Ngày nay với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ được sử dụng rộng rãi trong nhiều nghành công nghiệp khác nhau.
Vinyl thuật, cũng như sự phát triển cao của đời sống xã hội thì nhu cầu sử dụng các loại vật liệu kỹ thuật ngày một cao, đặc biệt khi các nguồn nguyên liệu tự nhiên đang ngày một cạn kiệt. Các loại vật chất tổng hợp hữu cơ có nhiều ưu điểm về cơ,lý, hoá nên ngày càng được Axetat là một monome rất quan trọng trong công nghiệp chất dẻo và sợi tổng hợp. Ngày nay, với nhu cầu ngày càng nhiều về chất dẻo và sợi tổng hợp, công nghiệp sản xuất Vinyl Axetat đang ngày càng phát triển mạnh và trong những năm gần đây cũng xuất hiện thêm rất nhiều công trình nghiên cứu tổng hợp VA nhằm làm cho quá trình sản xuất VA ngày một hoàn thiện hơn. Trên thế giới, việc sản xuất và sử dụng VA cũng rất khác nhau. ở vùng Bắc Mỹ, VA được sản xuất dùa vào quá trình axit axetic / etylen với công nghệ tầng cố định trong pha hơi và lượng VA tạo thành được dùng chủ yếu để tạo ra polyvinyl axetat, nhưng ở Tây Âu và Châu Á thì lại sử dụng quá trình axit axetic /axetylen và lượng VA tạo thành được dùng chủ yếu để tạo ra polyvinyl alcol.
Ngày nay nhu cầu về sử dụng Viny Axetat của các ngành công nghiệp trong nước nói riêng, trên thế giới nói chung ngày một tăng. Đặc biệt đất nước ta đang trong công cuôc công nghiệp hoá, hiện đại hoá và có sẵn nguồn nguồn nguyên liệu cho quá trình tổng hợp. Ngoài nguồn nguyên liệu truyền thống thì ngày nay ngành công nghiệp chế biến khí phát triển mạnh tạo ra nguồn nguyền nguyên liệu giá rẻ và phong phú cho quá trình tổng hợp. Do đó, ở Việt Nam việc thiết kế một nhà máy sản xuất Vinyl Axetat là một vấn đề cần thiết và có ý nghĩa rất quan trọng.
37 trang |
Chia sẻ: superlens | Lượt xem: 1978 | Lượt tải: 5
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Công nghệ sản xuất Axetylen và Axit Axetic, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Đề tài: Công nghệ sản xuất Axetylen và Axit Axetic
MỤC LỤC
TRANG
MỞ ĐẦU2
A.Tính Chất Nguyên Liệu..3
I.Tính Chất của Axetylen.3
I.1.Tính Chất Vật Lý3
I.2.Tính Chất Hóa Học.4
II.Tính Chất Của Axit Axetic7
II.1.Tính Chất Vật Lý...7
II.2.Tính Chất Hóa Học9
II.3.Ứng dụng..10
III.Tính Chất Của VA...10
III.1.Tính Chất Vật Lý.10
III.2.Tính Chất Hóa Học..11
III.3. Tình hình sản xuất và ứng dụng.12
B.Các Phương pháp sản xuất Axit Axetic..14
I.Sản xuất axit axetic của hãng BASF.14
II.Sản xuất axit axetic của hãng Mosanto16
C.Các Phương Pháp Sản Xuất VA...19
I.Sản Xuất VA Từ Axetylen Và Axit Axetic20
II.Sản Xuất VA Từ Etylen Và Axit Axetic...26
III.Một Số Phương Pháp Khác..31
IV.So Sánh Các Công Nghệ..32
D. Khả năng xây dựng nhà máy ở Việt Nam.36
KẾT LUẬN....38
Mở đầu
Ngày nay với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ được sử dụng rộng rãi trong nhiều nghành công nghiệp khác nhau.
