báo cáo slide ANHYDRIT AXETIC

TIỂU LUẬN MÔN CÔNG NGHỆ TỔNG
HỢP HỢP CHẤT TRUNG GIAN
ĐỀ TÀI: SẢN XUẤT ANHYDRIT AXETIC
GVHD: PGS.TS Nguyễn Hồng Liên
SVTH: Trần Thị Hải Yến

20123745

Trần Thị Thúy Hiền

20123098

Nguyễn Thế Thắng

20123551

Nguyễn Thị Tâm

20123491

Nguyễn Hồng Lê

20123234


TỔNG QUAN VỀ AXETIC ANHYDRIT
-

Công thức tổng quát: (CH3CO)2O

- Điều chế bởi C.Gerhardt vào năm 1852 từ benzoyl clorit và kali axetat nóng

Tính chất vật lý
-Axetic anhydrit có khối lượng phân tử là : 102,09
g/mol.
-Nhiệt độ sôi 138,628 C
-Là chất lỏng không màu, có mùi hăng.
-Có khả năng pha trộn với dung môi phân cực và hòa
tan tốt trong cồn lạnh với tốc độ chận.


Áp suất tới hạn
Nhiệt độ tới hạn
Áp suất hơi

4680kPa
2960C

t, 0C

20

40

60

80

100

p, kPa

0.4

1.7

5.2

13.3

28.7

Tỷ trọng

120
53.3

d2020 1.0838 ; d-19520 1.3290 ; d7920 1.277
d154 (1.0870) lên tới d504 (1.0443)

Chỉ số khúc xạ n20D
n16322nm
n16667.8nm
Hấp thụ tia UV lớn nhất
Nhiệt dung riêng
( 23-1220C)
Nhiệt hóa hơi
ở 18.50C
ở 1370C
Nhiệt cháy ở 250C

Độ dẫn nhiệt ở 250C
Độ dẫn điện ở 200C
Hằng số điện môi ở 200C
Độ nhớt
ở 150C
ở 300C
Hệ số giãn nở
ở 180C
Hằng số nén đoạn nhiệt

1.39038
1.4174
1.3897
217 nm
1.817 J/g

496.5 J/g
276.7 J/g
1804.5 kJ/mol
2.215 mJ cm-1 s-1 K-1
2.3 × 10-8 Ω-1 cm-1
20.5
0.971 Pa.s
0.783 Pa.s
1.13 × 10-9 K-1
4.86 × 108 cm2/N


Tính chất hóa học


  Phản ứng axetyl hóa:

 Phản ứng O-axetyl hóa (nhóm –OH):
- Axetic anhydrit dễ dàng phản ứng với nhóm –OH trong ancol
- Sản phẩm có tính phân cực và tính axit mạnh → thích hợp sử dụng làm xúc tác
cho một số quá trình.
- Phản ứng của axetic anhydrit với hydropeoxit tạo axit axetic hoặc diaxetylperoxit
tùy thuộc vào tỷ lệ mol chất phản ứng:
(CH3CO)2O + 2 H2O2 ↔ 2CH3CO3H
(CH3CO)2O + H2O2 CH3COOH + CH3CO3H
(CH3CO)2O + CH3CO3H ↔ CH3CO-OO-COCH3 + CH3COOH


 Phản ứng N-axetyl hóa ( nhóm NH)
- Phương trình tổng quát :
RR’NH + (CH3CO)2O → RR’N-COCH3 + CH3COOH
Trong đó R,R’ là các nhóm alkyl.
•

Đối với các amin:

- Phản ứng N- axetyl hóa xảy ra dễ dàng hơn so với axetyl hóa nhóm –OH

•

Đối với các amit và cacbamit:

- Sản phẩm tính axit mạnh tương đương với axit sunfuric nên được sử dụng như chất xúc tác mang
tính axit. Sản phẩm của phản ứng này được ứng dụng rộng rãi như : N,N,N’,N’tetraacetylethylenediamine, (CH3CO)2NCH2CH2N(COCH3)2 và 2,4,6,8tetraacetylazabicyclononane-3,7-dione.

