thiết kế phân xưởng sản xuất axetaldehyt

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất
Axetalđehyt
Thiết kế phân xưởng sản xuất Axetaldehyt
Lời cảm ơn
Sau một thời gian nghiên cứu tìm hiểu cùng với sự hướng
dẫn tận tình của các thầy cô giáo trong bộ môn. Đặc biệt là dưới sự hướng
dẫn của thầy GS.TS Đào Văn Tường đến nay đồ án của em đã được hoàn
thành theo đúng thời gian qui định.
Em xin cảm ơn thầy PGS Ngô Bình người đã hướng dẫn
em hoàn thiện phần thiết kế xây dựng là một phần của đồ án.
Em xin chân thành cám ơn các thầy, cô trong bộ môn.
Đặc biệt là thầy GS.TS Đào Văn Tường đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em
hoàn thành đồ án tốt nghiệp đúng thời gian.
2
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất
Axetalđehyt
Mục lục
Mở đầu 6
Phần I : Tổng quan 8
A. Tính chất hoá học của nguyên liệu 8
I. Axetylen 8
I.1. Tính chất của axetylen 8
I.2. Các phương pháp tổng hợp axetylen 11
II. Nước 13
III. Etylen 14
III.1. Tính chất của etylen 14
III.2. Các phương pháp tổng hợp etylen 16
IV. Metanol 16
IV.1. Tính chất của metanol 16
IV.2. Các phương pháp tổng hợp metanol 17
V. Etanol 18

V.1. Tính chất của etanol 18
V.2. Các phương pháp tổng hợp etanol 19
B. Tính chất của sản phẩm 20
I. Tính chất vật lí của axetaldehyt 20
II. Tính chất hoá học của axetaldehyt 22
II.1. Phản ứng phân huỷ 22
II.2. Phản ứng cộng hợp 22
II.3. Phản ứng oxy hoá 25
II.4. Phản ứng khử 26
II.5. Phản ứng polyme hoá 26
II.6. Phản ứng với hợp chất PCl
5
tạo hợp chất gemdihalogen 27
III. ứng dụng của axetaldehyt 27
C. Các phương pháp sản xuất axetaldehyt 28
I. Phương pháp sản xuất axetaldehyt đi từ axetylen 29
I.1. Quá trình hydrat hoá axetylen trong pha láng 30
I.2. Sản xuất axetaldehyt bằng hydrat hoá axetylen tiến hành trong
pha khí 35
I.3. Hydrat hoá gián tiếp axetylen để điều chế axetaldehyt 37
3
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất
Axetalđehyt
II. Quá trình sản xuất axetaldehyt từ etanol 38
II.1. Quá trình sản xuất axetaldehyt từ quá trình dehydro hoá của
etanol 38
II.2. Quá trình sản xuất axetaldehyt bằng oxy hoá etanol 39
III. Quá trình sản xuất axetaldehyt từ etylen 39
III.1. Quá trình oxy hoá trực tiếp etylen 39
III.2. Công nghệ sản xuất 44

IV. Quá trình sản xuất axetaldehyt từ hydrocacbon no 50
V. Sản xuất axetaldehyt từ nguồn C
1
51
V.1. Sản xuất axetaldehyt trực tiếp từ khí tổng hợp 51
V.2. Sản xuất axetaldehyt từ metanol, metyl axetat hoặc anhydrit
axetic 52
VI. So sánh các phương pháp sản xuất axetaldehyt 52
Phần II: Tính cân bằng vật chất và cân bằng nhiệt lượng 54
I. tính cân bằng vật chất 54
I.1. Tính cân bằng vật chất đối với tháp dehydro hoá 55
I.2. Tính cân bằng vật chất đối với tháp hấp thụ 57
I.3. Tính cân bằng vật chất đối với tháp chưng 60
I.4. Tính cân bằng vật chất đối với tháp tinh luyện 61
II. Tính cân bằng nhiệt lượng 62
II.1. Nhiệt lượng do nguyên liệu mang vào 62
II.2. Nhiệt lượng do các phản ứng tạo thành 63
II.3. Nhiệt lượng cần thiết để đốt nóng nguyên liệu đến nhiệt độ phản
ứng 65
II.4. Nhiệt lượng do sản phẩm mang ra khỏi thiết bị phản ứng 65
II.5. Nhiệt lượng mất mát ra môi trường xung quanh 66
Phần III: Tính toán thiết bị chính 67
I. Tính lượng xúc tác đi qua thiết bị 67
II. Tính kích thước thiết bị chính 68
III. Tính toán cơ khí 69
III.1. Tính kích thước các ống dẫn 69
III.2. Tính chiều dầy thân thiết bị 71
III.3. Tính nắp và đáy thiết bị 74
Phần IV : Xây dựng nhà công nghiệp 77
4

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất
Axetalđehyt
I. Chọn địa điểm xây dựng nhà máy 77
II. Yêu cầu về khu đất xây dựng 78
III. Mặt bằng nhà máy 79
IV. Thiết kế tổng mặt bằng nhà máy 82
V. Nguyên tắc trong thiết kế tổng mặt bằng nhà máy 83
Phần V : An toàn lao động 87
Kết luận 89
Tài liệu tham khảo 90
5
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất
Axetalđehyt
Mở đầu
Axetaldehyt hay còn gọi là etanal. Có công thức phân tử là CH
3
CHO,
axetaldehyt được phát hiện vào năm 1774 bởi Sheele, khi ông cho phản ứng
giữa mangan đioxit có mầu đen (MnO
2
) và axit Sunphuric với rượu. Về mặt
cấu tạo của axetaldehyt được giải thích vào năm 1835 bởi Liebig, là người
tạo ra axetaldehyt tinh khiết bằng việc oxy hoá rượu etylic với axit cromic và
cũng đã chỉ rõ tên gọi của sản phẩm này là “Andehyt”.
Axetaldehyt là một chất lỏng có nhiệt độ sôi thấp, là một chất lỏng có
khả năng bắt lửa cao, có mùi hơi cay. Bởi vì có khả năng phản ứng hoá học
cao nên axetaldehyt là một chất trung gian quan trọng trong việc sản xuất ra
các sản phẩm hoá học như: axit axetic, anhydric acetic, etyl axetal, axit
peracetic, rượu butylic, penta erythritol, muối clorin axetaldehyt , 2- etyl
hexanol, glyoxal, alkyl amin, pyridin, và các chất hoá học khác. Axetaldehyt

