Chương: sản xuất andehit axetic( etanal)

Sở giáo dục & đào tạo Đồng Nai
TRƯỜNG ĐH ĐỒNG NAI
KÍNH CHÀO THẦY VỀ DỰ GIỜ THĂM LỚP
BÀI THUYẾT:
HÓA CÔNG NGHỆ
VÀ MÔI TRƯỜNG
THỰC HIỆN: VŨ VĂN ĐỨC - TRẦN ĐỨC HUY
II. SẢN XUẤT CH3CHO
Tính chất và ứng dụng:
a. Tính chất:
Andehit axetic còn gọi là axetanđehit (ethanal).
- Anđehit axetic là chất lỏng không màu, mùi trái cây, hăng, dễ bay hơi, sôi ở 210C.
Là bán sản phẩm trong công nghiệp tổng hợp hữu cơ, sản xuất CH3CHO.
Anđehit axetic tương đối độc với không khí tạo thành hỗn hợp nổ trong giới hạn nồng độ từ 4 – 57% thể tích.
- Anđehit axetic khi có xúc tác axit sẽ bị trime hóa thành paranđehit (chất lỏng) hoặc tetrame hóa thành metanđehit(chất rắn).







Paranđehit(chất lỏng) Metanđehit(chất rắn)
b. ứng dụng:
Quan trong nhất là nguyên liệu cho quá trình sản xuất axit axetic.
Sản xuất nước hoa, nhựa poli este, thuốc nhuộm, sử dụng như chất bảo quản quả cá, hương liệu…làm dung môi cho ngành công nghiệp thuộc da, cao su và ngành công nghiệp giấy.
Trong công nghiệp tổng hợp chất hữu cơ, 90% lượng anđehit axetic được sản xuất trên thế giới sử dụng trong các nhà máy với vai trò là hợp chất trung gian để tạo ra các sản phẩm có ứng dụng trong thực tế.
Polime của CH3CHO như paranđehit; metanđehit, poli axetanđehit có nhiều ứng dụng trong công nghiệp tổng hợp chất hữu cơ.
CH3CHO còn sản phẩm trung gian để tạo ra axit axetic, qua axit axetic sẽ thu được butyl axetat một dung môi cho ngành sản xuất sơn.
CH3CHO còn tạo ra butađien để tạo nhựa.
=> CH3CHO có tầm quan trọng trong công nghiệp hữu cơ, sản xuất ra nhiều hợp chất khác.
II. NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT.
- Đi từ etilen( phương pháp sản xuất chính)
2C2H4 + O2 → 2CH3CHO
Đi từ axetilen
C2H2 + H2O → CH3CHO
Đi từ etanol(rượu etylic)
C2H5OH + [O] → CH3CHO
- Các phương pháp khác
+ Đi từ methanol, metylaxetat, anhiđrit axetic
+ Đi từ vinyl ete
+ Đi từ etyliđen điaxetat
+ Đi từ hiđrocacbon no


Tuy nhiên đi từ C2H2, C2H4 hay C2H5OH…. Ngoài việc tạo ra sản phẩm chính là CH3CHO còn có nhiều sản phẩm phụ khác nhau mà việc tách các sản phẩm phụ rất tốn kém do đó chi phí cho quá trình cao.
→ Việc lựa chọn sử dụng công nghệ tốt còn phụ thuộc vào từng nước, từng vùng lãnh thổ, điều kiện phát triển của từng vùng lãnh thổ,từng nước và tính hiệu quả của công nghệ.
II. QUI TRÌNH SẢN XUẤT ANĐEHITAXETIC.
Sản xuất anđehit axetic từ hai nguồn nguyên liệu chính là axetilen và etilen.

SẢN XUẤT ANĐEHIT AXETIC TỪ AXETILEN:
Nguyên liệu:
- Trước đây axetilen được sản xuất bằng cách dùng nước phân hủy CaC2.
CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2

- Gần đây sản xuất axetilen bằng cách nhiệt phân metan và đồng đẳng của nó hay các sản phẩm lỏng của chưng cất dầu mỏ (8% C2H2)
11CH4 + 7O2 → 2C2H2 +14H2 +6CO+CO2 +6H2O
- Crackinh nhiệt và crackinh điện:(13-14% C2H2)
2CH4 → C2H2 + 3H2
C2H6 → C2H2 + 2H2

Cơ sở lí thuyết
b.Cơ sở lí thuyết:
CH≡CH + H2O → CH3CHO →
→ CH3−CH(OH)–CH2−CHO →
→ CH3−CH=CH−CHO → Nhựa

- Nhiệt độ: 75-1000C . Nhiệt độ phụ thuộc vào thành phần xúc tác và vận tốc thể tích của C2H2.
- Xúc tác :HgSO4 (HgO 0,5-1% trong H2SO4 10-20%).
 Ngoài ra anđehit axetic có thể khử muối Hg2+ thành Hg+ và Hg.
CH3CHO + 2Hg2++ H2O → CH3COOH + 2Hg2+ + 2H+
CH3CHO + 2Hg+ + H2O → CH3COOH +2Hg + 2H+
 Tái sinh xúc tác nhờ muối sắt III để oxi hóa Hg+ thành Hg2+.
Fe3+ + Hg+ → Fe2+ + Hg2+
Dây chuyền
c. Dây chuyền sản xuất anđehit axetic từ axetilen:
2. SẢN XUẤT ANĐEHIT AXETIC TỪ ETILEN:
a. Nguyên liệu:
Nguyên liệu chính là etilen (C2H4)
b. Cơ sở lí thuyết:
 2CH2 = CH2+ 2[PdCl4]2- + 2H2O → 2CH3CHO + 2Pd +8Cl- + 4H+
 2Pd + 4CuCl2 + 8Cl- → 2[ PdCl4]2- + 4 [CuCl2]-  [CuCl2]- + O2 + 4H+→ 4CuCl2 + 2H2O

 2CH2 = CH2 + O2 → CH3CHOH = -218 kJ/mol





- Nhiệt độ: 125-1300C.
- Xúc tác: PdCl2, CuCl2, HCl. Chỉ cần một lượng nhỏ PdCl2 quá trình chuyển hoá đã xảy ra
(C2H4 + PdCl2 theo tỉ lệ nhất định).
- Tác nhân oxi hoá: oxi nguyên chất hoặc oxi không khí.
- Hiệu suất đạt: 95%

c. Dây chuyền sản xuất CH3CHO từ C2H4 theo:
 1 giai đoạn
* Dây chuyền sản xuất CH3CHO từ C2H4 theo một giai đoạn.
1.Tháp oxi hóa
2.Thiết bị làm lạnh
3.Thiết bị phân li
4.Bơm tuần hoàn
 2 giai đoạn:
* Dây chuyền sản xuất CH3CHO từ C2H4 theo hai giai đoạn.
1.Thiết bị oxi hóa.
2.Thiết bị cất tách axetanđhit.
3.Thiết bị làm lạnh.
4.Thiết bị hấp thụ.
5 Thiết bị tái sinh chất xúc tác.
6.Bơm dung dịch xúc tác.
Ưu điểm và nhược điểm của dây chuyền sản xuất hai giai đoạn:
Ưu điểm:
- Phương pháp này đạt hiệu suất cao hơn
- Không khí chuyển hóa hoàn toàn etilen
Nhược điểm:
- Cần gấp đôi số thiết bị và tiến hành ở áp suất cao hơn, phải tuần hoàn xúc tác.
- Xúc tác axit làm ăn mòn mạnh nên trong thiết bị phải lót Titan hoặc tráng men tốt.
THE END
CÁM ƠN THẦY VÀ
CÁC BẠN ĐÃ THAM
DỰ TIẾT HỌC NÀY