đồ án tốt nghiệp ôxy hóa toluen tạo thành Benzaldehit .DOC

Chính vì vậy bậc phản ứng theo oxi và hidrocacbon có thể khác và phụ thuộc vào tỷ lệ của các tác chất, tính oxi hoá khử của môi trờng cũng nh vào mức độ oxi hoá của kim loại hay oxit trê

Đồ án tốt nghiệp Oxi hoá toluen tạo thành Benzaldelhit

mở đầu

Trong công nghiệp tổng hợp hữu cơ hoá dầu, quá trình oxi hoá có giá trị thực tiễn rất lớn Phần lớn các hợp chất quí giá tổng hợp đợc từ quá trình oxi hoá là các sản phẩm trung gian quan trọng trong tổng hợp hữu cơ, nh là: r-

ợu, andehit, xeton, axit cacboxylic , dung môi và nguyên liệu để sản xuất polime, chất dẻo Sự đa dạng và phổ biến của phản ứng oxi hoá là do nhiều chất hữu cơ có khả năng tham gia phản ứng Các tác nhân oxi hoá rẻ và dễ kiếm Với những u điểm đó quá trình oxi hoá đợc sử dụng rộng rãi và thay thế dần những phơng pháp không hiệu quả, tính kinh tế thấp Một trong những ứng dụng quan trọng của phản ứng oxi hoá là quá trình oxi hoá toluen tạo ra benzaldehit

Benzaldehit là một sản phẩm hoá học quan trọng trong công nghiệp và

đời sống Trong công nghiệp hoá chất, Benzaldehit đợc ứng dụng để tổng hợp thuốc nhuộm, làm dung môi cho cao su, axetyl xenlulô Ngoài ra nó còn là hợp chất trung gian quan trọng để sản xuất ra axit benzoic, phenol

Trong ngành mỹ phẩm, Benzaldehit đợc sử dụng làm hơng liệu cho xà phòng và nớc hoa Ngoài ra nó còn là hơng liệu trong ngành thực phẩm Trong ngành dợc phẩm nó cũng đợc dùng để sản xuất các loại thuốc chữa bệnh

Benzaldehit đợc chiết tách từ các hạt anh đào, mơ, mận nhng với sản lợng và hiệu suất còn thấp Vì vậy, phần lớn Benzaldehit đợc sản xuất từ quá trình hoá học, trong đó quá trình oxi hoá toluen đợc ứng dụng rộng rãi và đạt hiệu quả kinh tế cao, đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về quá trình này và

đã thu đợc kết quả Vấn đề đặt ra cho quá trình nghiên cứu tiếp theo về quá trình nghiên cứu oxi hoá toluen tạo ra benzaldehit là sử dụng xúc tác nào để

đạt độ chuyển hoá và độ chọn lọc cao đồng thời thu đợc hiệu quả cao nhất

phần I: TổNG QUAN

SV: Huỳnh Công Trị - Hoá Dầu K43 1

CHƯƠNG I PH¶N ỨNG OXI HOÁ HYDROCACBON TRÊN XÚC TÁC DỊ THÓ

Qúa trình oxi hoá trên xúc tác dị thể có ý nghĩa to lớn đối với hàng loạt các quá trình Các sản phẩm tạo ra được sö dụng rộng rãi trong công nghiệp và đời sống

1) Oxi hoá olefin và các dẫn xuất t¹i nguyên tử cacbon no liên kết đôi vẫn được bảo toàn

dể dàng trao đổi electron giữa xúc tác và chất phản ứng Những nguyên tố nµy

sö dụng ë dạng kim lo¹i hoặc oxit kim loại mang trên chất mang hoặc kh«ng mang trên chất mang

Xúc tác là kim loại thường là các kim loại nhóm VIII (Fe, Co, Ni, Pd, Pt…) và nhóm I (Cu, Ag…)

Oxit của kim loại chuyÓn tiếp như CuO+Cu2O, V2O5 cũng như các oxit khác chúng không hoạt động và chủ yếu là oxi hoá hoàn toàn

SV: Huúnh C«ng TrÞ - Ho¸ DÇu K43 2

+O2

CO

HC + 2CO2 + 2H2O

HCCO

O

CH2-CH2O

§å ¸n tèt nghiÖp Oxi ho¸ toluen t¹o thµnh Benzaldelhit

Hỗn hợp oxit và muối của kim loại chuyển tiếp đặc biệt là Vanadat stunat,Vonframat và Molipden của kẽm, Coban va Bismut (ZnO.V2O5, CoO

WO3, Bi2O3.MoO3) có thể nằm ở các pha riêng biệt tương ứng với các oxit và các hợp chất của chúng Đặc biệt các ferit và Cromit sẽ gây ra sự oxi hoá hoàn toàn

Ngoài thành phần chất xúc tác chính, còn có những phụ gia để tăng hoạt tính xúc tác, độ chọn lọc cũng như cải tiến một số tính chÊt xúc tác như: thời gian sống, độ bền cơ học của xúc tác

Trong hai loại xúc tác, thì xúc tác kim loại có hoạt tính cao nhưng đắt nên ít được sö dụng

Xúc tác trong công nghiệp sö dụng thành các dạng sau:

+ Phân tán trực tiếp trong khối phản ứng

+ Hạt có cấu trúc xốp và bề mÆt riêng xác định Các xúc tác nµy thường được chuẩn bị bằng cách kết tủa muối của chúng sau đó röa, tạo hạt, sấy, nung

+ Mang trên chất mang là các vật liệu có bề mặt riêng lớn như: than hoạt tính, Silicagel, đá bọt, nhôm oxit, các loại zeolit

II Cơ chế phản ứng.

Trong cơ chế phản ứng oxi hoá dị thể, sự hấp phụ của các tác nhân trên bề mặt xúc tác gi÷ vai trò quan trọng Trên bề mÆt các kim loại, oxi bị hấp phụ rất nhanh, sau đó nó thấm vào lớp bên trong với vận tốc nhỏ hơn Các oxit kim loại quí hiếm sẽ tạo ra các oxit Người ta cho rằng oxi sẽ bị hấp phụ khi tiếp xúc với kim loại và kèm theo phân ly hoặc không phân ly các phân tử ở trạng thái ion-gốc

M- + O2 M-O-O 2M-O.

Tương tự như vậy, quá trình hấp phụ hoá học được thực hiện trên xúc tác oxit và muối, ở đó sự hấp phụ sẽ diễn ra theo ion của kim loại chuyển tiếp Ion này sẽ bị oxi hoá đến ion hoá trị cao nhất

Có hai dạng cơ chế chủ yếu của quá trình oxi hoá trên xúc tác dị thể

SV: Huúnh C«ng TrÞ - Ho¸ DÇu K43 3

+M.

