BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ BỘ CÔNG THƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH KHCN CẤP NHÀ NƯỚC KC-02 BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CƠNG NGHỆ ĐỀ TÀI “Nghiªn cøu chế tạo hệ xúc tác dị thể để oxy hoá n-parafin thành axit béo sử dụng cÔng nghiệp sản xuất chất tẩy rửa, thuộc da phụ gia dầu mỡ bôI trơn Mó s: KC.02.08/06.10 C quan chủ trì đề tài: Viện Hóa học Cơng nghiệp Việt Nam Chủ nhiệm đề tài: TS Hoàng Văn Hoan 8861 Hà Nội 12/2009 BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ BỘ CƠNG THƯƠNG CHƯƠNG TRÌNH KHCN CẤP NHÀ NƯỚC KC-02 BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ TI Nghiên cứu chế tạo hệ xúc tác dị thể để oxy hoá n-parafin thành axit béo sử dụng cÔng nghiệp sản xuất chất tẩy rửa, thuộc da phụ gia dầu mỡ bôI trơn Mó số: KC.02.08/06.10 Chủ nhiệm đề tài: Cơ quan chủ trì đề tài: (ký tên) (ký tên đóng dấu) TS Hồng Văn Hoan Ban chủ nhiệm chương trình Bộ Khoa học Cơng nghệ (ký tên) (ký tên đóng dấu) Hà Nội - 2009 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1: Các tham số đặc trưng hóa lý mẫu zeolit Y tổng hợp Bảng 3.2: Các tham số silica gel tổng hợp Bảng 3.3: Thành phần hóa học dạng ơxít Bảng 3.4: Đặc trưng cấu trúc MCM-41 tổng hợp Bảng 3.5.Các đặc trưng chủ yếu SBA-15 tổng hợp Bảng 3.6: Các tham số đặc trưng cho SBA-16 Bảng 3.7 Các tham số bề mặt mẫu xúc tác Bảng 3.8: Kết phân tích thành chưng cất phân đoạn mẫu parafin lỏng: Bảng 3.9 Kết phân tích thành phần hỗn hợp n- parafin lỏng GC-MS Bảng 3.10: Kết phân tích tính chất mẫu parafin: Bảng 3.11: Nghiên cứu ảnh hưởng chất mang Bảng 3.12: Nghiên cứu ảnh hưởng kim loại hoạt tính Bảng 3.13: Nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng kim loại hoạt tính Bảng 3.14 : Hoạt tính oxit tự nhiên kim loại số xúc tác khác Bảng 3.15: Hoạt tính xúc tác theo thời gian phản ứng (nhiệt độ phản ứng 160°C, tốc độ thổi khí 300 lít/h, tác nhân oxy hóa oxy khơng khí) Bảng 3.16: Ảnh hưởng nhiệt độ phản ứng xúc tác 2% Fe/Bentonit (tốc độ thổi khí 300 lít/h, tác nhân oxy hóa oxy khơng khí) Bảng 3.17: Ảnh hưởng nhiệt độ phản ứng xúc tác NMO tuyển (tốc độ thổi khí 300 lít/h, tác nhân oxy hóa oxy khơng khí) Bảng 3.18: Ảnh hưởng tốc độ thổi khí (nhiệt độ phản ứng 160°C, tác nhân oxy hóa oxy khơng khí) Bảng 3.19: Ảnh hưởng tác nhân oxy hóa (nhiệt độ phản ứng 160°C, tốc độ thổi khí 300 lít/h) Bảng 3.20: Phản ứng hỗn hợp tách xúc tác Bảng 3.21: Hoạt tính xúc tác theo tuổi thọ xúc tác (nhiệt độ phản ứng 160oC, tác nhân oxy hóa oxy khơng khí, tốc độ sục khí 300 l/h) Bảng 3.22 Kết phân tích thành phần hỗn hợp axit béo Bảng 3.23: Kết cất phân đoạn Bảng 3.23: Chỉ tiêu chất lượng phân đoạn axit béo phân đoạn Bảng 3.24: Chỉ tiêu chất lượng phân đoạn axit béo phân đoạn Bảng 3.25: Chỉ tiêu chất lượng phân đoạn axit béo phân đoạn Bảng 3.27: Kết thử nghiệm sản xuất xúc tác Bảng 3.28: Kết sản xuất thử nghiệm axit béo Bảng 3.29 : Các mẫu sản phẩm phối chế thử nghiệm da làm mũ giầy da bảo hộ lao động Bảng 3.30 Một số tính chất hóa lý amit tổng hợp Bảng 3.31 : Kết thử nghiệm khả ức chế ăn mòn amit DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 2.1: Sơ đồ ngun lý điều chế chất mang Hình 2.2: Sơ đồ hệ thống thiết bị ơxy hóa n-Parafin Hình 2.3: Sơ đồ hệ thống cất Fischer Hình 3.1: Phổ XRD mẫu zeolit Y tổng hợp Hình 3.2: Phổ IR zeolit Y tổng hợp Hình 3.3: Phổ XRD vật liệu Zeolit ZSM-5 tổng hợp Hình 3.4: Phổ IR mẫu Zeolit ZSM-5 tổng hợp Hình 3.5: Đẳng nhiệt hấp phụ - khử hấp phụ N2 77oK ZSM-5 tổng hợp Hình 3.6: Đồ thị xác định bề mặt riêng BET Hình 3.7: Đường đẳng nhiệt hấp phụ - khử hấp phụ N2 77oK Hình 3.8: (a) Sự phụ thuộc bề mặt riêng vào bán kính mao quản (b) Sự phân bố kích thước mao quản theo bán kính mao quản Hình 3.9a: Phổ XRD sét Thuận Hải nguyên khai Hình 3.9b: Phổ XRD sét Thuận Hải sau xử lý Hình 3.10: Đẳng nhiệt hấp phụ, khử hấp phụ N2 bentonit Thuận Hải sau xử lý Hình 3.11: Sơ đồ tổng hợp MCM-41 Hình 3.12: Phổ XRD vật liệu tổng hợp Hình 3.13: Đường đẳng nhiệt hấp phụ - khử hấp phụ N2 77oK Hình 3.14: Ảnh TEM MCM-41 tổng hợp Hình 3.15: Sơ đồ tổng hợp SBA-15 Hình 3.16: Phổ XRD SBA-15 tổng hợp Hình 3.17: Giản đồ hấp phụ - khử hấp phụ N2 SBA-15 tổng hợp Hình 3.18: Ảnh TEM SBA-15 Hình 3.19: Sơ đồ tổng hợp SBA-16 Hình 3.20 : Phổ XRD SBA-16 Hình 3.21: Đường đẳng nhiệt hấp phụ - khử hấp phụ N2 SBA-16 77oK Hình 3.22: Ảnh TEM SBA-16 Hình 3.23: Phổ nhiễu xạ Rơnghen mẫu Al-MCM41 trước xử lý template Hình 3.24: Phổ nhiễu xạ Rơnghen mẫu Al-MCM41 sau xử lý loại template phương pháp nung Hình 3.25: Phổ nhiễu xạ Rơnghen mẫu Al-MCM41 sau xử lý loại template phương pháp trao đổi Hình 3.26: Phổ nhiễu xạ Rơnghen mẫu Fe/Al-MCM41 Hình 3.27: Phổ nhiễu xạ Rơnghen mẫu Mn/SBA-15 Hình 3.28: Phổ nhiễu xạ Rơnghen mẫu Cu/SBA-15 Hình 3.29: Phổ nhiễu xạ Rơnghen Cu/SBA-15 vùng 10 đến 80° (2θ) Hình 3.30 Kết hấp phụ - khử hấp phụ N2, 77K xúc tác 1%Fe/MCM-41 Hình 3.31 Giản đồ XRD mẫu Fe/MCM - 41 Hình 3.32 Phổ UV-Vis mẫu rắn Fe2O3 1% Fe/MCM - 41 điều chế phương pháp tẩm hàm lượng khác Hình 3.33 Kết XRD mẫu 5%FeOx - SBA -15 Hình 3.34 Phổ XRD mẫu xúc tác SBA -16 Hình 3.35 Phổ XRD Fe-ZSM-5 Hình 3.36 Phổ IR mẫu Cu-ZSM- 5- 24 – 2,3 Hình 3.37 Phổ XRD ca nanocomposite Fe-Bentonit Hình 3.38: Phổ đồ sắc kí khí cđa dung dÞch n- parafin láng Hình 3.40: Sơ đồ thiết bị phản ứng oxi hóa n-parafin Hình 3.41 : Mơ hình thiết bị tách phân đoạn hỗn hợp axit béo Hình 3.42: Phổ hồng ngoại xà phịng natri MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG I : TỔNG QUAN 1.1 Đặc điểm dầu mỏ Việt Nam 1.2 Tổng quan q trình oxi hóa n-parafin 1.2.1 Lý thuyết q trình ơxy hóa 1.2.1.1 Cơ chế phản ứng oxy hóa hydrocacbon 1.2.1.2 Động học phản ứng ơxy hóa hydrocacbon 11 1.2.1.3 Q trình xúc tác đồng thể 13 1.2.1.4 Quá trình xúc tác dị thể 1.2.1.5Cơ chế q trình ơxy hóa n-Parafin để tạo axít béo 16 số hợp chất chứa ôxy khác [24-28] 1.2.1.6 Các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng ơxy hóa xúc 19 tác n-parafin để tạo axít béo số hợp chất chứa ôxy khác 1.2.2 Công nghệ ôxy hóa parafin 21 1.2.2.1 Tình hình nghiên cứu nước ngồi 21 1.2.2.2 Tình hình nghiên cứu nước 27 1.3 Xúc tác cho phản ứng oxi hóa n-parafin 28 1.3.1 Vật liệu tách lớp (Pillar layer solids, PLS) 29 1.3.2 Vật liệu mao quản trung bình 30 1.3.3 Ứng dụng vật liệu mao quản trung bình 31 1.3.4 Giới thiệu vật liệu mao quản trung bình mang kim loại 1.4 Cơng nghệ tách phân đoạn hợp axit béo 1.4.1 Tình hình nghiên cứu nước ngồi 1.4.2 Tình hình nghiên cứu nước 31 32 32 33 1.5 Ứng dụng axit béo 33 CHƯƠNG II: THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP 36 NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu Đề tài 36 2.2 Các phương pháp nghiên cứu kỹ thuật sử dụng 36 2.2.1 Đặc trưng chất mang xúc tác xúc tác 37 2.2.1.1 Phương pháp phổ nhiễu xạ tia X (XRD, X- Ray Diffraction) 37 2.2.1.2 Phương pháp phổ hồng ngoại (IR, Infrared Spectroscopy) 37 2.2.1.3 Phương pháp hiển vi điện tử SEM TEM 37 2.2.1.4 Phương pháp đo diện tích bề mặt riêng phân bố mao quản 37 2.2.1.5 Xác định độ axít vật liệu rắn theo phương pháp 38 TPD- NH (Temperature Programmed Desortion of amonia, TPD- NH3) 2.2.1.6 Phương pháp TPR-H2 TPO-O2 (Temperature 38 Programmed Reduction of Hydrogen TPR- H2 and Temperature Programmed oxidation of Oxygen, TPO- O2) 2.2.2 Các phương pháp phân tích nguyên liệu 38 2.2.3 Các phương pháp phân tích đánh giá sản phẩm 39 2.3 Các nghiên cứu thực nghiệm 39 2.3.1 Điều chế chất mang xúc tác cho phản ứng ơxy hóa n-Parafin 39 2.3.2 Chế tạo chất xúc tác 42 2.3.3 Thử hoạt tính hệ xúc tác phản ứng ơxy hóa n-Parafin 43 2.3.4 Tách axít béo từ hỗn hợp ơxy hóa 44 2.3.5 Xác định tính chất lý - hóa nguyên liệu, sản 45 phẩm trung gian sản phẩm phản ứng ơxy hóa parafin lỏng 2.3.6 Tách hỗn hợp axít béo thu thành phân 46 đoạn khác 2.3.7 Điều chế dẫn xuất axít béo 48 2.3.7.1 Tổng hợp xà phòng kim loại 48 2.3.7.2 Tổng hợp phụ gia ức chế ăn mòn kim loại 49 2.3.7.3 Điều chế chất ăn dầu công nghiệp thuộc da 50 2.3.8 Sản xuất thử nghiệm xúc tác 50 2.3.9 Sản xuất thử nghiệm axit béo 51 CHƯƠNG III :KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 52 3.1 Quy trình cơng nghệ tổng hợp đặc trưng chất 52 mang xúc tác 3.1.1 Vật liệu mao quản nhỏ aluminosilicat tinh thể (zeolit) 52 3.1.1.1 Zeolit kiểu Faujazit (Y) 52 3.1.1.2 Zeolit ZSM-5 54 3.1.2 Vật liệu mao quản trung bình có cấu trúc khơng trật tự 58 3.1.2.1 Silica gel 58 3.1.2.2 Bentonit 61 3.1.3 Vật liệu mao quản trung bình có cấu trúc trật tự 66 3.1.3.1 Vật liệu MCM – 41 66 3.1.3.2 Tổng hợp SBA-15 69 3.1.3.3 Tổng hợp SBA-15 72 3.1.3.4 Al- MCM-41 75 3.2 Quy trình tổng hợp đặc trưng xúc tác 79 3.2.1 Tổng hợp đặc trưng tính chất xúc tác Fe/Al-MCM-41 79 3.2.2 Tổng hợp đặc trưng tính chất xúc tác Mn/SBA-15 80 3.2.3.Tổng hợp đặc trưng tính chất xúc tác Cu/SBA-15 81 3.2.4 Xúc tác FeOx MCM-41 83 3.2.5 FeOx-SBA-15 86 3.2.6 Xúc tác Me-SBA-16 (Me = Fe,Co) 88 3.2.7 Xúc tác Fe-ZSM-5 89 3.2.8 Xúc tác Cu-ZSM-5 91 3.2.9 Xúc tác Me-Fojazit (Me-Y) 93 3.2.10 Xúc tác Me/Silecagel (Me: Mn, Fe) 94 3.2.11 Xúc tác Me – Bentonit 95 3.2.12 Một số xúc tác khác 96 3.3 Quy trình cơng nghệ sử dụng hệ xúc tác dị thể 96 để oxy hóa n-parafin thành axit béo 3.3.1 Thành phần nguyên liệu 96 3.3.2 Nghiên cứu hoạt tính xúc tác 100 3.3.2.1 Nghiên cứu ảnh hưởng chất mang 101 3.3.2.2 Nghiên cứu ảnh hưởng kim loại hoạt tính 102 3.3.2.3 Nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng kim loại hoạt tính 103 3.3.2.4 Nghiên cứu hoạt tính oxit tự nhiên kim loại 106 số xúc tác khác 3.3.2.5 Nghiên cứu phụ thuộc hoạt tính vào thời gian phản ứng 108 3.3.2.6 Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ phản ứng 110 3.3.2.7 Nghiên cứu ảnh hưởng tốc độ thổi khí 111 3.3.2.8 Nghiên cứu ảnh hưởng tác nhân oxy hóa 112 3.3.3 Xác định hiệu suất axit béo 113 3.3.4 Xác định tỷ lệ khối lượng chất lỏng ngưng 113 3.3.5 Nghiên cứu sơ chế phản ứng oxi hóa n-parafin lỏng 114 xúc tác dị thể 3.4 Nghiên cứu độ bền khả tái sinh xúc tác 115 3.5 Ph©n tÝch thành phần hỗn hợp axit béo 116 3.6 Nghiờn cu tách axit béo thành phân đoạn 120 khác 3.7 Kết sản xuất thử nghiệm 122 3.7.1 Sản xuất 100g xúc tác loại 123 3.7.2 Sản xuất thử 1000 kg axit béo 125 3.8 Đề xuất quy trình oxy hóa n-parafin xúc tác 126 dị thể qui mơ lớn 3.8.1 Mơ hình thiết bị 126 3.8.2 Quy tr×nh thùc hiƯn 127 3.9 Đề xuất qui trình tách axit béo 128 3.9.1.Mơ hình thiết bị 128 3.9.2 Quy trình thực 129 3.10 Kết thử nghiệm ứng dụng axit béo 129 3.10.1 Ứng dụng lĩnh vực chất tẩy rửa 129 3.10.1.1 Xà phòng kim loại từ axit béo từ axit béo 129 3.10.1.2 Thử nghiệm muối natri axit béo làm bột giặt 130 3.10.2 Ứng dụng công nghiệp thuộc da 131 3.10.2.1 Sản phẩm sunfit hóa 131 10 Các amit tổng hợp từ axit béo C10-C20 amin TT Tính chất Dietanol Etylen Etanol cacbonyl Amit Diamit Amit diamit vàng xẫm vàng xẫm Vàng xẫm vàng nhạt Ăn mòn đồng 1a 1a 1a 1b Nhiệt độ hóa mềm, 0C 60 62 65 - Nhiệt độ nóng chảy, 0C - - - 96-990C Tan Tan Tan Tan hoàn toàn hoàn toàn giới hạn giới hạn Etanol -nt- -nt- -nt- Tan hoàn toàn Axeton -nt- -nt- -nt- -nt- Benzen -nt- -nt- -nt- -nt- SN 500 -nt- -nt- -nt- -nt- 4,05 5,47 4,83 5,43 3,89 5,12 4,65 4,97 85 86 85 80 Màu sắc Khả tan trong: Nước Hàm lượng Nitơ, %kl: Theo lý thuyết Xác định thực tế Hiệu suất tổng hợp, % Nhận xét: 134 Các amit mạch thẳng tổng hợp tan etanol, benzen dầu gốc, ưu điểm chúng khác với amit béo tổng hợp axit béo dầu thực vật không tan tan dầu gốc 3.10.3.2 Kết thử khả ức chế ăn mịn mơi trường axit Tính ức chế ăn mịn đánh giá theo phương pháp tổn hao khối lượng ASTM G46-94 Nguyên tắc: Dựa thay đổi khối lượng mẫu kim loại (thép CT3, nhôm, đồng) sau thời gian ngâm chúng mơi trường ăn mịn có khơng có chất UCAM để đánh giá hiệu chất ức chế Khả UCAM đánh giá thông qua độ tăng giảm khối lượng mẫu sau đơn vị thời gian đơn vị diện tích bề mặt Các chất ức chế pha vào mơi trường ăn mịn thử nghiệm với nồng độ 10-3M, nồng độ thường sử dụng cho chất UCAM 135 Bảng 3.31 : Kết thử nghiệm khả ức chế ăn mòn amit TT Phụ gia UCM sử CT -3 sau 48 h dụng ∆m48 (g) ρ.103 Cu sau 48 h Z (%) ∆m48 (g) (g/cm2.h) ρ.104 Al sau 6h Z (%) ∆m6 (g) (g/cm2.h) ρ.102 Z (%) (g/cm2.h) A0 1,9679 0,8618 0,4277 4,3721 3,6253 2,8287 Axit béo – 0,1043 0,0458 94,7 0,0363 0,3620 91,5 0,2610 0,1903 92,8 0,1562 0,0685 92,1 0,0518 0,4896 87,9 0,4532 0,3380 87,5 0,1476 0,0636 92,5 0,0438 0,4268 89,8 0,4749 0,3452 86,9 0,1614 0,0686 91,8 0,0373 0,3445 91,3 0,4568 0,03563 87,4 dietanolamit Axit béo – etylendilamit Axit béoEtanolamit Axit béo –ure A0 : mẫu kim loại không bảo vệ 136 Qua bảng kết thử nghiệm cho thấy loại phụ gia chống ăn mịn có khả bảo vệ cao thép, nhôm, đồng 137 KÕt LUẬN Sau thời gian thực đề tài đạt nội dung đăng ký với Nhà nước Kết cụ thể sau: kÕt qu¶ vỊ khoa häc 1.1 Về nghiên cứu tổng hợp đặc trưng chất mang xúc tác Đã tiến hành tổng hợp Zeolit Y, Zeolit ZSM-5, vật liệu mao quản trung bình có cấu trúc khơng trật tự (Silicagel, Bentonit), vật liệu mao quản trung bình có trật tự (MCM41, SBA15, SBA16, Al-MCM41) số chất mang khác (MNO, TiO2, γ-Al2O3) Các kết nghiên cứu cho thấy chất mang có cấu trúc đặc trưng cho họ vật liệu chúng thích hợp làm chất mang xúc tác 1.2 Về nghiên