Vinyl thuật, cũng như sự phát triển cao của đời sống xã hội thì nhu cầu sử dụng các loại vật liệu kỹ thuật ngày một cao, đặc biệt khi các nguồn nguyên liệu tự nhiên đang ngày một cạn kiệt. Các loại vật chất tổng hợp hữu cơ có nhiều ưu điểm về cơ,lý, hoá nên ngày càng được Axetat là một monome rất quan trọng trong công nghiệp chất dẻo và sợi tổng hợp. Ngày nay, với nhu cầu ngày càng nhiều về chất dẻo và sợi tổng hợp, công nghiệp sản xuất Vinyl Axetat đang ngày càng phát triển mạnh và trong những năm gần đây cũng xuất hiện thêm rất nhiều công trình nghiên cứu tổng hợp VA nhằm làm cho quá trình sản xuất VA ngày một hoàn thiện hơn. Trên thế giới, việc sản xuất và sử dụng VA cũng rất khác nhau. ở vùng Bắc Mỹ, VA được sản xuất dùa vào quá trình axit axetic / etylen với công nghệ tầng cố định trong pha hơi và lượng VA tạo thành được dùng chủ yếu để tạo ra polyvinyl axetat, nhưng ở Tây Âu và Châu Á thì lại sử dụng quá trình axit axetic /axetylen và lượng VA tạo thành được dùng chủ yếu để tạo ra polyvinyl alcol.
Ngày nay nhu cầu về sử dụng Viny Axetat của các ngành công nghiệp trong nước nói riêng, trên thế giới nói chung ngày một tăng. Đặc biệt đất nước ta đang trong công cuôc công nghiệp hoá, hiện đại hoá và có sẵn nguồn nguồn nguyên liệu cho quá trình tổng hợp. Ngoài nguồn nguyên liệu truyền thống thì ngày nay ngành công nghiệp chế biến khí phát triển mạnh tạo ra nguồn nguyền nguyên liệu giá rẻ và phong phú cho quá trình tổng hợp. Do đó, ở Việt Nam việc thiết kế một nhà máy sản xuất Vinyl Axetat là một vấn đề cần thiết và có ý nghĩa rất quan trọng.
A.TÍNH CHẤT CỦA NGUYÊN LIỆU
I.TÍNH CHẤT CỦA AXETYLEN
I.1.Tính chất vật lý
Ở điều kiện thường Axetylen là chất khí không mầu , không độc , có mùi thơm dạng như ete ( do đó có thể có tác dụng gây mê ) .
Một số tính chất vật lý chủ yếu của Axetylen :
Bảng I.1.Các tính chất vật lý của Axetylen [I,V]
Đại lượng
Giá trị
Nhiệt độ ngưng tụ
-83,3 c
Nhiệt độ phân hủy tới hạn
+35,5 c
Nhiệt độ nóng chảy
5,585 kj/mol
Nhiệt hóa hơi
15,21kj/mol
Áp suất phân hủy tới hạn
6,04 Mpa
Trọng lượng phân tử
26,02 kg/kmoll
Trọng lượng riêng
1,173kg/m3
Độ nhớt động học
9,43Pa.s
Độ dẫn nhiệt
0,0187A/m
Tốc độ chuyền âm
341m/s
Hệ số nén
0,9909
entapy
8,32kj/mol
entropy
197j/mol
Nhiệt dung riêng
Cp=42,7j.mol.k
Axetylen có khả năng tạo hỗn hợp nổ với không khí trong giới hạn rộng : từ 20 % đến 80 % thể tích . Giới hạn áp suất nguy hiểm là 0,2 Mpa . Axetylen còn có khả năng dễ dàng tạo hỗn hợp nổ với với Flo , Clo , .... dưới tác dụng của ánh sáng. Do đó để tránh cháy nổ thì người ta thường pha thêm các khí trơ , Hyđrô , amoniac vào thùng chứa axetylen khi vận chuyển. Axetylen không bị phân hủy dưới điều kiện nhiệt độ thường và áp suất khí quyển .
Khi cháy axetylen toả ra một lượng nhiệt rất lớn ( 1 m3 axetylen khi cháy toả ra lượng nhiệt là 13,307 kcal ) , do đó có thể ứng dụng vào việc hàn cắt kim loại.
