طرح تولید اسید آکریلیک
کاربردها: در تهیه پلی اکریلیک اسید، استرهای اکریلیک، ابرجاذب کاربرد دارد. پلیمرهای این اسید و نمک های سدیم آن در بسیاری مواد منعقد کننده و معلق کننده به کار می رود.
صنایع شیمیایی پتروایمن سپاهان در سال 84 با ظرفیت 15000 تن در سال مجوز دریافت کرده است که تا کنون به بهره برداری نرسیده است. همچنین در زمینه تولید این محصول شرکت پتروفناوری پلیمر افق نیز با ظرفیت 7180 تن سرمایه گذاری کرده است.
با توجه به موارد ذکر شده فرآیند پیشنهادی اکسیداسیون پروپیلن می باشد. تامین کنندگان اصلی تکنولوژی این فرآیند کشورهای آمریکا، آلمان، ایتالیا، فرانسه، ژاپن، کره و ... می باشند.
ظرفیت پیشنهادی تولید این محصول 10000 تن در سال و با استفاده از فرآیند اکسیداسیون پروپیلن می باشد. از این میزان 65% به بازار داخل و 35% به بازار جهانی اختصاص خواهد یافت.
- خواص فیزیکی:
آکریلیک اسید یک مایع تمیز، بی رنگ، با نقطه جوش141˚c (101.3kpa) و نقطه ذوب 13.5˚c و در حالت جامد به صورت کریستالهای سوزنی می باشد دیگر خواص فیزیکی مهم آن در لیست زیر ارائه شده است
آکریلیک اسید به شدت در آب الکل، استرها و بسیاری از حلال های عالی محلول است
- خواص شیمیایی:
آکریلیک اسید و استرهای آن به دلیل ساختارشان توانایی واکنش با ترکیبات غیراشباع و کربوکسیلیک اسیدها و استرها را دارا می باشند. واکنش پذیری این گروه ترکیبات به دلیل وجود دو اتم غیر اشباع در محل پیوند می باشد اتم کربن B به وسیله ی گروه کربوکسیل قطبی شده است و نقش الکتروفیل را دارد در نتیجه علاقه دارد تا به یک یک نوکلئوفین بزرگ مانند ترکیبات هیدروژن دار و گروه وینیل اضافه شود. علاوه براین وجود پیوند دوگانه ی کربن- کربن باعث واکنش های پلیمریزاسیون می شود.
کارایی گروه کربوکسیل در واکنش های جانشینی اسیدهای چرب واسترها می باشد مانند استریفیکاسیون .
آکریلیک اسید و استرهای آن به راحتی واکنش پلیمریزاسیون را انجام می دهد. سرعت پلیمر شدن با حرارت و نور و اکسیژن اضافی افزایش پیدا کرده و با پایدارکننده هایی مانند مونومتیل اتر هیدروکوئینون و یا هیدروکوئینون به تنهایی کاهش می یابد.
بازدارنده های فنولی فقط در حضور اکسیژن موثر هستند. واکنش پلیمریزاسیون آکریلیک اسید که به شدت گرما زا و خود به خودی است به سرعت صورت می گیرد.
روش استفاده از ویفیل گریگنارد Acrylic-2520 acid methed of prodxctim
روش استفاده از اتیلن سیانوهیدرین: این فرایند شامل هیدرولیز اسیدی و گرفتن هیدروژن از اتیلن سیانوهیدروین (از اتیلن اکساید و هیدروژن سیانید) و جداسازی ترکیب محصولات واکنش به وسیله تقطیر می باشد.
HocH2CH2CN + H+2+0 HocH2CH2CooH→CH2=CHCooH+H2o
روش استفاده از پروپیول استون: این روش تجاری براساس پلیمری شدن پروپیول استرن و تخریب این پلیمر در رشد تقطیر به آکریلیک اسید می باشد.
