Công nghệ sản xuất Glycerin

Các phương pháp sản xuất Glycerin: đi từ nguyên liệu hóa thạch hoặc bằng phương pháp sinh hoch thân thiện với môi trường. Glycerin thu được có nhiều ứng dụng nhứ trong mỹ phẩm, dược phẩm, ...1I. Giới thiệu tổng quát về glycerin Glycerin hay glycerol, glycerine, công thức hóa học là C3H5(OH)3. Là một polyol đơn giản, không màu, không mùi, nhớt. Glycerol có 3 nhóm –OH, tan hoàn tốt trong nước. Hầu hết các chất béo đều có sườn từ glycerol, còn gọi là các triglycerides. Glycerin có vị ngọt và độc tính thấp. Trong cơ thể sống, glycerin là một thành phần quan trọng của glycerit (dầu, mỡ) và photpholipit. Khi cơ thể sử dụng mỡ để sinh năng lượng thì glyxerin và axit béo được giải phóng vào máu.II. Công nghệ sản xuất GlycerinTrên thế giới, nguồn glyxerin chính, đầu tiên đến từ quá trình sản xuất xà phòng. Trong khoảng 20 năm gần đây, còn có thêm nguồn glyxerin nữa từ quá trình sản xuất axit béo và quá trình sản xuất metyl este dầu, mỡ động thực vật làm biodiesel.1. Sản xuất glycerin từ Propylene.Trong đó quy trình epichlorohydrin là quan trọng nhất, nó bao gồm quá trình:  Chlor hóa propylene để cho ra allyl chloride.CH2=CHCH3 + Cl2 → CH2=CHCH2Cl + HCl 2Tocao: 500oC, P: 1atm Sau đó được oxi hóa bởi hypochloride (ClO) để cho ra dichlorohydrin.CH2=CHCH2Cl+ Cl2 + H2O → CH2ClCH(OH)CH2Cl + HCl Dichlorohydrin sau đó phản ứng với một baz mạnh để cho ra epichlorohydrin (ECH)CH2ClCH(OH)CH2Cl + Ca(OH)2 → 2CH2CHCH2Cl + CaCl2 + 2H2OO Cuối cùng ECH được thủy phân để cho ra glycerol.CH2CHCH2Cl + CaCl2 + 2H2O → HOCH2CHOHCH2OH + HClGlycerinO Glycerol được chưng cất chân không với áp suất cao khoảng 0.5 1 kPa. Nước được tách ra bằng cách ngưng tụ phân đoạn. Muối vô vơ và các oligomer của glycerol còn lại sau chưng cất sẽ được loại bỏ. Glycerol thu được sẽ được xử lý tiếp tục để loại bỏ các tạp chất gây màu và chất gây mùi, điều này có thể được thực hiệ với than hoạt tính.2. Sản phẩm phụ của quá trình sản xuất xà phòngPhản ứng xà phòng hóa triglycerit của hỗn hợp acid béo tạo thành muối natri hoặc kali của chúng và glycerin3 Sơ đồ công nghệ Thuyết minh:Dầu mỡ từ thùng chứa (1,2) được lọc qua lưới và chảy vào thùng gia nhiệt . Tai đây, dầu mỡ được đun nóng bằng hơi và đưa sang thùng làm sạch tẩy màu (4) nếu cần rồi bơm sang nồi nấu xà phòng (5) cùng với dung dịch kiềm từ thùng lường (6) và thùng hương đã được xà phòng hóa trước trong thiết bị (7).Quá trình xà phòng hóa xảy ra ở nồi nấu xà phòng. Việc đun nóng được thực hiện nhờ hơi quá nhiệt từ hệ thống xoắn ruột gà có đụt lỗ. Khi quá trình xà phòng hóa đã kết thúc. Thêm dung dịch muối ăn từ thùng lường (8), tiếp tục gia nhiệt và khuấy trộn, sau đó để yên cho hỗn hợp phản ứng phân lớp. Lớp nước chứa glycerin , tạp chất và kiềm dư được tháo qua van đẩy xuống thùng chứa (9). Thêm dung dịch kiềm loãng 4vào nồi (5), tiếp tục gia nhiệt và khuấy trộn để rửa sạch các tạp chất cũng như xà phòng hóa tiếp phần chất béo chưa phản ứng. Quá trình tách lớp nhờ nước muối được lặp lại một lần nữa và nước muối chứa kiềm được tháo ra ở thùng (10), còn xà phòng đã rữa sạch được hút qua ống xuống máng (11). Từ đây xà phòng có thể đổ khuôn ngay hoặc cho qua máy trộn (12), để trộn cho đều trước khi đổ khuôn. Sau khi để nguội, xà phòng từ khuôn được cắt thành bánh nhỏ sấy bằng không khí nóng trong lò sấy (13) rồi đóng dấu và bao gói.Dung dịch nước muối có chứa glycerin từ thùng chứa (9) được đưa xuống thiết bị xử lý (14), đun nóng bằng hơi đồng thời sục không khí và xử lí với acid HCl, phèn và xút. Sau đó lọc dung dịch trên máy lọc ép (16) và đưa sang hệ thống bay hơi chân không (17) để thu hồi muối dùng lại cho quá trình tách xà phòng và glycerin thô 80%. Glycerin này được tinh luyện chân không thành glycerin tinh khiết.3. Sản phẩm phụ của quá trình sản xuất diesel sinh họcDầu diesel sinh học là hỗn hợp alkyl este axit béo tạo ra khi dầu thực vật hoặc mỡ động vật được chuyển hoá bằng rượu chuỗi ngắn. Nó