1) Hidrocacbon sẽ bị hấp phụ trên bề mặt của chất xúc tác Lúc đầu hấp phụ xãy ra theo cơ chế gốc-ion của oxi, sau đó tương tác với hidrocacbon tạo ra sản phẩm oxi hoá Loại cơ chế này chỉ tiến hành theo một giai đoạn, thống nhất tạo thành hợp chất trung gian và phân huû tạo ra sản phẩm.

Vd: Ag-OO. + CH2CH2 Ag-OO-CH2-.CH2 Ag-O. + CH3CHO

2) Một cơ chế phổ biến khác của quá trình oxi hoá xúc tác dị thể gọi là oxi hoá khử Trong cơ chế này hidrocacbon bị hấp phụ trên ion kim loại sẽ bị oxi hoá bởi oxi có trên mạng xúc tác, kim loại khi đó được khử sang trạng thái có hoá trị thấp hơn và sau đó nó tương tác với oxi để chuyển về trạng thái đầu

Cơ chế này đặc trưng đối với quá trình oxi hoá olefin và metyl benzen Các sản phẩm có thể tạo thành trên xúc tác không chøa oxi, còn giai đoạn oxi hoá hydrocacbon và xúc tác có thể tiến hành một cách riêng biệt

Ở cơ chế này có thể tiến hành theo hai hay nhiều giai đoạn tạo thành sản phẩm trung gian trên bề mặt xúc tác Ở mỗi giai đoạn đều có tạo thành sản phẩm trung gian và sau đó phân huỷ chúng

Những năm gần đây người ta phân chia phản ứng oxi hoá theo những giai đoạn phối hợp

Đó là hai con đường oxi hoá song song của olefin hay các hợp chất vòng thơm cho ta aldehit và axit

R-CH3 + O2 R-CHO + HOH

R-CH3 + 1,5O2 R-COOH + HOH

Oxi hoá tiến hành trên nhóm C-H; C=C hay trên vòng sáu cạnh

III Các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng [19,27]

1.¶nh hưởng của thành phần chất phản ứng.

Khi nghiên cứu động học quá trình oxi hoá xúc tác dị thể các olefin và các chất hữu cơ khác thường nhận được các kết quả khác nhau Tuy nhiên có thể đưa ra kết luận chung là trong vùng động học, phản ứng oxi hoá tuân theo phương trình lengmin-khinsenvud: [19]

SV: Huúnh C«ng TrÞ - Ho¸ DÇu K43 4

Đồ án tốt nghiệp Oxi hoá toluen tạo thành Benzaldelhit

bi pi

O

Kp r

∑+

Nó tơng ứng với động học của quá trình oxi hoá amoni popylen, tốc

độ của nó trong một giới hạng xác định sẽ không phụ thuộc vào áp suất hơi riêng phần của oxi và amoniac Hai phơng trình động học cuối cùng ở trên gần với cơ chế của quá trình oxi hoá khử, khi đó sự oxi hoá các trung tâm luôn có hoạt tính khử của chất xúc tác xãy ra nhanh và không ảnh hởng đến tốc độ chung của quá trình Trong trờng hợp này thờng hay gặp bậc 1 theo propylenSV: Huỳnh Công Trị - Hoá Dầu K43 5

2

O

Kpr

(1 b.Pnpog)

=+

(1 b.Pnpog)

=+

Tất nhiên sự oxi hoá benzen thành anhidrit maleic và sự oxi hoá naphtalen thành anhidrit ftalic là bậc1 theo oxi và từ bậc 0ữ1 theo hidrocacbon thơm (tuỳ thuộc tỷ lệ giữa các chất) Các phản ứng này cũng bị kìm hãm bởi các anhidrit tạo thành.

Và do ảnh hởng lớn của hệ số hấp thụ hoá học nên đôi khi có thể bỏ qua số 1 ở mẩu số

Từ các ví dụ đã xem xét có thể thấy rằng đặc tính chung nhất trong

động học của sự oxi hoá là ảnh hởng kìm hãm của các sản phẩm tạo thành đợc hấp phụ hoá học trên bề mặt mạnh hơn các hidrocacbon ban đầu Chính vì vậy bậc phản ứng theo oxi và hidrocacbon có thể khác và phụ thuộc vào tỷ lệ của các tác chất, tính oxi hoá khử của môi trờng cũng nh vào mức độ oxi hoá của kim loại hay oxit trên các lớp dới bề mặt Năng lợng hoạt hoá trong sự oxi hoá

dị thể các olefin Khoãng 63- 84 KJ/mol Đối với hợp chất thơm thì gần bằng105 KJ/mol

3 ảnh hởng của xúc tác.

Vận tốc phản ứng và độ chọn lọc phụ thuộc vào hằng số vận tốc của từng giai đoạn Nói một cách khác chúng phụ thuộc vào hợp chất hoạt động tạo ra giữa xúc tác và oxi cũng nh chất bị oxi hoá tức là nó phụ thuộc vào thành phần chất xúc tác

SV: Huỳnh Công Trị - Hoá Dầu K43 6

).1(

0 1

2

anh

ArH O

P b

P P K r

+

=

ữ

n O

m R RT E

=

(6)

(7)

Đồ án tốt nghiệp Oxi hoá toluen tạo thành Benzaldelhit

Khi thay đổi từ xúc tác này sang xúc tác khác thì nhiệt hấp phụ của từng giai đoạn thay đổi nghĩa là thay đổi năng lợng liên kết giữa oxi và bề mặt xúc tác

Ngoài thành phần xúc tác ra, hoạt tính xúc tác còn phụ thuộc vào nồng

độ bề mặt của các thành phần hoạt tính, nồng độ trung tâm hoạt động của bề mặt xúc tác Nồng độ này thay đổi sẽ dẫn đến thành phần hoạt tính của xúc tác thay đổi

Thêm vào đó, phơng pháp điều chế xúc tác cũng ảnh hởng đến hoạt tính xúc tác bởi vì phơng pháp điều chế liên quan đến thành phần hoá học, cấu trúc xốp và bề mặt riêng của xúc tác

Vì vậy, khi lựa chọn phơng pháp điều chế xúc tác cần phải đạt yêu cầu sau:

+ Bảo đảm thành phần hoá học của xúc tác bền vững lâu dài dới tác dụng của nhiệt và cơ học

+ Bề mặt riêng và cấu trúc xốp phải phù hợp với độ chọn lọc của phản ứng

+ Phơng pháp phải đơn giản kinh tế và có thể thực hiện đợc trong công nghiệp

4 ảnh hởng của thời gian tiếp xúc.

Thời gian tiếp xúc giữa chất phản ứng và xúc tác có thể quan hệ đến vận tốc phản ứng Nó biểu diễn bằng phơng trình sau:

Quan hệ giữa τ và V đợc thể hiện bằng phơng trình sau:

Mối quan hệ giữa V và τ đợc biểu diễn trên hình 1: Lúc đầu, khi tăng thời gian tiếp xúc τ thì vận tốc V tăng và đến một thời gian nhất định nào đó

V đạt giá trị cực đại và giảm dần khi τ tiếp tục tăng Thời gian V đạt cực đại gọi là thời gian tiếp xúc tối u

Hình1: Quan hệ giữa vận tốc và thời gian phản ứng

CHƯƠNG II QUá TRìNH OXI HOá TOLUEN THàNH BENZALDEHIT

SV: Huỳnh Công Trị - Hoá Dầu K43 8

V

τ

Đồ án tốt nghiệp Oxi hoá toluen tạo thành Benzaldelhit

I Các công trình nghiên cứu trên thế giới về quá trình oxi hoá tạo

ơng pháp điều chế Benzaldehit đạt hiệu quả cao nhất Hiện nay trên thế giới Benzaldehit đợc điều chế bằng phơng pháp nh :

+ Thuỷ phân dẫn xuất gem-dihalogen

Nếu tến hành ở áp suất cao, hiệu suất sản phẩm có thể đạt tới 90%.+ Quá trình oxi hoá- điện hoá toluen:

Quá trình này đợc tiến hành trong dung dịch axit hữu cơ RCOOH (R thờng là gốc metyl, etyl) với mật độ dòng điện I ≈ 10A/dm2

+ Quá trình oxi hoá toluen:

SV: Huỳnh Công Trị - Hoá Dầu K43 9

askt

100oCFe

CHOH

Quá trình oxi hoá toluen đợc tiến hành trong cả pha khí và pha lỏng

• Trong pha lỏng: Toluen đợc oxi hóa trong môi trờng H2SO4 bằng tác nhân oxi hoá là MnO2 theo phản ứng:

+ Mn2+ + H2O

Tuy nhiên quá trình oxi hoá trong pha lỏng sử dụng tác nhân oxi hoá khá đắt là MnO2 đồng thời hiệu suất phản ứng cha cao, độ chuyển hoá chỉ đạt 15-20%

• Quá trình oxi hoá trong pha khí: Đợc các nhà khoa học trên thế giới chú ý hơn cả Nhiều công trình nghiên cứu đã đợc thực hiện trong pha khí Nhà khoa học Chattejec [12] đã tiến hành oxi hoá toluen trong pha khí tạo thành Benzaldehit Trong nghiên cứu này ông chỉ ra vai trò của kẽm trong hệ xúc tác V2O5-K2SO4-ZnO2-SiO2 (Tỉ lệ V2O5: K2SO4 là 15 : 20) Khi thêm oxit kẽm vào trong xúc tác đã làm độ chọn lọc, độ ổn định của xúc tác tăng lên

Độ chuyển hoá thu đợc từ quá trình này là 20%, độ chọn lọc tạo ra Benzaldehit là 90%.Tuy nhiên quá trình này gặp nhiều khó khăn khi khống chế quá trình oxi hoá tạo thành axit Benzoic

Theo Andres Brardado và các cộng sự [11]: hỗn hợp xúc tác VSb

1-xTixO4 (X=0; 0,1; 0,2; 0,4) cho độ chọn lọc cao đối với quá trình oxi hoá toluen tạo thành Benzaldehit trong pha khí.Trong hỗn hợp xúc tác này Titan

có vai trò làm tăng độ chọn lọc của sản phẩm Benzaldehit và làm giảm sự tạo thành benzoic, ở quá trình nghiên cứu tác giả đã chỉ ra đợc sự phụ thuộc độ chọn lọc vào hàm lợng của Titan trong xúc tác VSb1-xTixO4 với x là 0,1 và 0,2 cho độ chọn lọc là cao nhất

Theo thí nghiệm của Angelika Bruckner [10] thì (VO)2P2O5 là xúc tác tốt cho quá trình oxi hoá toluen tạo thành Benzaldehit trong đó Benzaldehit là sản phẩm trung gian Hoạt tính xúc tác này giảm khi nó đợc sử dụng cho quá trình oxi hoá toluen tạo ra Benzaldehit trong sự có mặt của NH3 Ông cũng chỉ

ra rằng xúc tác K-V2O5 cho tốc độ phản ứng oxi hoá toluen tạo ra Benzaldehit lớn hơn 4 lần xúc tác (V2O)2P2O7.

SV: Huỳnh Công Trị - Hoá Dầu K43 10

2

H2SO4

CHO

Đồ án tốt nghiệp Oxi hoá toluen tạo thành Benzaldelhit

Theo báo cáo của Dmitri A Bulushev và các cộng sự [22] thì xúc tác V/Ti cho quá trình oxi hoá toluen tạo thành Benzaldehit cho độ chọn lọc là 80-100%

Quá trình oxi hoá toluen tạo ra Benzaldehit, axit benzoic trong pha hơi

đợc Aquarwal và Goswami [23] tiến hành trên xúc tác LaFeO3/Al2O3 và LaFeO3/SiO2 Xúc tác LaFeO3/Al2O3 cho độ chọn lọc Benzaldehit 80% ở

450oC

Nhìn chung các nghiên cứu về quá trình oxi hóa toluen tạo thành Benzaldehit ở cả trong pha lỏng và pha khí có sử dụng xúc tác cho độ chọn lọc cao nhng độ chuyển hoá tơng đối thấp

II Đặc điểm của toluen

1 Tính chất vật lý của toluen [9]

Toluen là một chất lỏng không màu, có mùi hăng, nhng không xốc bằng benzen

Tỷ trọng, g/ml ở 20oC

ở 25oC

0,86690,8623Chỉ số khúc xạ nP ở 68oF

ở 77oC

1,49691,4941

Hằng số nghiệm lạnh, mol/K A

B

0,025080,0019Nhiệt tạo thành ∆HF, Kcal/mol Khí

Lỏng

11,9502,867entropy, So Khí

Lỏng

76,4252,48Năng lợng tạo thành tự do ∆F Khí

Kcal/mol Lỏng

29,22827,282

Dựa vào bảng công thức: Log(P) = A – B / (C + t)

Bảng 2: áp suất hơi bảo hoà của Toluen

áp suất, mmHg Nhiệt độ, oC áp suất, mmHg Nhiệt độ, oC

Đồ án tốt nghiệp Oxi hoá toluen tạo thành Benzaldelhit

Toluen tạo một hỗn hợp đẳng phí với đa số parafin, rợu, naphtalen và nhiệt độ đẳng phí của hỗn hợp rất gần với nhiệt độ sôi của cấu tử thứ hai Nó không tạo hỗn hợp đẳng phí với một số chất nh: heptan, metyl cyclohexan, Cis-1,3-dimetyl cyclohexan

2 Tính chất hoá học của Toluen [9]

Cấu tạo của toluen nh sau:

Do có cấu trúc vòng và nhánh bên nh trên nên toluen có các phản ứng của cả nhánh bên và của cả vòng thơm

a Phản ứng của vòng thơm.

