Đề cương công nghệ hóa học hữu cơ

MỤC LỤC
Câu 1: Cơ chế tạo thành sản phẩm của phản ứng oxy hóa mạch gốc?...............................................2
Câu 2 : Hãy nêu quá trình điều chế axit axetic và anhydric axetic?.....................................................8
* Axit axetic:.....................................................................................................................................8
1. Tổng hợp từ metanol và CO (PP 1): công nghệ của BASF.......................................................8
3. Oxy hóa axetandehit: (PP 3)....................................................................................................9
* Anhydrit axetic:.............................................................................................................................9
Câu 3: Mô tả sơ đồ công nghệ sản xuất etylen oxit theo quá trình oxy hóa etylen bằng oxy kỹ
thuật?...................................................................................................................................................9
Câu 4: Hãy nêu cơ chế và đưa ra ví dụ quá trình clo hóa theo cơ chế gốc và cơ chế xúc tác ion?...11
Câu 5: Các phương pháp chính và điều kiện điều chế vinylclorua (VC)?..........................................13
1. Tổng hợp VC từ Etylen:...............................................................................................................13
2. Tổng hợp VC từ Axetylen:...........................................................................................................13
Câu 6: Sơ đồ công nghệ quá trình điều chế dicloetan (EDC) ?..........................................................14
Câu 7: Giải thích cơ chế thủy phân của dẫn xuất chứa clo?..............................................................15
Câu 8: Hãy nêu lý thuyết giải thích quá trình hydrat hóa trực tiếp etylen........................................16
Câu 9: Giải thích cơ chế ankyl hóa khi có mặt chất xúc tác nhôm clorua?.......................................17
Câu 10: Sơ đồ công nghệ quá trình điều chế chất tẩy rửa trên cơ sở ankylsunfat?.........................18
Câu 11: Hãy nêu hệ xúc tác sử dụng trong sản xuất công nghiệp styren bằng quá trình dehydro hóa
etylphenyl (Etylbenzen)?....................................................................................................................19
Câu 12: Hãy nêu các giai đoạn chính và điều kiện sản xuất công nghiệp axit adipic?......................19
Câu 13: Nêu các dạng cấu trúc xenlulozo và ứng dụng của nó.........................................................20
Câu 14: Hãy nêu đặc điểm của quá trình trùng hợp và quá trình trùng ngưng tổng hợp polyme?. 21
Câu 15: Các phương pháp tách, chiết hợp chất tự nhiên?................................................................22
Câu 16: Các ứng dụng của chất hoạt động bề mặt (CHĐBM) và đưa ra 1 ví dụ cụ thể?...................23
Câu 17: Hãy nêu đặc trưng cấu trúc của dioxin và độc tính của nó?................................................23
Câu 18: Công nghệ chế biến các chất hữu cơ và môi trường?..........................................................26
Câu 19: Các phương pháp xử lý môi trường nước khi bị ô nhiễm bởi các chất hữu cơ?.................27
Câu 20: Hãy nêu các phương pháp xử lý nhiệt các hơi hữu cơ trong môi trường?..........................29

1

Câu 1: Cơ chế tạo thành sản phẩm của phản ứng oxy hóa mạch gốc?
Cơ chế chuỗi gốc của phản ứng gồm ba giai đoạn:
- Tạo gốc tự do:
Phát sinh chuỗi: Ban đầu gốc tự do được tạo thành nhờ các chất khơi mào như
pcroxyt hoặc nhờ quá trinh oxy hoá các hợp chất hữu cơ, hoặc nhờ phản ứng xúc tác
với oxy.
RH + O2

→ R + HOO●

Co2+ + O2 → Co3 +-O-O●
Khi quá trình oxy hoá đã phát triển, gốc tự do còn tạo thành do nhiều phản ứng
khác, đó là quá trình phân nhánh chuỗi.
Ở nhiệt độ cao, trong pha khí, phân nhánh chuỗi là phản ứng oxy hoá aldehyt:
RCHO + O2 → RC=O + HOO●
Ở nhiệt độ vừa phải, trong pha lỏng, phân nhánh chuỗi là các phản ứng:
Phân huỷ hydroperoxyt theo hai phản ứng:
ROOH → RO● + ●OH
2 ROOH → ROO● + RO● + H2O
Phân hủy peraxit: 2RCOOOH