 Phản ứng C-axetyl hóa ( nhóm liên kết CH):
- Các chất chứa liên kết CH hoạt động có thể axetyl hóa với axetic anhydrit dưới sự trợ giúp của
một chất xúc tác nhất định như :
+ Quá trình sản xuất ethyl α-cyanoacetoacetate và phản ứng Friedel-Crafts của axetic anhydrit với
hydrocarbon thơm…
+ Phản ứng của xeton với axetic anhydrit sử dụng xúc tác BF3 tạo β-dixeton.
+ Quá trình tạo metyl xeton không no có thể từ axetyl hóa olefin với axetic anhydrite, xúc tác sử
dụng là ZnCl2:


 Ngoài ra còn có các phản ứng axetyl hóa khác :
•

Phản ứng axetyl hóa với axit vô cơ:

- Phản ứng tổng hợp axetyl nitrat-tác nhân nitrat trong hữu cơ
- Phản ứng của axetic anhydrit với axit phosphorous tạo 1-hydroxyethane-1,1-diphosphoni
axit:

•

Phản ứng axetyl hóa với các muối:

- Các muối khác nhau phản ứng với các anhydrite tương tự như các axit tương ứng:
- Phương pháp chung để tạo các vinyl xeton đều từ cơ sở phản ứng của magie bromit với
axetic anhydrit :


•

Phản ứng tạo axetoxy silan:

•

Phản ứng cộng kết nối đôi C=C:

•

Phản ứng với N-oxit:

•

Phản ứng với S-oxit:

•

Phản ứng tạo các axylat và vinyl axetat:
RCHO + (CH3CO)2O → RCH(OCOCH3)2
Khi có sẵn nguyên tử α-hydro


 Phản ứng dehydrat hóa:
Acetic anhydrit được sử dụng như một tác nhân dehydat hóa( ứng dụng trong sản xuất thuốc nổ)
- Một ví dụ quan trọng của quá trình dehydat hóa là sản xuất hexogen( 1,3,5-trinitrohexahydro 1,3,5triazin):

Phản ứng của các α-proton:
- Phản ứng Perkin được áp dụng để sản xuất α,β- các axit không no từ các andehyt thơm:

 Phản ứng tạo hợp kim hữu cơ bạc kenteni:

ỨNG DỤNG CỦA ANHYDRIT AXETIC
 Anhydrit axetic dùng làm thuốc nhuộm vải, dầu phanh, dược phẩm, dùng làm
thuộc diệt cỏ….


Tạo xenlulo axetat


Tình hình sử dụng của anhydrit axetic trên thế giới


Công nghệ sản xuất anhydrit axetic

 - Sản xuất anhydrit axetic từ axit axetic.
 - Sản xuất anhydrit axetic từ axit axetic và axeton.
 - Sản xuất anhydrit axetic bằng oxy hóa axetaldehyt.


Sản xuất axetic anhydrit từ axit axetic
 Gồm 2 quá trình
- Nhiệt phân axit axetic thành kêtne
- Phản ứng của ketene với axit axetic
 Các phản ứng chính
 CH3-COOH → CH2=CO
∆Ho298 = 147 kJ/mol

+ H2O

 CH2=CO + CH3-COOH → (CH3CO)2 O
∆Ho298 = -63 kJ/mol

(1)
(2)


Sơ đồ công nghệ


Sản xuất anhydrite axetic từ acetone và axit axetic
 Gồm 2 quá trình:
- Nhiệt phân acetone tạo ketene.
-Hấp thụ ketene trong acetic acid.
 Phản ứng chính :
CH3-CO-CH3 → CH2=CO + CH4

(1)

∆Ho298 = 124 kJ/mol
CH3-COOH + CH2= CO → (CH3-CO)2O
∆Ho298 = -63 kJ/mol

(2)


