PHẦN I: Sản phẩm phi năng lượng của ethanolA. Các sản phẩm phi năng lượng trực tiếp đi từ ethanol

PHẦN I: Sản phẩm phi lượng ethanol A I a Các sản phẩm phi lượng trực tiếp từ ethanol Axetandehyt Phương pháp sản xuất Có nhiều phương pháp sản xuất axetandehyt từ nguồn nguyên liệu khác như: etyle, acetylene, ethanol, khí tổng hợp, metanol, metyl acetat anhidrit axetic… Đi từ ethanol có hai phương pháp sau: • Oxy hóa rượu ethanol: xúc tác Ag CH3CH2OH + ½ O2 + H2O → CH3CHO ΔH = 242 kJ / mol • Khử hidro ethanol: C2H5OH → CH3CHO + H2 Thường dùng xúc tác Cu Ag kim loại hợp chất chúng (oxi hay hợp kim) xúc tác đáp ứng tốt cho q trình này, ngồi sử dụng Ni, Co, Fe oxit chúng Khi sử dụng xúc tác Ag nhiệt độ phản ứng 550 – 600 oC , cho sản phẩm oxy hóa dehydro hóa có tỷ lệ gần bằng Khi sử dụng xúc tác đồng hợp kim đồng etanol sẽ bị dehydro hóa • Các phản ứng phụ : C2H5OH + O2 → CH3 COOH + H2O C2H5OH + 1/2 O2 → CH4 + CO + H2O C2H5OH + O2 → CO2 + H2O sản phẩm phụ : axit acetic, khí CH4 , CO2 ,CO •  Điều kiện đạt hiệu suất cao: Là phản ứng xúc tác dị thể vậy cần có biện pháp tăng bề mặt tiếp xúc  Acetaldehyde có nhiệt đợ sơi thấp 20.2 oC nên sau phản ứng ta cần làm giảm nhiệt độ xuống thấp để thu acetaldehyde triệt để b Nhận xét Việc sử dụng nguồn nguyên liệu vào phụ tḥc vào tính hiệu ngun liệu, nước có cơng nghiệp phát triển giá etanol thấp nên ưu tiên từ etanol, cịn nước có cơng nghiệp dầu khí phát triển etanol sử dụng mà sử dụng nhiều etylen axetylen c Ứng dụng sản phẩm Axetaldehyt có nhiều ứng dụng tổng hợp hữu Khoảng 95% lượng axetaldehyt sản xuất thế giới sử dụng nhà máy chế biến hoá học Ứng dụng lớn axetaldehyt làm sản phẩm trung gian trình sàn xuất axit axetic Từ axit axetic ta có thế tống hợp nhiều hợp chất hoá học khác như: vinylacetat, monocloacetat, axetaleste anhydric acetic Vinylacetate sử dụng ngành sản xuất nhũ tương sản xuất sơn, keo dính, áo mưa, dệt may Anhydric acetate sử dụng việc sản xuất chẩt vải sợi cenlulo acetate, đầu lọc việc sản xuất thuốc nhựa cenlulolic Các sản phấm sản xuất từ phản ứng ngưng tụ aldol trờ thành một ứng dụng hết sức quan trọng axetaldehyt Hai sản phẩm có giá trị từ phản ửng ngưng tụ aldol butanol-1 etyl hexanol-2 Pentacythitol sản xuất bằng ngưng tụ cùa axetaldehyt formandehyt một sản phẩm quan trọng để điều chế nhiều hợp chất hoá học khác Các polyme axetaldehyt para andehyt, meta andehyt poly axetaldehyt có nhiều ứng dụng cơng nghiệp tổng hợp hữu d Đánh giá phương pháp sản xuất acetaldehyde bằng cách oxy hóa ethanol Ưu diểm: Phương pháp cho hiệu suất cao, ảnh hưởng đến môi trường, nguồn ethanol phong phú, thiết bị không phức tạp lắm, dễ tách sản phẩm phụ Nhược điểm: Xúc tác đắt(Ag, Cu), có nhiều sản phẩm phụ, vấn để đảm bảo an ninh lương thực, lượng nên phải cân nhắc lựa chọn nguyên liêu, công nghệ phù hợp với điều kiện quốc gia II a Acid Acetic Phương pháp sản xuất Acid acetic sản xuất bằng nhiều phương pháp khác nhau, chủ yếu bằng bốn phương pháp sau: • Phương pháp hóa học Nguyên liệu sản xuất từ C2H2, C2H5OH hay C2H4 cho tiến hành trình tổng hợp cỏ xúc tác sẽ thu acetaldehyd Sau đó, đem oxy hóa acetaldehyd nhờ có xúc tác nhiệt đợ áp suất cao sẽ thu acid acetic Ngoài ra, nguyên liệu từ metanol CO bằng phản ứng cacbonyl hóa CH3OH + CO → CH3COOH Phương pháp hóa gỗ • Bẳng cách chung cất gỗ lên men (giấm gỗ, bột gỗ, tách acid acetic trực tiếp