واکنش کربونیل: مواد اولیه اساسی برای تهیه آکریلیک اسید در واکنش کربونیل استیلن، کربن مونوکسید (که بصورت جدا و یا از نیکل کربونیل تهیه می شود) و آب می باشد.
سه روش برای این کار وجود دارد
1ـ واکنش استوکیومتری کربونیل: واکنش در فشار اتمسفری و دمای متوسط به سرعت انجام می شود. هیدروژن نشان داده شده در معادله ی زیر در نمونه گازی ظاهر نمی شود بلکه به وسیله ی واکنش های جانبی به مصرف می رسد.
2ـ واکنش کاتالیستی کربونیل: این نوع واکنش نیاز به دما و فشار بالایی دارد. نمک های نیکل و یا ترکیبات پیچیده آن به عنوان کاتالیست مورد استفاده قرار می گیرند.
روش استفاده از آکریلونیتریل:
در هیدرولیز این اسید باید دقت کافی را اعمال نمود چون ماده اولیه آکریلونیتریل و محصول آن یعنی آکریلیک اسید هردوقابل پلیمرشدن هستند آکریلونیتریل باید در ناحیه واکنش باقی بماند این باید به خوبی از پلیمرشدن جلوگیری نمود. بزرگترین برتری این روش افزایش جرم مولکولی در آبکافت از 53 به 72 است که باعث بهبود و محصول به صورت مشخص می شود.
روش استفاده از پروپایلن:
این روش که به تازگی گسترش یافته است در این روش اکسایش پروپایلن به وسیله هیدروکسی پروپیوتیک اسید صورت می گیرد. اکسیدهای نیتروژن و نیتریک اسید نقش کاتالیست را برای این واکنش دارند و نه فرایند بعدی با جداکردن آب آکریلیک اسید حاصل می شود. که واکنش آن طبق مطالب ارائه شده می باشد.
روش استفاده از مائیک اسید:
اساس این روش ابداعی برکربوکسیل زدایی از مالیئک اسید است که طی آن محصول آکریلیک اسید حاصل می شود.
روش استفاده از پتاسیم وینیل:
فرایندی با دمای پایین تبدیل وینیل کلراید با فلز پتاسیم و جداسازی پتاسیم وینیل سرد به وسیله ی یخ خشک روشی برای تهیه ی پتاسیم آکریلات با درصد تبدیل 70درصد گزارش شده است که این روش یک فرایند مرسوم در تولید آکریلیک اسید است.
- اثرات بالقوه بهداشتی
استنشاق: می تواند برای مخاط تنفسی و بالای دستگاه تنفس مخرب باشد. علایم عبارتند از: سوزش، سرفه، خس خس سینه، لارنژیت، تنگی نفس، سردرد، اسهال و استفراغ، بجهت بروز اسپاسم، التهاب و ورم گلو ( لارنژ) و ریه (برانش) و نپومفونیت شیمیایی و ورم ریه، می توانه کشنده باشد.
ورود به دستگاه گوارش: بسیار سمی است و می تواند در دهان، گلو، معده باعث درد شود و اسهال و استفراغ و افت فشار خون بوجود می آورد. به علت ورم منجر به کاهش اکسیژن (اسفیکیا) بوجود می آید. برای معده و روده مخرب است. 5 میلی لیتر آن طبق برآوردها کشنده است.
تماس با پوست: سمی، خورنده می تواند آزردگی، التهاب، سوزش و قرمزی پوست بوجود آورد جذب آن از پوست می تواند مسمومیت سیستمی، دل پیچش و استفراغ بوجود آورد.
تماس با چشم: بخارها می توانند موجب آزردگی چشم شوند.پاشیدن قطرات محلول رقیق موجب سوزش چشم و آسیب جدی به آن می شود.
آلودگی مزمن: اطلاعاتی در دست نیست.
انباشت شرایط قبلی: اطلاعاتی در دست نیست.
