1_Anhydric axetic

TIỂU LUẬN MÔN CÔNG NGHỆ TỔNG HỢP HỮU CƠ – HĨA DẦU ĐỀ TÀI: CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT ANHYDRIT AXETIC GVHD: PGS.TS Phạm Thanh Huyền SVTH: Trần Đức Triều 20123633 Hoàng Văn Hải 20131225 I TỔNG QUAN VỀ ANHYDRIT AXETIC - Công thức tổng quát: (CH3CO)2O - Được điều chế C.Gerhardt năm 1852 từ benzoyl clorit kali axetat nóng I.1 TÍNH CHẤT VẬT LÝ     Axetic anhydrit có KLPT M = 102,09 g/mol Là chất lỏng khơng màu, có mùi hăng Nhiệt độ sơi 138,628 C Có khả pha trộn với dung mơi phân cực hòa tan tốt cồn lạnh Áp suất tới hạn 4680kPa Nhiệt độ tới hạn 296 C Áp suất t, C 20 40 60 80 100 120 p, kPa 0.4 1.7 5.2 13.3 28.7 53.3 Tỷ trọng d 20 20 1.0838 ; d -195 20 1.3290 ; d -79 20 1.277 15 50 d (1.0870) lên tới d (1.0443) 20 Chỉ số khúc xạ n D 16 n 322nm 16 n 667.8nm 1.39038 1.4174 1.3897 Hấp thụ tia UV lớn 217 nm Nhiệt dung riêng 1.817 J/g ( 23-122 C) Nhiệt hóa 18.5 C 496.5 J/g 137 C 276.7 J/g Nhiệt cháy 25 C 1804.5 kJ/mol Độ dẫn nhiệt 25 C 2.215 mJ cm Độ dẫn điện 20 C 2.3 × 10 -8 -1 -1 -1 s K Ω -1 Hằng số điện môi 20 C cm -1 20.5 Độ nhớt 15 C 0.971 Pa.s 30 C 0.783 Pa.s Hệ số giãn nở 18 C 1.13 × 10 -9 K -1 4.86 × 10 cm /N Hằng số nén đoạn nhiệt Bảng 1.1: Một số tính chất vật lý acetic anhydrit I.2 TÍNH CHẤT HĨA HỌC I.2.1 Phản ứng axetyl hóa  I.2.1.1   Phản ứng O-axetyl hóa (nhóm –OH): - Axetic anhydrit dễ dàng phản ứng với nhóm –OH ancol - Sản phẩm có tính phân cực tính axit mạnh → thích hợp sử dụng làm xúc tác cho số trình - Phản ứng axetic anhydrit với hydropeoxit tạo axit axetic diaxetylperoxit tùy thuộc vào tỷ lệ mol chất phản ứng: (CH3CO)2O + H2O2 ↔ 2CH3CO3H (CH3CO)2O + H2O2 CH3COOH + CH3CO3H (CH3CO)2O + CH3CO3H ↔ CH3CO-OO-COCH3 + CH3COOH I.2.1.2 Phản ứng N-axetyl hóa ( nhóm NH)  Phương trình tổng quát : RR’NH + (CH3CO)2O → RR’N-COCH3 + CH3COOH Trong R,R’ nhóm alkyl •  •    Đối với amin: Phản ứng N- axetyl hóa xảy dễ dàng so với axetyl hóa nhóm –OH Đối với amit cacbamit: Sản phẩm tính axit mạnh tương đương với axit sunfuric nên sử dụng chất xúc tác mang tính axit Sản phẩm phản ứng ứng dụng rộng rãi : N,N,N’,N’-tetraacetylethylenediamine (TAED), (CH3CO)2NCH2CH2N(COCH3)2 2,4,6,8-tetraacetylazabicyclononane-3,7-dione I.2.1.3 Phản ứng C-axetyl hóa ( nhóm liên kết CH): - Các chất chứa liên kết CH hoạt động axetyl hóa với axetic anhydrit trợ giúp chất xúc tác định : + Quá trình sản xuất ethyl α-cyanoacetoacetate phản ứng Friedel-Crafts axetic anhydrit với hydrocarbon thơm… + Phản ứng xeton với axetic anhydrit sử dụng xúc tác BF3 tạo β-dixeton + Q trình tạo metyl xeton khơng no từ axetyl hóa olefin với axetic anhydrite, xúc tác sử dụng ZnCl 2: I.2.1.4 Ngồi cịn có phản ứng axetyl hóa khác : •   Phản ứng axetyl hóa với axit vơ cơ: •  Phản ứng axetyl hóa với muối:  Phương pháp chung để tạo vinyl xeton từ sở phản ứng magie bromit với axetic anhydrit : Phản ứng tổng hợp axetyl nitrat-tác nhân nitrat hữu Phản ứng axetic anhydrit với axit phosphorous tạo 1-hydroxyethane-1,1-diphosphoni axit: Các muối khác phản ứng với anhydrite tương tự axit tương ứng: I.2.2 Phản ứng dehydrat hóa: Acetic anhydrit sử dụng tác nhân dehydat hóa( ứng dụng sản xuất thuốc nổ) Một