TỔNG HỢP AXIT AXETIC VÀ SẢN XUẤT VINYL AXETAT GVHD: PGS. TS. Nguyễn Hồng Liên VI N K THU T HÓA Ệ Ỹ Ậ H CỌ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN KỸ THUẬT HÓA HỌC BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HỮU CƠ - HÓA DẦU SVTH: Bùi Văn Toàn Nguyễn Quốc Huy Lưu Xuân Bách Hoàng Văn Hiếu Nguyễn Xuân Thành 2 2 Các phương pháp sản xuất Axit Axetic 4 Kết luận 3 Các phương pháp sản xuất Vinyl Axetat 1 Tổng quan TỔNG QUAN I. Giới thiệu Axit Axetic và Vinyl Axetat (VA) 1. Axit Axetic Tính chất vật lý: •. Không màu •. Mùi chua của giấm •. Tan tốt trong nước với ở mọi tỷ lệ 3 Đại lượng Giá trị Nhiệt dung riêng,Cp (ở nhiệt độ 25 c) 1,11 j.g .K -1 Nhiệt dung riêng,Cp (dạng lỏng,ở 19,4 c) 2,043 j.g .K -1 Nhiệt dung riêng,Cp (dạng tinh thể,ở 1,5 c) 1,47 j.g .K -1 Nhiệt kết tinh 195,5 j/g Nhiệt hóa hơi (ở nhiệt độ sôi) 394,5 j/g Độ nhớt(ở 25 0c) 10,97m.Pa Hằng số điện môi (ở nhiệt độ 20 0c) 6,170 Chỉ số khúc xạ n20 D 1,3719 Entapy tạo thành ( ∆H0298 lỏng) -484,5 Kj/mol Entapy tạo thành (∆H0298 hơi) -432,25 Kj/mol Điểm chớp cháy cốc kín 43 0c Giói hạn nổ trong không khí 4,0-16% thể tích Nhiệt độ tới hạn,Tc 592,71K Áp suất tói hạn,Pc 5,786 MPa Điểm tụ bốc cháy 465 0c TỔNG QUAN I. Giới thiệu Axit Axetic và Vinyl Axetat (VA) 1. Axit Axetic Tính chất hóa học: Axit Axetic có công thức phân tử : CH3COOH . Có đầy đủ tính chất của hợp chất mang nhóm cacboxyl trong phân tử . Các phản ứng tạo monomer cho tổng hợp các polyme . Muối của axit Axetic có nhiều ứng dụng lớn : kẽm axetat, đồng axetat làm hợp chất màu; sắt axetat, natri axetat, làm xúc tác cho các quá trình hợp hữu cơ 4 TỔNG QUAN I. Giới thiệu Axit Axetic và Vinyl Axetat (VA) 2. Vinyl Axetat Tính chất vật lý: •. Chất lỏng, không màu, mùi ete, rất linh động •. Hòa tan ít trong nước, có thể hòa tan trong rượu, dietylete 5 Đại lượng Giá trị Nhiệt độ sôi 72,7 0c Nhiệt độ đóng rắn -84 0c Trọng lượng phân tử 86,09kg/kmol Trọng lượng riêng ở 20 0c 0,932g/mol Độ nhớt ở 20 0c 0,42cp Nhiệt độ chớp cháy cốc hở -5-1 0c Nhiệt độ tới hạn 252 0c Nhiệt hóa hơi ở 72 0c 90,6cal/g Nhiệt cháy 5,75 Áp suất tới hạn 609psia TỔNG QUAN I. Giới thiệu Axit Axetic và Vinyl Axetat (VA) 2. Vinyl Axetat Tính chất hóa học: Công thức phân tử CH2= CH-OCOCH3 . Phản ứng quan trọng nhất là trùng hợp tạo polymer . Ngoài ra còn các phản ứng cộng hợp, oxy hóa, tác dụng với axit axetic,… 6 TỔNG QUAN SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ - Axit Axetic :  Nhu cầu toàn cầu đối với axit axetic tăng liên tục qua các năm.  Nhu cầu sử dụng axit axetic ở nước ta chủ yếu là nhập khẩu. 7 TỔNG QUAN - Axit Axetic : 8 Column2 2011 2020 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 10.24 15.53 Nhu cầu acid acetic trên thế giới, đơn vị triệu tấn TỔNG QUAN SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ - Vinyl Axetat:  Khoảng 80% VA trên thế giới được sản xuất từ etylen, còn lại 20% VA được sản xuất từ axetylen trong pha khí.  Do tính kinh tế của nguồn nguyên liệu mà ngày nay trong công nghiệp sản xuất VA đi từ metyl axetat hay dimetyl ete với CO và H 2 đang được nghiên cứu và hoàn thiện.  