Đang tải... (xem toàn văn)
bài tập phần cộng nghệ hóa dàu , côg nghệ sản xuất axetaldehyde. đồng thể. Với các chất xúc tác đồng thể, áp suất 150 MPa (80120oC) thì thu được hiệu suất là 700 tới 1800 kg PEcat, khối lượng phân tử lên tới 110 000 gmol, và độ phân tán khối lượng phân tử polyme (polydispersity) từ 5 tới 10, trong khi đó, với các chất xúc tác dị thể, hiệu suất là từ 3000 tới 7000 kg PEcat, khối lượng phân tử lên tới 70 000 gmol và độ phân tán khối lượng phân tử polyme
CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT AXETALDEHIT I Tổng quan Tính chất vật lí ,hóa học A Acetaldehyde - Acetaldehyde mốt hợp chất hữu có cơng thức CH ₃ CHO , andehyt quan trọng nhất, xuất hổ biến tự nhiên sản xuất lớn quy mô công nghiệp - Acetandehyde xuất cách tự nhiên cà phê, bánh mì, chín vv, acetandehyde tạo thực vật q trình chuyển hóa bình thường chúng 1.1 Cấu tạo • CTPT : CH3CHO • CTCT: 1.2.Danh pháp -Theo IUPAC : Acetaldehyde -Theo dãy đồng đẳng aldehyde : Ethanal -Tên gọi khác : Acetic Aldehyde, Ethyl Aldehyde 1.3 Tính chất a lý tính - KLPT: 44,05 g.mol-1 Đặc tính -Khối lượng phân tử -KLR -Điểm chảy -Nhiệt độ sôi -Độ tan nước Giá trị 44,05 g.mol−1 0.788g.cm−1 -123,5℃ 20,2℃ Tan theo tỷ lệ - Là chất lỏng không màu, mùi trái cây, hăng -Độ nhớt 20℃ -Áp suất tới hạn -Tỷ trọng tương đối -Chỉ số khúc xạ -Tỷ trọng pha so với khơng khí 0,215N.S/m2 6,44Mpa 181,5℃ 187,8℃ 1,52 -Hầu hết acetandehyde trộn lãn với nước dung môi hữ để tạo hỗn hợp đồng sôi tạo với axit axetic, benzen, axeton, etanol, metanol, dung môi naphta, toluen, xilen, etyl ete, parandehyde b hóa tính Do phân tử có chứa nhóm –C=O, nhóm phân cực phía O làm phân cực liên kết π Acetandehyde có khả hóa học mạnh anken Acetandehyde hợp chất có khả phản ứng hóa học cao, hợp chất điển hình có chứa nhóm andehyt (CHO) hợp chất chứa nhóm ankyl Trong ngun tử H kích hoạt nhóm cacbonyl (CO) vị trí - Phản ứng đặc trưng : cộng nucleophil AN Ví dụ: cộng H2, cộng HCN, cộng RMgX, cộng bisunfit, tác dụng với rượu tạo thành bán axetal axetal CH3CHO + H2 -> CH3CH2OH CH3CHO + HCN -> CH3C(CN)OH CH3CHO + CH3MgI -> CH3 - CH – OmgI CH3CHO + NaHSO3 -> CH3 - C - SO3NaOH CH3CHO + ROH -> CH3CH(OH)OR CH3CHO + ROH -> CH3CH(OR)OR - Phản ứng thay nguyên tử O nhóm cacbonyl Ví dụ: tác dụng với hyaroxilamin, hydrazin, phenyl hydrazin, CH3CHO + H2N-OH -> CH3C=N-OH + H2O CH3CHO + H2N-NH2 -> CH3C=N-NH2 + H2O CH3CHO + H2N-NHC6H5 -> CH3C=N- NHC6H5 + H2O CH3CHO + H2N-CO-NH-NH2 -> CH3C=N-CO- NH-NH2 + H2O - Phản ứng thay nguyên tử Hα linh động nguyên tử Cα Ví dụ: phản ứng thay nguyên tử Hα nguyên tử halogen, phản ứng ngưng tụ aldol CH3CHO + CH3CHO -> CH3 –CH(OH)-CH2-CHO - Phản ứng oxi hóa thành axit CH3CHO + 2AgNO3 + NH3 + H2O -> CH3COONH4 +NH4NO3 + 2Ag B Etylen 1.1 Cấu tạo tính chất Etylen chất khí, hóa lỏng - 1050C, khơng màu, độ hòa tan nước 3,5 mg/100 ml (17OC) nhiệt độ nóng chảy -169,2 ° C , nhiệt độ sơI -103,7 ° C.Trong khơng khí ethylen cháy với lửa sáng lửa metan, tạo thành CO2 nước Hỗn hợp ethylen O2 hỗn hợp nổ mạnh, phản ứng phân hủy tỏa nhiệt nhiều nhiệt Trong công nghiệp nhiều người ta dùng ethylen O2 để cắt 1.2 Tính chất hóa học -Do phân tử có chứa liên kết đơi, liên kết đôi làm cho phân tử etylen bền dẵn đến khả phản ứng hóa học cao Ethylen có khả tham gia nhiều phản ứng hóa học như: phản ứng cộng, phản ứng oxi hóa, phản ứng trùng hợp.Ethylen có khả tham gia phản ứng cộng hiđro, halogen, axit sunfuric, nước - Phản ứng oxi hóa C2H4+1/2O2 -> CH3CHO - Phản ứng cộng hiđro: C2H4 + H2 -> C2H6 - Phản ứng cộng với nhóm halogen(Cl2, Br2,I2) C2H4+ Br2 -> Br - CH2- CH2- Br - Phản ứng cộng với hiđro halogen CH2= CH2+ HI -> CH3- CH2I - Phản ứng cộng với nước H2C= CH2+ HOH -> CH3- CH2- OH - Phản ứng cộng axit C2H4+ H2SO4 > CH3- CH2- OSO3H C2H4+ HCl -> CH3-CH2Cl - Phản ứng với benzen CH2=CH2+C6H6 -> C6H5-CH=CH2 - Phản ứng C2H4+Cl2 -> H2C= CHCl - Phản ứng trùng hợp nCH2= CH2 -> (- CH2- CH2-)n Nguồn nguyên liệu ethylen Trong cơng nghiệp, etylen thu từ khí than cốc Ngày nay, người ta chủ yếu thu khí etkylen từ q trình chưng cất dầu mỏ.Trên 97% sản lượng etylen thu giới sản xuất từ trình cracking dầu mỏ Nguồn etkylen thu chủ yếu lấy từ khí đồng hành từ mỏ khí tự nhiên Qua q trình chế biến trình hấp thụ, hấp phụ, ngưng tụ, chưng cất nhiệt độ thấp ta thu etkylen tinh khiết dùng cho chế biến hóa học Ngày etylen nguyên liệu đầu quan trọng cho trình sản xuất axetandehyt Hầu hết acetandehyde sản xuất từ etylen cách oxi hóa trực tiếp ethylen Nguồn giới Cơng suất ethylen giới tính thời điểm tháng 1/2009 đạt 126,7 triệu so với mức tiêu thụ tổng cộng 115 triệu năm 2008, dẫn đến tổng dư thừa 11,7 triệu tấn, tức nguồn cung cao nhu cầu khoảng 10% Trong năm 2008, nhà máy etylen quy mô lớn xây dựng Iran, Arập Xê-út, Cơ-t Bắc Mỹ tiếp tục khu vực sản xuất ethylen lớn giới năm 2008, với sản lượng đạt 35,4 triệu Châu Á – Thái Bình Dương đứng sau Bắc Mỹ với sản lượng 33,4 triệu tấn, hai khu vực chiếm 54% tổng công suất etylen giới Công ty sản xuất etylen lớn giới “Chemical Dow” Sabic ExxonMobil Ứng dụng acetylen Axetandehyt có nhiều ứng dụng công nghiệp tổng hợp hữu cơ, khoảng 90% lượng acetandehyde sản xuất giới dược sử dụng nhà máy với vai trò hợp chất trung gian để tạo sản phẩm khác có ứng dụng thực