ví dụ quan trọng q trình dehydat hóa sản xuất hexogen( 1,3,5-trinitrohexahydro 1,3,5-triazin): I.2.3 Phản ứng α-proton:  Phản ứng Perkin áp dụng để sản xuất α,β- axit không no từ andehyt thơm: I.2.4 Phản ứng tạo hợp kim hữu bạc kenteni: II ỨNG DỤNG CỦA ANHYDRIT AXETIC  Anhydrit axetic dùng làm thuốc nhuộm vải, xenlulozo axetat dầu phanh, thuốc nổ , dược phẩm, dùng làm thuộc diệt cỏ… Tình hình sản xuất anhydrit axetic giới https://www.ihs.com/products/acetic-anhydride-chemical-economics-handbook.html IV.1 Sản xuất axetic anhydrit từ axit axetic  Gồm trình  Nhiệt phân axit axetic thành ketene  Phản ứng ketene với axit axetic  Các phản ứng  CH3-COOH → CH2=CO + H2O   (1) CH2=CO + CH3-COOH → (CH3CO)2 O (2) o ∆H 298 = 147 kJ/mol o ∆H 298 = -63 kJ/mol Chất xúc tác : photphat hữu (triethyl, tricresyl, dimethylammoni,…) (C 2H5)3PO4 Sơ đồ công nghệ SX anhydrit axetic từ acid axetic IV.2 Sản xuất anhydrite axetic từ acetone axit axetic  Gồm trình: - Nhiệt phân acetone tạo ketene -Hấp thụ ketene acetic acid  Phản ứng : CH3-CO-CH3 → CH2=CO + CH4 (1) ∆Ho298 = 124 kJ/mol CH3-COOH + CH2= CO → (CH3-CO)2O (2) ∆Ho298 = -63 kJ/mol Sơ đồ công nghệ SX anhydrit axetic từ axeton axit axetic Đánh giá lựa chọn cơng nghệ Q trình Keten từ axit axetic Keten từ axeton Loại công nghệ Celanese Courtaulds Vốn đầu tư (10 USD) 15 19 Axit axetic(t) 1,3 0.65 Axeton - 0.85 Hơi nước(t) 4.0 4.5 Điện (kWh) 390 50 Nhiên liệu(10 kJ) 30 Nhân công ca vận hành 5 Lượng chất tiêu thụ cho sản phẩm anhydrit axetic +)Nguyên liệu đầu (t) Hóa chất xúc tác (USD) Vậy từ bảng so sánh nhận thấy công nghệ sản xuất anhydrit axetic từ axit axetic hãng Celanese phù hợp cho phí đầu tư thấp,khơng tạo sản phẩm phụ,chi phí cho hóa chất xúc tác thấp Mô công nghệ từ axit axetic Mô cơng nghệ từ axit axetic V TÍNH CHẤT NGUN LIỆU V.1 TÍNH CHẤT VẬT LÝ - Axit axetic chất lỏng khơng màu, suốt, có mùi hăng chua,khi bị làm lạnh đóng rắn thành dạng tinh thể  Axit axetic có nhiệt độ nóng chảy 16.66°C, nhiệt độ sôi 117.9°C áp suất 101.3 kPa,khối lượng riêng 1.05 g/cm3 - Axit axetic tan nước, rượu, axeton, tan tốt xenluloza nitro xenluloza - Dung dịch axit axetic có tính ăn mịn mạnh V.2 TÍNH CHẤT HĨA HỌC +) axit axetic tác dụng với kiim loại mạnh,kiềm tạo muối axetat +)Clo hóa axit axetic 90-100°C với xúc tác (lưu huỳnh,iot,photpho) +)Phản ứng với axetylen tạo vinyl axetat +)Dehydrat hóa phân tử axit axetic để sản xuất anhydrite axetic ... IV CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ANHYDRIT AXETIC   - Sản xuất anhydrit axetic từ axit axetic - Sản xuất anhydrit axetic từ axit axetic axeton Tình hình sản xuất anhydrit axetic giới https://www.ihs.com/products/acetic-anhydride-chemical-economics-handbook.html... https://www.ihs.com/products/acetic-anhydride-chemical-economics-handbook.html IV.1 Sản xuất axetic anhydrit từ axit axetic  Gồm trình  Nhiệt phân axit axetic thành ketene  Phản ứng ketene với axit axetic  Các phản ứng  CH3-COOH → CH2=CO... tricresyl, dimethylammoni,…) (C 2H5)3PO4 Sơ đồ công nghệ SX anhydrit axetic từ acid axetic IV.2 Sản xuất anhydrite axetic từ acetone axit axetic  Gồm trình: - Nhiệt phân acetone tạo ketene -Hấp thụ