Báo cáo thực tập viện hóa

BÁO CÁO THỰC TẬP CƠNG NGHỆ VIỆN HĨA HỌC CÔNG NGHIỆP: Tên tiếng Anh: Institute of Industrial Chemistry Tên viết tắt : IIC Lĩnh vực hoạt động:       Nghiên cứu khoa học công nghệ hoá học, triển khai áp dụng tiến kỹ thuật bao gồm nghiên cứu ứng dụng, thực nghiệm, sản xuất - chế thử tạo công nghệ, sản phẩm, vật liệu thiết bị cho ngành công nghiệp hóa chất ngành kinh tế khác Đánh giá, giám định, phân tích chất lượng sản phẩm hố chất, tài nguyên, môi trường Tư vấn cho Tổng Công ty đơn vị kinh tế Tổng Công ty khoa học kỹ thuật Tham gia lập thẩm định dự án khoa học kỹ thuật, soạn thảo cơng nghệ hố học Đào tạo sau đại học tham gia đào tạo cán khoa học kỹ thuật công nghệ chuyên ngành Dịch vụ khoa học kỹ thuật Sản xuất, kinh doanh Lịch sử phát triển:     Năm 1955 tiền thân Phịng thí nghiệm thuộc Sở Mỏ Đơng Dương Năm 1957 thành Viện nghiên cứu Công nghiệp thuộc Bộ Công nghiệp đổi tên thành Viện Hoá học Theo Quyết định số 75CP/TTg ngày 30/4/1964 TT Chính phủ, Viện Hố học hợp với Phịng Hố học thuộc UBKHNN thành Viện nghiên cứu hố học thuộc Bộ Cơng nghiệp nặng Năm 1969 đổi tên thành Viện Hoá học Công nghiệp Các phận chức viện:    Trung tâm nghiên cứu khoa học Xưởng triển khai cơng nghiệp quy mơ pilot Các phịng chức khác tài vụ, kho chứa,…    Xưởng triển khai quy mô công nghiệp (pilot) Xưởng sản xuất thuốc tuyển với dây chuyền Oxy hoá parafin Xưởng sản xuất formalin Phương pháp Oxy hoá – dehydro hố hỗn hợp metanol – khơng khí cơng nghệ BASF xúc tác Bạc 1.1.Phịng thí nghiệm trọng điểm quốc gia CN Lọc-Hóa dầu: - - - - PTNTĐ thuộc Viện Hố học Cơng nghiệp, Bộ Cơng Thương, xây dựng từ năm 2002 có tổng kinh phí gần 67 tỷ đồng với hỗ trợ kỹ thuật Trung tâm nghiên cứu khoa học quốc gia Cộng hoà Pháp Chức PTNTĐ nghiên cứu khoa học phát triển công nghệ thuộc lĩnh vực lọc hoá dầu; tham gia đào tạo cán khoa học công nghệ thông qua việc thực công trình, đề tài, dự án khoa học nhằm phát triển cơng nghệ lọc hố dầu; giám định kết phân tích, thí nghiệm, kiểm nghiệm có liên quan Từ đến năm 2010, PTNTĐ cơng nghệ lọc hố dầu tiếp tục đầu tư sở vật chất, trang thiết bị có đội ngũ cán khoa học, quản lý tương đương với phịng thí nghiệm khu vực Hiện tại, PTNTĐ quốc gia lọc hoá dầu triển khai dự án oxy hoá Metanol thành Formalin nhằm đáp ứng nhu cầu Formalin nước, phải nhập ngoại hoàn toàn 1.1.1.Cơ cấu tổ chức hoạt động: -Đứng đầu hội đồng chun ngành giám sát hoạt động phịng thí nghiệm,đánh giá xem phịng thí nghiệm có hoạt động đạt hiệu không để tiếp tục đầu tư vốn cho dự án triển khai -Phía giám đốc ,rồi đến phó giám đốc trợ lí giúp việc cho phó giám đốc -Phịng thí nghiệm đánh giá phịng thí nghiệm hoạt động hiệu Việt Nam 1.1.2.Các trang thiết bị: Thiết bị phịng thí nghiệm gồm nhóm thiết bị: + Thiết bị phân tích hóa lý +Thiết bị phân tích mơi trường +Thiết bị đánh giá hoạt tính xúc tác Thiết bị sấy phun: Nguyên lý hoạt động: chất dịch qua bơm cao áp phun từ xuống qua đầu phun kim với dịng khí nóng Nước chất dịch hóa dịng khí nóng lên phía vào phận ngưng tụ Các hạt có kích thước lớn sau khơ bám vào thành xuống phía dưới, hạt nhỏ theo nước dịng khí bốc lên đưa vào xyclon để tách,thu hồi xyclon Kích thước hạt điều chỉnh cách điều chỉnh nhiệt độ dịng khí nóng, tốc độ phun chất dịch kích thước đầu phun Với chất vơ xúc tác cần thay kim phun có kích thước đầu phun lớn Xúc tác dạng gel thu dạng bột mịn Ứng dụng : + sản xuất hợp chất thiên nhiên từ dạng lỏng chuyển thành khô,thường dùng ngành dược phẩm,thực phẩm,VD: sản xuất café sữa,chiết xuất cao sâm,… + sản xuất xúc tác ( thay kim phun ) Thiết bị phản ứng pha lỏng, đồng thể Là loại thiết bị lớp vỏ, dùng dầu gia nhiệt, có cần khuấy, thiết bị đo nhiệt độ, tốc độ khuấy 800 – 2000 vòng/phút Đã ứng dụng hiệu để sản xuất thử nghiệm biodiesel dùng xúc tác đồng thể, sản xuất Al2O3 Tủ sấy Tủ sấy thường Tủ sấy chân không dùng cho sản phẩm dễ phân hủy nhiệt Tủ hút nguyên Được nhập nguyên có đầy đủ cửa vào cho đường ống dẫn khí nén Đảm bảo hiệu hút tối đa Thiết bị cất nước lần: Dùng cất lấy nước cất phục vụ cho hoạt động phịng thí nghiệm Thiết bị đo hồng ngoại (IR): Mẫu cần phân tích đo theo phương pháp: - Mẫu ép thành phẳng (dạng màng suốt máy ép thủy lực) để xác định tính chất bề mặt chất rắn (xúc tác rắn, axit, bazo) Xác định nhóm chức bề mặt chất rắn - Theo phương pháp insitu: Mẫu cho vào sel kín, hút chân khơng để tránh xuất pic lạ tạp chất CO,CO Tiến hành đo mẫu trước sau nung để xác định thay đổi tính chất xúc tác Có thể cho chất phản ứng qua sel để nghiên cứu tồn q trình phản ứng xúc tác Thiết bị phân tích nhiệt vi phân: Ứng dụng để khảo sát trình thay đổi cấu trúc chất tác dụng nhiệt phân hủy Qua xác định đường cong giảm khối lượng, thu nhiệt, tỏa nhiệt từ đề chương trình nung mẫu hiệu Thiết bị phân tích sắc kí lỏng hiệu cao ( HPLC): Dùng cho mẫu dễ bị phân hủy nhiệt độ cao, với mẫu có nhiệt độ hóa cao, nhiệt độ cột 300 oC Dùng loại dung môi để rửa cột (vd metanol) Các thiết bị kèm máy nén khí có dầu không dầu ( thường dùng loại máy không dầu để tránh làm bẩn mẫu ), dùng khí (Ar, He) Ứng dụng : tách phân tích lượng vết chất Máy tạo hạt xúc tác: Sản phẩm sau phối trộn với phụ gia kết dính cho vào máy.Sau nén ép đùn qua lưới tạo lỗ có kích thước mong muốn Bên ngồi có dao cắt quay điều chỉnh tốc độ lưỡi cắt tạo viên cho hạt xúc tác,hạt xúc tác rơi xuống sấy khơ dịng khí nóng Máy chế tạo thiết kế Việt Nam Trong trình tạo hạt cần ý hỗn hợp