được áp dụng trong thương mại đầu tiên vào những năm 1914 cho đến năm
1918 ở Đức (Wacker – Chemie và Hoechst) và ở Canada (Shawinigan).
Axetaldehyt là một chất trung gian trong quá trình trao đổi chất của
thực vật và các cơ quan của động vật, trong đó nó có khả năng được tách ra
với số lượng nhỏ. Số lượng lớn của axetaldehyt liên quan đến nhiều quá trình
sinh học: như là một chất trung gian trong quá trình lên men rượu, axetaldehyt
có mặt với một lượng nhỏ trong tất cả các đồ uống có cồn như là bia, rượu,và
các loại rượu mạnh. Axetaldehyt cũng được tách ra từ nước Ðp trái cây, dầu
ăn ,cà phê khô, và khói thuốc lá.
Nhiều quá trình sản xuất axetaldehyt mang tính thương mại gồm có:
quá trình dehydro hoá hoặc oxy hoá của rượu etylic, quá trình hợp nước của
axetylen , oxy hoá từng phần của hydrocacbon và oxy hoá trực tiếp của
etylen. Vào những năm 1970 trên thế giới công suất của quá trình sản xuất
theo phương pháp oxy hoá trực tiếp tăng đến khoảng 2.10
6
tấn /năm. Tuy
nhiên, ngày nay tính quan trọng của axetaldehyt như một chất hữu cơ trung
gian đang phát triển đều đều,có nhiều quá trình sản xuất của axetaldehyt đã
được phát triển: như là quá trình ôxô cho ta rượu butylic,và 2-etylhexanol,
quá trình Monsanto cho ta axit axetic. Trong tương lai, các quá trình mới đối
với anhydrit axetic,vinylaxetat, axetaldehyt như một nguyên liệu ban đầu.
6
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất
Axetalđehyt
Do đó, hiện nay việc sử dụng axetaldehyt làm nguyên liệu ban đầu có
phần giảm đi. Tuy nhiên nó vẫn còn là sản phẩm trung gian vô cùng quan
trọng trong công nghiệp hoá học.
Việt Nam trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của
nghành dầu khí thì việc chế biến các sản phẩm đi từ dầu khí là một nhiệm vụ
quan trọng đối với sinh viên nói chung và sinh viên ngành hoá dầu nói riêng.

7
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất
Axetalđehyt
Phần I: Tổng quan
A-TÍNH CHẤT CỦA NGUYÊN LIỆU.
I-AXETYLEN.
I.1-Tính chất của Axetylen
Axetaldehyt là một chất khí,có chứa liên kết ba trong phân tử,
axetylen có nhiều ứng dụng trong kinh tế cũng nh trong công nghiệp tổng hợp
hữu cơ. Từ axetylen có thể điều chế ra các hợp chất hữu cơ quan trọng nh:
axetaldehyt ,axit axetic, vinyl clorua, cao su tổng hợp…đây là những hợp chất
trung gian quan trọng cho quá trình tổng hợp hữu cơ cơ bản.
I.1.1-Tính chất vật lý.
Axetylen (C
2
H
2
), có công thức cấu tạo là(CH≡CH), là một chất khí,
không mầu, nguyên chất không mùi, nhẹ hơn không khí, Ýt tan trong nước,
ngưng tụ ở –83,8
o
C (0,102Mpa).
Axetylen tan nhiều hơn trong các dung môi hữu cơ nh : alcol, ete đặc
biệt tan nhiều trong axeton (ở áp suất thường, một lít axeton hoà tan được 25
lít axetylen )
Axetylen là một chất thu nhiệt, vì vậy khi đốt cháy thoát ra một lượng
nhiệt lớn. Do tính chất này nên người ta đã sử dụng axetylen trong việc hàn
cắt kim loại, axetylen cháy trong không khí tạo ra ngọn lửa sáng, tạo ra CO
2
và H

2
O. CH≡CH + 5/2O
2
→ 2CO
2
+ H
2
O
∆H
o
298
= -315kcal/mol.
Axetylen là một hợp chất không bền về mặt nhiệt động (dễ tạo hỗn
hợp nổ với không khí trong giới hạn rộng (2 ÷ 82%) thể tích axetylen , với O
2
từ (2,8 ÷ 78%) thể tích axetylen, nó có thể bị phân huỷ tạo ra C và H kèm
theo hiện tượng nổ, phản ứng nổ toả nhiều nhiệt, do đó làm tăng khả năng
nguy hiểm về nổ của axetylen. Do vậy khi vận chuyển để tăng độ an toàn
người ta thường pha thêm chất phụ gia.
I.1.2- Tính chất hoá học.
Do đặc điểm cấu tạo của axetylen là có liên kết ba trong phân tử nên
có khả năng tham gia phản ứng hoá học rất cao như: tham gia phản ứng oxy
8
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất
Axetalđehyt
hoá khử,…ngoài ra axetylen còn có khả năng tham gia phản ứng thế nguyên
tử H ở liên kết ba bằng nguyên tử kim loại.
 Phản ứng cộng.
+ Phản ứng hydro hoá.
Phản ứng hydro hoá liên kết ba thường tiến hành với hydro phân tử,

xúc tác kim loại (Ni,Pd,Pt).Tuỳ thuộc vào loại xúc tác mà có sản phẩm của
quá trình cộng hợp là olefin hay prafin.
CH ≡ CH + H
2
→ CH
2
= CH
2
Nếu thay xúc tác Pd bằng Ni ta có:
CH ≡ CH + H
2
→ CH
3
- CH
3
+ Phản ứng cộng halogen (đặc biệt là Cl
2
,Br
2
)
Phản ứng cộng halogen xảy ra theo hai giai đoạn
CH ≡ CH + Br
2
→ Br - CH = CH – Br
Br - CH = CH – Br + Br
2
→ Br
2
- CH – CH – Br
2

Đối với clo ở điều kiện thường phản ứng xảy ra quá mãnh liệt toả
nhiều nhiệt nên gây phản ứng phân huỷ.
+ Phản ứng cộng hydro halogenua.
Phản ứng này xảy ra khi có mặt xúc tác là muối thuỷ ngân.
CH ≡ CH + HCl → H
2
C = CH – Cl
+ Axetylen tham gia phản ứng cộng alcol và cộng axit cacboxylic.
Dưới tác dụng của xúc tác là thuỷ ngân sunfat axetylen tác dụng với
alcol tạo ra ete vinylic, cộng với axit cacboxylic tạo ra este của alcol vinylic.
CH ≡ CH + C
2
H
5
OH → H
2
C = CH – O – C
2
H
5
CH ≡ CH + CH
3
COOH → H
2
C = CH – O – CO – CH
3
 Phản ứng trùng hợp
Dưới tác dụng của xúc tác là muối đồng (I), axetylen trùng hợp hai
phân tử (dime hoá) tạo ra vinyl axetylen
2 CH ≡ CH → H