→ RCOO● + HO●

Phản ứng với xúc tác, đưa kim loại về trạng thái hoá trị cao:
ROOH + Co2+ → RO + Co3+ + HORCOOOH + Co2+ → RCOO● + Co3+ + HOOxy hoá hydroperoxyt, aldehyt, hydrocacbon bởi kim loại xúc tác:
ROOH + Mn3+ → ROO● + Mn2+ + H+
RCHO + Mn3+ → RC=O + Mn2+ + H+
RH + Mn3+ → R● + Mn2+ + H+

2


- Phát triển chuỗi:
Phát triển chuỗi là quá trình hình thành các sản phẩm phân tử của phản ứng
oxy hoá hợp chất hữu cơ và tái tạo gốc tự do để tiếp tục chuỗi phản ứng.
Hydroperoxyt là sản phẩm phân tử được hình thành đầu tiên, theo phản ứng:
R● + O2 → ROO●
ROO ● + RH → ROOH + R ●
Phản ứng giữa gốc peroxyt và hydrocacbon quyết định cấu tạo của hydroperoxyt
tạo thành và các sản phẩm tiếp theo. Khả năng phản ứng của nguyên tử hydro trong
hydrocacbon tuân theo quy luật bậc 3 > bậc 2 > bậc 1. Nhìn chung, các hydroperoxyt
không bền, dễ bị phân huỷ tiếp trong quá trình oxy hoá. Tuy nhiên, các hydroperoxyt
bậc 3 bền vững và dược coi như là sản phẩm công nghiệp, ví dụ tert-butyl
hydroperoxyt, hydroperoxyt isopropyl benzen...
Rượu, aldehyt, xeton là các sản phẩm được tạo thành tiếp theo trong quá trình
oxy hoá. Chúng được hình thành từ hai nguồn hydroperoxyt và gốc peroxyt. Tỷ lệ giữa
hai loại chuyển hoá này phụ thuộc vằo các yếu tố như nhiệt độ, pha (lỏng, khí), có hay
không có xúc tác...
Trong điều kiện nhiệt độ vừa phải, pha lỏng, không có xúc tác, các sản phẩm được
hình thành từ quá trình chuyển hoá hydroperoxyt:
Từ hydroperoxyt bậc 1, quá trình chuyển hoá tạo sản phẩm rượu và aldehyt:
RCH2OOH + R● → ROH + RCH2 O●
RCH2 O● + RH → RCH2OH + R●
RCH2OOH + ●OH → RCHOOH + H2O
RCHOOH → RCHO + ●OH
Từ hydroperoxyt bậc 2, rượu và xeton được tạo thành song song với tỷ lệ tương đương:

3

Từ hydroperoxyt bậc 3, trong chuỗi quá trình chuyển hoá sẽ xảy ra đứt mạch cacbon tạo
thành không chỉ rượu với cùng số nguyên tử C mà còn tạo thành rượu và xeton mạch
ngắn hơn.

Khi oxy hoá nhóm metyl mạch nhánh của hydrocacbon thơm, sản phẩm chính dược
tạo thành là aldehyt:

Rượu được tạo thành cũng có khả năng chuyển hoá tiếp thành xeton theo cách
gốc peroxyt tấn công nguyên tử hydro tại cacbon có nhóm OH. Đây cũng là phương
pháp sản xuất H2 02chủ yếu hiện nay (trên 95%).

4


Khi tăng nhiệt độ, một phần sản phẩm sẽ được tạo thành trực tiếp từ gốc
peroxyt (thường là bậc 2):

Khi tiến hành phản ứng ở điều kiện pha lỏng, có xúc tác axetat mangan, coban,
thì xúc tác sẽ tạo phức với gốc peroxy

Khi quá trình được thực hiện ở pha khí, nhiệt độ cao, tất cả các sản phẩm đuợc tạo
thành trực tiếp từ gốc peroxyt mà không qua giai đoạn hình thành sản phẩm
hydroperoxyt, đồng thời đứt mạch cacbon, tạo rượu và aldehyt.
CH3CH2 -CH2 -OO ● → HCHO + CH3 CH2 O●
CH3 CH2O●

+ C3 H8 → CH3-CH2-OH + C3 H7

5


Các sản phẩm tiếp theo của quá trình oxy hoá là các axit cacboxylic. Chúng có thể
có cùng số nguyên tử C như trong hydrocacbon ban đầu khi oxy hoá nhóm metyl trong
mạch nhánh hydrocacbon thơm (ví dụ toluen) tạo thành hydroperoxyt bậc 1:

Với aldehyt, chúng là các chất dễ bị oxy hoá nhất. Khi oxy hoá sẽ tạo thành gốc
axyl, peraxyl và peraxit.

