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

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨCKHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊNHÓA CÔNG NGHỆTH.S NGÔ XUÂN LƯƠNGThanh Hóa, năm 2008CHƯƠNG IX. TỔNG HỢPMỘT SỐ HỢP CHẤT HỮU CƠ CƠ BẢNI. SẢN XUẤT ETANOL1. Tính chất và ứng dụngDùng làm dung môi, dùng trong y học và trong công nghiệp, đ/c este clorofom, đietylete, CH3CHO, CH3COO, cao su bunaLỏng nhiệt tạo với KK HH đẳng phí 95,6%, rượu nhiệt độ S = 78,10C2. Các phương pháp sản xuấta. Lên men đường, tinh bột(C6H10O5)n + xH2O  C6H12O6C6H12O6  C2H5OH + CO2Nhiệt độ ủ: 25 – 300c, thời gian = 50h.1 tấn ngũ cốc  280kg etanol + 260kg CO2HH phản ứng chứa 8 – 12% etanol Rượu có C cao CO2 sản xuất nước đá khô, Rượu vang: men từ nước hoa quả 10-12% rượuRượu cần: không chưng cấtBia: 3,5-5% rượu, lên men từ mầm đại mạchb.Phương pháp phân gổ (50% xenlulô)gỗ  C6H12O6  C2H5OH3. Phương pháp tổng hợpa. Đi từ CH3CHOCH3CHO + H2  C2H5OH Xúc tác: Ni/ chất mang Cu (Cu – Co, W)Nhiệt độ: 180-2200CH: 100%Ư - N: rượu có C cao song giá thành đắtb. C2H62 C2H6+ O2  2C2H5OHP< 1atmNhiệt độ: 2700CH: 37%Sản phẩm phụ: CH3OH, HCHO, HCOOH, CH3CHO, CH3COOHH thấp và etan rẻ tiềnc. EtylenC2H4 + H2O = C2H5OHTH1: Phương pháp gián tiếp dùng xúc tác H2SO4Giai đoạn 1: Tạo esteC2H4 + H2SO4  C2H5OS2OH 2C2H4 + H2SO4  (C2H5O)2SO2P riêng phần C2H4 = 15atm, nhiệt độ = 70-800CCH2SO4 = 97-98%, Khi C bé H thấp, Ccao sản phẩm phụ lớnGiai đoạn 2: Thuỷ phân esteeste + H2O  C2H5OH + H2SO4sản phẩm phụ (C2H5)2O để giảm sản phẩm phụ tách C2H5OH khỏi phản ứng Nhiệt độ = 90-1000CKhông dùng dư nhiều H2O  CH2SO4 giảm. Cần tính toán sao cho sau phản ứng CH2SO4 = 50-60%TH2: Phương pháp trực tiếp C2H4 + H2O  C2H5OHNhiệt độ = 280-3000CP = 70atmXúc tác: H3PO4, WO3 xúc tác làm việc 400-500h sau giảm hoạt tính  thay xúc tácPha hơi, thuận nghịchChu trình tuần hoàn H = 95%, C2H4 dư tạo ete, 2% tạo polime, tạo andehitC2H5OH  CH3CHOC2H4  PEC2H5OH  (C2H5)2O4. Dây truyền tổng hợp (sgk)II. SẢN XUẤT CH3CHO1. Tính chất và ứng dụng:- Chất lỏng, dễ bay hơi, - Là bán sản phẩm trong công nghiệp tổng hợp hữu cơ, sản xuất CH3CHO2. Sản xuất từ C2H2a. Sản xuất từ C2H2b. Sản xuất CH3CHOC2H2 + H2O  CH3CHO + 170KJ/molNhiệt độ 75-950C, 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 ứngIII. SẢN XUẤT CH3COOH1. 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 nướcSản 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 CH3CHO3. Phương pháp sản xuất CH3COOH từ CH3CHOPhản ứngHoặc 2CH3CHO +O2  (CH3CO)2O + H2O(CH3CO)2O + H2O  2CH3COOHĐiều kiện phản ứng: nhiệt độ = 50-800CXúc tác : Mn(OOCCH3)2 0,05-0,1% theo KL andehit, P = 3-4atmSản phẩm phụ: etylaxetat, HCOOHđể 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 .