Công nghệ sản xuất axetaldehit

CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT AXETALDEHIT
I.
Tổng quan
1. Tính chất vật lí ,hóa học
A. Acetaldehyde
- Acetaldehyde là mốt hợp chất hữu cơ có cơng thức là CH ₃
CHO , đây là một trong những andehyt quan trọng nhất,
xuất hiện hổ biến trong tự nhiên và sản xuất lớn trên quy
mô công nghiệp.
- Acetandehyde xuất hiện một cách tự nhiên trong cà phê,
bánh mì, quả chín...vv, khi đó acetandehyde được tạo ra bởi
thực vật trong q trình chuyển hóa bình thường của
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 trong nước

Giá trị
44,05 g.mol−1
0.788g.cm−1
-123,5℃
20,2℃
Tan được theo bất kì tỷ lệ
nào
- Là chất lỏng không màu, mùi trái cây, hăng.


-Độ nhớt ở 20℃
-Áp suất tới hạn
-Tỷ trọng tương đối
-Chỉ số khúc xạ
-Tỷ trọng pha hơi so với khơng khí

0,215N.S/m2
6,44Mpa
181,5℃ hoặc 187,8℃
1,52

-Hầu hết acetandehyde có thể trộn lãn với nước và những dung
môi hữ cơ để tạo hỗn
hợp đồng sôi như là tạo với axit axetic, benzen, axeton, etanol,
metanol, dung mơi
naphta, toluen, xilen, etyl ete, parandehyde.
b. hóa tính
Do trong phân tử có chứa nhóm –C=O, là nhóm phân cực về phía
O làm phân cực liên kết π do đó Acetandehyde có khả năng hóa
học mạnh hơn anken. Acetandehyde là hợp chất có khả năng

phản ứng hóa học khá cao, nó là hợp chất điển hình có chứa
nhóm andehyt (CHO) như là hợp chất chứa nhóm ankyl. Trong đó
nguyên
tử H được kích hoạt bởi nhóm cacbonyl (CO) ở 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 và 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 thế nguyên tử O của 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 thế nguyên tử Hα linh động của nguyên tử Cα.
Ví dụ: phản ứng thay thế nguyên tử Hα bằng 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 và tính chất

Etylen là một chất khí, hóa lỏng ở - 1050C, khơng màu, độ
hịa tan trong 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 ngọn lửa
sáng hơn ngọn lửa metan, tạo thành CO2 và hơi nước. Hỗn
hợp ethylen và O2 là hỗn hợp nổ mạnh, do phản ứng phân
hủy tỏa nhiệt rất nhiều nhiệt. Trong công nghiệp nhiều khi
người ta dùng ethylen và O2 để cắt
1.2
. Tính chất hóa học


-Do trong phân tử có chứa liên kết đơi, liên kết đôi này làm cho
phân tử etylen kém bền dẵn đến khả năng phản ứng hóa học
cao. Ethylen có khả năng tham gia nhiều phản ứng hóa học như:
phản ứng cộng, phản ứng oxi hóa, phản ứng trùng hợp.Ethylen
có khả năng 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 thế.
C2H4+Cl2 -> H2C= CHCl
- Phản ứng trùng hợp.
nCH2= CH2 -> (- CH2- CH2-)n
2. Nguồn nguyên liệu ethylen


Trong cơng nghiệp, etylen có thể thu được từ khí than cốc.
Ngày nay, người ta
chủ yếu thu khí etkylen từ quá trình chưng cất dầu mỏ.Trên
97% sản lượng etylen thu được trên thế giới được sản xuất từ
quá trình cracking dầu mỏ. Nguồn etkylen thu được chủ yếu
lấy từ khí đồng hành hoặc từ các mỏ khí tự nhiên. Qua các quá
trình chế biến như quá trình hấp thụ, hấp phụ, ngưng tụ,
chưng cất nhiệt độ thấp ta thu được etkylen tinh khiết dùng
cho chế biến hóa học.
Ngày nay etylen là nguyên liệu đầu rất quan trọng cho quá
trình sản xuất axetandehyt. Hầu hết acetandehyde sản xuất
từ etylen bằng cách oxi hóa trực tiếp ethylen
Nguồn trên thế giới
Cơng suất ethylen trên thế giới tính tại thời điểm tháng 1/2009
đạt 126,7 triệu tấn so với mức tiêu thụ tổng cộng 115 triệu tấn
trong năm 2008, dẫn đến tổng dư thừa 11,7 triệu tấn, tức là
nguồn cung hiện cao hơn nhu cầu khoảng 10%. Trong năm