nhão khó tạo viên, hỗn hợp q khơ gây tắc nóng máy 10 Thiết bị phản ứng pha lỏng áp suất cao, gián đoạn: Thiết bị gia nhiệt điện, bên có ống xoắn ruột gà đóng vai trị thiết bị trao đổi nhiệt, nhiệt độ thường áp suất đạt 140 atm, có điều chỉnh nhiệt độ tốc độ khuấy trộn 11 Thiết bị phân tích sắc kí khối phổ (GC-MS): Dùng để định tính, định lượng chất có hỗn hợp sản phẩm so sánh với thư viện phổ Hỗn hợp phân tích hóa hơi, bơm cao áp đưa qua máy sắc kí tách thành chất riêng biệt Các chất đưa qua máy phân tích khối phổ,phân tử mẫu bắn phá thành mảnh ion cho pic đặc trưng đồ thị.Kết thu so sánh với thư viện phổ cho ta biết chất 12 Thiết bị nung xúc tác chế độ dòng: Xúc tác đưa vào ống hình chữ U ( nung nhiệt độ thấp ống làm thủy tinh, nung nhiệt độ cao ống làm thạch anh), gia nhiệt lên 500 – 600oC Dịng khí liên tục thổi qua xúc tác (N2, O2) 13 Bộ xử lý trước đưa vào phương pháp đo IR insitu: Dùng nghiên cứu xúc tác ứng dụng cho trình HDS Xúc tác đa kim loại mang chất mang sunfua hóa có hoạt tính khử S 14 Hệ phản ứng pha khí áp suất thường liên tục: Hệ phản ứng có buồng gia nhiệt bên đặt ống phản ứng Lỏng phối trộn với khí qua van ngả vào thiết bị,dùng bơm HPLC để bơm mẫu lỏng Có thể dùng khí mang(như N2) sục qua dung dịch phản ứng tạo áp suất tốc độ thấp Mẫu phân tích online định kì Sản phẩm khí bơm định kì 15 Hệ phản ứng pha áp suất cao micro pilot: Áp dụng cho công nghệ refoming, HDS Áp suất 40 at, nhiệt độ 200 – 300 C Ống phản ứng có kích thước nhỏ Áp dụng cho loại xúc tác đắt tiền, khó chế tạo với lượng lớn, chất phản ứng khó hóa áp suất cao, xúc tác pha rắn, chất phản ứng dạng lỏng, khí o 16 Hệ phản ứng pha áp suất cao pilot: Ống phản ứng có kích thước lớn 17 Thiết bị đo tính chất dầu thô, nhiên liệu: Thiết bị đo đường cong chưng cất, thiết bị cất phân đoạn cho nhiên liệu… 18 Thiết bị nghiên cứu ứng dụng phân tích mơi trường: 19 Thiết bị đo XRAY: Thiết bị đo phổ góc lớn 20 Thiết bị đo độ xốp, thể tích lỗ xốp, mao quản: Phương pháp BET phương pháp hấp phụ sử dụng N lỏng Hệ tự động gia nhiệt, xử lý mẫu Phải thường xuyên chuẩn đường đo 21 Hệ chưng cất dầu thô: Mẫu dầu thô sau khai thác chưng cất để xác định tính chất, dùng dung môi làm n-hexan 22 Mô hình nhồi xúc tác hydro hóa gluco sản xuất sorbitol : Mơ hình có quy mơ 500 tấn/năm chủ yếu nghiên cứu chế độ thủy động dòng phản ứng,cách bố trí xúc tác ống phản ứng thực tế Sử dụng loại xúc tác kim loại Ru mang than hoạt tính Xúc tác khơng tan sản phẩm, độ chọn lọc cao 100%, không tạo sản phẩm phụ giảm q trình tinh chế Độ chuyển hóa 99 8% 23 Thiết bị sunfo hóa xúc tác: Trước đưa vào trình HDS xúc tác Co-Mo/ Al 2O3 dạng oxyt thành dạng sunfua để tránh ngộ độc xúc tác phải chuyển Chuyển cách