Qui trình sản xuất Vinyl Axetat từ Etylen
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP
http://www.ebook.edu.vn
MÔÛ ÑAÀU
Y**Z
N
ghieân cöùu ñeå tìm ra moät saûn phaåm coù giaù trò cao phuïc vuï cho xaõ hoäi laø
thaønh töïu lôùn lao cuûa caùc nhaø khoa hoïc, öùng duïng vaø ñöa vaøo saûn xuaát
caùc saûn phaåm naøy coù taàm quan troïng raát lôùn, ñoøi hoûi ngöôøi nghieân cöùu thieát
keá phaûi coù vai troø vaø traùch nhieäm lôùn ñoái vôùi coâng vieäc. Cuøng vôùi söï phaùt
trieån maïnh meõ cuûa neàn kinh teá quoác daân döôùi söï laõnh ñaïo cuûa ñaûng vaø nhaø
nöôùc, ngaønh coâng nghieäp hoaù hoïc ñaõ coù nhöõng ñoùng goùp to lôùn cho neàn kinh
teá, ñaëc bieät laø ngaønh coâng nghieäp toång hôïp höõu cô – loïc hoaù daàu, cheá bieán
khí.
Töø nguoàn nguyeân lieäu doài daøo saün coù nhö daàu moû, khí töï nhieân, than
ñaù... Quaù trình toång hôïp höõu cô ñaõ taïo ra ñöôïc nhieàu saûn phaåm coù giaù trò öùng
duïng trong thöïc tieãn nhö : cao su, thuoác nhuoäm, döôïc phaåm, sôn, sôïi... Ñaàu
theá kyõ 20 nhaø baùc hoïc Klatte ñaõ toång hôïp ra vinyl axtat töø axetylen vaø axit
axetic trong pha loûng. Vaø töø ñoù ñeán nay coâng nghieäp saûn xuaát vinyl axetat
ñang ngaøy caøng phaùt trieån maïnh meõ, xuaát hieän theâm raát nhieàu coâng trình
nghieân cöùu toång hôïp vinyl axetat nhaèm laøm cho quaù trình toång hôïp vinyl
axetat caøng phong phuù hoaøn thieän hôn. Hieän nay do söï phaùt trieån maïnh meõ
cuûa ngaønh coâng nghieäp loïc hoaù daàu, neân theá giôùi ñaõ thay theá phöông phaùp
saûn xuaát vinyl axetat töø axetylen baèng etylen. ÔÛ Baéc Myõ vinyl axetat ñöôïc
saûn xuaát döïa vaøo quaù trình axit axetic/etylen vôùi coâng ngheä taàng coá ñònh
trong pha khí vaø löôïng vinyl axetat taïo thaønh ñöôïc duøng chuû yeáu ñeå taïo ra
polyvinyl axetat. Nhöng ôû Taây AÂu vaø Chaâu AÙ thì laïi söû duïng quaù trình axit
axetic/ axetylen vaø löôïng vinyl axetat taïo thaønh ñöôïc duøng chuû yeáu ñeå taïo
polyvinyl alcol. Treân theá giôùi hieän nay saûn löôïng vinyl axetat ñöôïc saûn xuaát
töø etylen chieám khoaûng 80%, coøn töø axetylen chieám 20%. Naêm 1985 löôïng
vinyl axtat ñöôïc saûn xuaát ôû Myõ laø 960.200 taán/naêm, ôû Ñoâng AÂu 200.000
taán/naêm, ôû Nhaät 402.930 taán/naêm, ñeán naêm 1994 toång saûn löôïng ôû Chaâu AÂu
vaø Myõ laø 3,8.106 taán/naêm. Gaàn ñaây naêm 1997 ôû Ñoâng Nam AÙ ñaõ xaây döïng
moät nhaø maùy saûn xuaát vinyl axetat töø etylen vôùi naêng suaát 150.000 taán/naêm.
ÔÛ Vieät Nam maët duø ngaønh toång hôïp höõu cô – hoaù daàu chöa phaùt trieån
maïnh, neân nhaø maùy saûn xuaát vinyl axetat chöa ñöôïc xaây döïng. Song cuøng vôùi
söï phaùt trieån ñaát nöôùc, tieán haønh coâng nghieäp hoaù, hieän ñaïi hoaù ñaát nöôùc ñeå
ñeán naêm 2020 nöôùc ta trôû thaønh moät nöôùc coâng nghieäp. Khi ñoù nhaø maùy loïc
daàu soá 1, soá 2 … ra ñôøi, laø nôi cung caáp nguyeân lieäu cho nhaø maùy saûn xuaát
vinyl axetat. Cho neân nhaø maùy saûn xuaát vinyl axetat nhaát thieát ra ñôøi ñeå ñaùp
öùng caùc yeâu caàu cuûa neàn kinh teá.
BUØI THAØNH TAØI
HD1_K48
-1-
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP
http://www.ebook.edu.vn
PHAÀN I
TOÅNG QUAN LYÙ THUYEÁT
CHÖÔNG I:
GIÔÙI THIEÄU VEÀ NGUYEÂN LIEÄU CUÛA QUAÙ TRÌNH SAÛN
XUAÁT VINYL AXETAT TÖØ ETYLEN
I-Giôùi thieäu, tính chaát vaät lyù, tính chaát hoùa hoïc, caùc phöông phaùp saûn
xuaát vaø öùng duïng cuûa Etylen:
1-Giôùi thieäu:[5,15]
Etylen coù coâng thöùc caáu taïo CH2 = CH2, khoái löôïng phaân töû M=28,052,
treân phaïm vi theá giôùi etylen laø moät chaát chieám theå tích lôùn nhaát trong vieäc
toång hôïp hoùa daàu. Etylen khoâng ñöôïc söû duïng moät caùch tröïc tieáp maø etylen
ñöôïc söû duïng nhö laø moät chaát trung gian ñeå saûn xuaát ra caùc chaát khaùc vôùi soá
löôïng lôùn trong hoùa hoïc. Töø naêm 1950 ngöôøi ta ñaõ phaùt hieän ra taàm quan
troïng cuûa etylen,keå töø ñoù etylen ñöôïc söû duïng roäng raõi trong coâng nghieäp,ñaëc
bieät caùc quaù trình toång hôïp polyme.Etylen ñöôïc söû duïng nhieàu nhaát trong
ngaønh toång hôïp höõu cô hoùa daàu.Etylen ñöôïc coi laø “Vua cuûa caùc
hydrocacbon’’ do moät soá lyù do:
-Caáu taïo ñôn giaûn ,hoaït tính cao
-Töông ñoái reû tieàn
-Deã saûn xuaát töø caùc hydrocacbon khaùc baèng quaù trình cracking hôi nöôùc vôùi
hieäu suaát cao.