Ở nhiệt độ môi trường và áp suất khí quyển axtylen tinh khiết không bị phân huỷ.Khi áp suất vượt quá áp suất khí quyển thì bắt đầu xảy ra sự phân huỷ,axetylen lỏng có thể xảy ra phân huỷ bởi nhiệt,do va chạm hay dưới tác dụng của xúc tác. Vì vậy axetylen khó có thể hoá lỏng đẻ bảo quản và vận chuyển được.Axetylen rắn it bị phân huỷ hơn so với dạng lỏng ,tuy vậy nó lại là vật liệu không ổn định và khá nguy hiểm.
Một tính chất quan trọng nửa cuả axetylen là khả năng hoà tan của nó lớn hơn nhiều so với các hyđrocacbon khác. Nó hoà tan khá tốt trong dung môi có cực: ở 200C một thể tích nước hoà tan một thể tích axetylen, độ hoà tan giảm khi nhiệt độ tăng.Axetylen hoà tan tốt trong nhiều dung môi hữu cơ và dung môi vô cơ khác,ở 200C một thể tích axeton hoà tan 24 thể tích axetylen .Tính chất hoà tan tốt của axetylen trong các quá trình điều chế và tách nó ra khỏi hỗn hợp khí và làm sạch một cách dễ dàng cũng như ứng dụng nó để vận chuyển, chứa đựng,bảo quản.
Axetylen có thể làm giàu từ các hỗn hợp của các hydrocacbon C2 bằng chưng cất nhiệt độ thấp. Để tránh sự phân huỷ thì nồng độ dòng hơi không được vượt quá 42%.Nếu có mặt axeton thì hyđrat có dạng :
[C2H 2].[(CH3)2CO][H2O]17.
Axetylen bị hấp thụ trên than hoạt tính, silic oxit và zeolit.Các chất hấp phụ này được sử dụng để tách axetylen từ hỗn hợp khí .Axetylen cũng bị hấp phụ trên bề mặt kim loại và thuỷ tinh, dung dịch keo của paladi có thể hấp phụ tới 460 mg C2H2 /1 gPd.
I.2.Tính chất hóa học
Axetylen là một hydrocacbon không no có công thức phân tử là C2H2, công thức cấu tạo là CH º CH , liên kết ba trong đó là sự xen phủ của hai liên kết có khả năng hoạt động rất lớn ( thể hiện rõ tính không no ) và một sp . Độ dài liên kết C- C là 1,20 Ao , và của C-H là 1,06 A . Với cấu tạo này thì C2H2 có phản ứng đăc trưng là cộng hợp : cộng hợp với H2 , các halogen H2O .
I.2.1.phản ứng cộng
với H2:
CH º CH + H2 HCH2 = CH +H CH-CH
Xúc tác dùng ở đây là Pt hoặc Pd:
CH º CH +2H HC-CH
Với các halogen:Cl,Br
CH º CH+Br
BrHC=CHBr
Khi cộng với Cl trong pha khí,phản ứng xảy ra mãnh liệt và dễ gây ra nổ,do đó phải tiến hành trong pha lỏng với xúc tác là SbCl(antimontriclorua)
SbCl+ClSbCl
CH º CH +2 SbCl CHCl2 = CHCl2 + SbCl3
Với các axit vô cơ và axit hữu cơ tạo thành nhiều vinyl có giá trị
CH º CH + HCl CH2 = CHCl
Phản ứng trên xảy ra trong pha hơi ở t=150c-180c với xúc tác là HgCl/than hoạt tính
Cộng với HSO tạo thành vinylsunfo:
CH º CH + HSOCH=CH-OSOH
Cộng với HCN tạo thành acrylonitril(xúc tác, t=80c)
CH º CH +HCN CH=CH-CN
Xúc tác là CuCl
cộng với axit axetic tạo thành vinylaxetat:
CH º CH +CHCOOH CH=CH-OCOCH
+)Xúc tác và nhiệt độ ở đây tùy thuộc vào phản ứng được tiến hành trong pha lỏng hoặc pha hơi.Phản ứng này sẽ được nói kỹ hơn ở phần sau.
với HO:
CH º CH + HO CH-CHO
Xúc tác ở đây là Hgtrong HSO.