cho hỗn hợp N2+H2S (khơng để ngồi khơng khí có mặt O bị cháy chuyển thành dạng oxyt) 1.1.3.Các đề tài,dự án triển khai: -PTNTĐ quốc gia cơng nghệ lọc hóa dầu thực số dự án, đề tài “Nghiên cứu công nghệ chế tạo chất xúc tác Co-Mo/Al2O3 có hoạt tính độ bền học cao cho trình chuyển hóa khí CO với nước nhằm thay chất xúc tác nhập ngoại”; đề tài Đánh giá trạng công nghệ sản xuất thử nghiệm trường nhiên liệu sinh học (biodiesel) nhằm góp phần triển khai đại trà việc sử dụng nhiên liệu biodiesel B5 Việt Nam -Hiện tại, PTNTĐ quốc gia lọc hóa dầu triển khai dự án oxy hóa Metanol thành Formalin nhằm đáp ứng nhu cầu Formalin nước, phải nhập ngoại hoàn toàn - Các dự án đầu tư: +Dự án sản xuất formalin +Dự án sản xuất biodiesel -Dự kiến đầu tư dự án sản xuất Sorbitol 1.2 Phân xưởng oxy hóa parafin sản xuất thuốc tuyển quặng: 1.2.1 Chất hoạt động bề mặt: A.Chất hoạt động bề mặt: - Định nghĩa: CHĐBM chất có tác dụng làm giảm sức căng bề mặt chất lỏng - Cấu tạo tính chất: Mỗi phân tử CHĐBM gồm phần: 1đầu không phân cực, kị nước (gốc hữu cơ,hydro cacbon); đầu lại phân cực, ưa nước (các nhóm chức axit, rượu, amin ) Đầu khơng phân cực kị nước Đầu phân cực ưa nước Các phân tử CHĐBM tập trung phần nhiều bề mặt dung dịch, chiếm 1phần diện tích bề mặt Nếu đầu phân cực mạnh gốc R lớn khả làm giảm SCBM cao Chất hoạt động bề mặt dùng giảm sức căng bề mặt chất lỏng cách làm giảm sức căng bề mặt bề mặt tiếp xúc (interface)của hai chất lỏng Nếu có nhiều hai chất lỏng khơng hịa tan chất hoạt hóa bề mặt làm tăng diện tích tiếp xúc hai chất lỏng Khi hịa chất hoạt hóa bề mặt vào chất lỏng phân tử chất hoạt hóa bề mặt có xu hướng tạo đám (micelle, dịch mixen), nồng độ mà phân tử bắt đầu tạo đám gọi nồng độ tạo đám tới hạn Nếu chất lỏng nước phân tử chụm đuôi kị nước lại với quay đầu ưa nước tạo nên hình dạng khác hình cầu (0 chiều), hình trụ (1 chiều), màng (2 chiều) Tính ưa, kị nước chất hoạt hóa bề mặt đặc trưng thông số độ cân ưa kị nước (tiếng Anh: Hydrophilic Lipophilic Balance-HLB), giá trị từ đến 40 HLB cao hóa chất dễ hịa tan nước, HLB thấp hóa chất dễ hịa tan dung mơi khơng phân cực dầu Tùy theo tính chất mà chất hoạt hóa bề mặt phân theo loại khác Nếu xem theo tính chất điện đầu phân cực phân tử chất hoạt hóa bề mặt phân chúng thành loại sau:   Chất hoạt hóa ion: bị phân cực đầu phân cực bị ion hóa Chất hoạt hóa dương: bị phân cực đầu phân cực mang điện dương, ví dụ: Cetyl trimêtylamôni brômua (CTAB) Cetyl trimetylammonium bromua (CTAB) Cetyl pyridinium clorua (CPC) Polyethoxylated tallow amin (POEA) Benzalkonium clorua (BAC) Benzethonium clorua (BZT)  Chất hoạt hóa âm: bị phân cực đầu phân cực mang điện âm,VD : •  Natri dodecyl sulfat (SDS), amoni lauryl