Sản lượng VA tăng rất nhanh, vào năm 1965 trên thế giới có 106 tấn/năm VA được sản xuất ra, năm 1984 đạt 2,7.106 tấn/năm. Đến năm 1986 sản lượng VA ở một số nước trên thế giới như sau: 9 Nước Sản lượng,tấn/năm Mỹ Canada Châu Mỹ Latinh Tây Âu Đông Âu Châu Phi Trung Đông Nhật Bản Châu Á và Đông Á 1,15.106 0,05.106 0,09.106 0,56.106 >0,16.106 − − 0,58.106 0,15.106 TỔNG QUAN SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ - Vinyl Axetat: VA là một monomer cho quá trình trùng hợp, đồng trùng hợp.  Trong quá trình trùng hợp tạo polyvinyl axetat, lượng VA tiêu tốn cho quá trình này chiếm từ 55 ÷ 60% tổng lượng VA sản xuất ra.  Sản xuất polyvinyl alcol, lượng này chiếm 13 ÷ 15%.  Quá trình đồng trùng hợp giữa VA và etylen chiếm 8%.  Trùng hợp tạo polyvinyl butyrat, lượng này chiếm 15%.  Dùng trong phụ gia dầu nhờn, trong đồng trùng hợp, với acrylonitryl tạo sợi acylic.  Dùng trong các quá trình khác. 10 [...]... SẢN XUẤT AXIT AXETIC III CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT AXIT AXETIC CỦA Monsanto -.T = 1500C, P = 0.3 Mpa -.Xúc tác: RhI2 -.Độ chọn lọc : 99%(MeOH), 90%(CO) 15 CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT AXIT AXETIC III CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT AXIT AXETIC CỦA Monsanto 16 CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT VINYL AXETAT (VA) I QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT VINYL AXETAT TỪ AXETYLEN -.Các phản ứng xảy ra: .Phản ứng trùng hợp VA : .Phản ứng tạo Etyliden diaxetat:... hoặc hợp chất chứa Halogen như metyl iodua •.Chất dung môi: hỗn hợp của axit axetic và nước 11 CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT AXIT AXETIC I NGUYÊN TẮC QUÁ TRÌNH - Cơ chế quá trình: 12 CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT AXIT AXETIC II CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT AXIT AXETIC CỦA BASF -.T = 250oC, P= 68 Mpa -.Xúc tác : CoI2 -.Độ chọn lọc : 90% ( MeOH) , 70% (CO) 13 CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT AXIT AXETIC II CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT AXIT AXETIC. .. thu VA 91 – 95% - Sản phẩm phụ: chủ yếu là CO2 (do 10% C2H4 ), các chất Etylide diaxetat, axetaldhyt, n-C4H8, CO2, axit fomic, axit oxalic… chiếm 1% 23 II QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT VINYL AXETAT TỪ ETYLEN Công nghệ tổng hợp VA trong pha khí: 24 CÁC PHƯƠNG PHÁP KHÁC SẢN XUẤT VINYL AXETAT  Phương pháp tổng hợp VA từ CH2=CH-Cl và CH3COONa CH2=CH-Cl+ CH3COONa →CH2=CH-OCOCH3+NaCl  Từ ClCH2-CH2Cl và CH3COOH ClCH2-CH2Cl+... (CH3COOH) - Sản phẩm phụ: Etylide diaxetat, axetaldehyt ( do sự tạo thành H2O), nC4H8, CO2, axit fomic, axit oxalic 21 II QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT VINYL AXETAT TỪ ETYLEN Công nghệ tổng hợp VA trong pha lỏng: 22 II QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT VINYL AXETAT TỪ ETYLEN Công nghệ tổng hợp VA trong pha khí: - T = 175 – 2000C, P = 70-140 Psia - Xúc tác : xúc tác dị thể Pd/SiO2, Pd/Al2O3 hoặc Alumosilicat phụ gia: Axetat Natri... diaxetat : tiến hành phản ứng ở nhiệt độ thấp và giảm thời gian lưu C2H2 trong pha lỏng chứa xúc tác Dùng dư axetylen : tỷ lệ C2H2 /CH3COOH = 2 - 5 Sử dụng các chất ức chế trùng hợp : HF, BF3 Ít ăn mòn thiết bị, hiệu suất phản ứng cao hơn trong pha lỏng 18 QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT VINYL AXETAT TỪ AXETYLEN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VA TRONG PHA KHÍ 19 CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT VINYL AXETAT (VA) II QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT... H2O và H+ - vì vậy cần làm khô nguyên liệu): .Các phản ứng tạo nhựa: 17 CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT VINYL AXETAT (VA) I QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT VINYL AXETAT TỪ AXETYLEN -.Pha phản ứng: Pha lỏng Pha khí Nhiệt độ : 60 – 80 0C 120 – 1800C Áp suất thấp: (0.1 – 0.2).106 Pa Áp suất khí quyển Xúc tác có hoạt tính cao: muối Hg ở dạng huyền phù trong axit ( CH3COOH) 1 – 5% KL Xúc tác muối kim loại/chất mang: axetat( Hg,... ClCH2-CH2Cl và CH3COOH ClCH2-CH2Cl+ CH3COOH →CH2=CH-OCOCH3+2HCl  Từ metylaxetat, CO và H2 2CH3COOCH3+2CO+H2 →(CH3COO)2CHCH3+CH3COOH ( T=150C, P=7MPa, xúc tác là muối Rodi với Metylliotua và amin ) Sau đó (CH3COO)2CHCH3 phân hủy thành VA (CH3COO)2CHCH3 → CH2=CHOCOCH3+CH3COOH 25 So sánh công nghệ sản xuất VA Tổng hợp VA từ etylen Tổng hợp VA từ axetylen Pha Khí → hạn chế ăn mòn thiết bị Khí→ hạn chế ăn mòn... oxy nên dễ tạo ra hỗn hợp cháy nổ với etylen Nhiệt độ cao, cần làm sạch axetylen trước khi đưa vào thiết bị phản ứng 26 Khả năng xây dựng nhà máy ở Việt Nam  YÊU CẦU _Phải phù hợp với dây chuyền công nghệ sản xuất _Phù hợp với quy hoạch của nhà máy, đảm bảo khả năng phát triển của nhà máy tạo điều kiện cho sản xuất của các phân xưởng khác trong tương lai _ Bố trí giao thông trong và ngoài nhà máy sao... XUẤT VINYL AXETAT (VA) II QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT VINYL AXETAT TỪ ETYLEN -.Phản ứng chính : là phản ứng tỏa nhiệt, có thể tiến hành phản ứng trong pha lỏng hoặc pha khí -.Xúc tác: Paladi, thêm muối đồng với hàm lượng : [Cu2+] >> [Pd2+] nhằm thực hiện chức năng chất mang thúc đẩy oxy hóa Pd0 → Pd2+ 20 II QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT VINYL AXETAT TỪ ETYLEN Công nghệ tổng hợp VA trong pha lỏng: - T = 100 – 1300C, P =...CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT AXIT AXETIC I.NGUYÊN TẮC QUÁ TRÌNH - ứng chính : Phản CH3OH + CO → CH3COOH ∆H0298 = -137kJ/mol - điểm: phản ứng tỏa nhiệt, xảy ra ở 220 – 2500C, P = 30Mpa Đặc Khi có mặt của nước(>30%V) và xúc tác : 150-2000C, P= 3-7MPa - tác: có 3 thành phần Xúc •.Pha hoạt động : các oxyt, các hợp chất cơ kim, các hợp chất phối trí hoặc muối của các kim loại quý . Thành 2 2 Các phương pháp sản xuất Axit Axetic 4 Kết luận 3 Các phương pháp sản xuất Vinyl Axetat 1 Tổng quan TỔNG QUAN I. Giới thiệu Axit Axetic và Vinyl Axetat (VA) 1. Axit Axetic Tính chất vật. 90%(CO) 15 CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT AXIT AXETIC III. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT AXIT AXETIC CỦA Monsanto 16 CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT VINYL AXETAT (VA) I. QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT VINYL AXETAT TỪ AXETYLEN Các. cộng hợp, oxy hóa, tác dụng với axit axetic, … 6 TỔNG QUAN SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ - Axit Axetic :  Nhu cầu toàn cầu đối với axit axetic tăng liên tục qua các năm.  Nhu cầu sử dụng axit axetic