từ nước ngưng chưng gỗ) Người ta thu nhiều chất khác nhau, có acid acetic cỏ hàm lượng lớn Phương pháp hỗn hợp • Phương pháp đời với phát triển cơng nghiệp hóa dầu hóa gỗ nhằm tận dụng phể liệu nó, nâng cao hiệu kinh tế ngành Mợt vài q trình phương pháp sau: Trước tiên người ta tiến hành oxy hóa hydro cacbon thấp propan, butan sẽ tạo thành acetandehyd, formandehyd, aceton sản phẩmkhác Acetandehyd oxy hóa có xúc tác thành acid acetic Sau người ta trung hòa khối thủy phân tiến hành lên men để thu nhận dung dịch chứa acid axetic Phương pháp sinh học • Sản xuất acid acetic theo phương pháp sinh hóa q trình ethanol sẽ oxy hóa để chuyển thành acid acetic nhờ mợt nhóm vi khẩn acetobacter có mặt oxy b Nhận xét Trong bốn phương pháp sản xuất acid acetic trên, thế giới chiếm ưu thể phương pháp tổng hợp hóa học (nhất nước phát triển) có hiệu kinh tế cao, thiết bị gọn nhẹ, suất cao sản phẩm có nồng đợ cao tạp chất Phương pháp hỗn hợp giai đoạn thăm dị, chưa có quy trinh sử dụng rợng rãi tính kinh tế thấp, hệ thống sản xuất phức tạp Phương pháp hỏa gỗ thực có lợi nước có sản lượng gỗ lớn (như nước Đông Âu) Nước ta, chưa thể đặt vấn đề sản xuất acid acetic bằng phương pháp tổng hợp phương pháp hồn hợp chưa thể đáp ứng yêu cầu mặt thiết bị kỹ thuật sản xuất So với hai phương pháp đó, phương pháp hóa gỗ có đơn giản mặt trình thiết bị lại gặp nhiều khó khăn mặt nguyên liệu gồ để sản xuất nên phương pháp khó triển khai nước ta Trong đó, q trình lên men giấm bằng vi sinh vật cỏ nước ta từ lâu đời, trở thành mợt sản phẩm lên men truyền thống nhiều vùng nước Nguồn giống vi sinh sản xuất nước đa dạng có giống cho chất lượng tốt Do vậy, công nghiệp nguyên liệu thường dùng đế sản xuất acid acetic ethanol tinh luyện Có nhiều loại vi sinh vật có khả lên men tạo acid acetic thường sử dụng giống Acetobacter: CH3CH2OH + O2 → CH3COOH + H2O c Ứng dụng sản phẩm Acid acetic một axit ứng dụng rộng rãi đời sống sản xuất công nghiệp: công nghiệp ứng dụng chế biến mủ cao su, từ acid axetic nguyên lệu cho trình sản xuất vilyl acetat (VA), Trong thưc phẩm acid acetic với hàm lượng 5-7% gọi dấm ăn Acid acetic cịn sử dụng rợng rãi nhiều ngành công nghiệp khác công nghiệp chất màu, dung môi hữu cơ, tông hợp chất dẻo tơ sợi Ngồi ra, từ acid acetic tổng hợp butyl acetat (dung môi sản xuất sơn nutro cellulose) d Đánh giá phương pháp sản xuất acid acetic từ ethanol bằng phương pháp sinh học Ưu điểm: Quá trình chuyển hóa (hay q trình lên men) thực điều kiện ơn hịa, khơng cần nhiệt đợ cao, áp suất cao hay máy móc thiết bị phức tạp Nguyên liệu để sản xuất acid acetic bằng phương pháp lên men dễ kiếm Có thể sử dụng nguyên liệu chứa đường (nước ép trái cây, nước ép dứa, nước ép mía ), có thê sử dụng ngun liệu chứa tinh bợt sử dụng cồn cơng nghiệp (bioethanol) Việc sử dụng sản phẩm bio-ethanol để lên men giúp ta tận dụng nguồn nguyên liệu sẵn có chỗ, sử dụng phế phẩm từ ngành khác (như nông nghiệp, công nghiệp, thực phẩm ) Qua cịn bảo vệ mơi trường khỏi bị nhiễm, trì cân bằng sinh thái Nguồn giống vi sinh sản xuất nước đa dạng có giống cho chất lượng tốt Nhược điểm: Hiệu xuất lên men chưa cao, việc sử dụng nguồn nguyên liệu liên quan mật thiết tới an ninh lượng quốc gia, đặc biệt nhiên liệu sinh học ngày sử dụng phổ biến III a Etyl acetat Phương pháp sản xuất Etyl axetat tổng hợp thơng qua phản ứng este hóa acid acetic