Nhóm CH3 là nhóm thế loại một của vòng benzen do ảnh hởng của hiệu ứng liên hợp và siêu liên hợp của nhóm thế với electron Π trong vòng benzen làm mật độ e trong vòng benzen tăng lên và tăng chủ yếu ở vị trí octo

và para, do vậy khi thế lần hai thì vị trí nhóm thế mới sẽ vào vị trí octo và para

+ Đặc biệt toluen còn tham gia phản ứng oxi hoá bằng oxi không khí với điều kiện nhiệt độ, xúc tác thích hợp cho Benzaldehit hoặc cũng có thể tạo axit benzoic và các sản phẩm khác:

C6H5CH3 + O2 C6H5CHO hoặc C6H5COOH

+ Phản ứng hyđro hoá tạo naphten, metylcyclohecxan

C6H5CH3 + 3H2 C6H11CH3

+ Toluen có thể thu đợc từ than đá hay từ dầu mỏ nhng hiện nay nguồn thu toluen chủ yếu từ dầu mỏ bằng các quá trình chế biến hoá học khác nhau

3 ứng dụng của toluen [9]

Trong công nghiệp và đời sống hiện nay Toluen đóng một vai trò khá quan trọng: nó đợc sử dụng trong hai lĩnh vực chủ yếu nh: làm cấu tử tốt trong xăng và làm dung môi

+ Do là một cấu tử quan trọng trong xăng nên tơng lai nhu cầu về nó

sẽ tăng lên theo nhu cầu tiêu thụ xăng Mặt khác hiện nay yêu cầu về giảm ợng chì trong xăng để giảm ô nhiểm môi trờng cũng làm tăng nhu cầu về Toluen Theo nghiên cứu của API thì nhu cầu sử dụng Toluen trong xăng không pha chì sẽ tăng gấp đôi so với xăng pha chì Tuy nhiên để sử dụng đợc xăng không pha chì thì cũng yêu cầu có sự đầu t và thay đổi đáng kể trong vòng 10 năm hoặc lâu hơn nữa

l-+ Mục đích th hai sử dụng Toluen làm dung môi cho một số lĩnh vực,

đặc biệt với nitrocellulza

III Đặc điểm của benzaldehit [2]

1 Tính chất vật lý của Benzaldehit.

Benzaldehit (C6H5CHO) là một chất lỏng không màu, có mùi hơng hạnh đào, tan ít trong nớc nhng tan vô hạn trong cồn, ete, clorofooc, Cũng giống nh aldehit thơm khác Benzaldehit là một chất dễ bay hơi

Bảng3 : Tính chất vật lý của Bezaldehit

Đồ án tốt nghiệp Oxi hoá toluen tạo thành Benzaldelhit

Tỷ trọng, Kg/cm3 ở 0oC

20oC

50o

1,0631,0641,018

Nhiệt dung riêng CP ở 25oC, J/g.k 1,6765

Giới hạng nổ dới với không khí, %V 1,64

Bảng4: áp suất hơi của Benzaldehit

Benzaldehit có thể trao đổi hỗn hợp đẳng phí với một số chất nh: Brom Toluen; Etyl phenyl ete; Benzyl etyl ete; 2-octanol

3-2 Tính chất hoá học của Benzaldehit.

Công thức cấu tạo của Benzaldehit

Benzaldehit cũng có tính chất hoá học tơng tự nh các aldehit no nhng

độ hoạt động của nhóm cacbonyl của benzaldehit có thể kém aldehit no do electron của nó bị ảnh hởng bởi hệ vòng thơm

Nhóm CHO là nhóm hút điện tử làm giảm mật độ điện tử của nhân thơm do đó benzaldehit có khả năng tham gia phản ứng ở nhân thơm và ở nhóm CHO

Phản ứng thế: Bezaldehit còn tham gia phản ứng thế của vòng thơm nh: clo hoá, nitơ hoá, sunfua hoá, vị trí nhóm thế của các phản ứng này thờng vào vị trí meta so với nhóm –CHO Do tác động của nhóm cacbonyl là nhóm thế loại 2 thể hiện hiệu ứng cảm ứng (-1), hiệu ứng liên hợp (-C) làm giảm mật

độ electron trong vòng Benzen Vì vậy phản ứng thế electrofil của benzaldehit xảy ra khó hơn so với benzen nh vậy nhóm –CHO làm thụ động hoá vòng Benzen

• Ngng tụ Claisen- Schomidt giữa Benzaldehit và axetaldehit trong

sự có mặt của dung dịch kiềm tạo cinmandehit (tinh dầu quế)

C6H5CHO + (CH3CO)2O C6H5CH=CH-COOH + H2O

• Phản ứng ngng tụ perkin của Benzaldehit với anhydrit axetic có mặt của natriaxetat hoặc kaliaxetat đợc sử dụng làm tác nhân đông tụ-sử dụng trong công nghiệp để sản xuất axit cinamit

C6H5-CHO + HOOC-CH2-COOH C6H5-CH=CH-COOH + CO2 + H2O

• Axit cinamic cũng có thể đợc điều chế bằng phản ứng ngng tụ KnoeVenage Với axit maloic có mặt xúc tác bazơ yếu nh NH3, các amin

• Trong phản ứng Refomatsky Elylcinnamat đợc tạo thành từ sự tác dụng của Benzaldehit với Bromaxetat etyl có mặt kẽm hoạt động

C6H5-CHO + BrCH2-COO-C2H5 C6H5-CH=CH-COOC2H5 + HBr + ZnO

SV: Huỳnh Công Trị - Hoá Dầu K43 16

+ H2O

Đồ án tốt nghiệp Oxi hoá toluen tạo thành Benzaldelhit

• Ngoài các phản ứng trên Benzaldehit còn tham gia phản ứng Cannizzaro là phản ứng với các aldehit khác có nguyên tử Hα (Nếu có mặt xúc tác NaOH hoặc KOH đặc), phản ứng sẽ chuyển dịch theo chiều tạo NatriBenzoat và rợu Benzylic

2C6H5-CHO C6H5-CH2OH + C6H5-COONa

• Phản ứng oxi hoá

Benzaldehit rất dễ bị oxi hóa Khi để trong không khí Benzaldehit bị oxi hoá thành axit Benzoic

2C6H5CHO + 0,5O2 2C6H5-COOH

3 ứng dụng của Benzaldehit.

Benzaldehit có rất nhiều ứng dụng trong công nghiệp và đời sống Nó

là nguyên liệu quan trọng trong sản xuất hơng liệu, ngoài ra nó còn đợc sử dụng trong mỹ phẩm, xà phòng và các sản phẩm khác Lĩnh vực chủ yếu sử dụng benzaldehit là sản xuất hơng liệu trong đó có tạo ra dẫn xuất của Benzaldehit nh: Cinnamandehit Benzaldehit còn đợc sử dụng trong sản xuất thuốc nhuộm tri-phenylmetan

Ngoài ra một số hợp chất trung gian nh : Benzoin, Benzylamin, rợu benzylic, axit mandellic cũng đợc điều chế từ benzaldehit

Thêm vào đó Benzaldehit cũng đợc sử dụng trong công công nghiệp làm ảnh, sử dụng với vai trò nh một chất kìm hãm sự ăn mòn Nó đợc sử dụng trong công nghiệp mạ điện, sử dụng làm chất trợ nhuộm

IV Sản xuất benzaldehit bằng phơng pháp thuỷ phân

benzalclorua.[2]

Benzaldehit đợc sản xuất chủ yếu từ sự thuỷ phân benzalclorua (C6H5CHCl2) hoặc oxi hoá không hoàn toàn toluen Có nhiều phơng pháp sản xuất khác nhau, nhng hiện tại không đợc sử dụng trong công nghiệp

Thuỷ phân của benzalclorua có thể đạt đợc dễ dàng bởi sự clo hoá mạch bên của toluen, là một trong số các phơng pháp sản xuất benzaldehit cổ nhất trong công nghiệp Nó có thể tiến hành trong môi trờng kiềm hoặc axit.SV: Huỳnh Công Trị - Hoá Dầu K43 17

hoặc axitCHCl2

+ 2HCl

Để thay benzalclorua tinh khiết, một hỗn hợp benzalclorua và benzotriclrua (C6H5CCl3), tạo ra trong công nghiệp từ sự clo hoá mạch bên của toluen Dới các điều kiện phản ứng khác nhau benzotriclorua bị xà phòng hoá thành natribenzoat, phần còn lại trong dung dịch kiềm Nó biến đổi riêng biệt thành axit benzoic.

Benzalclorua đợc chuyển hoá thành benzaldehit nhờ sự đun sôi với các dung dịch ngậm nớc của hecxametylentetramin Bởi vì benzylclorua cũng phản ứng với hecxametylentetramin tạo thành benzaldehit (phản ứng sommelet) Trong công nghiệp hỗn hợp của benzylclorua và benzalclorua có thể đợc dùng để sản xuất benzaldehit bằng cách này

Sự thuỷ phân axit của benzalclorua đợc tiến hành với sự có mặt của các axit và các muối kim loại nh là các xúc tác Nó cho hiệu xuất benzaldehit (>90%) Hiđroclorua đợc tạo thành đồng thời và cho qua một thiết bị hấp phụ

để thu hồi axit clohiđrit đậm đặc

Quá trình thuỷ phân benzalclorua thông thờng đợc tiến hành trong một giờ với sự có mặt của axit sulfuric đậm đặc Quá trình này không thuận lợi vì một lợng lớn axit sulfuric loãng đợc hình thành nh là một sản phẩm thừa Hiện tại ít đợc sử dụng Benzalclorua cũng bị xà phòng hoá với sự có mặt của axit phosphoric hoặc axit sulfonic, axit clohiđric, và axit focmic Phản ứng của

SV: Huỳnh Công Trị - Hoá Dầu K43 18

hoặc axit

CH2Cl2

+ R-COCl

Đồ án tốt nghiệp Oxi hoá toluen tạo thành Benzaldelhitbenzalclorua với các axit hữu cơ nh axit axetic, với sự có mặt của xúc tác SnCl2 hoặc SnCl4, cho benzaldehit và axit clorua tơng ứng.

R = alkyl, aryl, hoặc cycloalkyl.

Sự thuỷ phân của benzalclorua đợc xúc tác bởi các muối kim loại, tốt nhất là các muối của Fe, hoặc Zn Nớc không nên tích tụ trong hỗn hợp phản ứng lúc phản ứng Vì nó sẽ làm giảm hoạt tính của xúc tác

Xúc tác không bị khử họat tính bởi một luợng nhỏ nớc d nếu không hoà tan xúc tác kẽm, kẽm phosphat và kẽm laurat đợc sử dụng Thiết clorua và

đồng clorua cũng là những chất xúc tác

Một quá trình mới thuỷ phân liên tục benzalclorua trong pha khí ở nhiệt độ 100-300oC Phản ứng đợc xúc tác bởi than hoạt tính, đợc xữ lý bằng axit sulfuric, hoặc đợc tẩm với clorua kim loại, nh FeCl3 hoặc với một sulfat,

nh là đồng sulfat Hiệu xuất benzaldehit 97% Trong một quá trình tơng tự, clorua đợc thuỷ phân trong pha khí ở 300oC tạo thành benzaldehit khi sử dụng xúc tác dioxit silic hoặc oxit nhôm

V Sản xuất Benzaldehit bằng phơng pháp oxi hoá không hoàn toàn trong pha lỏng.

Phản ứng tiến hành ở 80-250oC với sự có mặt của Co, Mg, Ni, Fe hoặc

Cr ở dạng đơn chất hoặc hợp chất Hợp chất của Ru, Pb, muối tali của các axit hữu cơ đợc sử dụng làm xúc tác cho qúa trình này Kim loại kiềm hay kiềm thổ, thờng đợc sử dụng làm chất phụ trợ cho quá trình này

Ngời ta có thể tiến hành oxi hoá Toluen bằng oxi không khí với sự có mặt của chất xúc tác axit H3PO4-Pd, để tăng độ chọn lọc Benzaldehit Hệ xúc tác cho phản ứng này cũng có thể dùng là hợp chất của P, S hay nitro molipden, khi lợng oxi tiêu thụ 63% thì hiệu xuất Benzaldehit đạt khoãng 41%

Trong quá trình sản xuất phenol trên qui mô công nghiệp của hãng Dow hay quá trình sản xuất Caprolactam hay của hãng Snia-Viscosa từ Toluen

SV: Huỳnh Công Trị - Hoá Dầu K43 19

CHO ờng hoặc axit

có hợp chất trung gian là axit Benzoic, ở quá trình đó Benzaldehit tạo thành là một sản phẩm phụ.