Trong công nghiệp, peraxit phản ứng với aldehyt tạo thành hợp chất trung gian
peroxyt và chuyển hoá thành axit:

Khi oxy hoá parafin, naphten, hydrocacbon thơm có mạch nhánh chứa nhiều hơn
1 C sẽ tạo thành hydroperoxyt bậc 2 và tiếp tục tạo xeton. Tuy nhiên các xeton này dễ
bị oxy hoá hơn cả các hydrocacbon ban đầu và chủ yếu đứt liên kết C-H tại vị trí Cα so
với nhóm cacbonyl, hình thành nên gốc α-xeto alkyl. Gốc này tiếp tục được oxy hoá
thành gốc α-xeto peroxyt và α-xeto hydroperoxyt:

6


7


α-xeto hydroperoxyt chuyển hoá tạo thành axit đứt mạch c (axit có số nguyên tử C nhỏ
hơn hydrocacbon ban đầu) theo cơ chế ion (tự xúc tác) hay cơ chế gốc như sau:

Khi tiến hành oxy hoá trong điều kiện có mặt hỗn hợp xúc tác CoAc 2 hoặc MnAc2
với muối đồng, sản phẩm hình thành sẽ là các anhydrit:

8


- Đứt chuỗi:
Đứt chuỗi trong quá trình oxy hoá có thể xảy ra do những yếu tố khác nhau, và phụ
thuộc vào điều kiện tiến hành phản ứng. Nếu quá trình thực hiện trong pha khí, các gốc
tự do va đập vào thành thiết bị và bị hấp phụ lên đó. Trong trường hợp tiến hành phản
ứng trong pha lỏng, do liên kết hydro, xảy ra đứt chuỗi bình phương ở các gốc giàu nhất
trong hỗn hợp phản ứng, tạo sản phẩm phân tử. Và một yếu tố quan trọng khác có tác
động làm đứt chuỗi phản ứng, đó là các chất hãm. Khi quá trình oxy hoá ở trạng thái
dừng, vân tốc đứt chuỗi bằng vận tốc tạo gốc tự do từ phản ứng phân nhánh.
Câu 2 : Hãy nêu quá trình điều chế axit axetic và anhydric axetic?
* Axit axetic:
- Có 3 PP tổng hợp chính:
1.Tổng hợp metanol và CO
2. Oxy hóa trực tiếp các hợp chất no
3. Quá trình oxh axetandehyt
1. Tổng hợp từ metanol và CO (PP 1): công nghệ của BASF
- Bản chất của công nghệ BASF là sử dụng hệ xúc tác Cacbonyl coban với chất kích động
xúc tác là iodua CoI2 để tái sinh tại chỗ Co2(CO)8 và HI.

9


- Sự có mặt của iodua làm cho việc tác gốc OH dễ dàng hơn. Sự có mặt của Co là để làm
tránh sự tạo phức của iodua.
- SP axit axetic đầu ra có hiệu suất và tính chọn lọc cao.
2. Oxy hóa Ethanol (PP 2):
- Quá trình này liên quan đến nguyên liệu sinh khối được chuyển thành ethanol (sử

dụng men) để sản xuất axit axetic bằng phương pháp oxh trong pha khí.
- Lên men giấm rượu etylic:
C2H5OH + O2 CH3 – COOH + H2O
3. Oxy hóa axetandehit: (PP 3)
- Phương pháp hiện đại để điều chế axit axetic là tổng hợp từ axetilen.

* Anhydrit axetic:
- Thực hiện quá trình este hóa:
2CH3OH + 2CH3COOH → 2CH3COOCH3 + 2H2O
- Thực hiện quá trình cacbonyl hóa và dùng hệ xúc tác:
2CH3COOCH3 + 2CO → 2(CH3CO)2O

10


Hệ xúc tác cho pư gồm các kim loại nhóm 8 kết hợp với gốc cacbonyl hoặc gốc halogen.
Đặc biệt sd rhodi halie hoặc một phức kim loại. Sử dụng chất kích động xúc tác là các
hợp chất hữu cơ halogen như alkyl. Đặc biệt sử dụng methyl iodua.
- Anhydrit axetic được sinh ra vẫn sẽ lẫn với nước, axit axetic và hỗn hợp chất xúc tác,
chất kích động sẽ được đi chưng cất để tách. SP đỉnh sẽ là hơi este còn dư, SP trung
gian ở giữa là anhydrit axetic và axit axetic, SP đáy chất xúc tác và chất kích động.
- Pư tổng hợp cho cả quá trình:
CH3OH + CO → (CH3CO)2O
Câu 3: Mô tả sơ đồ công nghệ sản xuất etylen oxit theo quá trình oxy hóa etylen bằng
oxy kỹ thuật?
 Phương trình phản ứng:



Điều kiện phản ứng:

-

Nhiệt độ: 260 – 290oC

-

Áp suất: 1 – 3 Mpa

-

Thời gian phản ứng: 1 – 4 (s)

-

Phải duy trì nồng độ etylen < 3% thể tích dưới giới hạn nổ nên dùng khí trơ: N 2, CH4.