Khi có oxit kẽm và oxit sắt ở nhiệt độ 360-450c thì axetylen tác dụng với nước tạo thành axeton
2 CH º CH+3 HO CH-CO- CH+CO+2H
I.2.2.phản ứng trùng hợp
phản ứng dime hóa trong môi trường HCl tạo thành vinylaxetylen
2 CH º CH CH=CH-C- C º CH
Xúc tác là CuCl trong dung môi NHCl
phản ứng trime hóa:
3 CH º CHCH
I.2.3.Tính axit
Do trong liên kết C-H,độ âm điện của Cacbon lớn hơn Hydro nên điện tử bị hút về phía Cacbon,do đó nguyên tử Hydro dễ dàng tách ra và làm cho axetylen có tính axit
tác dụng với kim loại Natri:
CH º CH+2NaNaCº CNa+H
tạo muối axetylenit vơi kim loại:
CH º CH+2MeMeCº CMe+H
I.3.Điều chế axetylen
Điều chế từ cacbua canxi
Cacbua canxi và cốc trong lò hồ quang điện,phản ứng xảy ra mãnh liệt và đòi hỏi nguồn năng lượng điện dự trữ lớn.Đây là yếu tố quyết định giá thành của axetylen sản xuất được.Khi thủy phân cacbua canxi bằng nước ta thu được axetylen(phản ứng tỏa nhiều nhiệt)
CaO+3CCaC+CO
CaC+2HOCH+Ca(OH), -127,1Kj/mol
Từ một kg cacbua canxi kỹ thuật có chứa tạp chất cốc,oxit canxi và những chất khác có thể thu được 230-280 lít khí axetylen.theo lý thuyết từ 1kg cacbua canxi thu được 380 lít khí CH
Chế biến axetylen từ hydrocacbon:
Ta có thể thu được axetylen từ Metan và những parafin khác bằng cách nhiệt phân ở nhiệt độ cao theo phản ứng thuận nghịch sau:
2CH CH+3H
CH3 CH , 311Kj/mol
Đây là phản ứng thu nhiệt,cân bằng của chúng chỉ dịch chuyển về bên phải khi nhiệt độ khoảng:1000-1300c trong thực tế để tăng vận tốc phản ứng cần nhiệt độ lớn hơn 1500c đối với CH và 1200c đối với các hydrocacbon lỏng.
Trong sản phẩm khí thu được ngoài axetylen còn lẫn những parafin,olefin thấp phân tử,benzen,metyl axetylen cũng như vinyl axetylen,diaxxetylen.
II.TÍNH CHẤT CỦA AXIT AXETIC
II.1.Tính chất vật lý
Axit axetic là một chất lỏng không màu,có mùi chua của giấm,có vị chua,có tác dụng phá hủy da gây bỏng.Axit axetic dễ hòa tan trong nước,rượu,axeton và các dung môi khác theo bất cứ tỷ lệ nào.Axit axetic tan tốt trong xenluloza và các nitroxenluloza.Khi đun nóng,axit axetic hòa tan một lượng nhỏ photpho và một lượng rất nhỏ lưu huỳnh.Axit axetic còn có thể hòa tan được nhiều chất hữu cơ,vô cơ.Hơi của nó không bị phân hủy ở nhiệt độ 400c,nhiệt độ đốt nóng là 3490 kcal/mol.