-Caùc phaûn öùng ñi töø nguyeân lieäu etylen taïo thaønh ít saûn phaåm phuï hôn töø
caùc olefin khaùc.
Etylen chuû yeáu ñöôïc saûn xuaát töø quaù trình cracking hôi (steam cracking) vôùi
nhieàu nguoàn nguyeân lieäu khaùc nhau: töø caùc hydrocacbon khaùc nhö
etan,propan,butan,khí hoùa loûng va gasoil.ÔÛ Myõ etan laø nguoàn nguyeân lieäu
chính duøng cho quaù trình cracking hôi saõn xuaát etylen.Trong khi Nhaät vaø Taây
Aâu laïi söû duïng phaân ñoaïn naphta thu ñöôïc töø quaù trình chöng caát daàu thoâ cho
muïc ñích naøy.
BUØI THAØNH TAØI
HD1_K48
-2-
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP
http://www.ebook.edu.vn
2-Tính chaát vaät lyù:[3,5]
Etylen laø moät chaát khí ñöùng ñaàu trong daõy ñoàng ñaúng anken, khoâng
maøu, khoâng muøi, haàu nhö khoâng tan trong nöôùc (ôû 0oC, 100 theå tích nöôùc hoøa
tan 0,25 theå tích khí etylen). Etylen hoùa loûng ôû –105oC, tyû troïng d420 =0,566.
Etylen coù moät soá tính chaát vaät lyù sau:
Nhieät ñoä noùng chaûy
: –169,15oC
Nhieät ñoä soâi
: –103,71oC
Nhieät ñoä tôùi haïn Tc
: 9,90oC
AÙp suaát tôùi haïn Pc
: 5,117Mpa
Tyû troïng tôùi haïn
: 0,21g/cm3
Tyû troïng
ôû nhieät ñoä soâi
: 0,57g/cm3
ôû 0oC
: 0,34g/cm3
Tyû troïng khí taïi Tc vaø Pc
: 1,2603g/L
Tyû troïng so vôùi khoâng khí
: 0,9686
Theå tích phaân töû gam ôû Tc vaø Pc
: 22,258L
Nhieät noùng chaûy
: 119,5KJ/Kg
Nhieät trò
: 47,183KJ/Kg
Nhieät hoùa hôi
ôû nhieät ñoä soâi
: 488KJ/Kg
ôû 0oC
: 191KJ/Kg
cuûa chaát loûng taïi nhieät ñoä soâi
: 2,63KJ/Kg.K
cuûa khí taïi Tc
: 1,55
Tyû nhieät
KJ/Kg.K
Entapi taïo thaønh
:
52,32KJ/mol
Entropi
:
0,220KJ/mol.K
ôû nhieät ñoä noùng chaûy
:
36.10-4mPa.s
ôû 0oC
:
93.10-4mPa.s
ôû 150oC
:
143.10-4mPa.s
Ñoä nhôùt cuûa khí
AÙp suaát hôi
BUØI THAØNH TAØI
HD1_K48
-3-
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP
http://www.ebook.edu.vn
ôû –150oC
: 0,002Mpa
ôû nhieät ñoä soâi
: 0,102Mpa
o
ôû –50 C
: 1,10Mpa
ôû 0oC
: 4,27Mpa
: 425÷527oC
Ñieåm boác chaùy
3-Tính chaát hoùa hoïc:[3]
Etylen laø moät hyñrocacbon khoâng no, lai hoùa sp2 trong caáu taïo coù 1 lieân
keát π, 1 lieân keát σ, lieân keát π keùm beàn so vôùi lieân keát σ, neân coù nhöõng phaûn
öùng quan troïng nhö: coäng, oxy hoùa, truøng hôïp.
3.1-Phaûn öùng coäng :
Caùc phaûn öùng ñaëc tröng nhaát cuûa etylen laø phaûn öùng coäng vaøo lieân keát ñoâi.
Trong phaûn öùng naøy, lieân keát ñoâi thöïc chaát laø lieân keát π bò beû gaõy vaø keát hôïp
vôùi 2 nguyeân töû hoaëc 2 nhoùm nguyeân töû khaùc taïo ra hôïp chaát no.
3.1.1-Coäng H2:
Etylen coäng vôùi H2 coù xuùc taùc Pd taïo ra etan, phaûn öùng toûa nhieät.
CH2 = CH2 + H2
CH3 − CH3
0
ΔH 298
= −30Kcal
3.1.2-Coäng Br2:
Etylen coäng Br2 taïo ra ñibrom etan, phaûn öùng toûa nhieät, hieäu suaát 85%.
CH2 = CH2 + Br2
BrCH2 − CH2Br
0
ΔH 298
= −27Kcal
3.1.3-Coäng axit:
¾ Coäng axit HCl:
CH2 = CH2 + HCl
CH3 − CH2Cl
¾ Coäng axit H2SO4:
CH2 = CH2 + H2SO4
CH3 − CH2 − OSO3H
¾ Coäng axit HOCl, HOBr:
CH2 = CH2 + HOCl
ClCH2 − CH2OH
Etylen clohiñrin
3.1.4-Coäng H2O:
Etylen coäng nöôùc coù H2SO4 laøm xuùc taùc, nhieät ñoä nhoû hôn 1700C taïo ra röôïu
etylic.
CH2 = CH2 + H2O
BUØI THAØNH TAØI
HD1_K48
H2SO4
<170oC
CH3 − CH2OH
-4-
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP
http://www.ebook.edu.vn
3.1.5-Coäng benzen:
CH2 = CH2 + C6H6
AlCl3
C6H5CH2CH3
-H2
80÷100 C
C6H5CH = CH2
0
Quaù trình thöïc hieän vôùi söï coù maët cuûa xuùc taùc ôû daïng phöùc loûng chöùa
10÷12% AlCl3, 50÷60% benzen, 25÷30% polyankyl benzen. Nhieät ñoä phaûn
öùng 80÷1000C.
3.1.6-Coäng Cl2:
-Taïo 1,2-dicloetan:
Coäng hôïp etylen vôùi clo ñöôïc 1,2-dicloetan. Phaûn öùng xaûy ra ôû pha loûng vaø
thöôøng coù FeCl3 laøm xuùc taùc:
0
ClCH2 − CH2Cl ΔH 298
= −185Kj / mol
CH2 = CH2 + Cl2
Ngoaøi ra cuõng coù theå nhaän ñöôïc 1,2-dicloetan baèng phaûn öùng clo-oxy hoùa
etylen vaø coù maët cuûa xuùc taùc.