Quy trình công nghệ:

11




Thuyết minh quy trình:

Ban đầu, nguyên liệu gồm C2H4, O2 (tinh khiết 99%), chất ức chế được đưa vào tháp
phản ứng (a); tại đây phản ứng diễn ra. Sau đó, dòng sản phẩm được trao đổi nhiệt với

nguyên liệu rồi đưa đến tháp hấp thụ EO (b); trên đỉnh tháp là dòng khí nguyên liệu
chưa phản ứng, CO2, khí trơ, một phần nhỏ sản phẩm được đưa đến tháp tách CO 2 (c),
(d) rồi được tuần hoàn trở lại tháp (a); phần đáy tháp là sản phẩm được đưa đến tháp
nhả hấp thụ (k). Tại đây, dòng trên đỉnh tháp (k) là sản phẩm được đưa đến tháp tách
sản phẩm nhẹ (l) rồi đưa đến tháp tinh chế EO (m); dòng đáy tháp chứa 1 lượng nhỏ EO
được thủy phân trong nước để thu Glycol. Tháp (k), phần sản phẩm có thể có lẫn CO 2,
khí trơ làm ảnh hưởng đến hiệu suất nên được đưa đến tháp tách EO (b) rồi đi qua
tháp hấp thụ và nhả hấp CO2 rồi quay lại tháp (k) thực hiện quá trình nhả hấp thụ EO.

12


Câu 4: Hãy nêu cơ chế và đưa ra ví dụ quá trình clo hóa theo cơ chế gốc và cơ chế xúc
tác ion?
 Cơ chế Quá trình clo hóa theo cơ chế gốc xảy ra theo 3 giai đoạn : phát sinh mạch,
phát triển mạch và đứt mạch. Tùy vào điều kiện phản ứng giai đoạn phát sinh mạch
và đứt mạch có thể xảy ra theo các kiểu clo hóa nhiệt, quang và khơi mào.
 Giai đoạn phát sinh mạch: tạo gốc tự do
- Clo hóa nhiệt : phản ứng pha khí, gốc tự do được hình thành do nhiệt độ cao
với sự tham gia của thành thiết bị :
Cl2 + thành thiết bị � Cl* + Clhấp phụ
- Clo hóa quang : gốc tự do được tạo thành do hấp thụ lượng tử
Cl2 + hv � 2 Cl*
- Clo hóa có chất khơi mào ( chất dễ bị phân hủy thành gốc tự do ở nhiệt độ
thường)
Ví dụ như peroxyt benzoil:
(C6H5COO) 2 � 2C6 H5COO* � 2C6H5*  2CO 2

C6 H5*  Cl2 � C6 H5Cl  Cl*
 Giai đoạn phát triển mạch:

RH  Cl* � R *  HCl
R *  Cl 2 � RCl  Cl*
 Đứt mạch:
- Clo hóa nhiệt :Cl* + thành thiết bị � Clhấp phụ
- Clo hóa quang và clo hóa khơi mào: phản ứng bị dừng lại do hai gốc tự do kết
hợp với nhau quá trình này còn được gọi là quá trình đứt mạch bình phương:

2RCH 2  CH 2* � RCH 2  CH 2  CH 2  CH 2R
Hoặc

2RCH 2  CH 2* � RCH  CH 2  RCH 2  CH 3
13


Hoặc

2Cl* � Cl2

Hoặc

R *  Cl* � RCl

- Đứt mạch do có tạp chất: phenol, S, Oxi (các chất hãm). Các tạp chất tác dụng
với gốc hoạt động tạo thành gốc không hoạt động do đó nguyên liệu cần phải
sạch:
*
*
Ví dụ : O 2  R � ROO (không hoạt động)

 Cơ chế Quá trình clo hóa theo cơ chế xúc tác ion:

1. Cộng clo
 Xúc tác axit lewis (FeCl3) tăng cường quá trình tạo thành ion cacboni
 Cơ chế : cộng electrophyl (halogen hóa xúc tác ion):


