Etylen Glycol Tiểu luận Công nghệ tổng hợp hợp chất trung gian Nguyễn Hồng Liên ĐHBKHN

Etylen Glycol Tiểu luận Công nghệ tổng hợp hợp chất trung gian Nguyễn Hồng Liên ĐHBKHN Etylen Glycol Tiểu luận Công nghệ tổng hợp hợp chất trung gian Nguyễn Hồng Liên ĐHBKHN Etylen Glycol Tiểu luận Công nghệ tổng hợp hợp chất trung gian Nguyễn Hồng Liên ĐHBKHN Etylen Glycol Tiểu luận Công nghệ tổng hợp hợp chất trung gian Nguyễn Hồng Liên ĐHBKHN

NỘI DUNG I TỔNG QUAN I.1 Tình hình sản xuất I.1.1 Trên TG I.1.2 Ở VN I.2 Nhu cầu II GIỚI THIỆU CHUNG VỀ Ethylene Glycol II.1 Tính chất vật lý II.2 Tính chất hóa học quan trọng II.3 Ứng dụng III CÁC CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT III.1 Nguyên liệu III.2 Cơ sở trình IV SO SÁNH CÁC CÔNG NGHỆ I TỔNG QUAN 1859 lần đầu chế nhà hóa học người Pháp Charles-Adolphe Wurtz từ 1,2-đicloethane CH3COOAg 1860 nhà khoa học điều chế EG phản ứng thủy phân ethylene oxyde I.1 Tình hình sản xuất # Trên giới: Hàng năm sản xuất khoảng triệu EO có 6.7 triệu EG sản xuát tương ứng # Tại Việt Nam: Hiện chưa có nhà máy sản xuất Ethylene Glycol I TỔNG QUAN Thị phần sản xuất T/G I.TỔNG QUAN  Chi phí giá EG (dollars/ton): II Giới thiệu chung Ethylene Glycol (EG)  Công thức cấu tạo etylen glycol : HOCH2CH2OH Tên IUPAC : Ethane 1,2 diol  II.1 Tính chất vật lý Ở điều kiện phòng etylen glycol chất lỏng không màu, không mùi, vị ngọt, háo nước Tan hoàn toàn nhiều dung môi phân cực nước, rượu, etylen oxit, axeton, tan dung môi không phân cực benzen, toluen, dicloetan Ethylene glycol chất độc người, động vật môi trường Là chất khó kết tinh Khi làm lạnh etylen glycol trở thành chất lỏng có độ nhớt cao Khi làm lạnh đóng rắn tạo sản phẩm có trạng thái giống thủy tinh II Giới thiệu chung Ethylene Glycol (EG)  Một số tính chất vật lý MEG, DEG, TEG & PEG cho bởi: II Giới thiệu chung Ethylene Glycol (EG)  II.2 Tính chất hóa học quan trọng II.2.1 Các phản ứng nhóm –OH a Tác dụng với kim loại kiềm b Phản ứng tạo phức với Cu(OH)2 II Giới thiệu chung Ethylene Glycol (EG)  II.2 Tính chất hóa học quan trọng II.2.1 Các phản ứng nhóm –OH c Phản ứng với H3BO3 d .Phản ứng với axit tạo este vô hữu II Giới thiệu chung Ethylene Glycol (EG) e Phản ứng đề hydrat hóa II.2.2 Các phản ứng thường áp dụng công nghiệp f Phản ứng oxy hóa tác nhân oxy hóa O2, HNO3, … g Phản ứng tạo 1,3-dioxolan phản ứng etylen glycol với orthofomat hoăc dialkyl cacbonat II Giới thiệu chung Ethylene Glycol (EG) h Phản ứng tạo 1,4-dioxolan Tác nhân acid i Phản ứng tạo ete este vô hữu j Phản ứng etylen glycol axit terephtalic tạo polyeste có ứng dụng