ngiên cứu cải biến công nghệ dây truyền sản xuất etyl axetat

MỤC LỤC MỞ ĐẦU Axetat etyl hay Etyl axetat hợp chất hữu với công thức CH3COOC2H5 Đây chất lỏng không màu có mùi dễ chịu đặc trưng, tương tự loại sơn móng tay hay nước tẩy sơn móng tay, sử dụng Là loại este thu từ êtanol axít axetic, thường viết tắt ETOAC sản xuất quy mô lớn để làm dung môi Axetat etyl dung môi phân cực nhẹ, dễ bay hơi, tương đối không độc hại không hút ẩm Nó chất nhận choliên kết hiđrô yếu Axetat etyl hòa tan tới 3% nước có độ hòa tan nước ~8% nhiệt độ phòng Khi nhiệt độ tăng cao độ hòa tan nước tăng lên Nó trộn lẫn với số dung môi khác êtanol, benzen,axeton hay dietyl ete Nó không ổn định dung dịch có chứa axít hay bazơ mạnh Axetat etyl dùng rộng rãi làm dung môi cho phản ứng hóa học để thực công việc chiết hóa chất khác Tương tự, dùng sơn móng tay thuốc tẩy sơn móng tay hay dùng để khử cafêin hạt cà phê hay cần sa Axetat etyl có mặt số loại kẹo, hoa hay nước hoa bay nhanh để lại mùi nước hoa da Nó tạo hương vị tương tự loại đào, mâm xôi hay dứa Đây đặc trưng phần lớn este Từ vai trò quan trọng Etyl axetat khoa học kỹ thuật đời sống thấy lợi ịhs không nhỏ từ việc sản xuất Etyl axetat qua thấy cần thiết việc ngiên cứu không ngừng cải biến công nghệ dây truyền sản xuất Etyl axetat để nâng cao xuất mang lại hiệu kinh tế cao Qua đây, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân tới giảng viên,Ts Đinh Thị Phương Anh tận tình hướng dẫn để chúng em hoàn thành đồ án Trong làm không tránh thiếu sót chúng em mong nhận góp ý cô Chúng em xin chân thành cảm ơn! TỔNG QUAN 1.Tổng quan ngành Công nghệ Hóa dược & BVTV 1.1 Tổng quan ngành Công nghệ Hóa dược & BVTV giới 1.1.1 Tổng quan ngành hóa dược giới 1.1.1.1 Mở đẩu Tiểu ban giảng dạy Hội nghịIUPAC năm 1970 tổ chức uỷ ban nghiên cứu thực tế đào tạo nhà Hóa dược Kểt điều tra công bố công khai vào năm 1974ởInformation Bulletin Technical Report số 13 ấn phẩm Burger (Burger A.: Medicinal Chemistry 2nd Edition Intersc New York) Theo uỷ ban này, Hóa dược định nghĩa sau: “Hóa dược ngành khoa học chuyên phát so sánh, phát triển làm sáng tỏ chế tác dụng hợp chất có hoạt tính sinh học” Như vậy, từ định nghĩa thấy rằng: hoạt động ngành khoa học Hóa dược bao trùm lên lĩnh vực hoá học, sinh học y học Để đáp ứng cho yêu cầu trên, nhà Hóa chừng mực định cần có am hiểu hoá học hữu cơ, hoá lý, hoá sinh, dược lực học, vi sinh vật học, y học Nói cách tổng quát cần có hiểu biết tối thiểu vé ngành khoa học có liên quan đến lĩnh vực dược Nhưng thông thường người chỉcó thể trở thành chuyên gia hai lĩnh vực, phải biết kết hợp chặt chẽ với lĩnh vực khác Các nhà hóa dược nhà khoa học tạo ngành hóa học, y học, dược học đội quân chuyên sâu ngành hiểu biết rộng ngành Đồ án nhập môn KTHH – CH2000 Page có liên quan đén hóa dược tập hợp lại Đối với quốc gia việc xây dựng chương trình phát triển phù hợp có ảnh