2
C = CH – C ≡ CH
9
Pd
Ni
HgCl
CuCl
NH
4
Cl
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất
Axetalđehyt
Axetylen cũng có thể trùng hợp ba phân tử cho divinyl axetylen hoặc
bốn phân tử tạo ra 1,5,7-octatrien.
Khi cho axetylen đi qua ống nung đỏ tới 600 ÷ 800
o
C axetylen trùng
hợp tạo ra benzen.
3CH ≡ CH → C
6
H
6
 Phản ứng thế kim loại và tính axit yếu của axetylen.
+ Tính axit yếu.
Nguyên tử H đính vào nguyên tử cacbon mang liên kết ba rất linh
động, do vậy các alkyl loại này có tính axit yếu và có thể tham gia phản ứng
thế kim loại. Trong axetylen có hai nguyên tử H đều đính vào cacbon mang
liên kết ba.
Nguyên nhân tính linh động của H trong axetylen so với etylen và
etan là do : độ âm điện của cacbon ở trạng thái lai tạo khác nhau. Cacbon lai

tạo sp có độ âm điện lớn nhất , kế đó là sp
2
, cuối cùng là sp
3
32
spspsp
CCC
>>
Đó là vì ở cacbon lai tạo sp trong obital lai tạo tỷ lệ electron s là
electron có mức năng lượng thấp ở gần nhân, chiếm tới 50% lớn hơn hẳn tỷ lệ
electron trong obital lai tạo sp
2
, sp
3
. Do độ âm điện của obital lai tạo sp lớn
nên liên kết C-H của cacbon mang liên kết ba phân cực mạnh, tăng cường khả
năng proton hoá của nguyên tử H, còng nh khả năng thế với kim loại.
+ Phản ứng thế với kim loại kiềm và kiềm thổ.
Hằng số phân ly axit của axetylen là k
a
= 10
-22
nên tính axit của
axetylen rất yếu. Do vậy nguyên tử kim loại Na có thể đẩy nguyên tử H ra
khỏi phân tử axetylen
CH ≡ CH + 2Na → CH ≡ CNa +1/2H
2
CH ≡ CH + NaNH
2
→ CH ≡ CNa + NH

3
+ Phản ứng thế với các kim loại khác
Khi cho axetylen đi qua dung dịch bạc nitrat trong ammoniac, hay
dung dịch muối đồng (I) trong amoniac ta thấy nguyên tử H được thay thế bởi
nguyên tử Ag hay Cu một cách dễ dàng.
10
150
o
C
[Ag(NH
3
)]
+
C
600
0
c
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất
Axetalđehyt
CH ≡ CH → AgC ≡ CAg↓
 Phản ứng oxy hoá - khử.
Axetylen cháy trong không khí và toả rất nhiều nhiệt
CH ≡ CH + O
2
→ CO
2
+H
2
O + 1320 Kj
Đây là phản ứng rất nguy hiểm. Nếu để hỗn hợp axetylen và

oxy(1:2,5) theo thể tích thì khả năng nổ của nó rất cao.
 Axetylen tham gia phản ứng cộng H
2
O.
Khi có mặt thuỷ ngân sunfat làm xúc tác.
CH ≡ CH + H
2
O → [CH
2
= CH - OH] → CH
3
– CH = O
Alcol vinylic không bền
Qua các tính chất trên cho ta thấy, từ axetylen có thể điều chế ra được
rất nhiều chất mới , những chất này có ứng dụng rất lớn trong công nghiệp
tổng hợp hữu cơ hoá dầu.
I.2- Các phương pháp tổng hợp Axetylen
Axetylen được tổng hợp từ rất nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau nh:
than đá, đá vôi , hay từ hydrocacbon.
I.2.1- Tổng hợp Axetylen từ cacbua canxi.
Tổng hợp axetylen từ cacbua canxi phương pháp chủ yếu trong sản xuất
axetylen cho tổng hợp hữu cơ. Phương pháp này được sử dụng từ lâu và hiện
nay vẫn được sử dụng khá phổ biến. Ở Việt Nam phương pháp điều chế
axetylen từ canxi cacbua là phương pháp chủ đạo để sản xuất axetylen trong
công nghiệp.
Cơ sở của phương pháp dựa trên phản ứng:
CaC
2
+ 2H
2

O → C
2
H
2
+ Ca(OH)
2
Trong sản xuất, khi phân huỷ 1 kg C
2
H
2
nguyên chất cần 0,562 kg
nước ta thu được 1,156 kg vôi tôi và 0,406 kg axetylen.
Phản ứng phân huỷ CaC
2
bằng nước toả nhiều nhiệt, khi sản xuất
axetylen người ta phải lấy bớt nhiệt phản ứng bằng cách cho bốc hơi nước.
Tổng hợp axetylen từ cacbua canxi thường đi theo 2 phương pháp
chính: phương pháp ướt và phương pháp khô.
 Phương pháp ướt:
11
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất
Axetalđehyt
Trong phương pháp này, axetylen được chuyển hoá với số lượng nước
dư đưa vào thiết bị. Phương pháp này năng suất nhỏ hơn (1000 m
3
C
2
H
2
/h), và

cồng kềnh. Tuy nhiên, phương pháp phân huỷ cacbua canxi bằng phương
pháp ướt tự động hoá các thiết bị dễ dàng hơn phương pháp khô. Mặt khác
sản phẩm thu được trong phương pháp ướt khá sạch.
 Phương pháp khô:
Đây là phương pháp chủ yếu để sản xuất axetylen trong công nghiệp.
Phương pháp này cho năng suất cao hơn phương pháp ướt (2000 m
3
C
2
H
2
/h).
Sản xuất axetylen theo phương pháp khô cho ta bã vôi khô nên dễ lấy ra và
dễ chuyên chở, có thể tận dụng được bã vôi trong lĩnh vực khác. Thiết bị
trong phương pháp này nhỏ, tiện sử dụng hơn. Tuy nhiên, sản xuất theo
phương pháp này cần nhiệt độ cao hơn phương pháp ướt, phân huỷ canxi
cacbua không hoàn toàn, khó khống chế điều kiện sản xuất của quá trình. Sản
phẩm thu được có độ tinh khiết không cao.
Do cả hai phương pháp có những ưu nhược điểm có thể chấp nhận
được. Cho nên cả hai phương pháp này hiện nay vẫn còn được sử dụng trong
công nghiệp sản xuất axetylen.
I.2.2- Tổng hợp Axetylen từ hydrocacbon:
Cùng với sự phát triển của ngành dầu khí, người ta điều chế axetylen
từ cacbua hydro khí (metan, etan, ) hay từ dầu mỏ. Thông dụng hơn cả là
dùng metan vì: metan thường có trong các mỏ, trong khí dầu mỏ, khí cốc, khí
thiên nhiên.
Phản ứng thuỷ phân metan và các đồng đẳng của nó để thành axetylen
là phản ứng thu nhiệt.
2CH
4

