bài giảng công nghệ tổng hợp hữu cơ và hóa dầu maleic anhydride

Maleic anhydride MA là một chất trung gian quan trọng trong ngành công nghiệp hóa chất: Anhydride maleic là một chất trung gian quan trọng trong sản xuất hóa chất nông nghiệp và phụ gia

MALEIC ANHYDRIDE

2,5-furandione

O

Maleic anhydride MA là một chất trung gian quan trọng trong ngành công nghiệp hóa chất:

Anhydride maleic là một chất trung gian quan trọng trong sản xuất hóa chất nông nghiệp và phụ gia dầu bôi trơn.

Nguyên liệu trong sản xuất các chất làm ngọt nhân tạo.

Maleic

anhydride

Butanediol BDO

Polybutylene terephthalate PBT Gamma-butyrolactone GBL

Tetrahydrofurane THF

Engineered plastic

Pharmacy Solvent Unsaturated polyester resins UPR

ỨNG DỤNG

• Maleic anhydride làm ligand cho phức kim loại hóa trị thấp, ví dụ là Pt(PPh3)2(MA) và Fe(CO)4(MA)

• Các ứng dụng khác bao gồm acid fumaric, nhựa alkyd và thuốc trừ sâu

• Estes của axit maleic là chất hoá dẻo và chất bôi trơn quan trọng

• Anhydride maleic là một tiền chất tổng hợp 1,4-butanediol

TÍNH CHẤT VẬT LÝ

- Tinh thể có dạng hình thoi

- Mùi hăng

- Nhiệt độ sôi 202oC / atm

- Nhiệt độ nóng chảy 53oC / atm

- Tỷ trọng 1,48

- Tan tốt trong nước,

rượu, acetone

Không tan trong các

dung môi RH

TÍNH CHẤT HÓA HỌC

HC CH

O

+ H2O

OH O

O

OH

+ EtOH

OH O

O

OEt

- H2O

C C

O

C C

O

h

cyclobutane tetracarboxylic dianhydride (CBTA)

TÍNH CHẤT HÓA HỌC

P S

S

H

H2C C

O O

O O

C2H5

C2H5

H3CO

H3CO

Malathion

HC CH

N

O O

NH2

Maleic hydrazide

O

C

O

C

H CH C

O

O

H2 C

H2

n

- n H2O

CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT

OXIDATION OF BENZENE

OXIDATION OF BUTANE

OXIDATION OF BUTENE

- 350-400 o C, 1-2 atm

- Xúc tác: V2O5 + MoO3 (Al2O3 – P2O5)

- Nồng độ benzene trong hỗn hợp với không khí: 1,2 ÷ 7,8 % vol (25oC)

- Thời gian lưu 0,1 giây

- Thiết bị ống chùm, làm mát bằng dòng muối nóng chảy

- Độ chuyển hóa của benzene 95%

- Độ chọn lọc của MA 67% mol.

O

+ 6 O2 3 CO + 3 CO2 + 3 H2O

Ho298 = -1470 kJ/mol

Ho298 = -2320 kJ/mol

Hacol / Scientific Design technology

 Benzene và không khí nén được hóa hơi, trao đổi nhiệt với dòng khí sản phẩm rồi đưa vào đáy tháp oxy hóa.

 Nhiệt phản ứng được dùng để sản xuất hơi nước áp suất cao.

 Dòng khí sản phẩm chứa 1% vol MA đi qua các thiết bị trao đổi nhiệt (gia nhiệt dòng nguyên liệu, sản xuất hơi áp

lỏng

- thu hồi 50% MA lỏng

- Pha khí đi vào tháp hấp thụ bằng nước: anhydride maleic còn lại chuyển hóa thành acid maleic Khí còn lại đem đi đốt để tránh thải benzene còn sót lại ra môi trường.

 Dung dịch acid maleic sau đó được cô đặc và tách nước ở thiết bị bay hơi màng mỏng (60-30 kPa), hoặc dùng tác nhân tách nước (o-, m-xylene) trong quá trình chưng cất

dị đẳng phí (20 đĩa).

Hacol / Scientific Design technology

 Anhydride maleic từ thiết bị dehydrat hóa được ngưng tụ và kết hợp với dòng anhydride maleic lỏng, đưa vào 2 tháp chưng chân không (20-25 đĩa, 20 kPa,

25 kPa)

Hacol / Scientific Design technology

60 o C

350-400 o C

20 kPa

25 kPa HCHO, HCOOH,

HOOCCH=CHCOOH,…

Xúc tác:

- V2O5 + MoO3 (Al2O3 – P2O5)

- Catalytic oxidation of n-butane at 490oC over a cerium chloride CeCl3, Co-Mo oxide catalyst produces maleic anyhydride

OXIDATION OF BUTANE

O

Ho298 = -1240 kJ/mol

Ho298 = -2090 kJ/mol

Maleic anhydride

- Nguyên liệu: phân đoạn C4 (thu từ cracking naphtha) giàu butadiene và isobutene + 30 % wt “1-butene + cis-, trans-2-butene” + 10 % wt butane

- 400-440oC, 2-4 atm

- Xúc tác: V2O5 + MoO3 + P2O5

- Hiệu suất MA 45% mol

OXIDATION OF n-BUTENEs

O

+ 3 H2O

Ho298 = -1130 kJ/mol

CH3CH2CH=CH2 + 3 O2

2 CO2 + 2 CO + 4 H2O

Ho298 = -1980 kJ/mol

CH3CH2CH=CH2 + 5 O2

Sản phẩm phụ:

- Butyric aldehyde

- Crotonic aldehyde

- Propionic acid

- Acetic acid

- Acrylic acid

- …

Mitsubishi technology