Một số tính chất vật lý chủ yếu của axit axetic:
Bảng II..1.Các thông số vật lý đặc trưng của axit axetic [I,V]
Đại lượng
Giá trị
Nhiệt dung riêng,C(ở nhiệt độ 25c)
1,11 j.g.K
Nhiệt dung riêng,C(dạng lỏng,ở 19,4c)
2,043 j.g.K
Nhiệt dung riêng,C(dạng tinh thể,ở 1,5c)
1,47 j.g.K
Nhiệt kết tinh
195,5 j/g
Nhiệt hóa hơi (ở nhiệt độ sôi)
394,5 j/g
Độ nhớt(ở 25c)
10,97m.Pa
Hằng số điện môi (ở nhiệt độ 20c)
6,170
Chỉ số khúc xạ n
1,3719
Entapy tạo thành (lỏng)
-484,5 Kj/mol
Entapy tạo thành ( hơi)
-432,25 Kj/mol
Điểm chớp cháy cốc kín
43c
Giói hạn nổ trong không khí
4,0-16% thể tích
Nhiệt độ tới hạn,T
592,71K
Áp suất tói hạn,P
5,786 MPa
Điểm tụ bốc cháy
465c
Axit axetic có nhiệt độ sôi cao hơn rượu có cùng khối lượng phân tử là vì giữa các phân tử axit có liên kết hydro bền vững.
Axit axetic được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm,dệt và là sản phẩm trung gian rất quan trọng trong tổng hợp hữu cơ.Axit axetic được dùng để điều chế axeton,etyl axetat,i-amyl axetat,một số dược phẩm(như là aspirin..),polime(vinylaxetat,xenlulozo axetat..),chất diệt cỏnhôm axetat và crom axetat được dùng làm chất cầm màu trong công nghiệp nhuộm.Dung dịch axit axetic 3-6% được dùng làm dầu ăn(thu được khi cho lên men giấm các dung dịch đường,rượu etylic..)
II.2.Tính chất hóa học
Axit axetic có công thức phân tử là CH3COOH.
Các tính chất hóa học của nó được quyết định bởi sự có mặt của nhóm cacboxyl-COOH trong phân tử.
Trong nước,CH3COOH phân ly(điện ly)
So với các axit vô cơ khác thì CH3COOH là một axit yếu,Ka rất nhỏ.
Tác dụng với dung dịch kiềm
CH3COOH+NaOHCH3COONa+H20
Muối tạo thành sẽ bị phân hủy mạnh trong nước.
Tác dụng với Pentaclorua Photpho(PCl5) tạ thành clorua axetic
CH3COOH+PCl5CH3Cl-C=O+POCl3+HCL
Tác dụng với kim loại tạo muối axetat:
2CH3COOH+Mn(CH3COO)2Mn+H2
Muối của axit axetic có giá trị sử dụng rất lớn.Axetat kẽm,axetat đồng được sử dụng để làm bột màu.Ngoài ra axetat sắt,axetat natriđược dùng để làm xúc tác cho các quá trình tổng hợp hữu cơ.
Phản ứng tổng hợp axeto-phenol:cho hơi của hỗn hợp axit axetic và axit benzoic đi qua xúc tác (THO2,MnO2) ở 400-500oc
CH3COOH+C6H5COOHC6H5COOCH3+CO2+H2O.
Axeton-phenol có mùi dễ chịu được sử dụng trong công nghiệp hương liệu để sản xuất xà phòng thơm.