→ HC ≡ CH + 3H
2
- 90 Kcal
C
2
H
6
→ HC ≡ CH + 2H
2
- 74,4 Kcal
2C
3
H
8
→ 3HC ≡ CH + 5H
2
- 212,7 Kcal
Để ngăn ngừa sự phân huỷ axetylen người ta cho khí phản ứng qua
vùng nhiệt độ cao trong thời gian rất ngắn (0,01 ÷ 0,001 giây) đồng thời làm
lạnh nhanh sản phẩm tạo thành.
Phản ứng phân huỷ metan để tạo thành axetylen bắt đầu ở 800
o
C, để
đạt hiệu suất theo yêu cầu thì nhiệt độ cần phải ở 1500÷ 1800
o
C. Các đồng
đẳng của metan thì phân huỷ thành axetylen ở nhiệt độ thấp hơn, vào khoảng
12
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất
Axetalđehyt

1100÷1200
o
C. Axetylen bền ở nhệt độ cao khoảng 1100÷1600
o
C và tương
đối kém bền ở nhiệt độ 800÷1000
o
C.
Để phân huỷ metan và đồng đẳng của nó thành axetylen người ta phải
dùng các phương pháp sau:
 Cracking điện.
Nguyên tắc của quá trình là thổi nhanh cacbua hydro khí qua hồ quang
điện. Vai trò của hồ quang điện là tạo nên nhiệt độ cao trong vùng phản ứng,
nhiệt độ có thể đạt đến khoảng 3000
o
C.
 Cracking nhiệt.
Khi nhiệt phân metan, người ta chỉ dùng một phần CH
4
làm nhiên liệu
để tạo nhiệt độ cao cho vùng phản ứng. Quá trình cracking metan tiến hành ở
1400÷1500
o
C, để đạt đến nhiệt độ đó cần dùng oxy kỹ thuật, vì nếu dùng
không khí nitơ sẽ hấp thụ bớt nhiệt và làm cho ta phải đốt một lượng metan
lớn, tỷ lệ thể tích CH
4
/O
2
= 2/1 ÷ 1,6/1 .

Khi cracking những cacbua hydro bậc cao tiến hành ở nhiệt độ thấp
hơn nhiệt độ cracking metan (từ 1000÷1300
o
C). Trong quá trình người ta
dùng hơi nước với tỷ số H
2
O/C
3
H
8
= 6,5/1. Vận tốc khí trong lò gần 50 m/s,
nhiệt độ trung bình trong zôn phản ứng 1100
o
C, khí sản phẩm ra có nhiệt độ
gần 300
o
C, được làm lạnh ba bậc để hạ nhiệt độ theo yêu cầu.
 Cracking nhiệt trực tiếp.
Đun nóng metan đến nhiệt độ yêu cầu nhờ tiếp xúc trực tiếp với bề
mặt đun nóng. Nung nóng đến nhiệt độ 1300
o
C bằng cách thổi khí đốt vào,
sau đó thổi metan vào.
Năm 1950, hãng BASF đã sản xuất axetylen từ khí thiên nhiên theo
phương pháp này được áp dụng với quy mô công nghiệp, đến năm 1983 tổng
sản lượng axetylen trên toàn thế giới sản xuất theo phương pháp đạt khoảng
40.000 tấn/năm.
II.NƯỚC
Trong công nghiệp hoá học nước đóng một vai trò hết sức quan trọng.
Trong sản xuất nước thường được dùng làm dung môi cho nhiều quá trình chế

biến hoá học. Ngoài ra, nước còn được sử dụng nh là: chất làm lạnh, chất tải
nhiệt…Trong công nghiệp tổng hợp axetaldehyt thì nước là một chất không
thể thiếu.
13
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất
Axetalđehyt
• Tính chất vật lý của nước.
µ
H-O
=1,5D

µ
H2O
=1,85D
Năng lượng liên kết E
O-H
=463 kj/mol.
Nước là một chất lỏng không mùi, không vị. Nước nguyên chất sôi ở
100
o
C, nhiệt dung riêng của nước lớn nhất trong tất cả các chất lỏng cộng hoá
trị, do các phân tử nước có liên kết hydro khá mạnh, nên khi đun nước nóng
cần tiêu tốn một lượng nhiệt để phá vỡ các liên kết hydro, khối lượng riêng
của nước lớn nhất ở 4
o
C (d =1g/cm
3
)
• Tính chất hoá học của nước.
Nước rất bền với nhiệt

H
2
O → H
2
+ 1/2 O
2
Khả năng phản ứng hoá học của nước rất lớn nó tham gia vào các
phản ứng hoá học nh:
- Phản ứng hoà tan nhiều hợp chất ion và hợp chất cộng hoá trị phân
cực.
- Phản ứng điện li các chất điện li.
- Phản ứng thuỷ phân các muối,este.
- Phản ứng oxy hoá - khử.
Ngoài ra nứơc còn dùng làm xúc tác cho một số phản ứng hoá học
khác
III-ETYLEN.
III.1- Tính chất của Etylen
III.1.1-Tính chất vật lý của Etylen .
Ở điều kiện thường etylen là một chất khí, hoá lỏng ở –105
o
C, không
mầu, không mùi, hầu như không tan trong nước(ở 0
o
C 100 thể tích nước hoà
tan 0,25 thể tích khí etylen ).
14
0,96A
OO
H
H

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất
Axetalđehyt
Trong không khí, etylen cháy với ngọn lửa sáng hơn ngọn lửa của
mêtan, tạo thành khí CO
2
và hơi nước. Hỗn hợp etylen và oxy là hỗn hợp nổ
mạnh do phản ứng đốt cháy toả nhiều nhiệt. Trong công nghiệp cũng có thể
dùng hỗn hợp etylen và oxy để cắt hàn kim loại.
Etylen có khả năng phản ứng hoá học rất cao: do trong phân tử chứa
liên kết đôi, liên kết đôi này làm cho phân tử etylen kém bền dẫn đến có khả
năng tham gia phản ứng hoá học cao. Etylen tham gia các phản ứng hoá học
nh: phản ứng cộng, phản ứng oxy hoá, phản ứng trùng hợp…
 Phản ứng cộng.
- Cộng hydro.
CH
2
= CH
2
+ H
2
→ CH
3
– CH
3

- Cộng electrophyl.
Các tác nhân phản ứng như: các halogen (Cl
2
,Br
2

,I
2
), các hydro
halogenua (HCl,HBr), các axit (HOCl,HOBr), nước, axit sunfuric, nếu có thể
cộng được vào nối đôi của etylen cho các hợp chất no tương ứng.