ethanol, thơng thường với có có mặt xúc tác acid (như H2SO4) Ngoài người ta sản xuất ethyl acetate bằng phản ứng Tishchenko, có sụ diện xúc tác alkoxide: 2CH3CHO -> CH3COOCH2CH3 Một phương pháp đặc biệt khác dùng để sản xuất ethyl acetate phản ứng khử hydro ethanol Phương pháp tốn so với phản ứng ester hóa áp dụng ethanol thừa nhà máy Thông thường việc khử tiến hành với đồng nhiệt độ cao 250 oC Các sản phẩm phụ gồm diethyl ether, tách bằng chưng cất áp lực chưng cất màng b Nhận xét Etyle acetat dùng rộng rãi làm dung môi việc sản suất chưa trọng, chưa sản xuất với quy mơ cơng nghiệp, mặt khác etyl acetat có tính độc cần ý việc sử dụng bảo quản c Ứng dụng sản phẩm Etyle acetat dùng rợng rãi làm dung mơi 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 chè Etyle acetat có mặt mợt 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 một đặc trưng phần lớn este Etyle acetat có mặt rượu vang Nó coi một chất gây ô nhiễm nồng độ cao, loại rượu vang để lâu không khí Ở nồng đợ cao rượu vang, coi chất tạo mùi vị lạ, vị chua bất thường bị thủy phân dần dần để trở thành acid acetic Etyle acetat một chất độc có hiệu lực để sử dụng thu thập nghiên cứu côn trùng Trong lọ chứa etyle acetat, sẽ giết chết trùng nhanh mà khơng làm hỏng hình dạng chúng Do khơng hút ẩm nên etyle acetat giữ cho côn trùng đủ mềm để thực cơng việc ép xác tiếp theo Etyle acetat làm da khô, nứt nẻ, gây thiếu máu nguy hiểm cho thận, gan d Đánh giá phương pháp sản xuất etyl axetat bằng ethanol Ưu điểm: Do phản ứng tổng hợp thơng qua phản ứng este hóa nên việc tiến hành phản ứng diễn dễ dàng, thiết bị phản ứng đơn giản Nhược điểm: Nguyên liệu đầu vào xúc tác có tính acid dễ ăn mịn thiết bị nên cần phải sử dụng biện pháp chống ăn mon thiết bị Việc sử dụng xúc tác đồng thể làm cho trình phân tách sản phẩm diễn khó khăn IV a Etylen Phương pháp sản xuất Etylen sản xuất chủ yếu từ cracking với nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau: từ hydrocacbon khác etan, propan, butan, naptha, LPG gasoil,đặc biệt nguồn etan khí tự nhiên, cơng nghệ sử dụng ngun liệu etan có chi phí xây dựng thấp, hoạt đợng đơn giản, cho hiệu suất cao sản phẩm phụ Ngoài ra, etylen thu từ trình khí hóa than, chuyển hóa methanol Etylen cịn thu từ q trình dehydrat hóa ethanol nhiệt đợ 180 oC với có mặt H2SO4 C2H5OH → C2H4 +H2O b Nhận xét Việc sử dụng phương pháp dehydrat hóa để sản xuất etylen sẽ tốn chi phí thiết bị, vận hành, thêm nhiều công đoạn so với việc cracking hơi, xúc tác trình acid sẽ gây ăn mòn thiết bị Phương pháp thích hợp với nước có nguồn khí thiên nhiên hạn chế c Ứng dụng Etylen nguyên liệu ban đầu quan trọng tổng hợp hóa học Các sản phẩm có giá trị nhận bằng cách alkyl hóa, polymer hóa, hydrat hóa… Một số ứng dụng etylen: d Đánh giá sản xuất etylen từ ethanol Ưu điểm: Với ưu thế một nước nông nghiêp, khí hậu thận lợi việc sử dụng ethanol để sản suất ethanol có điều kiện phát triển tốt, chủ đợng nguồn ngun liệu cho cơng nghệp hóa dầu Nhược điểm: Việc sử dụng nguyên liệu ethanol để sản xuất etylen với quốc gia với nguồn tài nguyên dầu, mỏ khí tự nhiên phong phú nước ta sẽ tiêu tốn chi phí sản xuất q trình B Lựa chọn sản phẩm phi lượng phù hợp với tình hình Việt Nam Nước ta có nguồn tài nguyên dầu mỏ, khí tự nhiên phong phú ta sản suất etylen bằng cách cracking hidrocacbon thay sử dụng ngn ethanol để sản xuất sẽ tiêu tốn