GIÁO TRÌNH TỔNG HỢP HỮU CƠ – HÓA DẦU part 6

. Hydroxit của natri hay kali hay muối của các kim loại này với axit hưữ cơ cũng tăng đáng kể hoạt tính của xúc tác, đặc biệt tỉ lệ Mn2+ : K+ = 1: 1 sẽ là tỉ lệ tối ưu. Tốc độ oxy hóa parafin ở pha lỏng phụ thuộc vào các yếu tố như nồng độ chất xúc tác, nhiệt độ, áp suất riêng phần của O2, tốc độ của chất oxy hóa khí và thậm chí vào kích thước miệng lỗ mà qua đó khi sục vào hỗn hợp phản ứng. ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
GIÁO TRÌNH TỔNG HỢP HỮU CƠ – HÓA DẦU part 6 đồng thể (muối mangan của axit cacboxylic no), nkhi đó hoạt tính của xúc tác sẽ tăng . Hydroxit của natri hay kali hay muối của các kim loại này với axit hưữ cơ cũng tăng đáng kể hoạt tính của xúc tác, đặc biệt tỉ lệ Mn2+ : K+ = 1: 1 sẽ là tỉ lệ tối ưu. Tốc độ oxy hóa parafin ở pha lỏng phụ thuộc vào các yếu tố như nồng độ chất xúc tác, nhiệt độ, áp suất riêng phần của O2, tốc độ của chất oxy hóa khí và thậm chí vào kích thước miệng lỗ mà qua đó khi sục vào hỗn hợp phản ứng. Trong công nghiệp, nồng độ châấ xúc tác được giới hạn từ 0.2 – 0.3% (% khối lượng). Khi tăng nhiệt độ, tốc độ của quá trình sẽ tăng. Mức độ chuyển hóa đạt 30 – 35% ở 800C sau 110 giờ, 1000C sau 38 giờ và 1100C sau 24 giờ. Cùng với sự tăng nhiệt độ sẽ tạo khả năng dịch chuyển phản ứng vào vùng khuyếch tán, vì thế ý nghĩa quan trọng sẽ nhận được. Các yếu tố kể trên ảnh hưởng không chỉ đến tốc độ phản ứng mà còn đến thành phần các chất tạo thành, hiệu suất và chất lượng phân đoạn chính của các axit béo cao phân tử. Như trong chế độ chuyển tiếp và khuyếch tán thì hàm lượng của hợp chất oxy hóa ở mức tối đa tăng mạnh nên sẽ làm giảm chất lượng của các axit chính. Dựa vào sự ảnh hưởng của các yếu tố này, người ta đã tìm ra qui trình oxy hóa parafin có xúc tác ở pha lỏng với các chỉ tiêu sau đây: Mức độ chuyển hóa không lớn hơn 30% - 35%, sự oxy hóa thực hiện ở áp suất khí quyển khi được không khí sục vào tháp phản ứng qua cơ cấu phân phối chứa một số lượng vừa đủ các lỗ (1 – 2mm). Việc dùng lượng thừa không khí sẽ tạo khả năng xáo trộn đủ mạnh hỗn hợp phản ứng. Trong các điều kiện này và với số lượng xúc tác mangan đã nêu trên, sự oxy hóa parafin sẽ tiến hành trong khoảng từ 15 – 20 giờ. 4.8.2. Sơ đồ qui trình công nghệ oxy hóa parafin rắn Sơ đồ qui trình công nghệ được biểu diễn trên hình 4.8. 