2008, 6 nhà máy etylen quy mô lớn đó được xây dựng tại Iran,
Arập Xê-út, Cơ-t. Bắc Mỹ tiếp tục là khu vực sản xuất
ethylen lớn nhất thế giới trong năm 2008, với sản lượng đạt
35,4 triệu tấn. Châu Á – Thái Bình Dương đứng sau Bắc Mỹ với
sản lượng 33,4 triệu tấn, hai khu vực này hiện chiếm 54% tổng
công suất etylen trên thế giới. Công ty sản
xuất etylen lớn nhất thế giới là “Chemical Dow” tiếp theo là
Sabic và ExxonMobil.
3 Ứng dụng của acetylen
Axetandehyt có rất nhiều ứng dụng trong công nghiệp tổng
hợp hữu cơ, khoảng 90% lượng acetandehyde được sản xuất
ra trên thế giới dược sử dụng trong các nhà máy với vai trò là
hợp chất trung gian để tạo ra các sản phẩm khác có ứng
dụng trong thực tế.
• Ứng dụng lớn nhất của axetandehyt là làm nguyên liệu
cho quá trình sản xuất axit axetic (CH3COOH). Từ axit axetic
ta có thể tổng hợp được nhiều hợp chất hóa học khác nhau
như vinyl axetat, monoclo axetic, axetal este, anhidic
axetic..vv.


- viny axetat được dùng trong ngành sản xuất nhũ tương,
trong sản xuất
sơn, keo dính, áo mưa, dệt may.
- Anhidic axetic được sử dụng trong sản xuất vải sợi xenlulo
axetat, đầu
lọc trong việc sản xuất thuốc lá
• Các sản phẩm nhận được từ phản ứng ngưng tự Aldol đã trở
thành một ứng
dụng hết sức quan trọng của acetandehyde. 2 sản phẩm có

giá trị trừ phản ứng
ngưng tụ aldol đó là butanol-1 và etylhexanol-2.
• Acetandehyde được sử dụng trong sản xuất nước hoa, nhựa
polyester, và thuốc nhuộm cơ bản. Acetaldehyde cũng được sử
dụng như một chất bảo quản hoa
quả và cá, như một chất hương liệu, và như một chất biến tính
cho rượu, trong
thành phần nhiên liệu, để bổ sung cho gelatin, và làm dung
môi trong cao su,
thuộc da, và các ngành cơng nghiệp giấy.
• Trước đây, acetandehyde được ứng ứng dụng chủ yếu trong
sản xuất axit acetic,tuy nhiên ứng dụng này sau đó ít được sử
dụng do sản xuất axit acetic từ
methanol thì hiệu quả hơn nhờ quy trình Monsanto và Cativa.
• Acetandehyde được sử dụng rộng rãi, trong phạm vi của
phản ứng ngưng tụ
acetaldehyde là 1 tiền chất quan trọng của dẫn xuất pyridin
pentaerythritol, và
crotonaldehyde. Urê và axetandehyt kết hợp để cho một nhựa
hữu ích.
• Anhydrit axetic phản ứng với acetaldehyde để cho diacetate
ethylidene, một
tiền chất của vinyl acetate, nào là dùng để sản xuất polyvinyl
acetate.
• Qua axit axetic ta có thể thu được butyl axetat một dung
mơi cho việc sản xuất ra Sơn nitro xenlulo. Butyl axetat là một


dung môi hết sức quan trọng trong công nghiệp sản xuất Sơn.
Một ưu điểm nửa của butyl axetat là có nhiệt độ sơi vào loại

trung bình, khả năng hịatan cao. Do vậy nó có giá trị hơn so
với các dung mơi khác.
• Pentacrythritol được sản xuất bằng cách ngưng tụ của
acetandehyde với
formandehyt là một trong những sản phẩm quan trọng để điều
chế ra nhiều loại hợp chất quan trọng khác.
• Các polyme của acetandehyde như para andehyde, meta
andehyde và poly
axetandehyde có rất nhiều ứng dụng trong cơng nghiệp tổng
hợp hửu cơ.
• Như para andehyde nhằm sản xuất ra nhựa, pyridin và q
trình clo hố của clo.
Từ những năm 1939- 1945 para andehyt được sử dụng như là
nhiên liệu cho
động cơ.
• Metyl andehyde được sử dụng như là nhiên liệu trong q
trình nhuộm vải, cịn
poly axetandehyde là một dung mơi rất quan trọng trong cơng
nghiệp hố học.
• Ngồi những ứng dụng trên thì acetandehyde cịn được sử
dụng cho việc tạo ra
butadien (C4H8). Đây là hợp chất được dùng cho việc sản xuất
ra nhựa
3. Chỉ Tiêu chất lượng