chi phí so với việc sử dụng nguồn hidrocacbon từ dầu mỏ Axetaldehyt, etyl acetat sản phẩm trung gian quan trọng Với acetaldehyt có 95% lượng axetaldehyt sản xuất thế giới sử dụng nhà máy chế biến hoá học Ứng dụng lớn axetaldehyt làm sản phẩm trung gian trình sàn xuất axit acetic Thay việc chuyển hóa ethanol thành axetaldehyt chuyển hóa thành acid acetic chuyển hóa trực tiếp ethanol thành acid acetic bằng phương pháp sinh hóa sẽ tiết kiệm chi phí, q trình sản xuất Mặt khác, Acid acetic làm nguyên liệu để sản xuất ethyl acetat Ngồi ra, acid acetic có ứng dụng rợng rãi đời sống sản xuất công nghiệp Từ phân tích trên, sản phẩm phi lượng ethanol sản xuất acid acetic bằng phương pháp sinh hóa có điều kiện thuận lợi để phát triển Thiết bị lên men nhanh phương pháp nhúng c Phương pháp dịch chuyển Thiết bị lên men phương pháp gồm một thùng, bên có mợt phao bên ngồi lắp với hai thùng phản ứng đặt bên cạnh thùng Khi phao chứa đầy nước vật nặng khác, khối dịch lên men chứa thùng bị ép phải dịch chuyển vào hai thùng phản ứng bên cạnh chứa đầy vỏ bào có vi khuẩn, giấm bám bề mặt Khi đệm thùng phản ứng bão hòa dịch lên men, phao lấy dịch lên men lại tràn thùng Phương pháp đơn giản cồng kềnh, suất thấp, khó điều chỉnh tr ình nén đẩy chất lỏng từ thùng chỉnh sang thùng phản ứng, khơng khí dễ bị nhiễm bẩn d Phương pháp cố định (hay phương pháp germentor) Trong phương pháp thùng phản ứng (generator) mợt thùng hình trụ thẳng đứng bằng gỗ (hoặc vật liệu chống ăn mịn) bên có tráng mợt lớp paratin Đồng thời có đổ đầy vật liệu bám có màng vi khuẩn giấm che phủ Phần vật liệu bám giới hạn hai đáy giả cách đáy đáy 25cm có khoan lỗ nhỏ để phân phối khí lỏng, đáy có lỗ để tưới dịch lên men vào cho khơng khí ra, Khơng khí hút vào generator qua lỗ nhỏ khoan xung quanh thành đáy giả Để cho khơng khí vào mà lỏng không được, lổ khoan góc nhọn với đường nằm ngang Hai pha khí lỏng ngược chiều tiếp xúc generator sẽ vi khuẩn chuyển hóa thành giấm Nếu chiều cao generator đủ lớn, dịch lên men chi cần qua mợt lần giấm hóa tồn bợ Nếu q trình lên men tốt, nhiệt đợ phần làm việc generator cao nhiệt đợ ngồi từ 10-12°C tạo điều kiện cho thơng khí tự nhiên Thiết bị lên men nhanh theo phương pháp cố định (generator thơng khí tự nhên) Cửa đổ dịch lên men, (2) Nhiệt kế, (3) Van hút khơng khí, (4) lưới đỡ đệm trên, (5) lưới đỡ đệm dưới, (6) Cửa khí ra, (7) Đĩa phân phối lỏng Nhìn chung ba phương pháp đầu không sử dụng rộng rãi sản xuất, phương pháp cuối cải tiến cải tiến khơng ngừng có ưu điểm: suất tương đối lớn, thiết bị tương đối gọn, tiến hành sản xuất điều kiện có thơng khí tự nhiên khơng phụ tḥc vào nguồn điện Với ưu điểm trên, việc lựa chọn thiết bị lên men theo phương pháp cố định để sản xuất acid acetic hợp lý Việc sản xuất acid acetic thuận lợi tạo điều kiện để thúc đẩy sản phẩm khác từ acid acetic phát triển, có PHẦN II: Sản phẩm phi lượng từ nguyên liệu ethanol Có nhiều sản phẩm phi lượng có giá trị từ nguyên liệu ethanol polivinyl acetat, polivinyl acohol, LAB… Trong đó, có polivinyl alcohol (PAV) sử dụng nhiều cuộc sống công nghiệp lại tổng hợp trực tiếp từ monomer vinyl alcohol hợp chất vinyl alcohol không bền, tạo ra, vinyl alcohol chuyển dạng đồng phân bền acetandehyde Do vậy, đồ án tìm hiểu ứng dụng, phương pháp sản xuất PVA PVA có nhiều ứng dụng công nghiệp đời sống PVA dùng làm keo dán, làm chất kết