DỤNG XÚC TÁC VPO
1.4.1. Maleic anhydride
Maleic anhydride là một hợp chất hữu cơ có công thức C2H2(CO)2O. Nó là anhydride acid của acid maleic và ở nhiệt độ phòng maleic anhydride là một chất rắn không màu hoặc màu trắng có mùi hắc.
Hình 1.7. Công thức cấu tạo của MA và hình ảnh MA ở dạng rắn
Một số ứng dụng của maleic anhydride [24] :
- Khoảng 50% lượng maleic anhydride trên thế giới được dùng để sản xuất nhựa polyester không bão hòa (UPR) được sử dụng trong nhiều ứng dụng như tàu thuyền du lịch, đồ đạc trong nhà, xe ô tô, xe tăng và đường ống.
- Maleic anhydride được hydro hóa thành 1,4-butanediol (BDO) sử dụng trong sản xuất nhựa polyurethane nhiệt dẻo, sợi elastan / sợi Spandex, nhựa polybutylene terephthalate (PBT) và nhiều sản phẩm khác.
- Phản ứng Diels-Alder của maleic anhydride, butadiene và isoprene cho các anhydride tetrahydrophthalic có thể được hydro hóa với các hexahydrophthalic anhydride tương ứng. Các loại này được sử dụng làm chất bảo dưỡng trong nhựa epoxy. Một thị trường khác của maleic anhydride là dầu phụ gia, dầu nhờn được sử
dụng trong dầu cho động cơ xăng và động cơ diesel làm chất phân tán và các chất ức chế ăn mòn.
- Một số ứng dụng nhỏ hơn của maleic anhydride trong ngành công nghiệp thực phẩm là chất làm ngọt nhân tạo và cải tiến hương vị. Các sản phẩm chăm sóc cá nhân sử dụng maleic anhydride bao gồm thuốc xịt tóc, chất kết dính và chất đánh bóng sàn. Maleic anhydride cũng là tiền thân cho các hợp chất được sử dụng để xử lý nước chất tẩy, thuốc trừ sâu và thuốc diệt nấm, dược phẩm và các copolyme khác.
Hiện nay, Maleic anhydride có thể sản xuất bằng phương pháp oxi hóa chọn lọc các hydrocacbon C4 (chủ yếu là n-butane hay hỗn hợp n-butane, n-butene) hoặc oxi hóa chọn lọc benzen.
Trước đây, maleic anhydride được tạo ra bởi quá trình oxi hóa benzen hoặc các hợp chất thơm khác. Đến năm 2006, chỉ có một số ít nhà máy tiếp tục sử dụng benzen. Bởi phương pháp sử dụng nguồn nguyên liệu benzene trở nên không kinh tế do giá thành benzen cao, có xu hướng tăng liên tục và quy định nghiêm ngặt về phát thải benzen. Ngoài ra, trong sản xuất maleic anhydride (4 nguyên tử C) một phần ba nguyên tử cacbon ban đầu bị mất đi dưới dạng cacbon dioxide khi sử dụng benzen (6 nguyên tử C). Các quá trình xúc tác hiện đại bắt đầu từ một phân tử 4-cacbon và chỉ gắn oxi và loại bỏ nước, mạch 4-C của phân tử vẫn còn nguyên vẹn. Vì thế mà phương pháp mới hiệu quả hơn phương pháp oxi hóa chọn lọc benzen [3].
1.4.2. Acrylic acid
Acrylic acid (IUPAC: propenoic acid) là một hợp chất hữu cơ có công thức CH2=CHCOOH. Đây là acid cacboxylic không bão hòa đơn giản nhất, bao gồm một nhóm vinyl được kết nối trực tiếp tới một đầu cuối acid cacboxylic. Chất lỏng không màu này có mùi đặc trưng. Nó có thể tan trong nước, rượu, ete và chloroform [31].
Acrylic acid được sản xuất từ propylen, sản phẩm phụ của sản xuất ethylene và xăng:
CH2=CHCH 3 + 3/2 O2 → CH2=CHCOOH + H2O Hoặc từ acetylen:
Phương pháp này đòi hỏi phải có niken cacbonyl và áp suất cao của cacbon monoxide.
Acrylic acid có những phản ứng điển hình của một acid cacboxylic. Khi phản ứng với rượu, nó tạo thành este tương ứng. Các este và muối của acid acrylic được gọi chung là acrylates (hoặc propenoat). Các alkyl este phổ biến nhất của acid acrylic là methyl, butyl, etyl và 2-ethylhexyl acrylate.
- Acrylic acid và este của nó dễ dàng kết hợp với nhau (tạo thành acid polyacrylic) hoặc các monome khác (ví dụ acrylamit, acrylonitril, hợp chất vinyl, styrene và butadiene) bằng cách phản ứng với liên kết đôi của chúng, tạo thành homopolyme hoặc copolyme được sử dụng trong sản xuất các chất dẻo, chất phủ , chất kết dính, chất đàn hồi cũng như chất đánh bóng sàn và sơn.
CHƯƠNG 2
THỰC NGHIỆM
Các thiết bị chính gồm: Teflon, autoclave làm bằng thép không gỉ, bếp khuấy từ gia nhiệt làm nhiệm vụ gia nhiệt và kiểm soát nhiệt độ. Ưu điểm của phương pháp autoclave có khả năng giữ kín tốt nhằm tạo được áp suất hơi bão hòa ở một nhiệt độ xác định, ổn định nhiệt, dễ điều khiển nhiệt độ. Do đó, phản ứng có thể được thực hiện ở nhiệt độ cao, áp suất cao và có khuấy trộn mẫu sẽ đều hơn tại mọi điểm trong teflon.