Đồ án sản xuất axit formic

Trong số đó, công ty BP của Anh đang sử dụng chất lỏng giai đoạn phương pháp oxy hóa dầu nhẹ, và ba còn lại được sử dụng quá trình thủy phân methyl format.. Một phương pháp sản xuất công

Mục Lục

LỜI MỞ ĐẦU 3

Phần I: Tổng quan lý thuyết 4

Chương I : Tính chất và ứng dụng của sản phẩm axit formic 4

I Giới thiệu chung 4

II Tính chất vật lý và hóa học 4

III Quá trình hình thành 6

IV Ứng dụng 8

V Thị trường 9

Chương II: Giới thiệu về các nguyên liệu sản xuất axit formic 11

I Nguyên liệu Metanol 11

I.1 Giới thiệu chung 11

I.2 Tính chất vật lý 11

I.3.Tính chất hóa học 13

II Các tính chất của nguyên liệu Monoxit Cacbon 14

II.1 Giới thiệu 14

II.2 Độc tính 14

II.3Lịch sử hình thành 15

II.4 Tính chất hóa học 15

II.5 Monoxit cacbon trong khí quyển 16

II.6 Ứng dụng 17

Chương III : Các phương pháp sản xuất axit formic 18

I Công nghệ sản xuất axit formic bằng phương pháp oxy hóa 18

II Phương pháp sản xuất axit formic từ glyxerol 22

III Phương pháp thủy phân 25

IV Công nghệ sản xuất mới axit formic bởi quá trình oxy hóa methanol trực tiếp 26

Chương IV : So sánh các công nghệ 28

Chương V: Công nghệ thủy phân của BASF 29

1.Dây chuyền công nghệ 29

2.Thuyết trình công nghệ 29

Phần II: Tính toán công nghệ 34

I Tính toán cân bằng vật chất 34

II Cân bằng nhiệt lượng 39

KẾT LUẬN 42

TÀI LIỆU THAM KHẢO 43

LỜI MỞ ĐẦU

Axit formic là một axit không màu, bốc khói , gây ăn mòn , chất lỏng dễ cháy với mùi hăng Axít fomic(được gọi theo hệ thống axít metanoic) là dạng axít cacboxylic đơn giản nhất Công thức của nó là HCOOH hoặc CH2O2 Nó là một sản phẩm trung gian trong tổng hợp hóa học và xuất hiện trong tự nhiên, phần lớn trong nọc độc của ong và vòi đốt của kiến Acid formic là một trong những nguyên liệu hóa học hữu

cơ cơ bản, sử dụng rộng rãi trong thuốc trừ sâu, da, thuốc nhuộm, thuốc men và các ngành công nghiệp cao su Axit formic có thể trực tiếp dùng để chế biến dệt may, thuộc da, dệt nhuộm và bảo quản thức ăn xanh, có thể được sử dụng xử lý bề mặt kim loại, các chất phụ gia cao su, và các dung môi công nghiệp Trong tổng hợp hữu

cơ cho tổng hợp của este khác nhau, thuốc nhuộm và Formamide loạt dược phẩm trung gian

Năm 2004 nhu cầu toàn cầu của axit formic 450.000 tấn / năm, dự kiến nhu cầu toàn cầu đối với axit formic hàng năm tăng trưởng 2%-3%, với châu Âu như các chất phụ gia thức ăn chăn nuôi có nhu cầu lớn, tốc độ tăng trưởng trung bình hàng năm 8% đến 10% Điều này chủ yếu là do từ năm 2006 trở đi, EU để vô hiệu hóa hoàn toàn chế độ ăn uống không dùng thuốc kháng sinh Các chuyên gia dự đoán rằng khu vực châu Á là triển vọng ứng dụng rất rộng axit formic, axit formic được sử dụng chủ yếu trong lĩnh vực cao su làm đông thức ăn tự nhiên trong tương lai thị trường châu Á sẽ có rất nhiều động lực tăng trưởng