Sản phẩm phụ trong quá trình oxi hoá thành Benzaldehit là axit benzoic Tuỳ thuộc điều kiện phản ứng có thể còn tạo ra CO, CO2, HCHO Benzaldehit thô đợc làm sạch bằng quá trình chng cất ở áp suất thấp Quá trình sản xuất Benzaldehit bằng phơng pháp oxi hoá Toluen thờng chứa một loại tạp chất khó tách làm thay đổi màu sản phẩm Để tách tạp chất này ngời ta có thể dùng dung dịch nớc kiềm hoặc với nớc có mặt dung dịch kẽm dạng bột Sản phẩm benzaldehit không màu có thể thu đợc bằng cách xữ lý với tác nhân oxi hoá nh hidroperoxit sau đó chng cất

ở vài quá trình Toluen bị oxi hoá bởi một số tác nhân khác nh: MgO trong H2SO4, NaHSO4, CrO2 trong anhydric axetic

VI Quá trình oxi hoá toluen tạo benzaldehit trong pha khí.

oxi hoá không hòan toàn toluen với oxi cho benzaldehit có thể tiến hành trong pha khí hoặc pha lỏng Benzaldehit dễ dàng bị oxi hoá sâu thành axit benzoic và các sản phẩm khác Điều kiện nh thế phải đợc chọn lựa cẩn thận với pha hơi chỉ oxi hoá không hoàn toàn

Trong pha khí, sự oxi hoá đợc tiến hành bằng cách chuyển qua toluen hơi, cùng với oxi trong hỗn hợp không khí, qua một lớp xúc tác trong một bộ ống hoặc lò phản ứng tầng sôi ở nhiệt độ 250-650oC Phản ứng phát nhiệt cao

và làm lạnh hữu hiệu thì cần thiết Cần pha loãng hỗn hợp hơi toluen và oxi với một khí trơ không phản ứng (nh là hơi nớc, nitơ, hoặc cacbondioxit) Hiệu xuất benzaldehit thích hợp khi mức độ chuyển hoá (10-20%), thời gian lu ngắn (0,1-1S) và sự hiệu chỉnh chính xác lợng oxi Sản phẩm của quá trình oxi hoá toluen trong pha khí gồm maleic anhiđrit, citraconic anhiđrit, phathalic anhiđrit, anthraquinon, cresol, axit axetic, và các hợp chất khác Ngoài ra còn

có axit benzoic, cacbonmonoxit, và cacbondioxit Sự cháy hoàn toàn của

SV: Huỳnh Công Trị - Hoá Dầu K43 20

hoặc axit

CH3

+ H2O

Đồ án tốt nghiệp Oxi hoá toluen tạo thành Benzaldelhittoluen bằng cách sử dụng áp suất cao hoặc bằng cách thêm K2SO4 hoặc NaCl vào xúc tác.

Các nguyên tố oxit nhóm V và VI của bảng tuần hoàn thờng đợc sử dụng làm xúc tác, đôi khi với các oxit khác, những xúc tác này bao gồm molybden và ít nhất thêm vào một nguyên tố hình thành giữa, Fe, Ni, Co, Sb, Bi,V, phospho, samarium, tanlatum, Sn, Cr Một số có Pd và axit phosphoric trên than hoạt tính

Gần đây công bố quá trình dùng một xúc tác oxit ur, Cu, Fe,phospho,

Te, Pb, Mo mang trên SiO2 Độ chuyển hoá toluen (35-50%), độ chọn lọc của benzaldehit ở nhiệt độ phản ứng 475-550oC là 40-70% Xúc tác hỗn hợp oxit của Mo và ur yêu cầu nhiệt độ phản ứng khoãng 600oC

VII Xúc tác cho quá trình oxi hoá toluen trong pha khí

Khi tiến hành oxi hoá toluen có thể thu đợc nhiều loại sản phẩm khác nhau Muốn tạo thành sản phẩm là benzaldehit phải lựa chọn điều kiện để h-ớng phản ứng tạo ra benzaldehit Trong đó việc lựa chọn xúc tác cho phản ứng

là rất quan trọng Nh phần trên đã nói xúc tác dùng cho quá trình oxi hóa hyđrocacbon trong pha khí là

• Xúc tác kim loại

• Xúc tác oxit kim loại

• Hỗn hợp oxit kim loại

Xúc tác kim loại cho độ chuyễn hoá cao nhng độ chọn lọc benzaldehit thấp Do đó xúc tác kim loại ít đợc sử dụng mà hiện nay xúc tác oxit kim loại

đợc quan tâm và ứng dụng nhiều hơn

1 Xúc tác oxit kim loại

Nghiên cứu tính chất xúc tác của nhiều oxit kim loại đối với quá trình oxi hoá toluen, Gemain J.F và Langier đã đa ra kết luận: ở 400oC hoạt tính xúc tác giảm theo dãy:

Co3O4 > CuO > Mn2O3 > Fe2O3 > Cr2O3 > U2O8 > NiO > V2O5 > TbO2 > ZnO > SnO2 > MoO3 > Ta2O5 > Nb2O5 > ZrO2 > Sb2O4

SV: Huỳnh Công Trị - Hoá Dầu K43 21

Các oxit cho độ chọn lọc benzaldehit cao là: MoO3 (42-64%), V2O5

(48-57%), U2O8 (19-30%), NiO (27-28%)

Đối với V2O5 ở 400-450oC hoạt tính xúc tác cao độ chuyển hoá toluen

đạt 80-90% nhng tạo ra benzoic cao Vì vậy, khi oxi hoá toluen trên xúc tác

V2O5/Al2O3 ở 350-450oC tạo ra benzoic chính

Còn với xúc tác Sb2O4 thì lại bị cracking cho ta sản phẩm benzen

Các xúc tác Fe2O3 và NiO cha nung có độ chọn lọc thấp hơn so với xúc tác đợc nung nóng ở 600oC Nhng cũng có một số xúc tác (VD: Cr2O3) khi nung lại cho độ chọn lọc thấp hơn so với xúc tác không nung Độ chọn lọc benzaldehit và axit benzoic đối với xúc tác oxit kim loại đợc nêu ra ở bảng 5