0
= 240Kj / mol
ClCH2 − CH2Cl + H2O ΔH 298
CH2 = CH2 + 2HCl + 0,5O2
- Taïo vinyl clorua.
CH2 = CH2 + Cl2
ClCH2 − CH2Cl
+NaOH
CH2 = CHCl
-NaCl, -H2O
Phaûn öùng ñöôïc thöïc hieän ôû pha loûng trong dung moâi etanol, nhöng tieâu
toán NaOH vaø C2H5OH, ñoàng thôøi ñoøi hoûi 1,2-dicloetan phaûi coù ñoä tinh khieát
cao 99,9%.
Neáu ñun noùng ôû 4000C, CaCl2 noùng chaûy laøm xuùc taùc taïo ñöôïc vinylclorua
vôùi hieäu suaát 65 ÷ 67%.
CH2 = CH2 + Cl2
3.2-Phaûn öùng oxy hoùa:
4000C CH = CHCl + HCl
2
CaCl2 nc
3.2.1- Oxy hoùa hoaøn toaøn:
CH2 = CH2 + 3O2
2CO2 + 2H2O
0
ΔH 298
= −135KJ / mol
3.2.2- Oxy hoùa khoâng hoaøn toaøn :
- Etylen bò oxy hoùa bôûi taùc nhaân oxy hoùa maïnh kalipemanganat trong dung
dòch KOH taïo ra etylen glycol.
CH2 − CH2
BUØI THAØNH TAØI
HD1_K48
OH
OH
-5-
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP
http://www.ebook.edu.vn
CH2 = CH2 + 2KMnO4 + 2KOH
+ 2K2MnO4
- Oxy hoùa etylen thaønh axetalñehit:
Etylen bò oxy hoùa ñeán axetalñehit trong dung dòch HCl pha loaõng chöùa PdCl2
vaø CuCl2. Thuûy phaân phöùc naøy cho axetalñehit vaø kim loaïi Pd.
C2H4 + PdCl2
[C2H4.PdCl2]
+H2O
CH3−C−H + Pd + 2HCl
O
2CuCl + PdCl2
Pd + CuCl2
Ñeå coù CuCl2 thì oxy hoùa CuCl trong khoâng khí hoaëc oxy.
2CuCl2 + H2O
2CuCl + 2HCl + 0,5O2
Phaûn öùng toång quaùt:
C2H4 + 0,5O2
CH3 − C −H
0
ΔH 298
= −562KCal / mol
O
- Phaûn öùng oxy hoùa etylen taïo etylen oxit:
CH2=CH2 + 0,5O2
5CH2=CH2
xt Ag
0
200÷300 C
0,7÷1,0Mpa
0
= −108KJ / mol
CH2 − CH2 ΔH 298
O
+ 5O2
4CH2 − CH2 + 2CO2 + H2O
O
-Phaûn öùng oxy hoùa bôûi SeO2:
CH2=CH2 + SeO2
OHC−CHO + H2Se
Glioxal
- Phaûn öùng oxy hoùa bôûi O3:
CH2=CH2 + O3
O
H 2C
+H2O
O
2HCHO + H2O2
CH2
O
- Phaûn öùng oxy hoùa coù maët CH3COOH:
CH2=CH2 + CH3COOH + 0,5O2
CH2 = CHOCOCH3 + H2O
0
ΔH 298
= −180KJ / mol
BUØI THAØNH TAØI
HD1_K48
-6-
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP
http://www.ebook.edu.vn
3.3-Phaûn öùng truøng hôïp:
Moät trong nhöõng phaûn öùng quan troïng nhaát laø phaûn öùng truøng hôïp taïo ra
caùc polyme. Quaù trình toûa nhieät maïnh
nCH2 = CH2
[ −CH2 − CH2− ]n
(Poly etylen)
Polyme naøy coù giaù trò cao trong ñôøi soáng: ñöôïc duøng ñeå saûn xuaát nhöïa, vaûi
toång hôïp...
3.4-Phaûn öùng toång hôïp oxo:
Toång hôïp oxo laø toång hôïp caùc anñehit hay xeton töø oxit cacbon vaø hiñro.
Etylen thöïc hieän phaûn öùng toång hôïp oxo taïo ra andehit propanic baèng caùch
phoùng khí than öôùt (CO:H2 =1:1) ñi qua etylen ôû nhieät ñoä 50 ÷ 1000C vaø aùp
suaát 10Mpa vôùi xuùc taùc Coban, phaûn öùng toûa nhieät maïnh.
CH2 = CH2 + CO + H2
CH3 − CH2 − CHO
ΔΗ 0298 = −117 Kj / mol
4-Phöông phaùp ñieàu cheá: [2] Coù caùc phöông phaùp saûn xuaát etylen:
- Saûn xuaát töø cracking hôi nöôùc vaø cracking xuùc taùc
- Nhieät phaân etan vaø propan.
- Khöû nöôùc cuûa röôïu etylic.
- Hydro hoùa axetylen.
4.1-Saûn xuaát etylen töø hai quaù trình cracking hôi nöôùc vaø cracking xuùc
taùc [15]
4.1.1-Cracking hôi nöôùc(steam cracking) :
Quaù trình cracking hôi nöôùc laø quaù trình nhieät phaân caùc hydrocacbon no töø
khí töï nhieân vaø caùc phaân ñoaïn daàu moû vôùi söï coù maët cuûa hôi nöôùc. Caùc phaûn
öùng chính xaûy ra trong quaù trình cracking hôi nöôùc bao goàm : dehydro hoùa,
nhieät phaân, dehydro voøng hoùa vaø dealky hoùa.
Caùc phaûn öùng chính :
- Phaûn öùng cracking(caét lieân keát C – C) taïo thaønh moät parafin vaø moät olefin :
Cn+mH2(n+m)+2
CmH2m + CnH2n+2
∆GTo =75200-142T (J/mol)
- Phaûn öùng dehydro hoùa(caét lieân keát C – H) taïo thaønh olefin vaø hydro :
BUØI THAØNH TAØI
HD1_K48
-7-
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP
http://www.ebook.edu.vn
CpH2p+2
CpH2p + H2
∆GTo =125400-142T (J/mol) (P>4)
Naêng löôïng cuûa lieân keát C – C thaáp hôn naêng löôïng lieân keát cuûa C – H
neân phaûn öùng nhieät phaân caùc hydrocacbon no seõ öu tieân caét lieân keát C – C
tröôùc.
Caùc phaûn öùng naøy ñöôïc thu nhieät maïnh vaø ñeàu taêng theå tích. Do vaäy veà
maët nhieät ñoäng hoïc thích hôïp ôû nhieät ñoä cao vaø thôøi gian phaûn öùng ngaén ñeå
giaûm phaûn öùng phuï.