Các nhà sản xuất trên thế giới có bốn công ty lớn sản xuất acid formic : công ty BASF của Đức (193.000 tấn / năm), công ty Phần Lan Kemira (80.000 tấn / năm); Công ty Techmashimpor Nga (80.000 tấn / năm), công ty BP của Anh (65.000 tấn / năm) Trong số đó, công ty BP của Anh đang sử dụng chất lỏng giai đoạn phương pháp oxy hóa dầu nhẹ, và ba còn lại được sử dụng quá trình thủy phân methyl format Nhu cầu về axit formic của Việt Nam cũng đang tăng theo từng năm Việc sản xuất axit formic của chúng ta chỉ trên quy mô nhỏ hoặc phòng thí nghiệm chưa có một nhà máy lớn Với bản đồ án này có thể mô tả thiết kế một phân xưởng xản xuất axit formic với công xuất 50000 tấn/ năm

Phần I: Tổng quan lý thuyết Chương I : Tính chất và ứng dụng của sản phẩm axit formic

I Giới thiệu chung

Axit formic là dạng axít cacboxylic đơn giản nhất Có công thức : HCOOH, trọng lượng phân tử : 46.03(g), nhiệt độ nóng chảy 8,4 ℃, nhiệt độ sôi 100,8 ℃ Axit formic là một không màu, bốc khói , gây ăn mòn , chất lỏng dễ cháy với mùi hăng

Nó là thể trộn lẫn với nước, cồn , ether , và glycerine Do có nhóm aldehyde nên acid formic có thể phản ứng với dung dịch bạc amoniac xảy ra phản ứng tráng gương bạc, do có nhóm carboxyl nên nó có thể phản ứng với thuốc thử kiềm

Axit formic là một sản phẩm trung gian trong tổng hợp hóa hoc và xuất hiện trong

tự nhiên, phần lớn trong nọc độc của ong và vòi đốt của kiến

Trong công nghiệp hóa chất, axit formic được sử dụng trong cao su, dược phẩm, thuốc nhuộm, danh mục ngành da

II Tính chất vật lý và hóa học

II.1 Tính axit

Axit formic là axit yếu Tuy nhiên nó mạnh nhất trong dãy đồng đẳng của axit cacboxylic no đơn chức và mạnh hơn axit cacbonic :(H2CO3)

Dung dịch HCOOH làm quỳ tím chuyển màu đỏ nhạt

-Tác dụng với kim loại mạnh:

2Na + 2HCOOH → 2HCOONa + H2

-Tác dụng với oxit bazơ:

CuO + 2HCOOH → (HCOO)2Cu + H2O

-Tác dụng với muối của axit yếu hơn:

NaHCO3 + HCOOH → HCOONa + CO2 + H2O

Tính chất của nhóm COOH

Do hiệu ứng dồn mật độ electron trong nhóm -COOH nên nguyên tử H bị phân cực mạnh do đó tính axit của HCOOH mạnh hơn ancol và phenol

 Phản ứng este hóa:

HCOOH + CH3OH → HCOOCH3 + H2O

Phản ứng này là phản ứng thuận nghịch được xúc tác nhờ axit sunfuric đặc và nhiệt độ

 Tính chất đặc biệt của HCOOH: phản ứng tráng gương

HCOOH + 2[Ag(NH3)2]OH → (NH4)2CO3 + 2Ag↓ + 2NH3↑ + H2O

II.2 Tính chất vật lý

Chất lỏng trong suốt không màu có mùi hăng Với nước, cồn, ether và glycerol có thể trộn tùy ý Mật độ tương đối (d204) 1.220 Nhiệt độ nóng chảy 8,4 ℃ Điểm sôi 100,8 ℃ Chỉ số khúc xạ (n20D) 1,3714 Điểm chớp cháy (mở cốc) 68,9 ℃

Dễ cháy và gây ăn mòn Nhiệt độ đánh lửa (℃): 601 ℃

Trên giới hạn nổ% (V / V): 57,0

Giới hạn dưới nổ% (V / V): 18.0

Bảng 1 Khối lượng riêng phụ thuộc vào nhiệt độ [UIEC6_10509]

Nhiệt độ (oC) Khối lượng riêng (g/cm3)

Bảng 2 Tỷ trọng của axit formic theo nồng độ tại 20 oC [UIEC6_10509]

Hàm lượng axit formic (% khối lượng) Khối lượng riêng (g/cm3)

1) Thủy phân methyl format

2) Oxy hóa hydrocacbon

3) Thủy phân Formamide (CH3NO)