dính hay chất tạo nhũ, sử dụng sản xuất bao gói, mỹ phâm hay dùng làm xơ sợi dệt may A Ứng dụng polivinyl alcohol PVA loại xơ có lực với nước lớn so xơ tổng hợp Đặc tính đem lại cho ứng dụng đặc biệt, mà khơng mợt loại xơ thay thế, một điểm bất lợi lớn xơ Loại PVA tan nước dùng đế dệt loại vải dùng làm vải cho sản phâm thêu, đăng ten hay vải thủy lôi thả từ máy bay Loại PVA xử lý không tan nước dùng làm thêu, loại có cường lực lớn dùng làm lớp lót vỏ bánh xe cao su khả liên kết với cao su lớn Nhược điếm khác PVA khả khơi phục biến dạng đàn hồi vào hạng nhỏ số xơ tổng hợp, Độ bền kéo cao đặc tính keo dán PVA khiến chúng có ứng dụng rợng rãi sản xuất keo dán với thể loại đa dạng từ keo dán ướt cho giấy tới keo dán hoạt hóa ẩm PVA dùng riêng kết hợp với chất độn, chất màu chất chống tan sử dụng rộng rãi làm keo dán ướt cho giấy Kết hợp PVA với tinh bột hay sét đem lại hiệu đặc biệt tiết kiệm Một tỉ lệ nhỏ PVA làm tăng độ bền khả chịu nước keo dán tinh bột dextrin Khi cần khả chịu nước tối đa nên sử dụng PVA loại alcol phân hồn tồn Loại keo dán mơ tả u.s Patent 2.413.570 2.487.488 cơng ty Du Pont có khả chịu nước vượt trội Các loại keo dán này, đặc biệt hỗn hợp PVA tinh bợt đợn với sét loại acid có ưu thế khả gia công máy tốt nhựa ureformaldehyde Ứng dụng keo dán chịu nước sở PVA bìa giấy, giấy dán tường túi giấy Các loại PVA thủy phân một phần thường lựa chọn dùng cho keo dán hoạt hóa ẩm chúng nhạy nước lạnh loại thủy phân hoàn toàn Khi PVA sử dụng làm keo dán hoạt hóa ấm, xu hướng quăn lại sẽ giảm bớt bị vón cục nhiệt đợ cao PVA chất kết dính hiệu cao nhiều loại vật liệu khác có sợi vải Nó sử dụng đế kết dính hạt xúc tác, nút chai, vữa sán phấm phế thải Với vai trị chất kết dính gốm, PVA tạo tính chất ép đùn đợ bền màu cao vậy giảm nứt vỡ PVA sử dụng làm chất kết dính cho vải ruy băng khơng dệt, thế khả bám dính tuyệt vời với sợi sợi tơ tằm Trong hầu hết ứng dụng PVA hoạt đợng chất kết dính, thu kết tuyệt vời nhờ sử dụng 3- 5% PVA rắn PVA cung cấp cho nhà sản xuất giấy một loại nhựa tan nước làm tăng độ bền, độ trong, chịu dầu mỡ, khơng thấm khí nhờ nâng cao chất lượng in sản phẩm giấy Thiết bị phủ hồ truyền thống sử dụng để áp dụng dung dịch nước vào giấy Giấy chịu dầu mỡ tạo bằng cách hồ bề mặt bàng PVA Nếu cần khả dầu mỡ tuyệt đổi mợt lớp phủ liên tue có thế áp dụng Diện tích in giấy hồ bằng PVA cho đợ bóng cao giảm khả thấm mực in độ phẳng mịn mực phân tán Đôi ứng dụng hợp giấy thơng thường Mợt lượng nhỏ PVA có thế tăng đợ bền độ mềm dẻo liên kết, kẻ ngang, sổ, in phơi nhiều loại giấy chất lượng cao khác Giấy Glassine hồ bằng PVA cải thiện đợ bền, đợ trong, đợ bóng, khả chịu dầu đợ bền kích thước Nó bị ảnh hưởng đợ ấm lão hóa PVA hút ẩm một số tác nhân làm không bay Độ bền kéo cao, độ mềm dẻo, độ bồn mài mịn tốt đợ bám dính với đợ tan nước chửng tỏ tính có ích PVA mợt tác nhân hồ sợi Q trình hồ áp dụtig bằng phương pháp hồ sợi thông thường, cuộn chi' với sợi dọc sợi đan Các kết tốt thu với tất loại sợi nhò sợi xe bao gồm sợi tổng họp từ cúng đen hồ De tan nước, PVA có thế dễ dàng loại bỏ khỏi đồ vật màu xám Trong một số trường họp cỏ thế loại bỏ bể nḥm mà không khử Một ưu điểm quan trọng việc sử dụng PVA một hồ phủ cầu oxy sinh hóa thấp (BOD) Các kết kiểm tra cho thấy rằng PVA có BOD5 200ppm so với BOD5 tinh bột 5000 PVA sử dụng rợng rãi mợt chất hồn thiện vải, đặc biệt kết