Toác ñoä phaûn öùng lôùn treân 7000C, phaûn öùng dehydro hoùa xaûy ra ôû nhieät ñoä
800÷8500C.
Caùc thoâng soá coâng ngheä cuûa quaù trình nhieät phaân :
- Nhieät ñoä phaûn öùng : nhieät ñoä phaûn öùng thay ñoåi töø 700÷9000C, tuøy thuoäc
vaøo nguyeân lieäu ñoái vôùi etan quaù trình thöôøng tieán haønh khoaûng nhieät ñoä
phaûn öùng töø 800÷8500C. Theo nguyeân taéc nhieät ñoä cuûa thaønh oáng nhieät phaân
thöôøng cao hôn nhieàu so vôùi nhieät ñoä cuûa doøng khí ñi trong oáng.
- Thôøi gian löu : thôøi gian löu naèm trong khoaûng 0,2÷1,2 giaây. Veà maët lyù
thuyeát thôøi gian löu ngaén thì seõ taêng ñoä choïn loïc etylen. Tuy nhieân thôøi gian
löu ngaén aûnh höôûng ñeán moät soá yeáu toá kinh teá, kó thuaät nhö : ñoä beàn vaät lieäu,
giaù thaønh loø phaûn öùng. Neân ngöôøi ta khoáng cheá giaù trò giôùi haïn döôùi thôøi gian
löu laø 0,2 giaây.
- Aùp suaát rieâng phaàn hydrocacbon : veà maët nhieät ñoäng hoïc thích hôïp vôùi aùp
suaát thaáp neân ngöôøi ta pha loaõng hoãn hôïp phaûn öùng vôùi hôi nöôùc. Do ñoù aùp
suaát rieâng phaàn cuûa hydrocacbon giaûm, toác ñoä phaûn öùng toång coäng giaûm, ñoä
choïn loïc cuûa phaûn öùng nhieät phaân taïo thaønh etylen taêng.
- Hôi nöôùc coù taùc duïng : Laøm giaûm aùp suaát rieâng phaàn hydrocacbon vaø taêng
hieäu suaát taïo etylen.
4.1.2-Quaù trình cracking xuùc taùc :
Quaù trình cracking xuùc taùc laø quaù trình khoâng theå thieáu trong nhaø maùy loïc
daàu. Ñaây laø quaù trình chính ñeå nhaän ñöôïc nhieàu xaêng trong quaù trình cheá
bieán neân saûn phaån khí laø saûn phaåm phuï cuûa quaù trình.
Hieäu suaát phaân ñoaïn cuûa quaù trình FCC (xuùc taùc taàng soâi)
Saûn phaåm
Phaân ñoaïn C2Phaân ñoaïn C3
Phaân ñoaïn C4
Phaân ñoaïn C5
Xaêng
BUØI THAØNH TAØI
% KL so vôùi nguyeân lieäu ñaàu
4,4
2,7
4,9
5,0
27,9
HD1_K48
-8-
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP
http://www.ebook.edu.vn
43,0
Gasol nheï
8,5
Caën
4,0
Coác
100,0
Toång
Thaønh phaàn saûn phaåm cuûa caùc phaân ñoaïn nheï cuûa quaù trình cracking xuùc
taùc ñöôïc trình baøy ôû baûng treân. Söï phaân boá thaønh phaàn saûn phaåm phuï phuï
thuoäc vaøo ñieàu kieän cuûa phaûn öùng( toác ñoä phaûn öùng, nhieät ñoä, toác ñoä tuaàn
hoaøn xuùc taùc, nguyeân lieäu ñaàu, xuùc taùc).
4.2-Nhieät phaân etan vaø propan:
Etan vaø propan bò nhieät phaân thaønh etylen theo phaûn öùng:
C2H6
C2H4 + H2
C3H8
C2H4 + CH4
(1)
(2)
Phaûn öùng (1) laø phaûn öùng khöû hydro, phaûn öùng (2) laø phaûn öùng cracking beû
gaõy lieân keát C−C. Vì lieân keát C−H beàn hôn lieân keát C−C neân phaûn öùng (1)
phaûi thöïc hieän ôû nhieät ñoä cao 900÷10000C. Phaûn öùng (2) thöïc hieän ôû nhieät ñoä
700÷8000C. Vôùi ñieàu kieän nhö vaäy etylen keùm beàn deã bò khöû hyñro tieáp tuïc
bieán thaønh axetylen, ñöùt lieân keát C−C taïo thaønh metan vaø phaân huûy tieáp tuïc
thaønh muoäi than.
Vì vaäy phaûi laáy nhanh khí saûn phaåm ra khoûi vuøng phaûn öùng, giaûm thôøi
gian tieáp xuùc cuûa etan vaø propan ôû vuøng nhieät ñoä cao. Vôùi etan chæ cho xuùc
taùc 0,01giaây ôû vuøng 10000C, vôùi propan 0,06giaây ôû vuøng 8500C. Nhöng nhö
vaäy nung noùng khí trong thôøi gian ngaén raát khoù khaên, thöïc hieän cheá ñoä kyõ
thuaät raát chính xaùc, neân ngöôøi ta phaûi pha loaõng khí ñeå giaûm aùp suaát rieâng
phaàn cuûa khí cacbuahyñro hay thöïc hieän quaù trình döôùi aùp suaát thaáp.
Coù 3 phöông phaùp nhieät phaân:
¾ Nhieät phaân ñun noùng beân ngoaøi: tieán haønh trong caùc loø oáng, gioáng thieát bò
cracking nhieät daàu moû, oáng loø laøm baèng theùp chòu nhieät croâm−molipden.
Hieäu suaát chuyeån hoùa laø 70% tính theo etylen. Saûn phaåm ñi ra duøng caùc tia
nöôùc töôùi vaøo ñeå laøm nguoäi ñeán 400C. Khí etylen ñem laøm saïch vaø khi caàn
thieát phaûi ñem phaân rieâng.
BUØI THAØNH TAØI
HD1_K48
-9-
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP
http://www.ebook.edu.vn
¾ Nhieät phaân oxy hoùa: cho theâm vaøo etan 30% theå tích oxy kyõ thuaät, etan bò
oxy hoùa taïo thaønh oxit cacbon. Phaûn öùng toûa nhieät ñeå cung caáp nhieät cho
phaûn öùng khöû hyñro, do ñoù khoâng caàn nung noùng etan. Phaûn öùng:
C2H6
+ O2
2CO
+ 3H2
+ 50Kcal
2C2H6
2C2H4 + 2H2 − 42Kcal
3C2H6 + O2
2C2H4 + 5H2 + 2CO + 8Kcal
Trong loø nhieät phaân coù nhieàu daây ñieän ñoát noùng ñeå taêng beà maët tieáp xuùc vaø
duy trì ô û aùp suaát thaáp 0,6 ÷ 5atm, nhieät ñoä khí etylen ra khoûi loø laø 8500C.