4) Sản xuất từ formats

Sản xuất axit formic có sự thay đổi do nguồn nguyên liệu thay đổi dẫn đến sự sáng tạo ra các quy trình sản xuất mới Trong quá khứ việc sản xuất axit formic là sản phẩm phụ của sản xuất axit formic Tuy nhiên tỷ lệ sản xuất tạo axit formic theo cách này phải tăng lên

Axit formic là sản phẩm phụ của quá trình sản xuất axit acetic trong pha lỏng của quá trình oxy hóa butan hoặc naphta để tạo axit acetic Trong quá khứ phương pháp oxy hóa là phương pháp quan trọng và ưa thích để sản xuất axit acetic Trong vài thập kỷ qua quá trình được sử dụng để sản xuất axit acetic trong các nhà máy là cacbony hóa methanol Dự kiến nó tiếp tục là phương pháp của tương lai, tỷ lệ tạo axit formic là sản phẩm phụ của axit acetic sẽ giảm

Ở châu Âu sản xuất axit formic bằng phương pháp thủy phân có vai trò quan trọng Vào những năm 1972 sản lượng axit formic sản xuất bằng phương pháp này chiếm 1/3 sản lượng trên toàn thế giới Tuy nhiên quy trình này tiêu tốn nhiều NH3 và H2SO4 việc đó không thể tránh khỏi việc tạo sản phẩm phụ amoni sunfat điều đó cũng dẫn đến việc kém hiệu quả về mặt kinh tế Thay vào đó là quá trình thủy phân trực tiếp methyl formate hiện đang được ưa chuộng

Một phương pháp sản xuất công nghiệp liên quan đến việc sản xuất axit từ các muối của nó, natri formate và canxi formate được sử dụng cho các quá trình này

Những khó khăn về mặt kinh tế đã dẫn đến sự phát triển của một phương pháp mới không tạo ra các sản phẩm phụ không mong muốn Trong những năm 1970 quá trình thủy phân methyl formate tạo methanol và axit formic là một phương pháp rất khả thi về mặt kinh tế được các công ty phát triển thương mại Quá trình này liên quan đến quá trình cacbonyl hóa methanol và tiếp theo là quá tring thủy phân methyl formate để sản xuất axit formic Methanol được hồi lưu lại lò phản ứng khi tạo ra từ quá trình thủy phân

Nhà máy sản xuất axit formic đầu tiên dựa trên phương pháp này là BASF ( CHLB Đức) vào năm 1981 và Kemia ( Phần Lan) vào năm 1982 Hầu hết các nhà máy sản xuất axit formic trong những năm gần đây đêì sử dụng phương pháp thủy phân methyl formate

Bảng dưới thể hiện khả năng sản xuất axit formic trong năm 1986 trên thế giới theo các phương pháp khác nhau Các phương pháp đêu được cấp bằng sáng chế, một số phương pháp đã được áp dụng trong công nghiệp Tổng hợp trực tiếp từ CO và H2O

là không thể thực hiện được về mặt kinh tế và không thuận lợi để thiết lập trạng thái cân bằng

Bảng 4: Khả năng sản xuất axit formic trong năm 1986 trên thế giới theo các phương pháp khác nhau

Phương pháp Công suất (Tấn/ năm) Hiệu suất (%)

Từ muối formats của kim loại

1 Ngành công nghiệp dược phẩm: Caffeine, dipyrone,

aminopyrine, aminophylline, theobromine, borneol, vitaminB1,

metronidazole, mebendazole

2

Ngành công nghiệp thuốc trừ sâu: triadimefon, triadimefon, Tricyclazole, ba amoniac, phốt pho triazole, paclobutrazol,

uniconazole, ether thuốc trừ sâu, dicofol

3 Ngành công nghiệp hoá chất: format canxi, natri format, format

amoni, kali format, ethyl formate, bari format, dimethylformamid, Formamide, chất chống oxy hóa cao su, pentaerythritol, neopentyl glycol, dầu đậu nành epoxy hóa, epoxy hóa dầu đậu nành, octyl, pivaloyl clorua, tẩy sơn, nhựa