* Xúc tác đã hoạt hoá lại

SV: Huỳnh Công Trị - Hoá Dầu K43 22

Đồ án tốt nghiệp Oxi hoá toluen tạo thành Benzaldelhit

Nh vậy, xúc tác V2O5 và MoO3 cho độ chuyển hoá và độ chọn lọc cao nhất ở 400-450oC

2 Xúc tác hỗn hợp oxit kim loại

Theo các số liệu đã công bố thì trong các hệ xúc tác hỗn hợp nhiều oxit V2O5 có vai trò quan trọng trong phản ứng oxi hoá toluen Các xúc tác chứa V2O5 cho độ chọn lọc benzaldehit khá cao Khi cho thêm một kim loại khác vào V2O5 sẽ dẫn đến làm thay đổi năng lợng liên kết giữa oxi-kim loại

Theo L.Y.A Magolic, khi thêm một lợng Molipden oxit hay Crom oxit tạo thành khối xúc tác rắn chứa ion V5+ cho độ hoạt tính và độ chọn lọc cao

Nhiều công trình nghiên cứu cho rằng cấu tử hoạt tính cho quá trình oxi hoá toluen là V2O5 và V6O13

Khi nghiên cứu xúc tác bằng phổ rơnghen, phổ hồng ngoại và cộng ởng từ điện tử: Talama cho thấy rằng: khi thêm MoO3 vào xúc tác có chứa

h-V2O5 sẽ làm yếu đi liên kết V=O Trong hệ xúc tác V2O5-K2SO4, kalisunfat càng làm yếu đi liên kết V=O và làm tăng số tâm hoạt động của xúc tác

Dựa vào khả năng biến tính của V2O5 mà có rất nhiều công trình nghiên cứu khác nhau về hệ xúc tác cho quá trình oxi hoá Toluen tạo thành benzaldehit

Xúc tác chứa V2O5 khi thêm KOH làm tăng độ chuyển hoá và độ chọn lọc của phản ứng Khi thêm MoO3 thì độ chuyển hoá và độ chọn lọc tăng cao Xúc tác V2O5.BiO3 với thành phần 75 : 23 ở 504oC tốc độ hỗn hợp khí là 283

h-1 cho độ chọn lọc là 33,5% Khi thêm 2% TiO2 hay CuO vào hỗn hợp xúc tác chứa V2O5 sẽ làm giảm sự tạo thành CO2 và tăng độ chọn lọc benzaldehit

là 59,5% Hệ xúc tác V2O5.TiO2 ở 400oC cho hiệu xuất lớn nhất là 68,32%, độ chọn lọc có thể đạt 79,7%

Hệ xúc tác Ag12.V3O8 cho độ chọn lọc cao nhất là 79,7% ở 400oC Hệ xúc tác V2O5.K2SO4.SiO2 ở 320-380oC (V2O5= 20%, K2SO4 = 10%) cho độ chọn lọc cao

Ngoài xúc tác của V2O5, quá trình oxi hoá toluen còn sử dụng xúc tác

có chứa molipden là một oxit có khả năng oxi hoá không hoàn toàn các hợp chất hữu cơ và đợc sử dụng nhiều trong công nghiệp

SV: Huỳnh Công Trị - Hoá Dầu K43 23

Theo các kết quả nghiên cứu độ chọn lọc tạo benzaldehit giảm dần theo dãy xúc tác sau:

MoO3 + Cr2O3, Sn-V-O > MoO3 > Co-Mo-O > Sn-Mo-O > Bi-V-O, Cu-V-O > V2O5 > Pb-Mo-O > Fe-V-O

Khi tiến hành oxi hoá toluen tạo thành benzaldehit sử dụng xúc tác (BiO2)MoO4 trong chất nung SiO2 và Al2O3 trong thiết bị đứng lớp xúc tác cố

định cho độ chọn lọc cao nhất là 71,7%

Nh vậy quá trình oxi hoá toluen thờng sử dụng xúc tác hay hệ xúc tác oxit kim loại kim loại chuyển tiếp đặc biệt là vanadi, sắt, molipden, đồng và

hệ xúc tác có chứa các oxit kim loại

3 Xúc tác oxit đất hiếm.[28]

+ Ceri (IV) oxit là một trong nhiều loại oxit của Ceri, trong đó Ceri tồn

tại với số oxi hoá là +4

Ceri (IV) oxit có

Đồ án tốt nghiệp Oxi hoá toluen tạo thành Benzaldelhit

• Tỷ trọng riêng 3,66 g/cm3

• Nhiệt tạo thành ∆H298= -1550,8KJ/mol

Điều kiện thờng oxit này tồn tại ở dạng bột màu da cam, ít tan trong

n-ớc dễ tan trong kiềm

V2O5 đợc điều chế bằng phản ứng phân huỷ nhiệt muối amoni vanadi ở

500 ữ 600oC bằng oxi không khí Phản ứng với hiđroxit kim loại hoặc hiđroxit amoni tạo muối của vanadi Đây là hợp chất quan trọng nhất của vanadi

• Cấu trúc của tinh thể V2O5 đợc phát hiện bằng phổ nhiễu xạ rơnghen nh sau:

+ Trong phân tử V2O5 có sáu loại liên kết V-O: 4 liên kết V-O có độ dài tơng đơng nhau (1,79 ữ 2,02Ao) một liên kết khác ngắn hơn một chút (khoãng 1,59Ao) do vậy mà liên kết này bền hơn Liên kết V-O thứ sáu yếu nhất, dài khoãng 2,79Ao Cấu trúc của V2O5 đợc xây dựng dựa trên cấu trúc của [VO5]: Các tháp [VO5] đợc nối lại với nhau bằng các góc và các cạnh, tạo nên các lớp, tạo thành một loạt các tinh thể hình bát diện một nữa ở bên trên

và một nữa ở dới mặt Hai lớp cạnh nhau liên kết với nhau bằng liên kết giữa hai nguyên tử oxi trên cùng một lớp ở trên các góc của tứ diện đáy tháp của lớp lân cận

+ Trong tinh thể V2O5 có 3 kiểu liên kết của O với V

• Một nguyên tử O liên kết với một nguyên tử V ứng với liên kết bền nhất có độ dài bằng 1,58Ao

• Một nguyên tử O liên kết với hai nguyên tử V có độ dài liên kết bằng nhau và bằng 1,77Ao, gốc V-O(2)-V có giá tri bằng 125o.+ Một nguyên tử O liên kết với 3 nguyên tử V có độ dài liên kết bằng 1,88Ao Do khoãng cách giữa hai nguyên tử O(3)-O(3) này rất ngắn nên liên kết V-O(3) (có độ dài bằng 2,02Ao) dễ dàng bị phá vỡ Việc giải phóng dễ dàng một ion oxi trong quá trình chuyển hoá từ liên kết nội tại thành liên kết ngoại tại của cấu trúc đa diện oxy-kim loại, là một yếu tố cho phép cấu trúc này cho oxy cho phân tử chất hữu cơ trong quá trình oxi hoá không hoàn toàn