+ Nồng độ quy định của acetaldehyde là 10 mg/L trong rượu mạnh ng độ quy định của acetaldehyde là 10 mg/L trong rượu mạnh quy định của acetaldehyde là 10 mg/L trong rượu mạnh nh của acetaldehyde là 10 mg/L trong rượu mạnh a acetaldehyde là 10 mg/L trong rượu mạnh u mạnh nh
và 70 mg/L trong rượu mạnh u chưng cất như rượu soju, rượu whisky và t như rượu mạnh u soju, rượu mạnh u whisky và
rượu mạnh u mạnh nh ở Hàn Quốc (MFDS, Hàn Quốc (MFDS,c (MFDS, 2016a ). Hàm lượu mạnh ng acetaldehyde
thường được phân tích bằng phương pháp chuẩn độ, headspace-GC ng đượu mạnh c phân tích bằng phương pháp chuẩn độ, headspace-GC ng phương pháp chuẩn độ, headspace-GC ng pháp chuẩn độ, headspace-GC n độ quy định của acetaldehyde là 10 mg/L trong rượu mạnh , headspace-GC
và enzyme (Jackowetz và cộ quy định của acetaldehyde là 10 mg/L trong rượu mạnh ng sự,, 2011 ; Lee, 2014 ).

+ Nồng độ tối đa tại nơi làm việc là 50 ppm. Ở nồng độ
acetaldehyde 50 ppm, không quan sát thấy kích ứng hoặc tổn
thương mơ cục bộ ở niêm mạc mũi . Khi cơ thể hấp thụ,
acetaldehyde được chuyển hóa nhanh chóng ở gan thành axit


axetic. Chỉ một phần nhỏ được thở ra dưới dạng không thay
đổi. Sau khi tiêm tĩnh mạch , thời gian bán hủy trong máu
khoảng 90 giây
4. Phương pháp tồn trữ , bảo quản , an tồn với mơi
trường
A, Phương pháp bảo quản
-Acetaldehyde là 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
khi trộn khơng khí), do đó gây mất an tồn trong sản xuất, bảo
quản, Đóng gói và vận chuyển là rất quan trọng
- Trong q trình vận chuyển, ở nơi có thể lộ ra, tất cả phải đối mặt với hệ
thống hướng lên trên với nitơ hoặc nguyên tố khí hiếm khác.
- Thùng chứa khơng thể mở được và đóng gói nên đặt ngồi trời, nên tránh
ánh nắng trực tiếp chiếu vào; cất giữ xa nguồn nhiệt và những vật đang cháy,
không để gần các chất gây nổ có thể gây ra hỏa hoạn không được đặt dưới dây
điện trần , , đồng thời phải làm mát trước khi vận chuyển và bảo vệ bằng nitơ,
vì acetaldehyde là chất lỏng dễ bay hơi dễ cháy; điểm sôi là 20,08oC và điểm
chớp cháy là -35oC và giới hạn nổ khi trộn với khơng khí là 4-57% (V / V).
Khơng thể mang acetaldehyde với khơng khí
B, An tồn mơi trường
+ Tn thủ các quy trình, thao tác khi vận hành và khi lấy mẫu
+ BIỆN PHÁP PHỊNG NGỪA, ỨNG PHĨ KHI CĨ SỰ CỐ
1. Khi tràn đổ, dò rỉ ở mức nhỏ
- Lau sạch

2. Khi tràn đổ, dò rỉ lớn ở diện rộng
- Mang mặt nạ bảo vệ đường hơ hấp, tránh hít phải khí.
- Dập tắt nguồn gây cháy
- Sơ tán nhân viên đến nơi an tồn
- Đảm bảo thơng khí đầy đủ, tránh sự tích tụ về hơi, có thể gây cháy, nổ.
- Ngăn chặn rò rỉ thêm, tránh để hóa chất chảy vào cống thoát nước.


- Dùng máy hút chất lỏng trên sàn, rồi cho vào bình chứa
+ Kiểm tra nồng độ chất độc trong mơi trường làm việc theo định kì
+ Khám xét bệnh nghề nghiệp cho bệnh nhân

* Các phương tiện bảo hộ cá nhân khi làm việc
- Sử dụng thiết bị bảo vệ mắt theo tiêu chuẩn NIOSH (Mỹ) hoặc EN 166 (EU)
- Găng tay phải được kiểm tra trước khi sử dụng, phải theo tiêu chuẩn EU
Directive
89/686/EEC và 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 khi sử dụng
hóa chất
- Khơng được đổ sản phẩm ra cống thốt nước

1. Eckert, Marcvà cộng sự. (2007) "Acetaldehyde" trongBách
khoa toàn thư về hóa học cơng nghiệp của Ullmann, Wiley-VCH,
Weinheimdoi:10.1002/14356007.a01_031.pub
2. />3. />