sulfat, muối ankyl sulfat khác • Natri laureth sulfat, hay natri lauryl ete sulfat (SLES) • Ankyl benzen sulfonat • Xà phịng muối axit béo Chất hoạt hóa phi ion: đầu phân cực khơng bị ion hóa, ví dụ: Ankyl poly(êtylen ơxít) • Ankyl poly(etylen oxit) • Copolymers poly(etylen oxit) poly(propylen oxit) (trong • thương mại gọi Poloxamer hay Poloxamin) Ankyl polyglucozit, bao gồm: Octyl glucozit Decyl maltosit Các rượu béo Rượu cetyl Rượu oleyl Cocamit MEA, cocamit DEA  Chất hoạt hóa lưỡng cực: bị phân cực đầu phân cực mang điện âm mang điện dương tùy vào pH dung mơi, ví dụ: Dodecyl đimêtylamin ơxít • Dodecyl betain • Dodecyl dimetylamin ơxít • Cocamidopropyl betain • Coco ampho glycinat Bọt khí Hạt quặng có chất HHBM bám vào với đầu kị nước hướng Tuỳ thuộc vào mục đích sử dụng thuốc tuyển phân chia thành loại sau đây: Thuốc tập hợp Đó hợp chất hữu tác dụng cách chọn lựa lên bề mặt hạt khoáng vật định làm cho bề mặt có tính kị nước Thuốc tập hợp tác dụng tập trung bề mặt phân chia pha khống vật-nước làm kị nước bề mặt hạt khoáng vật đảm bảo khả bám dính cần thiết vào bóng khí để lên Chất tạo bọt (Thuốc tạo bọt) Thuốc tạo bọt chất có hoạt tính bề mặt, hấp phụ lên bề mặt phân chia pha nước-khơng khí (bề mặt bóng khí nước) có khả giữ bóng khơng khí ln trạng thái phân tán, ngăn cản chúng hợp lại với thành bóng lớn Thuốc tạo bọt làm tăng thêm độ bền bọt tuyển làm tăng thêm tính ổn định bọt khống hoá lên bề mặt bùn Dầu thông Rượu béo (MIBC) Polyoxyparafins Cresylic Acid (Xylenol) Chất điều chỉnh Polyglycols Nhiệm vụ loại thuốc điều chỉnh tác dụng thuốc tập hợp lên hạt khoáng vật khác để nâng cao tính chọn lựa q trình tuyển Do tác dụng thuốc điều chỉnh mà thuốc tập hợp tác dụng làm kị nước khoáng vật cần đưa vào sản phẩm bọt Dựa vào tác dụng chúng thuốc điều chỉnh phân chia thành thuốc kích động thuốc đè chìm Chất điều chỉnh độ pH: Chất điều chỉnh dạng Cationic: Vôi khô CaO Ba2+, Ca2+, Cu+, Pb2+, Zn2+, Ag+ Natri cacbonat Na2CO3 Chất điều chỉnh dạng Anionic: Natri hidroxit NaOH SiO32-, PO43-, CN-, CO32-, S2- Axit H2SO4, HCl Chất điều chỉnh hữu cơ: Dextrin, tinh bột, hồ, CMC Có nhiều phương pháp chế tạo thuốc tuyển quặng từ nguồn nguyên liệu khác nhau: tổng hợp từ nguyên liệu sản phẩm dầu mỏ, từ dầu thực vật, mỡ động vật Tuy nhiên dầu thực vật mỡ động vật nguyên liệu dùng nhiều ngành thực phẩm chế tạo thuốc tuyển từ nguồn nguyên liệu hoá dầu sở oxy hoá phân đoạn parafin lỏng có triển vọng * Thuốc tập hợp hữu truyền thống sử dụng để tuyển quặng Apatit photphorit loại axit oleic kỹ thuật Trong công nghiệp chúng sản xuất phương pháp thuỷ phân dầu mỡ động vật, thực vật Thành phần axit béo bản: axit oleic C17H33COOH, axit palmitic C15H31COOH, axit