Phản ứng với axetylen với xúc tác thủy ngân ở nhiệt độ 70-80oc tạo thành etyl điaxxetat:
2CH3COOH+C2H2CH3-CH-(OCOCH3)2
Dưới tác dụng của nhiệt độ và xúc tác etyl ddiaxxetat sẽ bị phân hủy tạo thành axetaldehyt và anhydrit axetic
CH3CH(OCOCH3)2 CH3CHO+(CH3CO)2
Phản ứng thế halogen vào gốc hydrocacbon
CH3COOH+Cl2ClCH2COOH+HCl
Tác dụng với rượu tạo thành este( phản ứng este hóa)
CH3COOH+ROHCH3COOR+H2O
Tác dụng với NH3 tạo thành Amid
CH3COOH+NH3NH3CH3COONH4
Phản ứng decacboxyl hóa tạo thành axeton( xúc tác MnO,t)
CH3COOH+CHº CH CH2=CH-OCOCH3
II.3.Ứng dụng
Axit axetic có ứng dụng rất rộng rãi trong thực tế.Nay từ xa xưa con người đã bieets sử dụng axit axetic cho nghành công nghiệp thực phẩm đó là giấm,sản xuất bánh kẹo phục vục cho tiêu dùng.Trên 60% lượng axit axetic sản xuất được sử dụng trong các polyme tổng hợp từ vinyl axetat ( vinyl este) hoặc ( xenlulo este).Hầu hết các poly (vinyl axetat) được sử dụng trong công nghiệp sơm và giấy bọc và nhựa plastic.Xelulo axetat được dùng làm nguyên liệu cho sản xuất tơ sợi axetat.Axit axetic và các axetat este được sử dụng như là các dung môi rất phổ biến. Sau đây là một số thông tin về ứng dụng các dẫn xuất của axit axetic:
Muối:
Aluminum axetat: có hai dạng muối bazơ và một muối trung hòa Al(OH)2CO2CH3, Al(OH)2 (CO2CH3)2 và Al(CO2CH3)3 là một màu trắng có thể tan trong nước và phân hủy thành anhydrit axetic và muối bazơ.Các muối này được sử dụng làm thuốc nhuộm vải.
Muối amoni axetat: CH3CO2NH4 là chất không màu,hút ẩm có thể tan tới 148g trong 100g nước.Sử dụng để sản xuất axetamid – một chất dung môi hoàn hảo và làm chất lợi tiểu và làm toát mồ hôi trong y học.
Muối kim loại kiềm: gồm các muối của các kim loại Li,K,Na,Rb,Cs.Độ tan của các muối này trong nước tăng lên cùng với sự tăng của khối lượng phân tử các kim loại này.Sử dụng muối của kali trong công nghiệp sơn.
Este:
Metyl axetat: là chất không màu có mùi thơm sử dụng làm dung môi cho xenluloza nitrat,este và các hợp chất khác
Etyl axetat: được sử dụng làm dung môi cho xenluloza, mực và polyme và còn được sử dụng như một dung môi chiết.
N-butyl axetat: là chất không màu có mùi thơm,sử dụng làm dung môi trong công nghiệp sơn và gốm sứ.
Axetyl clorua: là chất không màu,một chất kích thích mạnh,rất hoạt động và bị thủy phân khi có không khí.Được sử dụng trong công nghiệp thuốc nhuộm và dược phẩm.
Amit:
Axetamit CH3CONH2 : có dạng tinh thể sáu cạnh,không mùi thơm,tan trong nhiều dung môi như nước và rượu có khối lượng phân tử thấp.Được sử dụng làm dung môi và để sản xuất metylamin và chất làm mềm
N-metylaxetamit: có công thức CH3CON(CH3)2 là chất không màu, dung môi có nhiệt độ sôi cao và có khả năng hòa tan trong diện rộng là dung môi mạnh.Trong nhiều trường hợp dung môi này còn có thể xúc tác cho nhiều phản ứng (halogel hóa,alkyl hóa,đóng vòng).Được dùng làm dung môi hòa tan tốt polyme như polyacrylat và polyeste.
Axit phenylaxetic: C6H5CH2CO2H dễ tan trong nước nóng và khó tan trong nước lạnh.Được sử dụng trong công nghiệp nước hoa và tổng hợp penicil.
III.TÍNH CHẤT CỦA VINYL AXETAT (VA)
III.1.Tính chất vật lý
Vinylaxetat có công thức hóa học là CH2=CH-OCOCH3,gọi tắt là là VA.VA là một chất lỏng không màu,rất linh động,có mùi ete và là chất lỏng có thể cháy được.Hơi của VA có thể gây tổn thương đến mắt bởi sự thủy phân của nó tạo thành axit axetic và axetaldehyt.