hưởng lớn đến tiến độ phất triển ngành công ngiệp hóa dược 1.1.1.2 Đôi nét lịch sử phát triển Hóa dược Từ xa xưa người Trung Quốc, Ấn Độ, Nam Mỹ biết sử dụng dịch tiết từ thực vật làm thuốc chữa bệnh Vào kỷ X XI người ba tư dã biết đưa thuốc phiện làm thuốc chống ho, đến năm 1805 Sertumer chiết morphin làm thuốc giảm đau Người dân gốc ấn độ sống Nam Mỹ chiết dịch từ võ canh –ki-na chữa sốt rét Vò kỷ XVIII người chiết dịch từ ma địa hoàng để chữa bệnh tim Còn nhiều ví dụ khác loại thuốc dân gian ko thể liệt kê hết thực tế là phương tiện chữa bệnh phất chưa đầy hai kỷ gàn với phất triển ngành khoa học lân cận ngành hóa dược phất triển ngày Từ Wohler tổng hợp cacbamit(1828), ngành hóa học phát triển vũ bão Năm 1880 thuốc trị liệu chống nguyên sinh động vật đời( antiprotozoal), tiếp phát minh thuốc chống sốt rét tổng hợp sau thuốc gây ngủ(hypnotic) , thuốc chống viêm, sau kháng khuẩn, kháng sinh, chất có tác dụng giảm đau,phát triển vitamin Sau chiến tranh giới thứ ngiên cứu thuốc chống lao,các hocmon steroit, hocmon peptit, thước tránh thai phát triển, thuốc chống ung thư cộm thuốc chông AIDS, SARS,vv 1.1.1.3 Các vấn đế tình hình nghiên cứu Hóa dược giới Hơn 150 nãm ngành Hóa dược phát triển mạnh, góp phần chữa bệnh ngày trước coi vô phương cứu chữa số loại bệnh sau: bệnh viêm Đồ án nhập môn KTHH – CH2000 Page màng não, bệnh tim, bệnh viêm phổi, bệnh tả dịch tả, bệnh bạch hầu trẻ em, bệnh bại liệt trẻ em bệnh đậu mùa… Trong vồng 100 năm qua số người chết bị nhiễm bệnh giảm đến khoảng 99% Theo thống kê giưới số trẻ em sơ sinh sống tăng gấp lần, ngành dược tạo nên phất triển thuốc men đầy đủ yếu tố làm nên thành công Ngày với phát triển giới nhiều loại bệnh khó chữa tồn tăng mạnh như: bệnh ung thư ác tính, bẹnh tim mạch, bệnh AIDS, bệnh SARS, bệnh hệ thần kinh trung ương Hiện ngành hóa dược sản xuất 10000 biệt dược từ 3000 hoạt chất khác tai có khoảng 30000 loại bệnh khoảng 1/3 có thuốc tương ứng điều trị mà Ngành dược có nhu cầu lớn thuốc cần có ngiên cứu cố gắng nhà hóa dược năm tới để tìm phương thuốc chữa loại bệnh ( Trích hóa dược kỹ thuật tổng hợp tập GS.TSKH PHAN ĐÌNH CHÂU) 1.1.2 Tổng quan ngành Công nghệ BVTV giới Kể từ buổi bình minh văn minh nhân loại, người không ngừng nỗ lực để cải thiện điều kiện sống minh Vào khoảng năm 1550 trước Công nguyên (T.C.N), sách Ebers Papyrus đưa cách thức dùng thuốc xua đuồi bọ chét khỏi nhà Trong nỗ lực nhàm sàn xuẩt đù nguồn cung cấp lương thực, người gặp phải phá hoại sâu bọ gây Sự tàn phá nhà tiên tri Amos đề cập đến (năm 760) giống bệnh gỉ sắt ngũ cốc, loại bệnh mà gây nhiều tổn thất Cha đẻ ngành thực vật học Theo phrastus (năm 300 trước C.N) mô tá nhiều bệnh hại mà ngày gọi bệnh thối, ghẻ gỉ sắt cháy Trong kinh cựu ước (old testament) đề cập đển sổ bệnh dịch ỡ Ai Cập yếu châu chấu gày Các dịch hại yếu làm hạn chế sinh trưởng trồng nông nghiệp sâu hại, nấm