116 Hình 4.8. Sơ đồ công nghệ oxy hóa parafin rắn 1 – Bình khuấy trộn, 2 – Tháp oxy hóa, 3, 6 – Tháp rửa, 4 – Bình nung, 5 – Bình lắng, 7, 8 - Thiết bị xà phòng hóa, 9 - Bộ phận trao đổi nhiệt, 10 - Nồi hấp, 11 – Lò nung , 12, 13, 16 - Bộ phận tách, 14, 15 - Thiết bị khuấy, 17 - Bộ phận làm nguội, 18 – Bơm, 19 – Van điều áp Parafin nhập liệu và sản phẩm từ giai đoạn phân tách (là phần chưa xà phòng hóa I) theo tỉ lệ 1 : 2 cũng như chất xúc tác sẽ trộn lẫn trong thiết bị 1. Sau đó sẽ đưa qua tháp 2 tiến hành sự oxy hóa gián đoạn. Trong tháp có chứa nhôm hay than hoạt tính và các ống để nung nóng hay làm nguội, thiết bị làm nguội đặt ở ngoài để nhận nhiệt tỏa ra cũng như cơ cấu phân tán đẩ đưa không khí vào. Khí ở trên tháp sẽ qua tháp 3 và rửa bằng nước nhằm hấp thụ các axit thấp phân tử, kế đó được làm sạch ra khỏi tạp chất nhờ sự nung nóng trong lò nung 4 và thải ra ngoài khí quyển. Chất oxy hóa sau khi thực hiện phản ứng và làm nguội xuống 80 – 0 90 C sẽ đưa qua bộ phận lắng 5, ở đây sẽ tách xúc tác và tái sinh xúc tác. Trong tháp 6 nhờ nước chảy và từ tháp 3 sẽ tách được các axit thấp phân tử hòa tan trong nước. Sau đó phần còn lại sẽ xử lý bằng xođa ở thiết bị xà phòng hóa 7 để chuyển axit tự do thành muối và bằng dung dịch kiềm trong thiết bị xà phòng hóa 8, tại đây xảy ra thủy phân các este và lacton 117 2RCOOH + Na2CO3 2RCOONa + CO2 + H2O RCOOR, + NaOH RCOONa + R,OH Sự xà phòng hóa các chất khó thủy phân thực hiện dưới áp suất 2Mpa trong bộ phận trao đổi nhiệt 9 và nồi hấp 10 ở 1800C. Trong nồi hấp sẽ tách được dung dịch nước muối của axit cacboxylic ra khỏi phần chứa xà phòng hóa I, phần này được đưa trở về chuẩn bị hỗn hợp ban đầu. Tất nhiên phần còn lại trong nồi hấp 1 0 vẫn còn chứa một ít chất chưa xà phòng hóa và chúng sẽ được chưng tách ở nhiệt độ cao để làm tăng chất lượng của axit. Để thực hiện quá trình này, cần nung nóng trong lò nung xoắn 11 lên đến 320 – 3400C và tiết lưu hỗn hợp khi tách các chất dễ bay hơi trong bộ tách 12. Sau đó hơi sẽ được ngưng tụ trong thiết bị trao đổi nhiệt và được phân tách thành 2 pha trong thiết bị tách 13: pha nước và pha hữu cơ. Pha hữu cơ này gọi là phần chưa xà phòng hóa II và chúng được đưa trở lại sự oxy hóa hay tách rượu Xà phòng từ thiết bị 12 sẽ hòa tan vào trong nước ở thiết bị trộn 14 và được xử lí bằng H2SO4 trong thiết bị 15 hay mang tách dung dịch trong thiết bị tách 16 ra khỏi axit tự do. Các axit tự do này sẽ được chưng trong các tháp chưng phân đoạn (trên sơ đồ không biểu diễn) ở 1.33Pa gồm nhiều phân đoạn axit C5 – C6, C7 – C9, C10 – C16, C17 – C20. phần còn lại chính là axit >C20 và axit dicacboxylic. Quá trình vừa khảo sát để oxy hóa parafin rắn thành các axit béo cao phân tử nói chung vẫn còn các nhược điểm cơ bản như: sản lượng thấp, quá trình gián đoạn, tạo ra nhiều sản phẩm phụ. Sự khắc phục các nhược điểm này nhờ vào các biện pháp như đưa ra sơ đồ liên tục và tạo khả năng sử dụng tối đa cá ...