phenol, tẩy thép tấm

4 Ngành công nghiệp thuộc da

5 Công nghiệp cao su : làm đông tụ cao su tự nhiên

6 Khác: gắn màu nhuộm cũng có thể được thực hiện, sợi giấy và

thuốc nhuộm, chất xử lý, chất hoá dẻo, bảo quản thực phẩm và

phụ gia thức ăn gia súc

7 Xác định asen, bitmut, nhôm, đồng, vàng, indium, sắt, chì,

mangan, thủy ngân, molypden, bạc và kẽm Kiểm tra xeri, reni,

vonfram Kiểm tra các amin thơm chính và các amin thứ cấp

Xác định khối lượng phân tử tương đối của dung môi và kết tinh

Xác định methoxy Sản xuất muối axit formic

Mối nguy hiểm sức khỏe: Các nguyên nhân chính da và kích thích niêm mạc Tiếp

xúc có thể gây ra viêm kết mạc, mí mắt phù nề, viêm mũi, viêm phế quản, trường hợp nặng có thể gây ra viêm phổi cấp tính Uống phải tác động lên đường tiêu hóa, gây nôn, tiêu chảy và chảy máu đường tiêu hóa, và thậm chí do suy thận cấp hoặc suy hô hấp và tử vong Tiếp xúc với da có thể gây viêm và loét, dị ứng

Mối nguy hiểm môi trường: axit formic là một mối nguy hiểm đối với môi trường,

có thể gây ra ô nhiễm

Nguy hiểm cháy nổ: Các sản phẩm dễ cháy, ăn mòn cao, chất kích thích, có thể gây

ra bỏng cơ thể

Điều trị cấp cứu: thu hồi nhanh chóng khi rò rỉ khí đến nơi an toàn, cô lập và hạn

chế tiếp xúc nghiêm ngặt Dập tắt các nguồn lửa Nhân viên cấp cứu nên mặc mặt

nạ để mặc chống axit Không tiếp xúc trực tiếp với nguồn rò rỉ Có thể cắt đứt các nguồn rò rỉ Ngăn chặn xâm nhập vào hệ thống cống rãnh, mương xả lũ Khi bị rò rỉ nhỏ axit formic bạn cũng có thể rắc tro soda mặt đất, và sau đó sử dụng nước rửa để pha loãng thêm vào hệ thống nước thải

V Thị trường

Năm 2011 doanh số bán hàng formic acid:

Các nhà sản xuất toàn cầu và bốn công ty lớn sản xuất acid formic : công ty BASF của Đức (193.000 tấn / năm), công ty Phần Lan Kemira (80.000 tấn / năm); Công ty Techmashimpor Nga (80.000 tấn / năm), công ty BP của Anh (65.000 tấn / năm); Trong số đó, công ty BP của Anh đang sử dụng chất lỏng giai đoạn phương pháp oxy hóa dầu nhẹ, và ba còn lại được sử dụng quá trình thủy phân methyl format Khai thác axit fomic của nước ngoài là tốt hơn, phạm vi ứng dụng đã mở rộng mỗi năm, axit fomic cũng ngày càng tăng Axit formic tiêu thụ ở nước ngoài là lớn nhất

về thuộc da và để điều trị, ngăn ngừa nấm mốc Việc sử dụng lớn thứ hai là nông nghiệp, để tiết kiệm thức ăn xanh và ngũ cốc Châu Âu, Châu Á Thái Bình Dương

và châu Mỹ, nhu cầu về tỷ lệ axit formic 04:02:01, Châu Âu (bao gồm cả Châu Phi

và Trung Đông) dư thừa axit formic, được xuất khẩu sang Mỹ và khu vực châu Thái Bình Dương một nước xuất khẩu ròng 2004 nhu cầu toàn cầu của axit formic 450.000 tấn / năm, dự kiến nhu cầu toàn cầu đối với axit formic hàng năm tăng trưởng 2%-3%, với châu Âu như các chất phụ gia thức ăn chăn nuôi có nhu cầu lớn, tốc độ tăng trưởng trung bình hàng năm 8% đến 10% Điều này chủ yếu là do từ năm

Á-2006 trở đi, EU để vô hiệu hóa hoàn toàn chế độ ăn uống không dùng thuốc kháng sinh Các chuyên gia dự đoán rằng khu vực châu Á là triển vọng ứng dụng rất rộng axit formic, axit formic được sử dụng chủ yếu trong lĩnh vực cao su làm đông thức

ăn tự nhiên trong tương lai thị trường châu Á sẽ có rất nhiều động lực tăng trưởng

Hóa học và dược phẩm, 15

Ngành khác, 15

Thuộc da và dệt may, 25

BIỂU ĐỒ VỀ THỊ PHẦN AXIT FORMIC

Chương II: Giới thiệu về các nguyên liệu sản xuất axit formic

I Nguyên liệu Metanol

I.1 Giới thiệu chung

Metanol còn gọi là methyl ancol hoặc rượu gỗ, có công thức CH3OH, khối lượng phân tử 32,024 Năm1661 lần đầu tiên Robert Boyle đã thu được Metanol bằng cách

xà phòng hoá Methyl chloride Từ những năm 1913, Metanol đã được sản xuất bằng phương pháp tổng hợp từ CO và H2 Đến đầu những năm 1920, M.PIER và các đồng nghiệp hãng BASF dựa trên sự phát triển của hệ xúc tác ZnO - Cr2O3 đã tiến một bước đáng kể trong việc sản xuất Metanol với quy mô lớn trong công nghiệp Vào cuối năm 1923 quá trình này được thực hiện ở áp suất cao (25-35 MPa, To= 320-450

0C )chúng được sử dung trong công nghiệp sản xuất Metanol hơn 40 năm Tuy nhiên vào những năm 1960, ICI đã phát triển một hướng tổng hợp Metanol ở áp suất thấp (5-10 MPa, T0 = 200- 300 ) trên xúc tác CuO với độ chọn lọc cao Hiện nay Metanol được sản xuất nhiều hơn trên thế giới bằng phương pháp tổng hợp áp suất thấp còn phương pháp chưng từ giấm gỗ chỉ chiếm khoảng 0,003% tổng lượng Metanol sản xuất được

I.2 Tính chất vật lý

Metanol là chất lỏng không mầu, có tính phân cực, tan trong nước, benzen, rượu, este và hầu hết các dung môi hữu cơ Metanol có khả năng hoà tan nhiều loại nhựa nhưng ít tan trong chất béo, dầu Metanol dễ tạo hỗn hợp cháy nổ với không khí , rất độc cho sức khoẻ con người, với lượng 10 ml trở lên có thể gây tử vong

Bảng 5: Một số hằng số vật lý quan trọng của Metanol (STHC 1)

Nhiệt dung riêng của khí (250C;101,3kPa) 44,06J.mol-1.K-1Nhiệt dung riêng của láng(250C ; 101,3kPa) 81,08J.mol-1K-1

Hệ số dẫn điện (250C) (2-7).10-9 -1cm-1Sức căng bề mặt trong không khí (250C) 22,10mN/m Entanpi tiêu chuẩn (khí 250C ; 101,3kPa) -200,94kJ/mol Entanpi tiêu chuẩn (láng250C ; 101,3kPa) -238,91kJ/mol Entropi tiêu chuẩn (khí 250C ; 101,3kPa) 239,88J.mol-1.K-1

I.3.Tính chất hóa học

Metanol là hợp chất đơn giản đầu tiên trong dãy đồng đẳng nhóm OH Các phản ứng của Metanol đi theo hướng đứt liên kết C- O hoặc O-H và được đặc trưng bởi sự thay thế nguyên tử H hay nhóm OH trong phân tử :

Một số phản ứng đặc trưng:

I.3.1 Phản ứng Hydro hoá:

CH3OH +H2 → CH4 + H2O + Q , H=-159 kJ/ mol

I.3.2 Phản ứng tách nước

2 CH3O t ,0 xt CH3 - O - CH3 + H2O

to : 140o

xt : H2SO4 đặc

I.3.3 Phản ứng ôxi hoá :

Khi ôxi hoá Metanol trên xúc tác kim loại ( Ag , Pt ,Cu) hay xúc tác ôxit ( Fe, Mo) hoặc hỗn hợp ôxit (V -Mo, Fe-Mo, Ti- Mo ) trong điều kiện thích hợp ta thu được Formandehyde và các sản phẩm phụ :

CH3 OH+ 1/2 O2 t ,0xt CH2 O + H2 O + Q , H = -159 KJ/mol Nếu ôxi hoá sâu hơn sẽ tạo ra axit formic:

CH3 OH + O2 t ,0xt

HCOOH +H2 O Nếu oxi hoá hoàn toàn thu được CO2 và H2O

CH3OH +1/2 O2 t ,0xt

CO +H2O CH3OH +O2 t0xt

CO2 + H2O

I.3.4 Phản ứng dehydro hoá:

CH3OH CH2O + H2

II Các tính chất của nguyên liệu Monoxit Cacbon

II.1 Giới thiệu

Monoxít cácbon, công thức hóa học là CO, là một chất khí không màu, không mùi, bắt cháy và có độc tính cao Nó là sản phẩm chính trong sự cháy không hoàn toàn của cácbon và các hợp chất chứa cácbon

Có nhiều nguồn sinh ra monoxít cácbon Khí thải của động cơ đốt trong tạo ra sau khi đốt các nhiên liệu gốc cácbon (gần như là bất kỳ nguồn nhiên liệu nào, ngoại trừ hiđrô nguyên chất) có chứa monoxít cácbon, đặc biệt với nồng độ cao khi nhiệt

độ quá thấp để có thể thực hiện việc ôxi hóa trọn vẹn các hyđrô cácbon trong nhiên liệu thành nước (dạng hơi) và điôxít cácbon, do thời gian có thể tồn tại trong buồng đốt là quá ngắn và cũng có thể là do không đủ lượng ôxy cần thiết Thông thường, việc thiết kế và vận hành buồng đốt sao cho có thể giảm lượng CO là khó khăn hơn rất nhiều so với việc thiết kế để làm giảm lượng hyđrô cácbon chưa cháy hết

Monoxít cácbon cũng tồn tại với một lượng nhỏ nhưng tính về nồng độ là đáng kể trong khói thuốc lá Trong gia đình, khí CO được tạo ra khi các nguồn nhiên liệu như xăng, hơi đốt, dầu hay gỗ không cháy hết trong các thiết bị dùng chúng làm nhiên liệu như xe máy, ô tô, lò sưởi và bếp lò v.v Khí monoxít cácbon có thể thấm qua bê tông hàng giờ sau khi xe cộ đã rời khỏi ga ra

Trong quá khứ, ở một số quốc gia người ta sử dụng cái gọi là town gas để thắp sáng

và cung cấp nhiệt vào thế kỷ 19 Town gas được tạo ra bằng cách cho một luồng hơi nước đi ngang qua than cốc nóng đỏ; chất tạo thành sau phản ứng của nước và cácbon

là hỗn hợp của hyđrô và mônôxít cácbon Phản ứng như sau:

thể gây tử vong Nồng độ chỉ khoảng 0,1% mônôxít cácbon trong không khí cũng

có thể là nguy hiểm đến tính mạng

CO là chất khí không màu, không mùi và không gây kích ứng nên rất nguy hiểm vì người ta không cảm nhận được sự hiện diện của CO trong không khí CO có ái lực với hemoglobin (Hb) trong hồng cầu mạnh gấp 230-270 lần so với ôxy nên khi được hít vào phổi CO sẽ gắn chặt với Hb thành HbCO do đó máu không thể chuyên chở ôxy đến tế bào CO còn gây tổn thương tim do gắn kết với myoglobin của cơ tim Triệu chứng ngộ độc CO thường bắt đầu bằng cảm giác bần thần, nhức đầu, buồn nôn, khó thở rồi từ từ đi vào hôn mê Nếu ngộ độc CO xảy ra khi đang ngủ say hoặc uống rượu say thì người bị ngộ độc sẽ hôn mê từ từ, ngưng thở và tử vong

Ngộ độc CO có thể xảy ra ở những trường hợp chạy máy nổ phát điện trong nhà kín, sản phụ nằm lò than trong phòng kín, ngủ trong xe hơi đang nổ máy trong nhà hoặc gara

II.3Lịch sử hình thành

Monoxít cácbon đã được nhà hóa học người Pháp là de Lassone điều chế lần đầu tiên năm 1776 bằng cách đốt nóng ôxít kẽm (ZnO) với than cốc, nhưng ông đã sai lầm khi cho khí thu được là hiđrô do nó cũng cháy với ngọn lửa màu xanh lam Sau này, nó được nhà hóa học người Anh là William Cruikshank xác định là một hợp chất chứa cacbon và ôxy năm 1800

Nhà sinh lý học người Pháp là Claude Bernard vào khoảng năm 1846 đã lần đầu tiên nghiên cứu kỹ lưỡng các thuộc tính độc hại của monoxít cácbon Ông cho các con chó hít thở khí này và nhận ra rằng máu của chúng tại tất cả các mạch máu là đỏ hơn