hợp với nhựa nhiệt rắn Mợt tính chất quang trọng PVA khả hoại động một tác nhân tạo nhũ không ion, Như thế, có mợt số ưu điếm so với nhiều chất tạo nhũ khác Nó hoạt đợng chủ ́u mợt keo bảo vệ dung hịa dần nồng độ chất điện ly, đặc biệt acid Hơn nữa, tạo thành hỗn hợp chất nhũ hóa hỗ trợ với một số tác nhân hoạt động bề mặt Hoạt động tạo nhũ tăng cường kết hợp thường làm đặc PVA có thế sử dụng đc tạo nhũ hay phân tán một số lượng lớn vật liệu dầu thực vật, dầu khống, dung mơi, chất dẻo hóa, sáp nhựa Cho dù hoạt đợng vừa tác nhân hoạt động bề mặt vừa keo bảo vệ tác nhân tạo nhũ tốt sử dụng riêng kết cải thiện nhờ thêm một lượng nhỏ sản phẩm tác nhân hoạt động bề mặt khô dạng bột Duponol ME đặc biệt hiệu việc làm giảm sức căng bề mật Nhũ tương bền có thế tạo từ PVA môi trường acid kiềm Trong một số ứng dụng dùng mợt chất kết dính chất làm đặc tác nhân tạo nhũ Nói chung, loại PVA thủy phân mợt phần tác nhân tạo nhũ hiệu so với loại thủy phân hồn tồn, loại đợ nhớt cao hiệu loại đợ nhớt thấp Thường 2- 5% PVA tổng khối lượng nhũ tương sử dụng cho nhũ tương kiểu dầu Irong nước chứa 30- 50% pha phân tán Với thử nghiệm ban đầu, 3% PVA hay 2.5% PVA 0.5% tác nhân hoạt động bề mặt đủ Nhiều ứng dụng sản xuất bao gói gồm túi ống giấy chứa dầu, mỡ, sơn hóa chất nên sử dụng màng PVA Bao gói mợt lượng đơn vị vật liệu xà phịng, chất tẩy trắng khơ, hồ lơ, thuốc trừ sâu chất khử trùng túi chứa nhựa tan nước tạo thuận lợi cho việc ứng dụng chúng Lượng cân trước có thế thêm vào nước mà khơng làm vỡ bao gói hay loại bỏ giấy gói, nhờ tiết kiệm thời gian giảm vật liệu mát Các túi hàn gắn làm từ sử dụng đế bao gói chân khơng hay khí vật liệu cần tránh oxy đế bảo quản tính chất Màng PVA sử dụng đế làm liều oxy, đúc chân không hay đúc túi, một lớp phù cho kim loại đánh bóng cần bảo vệ tránh khí oxy hydrosulfur Khi định hướng bằng cách kéo căng, màng phân cực ánh sáng Tính chất ưu điếm sản xuất kính mắt, đèn bàn mợt số kỹ tḥt chụp ảnh Do mức đợ bám dính thấp với một sổ vật liệu nhựa khác, màng PVA ngăn chặn bám nấm mốc Khi cần độ bền màng chịu dung môi tối đa, loại thủy phân hồn tồn có đợ nhớt cao hay trung bình sử dụng Với màng tan nước lạnh nên sử dụng loại thủy phân một phần Một số ứng dụng gốm đâ sử dụng PVA Một ứng dụng sán xuất bợ đồ ăn Chỉ 0.1% PVA, sở khối lượng khô đất sét, thêm vào nước áo đổ khn cải thiện đặc tính làm việc Mợt ứng dụng khác gốm chất kết dính tạm thời Ví dụ: - 3% PVA sở khối lượng khô gốm cho kết tốt sản xuất ống Steatite Độ tan nước đám bảo phần bổ đồng chất kết dính Sử dụng PVA làm chất kết dính cần áp lực đế đùn Steatite tạo thành ống có thành nhẵn Đợ bền siêu cao từ chất kết dính làm giảm mát gia công vận hành máy móc Các cơng bố rằng mợt lượng nhở PVA thêm vào Steatite tạo hạt mềm dễ gia công máy tự động đế đúc khơ thường cho đặc tính đúc tơt PVA cho kết tốt làm chất kêt dính cho thành phần men bóng Trong ứng dụng này, % PVA (trên sở khối lượng khô thành phần men bóng) đủ PVA dẻo hóa cỏ thế đúc thành chi tiết dạng cao su có đợ cứng từ 10- 100 Đợ bền cao, độ mềm dẻo chịu dầu mỡ, dung môi hữu cơ, khơng thấm khí, đợ bền lão hóa tốt đặc trưng cho chi tiết Chúng khơng thích hợp cho ứng dụng địi hỏi mức đợ chịu nước cao PVA sẵn có dạng ống, que, chi tiết đúc khác PVA sử dụng một lớp phủ bảo vệ tạm thời chống xước cho kim loại có đợ bóng cao vật liệu nhựa trình sản xuất vận