cứu tổng hợp, đặc trưng hoạt tính xúc tác Đã tiến hành tổng hợp chất xúc tác Fe/Al-MCM41, Mn/SBA-15, Cu/SBA-15, FeOx MCM-41, FeOx-SBA-15, Me (Fe, Co)/SBA-16, FeZSM-5, Cu-ZSM-5, Me (Cu2+, Fe3+, Fe2+, Mn2+,…)-Y, Fe-Bentonit, Mn/Silecagel, Fe/Silicagel với thành phần kim loại thay đổi Sự ảnh hưởng chất mang, chất kim loại hoạt tính, hàm lượng kim loại hoạt tính đến khả oxy hóa n-parafin xúc tác khảo sát Kết nghiên cứu ảnh hưởng chất mang cho thấy với hàm lượng kim loại hoạt tính (2% Fe), chất xúc tác mang chất mang Bentonit, MNO AlMCM41 cho hoạt tính xúc tác cao Các kết nghiên cứu mở hướng ứng dụng cho chất mang bentonit chất mang rẻ tiền, lại sẵn có Việt Nam Việc chế tạo xúc tác kim loại mang chất mang này, có giá thành thấp, dễ dàng triển khai áp dụng thực tế Kết khảo sát ảnh hưởng kim loại hoạt tính đến hoạt tính xúc tác cho thấy xúc tác sở Ru, Fe, Cu V cho hoạt tính cao 138 phản ứng oxy hóa n-parafin Hàm lượng kim loại hoạt tính thích hợp khoảng 2% Ngồi oxit tự nhiên kim loại (MNO) có hoạt tính cao phản ứng oxy hóa n-parafin Tương tự xúc tác Fe/Ben, hoạt tính cao xúc tác NMO mở khả ứng dụng lớn loại vật liệu – loại vật liệu sẵn có Việt Nam đặc biệt có hoạt tính trạng thái tự nhiên, khơng cần phải qua trình xử lý phức tạp Với ưu điểm trình bày trên, xúc tác Fe/Ben lựa chọn để nghiên cứu thực nghiệm Kết nghiên cứu độ bền xúc tác 2% Fe/Ben cho thấy hoạt tính xúc tác khơng thay đổi lần tái sử dụng xúc tác Điều chứng tỏ hệ xúc tác bền với thời gian có hoạt tính tốt 1.3 Về nghiên cứu qui trình oxy hóa n-parafin Đề tài tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng điều kiện phản ứng nhiệt độ, tốc độ thổi khí, tác nhân oxy hóa Kết nghiên cứu cho thấy : - Đối với xúc tác 2% Fe/Ben NMO tuyển khoảng nhiệt độ thích hợp 160oC - Tốc độ thổi khí thích hợp khoảng 600 l/h điều kiện phản ứng chúng tơi - Khơng có chênh lệch đáng kể tác nhân oxy hóa oxy khơng khí oxy tinh khiết Vì vậy, xét tính kinh tế, việc sử dụng tác nhân oxy hóa oxy khơng khí mang lại hiệu kinh tế cao việc sử dụng tác nhân oxy hóa oxy tinh khiết Ngoài ra, đề tài tiến hành xác định hiệu suất axit béo tỷ lệ khối lượng chất lỏng ngưng Kết nghiên cứu hệ xúc tác 2% Fe/Ben 139 NMO với tốc độ thổi khí 600 lít/h, nhiệt độ phản ứng 160°C, tác nhân oxy hóa oxy khơng khí cho thấy hiệu suất axit béo tương ứng 44,7 % 43,1% tỷ lệ khối lượng chất lỏng ngưng tương ứng 15 % v 14,5 % 1.4 V nghiờn cu thành phần hỗn hợp axit béo v cụng ngh tỏch cỏc axit bộo thnh cỏc phõn on khỏc Kết phân tích cho thy thành phần hỗn hợp sn phm bao gồm axit béo no mạch thẳng, có mạch cacbon từ C8 đến C21 Ngoài ra, có mt lượng nhỏ axit bÐo cã sè nguyªn tư cacbon nhỏ lớn 21 So sánh với thành phần n- parafin từ C17 đến C24 ta thấy đà có oxi hóa cắt mạch sâu n- parafin để tạo thành axit có mạch ngắn h¬n Kết nghiên cứu cho thấy, q trình chưng cất tách hỗn hợp axit béo thành phân đoạn khác Phân đoạn I chiếm 12,2%, gồm axit béo từ C5 – C9 Phân đoạn II chiếm 22,9 % gồm axit béo từ C10 – C20 Phân đoạn III chiếm 33,0%, gồm axit béo có số nguyên tử cacbon lớn 20 Phân đoạn cặn lại cặn 1.5 Về sản phẩm đề tài Đã sản xuất thử nghiệm 100g xúc tác loại (FeOx-SBA-15, FeSBA-16, Co-SBA-16, Fe-ZSM-5, Cu-ZSM-5, Fe-Y, Fe/Silicagel) 10 kg xúc tác Fe – Bentonit đạt tiêu chuẩn chất lượng