được xem như là sự thay thế cuối cùng cho dầu diesel, vì nó là tốt hơn cho môi trường và sức khỏe, cũng như hiệu suất động cơ. Trong quá trình transester hóa như một mol dầu thực vật, về mặt hoá học triglyceride phản ứng với 3 rượu với sự có mặt của chất xúc tác và trải qua 3 phản ứng tuần tự để tạo ra 1 mol glyxerol và ba mol của dầu diesel sinh học, este alkyl hóa học, axit béo. Các sản phẩm này bao gồm khoảng 1 kg glycerol cho mỗi 9 kg diesel sinh học được sản xuất.5 Sơ đồ công nghệ sản xuất Biodiesel (Glycerin là sản phẩm phụ của quá trình): Thuyết minh Nguồn nguyên liệu của quy trình này rất đa dạng sử dụng cả dầu chưa tinh luyện , dầu tinh luyện và dầu mỡ động thực vật đã qua sử dụng. Đối với dầu chưa tinh luyện sẽ qua thiết bị tinh luyện và được chuyển vào thiết bị phản ứng để chuyển vị este Dầu mỡ động vật sẽ qua thiết bị chuyển hóa acid béo tự do thành este nhờ xúc tác acid nitric và được nhập chung vào thiết bị phản ứng cùng các nguồn nguyên liệu khác. Tại thiết bị phản ứng xúc tác (KOH 85%) và Methanol (CH3OH 80%) được đưa vào đáy thiết bị còn nguyên liệu được đưa vào đỉnh thiết bị để tiếp xúc pha giữa nguyên liệu và xúc tác tốt hơn. Nhiệt độ ở thiết bị phản ứng được duy trì ở 600C và thời gian lưu từ 12giờ. Sau khi hỗn hợp sản phẩm ra khỏi thiết bị phản ứng sẽ được đưa vào thiết phân tách để tách methyl ester và glycerin thô6 Tinh chế glycerinThuyết minh quy trìnhTinh chế Glycerol sử dụng quy trình hai giai đoạn của quá trình bốc hơi chân không liên tục. Glycerol thô được đưa qua thiết bị trao đổi nhiệt nâng nhiệt độ lên 1000C bằng nhiệt tận dụng của dòng sản phẩm Glycerol nóng và nguồn dầu nóng . Sau đó được bơm vào thiết bị bốc hơi số 1. Tại đây Rotor của được đưa thiết bị ngưng tụ để tách H2O và Methanol . Còn phần khó bay hơi được được đưa qua thiết bị bốc hơi số 2. Tại thiết bị bốc hơi số 2 Rotor quay tạo áp suất thấp (P=0,1Bars) và phân tách Glycerol tinh khiết dạng hơi qua thiết bị tinh cất lại Glycerol và được dẫn vào thiết bị ngưng tụ và thu sản phẩm là Glycerol có độ tinh khiết từ 95 99,5%.Còn phần cặn được đưa ra khỏi thiết bị bốc hơi số 2 và được đem đi xử lý7Ngoài ra Sử dụng glycerol thô làm nguyên liệu thô hoặc đồng nguyên liệu để tạo ra năng lượng tái tạo như thể hiện trong hình. Đây có thể là giải pháp thiết thực nhất cho glycerol dư từ sản xuất diesel sinh học vì có thể tránh được các quá trình tinh chế tốn kém và thêm glycerol thô vào sinh khối nói chung cải thiện sản lượng năng lượng như biogas, dầu sinh học, hydro và rượu.III. Ứng dụng của glycerinGlyxerin có ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp, đặc biệt trong ngành dược, trong mỹ phẩm, thực phẩm, nông nghiệp, v.va. Trong công nghiệp thực phẩm Trong thức ăn và đồ uống, glycerin được sử dụng như một chất tạo ẩm, chất tạo ngọt, chất bảo quản. Ngoài ra nó còn được sử dụng làm chất độn trong các sản phẩm ít béo như bánh ngọt.Glycerin và nước được sử dụng để bảo quản một số loại lá.b. Ứng dụng trong dược phẩm và chăm sóc cá nhân Glycerin còn được sử dụng trong y tế, dược phẩm và chăm sóc cá nhân. Nó chủ yếu được dùng như một chất làm trơn và chất giữ ẩm. Nó cũng được dùng trong chất miễn dịch dị ứng, si rô trị ho, kem đánh răng, nước súc miệng, các sản phẩm chăm sóc da, kem cạo râu, các sản phẩm dưỡng tóc, xà phòng.c. Chất chống đông 8 Giống ethylene glycol và propylene glycol, glycerine hình thành liên kết hydro mạnh đối với các phân tử nước, làm giảm đi liên kết hydro giữa các phân tử nước với nhau. Chính điều này đã phá vỡ sự hình thành mạng tinh thể băng trừ khi nhiệt độ giảm đáng kể. Nhiệt độ đông đặc thấp nhất có thể đạt được vào khoảng 37.8oC tương ứng với 6070% glycerine trong nước.d. Hóa chất trung gian Glycerin được sử dụng để sản xuất nitroglycerine hoặc glycerol trinitrate (GTN) là một thành phần thiết yếu của thuốc súng không khói và một số loại thuốc nổ khác GNT còn được dùng trong môt số loại thuốc chống tức ngực.