¾ Nhieät phaân duøng lôùp ñeäm nung noùng chuyeån ñoäng: lôùp ñeäm coù taùc duïng laø
chaát mang nhieät ñeå cung caáp cho phaûn öùng nhieät phaân. Öu ñieåm cuûa phöông
phaùp naøy laø khí tieáp xuùc vôùi vuøng nhieät ñoä cao trong thôøi gian raát ngaén.
Trong coâng nghieäp ít khi duøng etan hay propan nguyeân chaát ñeå nhieät
phaân maø thöôøng duøng hoãn hôïp khí etan-propan. Saûn phaåm thu ñöôïc ôû daïng
hoãn hôïp khí, thaønh phaàn tuøy thuoäc nguyeân lieäu ñem duøng, nhieät ñoä vaø aùp suaát
khoáng cheá trong thieát bò.
Baûng 1: Thaønh phaàn nguyeân lieäu vaø caùc thoâng soá cuûa quaù trình.[4]
Nguyeân lieäu
Thoâng soá cuûa
quaù trình
Hoãn hôïp
Etan
Etan vaø oxy
Propan
Nhieät ñoä, C
800
880
780
770
AÙp suaát, atm
2
0,5
2
3
H2
35,9
27,0
12,1
10,1
CH4
3,9
8,0
28,1
23,1
C2H4
33,1
31,0
25,2
23,8
C2H6
25,7
17,0
0,6
23,3
31,2
9,4
0,7
8,7
0
Etan-Propan
Thaønh phaàn khí,
(%theå tích)
C3H6
C3H8
BUØI THAØNH TAØI
1,4
HD1_K48
4,0
- 10 -
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP
http://www.ebook.edu.vn
CO
12,0
4.3-Khöû nöôùc cuûa röôïu etylic:
Phöông phaùp naøy hieän hay ít duøng vì röôïu etylic laø nguoàn nguyeân lieäu
ñaét tieàn, chæ duøng ôû caùc nöôùc khoâng coù caùc nguoàn nguyeân lieäu khaùc ñeå ñieàu
cheá etylen vaø yeâu caàu etylen coù ñoä saïch raát cao. Phaûn öùng khöû nöôùc cuûa röôïu
etylic coù theå tieán haønh theo 2 höôùng: taïo thaønh etylen vaø taïo thaønh ete.
C2H5OH
C2H4 + H2O
2C2H5OH
C2H5OC2H5 + H2O
Nhieät ñoä quaù trình caøng thaáp thì löôïng ete taïo ra caøng nhieàu. Khi duøng xuùc
taùc γ-Al2O3, nhieät ñoä 350÷6000C thì röôïu etylic phaân huûy hoaøn toaøn thaønh
etylen.
Neáu duøng xuùc taùc H2SO4 vaø nhieät ñoä lôùn hôn 1700C cuõng seõ taïo thaønh etylen.
Tieán haønh phaûn öùng trong thieát bò hình oáng trong coù chöùa xuùc taùc. Saûn phaåm
thu ñöôïc ñem laøm laïnh, nöôùc, ete, röôïu seõ ngöng tuï coøn laïi etylen ñem ñi laøm
saïch vaø saáy.
4.4-Hyñro hoùa axetylen:
Phöông phaùp naøy duøng ôû caùc nöôùc khoâng coù daàu moû vaø khí cacbua hyñro. So
vôùi phöông phaùp khöû nöôùc cuûa röôïu etylic thì phöông phaùp naøy kinh teá hôn.
Phaûn öùng hyñro hoùa axetylen tieán haønh ôû aùp suaát thöôøng, nhieät ñoä 2500C,
duøng xuùc taùc laø Pd mang treân silicagen.
C2H2 + H2
C2H4
Phaûn öùng toûa nhieät maïnh, ñeå deã daøng khoáng cheá nhieät ñoä phaûi pha loaõng
axetylen baèng hyñro vaø khí tuaàn hoaøn ñeå C2H4 coù noàng ñoä 12% trong hoãn
hôïp khí. Duøng nöôùc laøm saïch etylen.
Trong khí saûn phaåm goàm:
C2H2
: 0,2%
C2H6
: 3,0%
C2H4
: 63%
H2
: 30%
Khí trô vaø hyñrocacbua cao: 2,7%
Hieäu suaát etylen ñaït 80÷85%.
BUØI THAØNH TAØI
HD1_K48
- 11 -
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP
http://www.ebook.edu.vn
¾ Ngoaøi caùc phöông phaùp ñieàu cheá chính nhö treân coøn coù caùc phöông phaùp
phuï sau:
CH3 − CH2−Cl
KOH ñaëc
Br − CH2− CH2− Br + Zn
CH2 = CH2
CH2 = CH − COOH
+ HCl
CH2 = CH2 + ZnBr2
CH2 = CH2 + CO2
5-ÖÙng duïng:[3,12]
Etylen ñöôïc xem laø ”vua cuûa caùc hydrocacbon”. Naêng löïc saûn xuaát coâng
nghieäp hoùa daàu cuûa moät soá nöôùc ñöôïc ñaùnh giaù baèng naêng löïc saûn xuaát
etylen. Sôû dó nhö vaäy vì etylen laø moät nguyeân lieäu coù khaû naêng thöïc hieän
phaûn öùng coäng deã daøng vôùi nhieàu vaät lieäu reû tieàn nhö oxy, clo, hyñro clorua
vaø nöôùc ñeå coù nhieàu saûn phaåm raát quí, ña daïng, trong khi ñoù phaûn öùng laïi xaûy
ra trong ñieàu kieän töông ñoái oân hoøa nhöng hieäu suaát laïi raát cao. Etylen coù khaû
naêng thöïc hieän phaûn öùng theá ñeå taïo ra caùc monome vinyl trong saûn xuaát chaát
deûo PVC cuõng nhö coù khaû naêng truøng hôïp ñeå cho polietylen. Vì vaäy treân 65%
etylen ñöôïc söû duïng ñeå saûn xuaát caùc loaïi chaát deûo: PE,PS,PVC,PVA,AS
(nhöïa acrylonitril styren), ABS(nhöïa acylonitril butadien),SBR(cao su toång
hôïp styren butadien)...,10% etylen duøng ñeå saûn xuaát chaát choáng baêng, coøn laïi
ñöôïc duøng ñeå saûn xuaát caùc hoùa chaát cho nhieàu ngaønh khaùc, trong ñoù quan
troïng hôn caû laø saûn xuaát chaát hoaït ñoäng beà maët vaø dung moâi.