đăng ký Đã tiến hành sản xuất thử nghiệm 1000 kg axit béo có chất lượng tương đương sản phẩm nhập ngoại 1.6 Về việc đề xuất quy trình cơng nghệ xây dựng mơ hình thiết bị Từ kết nghiên cứu phịng thí nghiệm nghiên cứu sản xuất thử nghiệm, đề xuất qui trình cơng nghệ tổng hợp 140 chất mang, tổng hợp xúc tác, oxy hóa n-parafin xúc tác dị thể tách hỗn hợp axit béo Kèm theo qui trình cơng nghệ này, đề tài xây dựng mơ hình thiết bị tổng hợp chất mang tổng hợp xúc tác 1.7 Về việc nghiên cứu ứng dụng axit béo Đề tài tiến hành nghiên cứu ứng dụng sản phẩm axit béo đề tài việc sản xuất xà phòng kim loại làm chất tẩy rửa, tổng hợp chất ức chế ăn mòn dạng amit làm phụ gia cho dầu mỡ bơi trơn, tổng hợp chất ăn dầu q trình thuộc da Các sản phẩm ứng dụng thử nghiệm cho kết khả quan 1.8 Các cơng trình khoa học cơng bố Hồng Văn Hoan, Nguyễn Thị Hà, Nguyễn Thị Thu, Nguyễn Hữu Phú ; Oxi hóa n-parafin số chất xúc tác dị thể, Tạp chí Hố học T47, 6A/2009, tr 118-122 Vũ Thị Thu Hà, Gilbert Sapaly, Nguyễn Thị Phương Hòa, Hồng Văn Hoan ; Tổng hợp, đặc trưng tính chất xúc tác Fe/Al-MCM-41 ứng dụng cho phản ứng oxy hóa nparafin ; Tạp chí Hố học T47, 6A/2009, tr 97-101 Vũ Thị Thu Hà, Alain Tuel ; Ảnh hưởng dung mơi đến tính bền xúc tác phức coban dị thể phản ứng oxy hóa chọn lọc sec-phenetyl ancol ; Tạp chí Hóa học T46, 2/2008, tr 153 Kết đào tạo tài góp phần nâng cao trình độ nghiên cứu, tổ chức sản xuất, triển khai thử nghiệm cho đội ngũ cán khoa học công nghệ quan chủ trì cộng tác viên Ngồi ra, đề tài góp phần đào tạo 01 nghiên cứu sinh (đang chuẩn bị bảo vệ cấp sở) 141 TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI Lần Việt nam, vấn đề nghiên cứu ứng dụng xúc tác dị thể cho phản ứng oxy hóa n-parafin thành axit béo nghiên cứu Xúc tác Fe/Bentonit xem xúc tác hoạt tính cao cho phản ứng Đây loại xúc tác dễ kiếm, dễ điều chế từ nguyên liệu rẻ tiền C¸c kÕt mang tính đề tài mở triển vọng dị thể hoá trình công nghệ cã sư dơng xóc t¸c HIỆU QUẢ KINH TẾ X HI Đề tài ó góp phần sử dụng có hiƯu qu¶ ngn lùc khoa häc kü tht n−íc nguồn tài nguyên thiên nhiên sẵn có (vì dầu má ViƯt Nam chøa rÊt nhiỊu n-parafin) S¶n phÈm axit béo có chất lợng tơng đơng nớc ngoài, giá thành hợp lý nên giảm đợc nhập mà mở khả xuất Về lâu dài, đề tài đợc ứng dụng sản xuất đợc sản phẩm đáp ứng nhu cầu thực tiễn nớc 142 KIẾN NGHỊ Xem xét khả áp dụng thực tiễn kết đề tài, Viện Hóa học cơng nghiệp Việt Nam kính đề nghị Chương trình KC-02 tiếp tục ủng hộ hướng nghiên cứu ứng dụng thông qua dự án sản xuất thử nghiệm axit béo từ q trình oxy hóa n-parafin xúc tác dị thể Fe/Bentonit 143 TÀI LIỆU THAM KHẢO Chauvel A., Lefebvre G Petrochemical Processes, Vol 2, Gulf Publishing Co, USA, pp 14-23, 1989 Robert A Megers Handbook of petroleum refining processes Second Edition, pp 52-54, 1996 Pollitzer E L., Hydrocarbon Processing Petrochemical Hand book, 67 (11), pp.107, 1988 Trần Hữu Bưu, Vũ Thế Trí Báo cáo kết nghiên cứu công nghệ tổng hợp thuốc tập hợp hữu để tuyển quặng Apatit loại Lào Cai, Đề tài nghiên cứu khoa học cấp Nhà nước Mã số KC – 06 – 01, 1996 Nguyễn Bơi, Trần Văn Lùng, Phạm Hữu Giang Cơ sở tuyển khống NXB Giao thơng vận tải, Hà Nội, 1999 Nguyễn Đức Chuy, Phan Vĩnh Phúc Cơ sở lí thuyết số phương pháp nghiên cứu cấu trúc phân tử Trường đại