ANHYDRIT AXETIC Tiểu luận Công nghệ tổng hợp hợp chất trung gian Nguyễn Hồng Liên ĐHBKHN

ANHYDRIT AXETIC Tiểu luận Công nghệ tổng hợp hợp chất trung gian Nguyễn Hồng Liên ĐHBKHNANHYDRIT AXETIC Tiểu luận Công nghệ tổng hợp hợp chất trung gian Nguyễn Hồng Liên ĐHBKHNANHYDRIT AXETIC Tiểu luận Công nghệ tổng hợp hợp chất trung gian Nguyễn Hồng Liên ĐHBKHNANHYDRIT AXETIC Tiểu luận Công nghệ tổng hợp hợp chất trung gian Nguyễn Hồng Liên ĐHBKHNANHYDRIT AXETIC Tiểu luận Công nghệ tổng hợp hợp chất trung gian Nguyễn Hồng Liên ĐHBKHN

Trang 1

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

Trang 2

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.

Trang 3

Áp suất tới hạn 4680kPa

Hệ số giãn nở

Trang 4

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 chomột số quá trình

- Phản ứng của axetic anhydrit với hydropeoxit tạo axit axetic hoặc diaxetylperoxittùy 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

Trang 5

 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 3,7-dione.

Trang 6

2,4,6,8-tetraacetylazabicyclononane- 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:

Trang 7

 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 :

Trang 8

• 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)2Khi có sẵn nguyên tử α-hydro

Trang 9

 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( trinitrohexahydro triazin):

1,3,5- 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:

Trang 10

ỨNG DỤNG CỦA ANHYDRIT AXETIC

 Anhydrit axetic dùng làm thuốc nhuộm vải, dầu phanh, dược phẩm, dùng làmthuộc diệt cỏ…

Trang 11

Tạo xenlulo axetat

Trang 12

Tình hình sử dụng của anhydrit axetic trên thế giới

Trang 13

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.

Trang 14

Sản xuất axetic anhydrit từ axit axetic

- Nhiệt phân axit axetic thành kêtne

- Phản ứng của ketene với axit axetic

Trang 15

Sơ đồ công nghệ

Trang 16

Sản xuất anhydrite axetic từ acetone và axit axetic

- Nhiệt phân acetone tạo ketene.

-Hấp thụ ketene trong acetic acid.

Trang 17

Sơ đồ công nghệ

Trang 18

Sản xuất anhydrit axetic bằng quá trình oxi hóa

acetaldehyde

Cơ sở quá trình :

Trang 19

 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 phaloãng 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

Trang 20

Trang 21

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

Trang 22

Đánh giá và lựa chọn công nghệQuá trình Keten từ axit axetic Keten từ axeton Oxy hóa axetaldehyt

Loại công nghệ Celanese Courtaulds Usines de Melle

0.65 0.85 -

- 1.1

-Sản phẩm phụ

+)axit axetic

+)sản phẩm nhẹ

-

-0.2 0.03

Trang 23

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.

Trang 25

Tính chất hóa học: một số phản ứng của axit axetic

 +) axit axetic tác dụng với kiim loại mạnh,kiềm tạo muối axetat

 +)Clo hóa axit axetic ở 90-100°C với xúc tác (lưu huỳnh,iot,photpho)

 +)Phản ứng với axetylen tạo vinyl axetat

 +)Dehydrat hóa 2 phân tử axit axetic để sản xuất ra anhydrite axetic

Trang 26

 CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT AXIT AXETIC

 -Cacbonyl hóa methanol:phản ứng xảy ra ở pha lỏng,nhiệt độ 220-250°C,áp suất 30MPa,sử dụng xúc tác (hợp chất cơ kim hoặc muối coban)

-Oxy hóa trực tiếp các hydrocacbon no ví dụ n-butan

-Oxy hóa axetaldehyt

-Lên men oxy hóa:sản xuất giấm

Trang 27

KẾT LUẬN

axetic,là chất có nhiều ứng dụng hữu ích trong đời sống như sản xuất cellulose axetat ứng dụng trong sản xuất nhựa,tơ sợi,phim ảnh hay ứng dụng trong sản xuất dược phẩm (aspirin)

 Tim hiểu được các công nghệ để sản xuất ra anhydrit axetic,từ đó phân tích lựa chọn được công nghệ tối ưu nhất (là công nghệ sản xuất anhydrit axetic từ axit axetic của Celanese)

 Hy vọng trong thời gian tới tại Việt Nsm có nhà máy sản xuất anhydrite axetic

Trang 28

Tài liệu tham khảo

 Công nghệ tổng hợp hữu cơ-hóa dầu , Phạm Thanh Huyền, Nguyễn Hồng Liên –NXB khoa học và kỹ thuật

 Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry

 Petrochemical Processes – A.Chauvel, G.Lefebvre

 Hydrocarbon Processing – Petrochemical Processes 2005 handbook

Trang 29

Trang 30

Trang 31

Trang 32

Trang 33

Trang 34

Trang 35