bệnh cỏ dại Ý tưởng việc sử dụng hóa chất để phòng trừ dịch hại Đồ án nhập môn KTHH – CH2000 Page không mới.Lưu huỳnh đă dùng đế ngăn ngừa nấm bệnh sâu hại từ nảm 1000 T.C.N, Pliny (năm 79) đă ghi nhận việc dùng thạch tín (arsenic) làm thuốc trừ sâu Đến năm 900, người Trung Quốc sứ dụng lượng vừa phái họp chất arsenic làm thuốc trừ sâu để trù côn trùng vườn Những thuốc thuốc trừ sâu cỏ tác động mạnh schradan (octa methyl pyrophosphoramide) hoạt động thuốc trừ sâu nội hấp (lưu dẫn) đê trừ nhện rệp muội Nghiên cứu bệnh phát triển nhanh chóng kỷ XVIII, thí nghiệm vận chuyến chất chất nhuộm màu muối khoáng thực hiện.Một số loại bệnh cày thiếu dinh dưỡng, đốm vàng thiếu sắt, người ta cố gắng chữa cho cách tiêm muối khoáng vào Đầu kỷ XX, chất độc kaii cyanua đă tiêm vào nhàm tiêu diệt loại sâu hại Người ta thực kiểm tra tác dụng việc tiêm íhuốc nhuộm chất khừ trùng vào cầy mận bịbệnh bạc Các nghiêm cứu sau cho thấy Mỹ vào nãm 1920 nghiêm cửu tiêm thuốc biện pháp phòng trừ bệnh cháy dè Ngành Công nghệ BVTV đời kéo theo phát triển không nông nghiệp nói riêng mà ảnh hưởng tới nhiều ngành khác Lịch sử phát triên ngành BVTV chia thành giai đoạn khái quát sau: Giai đoạn 1: Từ đầu kỷ 20 trước Do trình độ khoa học kỹ thuật chậm phát triến, dịch hại hoành hành dội phá hại mùa màng, trình độ canh tác nông nghiệp nghèo nàn, phần lớn dựa vào điều kiện tự nhiên, chì áp dung biện pháp canh tác đơn giản dùng thuốc hóa học cách tự phát Do vậy, suất trồng thấp Sau đỏ, người biểl sử dụng số toại có độc cố, hóa chất vô Đen đầu kỷ 20 biết tổng hợp sử dụng số hợp chẩt tổng hợp hữu vào bảo vệ thực vật Giai đoạn 2: Từ năm 1939 đến 1960 Phát triển thuốc trừ dịch hại tống hợp hữu cơ, đặc biệt hợp chất đo hữu Đây thời kỳ thuốc trừ sâu elo ngự trị Tuy hợp chất lân hữu carbanate đời phát triển (lừ 1950), vị trí chúng sản xuất nông nghiệp xa thuốc trừ sâu clo hữu Người ta ạt dùng cảc thuốc tồng hợp hữu cho nông nghiệp uác lĩnh vực khác đời sổng Hậu quà môi trường bịô nhiễm nặng nề vi dùng thuốc thiếu chọn lọc Đồ án nhập môn KTHH – CH2000 Page Giai đoạn 3: Từ năm 1960 - 1980: thuốc carbamate lân hữu phát triển mạnh, sừ dụng nhiều lấn át vai trò thuốc clo hửu cơ, nhược điểm thuốc phát ngày nhiều Đầu năm 70 kỷ XX, thuốc pyrethroid hệ đời mờ khà áp dụng loại thuốc bảo vệ tbực vật có độ chọn lọc cao vả thân thiện với môi trường Giai đoạn 4: Từ 1980 đến nay: bên cạnh vai trò thuốc lân hữu carbamate ngày phát triển, thuốc clo hữu bị thu hẹp phạm vi sử dụng 1.2 Tổng quan ngành Công nghệ Hóa dược & BVTV Việt Nam 1.2 Tổng quan ngành công ngiệp hóa dược việt nam 1.2.1.1 Đôi nét lịc sử phát triển hóa dược Việt Nam Từ xa xưa ông cha ta biết dùng hành, tỏi, nghệ, hương nhu, mật ong… để chữa bệnh phương thuốc chữa bệnh kinh ngiệm truyền miệng nhân gian Trong thời kỳ phong kiến xuất nhiều thầy thuốc nỗi tiếng như: Chu Văn An, Tuệ Tĩnh, Lê Hữu Trác họ viết nhiều sách y dược “ Nam Dược Thần Diệu” phát hàng trăm thuốc nam với hàng ngìn phương thuốc dân tộc ứng trị với hàng trăm loại bệnh Vậy triều đại phong kiến dược học phần phát triển sở thuốc nam Trong thời kỳ đo hộ thực dân pháp ảnh hưởng thị trường thuốc tây, ngiên cứu khám phá đông dược phần bị hạn chế Thời kỳ thuốc chủ yếu đưa từ Pháp sang Pháp không chủ trương phát triển dược nước ta nên 80 năm đô hộ ko có nghiên cứu học sản xuất thuốc Sau cách mạng tháng thời gian kháng chiến bùng nổ thiếu thuốc ta chưa sản xuất thuốc tài nghèo nàn nên nhà khoa học sản xuất thuốc từ thiên nhiên như: thuốc chữa sốt rét từ rừng trường sơn, võ sữa, vỏ canhkina, sản xuất thuốc lỵ, ỉa chảy từ hạt khổ sâm, sản xuất thuốc chữa ho từ cao bách bộ, nam bán hạ Trong thời kỳ có nhiều xưởng quân dược xây dựng sản xuất thuốc phục vụ kháng chiến Đồ án nhập môn KTHH – CH2000 Page Năm 1958 hình thành công nghiệp sản xuất dược lĩnh vực đào tạo nghiên cứu cũng bát đầu khởi sắc Năm 1968 đại học dược tách khỏi đại học Y – Dược Hà Nội.Viện kiểm ngiệm, Viện dược liệu thành lập Ngoài xí ngiệp trung ương xí nghiệp địa phương đời chủ yếu sản xuất thuốc phục vụ kháng chiến chống mỹ Trong thời kỳ mở cửa kinh tế nước ta theo chế kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa sản xuất thuốc phát triển sản xuất nguyên liệu dược chưa có đáng kể có đơn vị tham gia sản xuất nguyên liệu dược xí ngiệp hóa dược, viện dược liệu,công ty dược liệu trung ương 1, nhà máy hóa chất đức giang nhìn chung sở cjir sản xuất mặt hàng dơn giản loại hóa dược vô , loại hợp chất hữu dơn giản Theo thống kê năm 2002 số hoạt chất nước sản xuất chiếm 5% Các laoij thuốc nước sản xuất chiếm tỉ trọng thấp Các nguyên liệu hóa dược chủ yếu chủ yếu nhập Bởi muốn nghành công ngiệp dược phát triển mạnh ổn định trở thành nghành công ngiệp mũi nhọn cần có cân đối công ngiệp sản xuất nguyên liệu công ngiệp bào chế chế phẩm thuốc Từ năm 2003 phủ định xây dựng chương trình nghiên cứu phát triển sản xuất hóa dược xây dựng số nhà máy sản xuất hóa dược Việc thay đổi sách xây dựng sở vật chất đào tạo nhân lực phủ( tháng năm 2005 khóa đào tạo kỹ sư công nghệ “ Hóa dược – hóa chất bảo vệ thực vật việt nam dời trường đại học Bách Khoa Hà Nội.Cùng với ủng hộ Bộ Y Tế công ty hoa chất Việt Nam, tổng công ty dược Việt Nam sở đào tạo, sản xuất dược nước định nghành hóa dược nói riêng nghành công nghệ dược phẩm nói chung xẽ có bước trưởng thành rõ rệt tương lai đáp ứng cầu công ngiệp hóa đại hóa đất nước 1.2.1.2 Những vấn đề tình hình ngiên cứu dược Việt Nam Đồ án nhập môn KTHH – CH2000 Page Trong thời kỳ công ngiệp hóa đại hóa đất nước nhiều thách thức cho ngành hóa dược nước ta nhu cầu sử dụng thuốc cao ngườu dân, nhiều bệnh xuất hiện, nhiều bệnh chưa có thuốc đặc trị nên ngành hóa dược Việt Nam cần nghiên cứu phát triển để đáp ứng nhu cầu người dân 1.2.2 Tổng quan ngành Công nghệ Bảo vệ thực vật Viêt Nam Việt Nam nước nông nghiệp, nông dân chiếm 70% dân số nước Do nông nghiệp chiếm vị trí quan trọng kinh tế quốc dân Khi nông nghiệp phát triển vào thâm canh, sản xuất hang hóa hang loạt vai trò công tác bảo vệ thực vật ngày quan trọng sản xuất Từ thập niên 70 kỷ 20, với phát triễn vũ bão ngành khoa học, lĩnh vực hóa học kỹ thuật sử dụng thuốc bảo vệ thực vât (BVTV) có thay đổi mạnh mẽ: Sự hiểu biết sâu phương thức tác động thuốc BVTV cho phép phát nhiều hoạt chất có phương thức tác động khác trước, sử dụng cách hiệu an toàn ngành sản xuất nông nghiệp Để đáp ứng nhu cầu ngày tăng bùng nổ dân số, với xu hướng đô thị hóa công nghiệp hóa ngày mạnh, người cách phải thâm canh để tăng sản lượng trồng Khi thâm canh trồng, hậu tất yếu tránh gây nên vấn đề nghiêm trọng cho môi trường (mất cân sinh thái, kéo theo phá hoại dịch hại ngày tăng…) đời sống sinh hoạt người Ngày 04 tháng năm 2014 Bộ trưởng nông ngiệp phát triển nông thôn định số 664/QĐ-BNN-TCCB quy định chức nhiệm vụ, quyền hạn cấu tổ chức Cục Bảo vệ thực vật, thay Quyết định số 17/2008/QĐ-BNN ngày 28 tháng năm 2008 Cục bảo vệ thực vật quan thuộc nông ngiệp phát triển nông thôn Các phòng chức cục bảo vệ thực vật có trách nhiệm giúp cục trưởng thực chức quản lý nhà nước bảo vệ thực vật kiểm duyệt thực vật , phòng trừ sinh vật gây hại Đồ án nhập môn KTHH – CH2000 Page rừng, thuốc BVTV, an toàn thực phẩm môi trường tra chuyên ngành phạm vi nước Nhằm giảm thiệt hại dịch hại gây ra, người phải tiến hành biện pháp phòng trừ, biện pháp hóa học quan trọng Cùng với phân bón hóa học, thuốc BVTV yếu tố quan trọng để đảm bảo an ninh lương thực cho loài người.Chính nhu cầu mà lượng thuốc hóa học dùng cho việc bảo vệ thực vật ngày tăng cao Tiềm tăng trưởng ngành thuốc bảo vệ thực vật nước ta có tốc độ tăng trưởng khoảng 5%/năm sản lượng từ năm 2001 tới 2008 Tuy nhiên năm gần tốc độ tăng trưởng sản lượng có xu hướng chậm lại, trung bình giai đoạn 2004-2008, tốc độ tăng trưởng ngành thuốc BVTV Việt Nam đạt khoảng 0,87%/năm Quy mô thị trường thuốc BVTV đạt khoảng 50.000 Nhu cầu veeg thuốc BVTV nước 50.000 tấn/năm, tương đương với giá trị khoảng 500 triệu USD, có loại thuốc trừ sâu côn trùng; thuốc diệt nấm; thuốc diệt cỏ Nguồn cung cho thị trường thuốc BVTV nước chủ yếu từ nhập Do ngành sản xuất loci hóa chất tổng hợp dung cho BVTV nước chưa phát triển nên doanh nghiệp Việt Nam phải nhập nguyên liệu nhiều Thực tế sản xuất ngành BVTV nước naycho thấy phần lớn doanh nghiệp sản xuất thuốc BVTV nước không trực tiếp sản xuất mà nhập nguyên liệu về, sau gia công đóng gói đóng chai bán thị trường Tính chất lý, hóa học phạm vi sử dụng sản phẩm - CTPT : C4H8O2 Danh pháp IUPAC: Etyl etanoate Tên khác: Etyl acetate Đồ án nhập môn KTHH – CH2000 Page 2.1 Tính chất vật lý - Mật độ: 897 kg/m³ Đây chất lỏng không màu có mùi dễ chịu đặc trưng,có mùi ngọt, tương