- اقدامات کمک اولیه
استنشاق: هوای تازه برسانید: اگر نفس نمی کشد، تهویه مصنوعی رسانده شود. اگر تنفس مشکل است اکسیژن بدهید. با یک پزشک تماس بگیرید.
ورود از طریق لوله گوارش: استفراغ را تحریک نکنید. مقادیر زیادی آب بدهید.
هرگز در صورت بیهوش بودن، چیزی از راه دهان داده نشود. فوراً با یک پزشک تماس بگیرید.
تماس با پوست: با مقدار زیادی آب و صابون و دست کم 15 دقیقه پوست را شستشو دهید و سپس لباس و کفش آلوده را عوض کنید. مراقبت بهداشتی انجام شود. لباس را شستشو دهید و سپس بپوشید. کفش ها را کاملاً تمیز کنید و سپس بپوشید.
تماس با چشم: فوراً با مقداری آب و دست کم 15 دقیقه شستشو انجام شود و گاه گاه پلک بالا و پایین، بلند شود. فوراً مراقبت های پزشکی انجام شود.
آتش: نقطه اشتعال:51 درجه سانتی گراد 124 درجه فارنهایت).
دمای انفجار خود بخود: 438 درجه سانتی گراد (820 درجه فارنهایت).
حدود اشتعال در قسمت جسمی از هوا: LFL2 و UFL8 قابل اشتعال
انفجار: بالاتر از نقطه درخشش، ترکیب بخار، هوا در حدود اشتعال پذیری فوق الذکر، قابل انفجار است. بخارها در سطح جریان می یابند تا به منبع انفجار برسند. با بروز پلیمریزاسیون می تواند انفجار صورت گیرد.
ابزار خاموش کردن آتش: فوم خشک شیمیایی، آب یا دی اکسید کربن. اسپری با آب می تواند ظرف آلوده را خنک کندو جلوی آتش را بگیرد.
اطلاعات خاص: در صورت بروز آتش، لباس کاملاً حفاظت شده بکار رود و از دستگاه تنفس ضد NIOSH همراه با حفاظ صورت که در فشار بالا عمل کند و یا در سایر فشارهای مثبت کارایی داشته باشد استفاده شود.
- اقدام در صورت رها شدن تصادفی
به ناحیه نشت یا پاشیدگی هوا برسانید. همه منابع جرقه را بیرون ببرید. وسایل مناسب حفاظت شخصی طبق توضیحات بخش 8 بکار رود. ناحیه خطر را مجزا کنید. از ورود افراد فاقد حفاظ که وجودشان لازم نیست جلوگیری شود. در صورت امکان مایعات بازیافت شود. از ابزار غیرجرقه ای استفاده شود. مایعات در یک ظرف مناسب جذب شود و یا با یک ماده بی اثر جذب گردد (ماسه خشک و خاک و ماده ضد آتش در میکولیت) و ظرف زباله شیمیایی در محل قرار داده شود. از مواد قابل انفجار مثل خاک اره استفاده نشود. این ماده نباید با فشار به فاضلاب فرستا ده شود. طبق مقررات آمریکا(CERELa) لازم است پاشیدن این ماده و یا رهاشدن آن در خاک، آب و هوا گزارش شود. شماره ویژه بدون عوارض در مرکز واکنش ملی گارد ساحلی امریکا 8802-424 (800) است.