CH
2
= CH
2
+ Cl
2
→ Cl- CH
2
-CH
2
- Cl
CH
2
= CH
2
+ HCl → Cl- CH
2
–CH
3
CH
2
= CH
2
+ HOCl → Cl- CH

2
–CH
2
- OH
CH
2
= CH
2
+H
2
SO
4
→ CH
2
–CH
3


OSO
3
H
CH
2
= CH
2
+H
2
O→ HO - CH
2
– CH

3
 Phản ứng oxy hoá
Với xúc tác là PdCl
2
,CuCl
2
trong dung dịch HCl etylen bị oxy hoá
thành Axetaldehyt
C
2
H
4
+ 1/2O
2
→ CH
3
– CHO
 Phản ứng thế.
Do nguyên tử hydro đính với cacbon mang liên kết đôi bằng liên kết
C-H có năng lượng liên kết lớn hơn nhiều so với liên kết C-H khác. Vì vậy,
việc thay thế nguyên tử hydro (ở vị trí vinyl) bằng halogen tiến hành trong
điều kiện khó khăn, như ở nhiệt độ cao.
15
Ni
200÷600
o
C
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất
Axetalđehyt
CH

2
= CH
2
+ Cl
2
→ CH
2
= CH – Cl + HCl.
 Phản ứng trùng hợp và tautome hoá.
nCH
2
=CH
2
→ [-CH
2
-CH
2
-]
n
Phản ứng tautome hoá là dạng trùng hợp đặc biệt của etylen
nCH
2
= CH
2
+ CCl
4
→ Cl(CH
2
- CH
2

)
n
CCl
3
III.2- Các phương pháp tổng hợp etylen .
Ngày nay etylen dần dần thay thế axetylen trong nhiều quá trình tổng
hợp hữu cơ. Etylen với những ứng dụng của nó, hiện nay công nghệ tổng hợp
etylen rất phong phó.
Trong công nghiệp, etylen có thể thu được từ khí than cốc. Hiện nay
người ta chủ yếu thu khí etylen từ chưng cất dầu mỏ. Trên 97% sản lượng
etylen thu được trên thế giới được sản xuất từ quá trình cracking dầu mỏ.
Nguồn etylen thu được chủ yếu lấy từ khí đồng hành hoặc từ các mỏ khí tự
nhiên. Qua các quá trình chế biến như là: quá trình hấp thụ , hấp phụ, ngưng
tụ, chưng cất nhiệt độ thấp ta thu được etylen tinh khiết dùng cho chế biến
hoá học.
IV- METANOL
IV.1- tính chất của Metanol.
IV.1.1- tính chất vật lý .
Metanol là một chất lỏng không mầu, nhiệt độ sôi 64,5
o
C, nhiệt độ
đóng rắn –97,8
o
C, trọng lượng riêng bằng 0,79G/cm3, là chất dễ cháy, độc, dễ
tạo hỗn hợp nổ với không khí trong giới hạn nồng độ 6÷36,5% . Là chất lỏng
phân cực nên metanol có thể hoà tan với nước, các rượu, este, và hầu hết các
dung môi hữu cơ khác. Metanol tan rất Ýt trong chất béo và dầu. Do có độ
phân cực, metanol hoà tan nhiều chất vô cơ, đặc biệt là muối.
IV.1.2- tính chất hoá học .
Metanol là rượu đơn giản nhất trong các loại rượu, giống như các đồng

đẳng của nó tính chất của metanol chủ yếu phản ứng xảy ra tại vị trí liên kết
O-H và liên kết C-O, phản ứng đặc trưng là phản ứng thế nguyên tử H hay là
nhóm O-H.
16
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất
Axetalđehyt
Các phản ứng quan trọng của metanol trong công nghiệp:
+ Phản ứng dehydro hoá và phản ứng oxy hoá.
+ Phản ứng cacboni hoá.
+ Phản ứng este hoá với các axit hữu cơ và vô cơ, cùng với những dẫn
xuất của axit khác.
+ Phản ứng ete hoá.
+ Phản ứng cộng vào liên kết chưa no.
+ Phản ứng thế vào nhóm hydroxyl.
IV.2- Các phương pháp tổng hợp Metanol .
Do ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp hoá học , cho nên trên thế
giới có rất nhiều công nghệ để sản xuất metanol , phương pháp cổ điển nhất là
phương pháp tổng hợp metanol từ quá trình chưng cất gỗ.
Ngày nay, người ta tổng hợp metanol bằng các phương pháp hiện đại
hơn nh là:
 Tổng hợp Metanol từ hydro và cacbon oxit.
Phương trình phản ứng.
CO + 2H
2
→ CH
3
OH
Tỷ lệ CO và H
2
là 2/1 theo thể tích, xúc tác trong phương pháp này là

oxit đồng, kẽm, crom. Phản ứng được thực hiện ở 300
o
C, hiệu suất sản phẩm
đạt trên 90%, độ tinh khiết của metanol trên 90%. Ngoài ra cũng có thể thay
thế CO bằng CO
2
.
Phản ứng tổng hợp
CO
2
+ 3H
2
→ CH
3
OH + H
2
O
 Tổng hợp Metanol bằng cách oxy hoá trực tiếp metan.
CH
4
+ 1/2O
2
→ CH
3
OH
Xúc tác thường dùng trong quá trình là sắt hay đồng kim loại, áp suất
từ 100 ÷ 200 at, ở nhiệt độ 350 ÷ 470
o
C, tỷ số giữa mêtan và oxy càng lớn
hiệu suất metanol càng cao. Nếu tỷ số CH

4
/O
2
= 9/1 ở áp suất 100 at và nhiệt
độ 360
O
c

thì hiệu suất metanol là 17%. Các phản ứng xảy trong quá trình đều
toả nhiệt, do đó ta cần khống chế ở nhiệt độ thấp để tránh phân huỷ sản phẩm
(phương pháp này hiện nay chưa phổ biến do lượng metan bị đốt cháy tương
đối lớn).
17
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất
Axetalđehyt
Ngày nay, phương pháp chủ yếu để sản xuất metanol là đi từ khí tổng
hợp.
*Khí tổng hợp.
Khí tổng hợp là khí mà thành phần của nó là CO và H
2
. Khí tổng hợp
được điều chế chủ yếu từ khí than đá, từ khí thiên nhiên hay từ khí đồng
hành.
Khí tổng hợp được sử dụng khá rộng rãi trong quá trình tổng hợp hữu
cơ. Tuỳ theo yêu cầu của sản phẩm, mục đích sử dụng mà ta điều chỉnh tỷ lệ
giữa hai khí này cho phù hợp.
V-ETANOL.
V.1- Tính chất của Etanol.
V.1.1- tính chất vật lý .
Etanol có công thức phân tử là C

2
H
5
OH, là một chất lỏng không mầu,
có nhiệt độ sôi 78,3
o
C, trọng lượng riêng 0,789g/cm
3
, là chất dễ cháy. Etanol
tạo liên kết với nước, khi hoà tan trong nước, do đó etanol tan vô hạn trong
nước và tan trong hầu hết các dung môi hữu cơ. Tạo với nước thành hỗn hợp
đẳng phí chứa 95,65.
Etanol tạo với không khí hỗn hợp nổ trong giới hạn nồng độ từ 3,3 ÷
19% thể tích.
V.1.1-tính chất hoá học .
Etanol có khả năng tham gia nhiều phản ứng hoá học. Etanol có nhóm
chức O-H trong phân tử, nên khả năng hoạt động hoá học của nó khá cao.
Etanol có khả năng tham gia các phản ứng nh:
 Phản ứng este hoá.
Etanol tác dụng với các axit hữu cơ và vô cơ với sự có mặt của xúc tác
ta thu được este.
C
2
H
5
OH + CH
3
COOH → CH
3
COOC