chún Có đợ bám dính thấp vật liệu tan nước, lớp phủ bóc hay rửa dễ dàng bằng nước mà khơng nhiều thời gian PVA có ích để bảo vệ kim loại khỏi ảnh hưởng làm mờ khí Các lớp phủ sở PVA sử dụng để bảo vệ dải vách tường màu trắng khỏi bị bấn tạo màng xỉ vận chuyến Lớp phủ loại bỏ nhờ bóc hay rửa Các tính chất tạo nhũ, kết dính, tạo màng làm đặc PVA ứng dụng sản xuất mỹ phẩm Nhũ tương có đợ bền cao chất béo dầu tự nhiên tổng hợp từ PVA loại thủy phân một phần Kem lạnh, kem làm sạch, mặt nạ dưỡng da sở PVA chế tạo Cục thuốc Thực phấm Mỹ khún cáo rằng mỹ phẩm bơi ngồi, không nên sử dụng PVA với nồng độ 7.5% PVA áp dụng từ dung dịch nước chửa muối dicromat amoni dicromat sẽ không tan nước tiếp xúc với ánh sáng tủ’ ngoại Tính chất sử dụng việc tổng hợp giấy nến in quang học Màn giấy nến tống hợp từ PVA sử dụng rộng rãi đế trang trí sản phâm gốm Như mợt lớp phủ nhạy sáng cho giấy nến, PVA có mợt số ưu điếm tính đồng nhất, dỗ áp dụng, đợ bền kích thước tốt thời gian sử dụng lâu Một ứng dụng tiêu thụ nhiều PVA hóa chất trung gian Polyvinyl butyrate thường mợt acetal thu cho PVA phản ứng với aldehyde Phản ứng cùa PVA với acrylonitrile thu một sản phâm dạng gôm ứng dụng làm keo dán nhạy áp Việc sử dụng PVA một polyol để sản xuất ester acid béo có tính chất khơ nhanh, tính chất mài mịn bất thường đă thực từ năm 1952 Dung dịch loãng PVA loại thủy phân mợt phần có đợ nhớt cao cho tốc đợ làm mát trung bình dầu nước Khi trộn tới nồng độ 0.05 - 0.3% khối lượng, dung dịch PVA loại bỏ nứt gãy diễn nước làm cứng hiệu (yếu tố cịn thiếu sử dụng dầu) Cả q trình tơi phun bể thỏa mãn B Cơng nghệ sản xuất polivinyl alcohol Polyvinyl alcohol nhận từ trình thuỷ phân polyvinyl ester khác polyvinyl acetate, polyvinyl formate, polyvinyl benzoate từ trình thuỷ phân polyvinyl ether Tuy nhiên, tất PVA thương mại sản xuất từ trình thuỷ phân polyvinyl acetate Việc tổng họp PVA tiến hành qua nhiều bước, minh họa sau: I Tổng hợp monomer vinyl acetate a Từ acetylene acid acetic Acetylene phản ứng với acid acetic khoảng nhiệt từ 160 - 200°C pha khí thiết bị phản ứng tầng sơi có mặt acetate kẽm tẩm than hoạt tính làm xúc tác Hỗn hợp sau phản ứng làm nguội để trở trạng thái lỏng Khí khơng ngưng tụ chủ ́u acetylene làm đế hoàn lưu lại thiết bị phản ứng Dòng lỏng đem chưng cất đế thu sản phẩm có nhiệt đợ sơi thấp acid acetic mợt phần acetylene cịn hỗn hợp, từ thu vinyl acetate sản phâm đáy CH≡CH + CH3COOH → CH2═CH─OCOCH3 b Từ ethylene acid acetic Phản ứng tổng hợp vinyl acetate từ ethylene acid acetic xãy pha khí Đầu tiên dịng khí ethylene sục vào bế chứa acid acetic nhiệt độ 120°C Sau khỏi pha lỏng ethylene mang theo acid acetic trộn với oxy nạp vào thiết bị phản ứng Xúc tác cho phản ứng ester - oxy hóa ethylene paladi phân bố chất mang Al 2O3 Nhiệt độ phản ứng vào khoảng từ 175200°C áp suất từ 5- bar CH2═CH2 + CH3COOH → CH2═CH─OCOCH3 Sau khỏi thiết bị phản ứng dòng sản phẩm làm nguội xuyên qua glycol đế tách vinyl acetate sau tiếp tục qua dung dịch Na 2CO3 để tách acid acetic Phần lại đưa qua thiết bị tách CO lẫn ethylene chưa phản ứng quay với nhập liệu Phần lỏng chưng cất để thu hợp chất có nhiệt đợ sơi thấp có chứa vinyl acetate Sản phấm chưng cất đem chưng phân đoạn sẽ thu vinyl acetate sản phẩm đỉnh Phản ứng tổng hợp vinyl acetate từ acetylene acid acetic không phố biến có chi phí ngun liệu cao nên cịn mang tính