- جا به جایی و ذخیره سازی
در مقابل آسیب جسمی حفاظت شود. ذخیره مجزا ترجیح داده می شود. در یک محل سرد، خشک، کاملاً تهویه شده و غیرقابل انفجار نگهداری شود. در دمای کمتر از نقطه ذوب 13 درجه سانتی گراد (54 درجه فارنهایت) بطور مطمئن انبار می شود. از مواد اکسید کننده جدا شود. در محیط و فضای بی اثر نگهداری نشود. اگر آکریلیک اسید در کمتر از نقطه ذوب اش نگهداری شود ابتدا اجازه دهید تمام آن ذوب گردد و پیش از تخلیه، تکانش دهید. بخار آکریلیک (اسید) فاقد انسداد کننده است. بنابراین شکل غلیظ شده اش می تواند در داخل وسایل اگروز (خروجی) یا تهویه پلیمری شود و خطر اختلال وجود دارد. برای ذوب کردن مونومر جامد آن از هیچ نوع سیستم حرارتی استفاده نشود. فقط در سرپوش دوده شیمیایی بکار رود. ظروف حاوی این ماده در حالت خالی خطرناک هستند چون بقایای آن به شکل بخار یا مایع وجود دارد. کلیه اخطارها و احتیاطات ذکر شده در فهرست مربوط به این محصول را رعایت کنید.
- کنترل آلودگی و حفاظت شخصی
حدود آلودگی هوا: حد آستانه ACGIH TLV: 2PPm (پوست) TWA
سیستم تهویه: یک خروجی محلی و یا خروجی عمومی توصیه می شود تا میزان آلودگی کارمندان به زیر حد آلودگی هوا برسد. عموماً تهویه در خروجی محلی ترجیح داده می شود چون می تواند انتشار آلودگی را از محل منبع آن کنترل کند تا در تمام محیط کار پخش نگردد. به سند جدید ACGIH تحت عنوان تهویه صنعتی و دستورالعمل برای اقدامات توصیه شده مراجعه شود.
دستگاه تنفس شخصی (تاییده شده NIOSH): اگر از حد آلودگی فراتر رود و کنترل های مهندسی ممکن نباشد دستگاه تنفس با کارتریج بخار آلی که 50 برابر حد آلودگی باشد باید بکار رود و یا کم ترین حد غلظت متناسب با مقررات سازمان یا تولید کننده دستگاه تنفس رعایت گردد. در موارد اضطرار یا مواردی که اندازه آلودگی معلوم نیست از یک دستگاه تنفس هوا که کاملاً فشار مثبت دارد و تمام صورت را می گیرد بکار رود.
اخطار: دستگاه های تنفس خالص کننده هوا برای محیطی که کمبود اکسیژن دارد، مناسب کارگران نیست و از آنها حفاظت نمی کند.
حفاظت پوست: از لباس حفاظتی بدون نفوذ و کفش ، دستکش، بلوز آزمایشگاه یا روپوش غیرقابل نفوذ استفاده شود تا از تماس با پوست جلوگیری گردد.
حفاظت چشم: از عینک ایمنی شیمیایی و یا سپرکامل صورت در مواردی که امکان پاشیدن وجود دارد استفاده شود.
- خصوصیات فیزیکی و شیمیایی
ظاهر: مایع روشن و بی رنگ بو: بوی تند و تیز
محلولیت: محلولیت نامحدود چگالی : 5 0/1
PH : فاقد اطلاعات عرضه شده
تا 100 درصد حجم اش فرار است (در 21 درجه سانتی گراد یا 70 درجه فارنهایت)
نقطه جوش: 141 سانتی گراد یا 286 درجه فارنهایت
نقطه ذوب: 13 درجه سانتی گراد یا 55 درجه فارنهایت
چگالی در حالت بخار (هوا = 1) : 5/2
فشار در حالت بخار ( برحسب میلی متر جیوه): 1/3 در 20 درجه سانتی گراد یا 68 درجه فارنهایت نرخ تبخیر
- ثبات و قدرت واکنش
ثبات: تحت شرایط عادی مصرف و ذخیره سازی ، ثبات دارد. به اطلعات مربوط به خطرات پلیمریزاسیون و ذخیره سازی مراجعه کنید.
خطرناک بودن محصولات تجزیه: موقع حرارت دیدن تا حد تجزیه، کربن دی اکسید و کربن منو اکسید تولید می شود.
