Bài giảng Hoá công nghệ - Chương 9: Tổng hợp một số hợp chất hữu cơ cơ bản - Ngô Xuân Lương

Nội dung text: Bài giảng Hoá công nghệ - Chương 9: Tổng hợp một số hợp chất hữu cơ cơ bản - Ngô Xuân Lương

1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN TH.S NGÔ XUÂN LƯƠNG Thanh Hóa, năm 2008
2. CHƯƠNG IX. TỔNG HỢP MỘT SỐ HỢP CHẤT HỮU CƠ CƠ BẢN
3. I. SẢN XUẤT ETANOL 1. Tính chất và ứng dụng Dùng làm dung môi, dùng trong y học và trong công nghiệp, đ/c este clorofom, đietylete, CH3CHO, CH3COO, cao su buna Lỏng nhiệt tạo với KK HH đẳng phí 95,6%, rượu nhiệt độ S = 78,10C 2. Các phương pháp sản xuất a. Lên men đường, tinh bột (C6H10O5)n + xH2O → C6H12O6 C6H12O6 → C2H5OH + CO2 Nhiệt độ ủ: 25 – 300c, thời gian = 50h. 1 tấn ngũ cốc → 280kg etanol + 260kg CO2 HH phản ứng chứa 8 – 12% etanol
4. Rượu có C cao CO2 sản xuất nước đá khô, Rượu vang: men từ nước hoa quả 10-12% rượu Rượu cần: không chưng cất Bia: 3,5-5% rượu, lên men từ mầm đại mạch b.Phương pháp phân gổ (50% xenlulô) gỗ → C6H12O6 → C2H5OH 3. Phương pháp tổng hợp a. Đi từ CH3CHO CH3CHO + H2 → C2H5OH Xúc tác: Ni/ chất mang Cu (Cu – Co, W) Nhiệt độ: 180-2200C H: 100% Ư - N: rượu có C cao song giá thành đắt
5. b. C2H6 2 C2H6+ O2 → 2C2H5OH P< 1atm Nhiệt độ: 2700C H: 37% Sản phẩm phụ: CH3OH, HCHO, HCOOH, CH3CHO, CH3COOH H thấp và etan rẻ tiền c. Etylen C2H4 + H2O = C2H5OH TH1: Phương pháp gián tiếp dùng xúc tác H2SO4 Giai đoạn 1: Tạo este C2H4 + H2SO4 → C2H5OS2OH 2C2H4 + H2SO4 → (C2H5O)2SO2
6. 0 P riêng phần C2H4 = 15atm, nhiệt độ = 70-80 C CH2SO4 = 97-98%, Khi C bé H thấp, Ccao sản phẩm phụ lớn Giai đoạn 2: Thuỷ phân este este + H2O → C2H5OH + H2SO4 sản phẩm phụ (C2H5)2O để giảm sản phẩm phụ tách C2H5OH khỏi phản ứng Nhiệt độ = 90-1000C Không dùng dư nhiều H2O → CH2SO4 giảm. Cần tính toán sao cho sau phản ứng CH2SO4 = 50-60% TH2: Phương pháp trực tiếp C2H4 + H2O  C2H5OH Nhiệt độ = 280-3000C P = 70atm Xúc tác: H3PO4, WO3 xúc tác làm việc 400-500h sau giảm hoạt tính → thay xúc tác
7. Pha hơi, thuận nghịch Chu trình tuần hoàn H = 95%, C2H4 dư tạo ete, 2% tạo polime, tạo andehit C2H5OH → CH3CHO C2H4 → PE C2H5OH → (C2H5)2O 4. Dây truyền tổng hợp (sgk) II. SẢN XUẤT CH3CHO 1. Tính chất và ứng dụng: - Chất lỏng, dễ bay hơi, - Là bán sản phẩm trong công nghiệp tổng hợp hữu cơ, sản xuất CH3CHO
8. 2. Sản xuất từ C2H2 a. Sản xuất từ C2H2 b. Sản xuất CH3CHO C2H2 + H2O → CH3CHO + 170KJ/mol 0 Nhiệt độ 75-95 C, xúc tác : HgSO4 (H9O 0,5-1% trong HgSO4 10-20%) Nếu nhiệt độ tăng và CH2SO4 → V tăng, song tăng sản phẩm phụ là andehit crotonic. để giảm sản phẩm phụ cần đưa CH3CHO ra khỏi vùng phản ứng
9. III. SẢN XUẤT CH3COOH 1. Tính chất: Là hoá chất cơ bản trong ngành tổng hợp hữu cơ. Nhiệt độ nung chảy = 16,60C, nhiệt độ S 1180C, tan vô hạn trong nước Sản xuất thuốc trừ cỏ dại (CH2ClCOOH) este, axetat (dm) PVA, (CH3CO)2O dùng sản xuất xenlubazơ, axitat. 2. Các phương pháp sản xuất: Đi từ CH3CHO 3. Phương pháp sản xuất CH3COOH từ CH3CHO Phản ứng Hoặc 2CH3CHO +O2 → (CH3CO)2O + H2O (CH3CO)2O + H2O → 2CH3COOH
10. Điều kiện phản ứng: nhiệt độ = 50-800C Xúc tác : Mn(OOCCH3)2 0,05-0,1% theo KL andehit, P = 3-4atm Sản phẩm phụ: etylaxetat, HCOOH để sản phẩm (CH3CO)2O tạo thành nhiều cần dùng xúc tác là HH (CH3COOH)2 Mn với Ni, Mn và Cu, Co và Cu để dùng lại ở giai đoạn tạo (CH3CO)2O cần lấy nước ra khỏi HH phản ứng .