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT HÓA

CHẤT HỮU CƠ

Mã môn học: 606003

GVPT: HOÀNG THỊ KIM DUNG

Sinh viên thực hiện:

1 Lê Thị Kim Phượng MSSV: 61302552

2 Nguyễn Thị Xanh MSSV: 61302759

3 Nguyễn Thị Bích Hường MSSV: 61302412

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VÀ TINH CHẾ

NỘI DUNG

Glycerin hay glycerol,

glycerine, công thức hóa học

C3H5(OH)3

Glycerol có 3 nhóm –OH

Chất lỏng sánh, trong suốt,

không màu, không mùi, vị

nóng và ngọt, hút ẩm mạnh,

độc tính thấp

I TÍNH CHẤT VÀ CẤU TẠO GLYCERIN

 Trên thế giới, nguồn

glyxerin chính, đầu

tiên đến từ quá trình

sản xuất xà phòng

Trong khoảng 20 năm

gần đây, còn có thêm

nguồn glyxerin nữa từ

quá trình sản xuất axit

béo và quá trình sản

xuất metyl este dầu,

mỡ động thực vật làm

biodiesel

II Công nghệ sản xuất glycerin

Trong đó quy trình epichlorohydrin là quan trọng nhất, nó bao gồm quá trình:

 Chlor hóa propylene để cho ra allyl chloride

CH2=CH-CH3 + Cl2 → CH2=CH-CH2Cl + HCl

To cao: 500oC, P: 1atm

 Sau đó được oxi hóa bởi hypochloride (ClO-)

để cho ra dichlorohydrin

CH2=CH-CH2Cl+ Cl2 + H2O → CH2 Cl-CH(OH)-CH2Cl + HCl

1 Sản xuất glycerin từ Propylene.

Dichlorohydrin sau đó phản ứng với một base mạnh để cho

ra epichlorohydrin (ECH) bằng quá trình tách nước

Cuối cùng ECH được thủy phân để cho ra glycerol bằng quá trình cộng hợp nước

CH 2 Cl-CH(OH)-CH 2 Cl + Ca(OH)2 → 2CH 2 -CH-CH 2 Cl + CaCl 2 + 2H 2 O

O

CH 2 -CH-CH 2 Cl + CaCl 2 + 2H 2 O → HOCH 2 -CHOH-CH 2 OH + HCl

Glycerin

O

• Phản ứng xà phòng hóa triglycerit của hỗn hợp acid béo tạo thành muối natri hoặc kali của chúng và glycerin

2 Sản phẩm phụ của quá trình sản xuất xà phòng

• Sau phản ứng xà phòng hóa, sản phẩm tạo thành là glycerol và

muối natri của acid béo

• Cho dung dịch NaCl bão hòa vào hỗn hợp sản phẩm, thì xà phòng tách ra và nổi lên trên Nguyên nhân do thay đổi môi trường điện

ly, độ phân ly xà phòng giảm, hòa tan rất ít trong môi trường

NaCl bão hòa

• Xà phòng tách khỏi hỗn hợp glycerol + nước + NaCl và nổi lên trên

• Dùng phương pháp chiết tách thu được glycerol và xà phòng

Hình Sơ đồ dây chuyền sản xuất xà phòng

 Dầu diesel sinh học là hỗn hợp alkyl este axit béo tạo ra khi dầu thực vật hoặc

mỡ động vật được chuyển hoá bằng rượu chuỗi ngắn

 Trong quá trình transester hóa một mol dầu thực vật triglyceride phản ứng với

3 mol rượu với sự có mặt của chất xúc tác và trải qua 3 phản ứng tuần tự để tạo

ra 1 mol glyxerol và ba mol của dầu diesel sinh học.

3 Sản phẩm phụ của quá trình sản xuất diesel sinh học

Quá trình sản xuất diesel sinh học



-Ngoài ra Sử dụng glycerol thô làm nguyên liệu thô hoặc đồng nguyên liệu

để tạo ra năng lượng tái tạo.

-Thêm glycerol thô vào sinh khối nói chung cải thiện sản lượng năng lượng như biogas, dầu sinh học, hydro và rượu.

III.ỨNG DỤNG

Glyxerin có ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp, đặc biệt trong ngành dược, trong mỹ phẩm, thực phẩm, nông nghiệp, v.v

 Questions & Comments