Tổng quan về axit axetic

Axit axetic GVHD: PGS-TS: Phạm Thanh Huyền SVTH: 1. Đinh Ngọc Phan hd1 2. Nguyễn Trọng Nghĩa hd1 3. Phạm Sĩ Đăng hd1  1. Tính chất  2. Các phương pháp sản xuất công nghiệp  3. Tồn chứa bảo quản,ứng dụng,chỉ tiêu chất lượng  Axit axetic là chất lỏng không màu hoặc tinh thể màu trắng, có vị chua, có khả năng tan vô hạn trong nước.  Tỷ trọng của axit axetic ở dạng lỏng là 1.049g/cm 3 và ở dạng tinh thể là 1.266g/cm 3 .  T nc = 16.5 o C, T s = 118,1 o C 1.1 Tính chất lý học  Axit axetic có tính axit, ở 25 o C nó có pK a = 4,26, thể hiện ở:  Làm thay đổi màu quỳ tím  Khi thêm axit axetic vào dung dịch Ca(OH) 2 có mặt phenolphtalein, dung dịch mất dần màu hông  phản ứng với bazơ  Axit axetic hòa tan CuO thành dung dịch có màu xanh đặc trưng  phản ứng với oxit bazơ  Hòa tan Zn  phản ứng với kim loại  Tác dụng với muối ( phản ứng với CaCO 3 thoát khí CO 2 )… 1.2 Tính chất hóa học  Axit axetic trong công nghiệp được sản xuất theo 2 phương pháp: phương pháp sinh học và phương pháp tổng hợp.  Ngày nay, lượng axit sản xuất theo phương pháp sinh học chỉ chiếm khoảng 10% sản lượng thế giới, nhưng nó vẫn là một phương pháp quan trọng dùng để sản xuất giấm (một số điều luật về độ tinh khiết thực phẩm ở một số quốc gia quy định rằng giấm sử dụng trong thực phẩm phải có nguồn gốc từ sinh học).  Phương pháp tổng hợp được áp dụng nhiều hơn để sản xuất axit với năng suất cao. Trong đó, khoảng 75% axit axetic được sản xuất công nghiệp được sản xuất theo phương pháp cacbonyl hóa metanol. Khoảng 15% còn lại được sản xuất từ các phương pháp thay thế khác (oxy hóa trực tiếp hydrocacbon no, oxy hóa axetaldehit, oxy hóa etylen…) 2. Phương pháp sản xuất công nghiệp  Cacbonyl hóa metanol  Oxy hóa axetaldehyt  Oxy hóa etylen  Oxy hóa RH no(n-butan,naphta)  Lên men oxy hóa  Lên men kị khí Các phương pháp sản xuất      2.1.1 Lịch sử phát triển  Công nghệ sản xuất axit axetic từ metanol và cacbonmonoxit ở nhiệt độ và áp suất cao được hãng BASF đưa ra từ rất sớm (1913) dựa trên phản ứng: CH 3 OH + CO > CH 3 COOH ΔH 298 = - 138,6 KJ/mol  Điều kiện tiến hành khắc nghiệt về nhiệt độ và áp suất cộng với sự có mặt của các chất ăn mòn mạnh (các hợp chất iotua) đã ngăn cản việc thương mại hoá công nghệ này. 2.1.Công nghệ cacbonyl hóa metanol  Năm 1914, các nghiên cứu của REPPE (BASF) cho thấy rằng các kim loại nhóm VIII có khả năng xúc tác hiệu quả cho quá trình cacbonyl hoá. Điều này dẫn đến việc ra đời và phát triển công nghệ nhiệt độ và áp suất cao (250 o C và 70MPa) với xúc tác CoI 2 . Quá trình này được BASF đưa vào áp dụng năm 1960 tại Luwig Shafen. Công suất ban đầu là 3.600 tấn/năm. Sau đó tăng lên 12.000 tấn/năm vào năm 1964 và 35.000 tấn/năm vào năm 1970. Năm 1981 công suất đạt 45.000 tấn/năm.  Năm 1966, Borden Chemical có khởi động xây dựng một nhà máy sản xuất axit axetic trên cơ sơ công nghệ BASF tại Geimak (Bang Louisiana, Mỹ) với năng suất ban đầu là 30.000 tấn/năm sau đó tăng lên 45.000 tấn/năm vào năm 1968.  Năm 1968, Monsanto công bố một khám phá mới. Xúc tác rhodi với hoạt tính và độ chọn lọc rất cao cho phản ứng cacbonyl hoá metanol thành axit axetic. Metanol có thể được cacbonyl hoá ngay cả ở áp suất thường với hiệu suất chuyển hoá là 99% đối với metanol và 90% đối với cacbon monoxit. Quá trình có sử dụng xúc tác này được áp dụng năm 1970 tại bang Texas, với công suất ban đầu là 135.000 tấn/năm, sau đó tăng lên 180.000 tấn/năm vào năm 1975. Điều kiện tiến hành quá trình Monsanto mềm hơn so với quá trình BASF (3MPa và 180 o C ) . [...]