học Sư phạm Hà Nội, 2002 Trần Văn Nhân Hố lí tập III, NXB Giáo dục, 1999 Trương Đình Hợi Kết phân loại dầu thô từ dầu mỏ Bạch Hổ Đại Hùng Tạp chí dầu khí số 2, tr39, 1994 Trần Cơng Khanh Hoá học kĩ thuật tổng hợp hữu ĐHBK Hà Nội, 1974 10 Đinh Thị Ngọ Hoá học dầu mỏ khí Trường ĐHBK Hà Nội, 2000 11 Theodore D., Walter B Oxidation of petrochemicals: chemistry and technology Hasted Press, NewYork, USA, 1984 12 Lin M.M (2001): “ Review Selective oxidation of propane to acrylic acid with molecular oxygen”, Appl Catal.A: General 207, 1-16 13 S J Korf et al The selective Oxidation of methane to ethane and ethylenen over doped and un-doped rare earth oxides, catalysis today, (1989) 279-292 14 Van der Pol, Introduction to the oxidation catalyst, Titanium Silicalite-1, Ph D Thesis, Eindhoven University of Technology, Netherlands, 1993 144 15 Swern.D.Bailey’s Inductrial Oil and Fat products, 4thEd, Vol 2, WileyInterscience, New Ed, Vol 2, Wiley- Interscience, New York, USA, 1984 16 G M PantrenKov et al Method of fat acids production, Russian Patcut No 2786276/23-04, 06.10.79 17 Yasutaka Ishii, “A novel catalysis of N-hydroxyphthalimide (NHPI) combined with Co(acac)n (n = ou 3) in the oxidation of organic substrates with molecular oxygen”, J Mol Catal A: Chemical 117 (1997) 123-137 18 Van der Pol, Introduction to the oxidation catalyst, Titanium Silicalite-1, Ph D Thesis, Eindhoven University of Technology, Netherlands, 1993 19 J P Collman et al., J Am Chem So; 107 (1985) 2000 20 I V KozhevniKov, Rus Chem Rw; 56 (1987) 135-150 21 C B Dartt, M E Davis, Application of zeolites to fine chemicals synthesis, catalysis today 19 (1994) 151-186 22 M Taramasso and B Notari, Preparation of porous crystalline synthial comprised of silium and titanium oxides, U S Patcut 4, 410, 501 (1983) 23 P Tundo, Continnuous flow methods in organic synthesis, Ellis Horwood, New York, 1991 24 G Bellussi et al, Studies in surface Science and Catalysis, 69, Elsevier, Amsterdam, 1989, pp.79-92 25 D P Serrano et al., Synthesis of Titanium containing ZSM-48, J Chem Soc., Chem Commun., (1992)745-747 26 M A Camblor et al., Synthesis of a Titaniumsilicoaluminate isomorphous to zeolite beta and its application as a catalyst for the selective oxidatin of large organic molecules, J Chem Soc, (1992) 589-590 27 J Sudhakar – Crarnetzki et al., A test reaction for titanium silicalite catalysts, Catal Lett, (1989) 43-48 145 28 R A Sheldon, Studies in Surface Science and Catalysis, 55 Elsevier, Amsterdam, 1990, pp1-32 29 Nguyễn Hữu Phú, Vật liệu nano lĩnh vực xúc tác hấp phụ, Hội nghị xúc tác hấp phụ toàn quốc lần 3, Huế, Việt Nam, 2005, 51-61 30 Hoang Vinh Thang, Ph D Thesis, Laval University Quebec, Canada, 2005 31 Đặng Tuyết Phương đtg, Tổng hợp vật liệu mao quản trung bình SiSBA-15, Hội nghị xúc tác hấp phụ toàn quốc lần thứ III, Huế, Việt Nam 2005, trang 580 32 Trần Hữu Bưu, Vũ Thế Trí, Hồ Quý Đạo, Bùi Đăng Học, Lê Thị Hoa, Nguyễn Hoài Vân, Nguyễn Hà Việt “Nghiên cứu công nghệ tổng hợp thuốc tập hợp hữu để tuyển quặng apatit loại Lào cai” 33 Mai Ngọc Chúc, Hà Văn Vợi, Khương Trung Thuỷ, Bùi Đăng Học, Nguyễn Hoài Vân.” Nghiên cứu lựa chọn nguyên liệu cho trình oxy hoá n-parafin để chế tạo thuốc tuyển quặng apatit loại Lào cai” Tạp chí