Sơ đồ công nghệ


Sản xuất anhydrit axetic bằng quá trình oxi hóa

acetaldehyde .
. Cơ

sở quá trình :


 Các phản ứng phụ xảy ra :
- Sự thủy phân của anhydride acetic tạo acid .
-Quá trình oxy hóa của acetic anhydride bởi peracetic acid tạo diacetyl peroxide
(CH3CO)2O2 và acetic acid .
-Sự Phân hủy của peroxide bởi nước tạo sản phẩm peracetic và acid
Trong công nghiệp :
 -Một số yêu cầu kỹ thuật nhất định , chúng có thể đạt được nếu có mặt của các chất pha
loãng và xúc tác .


-Những chất pha loãng nhằm giảm tỷ lệ thủy phân và cũng làm giảm nồng độ
acetaldehyde để hạn chế nguy cơ gây nổ .

 -Các dung dịch pha loãng được sử dụng rộng rãi nhất là acid axetic và ethyl acetate
nhưng các hợp chất thơm ( benzen ) các hợp chất clo (carbon tetrachloride ,clorobenzen
, etc) và hợp chất xeton (cyclo-hexanone) cũng có thể được sử dụng .
 Tùy theo công nghệ áp dụng, độ chuyển hóa từ 30 - 80% và hiệu suất mol từ 50 - 80%
đối với anhydrit axetic và 15 - 45% đối với axit.


Sơ đồ công nghệ


Các quá trình khác

Anhydrit axetic được tạo thành bởi sự phân hủy nhiệt của etyliden
diaxetat bởi phản ứng sau:
CH3-CH(OCO-CH3)2 →CH3-CHO + (CH3-CO)2O
Etyliden diaxetat thu được bởi sục axetylen trong axit axetic băng ở
60-85°C,
với xúc tác axetat thủy ngân và sunfat thủy ngân,phản ứng xảy ra như
sau:

Sự phân hủy xảy ra cả ở trong thiết bị chưng cất ở nhiệt độ 300-400°C và
áp suất khí quyển hoặc ở 150°C
dưới điều kiện áp suất chân không, sự có mặt của 1-3% Natri
pyrophosphat hoặc ZnCl2


Đánh giá và lựa chọn công nghệ
Quá trình

Keten từ axit axetic

Keten từ axeton

Oxy hóa axetaldehyt

Loại công nghệ
Vốn đầu tư (106
USD)
Lượng chất tiêu thụ
cho mỗi tấn sản
phẩm anhydrit
axetic

+)Nguyên liệu đầu
Axit axetic(t)
Axeton (t)
Axetaldehyt(t)

Celanese
15

Courtaulds
19

Usines de Melle
23

1,3
-

0.65
0.85
-

1.1

4.0
390
7

4.5
50
30

0.2
0.03
2.0
1000
-

5

5

5

Sản phẩm phụ
+)axit axetic
+)sản phẩm nhẹ
Hơi nước(t)
Điện (kWh)
Nhiên liệu(106 kJ)
Nhân công mỗi ca
vận hành
Hóa chất và xúc tác
(USD)


Vậy từ bảng so sánh trên nhận thấy công nghệ sản xuất anhydrit
axetic từ axit axetic của hãng Celanese là phù hợp nhất do cho phí
đầu tư thấp,không tạo sản phẩm phụ,chi phí cho hóa chất và xúc tác
thấp.

Tính chất nguyên liệu
1.Tính chất vật lý
Axit axetic là chất lỏng không màu,trong suốt,có mùi hăng chua,khi bị làm lạnh
đóng rắn thành dạng tinh thể
Axit axetic có nhiệt độ nóng chảy là 16.66°C,nhiệt độ sôi 117.9°C ở áp suất 101.3
kPa,khối lượng riêng là 1.05 g/cm3
Axit axetic tan trong nước,rượu,axeton,tan tốt trong xenluloza và các nitro xenluloza
Dung dịch axit axetic có tính ăn mòn mạnh