Etylen chaùy vôùi ngoïn löûa saùng hôn ngoïn löûa meâtan, taïo thaønh khí CO2
vaø hôi nöôùc. Hoãn hôïp etylen vaø oxy laø hoãn hôïp noå maïnh vì phaûn öùng ñoát
chaùy toûa nhieàu nhieät. Do ñoù coù theå duøng etylen vôùi oxy ñeå haøn caét kim loaïi.
Ngoaøi öùng duïng trong toång hôïp höõu cô vôùi raát nhieàu saûn phaåm quí,
etylen coøn duøng ñeå giaám quaû xanh vì etylen coù taùc duïng kích thích söï hoïat
ñoäng cuûa caùc men laøm quaû mau chín. Do ñoù coù theå duøng etylen ñeå giaám caø
chua, chanh, chuoái... vôùi noàng ñoä raát loaõng ôû 18÷200C.
II-Giôùi thieäu, tính chaát vaät lyù, tính chaát hoùa hoïc, caùc phöông phaùp ñieàu
cheá vaø öùng duïng cuûa axit axetic:
1-Giôùi thieäu:[4]
BUØI THAØNH TAØI
HD1_K48
- 12 -
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP
http://www.ebook.edu.vn
Axit axetic coù coâng thöùc hoùa hoïc CH3COOH, khoái löôïng phaân töû M=60,
laø chaát loûng khoâng maøu, coù tính aên moøn. Axit axetic coù muøi haêng vaø chaát
nguy hieåm vôùi da. Axit axetic ñöôïc tìm thaáy trong dung dòch loaõng cuûa nhieàu
loaïi ñoäng thöïc vaät. Trong giaám coù khoaûng 4÷12% axit axetic vaø ñöôïc saûn
xuaát baèng phöông phaùp leân men röôïu. Noù ñöôïc tìm thaáy caùch ñaây hôn 5000
naêm tröôùc.
Hieän nay caùc nöôùc saûn xuaát axit axetic toång hôïp nhieàu nhaát laø Myõ, Taây
AÂu, Nhaät Baûn, Canada vaø Mexico.Toång coâng suaát cuûa caùc nhaø maùy saûn xuaát
axit axetic taïi caùc nöôùc naøy ñaït 4 trieäu taán/naêm. Axit axetic ñöôïc söû duïng
trong nhaø maùy saûn xuaát vinyl axetat vaø anhyñric axetic. Vinyl axetat ñöôïc söû
duïng trong quaù trình saûn xuaát nhöïa latic laøm phuï gia cho sôn, keo daùn, giaáy
boïc vaø trong coâng nghieäp deät. Anhyñric axetic ñöôïc söû duïng ñeå saûn xuaát sôïi
xenlulo axetat, ñaàu loïc thuoác laù, vaø nhöïa xenlulo.
2-Tính chaát vaät lyù:[2,4]
Axit axetic coù nhieät ñoä noùng chaûy 16,660C, nhieät ñoä soâi 117,90C ôû aùp
suaát 101,3Kpa. Axit axetic ôû nhieät ñoä thöôøng laø moät chaát loûng khoâng maøu,
trong suoát, thöôøng laãn caùc taïp chaát nhö nöôùc, anhyñric axetic vaø caùc chaát deã
oxy hoùa khaùc. Axit axetic ñoùng raén (chöùa<1% nöôùc) coù tính huùt aåm maïnh. Söï
coù maët cuûa nöôùc ôû noàng ñoä nhoû hôn 0,1% theå tích laøm giaûm nhieät ñoä noùng
chaûy cuûa axit axetic khoaûng 0,20C.
Axit axetic tan voâ haïn trong nöôùc, laø dung moâi tan toát trong caùc chaát höõu
cô, voâ cô. Noù laø hôïp chaát raát oån ñònh, hôi cuûa noù khoâng phaân huûy ôû 4000C.
Axit axetic coù muøi haêng chua, laø chaát ñoäc, deã laøm hoûng nieâm maïc maét, laøm
hoûng da khi ôû daïng ñaëc. Khi bò laøm laïnh, ñoùng raén thaønh tinh theå khoâng
maøjuu daïng laù moûng. Ngöôøi ta coù theå ñaùnh giaù ñoä tinh khieát cuûa axit axetic
qua nhieät ñoä ñoâng ñaëc. Nhieät ñoä ñoâng ñaëc cuûa dung dòch axit axetic ñöôïc
trình baøy ôû baûng 2:
Baûng 2: Nhieät ñoä ñoâng ñaëc cuûa dung dòch axit axetic. [4]
%khoái
löôïng
100
99,6
Nhieät ñoä ñoâng ñaëc,0C
BUØI THAØNH TAØI
16,75
15,84
HD1_K48
%khoái
löôïng
96,8
96,4
Nhieät ñoä ñoâng ñaëc,0C
11,48
10,83
- 13 -
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP
http://www.ebook.edu.vn
10,17
66,0
15,12
99,2
7,1
93,46
14,49
98,8
-7,4
80,6
13,86
98,4
-19,8
50,6
13,25
98,0
-6,3
18,11
12,66
97,6
12,09
97,2
Tyû troïng cuûa dung dòch axit axetic ñaït cöïc ñaïi ôû khoaûng noàng ñoä
77÷78% troïng löôïng taïi nhieät ñoä 150C. Tyû troïng cuûa axit axetic tinh khieát laø
moät haøm phuï thuoäc vaøo nhieät ñoä vaø ñöôïc trình baøy ôû baûng 3:
Baûng 3: Tyû troïng cuûa dung dòch axit axetic ôû 1500C. [4]
%khoái löôïng
1
5
10
15
20
30
40
50
ρ,g/cm3
1,0070
1,0067
1,0142
1,0214
1,0284
1,0412
1,0523
1,0615
%khoái löôïng
60
70
80
90
95
97
99
100
ρ,g/cm3
1,0685
1,0733
1,0748
1,0713
1,0660
1,0625
1,0580
1,0550
Baûng 4: Söï phuï thuoäc tyû troïng axit axetic tinh khieát vaøo nhieät ñoä ñöôïc trình
baøy ôû baûng 4 :[4]
Nhieät ñoä,0C
ρ,g/cm3
Nhieät ñoä,0C
ρ,g/cm3
26,21
1,0420
97,42
0,9611
34,10
1,0324
106,70
0,9506
42,46
1,0246
117,52
0,9391
51,68