II.4 Tính chất hóa học

Cấu trúc của phân tử CO được mô tả tốt nhất dựa theo thuyết quỹ đạo phân tử Độ dài của liên kết hóa học (0,111 nm) chỉ ra rằng nó có đặc trưng liên kết ba một phần Phân tử có mômen lưỡng cực nhỏ (0,112 Debye hay 3,74x10-31 C.m) và thông thường được biểu diễn bằng 3 cấu trúc cộng hưởng:

Lưu ý rằng quy tắc octet (quy tắc bộ tám) bị vi phạm đối với nguyên tử cacbon trong hai cấu trúc thể hiện bên phải

Nó thể hiện tính khử trong một số phản ứng với các ôxít kim loại có độ hoạt động hóa học yếu ở nhiệt độ cao, chẳng hạn ôxít đồng (II), theo phản ứng sau:

CO + CuO→CO2 + Cu

Kim loại niken tạo ra hợp chất dễ bay hơi với CO, được biết đến với tên gọi niken cacbonyl Cacbonyl bị phân hủy rất nhanh ngược trở lại thành kim loại và khí CO,

và nó được sử dụng làm nền tảng cho việc làm tinh khiết niken

Nhiều kim loại khác cũng có thể tạo ra các phức chất cacbonyl chứa các liên kết cộng hóa trị với mônôxít cácbon, các chất này có thể tạo ra bằng một loạt các phương pháp khác nhau, ví dụ đun sôi rutheni triclorua với triphênyl phốtphin trong mêthôxyêtanol (hay DMF) thì có thể thu được phức chất [RuHCl(CO)(PPh3)3] Niken cacbonyl là đặc biệt do nó có thể được tạo ra bằng tổ hợp trực tiếp mônôxít cácbon và niken kim loại ở nhiệt độ phòng

Trong niken cacbonyl và các cacbonyl khác, cặp điện tử trên nguyên tử cacbon được liên kết với kim loại Trong trường hợp này mônôxít cácbon được nói đến như là nhóm cacbonyl

Monoxít cácbon và mêtanol có phản ứng với nhau có chất xúc tác gốc rôđi để tạo ra axít axêtic trong quy trình Monsanto, nó là phương pháp được sử dụng nhiều nhất

để sản xuất axít axêtic công nghiệp

II.5 Monoxit cacbon trong khí quyển

Mônôxít cácbon có hiệu ứng bức xạ cưỡng bức gián tiếp bằng sự nâng cao nồng độ của mêtan và ôzôn tầng đối lưu thông qua các phản ứng hóa học với các thành phần khác của khí quyển (ví dụ gốc hyđrôxyl, OH) mà nếu không có thể tiêu diệt chúng Mônôxít cácbon được tạo ra khi các nhiên liệu chứa cácbon bị đốt cháy không hoàn toàn, thông qua các quá trình tự nhiên trong khí quyển thì cuối cùng nó sẽ bị ôxi hóa thành điôxít cácbon (khí CO2) Nồng độ mônôxít cácbon bị biến đổi trong không gian cũng như là tồn tại rất ngắn hạn trong khí quyển

CO + O3 →CO2 + O

II.6 Ứng dụng

Công nghiệp hóa chất

Carbon monoxide là một loại khí đặc biệt có nhiều ứng dụng trong sản xuất hoá chất

số lượng lớn

Sử dụng trong công nghệ sinh học và thực phẩm

Công nghệ này lần đầu tiên có được " Chứng nhận an toàn "(Gras) Thực phẩm Hoa

Kỳ (FDA) vào năm 2002 và được sử dụng như một hệ thống đóng gói thứ cấp, không yêu cầu ghi nhãn Năm 2004, FDA chấp thuận hoàn toàn việc dùng CO để đóng gói và tuyên bố rằng CO không gây ra mùi cũng như những tác dụng phụ đối với quá trình sử dụng Nghiên cứu liên quan đến carbon monoxide đã được thực hiện trong rất nhiều phòng thí nghiệm trên khắp thế giới về các thuộc tính chống viêm của nó Các tính chất này có khả năng được sử dụng để ngăn chặn sự phát triển của một loạt các điều kiện bệnh lý bao gồm thương tích , thiếu máu cục bộ, thải ghép, xơ vữa động mạch, nhiễm trùng nặng, bệnh sốt rét hoặc tự miễn dịch Thử nghiệm lâm sàng liên quan đến con người đã được thực hiện, tuy nhiên kết quả chưa được công bố