tế • Ứng dụng lớn axetandehyt làm nguyên liệu cho trình sản xuất axit axetic (CH3COOH) Từ axit axetic ta tổng hợp nhiều hợp chất hóa học khác vinyl axetat, monoclo axetic, axetal este, anhidic axetic vv - viny axetat dùng ngành sản xuất nhũ tương, sản xuất sơn, keo dính, áo mưa, dệt may - Anhidic axetic sử dụng sản xuất vải sợi xenlulo axetat, đầu lọc việc sản xuất thuốc • Các sản phẩm nhận từ phản ứng ngưng tự Aldol trở thành ứng dụng quan trọng acetandehyde sản phẩm có giá trị trừ phản ứng ngưng tụ aldol butanol-1 etylhexanol-2 • Acetandehyde sử dụng sản xuất nước hoa, nhựa polyester, thuốc nhuộm Acetaldehyde sử dụng chất bảo quản hoa cá, chất hương liệu, chất biến tính cho rượu, thành phần nhiên liệu, để bổ sung cho gelatin, làm dung môi cao su, thuộc da, ngành cơng nghiệp giấy • Trước đây, acetandehyde ứng ứng dụng chủ yếu sản xuất axit acetic,tuy nhiên ứng dụng sau sử dụng sản xuất axit acetic từ methanol hiệu nhờ quy trình Monsanto Cativa • Acetandehyde sử dụng rộng rãi, phạm vi phản ứng ngưng tụ acetaldehyde tiền chất quan trọng dẫn xuất pyridin pentaerythritol, crotonaldehyde Urê axetandehyt kết hợp nhựa hữu ích • Anhydrit axetic phản ứng với acetaldehyde diacetate ethylidene, tiền chất vinyl acetate, dùng để sản xuất polyvinyl acetate • Qua axit axetic ta thu butyl axetat dung môi cho việc sản xuất Sơn nitro xenlulo Butyl axetat dung môi quan trọng công nghiệp sản xuất Sơn Một ưu điểm nửa butyl axetat có nhiệt độ sơi vào loại trung bình, khả hịatan cao Do có giá trị so với dung mơi khác • Pentacrythritol sản xuất cách ngưng tụ acetandehyde với formandehyt sản phẩm quan trọng để điều chế nhiều loại hợp chất quan trọng khác • Các polyme acetandehyde para andehyde, meta andehyde poly axetandehyde có nhiều ứng dụng công nghiệp tổng hợp hửu • Như para andehyde nhằm sản xuất nhựa, pyridin q trình clo hố clo Từ năm 1939- 1945 para andehyt sử dụng nhiên liệu cho động • Metyl andehyde sử dụng nhiên liệu q trình nhuộm vải, cịn poly axetandehyde dung môi quan trọng cơng nghiệp hố học • Ngồi ứng dụng acetandehyde cịn sử dụng cho việc tạo butadien (C4H8) Đây hợp chất dùng cho việc sản xuất nhựa Chỉ Tiêu chất lượng + Nồng độ quy định acetaldehyde 10 mg/L rượu mạnh ng độ quy định acetaldehyde 10 mg/L rượu mạnh quy định acetaldehyde 10 mg/L rượu mạnh nh acetaldehyde 10 mg/L rượu mạnh a acetaldehyde 10 mg/L rượu mạnh u mạnh nh 70 mg/L rượu mạnh u chưng cất rượu soju, rượu whisky t rượu mạnh u soju, rượu mạnh u whisky rượu mạnh u mạnh nh Hàn Quốc (MFDS, Hàn Quốc (MFDS,c (MFDS, 2016a ) Hàm lượu mạnh ng acetaldehyde thường phân tích phương pháp chuẩn