Bảng III.1.tính chất vật lý của VA [I,V]
Đại lượng
Giá trị
Nhiệt độ sôi
72,7c
Nhiệt độ đóng rắn
-84c
Trọng lượng phân tử
86,09kg/kmol
Trọng lượng riêng ở 20c
0,932g/mol
Độ nhớt ở 20c
0,42cP
Nhiệt độ chớp cháy cốc hở
-5-1c
Nhiệt độ tới hạn
252c
Nhiệt hóa hơi ở 72c
90,6cal/g
Nhiệt cháy
5,75
Áp suất tới hạn
609psia
VA ít hòa tan trong nước.VA có thể hòa tan trong rượu và dietylete, ở nhiệt độ thường VA kém ổn định và dễ bị trùng hợp cho ta sản phẩm là polyvinylaxetat,đây là một sản phẩm có giá
trị trong nhiều lĩnh vực như sản xuất keo dán,sơn..
III.2.Tính chất hóa học
Trong phân tử VA có một liên kết đôi nên VA có khả năng tham gia nhiều phản ứng kết hợp và trung hợp
Phản ứng quan trọng nhất của VA là phản ứng trùng hợp theo gốc tự do.VA nguyên chất ở nhiệt độ ở nhiệt độ thường trùng hợp rất chậm,nhưng nếu có tác dụng của ánh sáng hay các peroxit thì phản ứng trùng hợp xảy ra rất nhanh.VA trùng hợp cho ta chất Polyvinylaxetat(PVA),là một chất dẻo rất có giá trị.
VA còn có khả năng đồng trùng hợp vói nhiều monome khác cho ta những loại polime có giá trị.Ví dụ:như đồng trùng hợp VA với vinylclorua ta thu được loại chất dẻo vinylit , loại chất dẻo này được dùng làm màng máng,sơn,vật liệu tấm..
VA tác dụng với CH3COOH tạo thành etylđenđiaxetat
CH2=CH-OCOCH3+CH3COOH CH3CH(OCOCH3)2
Phản ứng cộng
Với CCl4 với sự có mặt của xúc tác là Benzoyl peroxit
nCH2=CH- OCOCH3+ CCl4CCl3[CH2CH(OCOCH3)]Cl
Với CCl3Br
CCl3Br+ nCH2=CH- OCOCH3Cl3CCH2CHBr-OCOCH3
Với Mercaptan
CH2=CH- OCOCH3+C4H9SHC4H9SCH2CH2-OCOCH3
Với NH3,phản ứng xảy ra ở nhiệt độ phòng
2CH2=CH- OCOCH3+NH3CH3CH(OH)NH2+CH3CONH2
Phản ứng oxy hóa
VA bị oxy hóa với hydropeoxit H2O2 dưới tác dụng của osmi tetraoxit tạo thành Glycol aldehyt
CH2=CH- OCOCH3HOCH2CHO+CH3COOH
III.3.TÌNH SẢN XUẤT VÀ ỨNG DỤNG
III.3.1.Tình hình sản xuất VA
VA được phát hiện vào năm 1912 bởi nhà bác học Klatte (Đức),với việc tổng hợp được VA từ axetylen và axit axetic trong pha lỏng.Đến năm 1925 quá trình sản xuất VA và PVA được phát triển mạnh mẽ,sản lượng VA trên thế giới tăng nhanh vào năm 1965 trên thế giới có 10 tấn/năm VA được sản xuất ra,còn vào năm 1984 đạt 2,7.10 tấn/năm.Vào năm 1990 có 800000 tấn VA được sản xuất ở Mỹ,ở Nhật là 550000 tấn và ở Tây Âu là 660000 tấn.Phương pháp sản xuất VA từ axetylen dần được thay thế vì axetylen rất đắt tiền.Ngày nay trong công nghiệp axetylen được thay thế bằng etylen.Khoảng 80% VA trên thế giới được sản xuất từ etylen,còn lại 20% VA được sản xuất từ axetylen trong pha khí
Bảng III.1.sản lượng VA được sản xuất năm 1986 ở một số nước[VII]
Nước
Sản lượng tấn/năm
Mỹ
1,15.10
Canada
0,05.10
Châu Mỹ La Tinh
0,09.10
Tây Âu
0,56.10
Đông Âu
>0,16.10
Nhật Bản
0,58.10
Trung Đông
...
