 1999 [12]- Nguyeãn Bin, Ñoã Vaên Ñaøi, Leâ Nguyeân Döông, Ñinh Vaên Huyønh, Nguyeãn Troïng Khuoâng, Phan Vaên Thôm, Phaïm Xuaân Toaûn, Traàn Xoa- Soå tay quaù trình vaø thieát bò coâng ngheä hoaù chaát taäp 2- Nhaø xuaát baûn khoa hoïc vaø kyõ thuaät 1999. [13]-Thieát bò phaûn öùng toång hôïp caùc hôïp chaát höõu cô - Traàn Coâng Khanh- Nhaø xuaát baûn khoa hoïc vaø kyõ thuaät 1986. [14]-Cô sôû tính toaùn thieát bò hoaù chaát – Hoà Höõu Phöông – Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Haø Noäi 1977. [15]-Tính toaùn quaù trình thieát bò trong coâng nghieäp hoaù chaát vaø thöïc phaåm taäp 2– Nguyeãn Bin – Nhaø xuaát baûn khoa hoïc vaø kyõ thuaät [16]-Toång hôïp höõu cô - hoaù daàu taäp 1,2 - Phan Minh Taân -Tröôøng Ñaïi Hoïc Baùch Khoa Thaønh Phoá Hoà Chí Minh 1999. ._.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • doc6276.doc
Tài liệu liên quan