Cl2

���
�
CH 2  CH 2 ��
��
��
�
�CH 2  CH 2 � CH 2Cl  C H 2  FeCl 4 � CH 2Cl  CH 2Cl  FeCl3
 FeCl3

�

Cl � Cl � FeCl3
- Đối với phản ứng cộng electrophyl độ phản ứng giảm dần theo dãy sau:
RCH  CH 2  CH 2  CH 2  CH 2  CHCl  CH 2  CH  COOH
2. Phản ứng clo hidrin hóa(phản ứng cộng clo có mặt của nước): cơ chế cộng
electrophyl


 Cl



2�

 H2O
 Cl
���
RCH  CH 2 ���
� R C H  CH 2Cl ����
RCHOH  CH 2Cl
� RCH  CH 2 ���

�

H

Cl � Cl

14


Câu 5: Các phương pháp chính và điều kiện điều chế vinylclorua (VC)?
1. Tổng hợp VC từ Etylen:
- Xúc tác FeCl3, tận dụng khả năng phân cực của Clo, tấn công vào nối đôi của Etylen:
FeCl3 + Cl2 → FeCl4¯…Cl+
FeCl4¯…Cl+ + CH2= CH2 → FeCl3 + CH2Cl - CH2Cl
- Nhiệt phân EDC tạo VC: (phản ứng phân hủy thu nhiệt)
CH2Cl - CH2Cl → CH2= CH2Cl + HCl
Khơi mào:

ClCH2 - CH2Cl → ClCH2 - CH2● + Cl●

Phát triển mạch:

Cl● + ClCH2 - CH2Cl → ClCH2 - CHCl● + HCl
ClCH2 - CHCl● → CH2= CHCl + Cl●

Đứt mạch:

Cl● + ClCH2 – CH2● → CH2= CHCl + HCl

- Điều kiện: Phản ứng bắt đầu xảy ra ở 300 oC, áp suất khí quyển. Nhưng phản ứng đạt
tốc độ cao ở 400-550oC
2. Tổng hợp VC từ Axetylen:
- Phản ứng cộng HCl và axetylen:

CH ≡ CH + HCl → CH2=CHCl
15


- Quá trình cộng HCl vào axetylen xảy ra liên tiếp tạo VC và 1,1-dicloetan:
CH ≡ CH + HCl → CH2=CHCl + HCl → CH3CHCl2
- Sử dụng xúc tác để làm tăng vận tốc giai đoạn đầu tiên. Xúc tác cho mục đích này là
muối Hg+ và Cu2+. Quá trình có thể thực hiện được ở cả pha khí và lỏng
Người ta thường dùng HgCl2, ngoài phản ứng cơ bản nó còn tăng tốc độ phản ứng
hydrat hóa axetylen tạo thành axetandehyt. Do vậy người ta thực hiện quá trình ở pha
khí và ở 150-200oC.
+ Pha lỏng: Sử dụng xúc tác có thành phần: Cu 2Cl2 23%, NH4Cl 16%, CaCl2 hòa tan trong
HCl 12-15%.

CH ≡ CH + Cu2+ → HC ≡ C – CH = CH2

+ Pha khí: Nhiệt độ phản ứng là 110-170oC.
HgCl

CH ≡ CH + HgCl 2 → CHCl = CH –
Vinyl clorua

Câu 6: Sơ đồ công nghệ quá trình điều chế dicloetan (EDC) ?
Hoạt động của sơ đồ:
- Clo và etylen đưa vào tháp 1, tại đây xảy ra phản ứng clo hóa trực tiếp etylen ở nhiệt
độ 85-90oC (gần với nhiệt độ sôi của EDC = 83,7oC). Sản phẩm đi ra ở thể khí nên tránh
được sự kéo theo của xúc tác và cho phép lấy nhiệt tạo ra bởi phản ứng bay hơi từng
phần dẫn đến đơn giản hóa công đoạn chưng cất.
- Tuy nhiên khoảng 5% khối lượng sản phẩm sẽ mất mát trong quá trình làm sạch xúc
tác. Do đó sau tháp 1 sẽ có cột hồi lưu.
+ Pha lỏng được tách đồng thời tuần hoàn sản phẩm nặng đưa đến thiết bị làm sạch
thu hồi EDC tinh khiết.
+ Sản phẩm khí của quá trình chưng cất được đưa đi đun nóng và EDC thô được mang
đi ổn định nhờ tháp chưng cất còn phần khí thu hồi trên đỉnh đưa tới phần cất ngọn.
16