lịch sử cơng nghệ hóa học Với phát triển cơng nghệ hóa học, acetylene dần dần bị ethylene thay thế II Tổng hợp polyvinyl acetate Phản ứng trùng hợp vinyl acetate xảy theo chế gốc chuỗi Tương tự phản ứng trùng hợp theo chế gốc chuỗi khác, phản ứng trùng hợp vinyl acetate tiến hành theo dạng là: trùng hợp khối, trùng hợp dung dịch, trùng hợp huyền phù trùng hợp nhũ tương Phản ứng trùng hợp vinyl acetate phản ứng tỏa nhiệt lớn Trùng hợp khối có nhiệt tỏa lớn nên khó kiếm sốt, trùng họp khối sử dụng vỉ tạo khối polyvinyl acetate gây khó khăn cho cơng đoạn xử lý tiếp theo Trùng bợp huyền phù gặp khó khăn tách làm hạt polymer khỏi hỗn hợp sau phàn ứng trùng họp nhũ tương chất tạo nhũ chất làm bền nhũ lẫn bên polymer Do vậy, có trùng hợp dung dịch phù hợp cho trình sản xuất polyvinyl alcohol.Nhiệt trùng hợp trình ∆H = -21.3 Kcal/mol Dung mơi thích hợp đế trùng hợp dung dịch vinyl acetate methanol hay acetone Nhưng có methanol phù hợp với q trình chún hóa từ polyvinyl acetate thành polyvinyl alcohol Khối lượng phân tử kiếm sốt q trình chế tạo quan trọng việc xác định tḥc tính sản phấm lợi ích ứng dụng Q trình thường điều chỉnh bằng chất “cắt mạch” trình trùng hợp polyvinyl acetate Quá trình trùng hợp dung dịch thường dừng lại đạt độ chún hóa thích hợp Phần vinyl acetate chưa phản ứng thu hồi, dung dịch polyvinyl acetate methanol chuyến qua thiết bị thủy phân III Tổng hợp polyvily acohol Sơ đồ tổng hợp PVA Thuyết minh sơ đồ Phản ứng thủy phân polyvinyl acetate xúc tác bằng acid vô hay kiềm, thông thường sử dụng xúc tác kiềm dung môi methanol Dung dịch polyvinyl acetate tác dụng xúc tác kiềm sẽ tham gia phản ứng thủy phân Thông thường lượng nước có methanol dùng làm dung mơi nhỏ, nếu methanol bị lẫn nước, lúc nước sẽ tham gia phản ứng thủy phân cạnh tranh với methanol: Acid acetic sinh phản ứng với NaOH CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O Khi tồn bợ NaOH phản ứng hết tác dụng xúc tác khơng cịn, trình thủy phân bị ngưng Cũng polymer thu từ trình trùng hợp gốc, polyvinyl acetate có mạch nhánh chuyển mạch gốc tự Khi thực phản ứng thủy phân, mạch nhánh xuất phát từ nhóm acetyl sẽ bị phân hủy làm giảm độ trùng hợp polymer Phần trăm alcol phân điều chỉnh bằng cách cho phép phản ứng alcol phân diễn hoàn toàn dừng lại mức độ mong muốn Do phản ứng thủy phân làm tách nhóm acetyl nên thường gọi tên q trình deacetyl hóa Ngay kiềm cho vào dung dịch polymer, thủy phân xãy tạo polyvinyl alcohol kết tủa Các bơng bao bọc nhóm acetyl chưa phản ứng nên hiệu suất chuyển hóa khơng cao Vi vậy, trước cho kiềm, dung dịch polymer làm lạnh đế hạn chế tốc độ phản ứng Khi đạt đến nhiệt độ cần thiết, kiềm cho vào dung dịch, hỗn hợp khuấy đưa lên băng tải dạng gel Phản úng deacetyl hóa bắt đầu xãy Gel thu gôm đem ủ mợt thời gian để q trình xảy triệt để Dòng lỏng tách khỏi băng tải bao gồm methanol methyl acetate thu hồi đế tách methanol Polyvinyl alcohol ép đế tách hoàn toàn chất lỏng, sau rửa bằng nước để hịa tan NaOH mợt phần methanol cịn lại hỗn hợp Sau ép, polyvinyl alcohol đem sấy nhiệt độ từ 60 - 80°C tinh thể PVA xuất lúc sấy Q trình sấy khơ sẽ ngưng lại tinh thể PVA chứa một lượng nước vừa phải ... Đĩa phân phối lỏng Nhìn chung ba phương pháp đầu không sử dụng rộng rãi sản xuất, phương pháp cuối cải tiến cải tiến không ngừng có ưu điểm: suất tương đối lớn, thiết bị tương đối gọn, tiến