Tìm hiểu quy trình công nghệ sản xuất axetaldehit

Công nghệ tổng hợp hữu cơ
hóa dầu
Đề tài : Tìm hiểu quy trình công nghệ sản xuất
axetaldehit
GVHD: PGS.TS. Phạm Thanh Huyền
Nhóm: 03
1. Hoàng Thế Huynh 20131838
2. Lương Hữu Hoan
20131525
3. Hồ Tuấn Hiệp
20131480


Giới thiệu về axetaldehit
• 1. Cấu tạo
• CTPT : CH3CHO
• CTCT :


Giới thiệu về axetaldehit
2. Lý tính
Tiêu chí
Khối lượng phân tử

Giá trị
44.05 g/mol

Khối lượng riêng

0.788 g.cm-1

Nhiệt độ sôi

20.2 oC

Độ tan trong nước

Tan vô hạn

Điểm chảy

-123 oC

Độ nhớt

0.215 NS/m2 ở 25 oC

Tỷ trọng tương đối
Nhiệt độ tới hạn

181.5 oC


Giới thiệu về axetaldehit
3. Hóa tính
• phân tử có chứa nhóm –C=O, là nhóm phân
cực về phía O làm phân cực liên kết π do đó
Axetandehyt có khả năng hóa học mạnh hơn
anken.
• Axetandehyt 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.


Giới thiệu về axetaldehit
• Phản ứng đặc trưng : cộng nucleophil A N
CH3CHO + H2  CH3CH2OH
CH3CHO + HCN  CH3C(CN)OH
CH3CHO + ROH  CH3CH(OH)OR
CH3CHO + ROH  CH3CH(OR)OR
• Phản ứng thay thế nguyên tử O của nhóm cacbonyl

CH3CHO + H2N-OH  CH3C=N-OH + H2O
CH3CHO + H2N-NH2  CH3C=N-NH2 + H2O
CH3CHO + H2N-NHC6H5  CH3C=N- NHC6H5 + H2O


Giới thiệu về axetaldehit
• Phản ứng thay thế nguyên tử Hα linh động của
nguyên tử Cα.
CH3CHO + CH3CHO  CH3 –CH(OH)-CH2-CHO
• Phản ứng oxi hóa  axit
CH3CHO + 2AgNO3 + NH3 + H2O  CH3COONH4
+NH4NO3 + 2Ag


Giới thiệu về axetaldehit
4. Ứng dụng
• Axetandehyt có rất nhiều ứng dụng trong công nghiệp tổng
hợp hữu cơ, khoảng 90% lượng axetandehyt 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..


Giới thiệu về axetaldehit
5. Chỉ tiêu chất lượng
color

Practically colorless

acetaldehyde

More than 99.5 wt %

Acid ( as acetic acid )

Less than o.1 wt %

water

Less than 0.02 wt %

chlorine

Less than 30 mg/kg

Dry residue

Less than 10 mg/kg

Giới thiệu về axetaldehit
6. Phương pháp tồn trữ và bảo quản
• Axetandehit rất dễ bắt cháy nên cần phải được tồn
chứa ở những nơi thoáng mát, khô ráo.
• Bồn bể sử dụng để tồn chứa axetandehit phải được bịt
kín và phải làm từ các hợp kim không có chứa các
kim loại như đồng, magie, bạc, thủy ngân và các oxit
của chúng.
• Các bể chứa axetandehit phải được đặt riêng biệt so
với các dung dịch khác như dung dịch kiềm, axit,
halogenua, rượu, amoniac, amin, ketone, H2S, HCN,
anhidrit axit, phenol, các chất oxi hóa, và các nguồn
nhiệt.


Giới thiệu về axetaldehit
• 6. Phương

pháp tồn trữ và bảo quản

Các bồn bể chứa phải được nối với hệ thống làm mát để
đảm bảo nhiệt độ axetandehit bên trong không quá 15◦C. Có
thể sử dụng các loại khí trơ để bảo quản tồn chứa
axetandehit.
• Nguồn điện được sử dụng trong khu tồn chứa cũng phải
được cách ly hoàn toàn.
• Để tránh sự tiếp xúc với tia lửa điện, trong quá trình tồn
chứa và vận chuyển axetandehit phải nối đất các thiết bị và

đảm bảo an toàn 1 cách tuyệt đối.
• Các bồn bể sau khi sử dụng cần phải được xử lý cẩn thận


Giới thiệu về axetaldehit
6.MSDS của axetandehit
• Chất cháy loại 1, độc tính cấp tính loại 4, chất gây
tổn thương mắt loại 2A, chất gây ung thư loại 2…
• Các chiệu trứng khi tiếp xúc phải axetandehit : có
thể gây nổi mẩn đỏ, đau rát vùng tiếp xúc. Các
chiệu trứng có thể chưa xuất hiện ngay nên cần
theo dõi.
• Các chất dùng để chữa cháy phù hợp : vòi rồng, hóa
chất khô, Co2, bọt alcohol..


Giới thiệu về axetaldehit
6.MSDS của axetandehit
• Đồ bảo hộ lao động khi làm việc với tay, giày, và
quần áo phù hợp. Mang theo các thiết bị y tế đề
phòng khi xảy ra sự cố. axetandehit : kính bảo hộ lao
động ( goggles) hoặc mũ bảo hộ nếu cần thiết, găng
• Lưu ý khi loại bỏ axetandehit : trộn lẫn với các hóa
chất khó bắt cháy. Các bồn bể chứa sau khi được sử
dụng hết, phải được xử lý theo chỉ dẫn, không được
cắt, đốt, hoặc đến gần khi chưa có biện pháp an toàn.