Sơ đồ: công nghệ clo hóa trực tiếp etylen ở nhiệt độ cao
1. Thiết bị phản ứng

2. Tháp hồi lưu

3. Tháp ổn định

4. Lò nung

Câu 7: Giải thích cơ chế thủy phân của dẫn xuất chứa clo?
Độ âm điện của halogen nói chung đều lớn hơn của cacbon. Vì thế liên kết cacbonhalogen là liên kết phân cực, halogen mang một phần điện tích âm còn cacbon mang

một phần điện tích dương, nguyên tử halogen dễ bị kéo ra khỏi liên kết bởi các dung
môi phân cực khác. Tùy thuộc vào bản chất của dẫn xuất halogen và điều kiện tiến hành
phản ứng, sự thế nguyên tử halogen có thể xảy ra theo những cơ chế khác nhau.
VD: Dẫn xuất halogen no bậc III dưới tác dụng của dung môi phân cực bị phân cắt dị li
ở mức độ không đáng kể (vì chiều nghịch luôn chiếm ưu thế):

Cacbocation sinh ra kết hợp ngay với OH- tạo thành ancol:
17


Giai đoạn (2) xảy ra nhanh và không thuận nghịch, vì thế nó làm cho cân bằng (1)
chuyển dịch về phía phải, dẫn tới sự thế hoàn toàn Br bằng OH.
Câu 8: Hãy nêu lý thuyết giải thích quá trình hydrat hóa trực tiếp etylen
Cho etyle hợp nước ở điều kiện t = 2800C – 3000C, P = 70-80 atm với chất xúc tác là axit
wolframic (H2WO4) hoặc axit phosphoric (H3PO4):
H2C = CH2 + H2O → CH3 - CH2 - OH
∆H = -46,2 kJ/mol
Cơ chế quá trình hydrat hóa trực tiếp etylen xảy ra theo 3 giai đoạn:

Câu 9: Giải thích cơ chế ankyl hóa khi có mặt chất xúc tác nhôm clorua?
- Pư alkyl hóa khi có mặt xúc tác Nhôm clorua (axit lewis) đgl pư alkyl hóa theo Friedel –
Crafts và xảy ra theo cơ chế thế electrophin.
- Đối với tác nhân alkyl hóa là alkyl halogenua, cơ chế như hình sau:
A Al

18

Al
Al

- Đối với tác nhân là vòng thơm:

Câu 10: Sơ đồ công nghệ quá trình

điều chế chất tẩy rửa

trên cơ sở ankylsunfat?

19


Sơ đồ công nghệ sản xuất chất tẩy rửa trên cơ sở ankylsunfat
1-Thiết bị phản ứng; 2- thiết bị lọc; 3- thiết bị hấp thụ; 4,6- thiết bị trung hòa
5- thiết bị làm lạnh; 7- thiết bị trộn; 8- thiết bị sấy phun; 9- xyclon;
10- băng tải; 11- bơm
Rượu, không khí và khí SO3 được đưa liên tục vào thiết bị (1) dạng màng.
Khí thoát ra từ thiết bị (1) được tách bởi thiết bị lọc (2), sau đó được hấp thụ tại thiết bị
hấp thụ (3) để làm sạch khí SO3. Ankylsunfuric axit được đưa qua thiết bị trung hòa (4)
có kèm theo làm lạnh (5), tại đây nhiệt độ không vượt quá 60 0C. nó tiếp tục được trung
hòa chính xác ởTB(6) tức hỗn hợp qua thiết bị này sẽ có pH=7 ( kiểm tra bằng pH kế).
hỗn hợp đã qua trung hòa đi vào thiết bị trộn(7), ở đây người ta cho thêm chất phụ gia
như phosphat, soda, chất tẩy, cacboxymetyl xenlulo để tạo thành chất tẩy rửa. hỗn hợp
thu được sẽ được bơm vào thiết bị sấy phun (8). Các hạt rắn sẽ được thu hồi ở
xyclon(9). Bột giặt thành phẩm từ thiết bị (8),(9) được truyền qua công đoạn đóng gói
theo băng tải (10).