stearic C17H35COOH (chiếm khoảng 92-97%) chất khơng xà phịng hố (2, -6, 5%) Chỉ số xà phịng hố số axit 175-210, số iot 80-105, nhiệt độ đông đặc dao động từ 10-34oC Axit oleic loại thuốc tập hợp hiếm, đắt tiền khơng dùng cơng nghệ tuyển mà dùng lĩnh vực cơng nghệ khác Vì vậy, người ta có nhiều cố gắng tìm kiếm loại thuốc tập hợp khác có hiệu tuyển cao hơn, rẻ tiền để thay axit oleic VD:Thuốc tập hợp VH-2004 hỗn hợp axit béo no không no với mạch hidrocacbon từ C10C22 Thuốc tập hợp VH-2004 điều chế cách oxi hoá phân đoạn khác parafin tách từ dầu mỏ thuỷ phân từ dầu mỡ động thực vật Thuốc tập hợp VH-2004 bước đột phá công nghệ chế tạo thuốc tập hợp tuyển Apatit loại III nước Hiện loại thuốc tập hợp sử dụng có hiệu để tuyển quặng Apatit loại III nhà máy tuyển Apatit Lào Cai 1.1.3Lý thuyết q trình oxy hố : Q trình oxy hố có ý nghĩa lớn cơng nghiệp tổng hợp hữu Rất nhiều sản phẩm trung gian, dung môi, monome, chất hoá dẻo, hoá chất điều chế theo phương pháp oxy hoá Do sử dụng nguồn ngun liệu oxy khơng khí, giá thành sản phẩm điều chế theo phương pháp oxy hoá rẻ so với số phương pháp khác Vì q trình oxy hố q trình quan trọng cơng nghiệp tổng hợp hữu có nhiều triển vọng phát triển Có thể chia phản ứng oxy hoá thành loại : - Oxy hố khơng làm đứt mạch bon, oxy hố ngun tử cácbon bão hồ parafin, naphten, mạch nhánh alkyl thơm, oxy hoá rượu alđehyt : CH3CH2CH3 + 1/2 O2 CH3CH2CH3 + O2 → → CH3CHOHCH3 (CH3)2C=O + H2O CH2 = CH − CH3 + O2 → CH2 = CH − CHO + H2O - Oxy hoá khử cấu trúc, làm đứt liên kết C - C: CH3CH2CH2CH3 + RCH = CHR’ + → 2, O2 O2 → CH3COOH RCOOH + + H2O R’COOH - Oxy hố kèm theo q trình ngưng tụ : RSH RH + + 0, O2 1, O2 → RSSR → ROOR + + H2O H2O Có thể tiến hành oxy hố đồng thể hay oxy hoá dị thể pha lỏng hay pha khí Q trình oxy hố đồng thể tiến hành pha lỏng pha khí khơng có xúc tác rắn Các xúc tác sử dụng trình oxy hoá đồng thể pha lỏng thường muối kim loại chuyển tiếp Xúc tác có tác dụng rút ngắn thời gian trình hướng q trình oxy hố theo hướng cần thiết Q trình oxy hố dị thể q trình oxy hố có mặt xúc tác rắn, thường dùng để oxy hoá số olefin hợp chất thơm (tổng hợp oxyt etylen, acrolein, anhydric phtaleic ) Phần lớn xúc tác dị thể dùng cho q trình oxy hố chuẩn bị cách kết tủa chất mang khác (đá bọt, oxyt nhôm, silicagen ) Đôi người ta sử dụng xúc tác dạng lưới, phoi bào (đồng), nghiền nhỏ đến kích thước cần thiết (V2O5) Cơ chế phản ứng oxy hoá: Theo Семенов, phản ứng oxy hố có cấu chuỗi tiến hành qua giai đoạn trung gian tạo thành gốc R• có hố trị tự ngun tử bon gốc peroxyt ROO• có hố trị tự nguyên tử oxy Điều xác nhận chiếu sáng hay có chất kích động làm phân huỷ gốc tự vận tốc phản ứng tăng Như cấu q trình oxy hố tóm tắt sau: R• + ROO• → O2 + ROO• → RH + ROOH R• Khi phân huỷ peroxyt (khơng bền) tác dụng chúng với gốc tự đưa đến tạo thành sản phẩm oxy hoá Chẳng hạn, phân huỷ peroxyt theo liên kết oxy tạo thành gốc RO• , sau biến đổi tiếp tục thành rượu : → ROOH RO• + RO• RH → + • OH ROH + R• Phần lớn rượu tạo thành kết phản ứng chuỗi : ROOH + RO• + RH R• → → + ROH ROH + RO• R• Peroxyt bậc tác dụng với gốc tự khác tạo thành gốc hydro peroxyt phân huỷ tạo thành aldehyt keton với số nguyên tử C RCH2OOH + R•CHOOH → R2CHOOH + R2•COOH → • + R3COOH R3CO• + • + • → OH + → R3CH + H2O • OH R3CO• + R2CO H2O OH R2•COOH R2C = O → + R•CHOOH RCHO R• → R3CO• → OH + ROH R• R3COH + R3C• Q trình oxy hố bao gồm giai đoạn : -Tạo chuỗi (khi khơng có xúc tác hay chất kích động) tiến hành tác dụng oxy với chất hữu ban đầu : RH + O2 ko → R• + HOO• ko số vận tốc tạo chuỗi Giai đoạn tiến hành với vận tốc nhỏ nhiệt độ thấp oxy hoá pha lỏng Để tăng vận tốc cho thêm vào chất kích động : Peroxyt (C6H5COO)2 C6H5• + → RH C6H5• → C6H6 + CO2 + R• Xúc tác (muối kim loại chuyển tiếp) : + RH RCHO Co3+ + → → Co3+ + R• Co2+ + RCO• + H+ Co2+ + H+ - Phát triển chuỗi: Phản ứng phát triển chuỗi phản ứng nối tiếp : R + • ROO • k1 → O2 + ROO• k2 → RH ROOH + R• k1, k2 số phát triển chuỗi - Tạo nhánh chuỗi đặc trưng q trình oxy hố so với q trình gốc chuỗi khác Trong pha khí nhiệt độ cao, tạo nhánh thường xảy với aldehyt : RCHO + O2 → RCO• + HOO• Trong pha lỏng, tạo nhánh xẩy peroxyt phân huỷ theo phản ứng bậc : ROOH → RO• + HO• hay theo phản ứng bậc qua giai đoạn tạo thành dime phân huỷ với vận tốc lớn so với monome hydro peroxyt : ROOH → RO OH…H OOR → RO• + H2O + ROO• chất có khả tạo liên kết hydro (rượu, acid) rút ngắn q trình tạo nhánh, q trình oxy hố có nhiều gốc tự dẫn đến có nhiều sản phẩm -Đứt chuỗi : Quá trình đứt chuỗi xảy gốc tự kết hợp với RO• + R• → ROR RO• + H• → ROH RO• + HO• → R• → ROO• + ROOH ROOR Động học phản ứng oxy hố: Oxy hóa phản ứng gốc chuỗi phân nhánh, có tốc độ phản ứng chậm, có giai đoạn cảm ứng rõ rệt giai đoạn tích tụ gốc tự khối phản ứng Q trình cịn gọi q trình tự xúc tác Vận tốc tạo thành gốc tự phụ thuộc chủ yếu vào giai đoạn tạo nhánh chuỗi Khi vận tốc giai đoạn tạo chuỗi đứt chuỗi nhau, phản ứng đạt tới trạng thái ổn định : ωt = k2 [ROO•] [RH] = k2 kt kd [RH] [ROOH] Khi oxy hố có chất kích động vận tốc ổn định q trình oxy hố chất kích động ảnh hưởng đến thời kỳ cảm ứng Nhưng dùng HBr làm chất kích động, HBr tham gia vào giai đoạn tạo nhánh nên phương trình động học phải kể đến nồng độ HBr ROO• + HBr → ROOH + Br• Br• + RH R• + O2 → → R• + HBr ROO• Vận tốc oxy hố phụ thuộc vào nồng độ peroxyt, khơng phụ thuộc vào nồng độ oxy Điều cơng trình thực nghiệm xác minh nghiên cứu phản