Bài giảng chế biến khí : QUÁ TRÌNH OXY HÓA part 1

CHƯƠNG V: QUÁ TRÌNH OXY HÓA §1. Những đặc trưng về quá trình oxy hóaI. Vai trò của quá trình oxy hóa Giá trị thực tiễn của quá trình oxy hóa rất quan trọng trong THHCHD, được đánh giá cao vì: • Các sản phẩm của quá trình oxy hóa là những hợp chất có giá trị như rượu, phenol, aldehyt, ceton, acid hữu cơ, các nitril... là những sản phẩm trung gian của tổng hợp hữu cơ, dung môi, các monome và nguyên liệu để sản xuất polyme, chất hóa dẻo.. ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng chế biến khí : QUÁ TRÌNH OXY HÓA part 1 CHƯƠNG V: QUÁ TRÌNH OXY HÓA §1. Những đặc trưng về quá trình oxy hóaI. Vai trò của quá trình oxy hóa Giá trị thực tiễn của quá trình oxy hóa rất quan trọng trong THHCHD, đượcđánh giá cao vì: • Các sản phẩm của quá trình oxy hóa là những hợp chất có giá trị như rượu, phenol, aldehyt, ceton, acid hữu cơ, các nitril... là những sản phẩm trung gian của tổng hợp hữu cơ, dung môi, các monome và nguyên liệu để sản xuất polyme, chất hóa dẻo... • Nguyên liệu cho quá trình oxy hóa rất đa dạng: parafin, olefin, alkylbenzen, hydrocacbon thơm... • Quá trình phản ứng đa dạng: đồng thể hoặc dị thể • Tác nhân oxy hóa rẻ tiền và dễ tìm: phần lớn sử dụng O2 không khí... Định nghĩa: Trong hóa hữu cơ, quá trình oxy hóa được định nghĩa là quá trìnhchuyển hóa các hợp chất hữu cơ dưới tác dụng của tác nhân oxy hóa. Khác với hóa vô cơ, phản ứng oxy hóa trong hữu cơ thường không kèm theo sựthay đổi hóa trị các nguyên tố. Ngoài ra còn có những phản ứng oxy hóa mà trong đósố nguyên tử Oxy trong phân tử chất phản ứng không thay đổi. Ví dụ: CH3OH + 1/2 O2 HCHO + H2O CH2CH3 + 1/2 O2 CH =CH2 + H2OII. Phân loại Tùy thuộc vào trạng thái, điều kiện tiến hành, người ta phân loại quá trình oxyhóa theo nhiều cách khác nhau. • Quá trình oxy hóa liên tục hoặc gián đoạn • Quá trình pha lỏng hay pha khí 1 • Quá trình có xúc tác hay không có xúc tác • Quá trình oxy hóa hoàn toàn và oxy hóa không hoàn toàn Quá trình oxy hóa không hoàn toàn gồm có phản ứng oxy hóa hoàn toàn vàphản ứng oxy hóa không hoàn toàn.1. Phản ứng oxy hóa hoàn toàn Là phản ứng cháy của các vật liệu hữu cơ tạo CO 2 và H2O. Phản ứng này chỉ cóý nghĩa cung cấp năng lượng cho các phản ứng khác, trong THHCHD thì đây là phảnứng không mong muốn vì: - tiêu hao nguyên liệu giảm hiệu suất sản phẩm chính - tỏa nhiệt lớn→ khó khống chế Tuy nhiên đây là một phản ứng phụ luôn đi kèm với phản ứng oxy hóa khônghoàn toàn.2. Phản ứng oxy hóa không hoàn toàn Đây là một phản ứng quan trọng và được chia làm 3 loại.2.1. Phản ứng oxy hóa không đứt mạch C-C Đây là phản ứng oxy hóa mà sản phẩm thu được có số nguyên tử C bằng với sốnguyên tử C có trong hợp chất ban đầu; được chia làm 2 nhóm: - oxy hóa theo nguyên tử C no trong các parafin, Napten, Olefin, alkyl củavòng thơm và các dẫn xuất như rượu, aldehyt... Ví dụ: +0,5O2 1) CH3CH2CHCH3 +0,5O2 CH3CH2CH2CH3 OH +O2 CH3CH2CCH3 O +0,5O2 CH2 = CH - CH3 CH2 = CH - CHO + H2O 2) 3) CH3 CHO COOH + O2 +0,5O2 - H2O 2 OH +0,5O2 4) O + O2 + H2O - oxy hóa theo các nối đôi tạo thành α-oxyt (quá trình epoxi hóa), các hợp chấtcacbonyl hay glycol Ví dụ: 1) CH2 CH2 CH2 = CH2 + 0,5 O2 O 2) R - CH = CH2 + 0,5 O2 RCOCH3 R - CH = CH2 + H2O2 R CH CH2 3) OH OH2.2. Phản ứng oxy hóa phân hủy Là quá trình xảy ra với sự phá vỡ mối liên kết C-C trong các hydrocacbon nhưRHp, RHN, RHo, RHa. Sự phân hủy sẽ xảy ra ở các liên kết C-C, C=C, Cthơm- Cthơm. Ví dụ: 1) CH3CH2CH2CH3 + 2,5 O2 2CH3COOH + H2O 2) + 0,5 O2 HOOC - (CH2)4 - COOH + H2O R - CH = CH - R + 2 O2 RCOOH + RCOOH 3)2.3. Phản ứng oxy hóa kết hợp (hay ngưng tụ) Là quá trình oxy hóa có sự kết hợp nguyên tử O với phân tử của tác nhân ban đầu. Ví dụ: 1) 2 RSH + 0,5 O2 RSSR + H2O 2) 2 RH + 1,5 O2 ROOR + H2O 3) CH2=CH2 + CH3COOH + 0,5 O2 CH2 = CH - O - CO - CH3 + H2O 3III. ...