Các phương pháp điều chế axetandehyt
1. Đi từ ethylene: đây là phương pháp sản xuất chính, bản chất là oxy hóa

ethylene theo chu trình trình Wacker :
2 CH2=CH2 + O2  2 CH3CHO

2. Đi từ acetylene: hydrat hóa acetylene với xúc tác là muối thủy ngân sẽ
cho dạng enol, sau đó tautome hóa sẽ được axetandehyt. Đây là con
đường sản xuất chính trước khi có chu trình Wacker.
HC = CH + H2O  CH3CHO

3. Đi từ ethanol: theo 2 hướng
• Oxy hóa rượu ethanol: xúc tác là Ag
CH3CH2OH + ½ O2  CH3CHO + H2O, ΔH = 242 kJ / mol
• Khử hidro của ethanol: xúc tác là Cu-Co-Cr2O3, nhiệt độ: 280-350oC
C2H5OH  CH3CHO + H2


Các phương pháp điều chế axetandehyt
4. Từ tổng hợp khí:
• Quá trình xúc tác rhodium khả năng chuyển đổi tổng hợp
khí đốt trực tiếp vào axetandehyt trong một bước duy nhất
đã được báo cáo vào năm 1974
CO + H2  CH3CHO + các sản phẩm khác
5. Các phương pháp khác:
• Đi từ metanol, metyl acetat hoặc anhidrit axetic
• Sản xuất axetandehyt thông qua vinyl ete
• Quá trình sản xuất axetandehyt thông qua etyliden diacetat
• Sản xuất axetandehyt đi từ hidrocacbon no


Giới thiệu về etylene
• CTPT: C2H4

• CTCT:


Giới thiệu về etylene
2. Lý tính
• Etylen là một chất khí, hóa lỏng ở - 105 0C, không
màu, độ hòa tan trong nước 3,5 mg/100 ml
(17OC) nhiệt độ nóng chảy -169,2 ° C , nhiệt độ
sôI -103,7 ° C.
• Trong không khí etylen cháy với ngọn lửa sáng
hơn ngọn lửa metan, tạo thành CO2 và hơi nước.
• Hỗn hợp etylen và O2 là hỗn hợp nổ mạnh, do
phản ứng phân hủy tỏa nhiệt rất nhiều nhiệ t


Giới thiệu về etylene
3. Hóa tính
•

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


Giới thiệu về etylene
• 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 và tautome hóa.
nCH2= CH2  (- CH2- CH2-)n


Giới thiệu về etylene
4. Bảo quản và tồn chứa.
• Tồn chứa và sử dụng etylen ở khu vực xa các nguồn nhiệt
• Sử dụng các thiết bị điện chống cháy nổ ( thông gió, chiếu sáng,
thiết bị xử lý)

• Các bồn bể chứa sau khi sử dụng có thể vẫn còn dư hóa chất nên cần
phải xử lý đặc biệt.
• Tồn chứa etylen theo quy định của từng khu vực.
• Khu vực lưu chứa etylen phải nằm tách biệt,thoáng mát, khô ráo,
cách xa các loại vật liệu không tương thích như các hợp chất có tính
oxi hóa.
• Nhiệt độ của bồn bể không được vượt quá 52 độ C.


Giới thiệu về etylene
5. MSDS của etylen
• Khí dễ bắt cháy loại 1, độc tính loại 3.
• Có thể tạo thành hỗn hợp nổ với không khí, có thể nổ
nếu bị nén và đốt, có thể gây nên hiện tượng bỏng lạnh
( frostbite ), có thể chiếm chỗ oxy và gây ngạt thở
nhanh.
• Người tham gia công tác chữa cháy cần phải được trang
bị các thiết bị bảo hộ và trang bị theo quy định.
• Khu vực xảy ra cháy cần phải được sơ tán, cách ly với
khu vực đông dân cư.



Công nghệ sản xuất axetandehyt từ etylen
1.Phản ứng chung
• C2H4 + 1/2O2
CH3CHO
2. Xúc tác
• PdCl2 , CuCl2
3. Hoàn nguyên xúc tác

• C2H4 + PdCl2 + H2O
CH3CHO + Pd + 2HCl
• Pd + 2CuCl2
2CuCl + PdCl 2
• 2CuCl + 1/2O2 + 2HCl
CuCl2 + H2O


Công nghệ sản xuất axetandehyt từ etylen
• 4 Cơ chế phản ứng
•
•
•
•

[PdCl4 ]2- + H2C=CH2
[(C2H4)PdCl3 ]- + H2O
[(C2H4)PdCl2(H2O)]
Trans- [(C2H4)PdCl2(OH)]- + H2O

•
•
•
•

[(C2H4)PdCl(OH)2] - + H+ +Cl Cis- [(C2H4)PdCl2(OH)][HOCH2CH2 PdCl2][CH3CH(OH)PdCl2]-

 

[(C2H4)PdCl3 ]- + Cl[(C2H4)PdCl2(H2O)] + Cl[(C2H4)PdCl2(OH)]- + H+

[(C2H4)PdCl(OH)2] - + H+ +ClCis-[(C2H4)PdCl2(OH)][HOCH2CH2 PdCl2][CH3CH(OH)PdCl2]CH3CHO + Pd + H+ + 2Cl-


Công nghệ sản xuất axetandehyt từ etylen
1. Công nghệ một cấp.


Công nghệ sản xuất axetandehyt từ etylen
2. Công nghệ hai cấp