1,0134
129,86
0,9235
63,56
1,0007
139,52
0,9119
74,92
0,9875
145,60
0,9030
85,09
0,9761
156,40
0,8889
BUØI THAØNH TAØI
HD1_K48
- 14 -
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP
http://www.ebook.edu.vn
Baûng 5: AÙp suaát hôi axit axetic tinh khieát phuï thuoäc vaøo nhieät ñoä ñöôïc trình baøy ôû
baûng 5: [4]
Nhieät ñoä,0C
P,mbar
Nhieät ñoä,0C
P,mbar
0
4,7
150
2461,1
10
8,5
160
3160
20
15,7
170
4041
30
26,5
180
5091
40
45,3
190
6333
50
74,9
200
7813
60
117,7
210
9612
70
182,8
220
11733
80
269,4
230
14249
90
390,4
240
17057
100
555,3
250
20210
110
776,7
260
23854
118,2
1013
270
28077
130,0
1386,5
280
32801
140,0
1841,1
Baûng 6: Söùc caêng beà maët cuûa axit axetic phuï thuoäc vaøo nhieät ñoä ñöôïc trình
baøy ôû baûng 6:[4]
Nhieät ñoä,0C
20,1
23,1
26,9
42,3
61,8
87,5
σ,mN/m
27,57
27,25
26,96
25,36
23,46
20,86
BUØI THAØNH TAØI
HD1_K48
- 15 -
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP
http://www.ebook.edu.vn
Baûng 7: Haèng soá phaân ly axit axetic ñöôïc trình baøy ôû baûng7: [7]
Nhieät ñoä,0C
0
25
50
PKa
4,78
4,76
4,79
Moät soá tính chaát vaät lyù cuûa axit axetic ñöôïc trình baøy ôû caùc baûng sau:
Nhieät dung rieâng,Cp
Daïng khí ôû 250C
1,110 J/g.K
0
Daïng loûng ôû 19,4 C
2,043 J/g.K
Daïng tinh theå ôû 1,50C
1,470 J/g.K
ôû –175,80C
0,783 J/g.K
Ñoä nhôùt
Ôû 200C
: 11,83 mPa.s
Ôû 250C
: 10,97 mPa.s
Ôû 400C
: 8,18 mPa.s
Entanpi taïo thaønh
ΔH0(loûng,250C)
: −484,50 KJ/mol
ΔH0(hôi,250C)
: −432,25 KJ/mol
Nhieät chaùy,ΔHc(loûng)
: −874,8 KJ/mol
Entropi
S0(loûng,250C)
: 159,8 J/mol.K
S0(hôi,250C)
: 282,5 J/mol.K
Ñieåm chôùp chaùy coác kín
: 430C
Ñieåm töï boác chaùy
: 4650C
AÙp suaát tôùi haïn,Pc
: 5,786 Mpa
Nhieät ñoä tôùi haïn,Tc
: 592,71K
3-Tính chaát hoùa hoïc:[2,3]
Axit axetic thuoäc loaïi axit cacboxylic ñôn chöùc no, trong caáu taïo coù
nhoùm cacboxyl (−COOH) neân theå hieän ñaày ñuû tính chaát cuûa moät axit höõu cô.
Coù caùc phaûn öùng chính sau:
BUØI THAØNH TAØI
HD1_K48
- 16 -
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP
http://www.ebook.edu.vn
¾ Phaûn öùng keùo theo söï ñöùt lieân keát O−H.
¾ Phaûn öùng xaûy ra ôû nguyeân töû C cuûa nhoùm cacboxyl.
Ña soá phaûn öùng loaïi naøy laø söï taán coâng nucleophyl cuûa taùc nhaân X vaøo
nguyeân töû cacbon cuûa nhoùm cacboxyl, tieáp theo xaûy ra söï ñöùt lieân keát C− H
taïo thaønh este, alkyl clorua.
¾ Phaûn öùng decacboxyl hoùa.
¾ Phaûn öùng theá cuûa nguyeân töû cacbon α.
Döôùi ñaây nghieân cöùu töøng loaïi phaûn öùng.
3.1-Tính axit:
Trong dung dòch nöôùc, axit axetic phaân ly taïo ra anion, cation:
CH3−COOH + HOH
CH3COO− +
H3O+
So vôùi axit voâ cô, axit axetic laø axit yeáu, coù haèng soá axit:
[CH 3COO − ].[H 3O + ]
Ka =
= 1,76.10 −5
[CH 3COOH ]
Phaûn öùng vôùi NaOH:
CH3COOH + NaOH
CH3COONa + H2O
3.2-Phaûn öùng xaûy ra ôû nguyeân töû C cuûa nhoùm cacboxyl:
Nguyeân töû C cuûa nhoùm cacboxyl tích moät phaàn ñieän döông, do söï phaân
cöïc cuûa noái ñoâi cacbonyl (−CO), do söï chuyeån dòch ñieän töû khoâng chia cuûa
oxy trong nhoùm hyñroxyl (−OH) maø moät phaàn ñieän tích döông treân nguyeân töû
C cuûa nhoùm cacboxyl nhoû hôn so vôùi tröôøng hôïp nguyeân töû C cuûa nhoùm
cacbonyl trong anñehit. Thöôøng caùc phaûn öùng naøy duøng axit voâ cô laøm chaát
xuùc taùc.Vai troø cuûa axit voâ cô laø laøm taêng maät ñoä ñieän tích döông treân nguyeân
töû C cuûa nhoùm cacboxyl taïo ñieàu kieän cho söï taán coâng nucleophyl cuûa taùc
nhaân X. Tieáp ñoù laø ñöùt lieân keát C−OH, hoaøn nguyeân laïi xuùc taùc vaø cho saûn
phaåm cuoái.
3.2.1-Phaûn öùng este hoùa:
Axit axetic khi taùc duïng vôùi röôïu etylic coù maët xuùc taùc axit voâ cô taïo ra este.
Ñaây laø phaûn öùng thuaän nghòch.
CH3COOH
+ C2H5OH
CH3COOC2H5 + H2O
Este etyl axetat
3.2.2-Taïo thaønh clorua axetyl:
BUØI THAØNH TAØI
HD1_K48
- 17 -
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP
http://www.ebook.edu.vn
Axit axetic taùc duïng vôùi pentaclorua photpho, triclorua photpho, thionyl
clorua seõ taïo thaønh clorua axetyl do söï theá nhoùm −OH baèng nhoùm −Cl.