20

Câu 11: Hãy nêu hệ xúc tác sử dụng trong sản xuất công nghiệp styren bằng quá trình
dehydro hóa etylphenyl (Etylbenzen)?
Hệ xúc tác sử dụng trong sản xuất công nghiệp styren bằng quá trình dehydro
hóa etylphenyl là:
-

khi có sự có mặt của hơi nước, làm lạnh nhanh khí sản phẩm
Hơi nước nhằm:
+ cung cấp nhiệt cho phản ứng
+ giảm nhiệt lượng cung cấp cho 1 đơn vị thể tích V
+ giảm áp suất riêng phần của H-C

→ Phản ứng chuyển dịch về phía styrene, giảm lượng cốc tạo thành nhưng
nhiệt, áp suất phản ứng vẫn cao
-

Hiện nay sử dụng xúc tác gồm 5 cấu tử:

+ cấu tử hoạt động: Fe2O3
+ chất ổn định : Cr2O3 ; Al2O3 ; Mg
+ chất ức chế tạo cốc : K2O
+ chất khơi mào : Cu2O; V2O5; AgO
+ chất kết dính : aluminat canxi Ca(AlO2)2
Câu 12: Hãy nêu các giai đoạn chính và điều kiện sản xuất công nghiệp axit adipic?
* Các giai đoạn chính trong sx công nghiệ axit adipic: 2 quá trình
- Quá trình A: oxy hóa với axit nitric, nhiệt độ và áp suất trung
+ Oxh cyclohexane để tạo thành hỗn hợp K-A oil
+ Oxh hóa hỗn hợp K-A oil cùng HNO3 với hệ xúc tác đồng (II) và ammonium metavandate. (khối lượng xúc tác chiếm 0,2%)
+ SP axit adipic đầu ra vẫn lẫn hơi nước và các oxit nito. Ta phải làm khô, làm mát, sử
dụng không khí để tấy trắng và loại bỏ oxit nito, sử dụng dibasic axit (DBA) để phục hồi

axit nitric tuần hoàn lại qui trình.
- Quá trình B: oxy hóa với ozon - UV ở nhiệt độ và áp suất thường
21


+ Oxh cyclohexane bằng ozon với xúc tác là HCl 0,5M có chiếu thêm tia UV để tạo thành
cyclohexanol (Ancol). Sau đó cyclohexanol phân lập tạo ra hợp chất trung gian là
cyclohexanone (Ketone).
+ Do được nhận năng lượng từ ánh sáng của tia UV và sự oxh của Ozon nên sp tiếp tục
chuyển hóa thành axit adipic. Với phương pháp này ta có thể tiến hành chuyển hóa
vòng cyclo từ 5 đến 8 cạnh với n tương ứng từ 0 đến 3.
* Điều kiện pư:

Chú thích:

KA-oil:

K = Cyclohexanone (Ketone)
A = Cyclohexanol (Ancol)

Conversion: độ chuyển hóa

Isolated intermediates: Phân lập trung gian

Selectivity: độ chọn lọc

Yield: hiệu suất

Câu 13: Nêu các dạng cấu trúc xenlulozo và ứng dụng của nó
Các dạng cấu trúc của xenlulozo

Xenlulozo là thành phần chính của tế bào thực vật. Nó có công thức (C 6H10O5)n và là
polysacarit không phân nhánh gồm các gốc β-D-1,4-glucopyranozo liên kết với nhau
nhờ liên kết β-(1→4)-glycozit.

22


Cấu trúc phân tử:

- 100 sợi xenlulo bện lại với nhau thành 1 mixen với kích thước 5nm.
- 20 mixen kết với nhau tạo nên 1 sợi xenlulo bé microfibril với kích thước 10-20nm.
- 250 sợi bé tạo thành 1 sợi lớn macrofibril.
Ứng dụng của xenlulozo
- Được sử dụng để sản xuất một số loại polyme tổng hợp như xenlulozo nitrat,
xenlulozo axetat và rayon
- Xenlulo nguyên chất và gần nguyên chất được chế thành sợi, tơ, giấy viết, giấy bao bì.
- Xenlulo trixetat dùng làm thuốc súng.
- Thủy phân xenlulo sẽ được glucozo làm nguyên liệu để sản xuất etanol.
Câu 14: Hãy nêu đặc điểm của quá trình trùng hợp và quá trình trùng ngưng tổng hợp
polyme?
 Đặc điểm quá trình trùng hợp:
- Phản ứng trùng hợp là phản ứng kết hợp các phân tử monome chứa nối đôi
hoặc mạch vòng với nhau mà không sinh ra sản phẩm phụ nào.
- Thành phần mắt xích cơ bản của polyme trùng hợp giống thành phần của
monome ban đầu
- Các monomer được thêm vào một lần
23