Hố học T43, 5A/2005, tr.1-8 34 Hoàng Văn Hoan, Nguyễn Thị Hà, Hà Văn Vợi, Khương Trung Thuỷ, Nguyễn Đức Chuy “Nghiên cứu yếu tố động học ảnh hưởng đến thành phần hiệu suất phản ứng oxy hố n-parafin” Tạp chí Hố học T.43, 5A/2005, tr.9-14 35 Asinger F Paraffins Chemistry and technology, Pergamon Press, NewYork, USA, 1998 36 Bednarcyk N E., Erickson W L Fatty acid manufacture Park Ridge (N.J.) Lond Noyes Data Corp, 1973 37 Carriere G Oxidation of petrochemicals: Chemistry and technology Elsevier Sci, Publ Co., 1985 38 Farusseng D, Julbe A, Lopez M Investigation of sol – gel methods for the synthesis of VOP membgane materials adapted to the partial oxidation of n- butan Catalisis Today 56, pp.212, 2000 39 Franz G, Sheldon R.A oxidation Ullman’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol A18, pp.263-276, 1991 146 40 Gelings P.J, Boumester H.J Solid state aspect, of oxidation catalysis Catalysis Today 58, pp 3-5, 2000 41 John Stanley Cobalt – catalyzed oxidation of saturated aliphatic hydrocarbons to oxygenated products, U.S Pat 4,131, 741., 1980 42 Kato K, Vemura N enymatic oxidation of parffin, U S Pat 4, 339, 536., 1980 43 Lin M M Review selestive oxidation of propane to acrylic acid with molecular oxygen Appl Catal A: General 207, pp – 6, 2001 44 Matar S., Mirbach M., Tayim.H Catalyis in petrochemitcal procecses Kewer Academic Publishers, Netherland, pp 93-94, 1989 45 Potter W.S., Hayward G.L “Chemiscals from C4” Hydrocacbon prosesing, 63 (8), pp.155, 1984 46 Paraffin products: properties, technology, application N Y., John Wiley and Sons., 1990 47 Ptinson S., New catalyst for Olefin Chemistry Chemiscal and Engineering New, 70 (6), pp 29, 1992 48 Ribakob V A., New technology of higher normal monocarboxylic synthetic fatty acids production Gordon Publisher, NewYork, USA, 1996 49 Swiern D Bailey’s Inductrial Oil and Fat products 4th Ed, Vol2, Wiley – Interscience, NewYork, USA 50 Shelldon R A “Catalytic oxidations in the manufacture of fine chemiscals” New development selective oxidation, Elsevier Sience Publishers, pp.5, 1990 51 Speight J G The chemistry and technology of petroleum Second Ed, Marcel, Decker, NewYork, USA, 1991 52 Swierkos G Vanadi – titannia catalysts oxidation of o- xylen and other hydrocacbons Appl Catal: General 157, pp 263 – 310, 1997 53 Нерных С П Новые Ароцессы Органического синтеэа М хим 1989 147 57 Цысковский В Н Синтеэ жирных кислот и спиртов с окиследнием жидких парафинов Госхмиэдат 1960 58 Панченков Г М И др S Снособ нолчения синтетических жсирных кислом Эаявл 06.10.79, No 2786276/23-04 Опубл в Б И 1981 No МКИ С07 С51.225 148 ... chế tạo hệ xúc tác dị thể để oxi hóa n- parafin thành axit béo Sau tách ph? ?n đo? ?n axit béo thu để ứng dụng vào lĩnh vực s? ?n xuất chất tẩy rửa, thuộc da phụ gia dầu mỡ bôi tr? ?n Đề tài nghi? ?n cứu. .. gia dầu mỡ bôi tr? ?n Nghi? ?n cứu ứng dụng s? ?n phẩm axit béo thu vào lĩnh vực khác • Ứng dụng lĩnh vực s? ?n xuất chất tẩy rửa • Ứng dụng cơng nghiệp thuộc da • Ứng dụng lĩnh vực phụ gia dầu mỡ bôi tr? ?n. .. b? ?n li? ?n kết pha hoạt tính pha n? ? ?n) • Nghi? ?n cứu khả tái sinh xúc tác Nghi? ?n cứu quy trình cơng nghệ mơ hình tách axit béo thành ph? ?n đo? ?n dùng công nghiệp s? ?n xuất chất tẩy rửa, thuộc da phụ gia