V. QUÁ TRÌNH OXY HÓA PARAFIN THÀNH ACID CACBOXYLIC
1. Oxy hóa parafin C4-C8:
Điển hình là quá trình oxy hóa n-butan sản xuất acid acetic
1.1. Tính chất của acid acetic: CH3COOH
- ở điều kiện thường: acid acetic là một chất lỏng không màu, có mùi đặc trưng và có vị chua, có tnc = 16.6oC ; ts = 118oC
- hòa tan vô hạn trong nước, ngoài ra có thể tan trong rượu, este - hòa tan tốt các hợp chất S, P, halogen...
- độc, dễ làm hỏng niêm mạc mắt, ở nồng độ đặc dễ làm bỏng da. - Ứng dụng:
+ trong công nghiệp:
* làm nguyên liệu để tổng hợp Vinylacetat → tổng hợp PVA: bán sản phẩm để sản xuất sợi nylon.
* phản ứng với rượu tạo este: dùng làm dung môi cho sản xuất sơn. * làm nguyên liệu để sản xuất aceton, thuốc diệt cỏ...
+ trong đời sống
+ trong y học: dùng để sản xuất dược phẩm như thuốc aspirin. Đặc biệt trong y học cổ truyền, acid acetic dùng kết hợp với các vị khác để chữa bệnh đau cột sống, lang ben.
- Sản xuất: có nhiều phương pháp sản xuất acid acetic + oxy hóa acetaldehyt
+ tổng hợp từ aceton qua Keten + tổng hợp từ C2H2, C2H4.
+ tổng hợp từ phân đoạn xăng nhẹ hay n-butan
+ tổng hợp từ CO và rượu metylic CH3OH: là phương pháp hiệu quả nhất
1.2. Công nghệ quá trình
Khi oxy hóa n-butan sẽ tạo ra các sản phẩm sau:
2CH3COOH : sản phẩm chính CH3COC2H5 : metyletylceton CH3OCOC2H5 : etylacetat CH3CH2CH2CH3 O2 Sản phẩm phụ 1 2 3 %mol 30 20 10
Điều kiện công nghệ: quá trình oxy hóa n-butan bằng không khí tạo thành dung dịch acid acetic được thục hiện ở:
t = 160 ÷ 190oC P = 6 MPa
Có xúc tác (muối Co hay Mn) hoặc không có xúc tác
Nhược điểm: việc phân tách hỗn hợp đa cấu tử của các sản phẩm tạo thành rất phức tạp. Vì vậy phương pháp này không phổ biến. Hiện nay phương pháp này chỉ duy nhất còn được áp dụng ở Mỹ.
@Công nghệ mới: Đây là phương pháp được sử dụng rộng rãi hiện nay Phương pháp này sử dụng nguyên liệu là phân đoạn xăng nhẹ C5 - C8
Ưu điểm: nguyên liệu rẻ tiền
Sản phẩm phức tạp do có chứa hỗn hợp i và n parafin nên làm cho tiến trình phản ứng cũng rất phức tạp, tuy nhiên có thể chia chúng thành 2 nhóm:
+ các acid : formic, acetic, propyonic, sucxinic với hiệu suất tính trên 100 kg nguyên liệu là 20 : (70÷ 75) : (10 ÷ 15) : (5 ÷ 10) (kg)
+ các chất trung gian: rượu, ceton...
Điều kiện công nghệ: t = 170 ÷ 200oC P = 5 MPa
Có xúc tác (muối Co hay Mn) hoặc không có xúc tác
Hình3: Sự phụ thuộc giữa nồng độ các sản phẩm oxy hóa n- butan pha lỏng vào mức độ chuyển hóa