T NG H P Cao Su Buna S .Hayeu | PDF

Tiểu luậ

 

n

h

ợ



p

c

h

ậ



t

t

r

u

n

g

g

i

ậ

n

I

.

G

i

ớ

i

t

h

i

ệ

u

v

ề

c

a

o

s

u

b

u

n

a

S

1.

Th

àn

h p

hầ

n h

óa

họ

c

Công thức

2.

Lị

ch

sử

ph

át

tr

iể

n

–

Cao s

u sty

ren

-bu

tađ

ien c

òn g

ọi là c

ao su b

una S

là m

ột lo

ại ca

o su

tổng hợp. Nó được viết tắt là

SBR

 (

 Styrene Butadiene Rubber 

) là

chất đồng trùng hợp từ 2 đồng phân là

butadiene và styren. Nó

được nhà hóa học người Đức Walter Bock tổng hợp thành công lần

đầu tiên vào năm 1929 bằng phương pháp polymer nhũ tương hai

cấu tử này. Nó cũng là loại

cao su tổng hợp đầu tiên có khả

năng

sử dụng ở quy mô kinh tế-thương mại.

3.

Ứng

dụn

g t

ron

g t

hực

tế

–

SBR l

à lo

ại ca

o su tổ

ng hợ

p đượ

c sử d

ụng n

hiề

u nhấ

t ch

iếm h

ơn

45% tổng lượng cao su tiêu thụ trên toàn cầu.

Trong đó, ứng dụng

sản xuất lốp xe là nhiều nhất và

tiêu thụ trên 75% lượng SBR sản

xuất trên thế giới.

–

Ngo

ài r

a, SB

R còn

đượ

c ứng

dụn

g làm

ngu

yên

liệ

u để s

ản xu

ất r

ất

nhiều vật dụng khác như giày dép,chất kết dính, các thiết bị

máy

móc: trục máy in, tấm lót bàn phím, tấm đệm, ….

4

.

Tí

nh

ch

ấ

t

–

Nhi

ệt đ

ộ chu

yển t

iếp

thủ

y ti

nh (T

g) c

ủa S

BR và

o kho

ảng –

55

o

C

 phụ thuộc vào hàm

lượng styrene.

–

Nh

iệ

t đ

ộ s

ử d

ụn

g :

-4

0 đ

ến

10

0

o

C

–

Đ

ộ g

iã

n d

à

i (

%)

: 4

5

0-

50

0

5.

Nh

u c

ầu

sử

dụ

ng

[

T

y

p

ể

t

ể

x

t

]

P

ậ

g

ể

1

Tiểu luậ

 

n

h

ợ



p

c

h

ậ



t

t

r

u

n

g

g

i

ậ

n

–

Do n

hu cầ

u tr

ong n

gàn

h côn

g ngh

iệp c

hế t

ạo lố

p xe t

ang l

ên, d

ẫn

đến nhu cầu tiêu thụ SBR tăng đều

đặn trong suốt 10 năm qua. Từ

3.286.677 tấn năm 2000 lên 4.571.201 tấn năm 2010 và dự kiến

đạt 8.201.902 tấn/ năm vào năm 2020.

–

Ngh

iên

cứu v

ào n

ăm 20

10 ch

o thấ

y các n

gàn

h côn

g ngh

iệp

sản

xuất lốp xe chiếm 3.363.045 tấn, giày dép chiếm 315.770 tấn, xây

dựng chiếm 247.000 tấn; tức là chúng chiếm đến hơn 85% nhu cầu

SBR trên toàn thế giới.

II

.

Cá

c ph

ươ

ng p

há

p sả

n xu

ất m

on

om

er

.

1.

Sản

xuấ

t b

uta

die

ne

–

B

u

t

a

d

i

e

n (

t

0

s

=-4,413

0

C, d

20

4

=0,6211) là một sản phẩm hóa dầu phổ biến, nhờ 

đó là sự phát triển của các loại polyme đồng trùng hợp với styren và

acrylonitril. Quá trình sản xuất butadien gần đây nhất là từ acetylene và

formaldehyt (Germa

ny, the Reppe process) hoặc sản xuất

bằng phương pháp

aldol hóa acetandehyt (Germany), hoặc dehydrat hóa, dehydro hóa etanol

(USSR, United States: Union

Carbide)

–

Các p

hươ

ng ph

áp sả

n xuấ

t ngà

y nay đ

i từ ng

uyê

n liệ

u dầu m

ỏ. Tạ

i châ

u Âu

và Nhật, butadien được phân tác từ phân đoạn C

4

 của quá trình steam

craking. Tại Mỹ, nó có thể được sản xuất bằng cách dehydro hóa n-butan và

đặc biệt là n-buten trong phân đoạn C

4

 từ cracking xúc tác

1.

1.

De

hy

dr

o h

óa

xú

c t

ác

tr

ực

ti

ếp

Butadien từ dehydro hóa vẫn cung cấp 1/15 sản lượng trên tòan thế giới năm

1981, nhưng đến năm 1990, phương pháp tổng hợp này gần như không còn xuất

hiện. Đầu tiên là từ buten, sau đó từ butan trong 2 giai đoạn với nguyên liệu

trung gian là buten và cuối cùng trong 1 giai đoạn

1.1.1

.

Dehy

dro hó

a bute

n có xúc

tác

[

T

y

p

ể

t

ể

x

t

]

P

ậ

g

ể

2

Tiểu luậ

 

n

h

ợ



p

c

h

ậ



t

t

r

u

n

g

g

i

ậ

n

Chuẩn bị

nguyên liệu

T

i

n

h

c

h

ế

b

u

t

a

d

i

e

n

T

h

u

h

ồ

i

s

ả

n

p

h

ẩ

m

n

h

ẹ

H

2

-C

3

polymer 

butadien

Hơi nước

Hơi nước quá nhiệt

Buten tuần hòan

Flue gas

Tháp phản ứng

Tháp phản ứng

Hệ thống thiết bị gia nhiệt

Không khí đã gia nhiệt

(chỉ cho xúc tác Dow)

Phân đoạn C4

buten

Gia nhiệt buten

Công nghệ sản xuất butadien bằng phương pháp dehydro hóa buten

a.

Các

điề

u k

iện

của

quá

trì

nh

Buten chỉ có trong hỗn hợp trong phân đoạn C

4

 (25 đến 45 phần trăm

khối lượng) gồm n-buten, iso-buten, n-butan và iso-butan. Để đạt yêu cầu

cho quá trình dehydro hóa, nồng độ n-buten trong nguyên liệu phân đoạn C

4

 phải

ít

nhất

70%,

có

thể

là

80-95%.

Bởi

vì

từ

sự

chuyển

hóa

buten

thành

 butadien chỉ xảy ra một phần trong mỗi đoạn xúc tác, phần chưa chuyển hóa

 phải được

tuần hoàn

lại. Vì

thế các

hydrocacbon C

4

 phải được giới hạn đến

mức có thể, để tránh làm mất một số lượng buten chưa được chuyển hóa

trong phần cặn.

Sự dehydro hóa xảy ra theo phản ứng sau:

2

2

3

2

2

2

3

3

C

H

C

H

C

H

C

H 

C

H

C

H

C

H

C

H

H 

C

H

C

H

C

H

C

H 





























Phản ứng là cân bằng, thu nhiệt. Do đó phản

ứng thích hợp ở nhiệt độ cao

và áp suất thấp

[

T

y

p

ể

t

ể

x

t

]

P

ậ

g

ể

3