ở các hợp chất hữu cơ

SV: Huỳnh Công Trị - Hoá Dầu K43 25

+ Một yếu tố quan trọng khác là cấu trúc electron của bề mặt tinh thể,

điều cực kỳ thú vị là các electron do nằm gần mức năng lợng Fecmi (hoặc miền hoá trị) do vậy mà có thể nhờng hoặc nhận e từ các phân tử tiếp xúc với

bề mặt

• Cấu trúc bề mặt tinh thể của V2O5:Dựa vào nồng độ electron ở mức năng lợng Fecmi của phân tử mà có thể biết đợc hoạt tính của phân tử đó Với V2O5 do ảnh hởng của nhiệt độ cao

và sự khử liên tục làm cho hoạt tính của nó giảm Nh vậy, chúng ta mong muốn có sự thay đổi trạng thái diễn ra ở nhiệt độ thấp

Do các liên kết hoá trị trong mạng tinh thể V2O5 mà có tính chất đẳng hớng Các hớng của tinh thể sắp xếp tuỳ theo từng loại liên kết và mức độ liên kết bão hoà

5 Chất mang oxit Titan.

oxit Titan có số oxi hoá là +4 Đây là hợp chất quan trọng của Titan,

đợc tạo thành khi nung nóng kim loại Titan trong oxi Là chất bột màu trắng, trở nên vàng khi nung nóng, bền nhiệt Có ba dạng thù hình: dạng tà phơng α

(khoáng vật brukit), dạng tứ phơng β (khoáng vật antozơ) và dạng tứ phơng γ

(khoáng vật rutin) Hidrat TiO2.nH2O kết tủa từ dung dịch Tan trong thể nóng chảy của Na3[AlF6], Na2B4O7 và PbF2 Bền hoá học (nhất là dạng đã nung, không phản ứng với nớc, axit loãng, kiềm, hidrat amoniac Bị axit sunfuric đặc nóng, axit flohidric, kiềm đặt nóng phân huỷ ở nhiệt độ cao phản ứng với cacbonat và oxit kim loại

CeO2 hấp phụ trên bề mặt oxit Titan dạng đơn lớp

SV: Huỳnh Công Trị - Hoá Dầu K43 26

Đồ án tốt nghiệp Oxi hoá toluen tạo thành Benzaldelhit

Với các quá trình khác yêu cầu chất mang có bề mặt riêng lớn, có cấu trúc lỗ xốp Với quá trình này sẽ có ngời đặt ra câu hỏi tại sao lại dùng TiO2

mà không dùng các loại khác nh Zeolit, Al2O3, than hoạt tính làm chất mang vì ta đã biết bề mặt riêng của TiO2 rất nhỏ Thật vậy, TiO2 là chất mang có nhiều u điểm cho quá trình này vì sản phẩm benzaldehit của chúng ta rất dể bị oxi hoá thành axit benzoic khi có oxi Mà trong điều kiện phản ứng chúng tôi rất d thừa oxi nên nó dễ dàng bị oxi hoá sâu nếu thời gian lu của benzaldehit dài Nếu bề mặt chất mang lớn thì quá trình khuyếch tán sản phẩm Benzaldehit từ trong mao quản ra ngoaì sẽ lâu, nh thế dễ dàng oxi hoá sâu thành axit benzoic Chính vì vậy, Chúng tôi không sử dụng các chất mang có

bề mặt riêng lớn đã nêu trên mà sử dụng TiO2

6 cơ chế phản ứng oxi hoá Toluen thành Benazaldehit trong pha khí [8].

Khi tiến hành oxi hoá Toluen có thể thu đợc nhiều loại sản phẩm khác nhau Tùy thuộc điều kiện tiến hành phản ứng mà ta thu đợc nhiều loại sản phẩm khác nhau Tuỳ thuộc vào điều kiện tiến hành phản ứng mà ta thu đợc sản phẩm mong muốn

Quá trình oxi hoá toluen khi có sự tơng tác giữa Toluen và xúc tác có mặt oxi thì phản ứng có thể xãy ra theo các hớng sau:

SV: Huỳnh Công Trị - Hoá Dầu K43 27

CCOOO

CH3COOH

CO

O

CCH

ở đây chỉ quan tâm tới hớng a tức tạo thành benzaldehit Nếu nhóm metyl của toluen tác dụng ngay với oxi và gốc hấp phụ benzyl (C6H5CH2.) đợc hình thành thì xu hớng chiếm u thế với benzaldehit là sản phẩm oxi hoá sơ cấp axít benzoic, benzen và các sản phẩm đợc tạo thành bởi quá trình oxi hoá thứ cấp benzaldehit Khi vòng thơm tác dụng và hidro mở vòng ở vị trí octo gốc metyl phenyl (CH3C6H4) đợc hình thành thì xu hớng chính là b và c Sự

mở vòng cần năng lợng cao hơn so với sự hình thành gốc benzyl Xu hớng b

và c chỉ xảy ra đợc ở nhiệt độ cao hơn

SV: Huỳnh Công Trị - Hoá Dầu K43 28

§å ¸n tèt nghiÖp Oxi ho¸ toluen t¹o thµnh Benzaldelhit

SV: Huúnh C«ng TrÞ - Ho¸ DÇu K43 29

Phần hai: Thực nghiệm

Mục đích của đồ án này là nghiên cứu các thông số tối u cho xúc tác CeO2/TiO2 để thực hiện phản ứng oxi hóa Toluen tạo ra Benzaldehit Trên cơ

sở xúc tác CeO2/TiO2 chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu xúc tác (CeO2 +

V2O5)/TiO2 để tìm ra một hệ xúc tác tốt cho quá trình

Quá trình nghiên cứu đợc tiến hành theo trình tự các bớc sau:

* Điều chế và khảo sát xúc tác CeO2/TiO2 để tìm ra các thông số tối u cho quá trình

- Nhiệt độ tối u cho quá trình

* Điều chế và khảo sát hệ xúc tác (CeO2 + V2O5)/TiO2

- Khảo sát nhiệt độ tối u cho quá trình

- Khảo sát ảnh hởng của xúc tác CeO2 đến xúc tác V2O5/TiO2

SV: Huỳnh Công Trị - Hoá Dầu K43 30