خطر هنگام پلیمری شدن: در صورت آلودگی، حرارت دادن، کمبود اکسیژن در محیط یا در صورت عدم ممانعت خطرناک است، وقتی پلیمریزاسیون شروع شود نور آن را تقویت می کند.
ناسازگاری ها: با مواد زیر ناسازگار است: مواد قوی اکسید کننده، باز قوی، دو ـ آمینو اتانول، آمونیوم هیدروکساید، کلروسولفونیک اسید، اتیلن دی آمین، اتیلن ایمین و روغن نباتی
شرایطی که ناسازگارند: هوا، نور، حرارت، ناکافی بودن مواد انسدادکننده
- اطلاعات سمیت شناسی
درجه کشندگی به شکل خوراکی در موش: 5/33 میلی گرم برای هرکیلو وزن بدن
در خرگوش: 280 میلی گرم برای هر کیلو وزن بدن. به شکل تنفس: در موش 1200ppm/hr به عنوان ماده سرطان زا، جهش دهنده ژنتیکی و موثر در زاد و ولد در حال بررسی و تحقیق است.
- اطلاعات محیط زیست
سرنوشت نهایی در محیط زیست: این ماده درصورت رها شدن در خاک به داخل آب زیرزمینی نشت می کند و تا حد متوسط تجزیه بیولوژیکی می شود. وقتی به داخل آب ریخته شود تا حد متوسط تجزیه بیولوژیکی می شود و انتظار نمی رود بطور بارز تبخیر شود. هنگام رها شدن در هوا، انتظار می رود این ماده با رادیکال های هیدروکسیل حاصل از فرایند فتوشیمیایی واکنش کند و تجزیه شود. نیم عمر آن در هوا کمتر از یک روز است. این ماده انتظار نمی رود بطور بارز به شکل بیولوژیکی انباشته شود. ضریب تقسیم این ماده برای اکتافول ـ آب کمتر از 3 است.
مسمومیت محیط زیست: اطلاعاتی عرضه نشده است.
فهرست مندرجات:
- طرح تولید آکریلیک اسید ---------- 5
- واردات و صادرات ------------------- 5
- معرفی فرآیندهای اصلی تولید محصول (خوراک) -------------6
- حجم سرمایه گذاری تقریبی (میلیون دلار) برای ظرفیت پیشنهاد شده ------------ 6
مقدمه
- خواص فیزیکی ------------11
- خواص شیمیایی --------------12
- اثرات بالقوه بهداشتی -------------13
- اقدامات کمک اولیه ---------14
- اقدام در صورت رها شدن تصادفی ---------------14
- جا به جایی و ذخیره سازی -------------------14
- کنترل آلودگی و حفاظت شخصی -----------5 1
- خصوصیات فیزیکی و شیمیایی ------------51
- ثبات و قدرت واکنش -------------16
- اطلاعات سمیت شناسی ---------------16
- اطلاعات محیط زیست -----------16
طراحی
- موازنه جرم --------------------17
- توصیف فرآیند -----------------18
- PFD شبیه سازی شده توسط نرم افزار ASPEN -------------26
- جدول نتایج بدست آمده از ASPEN -------------28
برآورد اقتصادی
- اطلاعات مورد نیاز برای برآورد اقتصادی ----------------29
- محاسبه قیمت دستگاهها ------------30
- به روز رسانی قیمت ها -----------------35
- محاسبه FCI و TCI------------35
- محاسبه TPC ------------36
سود آوری
- محاسبه درآمد خالص و ناخالص ----------37
- نقطه سر به سری ------------------------ 37
- نرخ بازگشت سرمایه ----------37
- دوره بازگشت سرمایه ------------38
- ارزش خالص کنونی------------38
بحث و نتیجه گیری------------ - 39
مراجع--------39
شامل 39 صفحه فایل wordd قابل ویرایش
دانلود تحقیق طراحی و برآورد اقتصادی واحد تولید آکریلیک اسید از پروپیلن