2
H
5
+ H
2
O.
C
2
H
5
OH + H
2
SO
4
→ C
2
H
5
OSO
2
OH
 Phản ứng loại nước.
Etanol khi tách nước cho ta nhiều sản phẩm khác nhau, tuỳ thuộc vào
việc sử dụng các loại xúc tác khác nhau:
- Loại nước một phân tử.
18
H
2
SO
4

H
2
SO
4
170
0
C
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất
Axetalđehyt
C
2
H
5
OH → CH
2
= CH
2
+ H
2
O.
- Loại nước hai phân tử.
2C
2
H
5
OH → C
2
H
5
OC

2
H
5
+ H
2
O
 Phản ứng oxy hoá.
Etanol tham gia phản ứng oxy hoá cho ta sản phẩm là axetaldehyt ,
nếu oxy hoá sâu hơn nữa ta thu được sản phẩm là axiy axetic, tác nhân oxy
hoá thường là (K
2
MnO
4
,K
2
Cr
2
O
7
) trong môi trường axit.
C
2
H
5
OH → CH
3
CHO → CH
3
COOH
 Tính axit.

Etanol có tính axit yếu, nó có thể tác dụng với natri tạo thành alcolat và
giải phóng H
2
.
2C
2
H
5
OH + 2Na → 2C
2
H
5
ONa + H
2
↑.
V.2. Các phương pháp tổng hợp Etanol .
Etanol có thể được tổng hợp từ nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau,
còng nh việc sử dụng nhiều loại công nghệ sản xuất khác nhau. Etanol có thể
được tổng hợp từ nguồn hydrocacbon, gỗ, andehyt, hoặc từ quá trình lên men
nhiều sản phẩm nông nghiệp khác.
 Tổng hợp Etanol từ etylen.
Phương pháp này dựa trên phương trình phản ứng sau:
C
2
H
4
+ H
2
O → C
2

H
5
OH.
Tổng hợp Etanol từ etylen thường theo hai phương pháp sau:
- Hydrat hoá etylen có axit sunfuric.
Quá trình này được tiến hành theo hai giai đoạn.
*Tạo este.
C
2
H
4
+ HO.SO
2
.OH → C
2
H
5
OSO
2
.OH
2C
2
H
4
+ HO.SO
2
.OH → (C
2
H
5

O)
2
SO
2
19
H
2
SO
4
140
0
C
[O] [O]
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất
Axetalđehyt
*Thuỷ phân este.
C
2
H
5
OSO
2
.OH + H
2
O → C
2
H
5
OH + H
2

SO
4
.
(C
2
H
5
O)
2
SO
2
+ 2H
2
O → 2C
2
H
5
OH + H
2
SO
4
Thông thường dùng H
2
SO
4
98%, nhiệt độ trong quá trình này từ 60÷
100
0
C, sử dụng công nghệ hydrat hoá etylen hai thiết bị.
- Hydrat hoá trực tiếp etylen.

C
2
H
4
+ H
2
O → C
2
H
5
OH.
Với phương pháp này etylen cho vào cùng tỷ lượng 1: 0,3 hoặc 1: 0,8.
Quá trình xảy ra ở nhiệt độ 250 – 300
0
C, áp suất 6 – 8 Mpa, xúc tác sử dụng
cho quá trình là axit sunfuric. Hiệu suất thu được lớn hơn 95%.
 Oxy hoá Etan.
C
2
H
6
+ 1/2O
2
→ C
2
H
5
OH.
Quá trình được tiến hành ở áp suất dưới 100 Axetylen, và nhiệt độ gần
270

0
C. Hiệu suất của etanol đạt 37% so với etan ban đầu. Tỷ số giữa C
2
H
6
/O
2
càng nhỏ, nhiệt độ càng cao thì hiệu suất rượu càng thấp.
 Sản xuất Etanol bằng phương pháp lên men.
Đây là phương pháp chủ yếu để sản xuất etanol có nồng độ nhẹ dùng
cho sinh hoạt hàng ngày.
Phương trình phản ứng.
(C
6
H
10
O
5
)
n
+ nH
2
O → nC
12
H
22
O
11
.
C

12
H
22
O
11
→ 2C
6
H
12
O
6
C
6
H
12
O
6
→ C
2
H
5
OH + CO
2
Từ xenlulo và tinh bét ta có thể thu được etanol qua quá trình chưng
cất phân đoạn. Quá trình này phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố: nhiệt độ, điều
kiện môi trường và công nghệ chưng cất rượu…
B- TÍNH CHẤT CỦA SẢN PHẨM.
I-TÍNH CHẤT VẬT LÝ .
Axetaldehyt có công thức phân tử là CH
3

CHO, khối lượng phân tử là
44,054. Axetaldehyt là chất lỏng không màu, có mùi hơi cay, nhiệt độ sôi ở
101,3Kpa là 20,16
0
C.
Điểm nóng chảy ở 101,3Kpa là : -123,5
0
C
Nhiệt độ tới hạn là : 191,5
0
C.
20
xt
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất
Axetalđehyt
Áp suất tới hạn là : 6,44Mpa.
Tỷ trọng : d
4
= 0,8045 – 0,001325t.
Chỉ sè khúc xạ : n
d
= 1,3424 – 0,0005635t.
 Thể tích pha khí.
Ở nhiệt độ 20,1
0
C, áp suất 101,3 Kpa có V = 23,4 l/mol.
Ở nhiệt độ 250
0
C, áp suất 101 Kpa có V = 23,84/mol
 Thể tích pha hơi.