quan trọng PET III.1 Thủy phân EO Con đường khác theo Ethylene Carbonate Bằng phản ứng EO với CO2, sau thủy phân chọn lọc cho hiệu suất cao: 98% CO2 hoàn nguyên Xúc tác: R4NHal, R4PHal, or Ph3PCH3I III.1 Thủy phân EO Sơ đồ công nghệ: I Sơ đồ nguyên lý III.1 Thủy phân EO  II Sơ đồ công nghệ: III.1 Thủy phân EO Scientific Design Company, Inc III.1 Thủy phân EO Union Carbide Corp., III.1 Thủy phân EO  Phản ứng:  Hiệu suất: Có thể lên đến 98% III.1 Thủy phân EO Shell OMEGA III.1 Thủy phân EO III.2 Các phương pháp khác  A Oxy hóa trực tiếp Ethylene a Phản ứng Đặc điểm phản ứng: Hiệu suất: >90% Tạo nhiều sản phẩm phụ: Di, Tri, Tetra, Poly… A Oxy hóa trực tiếp Ethylene b Phát triển hệ xúc tác khác sở phức Pd(II) I Hỗn hợp PdCl2, NiCl, NaNO3 acid acetic anhydryde acetic S = 95% với MEG & DEG CN: 60- 100ºC, 3.04 Mpa II Hệ PdCl2-NO2-CH3CN acid acetic S = 50% với MEG 7% với DEG, 20% sp phụ III Hệ PdCl2-CuCl2-CuOCOCH3 S = 90% với MEG CN: 65ºC, 0.5MPa c Đặc điểm - Hiệu suất chuyển hóa EG nói chung tương đối cao, lớn so với đường từ EO - Nhưng ăn mòn nhiều nên thiết bị cần chế tạo phù hợp B Đi từ C1 (Khí tổng hợp) Phản ứng: CO + H2 = HO-CH2-CH2-OH Xúc tác: Rh CN: 230ºC, 340MPa + DuPont (1940- 1963): Cũ Mới RhPPH3 HF Nhiệt độ, ºC 220 60 Áp suất, MPa 48 1-2 Xúc tác Hiệu suất tương đương điều kiện mềm B Đi từ C1 (Khí tổng hợp) SO SÁNH OXY HÓA TRỰC TIẾP ETHYLENE SẢN XUẤT TỪ C1 THỦY PHÂN EO Điều kiện công nghệ Dễ thực Thực Pcao Ít sản phẩm phụ Điều kiện phản ứng mềm hơn, thiết bị dễ chế tạo Xúc tác Phải sử dụng hệ xúc tác nên phức tạp, khó điều chỉnh tỷ lệ Đắt (Rh, Re ) Khó tái sinh Muốn thu sp có độ chọn lọc với MEG lớn sd xúc tác khác Tính ăn mòn lớn Tính kinh tế Không kinh tế Đi từ khí tổng hợp, có Có tính kinh tế cao tính kinh tế hơn Nhưng lại vấp phải vấn đề thiết bị, xúc tác Thông số công nghệ Nhiệt độ: 60-120ºC Áp suất: 0.5-3.5 MPa Vận tốc phản ứng Tốn lượng chậm nên khó đưa vào trình chưng cất công nghiệp phải loại nhiều nước dư Hiệu suất thu sản phẩm Chọn lọc theo hệ xúc tác, chọn hệ xúc tác để lấy sp mong muốn ( D, Tri, Tetra or Poly ) Không ổn định, phụ thuộc hệ xúc tác Tương đối cao Thành phần cấu tử sản phẩm phụ thuộc vào tỷ lệ H2O/EO Tài liệu tham khảo Công nghệ tổng hợp hữu cơ-hóa dầu , Phạm Thanh Huyền, Nguyễn Hồng Liên – NXB khoa học kỹ thuật Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry Petrochemical Processes – A.Chauvel, G.Lefebvre Hydrocarbon Processing – Petrochemical Processes 2005 handbook https://en.wikipedia.org/wiki/Ethylene_oxide CHÚNG EM XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN!