Bài giảng chế biến khí : QUÁ TRÌNH OXY HÓA part 2

Phản ứng oxy hóa chuỗi gốc là dạng đặc trưng đối với quá trình oxy hóa các nguyên tử C bão hòa, chủ yếu là tiến hành ở pha lỏng trong các điều kiện đồng thể và gồm 3 quá trình : o Oxy hóa parafin và dẫn xuất C4H10 + 5/2 O2OH O
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng chế biến khí : QUÁ TRÌNH OXY HÓA part 2 §2. SỰ OXY HÓA CHUỖI GỐCI. Đặc điểm • Phản ứng oxy hóa chuỗi gốc là dạng đặc trưng đối với quá trình oxy hóa các nguyên tử C bão hòa, chủ yếu là tiến hành ở pha lỏng trong các điều kiện đồng thể và gồm 3 quá trình : o Oxy hóa parafin và dẫn xuất → C4H10 + 5/2 O2 2 CH3COOH + H2O o Oxy hóa napten và dẫn xuất OH O2 O2 HOOC - (CH2)4 - COOH O o Oxy hóa nhánh alkyl của vòng thơm O2 CH3 COOH • Sản phẩm chính của quá trình oxy hóa chuỗi gốc là hydroperoxyt, rượu, aldehyt, acid cacbocylic, este... Phần tử hoạt động trung gian là các gốc hóa trị tự do trên nguyên tử C (như R •) • hay trên nguyên tử O (như ROO• , RO•) • Phản ứng oxy hóa chuỗi gốc được chia làm 2 nhóm: 1. Phản ứng tự oxy hóa hay oxy hóa nhiệt 2. Phản ứng với xúc tác muối của các kim loại dễ thay đổi hóa trị (Co, Mn...) CƠ CHẾ TẠO THÀNH CÁC SẢN PHẨM CỦA SỰ OXY HÓAII.1. Hydroperoxyt • Là sản phẩm đầu tiên của quá trình oxy hóa hydrocacbon → R• + ROO• O2 (1) ROO• + RH → ROOH + R• (2) hydroperoxyt 62. Rượu và các hợp chất cacbonyl  Là sản phẩm thứ cấp của sự oxy hóa hydrocacbon thông qua giai đoạn tạo HP: Rượu Rượu + O2 Alkan + O2 HP Ceton Ceton3. Acid cacboxylic Được tạo thành theo 2 khả năng là không đứt mạch C-C và có đứt mạch C-C. • Không đứt mạch C-C: chỉ xảy ra khi oxy hóa metylaren qua giai đoạn tạo HCTG là aldehyt. + O2 - 1/2 O2 - H2O ArCH3 ArCH2OOH ArCHO ArCOOH • Có đứt mạch C-C: thường xảy ra đối với quá trình oxy hóa parafin, napten và có qua giai đoạn tạo HCTG là ceton. + O2 O2 + RH RHP ; RHN RCH2 −C−R’ RCH−CO−R’ RCH−CO−R’ - R• - H• OO• OOH O + O2 RCOOH + R’COOH RCHO + R’COOH4. Aldehyt Là các hợp chất dễ bị oxy hóa. Vì vậy khi oxy hóa hydrocacbon trong pha lỏng thì aldehyt có mặt trong sản phẩm với một lượng nhỏ hoặc không hiện diện trong sản phẩm. CÁC TBPƯ THƯỜNG DÙNG TRONG OXY HÓA PHA LỎNGIII. • Nguyên tắc: o Đa số các quá trình oxy hóa chuỗi gốc đều tiến hành trong pha lỏng bằng cách sục không khí (hoặc O2 kỹ thuật) vào nguyên liệu; ở đó sẽ từ từ tích tụ sản phẩm của phản ứng o Nhiệt độ của quá trình phụ thuộc cường độ và tính chọn lọc của quá trình o Ap suất được chọn để duy trì hỗn hợp phản ứng ở pha lỏng • Thiết bị phản ứng: 7 o Là các tháp có h = 10 ÷ 15 m ; Φ = 2 ÷ 3 m o Các tháp được phân thành nhiều đoạn bởi các mâm chóp hoặc lưới nằm ngang hoặc được ghép nối tiếp nhau o Thiết bị được chế tạo bằng thép có bổ sung Al, Ti để chống sự ăn mòn của các acid cacboxylic • Phương pháp thu hồi và tận dụng nhiệt Quá trình oxy hóa là quá trình toả nhiệt vì vậy vấn đề thu hồi nhiệt và tận dụngnhiệt là rất quan trọng. Cách bố trí hệ thống trao đổi nhiệt có thể đặt bên trong TBPƯ nhưng làm chocơ cấu thiết bị thêm phức tạp; thông thường hệ thống trao đổi nhiệt đặt ở bên ngoài vàchất lỏng hoàn lưu sẽ chảy qua nó. Nhiệt thu hồi được dùng để: o Nung nóng chất lỏng tuần hoàn o Nung nóng nguyên liệu hydrocacbon ban đầu o Nung nóng dung dịch được ngưng từ khí thoát ra ở đỉnh tháp và đưa trở về TBPƯ. o Sản xuất hơi nước • Một số dạng TBPƯ a. Thiết bị tiến hành gián đoạn dạng tháp có bộ phận làm nguội đặt ở ngoài b. Thiết bị dạng tháp cho các quá trình liên tục với bộ phận làm lạnh trong c. Cascad của các tháp với bộ phận làm lạnh hơi d. Tháp mâm 8 khí khí sản phẩm hỗn hợp ban đầu H2Oh không khí O2 (kk) H2O hỗn hợp sản phẩm ban đầu ...