độ, headspace-GC ng đượu mạnh c phân tích phương pháp chuẩn độ, headspace-GC ng phương pháp chuẩn độ, headspace-GC ng pháp chuẩn độ, headspace-GC n độ quy định acetaldehyde 10 mg/L rượu mạnh , headspace-GC enzyme (Jackowetz cộ quy định acetaldehyde 10 mg/L rượu mạnh ng sự,, 2011 ; Lee, 2014 ) + Nồng độ tối đa nơi làm việc 50 ppm Ở nồng độ acetaldehyde 50 ppm, không quan sát thấy kích ứng tổn thương mơ cục niêm mạc mũi Khi thể hấp thụ, acetaldehyde chuyển hóa nhanh chóng gan thành axit axetic Chỉ phần nhỏ thở dạng không thay đổi Sau tiêm tĩnh mạch , thời gian bán hủy máu khoảng 90 giây Phương pháp tồn trữ , bảo quản , an tồn với mơi trường A, Phương pháp bảo quản -Acetaldehyde chất lỏng dễ cháy, dễ bay hơi, nhiệt độ sôi: 20,8 C, nhiệt độ chớp cháy: -35 C, giới hạn vị trí nổ 4-57% (V/V trộn khơng khí), gây an tồn sản xuất, bảo quản, Đóng gói vận chuyển quan trọng - Trong trình vận chuyển, nơi lộ ra, tất phải đối mặt với hệ thống hướng lên với nitơ nguyên tố khí khác - Thùng chứa khơng thể mở đóng gói nên đặt trời, nên tránh ánh nắng trực tiếp chiếu vào; cất giữ xa nguồn nhiệt vật cháy, khơng để gần chất gây nổ gây hỏa hoạn không đặt dây điện trần , , đồng thời phải làm mát trước vận chuyển bảo vệ nitơ, acetaldehyde chất lỏng dễ bay dễ cháy; điểm sôi 20,08oC điểm chớp cháy -35oC giới hạn nổ trộn với khơng khí 4-57% (V / V) Khơng thể mang acetaldehyde với khơng khí B, An tồn mơi trường + Tn thủ quy trình, thao tác vận hành lấy mẫu + BIỆN PHÁP PHỊNG NGỪA, ỨNG PHĨ KHI CĨ SỰ CỐ Khi tràn đổ, dò rỉ mức nhỏ - Lau Khi tràn đổ, dò rỉ lớn diện rộng - Mang mặt nạ bảo vệ đường hô hấp, tránh hít phải khí - Dập tắt nguồn gây cháy - Sơ tán nhân viên đến nơi an toàn - Đảm bảo thơng khí đầy đủ, tránh tích tụ hơi, gây cháy, nổ - Ngăn chặn rò rỉ thêm, tránh để hóa chất chảy vào cống nước - Dùng máy hút chất lỏng sàn, cho vào bình chứa + Kiểm tra nồng độ chất độc mơi trường làm việc theo định kì + Khám xét bệnh nghề nghiệp cho bệnh nhân * Các phương tiện bảo hộ cá nhân làm việc - Sử dụng thiết bị bảo vệ mắt theo tiêu chuẩn NIOSH (Mỹ) EN 166 (EU) - Găng tay phải kiểm tra trước sử dụng, phải theo tiêu chuẩn EU Directive 89/686/EEC tiêu chuẩn EN 374 (cao su butyl, độ dày tối thiểu 7,3mm, thời gian sử dụng 8h) - Mặc quần áo bảo vệ chống hóa chất - Sử dụng mặt nạ dưỡng khí sử dụng hóa chất - Khơng đổ sản phẩm cống thoát nước Eckert, Marcvà cộng (2007) "Acetaldehyde" trongBách khoa tồn thư hóa học cơng nghiệp Ullmann, Wiley-VCH, Weinheimdoi:10.1002/14356007.a01_031.pub https://patents.google.com/patent/CN103588626A/en https://vcerc.com/wp-content/uploads/2016/03/MsdsAcetaldehyde.pdf