tự loại sơn móng tay hay nước tẩy sơn - móng tay, sử dụng Là loại este thu từ êtanol axít axetic, thường viết tắt - EtOAc Nó hòa tan gồm ester, poly styrene, polyvinyl chloride, long não, cao su clo hóa, chất nhựa khác dung môi cho Nitrocellulose sản xuất quy mô - lớn để làm dung môi Axetat etyl dung môi phân cực nhẹ, dễ bay hơi, tương đối không độc hại - không hút ẩm, hòa tan ether, alcohol tan nước Là chất nhận cho liên kết hydro yếu, hòa tan tới 3% nước có - độ hòa tan nước ~8% nhiệt độ phòng Không ổn định dung dịch có chứa axít hay bazơ mạnh Khối lượng phân tử: 88,11 g/mol Điểm nóng chảy: -83,6 °C Điểm sôi: 77,1 °C 2.2 Tính chất hóa học Etyl axetat có đầy đủ tính chất hóa học este Phản ứng thủy phân môi trường axit kiềm Phản ứng thủy phân + Trong môi trường axit: Phản ứng thuận nghịch, sản phẩm axit ancol CH3COOC2H5 + H2O ↔ CH3COOH + C2H5OH Tổng quát: RCOOR, + H2O ↔ RCOOH + R,OH + Trong môi trường kiềm ( phản ứng xà phòng hóa ) : phản ứng chiều, sản phẩm muối ancol CH3COOC2H5 + NaOH → CH3COONa + C2H5OH Tổng quát: RCOOR, + NaOH → RCOONa + ROH Đồ án nhập môn KTHH – CH2000 Page 10 Đồ án nhập môn KTHH – CH2000 Page 25 Đồ án nhập môn KTHH – CH2000 Page 26 Đồ án nhập môn KTHH – CH2000 Page 27 Đồ án nhập môn KTHH – CH2000 Page 28 Đồ án nhập môn KTHH – CH2000 Page 29 Đồ án nhập môn KTHH – CH2000 Page 30 Đồ án nhập môn KTHH – CH2000 Page 31 Đồ án nhập môn KTHH – CH2000 Page 32 Đồ án nhập môn KTHH – CH2000 Page 33 Đồ án nhập môn KTHH – CH2000 Page 34 Đồ án nhập môn KTHH – CH2000 Page 35 Đồ án nhập môn KTHH – CH2000 Page 36 Đồ án nhập môn KTHH – CH2000 Page 37 KẾT LUẬN Qua trình làm đề tài em thu kiến thức vô bổ ích chúng em ôn lại kiến thức sở môn học như: hóa học hiểu cơ, qua trình thiết bị hóa chất…Biết cách tra tìm tài liệu nước ngoài, có kinh ngiệm cách làm việc nhóm Tuy nhiên trình làm đề tài không tránh sai sót mong thông cảm góp ý thầy Một lần chúng em xin chân thành cảm ơn giảng viên hướng dẫn thầy giúp chúng em hoàn thành đồ án Đồ án nhập môn KTHH – CH2000 Page 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO Giáo trình Kỹ thuật tổng hợp hóa hữu http://documents.tips/documents/san-xuat-ethyl-acetate-2003.html Trích hóa dược kỹ thuật tổng hợp tập GS.TSKH PHAN ĐÌNH CHÂU Đồ án nhập môn KTHH – CH2000 Page 39 ... Tháp ngưng tụ 4.2 Thuyết minh dây chuyền sản xuất Công nghệ sản xuất: Dây chuyển sản xuất minh họa theo sơ đồ hình 4.1 Đồ án nhập môn KTHH – CH2000 Nước Page 15 Etyl axetat Từ thùng chứa 1,2,3 đong... có cân đối công ngiệp sản xuất nguyên liệu công ngiệp bào chế chế phẩm thuốc Từ năm 2003 phủ định xây dựng chương trình nghiên cứu phát triển sản xuất hóa dược xây dựng số nhà máy sản xuất hóa... thực công việc ép xác Đồ án nhập môn KTHH – CH2000 Page 11 - Ethyl acetate sử dụng sản xuất mực in, làm dung môi ghép keo ngành công nghiệp bao bì Các phương pháp sản xuất 3.1 Phương pháp Sản xuất