- Phản ứng trùng hợp xảy ra khi có mặt các trung tâm hoạt động R* như gốc tự

do, anion hoặc cation. Các trung tâm hoạt động nhanh chóng kết hợp với một
lượng lớn các phân tử monome (103 đến 105 phân tử trong một giây)
 Đặc điểm quá trình trùng ngưng:
- Phản ứng trùng ngưng xảy ra do phản ứng giữa các nhóm chức (OH, H linh
động, COOH, NH2, halogen, v.v…) và dẫn tới việc tạo thành các hợp chất mới,
đồng thời giải phóng các sản phẩm phụ là hợp chất phân tử thấp như H2O,
HCl, NH3, ROH, v.v….
- Trong phản ứng trùng ngưng, để tạo thành hợp chất cao phân tử, monome
phải có ít nhất hai nhóm chức hoạt động.
- Các oligomer chỉ ngưng tụ được với một monomer khác
- Ngược lại, trong quá trình trùng ngưng, cho dù thời gian phản ứng trùng
ngưng kéo dài, kích thước của các cao phân tử tương đối thấp (khoảng chừng
200 đến 300 mắt xích cơ bản).
Câu 15: Các phương pháp tách, chiết hợp chất tự nhiên?
1. Sắc ký bản mỏng:
- Dựa vào hiện tượng hấp thụ.
- Pha động: là dung môi hay một hỗn hợp dung môi
- Pha tĩnh: là chất hấp thụ trơ (silicagel hoặc alumin)
Pha tĩnh này được tráng thành một lớp mỏng, đều, phủ lên một nền phẳng như tấm
kiếng, tấm nhôm hoặc tấm plastic. Do chất hấp thụ được tráng thành một lớp mỏng
nên phương pháp này gọi là sắc ký bản mỏng.
- Sau khi cho dung môi hấp thụ ta cần phải giải ly bản mỏng bằng cách đặt bản mỏng
vào trong bình chứa dung môi phù hợp. Sấy khô bản mỏng, đối với các hợp chất có màu
sẽ nhìn thấy được bằng mắt thường, phần lớn các hợp chất hữu cơ không có màu nên
muốn nhìn thấy ta cần sử dụng các phương pháp hóa học hay vật lý:
+ PP vật lý: sd đèn UV.
+ PP hóa học: sd thuốc thử đặc trưng như: hơi iot, H 2SO4đ, FeCl3
2. Sắc ký cột:
- Là PP vật lý để tách hỗn hợp gồm nhiều loại hợp chất ra riêng thành từng loại đơn
chất, dựa vào tính ái lực khác nhau của những loại hợp chất đó đối với một hệ thống

gồm:
24


+ Pha động: hỗn hợp dung môi cần tách
+ Pha tĩnh
- Khi cho pha động chạy qua pha tĩnh ở trong cột, dựa vào sự tương tác mạnh/yếu khác
nhau với pha tĩnh hợp chất sẽ di chuyển qua pha tĩnh với vận tốc khác nhau và thời gian
ra khỏi cột là khác nhau. Ta sẽ thu được sản phẩm.
3. Chiết xuất:
- Nếu 2 chất hữu cơ ở dạng lỏng không tan vào nhau, ta chỉ việc sử dụng phễu chiết và
thực hiện thao tác chiết đơn giản.
- Nếu 2 chất hữu cơ ở dạng rắn nhưng có nhiệt độ sôi xa nhau, ta sử dụng PP lôi cuốn
hơi nước.

Câu 16: Các ứng dụng của chất hoạt động bề mặt (CHĐBM) và đưa ra 1 ví dụ cụ thể?
- Các ứng dụng:
+ Mỹ phẩm

+ Trong công nghiệp sản xuất chất tẩy rửa

+ Công nghiệp dầu mỏ

+ Công nghệ Thực phẩm

+ Công nghệ nhuộm

+ Công nghệ sơn

+ Sản xuất chất dẻo

+ Sản xuất giấy

+ Trong công nghệ Dược phẩm: sx thuốc sát trùng, diệt khuẩn.
- Ví dụ cụ thể: Trong công nghiệp sản xuất chất tẩy rửa
+ Các CHĐBM anion: Alkyl Benzen Sulfonat (ABS)
Linear (Sodium Lauryl) Benzen Sulfonat (LAS)
+ Các CHĐBM non-ion (không ion):

Rượu béo etoxy hóa

Câu 17: Hãy nêu đặc trưng cấu trúc của dioxin và độc tính của nó?
Dioxin hiện được dùng để chỉ hàng trăm chất hóa học có mặt trong môi trường.
Các hợp chất xếp trong lớp các chất tương tự dioxin (dioxin-like compounds) được xếp
vào ba nhóm: nhóm 1 bao gồm các polychlorinated dibenzo-p-dioxin (PCDDs) , nhóm 2

25