III.3.2.Tình hình sử dụng VA
VA là một monome cho quá trình trùng hợp,đồng trùng hợp.VA được sử dụng cho các quá trình sau:
trong quá trình trùng hợp polyvinyl axetat,lượng VA tiêu tốn cho quá trình này chiếm từ 55-60% tổng lượng VA sản xuất ra.
sản xuất polyvinyl,lượng này chiếm 13-15%
Quá trình đồng trùng hợp giữa VA và etylen chiếm 8%
Trùng hợp tạo polyvinyl butyrat,lượng này chiếm 15%
Dùng trong phụ gia dầu nhờn,trong đồng trùng hợp,với acrylonitryl tao sợi acrylic
Dùng trong các quá trình khác
VA được hòa tan trong rượu etylic và dietyl ete.Ở nhiệt độ thường VA kém ổn định và dễ bị trung hợp cho sản phẩm polyvinyl axetat.đây là sản phẩm có giá trị kinh tế cao trong nhiều lĩnh vực
Polyvinyl axetat có tính bám dính cao,được ứng dụng trong sản xuất keo dán và vecni,các dẫn xuất của nó như polynimyl alcol,polyvinyl butyrat.Khi thủy phaann polyvinyl axetat sẽ thu được polyme rất thông dụng đó là olyvinyl alcol,polyme này được sử dụng làm chất nhũ hoa và làm chất tăng độ nhớt cho dung dịch nước.Thủy phân một phần polyvinyl axetat sẽ thu được polyme dễ tọa màng,chất này có thể dùng làm giả da.Ngoài ra các polyme của vinyl axetat,vinyl clorua cũng được sử dụng rộng rãi trong kỹ thuật.
B.CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT AXIT AXETIC
Để sản xuất axit axetic người ta có thể đi từ các nguồn nguyên liệu khác nhau,với các phương pháp khác nhau như: phương pháp tổng hợp,phương pháp hóa học gỗ, phương pháp vi sinh.
Tuy nhiên để đáp ứng nhu cầu sử dụng axit axetic ngày càng cao thì hiện nay hướng sản xuất chủ yếu là các phương pháp tổng hợp:
Oxy hóa trực tiếp các hydrocacbon no
Oxy hóa anxetaldehyt
Tổng hợp từ oxit cacbon và metalnol
Ngoài ra axit còn thu được khi oxi hóa cacbua hydro trong đó axit axetic là sản phẩm phụ.Trong các phương pháp trên thì phương pháp quan trong và có giá trị thực tế nhất là phương pháp cacbonyl hóa methalnol thánh axit axetic.
I.SẢN XUẤT AXIT AXETIC CỦA HÃNG BASF
Từ năm 1913,hãng BASF đã mô tả quá trình sản xuất axit axetic từ methanol và monoxitcacbon ở nhiệt độ cao và áp suất cao:
CH3OH + CO CH3COOH ∆H = - 138,6 KJ
Do điều kiện nhiệt độ và áp suất khắc nghiệt cùng với sự có mặt của các chất ăn mòn mạnh đã ngăn cản việc thương mại hóa của quá trình này.Năm 1941 Reppe đã chứng minh hiệu quả xúc tác của các cacbonyl kim loại nhóm VIII cho phản ứng cacbonyl hóa gồm cả quá trình hydroformyl hóa.Điều này dẫn đến việc ra đời và phát triển công nghệ nhiệt độ cao (2500C) và áp suất cao (70Mpa) với sự có mặt của xúc tác coban iodua.Quá trình này được BASF đưa vào sản xuất thương mại ở Ludwigshafen(Đức).Công suất ban đầu đạt 3600 tấn/năm.Đến năm 1964 tăng lên 10000 tấn/năm và đạt 35000 tấn/năm vào năm 1970.Năm 1981 đạt 45000 tấn/năm và đến