Chương III : Các phương pháp sản xuất axit formic

Các quá trình sản xuất axit formic phân thành 4 phương pháp:

1) Thủy phân methyl format

2) Oxy hóa hydrocacbon

3) Thủy phân Formamide

4) Sản xuất từ formats

Sản xuất axit formic có sự thay đổi do nguồn nguyên liệu thay đổi dẫn đến sự sáng tạo ra các quy trình sản xuất mới

Sau đây là một số sang chế và phát minh sản xuất axit formic

I Công nghệ sản xuất axit formic bằng phương pháp oxy hóa

Quy trình này tham khảo trong trang www.hengmaomachinery.com

Axit formic , một acid methanoic , công thức : HCOOH , trọng lượng phân tử : 46.03 , mật độ : 1,2201 , nhiệt độ nóng chảy : điểm 8.4 ℃, sôi : 100.8 ℃ Axit formic là một không màu, bốc khói , gây ăn mòn , chất lỏng dễ cháy với mùi hăng Nó là thể trộn lẫn với nước, cồn , ether , và glycerine Do nhóm aldehyde của nó, acid formic

có thể phản ứng với dung dịch bạc amoniac xảy ra phản ứng tráng gương bạc ; do nhóm carboxyl của nó, nó có thể phản ứng với thuốc thử kiềm Acid formic được sử dụng chủ yếu trong cao su , y tế, thuốc nhuộm và các ngành công nghiệp da

Phần A Sản xuất axit formic Giới thiệu tóm tắt

Quy trình sản xuất axit formic là methanol liên tục bị oxy hóa trong lò phản ứng ống mẫu formaldehyde đầu tiên , sau đó để tạo thành axit formic Nước dư thừa được chưng cất trong tháp chưng cất , kết quả là sản xuất được acid formic 85% nồng độ Quy trình sản xuất axit formic có thể được chia thành 8 bước sau:

⑴ Methanol bay hơi và trộn với không khí

⑵ oxy hóa hơi methanol

⑶ phản ứng hỗn hợp làm mát

⑷ Formaldehyde quá trình oxy hóa

⑸ làm mát khí formic nồng độ 55%

⑹ tắt lọc khí dưới xúc tác

⑺ diisopropyl ete như một hỗn hợp đẳng phí để tập trung axit fomic từ 55 % đến 85% thông qua phân đoạn

⑻ phân đoạn của dung dịch diisopropyl ete

Trước khi vào quạt gió , không khí phải được qua màng lọc qua bộ lọc không khí Làm sạch không khí và methanol thông qua trước lò sưởi và thiết bị bay hơi được trộn lẫn và sau đó được gửi trực tiếp đến quá trình oxy hóa lò phản ứng (Các khí từ cửa lò phản ứng được làm nóng và gửi đến phần quá trình oxy hóa ) Methanol được oxy hóa trong lò phản ứng oxy hóa kim loại dưới chất xúc tác Phương trình phản ứng như sau:

và trở lại hệ thống, trong khi nước thải được xử lý trước khi thải

formaldehyde)

1015

trên cơ sở 100%

formaldehyde)

120

3 Năng lượng 380V/50HZ KWH/t ( tính

trên cơ sở 100%

formaldehyde)

0.083

5 Xúc tác

Vanadium- Titanium

Kg/t ( tính trên cơ sở 85%

formaldehyde)

50

II Phương pháp sản xuất axit formic từ glyxerol

Tham khảo tài liệu trên trang http://www.freepatentsonline.com/

Công trình nghiên cứu của các nhà khoa học SERHIY HLADIY, BORYSLAV, MYKHAYLO STARCHEVSKYY

Một thiết bị sản xuất axit formic của sáng chế, bao gồm:

1 bể để lưu trữ nguyên liệu

2 máy bơm áp lực cao

4 lò phản ứng

7,8,9 van kiểm soát áp lực

10 thiết bị trung hòa

11 bộ trao đổi nhiệt

13 lò sưởi cho các phương tiện sưởi ấm

14 bể chứa chất oxy hóa

*Mô tả phát minh

Sáng chế là quá trình sản xuất axit formic bằng phản ứng oxy hóa thủy nhiệt với glycerol

*Bối cảnh sáng chế