Ở nhiệt độ 20,16
0
C thì V = 0,531 m
3
/kg
Ở nhiệt độ 25
0
C thì V = 0,541 m
3
/kg
- Tỷ trọng pha hơi so với pha không khí là 1,25.
- Áp suất pha hơi:
T
0
C -20 -0,27 5,1
7
14,7
6
50 100
P(Kpa
)
16,
4
43,3 67,
6
82 279,
4
1014
- Độ nhớt ở pha láng.
Ở nhiệt độ 9,5

0
C độ nhớt là : 0,253 Mpa.s.
Ở nhiệt độ 20
0
C độ nhớt là : 0,21 Mpa.s.
- Độ nhớt ở pha hơi tại nhiệt độ 25
0
C là 8.10
-4
Mpa.s.
- Nhiệt dung pha láng.
C
P
: nhiệt độ 0
0
C là : 2,185 g
-1
.K
-1
C
P
: nhiệt độ 20
0
C là: 1,385 g
-1
.K
-1
C
P
: nhiệt độ -80

0
C là: 1,245 g
-1
.K
-1
C
P
: nhiệt độ 120
0
C là: 1,545 g
-1
.K
-1
Nhiệt dung ở pha hơi: ở nhiệt độ 25
0
C và áp suất 101,3 Kpa là: 1,245g
-
1
.K
-1
.
Nhiệt cháy của pha lỏng ở áp suất không đổi là P = 1168,79 Kj/Kmol.
Nhiệt hoá hơi ở 20,2
0
C là 25,73 Kj/Kmol
Nhiệt tạo thành ∆H từ các nguyên tố ở 25
0
C của axetaldehyt ở trạng
thái khí là -166,4 Kj/kmol. Sự phụ thuộc vào nhiệt độ tạo thành ở pha khí và
pha láng . Entapy của sự hoá hơi tại nhiệt độ trên ở 800

0
C và 30 Mpa.
Năng lượng Gibbs của sự tạo thành ∆G từ các nguyên tố ở 25
0
C cho
axetaldehyt ở pha khí là -133,82 Kj/mol.
Entropy của axetaldehyt ở nhiệt độ 25
0
C: ∆S = 265,9 j.mol
-1
.K
-1
.
21
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất
Axetalđehyt
Entropy của axetaldehyt ở nhiệt độ 20,1
0
C: ∆S = 91.57 j.mol
-1
.K
-1
.
Thế năng ion hoá 10,5ev.
Hằng số phân ly ở 0
0
C là K = 0,7.10
10
mol/l.
CH

3
CHO →
-
H
2
CCHO + H
+
.
Axetaldehyt có khả năng hoà tan hoàn toàn trong nước và hầu hết các
dung môi hữu cơ khác. Axetaldehyt tạo thành hỗn hợp đẳng phí với nước,
metanol, etanol ,axeton, axit axetic, hoặc benzen. Axetaldehyt là chất lỏng dễ
bay hơi và tạo với không khí một hỗn hợp nổ ở 4 ÷ 57% thể tích.
II- TÍNH CHẤT HOÁ HỌC .
Axetaldehyt có khả năng phản ứng hoá học rất cao, nó có thể tham gia
tất cả các phản ứng hoá học tiêu biêu của nhóm andehyt (CHO), nh là chất có
chứa nhóm alkyl. Trong đó nguyên tử H được kích hoạt bởi nhóm cacbonyl ở
vị trí anpha khi có tác dụng của nhiệt độ trên 420
0
C axetaldehyt phân huỷ
thành metan và nhóm oxit cacbon.
Trong axetaldehyt có nhóm cacbonyl không no phân cực, nhóm này là
trung tâm phản ứng của tác nhân nucleofyl.
Mặt khác, sự phân cực của nhóm cacbonyl có ảnh hưởng lớn đến
nguồn gốc hydrocacbon hoạt động hoá các nguyên tử H
α
, tạo điều kiện dễ
dàng cho phản ứng thế
Axetaldehyt có khả năng tham gia các phản ứng sau: phản ứng phân
huỷ, phản ứng cộng , phản ứng polime hoá, phản ứng ngưng tụ
II.1- Phản ứng phân huỷ.

Axetaldehyt có tác dụng của nhiệt độ bị phân huỷ tạo thành metan và
oxit cacbon theo phản ứng.
CH
3
CHO → CH
4
+ CO.
Năng lượng của phản ứng phân huỷ là23,35 cal/mol.
II.2- Phản ứng cộng hợp.
 Phản ứng cộng với nước.
Axetaldehyt cộng nước tạo ra hợp chất hydrat không bền , các hydrat
rắn chỉ được biết đến nh là những nước clo của axetaldehyt bền.
 Phản ứng cộng với hợp chất ammoniac và amin,
22
C
δ+
= O
δ-
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất
Axetalđehyt
CH
3
CHO + NH
3
→ CH
3
CH
2
NH(OH).
CH

3
CHO + NH
2
OH → CH
3
– CH = N – OH + H
2
O.
CH
3
CHO + NH
2
NHC
6
H
5
→ CH
3
– CH = N – NHC
6
H
5
.
Dietyl amin{(C
2
H
5
)
2
NH} thu được khi cho axetaldehyt tác dụng với

ammoniac trong môi trường nước hay dung dịch rượu ammoniac được đun
nóng từ 50 ÷ 70
0
C, với sự có của chất xúc tác Ni và H
2
ở áp suất 12at. Pyridin
và các dẫn xuất của pyridin được sản xuất từ para-andehyt và dung dịch
ammoniac(nước amoniac) với sự có mặt của chất xúc tác ở nhiệt độ cao hơn.
Levi và Othermen đã nghiên cứu phản ứng ở pha hơi của formandehyt,
axetaldehyt và ammoniac ở nhiệt độ 360
0
c với chất xúc tác oxit, 49% sản
lượng pyridin và pycolin thu được nhờ sử dụng chất xúc tác alumo silicat hoạt
hoá, khi cho axetaldehyt phản ứng với ammoniac hoặc amin với nồng độ 6 ÷
7% ở nhiệt độ từ 3 ÷ 25
0
C thì thu được các polime có màu nâu. Axetaldehyt
và các amin được ngưng tụ và tạo thành bazơ schiff lại trở thành ban đầu. Một
số nitơ nhận được rất có lợi trong việc nhận biết axetaldehyt .
 Phản ứng cộng với hợp chất halogen.
Các halogen (Cl
2
,Br
2
,I
2
)có khả năng thay thế nguyên tử hydro của
nhóm metyl. Nguyên tố đó có khả năng phản ứng với axetaldehyt ở nhiệt độ
phòng tạo ra clo-axetaldehyt (ClCH
2

CHO),nếu ta tăng nhiệt độ lên 70 ÷ 80
0
C
thì tạo ra diclo-axetaldehyt (Cl
2
CHCHO) và ở nhiệt độ 80 ÷ 90
0
C tạo ra cloran
(Cl
3
CHO).