... nhằm nâng cao hiệu suât chuyển hóa CATIVA process Ứng dụng axit exetic Monome vinyl axetat Sản xuất este Axit axetic Axetic anhydrit Giấm Làm dung môi Một số ứng dụng khác Ứng dụng axit exetic  1 Monome vinyl axetat  Ứng dụng chủ yếu của axit axetic là sản xuất monome vinyl axetate Ứng dụng này tiêu thụ khoảng 40% đến 45% sản lượng axit axetic trên thế giới Phản ứng có sự tham gia của etylen với... phân tử nước từ hai phân tử axit axetic tạo thành một phân tử gọi là axetic anhydrit Sản xuất axetic anhydrit trên thế giới là một ứng dụng chính chiếm khoảng 25% đến 30% sản lượng axit axetic toàn cầu Axetic anhydrit có thể được sản xuất trực tiếp bằng cacbonyl hóa metanol từ axit, và các nhà máy sản xuất theo công nghệ Cativa có thể được điều chỉnh để sản xuất anhydrit  Axetic anhydrit là một chất... đó chúng được este hóa với axit axetic Ba sản phẩm chính là etylen glycol monoetyl ete axetat (EEA), etylen glycol mono-butyl ete axetat (EBA), và propylen glycol mono-metyl ete axetat (PMA) Ứng dụng này tiêu thụ khoảng 15% đến 20% sản lượng axit axetic thế giới Các ete axetat, ví dụ như EEA, được cho là có hại đối với sức khỏe sinh sản con người Ứng dụng axit exetic  3 .Axetic anhydrit  Sản phẩm... gì đáng kể về quá trình CATIVA của BP, ngày nay nó vẫn là công nghệ tốt nhất để sản xuất axit axetic thương mại”  Theo quan điểm của BP, CATIVA - mười ba năm sau khi thương mại hóa lần đầu tiên -đó vẫn là công nghệ hiệu quả nhất, quy định về vốn và chi phí vận hành thấp nhất Năm 1986 Monsanto đã cấp phép cho một số công ty, bao gồm BP, trong đó BP đã mua bản quyền công nghệ của Monsanto về carbonylation... acetyl hóa mạnh Vì vậy, ứng dụng chính của nó là tạo cellulose acxtat, một chất dệt tổng hợp cũng được dùng trong phim chụp ảnh Axetic anhydrit cũng là một chất phản ứng dùng để sản xuất aspirin, heroin, và các hợp chất khác Ứng dụng axit exetic  4 Giấm  Ở dạng giấm, các dung dịch axit axetic (nồng độ khối lượng của axit 4% đến 18%) được dùng trực tiếp làm gia vị, và cũng làm chất trộn rau và trong... các polyme khác ứng dụng trong sơn và chất kết dính Ứng dụng axit exetic 2 Sản xuất este  Các este chính sản xuất từ axit axetic được sử dụng chủ yếu làm dung môi cho mực, sơn và chất phủ Các este như ethyl axetat, n-butyl axetat, isobutyl axetat, và propyl axetat, chúng được sản xuất một cách đặc biệt bằng phản ứng có xúc tác từ axit axetic và rượu tương ứng: H3C-COOH + HO-R → H3C-CO-O-R + H2O ... metanol  Axit từ buồng giãn nở (f) chiếm 45% khối lượng axit axetic, 35% khối lượng nước, 20% khối lượng este (chủ yếu là metyl axetat) Axit được tinh chế ở 5 tháp chưng cất Tháp thứ nhất (h) dùng đuổi khí từ hỗn hợp sản phẩm thô, khí thoát ra được đưa vào tháp rửa Xúc tác được tách ra bằng cách chưng cất các cấu tử dễ bay hơi ở thiết bị tách xúc tác (i) Tại thiết bị sấy (k) cho phép nhận được axit tinh... ra bằng cách chưng cất các cấu tử dễ bay hơi ở thiết bị tách xúc tác (i) Tại thiết bị sấy (k) cho phép nhận được axit tinh bằng phương pháp chưng cất đẳng phí Sản phẩm đỉnh của tháp làm khô chứa axit axetic, axit formic, nước, sản phẩm phụ, chúng tạo hỗn hợp đẳng phí với nước Sản phẩm đỉnh này là một hệ hai pha, nó được tách ở trong buồng (g) Một phần của pha hữu cơ, chứa chủ yếu este được trở lại (k),... tháp được đưa tuần hoàn lại thiết bị phản ứng Phần chủ yếu ở tháp làm khô được đưa đến tháp làm sạch lần cuối, ở đó axit axetic được lấy ra ở đỉnh tháp, sản phẩm đáy được đưa đến tháp tách cặn (m) Sản phẩm đỉnh của tháp này được đưa tới tháp tách nước, sản phẩm đáy chứa 50% khối lượng axit propionic được đưa đi thu hồi Monsanto process So sánh công nghệ Thông số BASF Monsanto Thời gian 1941 1960 Xúc... cacbonyl coban làm xúc tác với chất kích động iotua CoI2 được dùng để tái sinh tại chỗ Co2(CO)8 và HI Tốc độ phản ứng phụ thuộc vào áp suất riêng phần của cacbon monoxit và nồng độ metanol Hiệu suất thu axit axetic đạt 90% đối với metanol và 70% đối với cacbon monoxit Cơ chế phản ứng như sau:  Phản ứng (1) có thể chuyển hoá CO bằng hơi nước, xúc tác là Co2(CO)8 và H2 được tạo ra bằng cách phân ly phức . T s = 118,1 o C 1.1 Tính chất lý học  Axit axetic có tính axit, ở 25 o C nó có pK a = 4,26, thể hiện ở:  Làm thay đổi màu quỳ tím  Khi thêm axit axetic vào dung dịch Ca(OH) 2 có mặt phenolphtalein,. quản,ứng dụng,chỉ tiêu chất lượng  Axit axetic là chất lỏng không màu hoặc tinh thể màu trắng, có vị chua, có khả năng tan vô hạn trong nước.  Tỷ trọng của axit axetic ở dạng lỏng là 1.049g/cm 3 . CO 2 )… 1.2 Tính chất hóa học  Axit axetic trong công nghiệp được sản xuất theo 2 phương pháp: phương pháp sinh học và phương pháp tổng hợp.  Ngày nay, lượng axit sản xuất theo phương pháp