CH3COOH + SOCl2
CH3COCl + SO2 + HCl
CH3COOH
+ PCl5
CH3COCl + POCl3 + HCl
3CH3COOH + PCl3
3 CH3COCl + H3PO3
3.3-Phaûn öùng decacboxyl hoùa:
¾ Ñoái vôùi axit axetic, khi ñun noùng muoái natri cuûa noù vôùi voâi toâi xuùt cho
metan.
NaOH
CH4 + CO2
CaO
Döôùi taùc duïng cuûa nhieät ñoä, xuùc taùc MnO2 taïo ra axeton.
CH3COOH
2CH3COOH
4000C
CH3COCH3 + CO2 + H2O
MnO2
3.4-Phaûn öùng cuûa nguyeân töû cacbon α:
Do hieäu öùng sieâu lieân hôïp vôùi nhoùm cacbonyl (−CO), nguyeân töû hyñro α
trong axit axetic deã bò thay theá bôûi halogen. Phaûn öùng tieán haønh toát nhaát khi
coù löôïng photpho ñoû.
CH3COOH + Br2
P ñoû
BrCH2COOH + HBr
90÷1000C
ClCH2COOH + HCl
S
Taùc duïng cuûa photpho ñoû laø laøm chuyeån hoùa axit axetic thaønh α-bromua
CH3COOH + Cl2
axetyl, chaát naøy döôùi taùc duïng cuûa xuùc taùc axit taïo ñieàu kieän cho halogen taán
coâng vaøo.
3.5-Taïo thaønh axetamit:
Khi ñun noùng axit axetic vôùi amoniac taïo thaønh muoái amoni axetyl, sau ñoù
phaûn öùng tieáp theo taïo thaønh axetamit.
CH3COOH + NH3
CH3 − C
O
ONH4
−H2O
CH3 − C
O
NH2
3.6-Taïo thaønh anhyñrit axetic:
¾ Khi ñun noùng ôû nhieät ñoä 700 ÷ 8000C vôùi chaát huùt nöôùc maïnh P2O5, hai
phaân töû axit axetic maát 1 phaân töû nöôùc taïo ra anhyñrit axetic.
BUØI THAØNH TAØI
HD1_K48
- 18 -
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP
2CH3COOH
http://www.ebook.edu.vn
P2O5
(CH3CO)2O + H2O
700 ÷ 8000C
3.7-Taùc duïng vôùi kim loaïi taïo muoái axetat:
Axit axetic khi phaûn öùng vôùi kim loaïi nhö Mn, Zn,Cu,Na... taïo ra muoái
axetat.
Caùc loaïi muoái naøy coù giaù trò söû duïng lôùn: axetat Zn, axetat Cu ñöôïc söû duïng
ñeå saûn xuaát boät maøu. Ngoaøi ra coøn coù axetat Fe, axetat Na, axetat Mn... duøng
laøm xuùc taùc cho quaù trình toång hôïp höõu cô.
CH3COOH + Na
CH3COONa
2CH3COOH
(CH3COO)2Mn
Mn
+ 0,5H2
+ H2
3.8-Taïo axit peraxetic:
Oxy hoùa axit axetic baèng H2O2 taïo ra axit peraxetic.
CH3COOH
+ H 2O 2
CH3COOOH + H2O
Phaûn öùng naøy xaûy ra vôùi söï coù maët cuûa xuùc taùc H2SO4 (10 ÷ 20% troïng
löôïng). Hieän nay ngöôøi ta duøng axit peraxetic ñeå ñieàu cheá caùc hôïp chaát
epoxy.
3.9-Taïo ra axeton phenol:
Khi cho hôi cuûa hoãn hôïp axit axetic vaø axit benzoic ñi qua xuùc taùc ThO2 hoaëc
MnO2 ôû 400 ÷ 5000C taïo ra axetoân phenol.
CH3COOH
+ C6H5COOH
C6H5COCH3 + CO2 + H2O
3.10-Taùc duïng vôùi axetylen:
¾ Axit axetic taùc duïng vôùi axetylen khi coù maët cuûa xuùc taùc Hg ôû 70 ÷ 800C seõ
taïo thaønh etyliden diaxetat.
2CH3COOH + C2H2
CH3CH(OCOCH3)2
Khi ñoát noùng etyliden diaxetat coù maët cuûa xuùc taùc seõ phaân huûy thaønh
axetalñehit vaø anhyñrit axetic.
CH3CH(OCOCH3)2
CH3CHO +
(CH3CO)2O
¾ Töø axit axetic vaø axetylen taïo ra este khoâng no laø vinyl axetat.
CH3COOH
+ C2H2
0
= −28,3Kcal
CH2 = CHOCOCH3 ΔH 298
3.11-Taùc duïng vôùi etylen:
BUØI THAØNH TAØI
HD1_K48
- 19 -
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP
http://www.ebook.edu.vn
Axit axetic taùc duïng vôùi etylen coù maët cuûa oxy taïo thaønh vinyl axetat.
CH3COOH + C2H4 + 0,5O2
0
ΔH 298
= −180 KJ / mol
CH2 = CHOCOCH3 + H2O
4-ÖÙng duïng:[4,7]
Axit axetic coù raát nhieàu öùng duïng trong coâng nghieäp toång hôïp höõu cô.
Töø axit axetic ñem toång hôïp taïo ra caùc polyme coù giaù trò kinh teá cao trong
coâng nghieäp: thuoác tröø coû, laøm dung moâi, axetat xelulo, este, sôïi toång hôïp,
chaát keát dính, nhuoäm...
Baûng 8: Tình hình söû duïng axit axetic treân theá giôùi ñöôïc trình baøy trong
baûng 8:[7]
Söû duïng,%
Taây AÂu
Myõ
Nhaät Baûn
Anhyñrit axetic
8
6
4
Axetat xenlulo
12
10
18
Este(EA,BA,AA)
16
12
9
Mono cloaxetat
9
2
5
ATP
6
10
11
Vinyl axetat
37
52
27
Deät, nhuoäm
12
3
26
Caùc loaïi khaùc
12
5
26
5-Ñieàu cheá axit axetic:[2,4,7]
Axit axetic ñöôïc duøng roäng raõi trong coâng nghieäp, ñôøi soáng vaø y hoïc. Coù
raát nhieàu phöông phaùp ñieàu cheá axit axetic, tröôùc ñaây ngöôøi ta ñieàu cheá baèng
phöông phaùp leân men vaø chöng khoâ goã, oxy hoùa röôïu etylic. Nhöng tröôùc
nhöõng yeâu caàu söû duïng axit axetic ngaøy caøng lôùn ñoøi hoûi phaûi saûn xuaát theo
phöông phaùp toång hôïp.
Coù caùc phöông phaùp chính sau:
BUØI THAØNH TAØI
HD1_K48
- 20 -
- Xem thêm -