Phản ứng thế nguyên tử H bằng nguyên tử clo, ngoài nhiệt độ ra còn
phải sử dụng chất xúc tác là bột antimon hoặc alumino clorua hoặc muối
alorua sắt Bromal (Br
3
CHO) được tạo thành qua nhiều phản ứng tương tự như
trên. Acetylbrom (CH
3
COBr) được coi là bán sảm phẩm của quá trình brom
hoá axetaldehyt trong rượu etylic, axetylclorua (CH
3
COCl) được tạo thành từ
pha khí của axetaldehyt và clorit.
23
ClCH
2
CHO + HCl
CH

3
CHO + Cl
2
Cl
3
CCHO + HCl
CL
2
CHCHO + HCl
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất
Axetalđehyt
Oxy nguyên tử trong axetaldehyt có thể được thay thế bằng penta-
photphoric .Clorit dễ phản ứng với andehyt tạo ra 1,1-dicloetan(CH
3
CHCl
2
).
Hydroclorit và hypoioxit phản ứng với axetaldehyt lần lượt cho cloroform,
Iotroform, photgen được tạo ra bởi phản ứng của cacbon tetraclorrit và
axetaldehyt với sự có mặt của xúc tác nhôm clorit khan. Cloroform phản ứng
với axetaldehyt với sự có mặt của kalihydroxit và nartiamit tạo thành 1,1,1-
trriclo-2-propanol.
 Phản ứng với andehyt và xetol.
Phản ứng của axetaldehyt và formandehyt dư với chất xúc tác là bazơ,
đây là phản ứng rất quan trọng trong công nghiệp để tạo thành pentacrittol
(C(CH
2
OH)
4
).

CH
3
CHO + 3HCHO → (CH
2
OH)
3
CCHO
Sự ngưng tụ andol của 3 mol formandehit với 1 mol axetaldehyt được
nghiên cứu bởi phản ứng Canizarro giữa penta-crythose(HOCH
2
)
3
CCHO là
một sản phẩm trung gian và formandehyt tạo ra pentecrithol(C(CH
2
CO)
4
).
Quá trình nhận được hoàn toàn, sản phẩm trung gian được tạo thành là
pentacrythrose (HOCH
2
)
3
CCHO do phản ứng giữa axetaldehyt formandehyt ở
nhiệt độ 45
0
C có sử dụng oxit magie làm chất xúc tác.
Phản ứng pha hơi của axetaldehyt và formandehyt ở nhiệt độ 45
0
C

trong sự có mặt chất xúc tác là NaOH trên silicagen, cho ta sản phẩm là
acrolin (CH=CHCHO). Với sự có mặt của kim loại, axetaldehyt ngưng tụ
thành dime axetaldol (CH
3
CHOCH
2
CHO) là một sản phẩm trung gian quan
trọng để sản xuất butyandehit và 1-butalnol.
Qua nhiều nghiên cứu cho thấy rằng , chỉ có liên kết hydro giữa
cacbon kề cận nhóm CHO tham gia vào phản ứng ngưng tụ và trao đổi hydro.
Axetaldehyt ngưng tụ tạo ra các aldol với các hỗn hợp cacbon khác chứa các
nguyên tử hydro hoạt động. Rượu hexyl (CH
3
(CH
2
)CH
2
OH) và 2-etyl-1-
butanol, được sản xuất với quy mô công nghiệp bằng sự ngưng tụ axetaldehyt
và butylandehyt trong dung dịch kiềm loãng với sự có mặt của chất xúc tác,
sản phẩm trung gian là acrolin.
Khi axetaldehyt và axeton cho qua lớp xúc tác là nhôm oxit, oxit sắt, ở
400
0
C tạo thành một chất chứa metyl và etyl xeton, phenol, xylennol và
nhựa .Ngưng tụ axetaldehyt với sự có mặt của dimetylamin, hydroclorua tạo
ra các polyenol, chất này có thể được hydrat hoá thành một hợp chất của rượu
24
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất
Axetalđehyt

chứa 4 ÷ 22 nguyên tử cacbon. Thông thường phải sản xuất criton-andehit
(CH
3
CH=CHCHO) bằng quá trình đề hydro hoá andol, nó có thể được sản
xuất trực tiếp từ sự ngưng tụ pha hơi axetaldehyt qua một xúc tác nào đó như
Al-Fe-O.
Quá trình không sử dụng chất xúc tác trong đó critanaldehit được sản
xuất bằng cách đun nóng dung dịch axetaldehyt đến 160
0
C dưới áp suất
450psi đã được áp dụng trong công nghiệp.
Etyl axetat được tạo ra bằng phản ứng ngưng tụ Tishchenko,
axetaldehyt với chất xúc tác là etoxit nhôm hay butoxit phản ứng Tischenko
của axetaldehyt với các andehyt tạo ra hỗn hợp các ete.
 Phản ứng cộng với rượu và phenol.
Quá trình cộng rượu vào axetaldehyt cho ta hợp chất bán axetan, hợp
chất này tạo nên axetan. Với quá trình cộng rượu trong sự có mặt của axit bởi
sự chuyển động của nước. Những diol cho ta cyclic axetan: ví dụ nh 2 metyl-
1,3-dioxolan nhận được từ Etylen glycol và axetaldehyt ,2-metyl- 1,3-dioxan
từ 1,3-propadiol. Sự tạo thành axetan bằng phản ứng pha hơi không có xúc tác
giữa axetaldehyt và ancol ở 350
0
C. Butadien được tạo ra bởi phản ứng giữa
axetaldehyt và etylancol ở nhiệt độ lớn hơn 300
0
C với chất xúc tác là tanta-
silicat. Andol và critandehyt được tạo thành giữa phản ứng của axetaldehyt
với 1-butanol trong sự có mặt của chất xúc tác ở 300
0
C.

Phản ứng giữa một mol Axetaldehyt và phenol với sự có mặt của một
axit vô cơ làm chất xúc tác tạo ra 1,1-bisetan (p-hydroxylphenyl)
{CH
3
CH(C
6
H
4
OH)
2
}. Nếu có chất xúc tác là axit thì axetaldehyt phản ứng với
Ýt nhất 3 mol phenol tạo thành nhựa có khả năng tan.
 Phản ứng với hợp chất cơ magie(RMgX).
Axetaldehyt có khả năng tham gia phản ứng với hợp chất cơ magie để
tạo rượu.
CH
3
CHO + RMgX → CH
3
- CHR – OH
 Phản ứng với hợp chất bissunfit.
CH
3
CHO + NaHSO
3
→ CH
3
- C – SO
3
Na


OH
II.3- phản ứng oxy hoá.
25
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất
Axetalđehyt
Một phần lớn lượng axetaldehyt sản xuất ra trên thế giới thì được sử
dụng cho việc sản xuất axit axetic bằng phản ứng oxy hoá với oxy hoặc không
khí.
CH
3
CHO + 1/2O
2
→ CH
3
COOH.
Axetaldehyt monoperacetic được tạo tạo thành nh là một sản phẩm
trung gian và phản ứng tạo thành peracetic axit và axetaldehyt ở tại nhiệt độ
cao và trong sự có mặt của xúc tác muối sắt hoặc là muối coban. Trong sự có
mặt của muối Mn
2+
,axit axetic nhận được từ axetaldehyt monoperacetal và
trong sự có mặt của muối Co
2+
và Cu
2+
axit anhydric axetic có thể được tạo
thành.
Oxy hoá với axit nitric cho ta glyoxal. Halogen hoá axetaldehyt thì
được chuẩn bị bởi quá trình

26