ứng oxy hoá với áp suất riêng phần oxy tương đối lớn (>100mm Hg) Khi áp suất riêng phần oxy nhỏ vận tốc tạo thành peroxyt giảm nồng độ gốc R• tăng làm tăng khả đứt mạch : R• + ωt = O2 → ROO• kt [ROOH] = ωđ = kđ [R•] Thay vào phương trình vận tốc phát triển chuỗi ta có : ω = k1 [R•] [O2] = k1 kt kd [O2] [ROOH] Trong thực tế có nhiều phương pháp đứt chuỗi, áp suất riêng phần oxy nhỏ, vận tốc oxy hoá phụ thuộc vào áp suất riêng phần oxy đến giới hạn đứt chuỗi xảy gốc peroxyt Hố học chế q trình oxy hố parafin để tạo axit béo hợp chất chứa oxy khác phục vụ cho mục đích tuyển Theo nghiên cứu phản ứng oxy hố parafin oxy khơng khí xảy theo chế peroxit gốc dây chuyền +Giai đoạn t0 R1- CH2 - R2 Khi có mặt xúc tác : Me R1- CH - R2 + H (n+1) R1 - CH - R2 + O = O Me + RH n +R +H R1 - CH - R2 O-O R1 - CH - R2 + R3 - CH - R4 R1 - CH - R2 + R3 - CH2 - R4 O - OH O-O +Giai đoạn R1 - CH - R2 R1 - CH - R2 + OH O - OH O R1 - CH - R2 + R3 - CH2 - R4 R1 - CH - R2 + R3 - CH - R4 OH O OH + R3 - CH2 - R4 R1 - CH - R2 O - OH R3 - CH - R4 + H2O R1 - C - R2 + H2O O Trong giai đoạn phụ thuộc vào điều kiện phản ứng mà hình thành sản phẩm trung gian : Xeton, ancol bậc theo tỷ lệ khác +Giai đoạn Nhiều tác giả cho rằng, xeton hình thành từ peroxit bị oxy hố trực tiếp thành α-hydroxi peroxit R1 - C - CH - R2' R1 - C - R2 + O = O O O O - OH peroxit bị phân huỷ thành axit cacboxylic aldehyt H O R1 - C - CH - R'2 O R1 - C O - OH OH + R'2 - C O Aldehyt tiếp tục bị oxy hoá tạo thành axit R'2 - C - O - OH R'2 - C - H + O = O O O O R'2 - C - O - OH O + R'2 - C H O R'2 C OH Các ancol bậc tiếp tục bị oxy hoá tạo tạo xeton chuyển hoá tiếp tạo axit béo số nguyên tử cacbon axit béo tạo thành số nguyên tử cacbon parafin tham gia phản ứng Những hợp chất phụ khác Các axit béo có số nguyên tử cacbon lớn 20 dễ bị oxy hoá trực tiếp thành hợp chất đa chức khác R - CH2 - CH2 - COOH + O2 R - CH - CH2 - COOH OH R - CH2 - CH2 -COOH + O2 R - C - CH2 - COOH O Sau bị cắt mạch tạo axit dicacboxylic R(CH2)4COOH + O2 RCOOH + H - C - (CH2)4COOH O H - C - (CH2)4 - COOH + O2 O Có thể tạo thành este HOOC - (CH2) - COOH ... hoạt hóa bề mặt phân theo loại khác Nếu xem theo tính chất điện đầu phân cực phân tử chất hoạt hóa bề mặt phân chúng thành loại sau:   Chất hoạt hóa ion: bị phân cực đầu phân cực bị ion hóa. .. hai chất lỏng khơng hịa tan chất hoạt hóa bề mặt làm tăng diện tích tiếp xúc hai chất lỏng Khi hịa chất hoạt hóa bề mặt vào chất lỏng phân tử chất hoạt hóa bề mặt có xu hướng tạo đám (micelle,... kị nước chất hoạt hóa bề mặt đặc trưng thông số độ cân ưa kị nước (tiếng Anh: Hydrophilic Lipophilic Balance-HLB), giá trị từ đến 40 HLB cao hóa chất dễ hịa tan nước, HLB thấp hóa chất dễ hịa tan