Công nghệ sản xuất DEHP

Chương 1: Tổng quan về 2ethylhexyl phthalate. Chương 2: Công nghệ tổng hợp 2ethylhexyl phthalate. Chương 3: Ứng dụng của DEHP Chương 4 : Kết luận. I.Cấu trúc hóa học 2ethylhexyl phthalate thường được viết tắt là DOP hay DEHP. Đây là hợp chất dieste của anhydrit phthalic với 2etylhexanol Công thức phân tử: C6H4(COOC8H17)2

L i m đ u ờ ở ầ

Nh chúng ta đã bi t, trên th gi i hi n nay thì nh a và các m tư ế ế ớ ệ ự ặ hàng được s n xu t t ch t d o đả ấ ừ ấ ẻ ượ ức ng d ng và s d ng r t r ng rãi.ụ ử ụ ấ ộ

S dĩ nh v y là do chúng có nh ng tính ch t nh d o dai nên r t d đở ư ậ ữ ấ ư ẻ ấ ễ ể

th c hi n quá trình gia công và ch t o Đ có đứ ệ ế ạ ể ược nh ng tính ch t nhữ ấ ư

v y thì ngậ ười ta đã tr n vào s n ph m m t ch t ph tr đó chính là ch tộ ả ẩ ộ ấ ụ ợ ấ hóa d o Trên th gi i hi n nay có r t nhi u s n ph m ch t hóa d o đẻ ế ớ ệ ấ ề ả ẩ ấ ẻ ược

s d ng, tuy nhiên h p ch t đử ụ ợ ấ ượ ử ục s d ng nhi u nh t trong công nghi pề ấ ệ

hi n nay ph i k đ n đó là ệ ả ể ế 2-ethylhexyl phthalate(DEHP) hay còn g i làọ Dioctyl phthalate(DOP) Do v y vi c hi u và bi t rõ v “quá trình s n xu tậ ệ ể ế ề ả ấ 2-ethylhexyl phthalate” đóng vai trò r t quan tr ng.ấ ọ

Được s hự ướng d n c a cô PGS.TS.Nguy n H ng Liên nhóm chúngẫ ủ ễ ồ

em đã th c hi n m t đ tài ti u lu n v “ S n xu t 2ự ệ ộ ề ể ậ ề ả ấ -ethylhexyl phthalate” N i dung ti u lu n bao g m nh ng n i dung chính là:ộ ể ậ ồ ữ ộ

Chương 1: T ng quan v ổ ề 2-ethylhexyl phthalate

Chương 2: Công ngh t ng h p ệ ổ ợ 2-ethylhexyl phthalate

Chương 3: ng d ng c a DEHPỨ ụ ủ

Chương 4 : K t lu n.ế ậ

M c dù đã c g ng tìm hi u và tra c u nh ng do trình đ còn h nặ ố ắ ể ứ ư ộ ạ

ch và thi u ki n th c th c t nên còn nhi u v n đ có th v n còn thi uế ế ế ứ ự ế ề ấ ề ể ẫ ế sót.Chúng em r t mong nh n đấ ậ ược s góp ý c a cô đ có th hoàn thi nự ủ ể ể ệ

được ki n th c c a mình ế ứ ủ

Chúng em chân thành c m n cô.ả ơ !

Ch ươ ng1 : T ng quan v DEHP ổ ề

I. C u trúc hóa h c ấ ọ

2-ethylhexyl phthalate thường được vi t t t là DOP hay DEHP Đây là ế ắ

h p ch t dieste c a ợ ấ ủ anhydrit phthalic v i 2-etyl-hexanolớ

Công th c phân t : ứ ử C6H4(COOC8H17)2

Công th c c u t o: ứ ấ ạ

II. Tính ch t c b n c a DEHP ấ ơ ả ủ

a. Tính ch t v t l ấ ậ ý.

Phân t lử ượng: 390,56

Nhi t đ nóng ch y: ệ ộ ả -50°C đ n –55°Cế

Nhi t đ sôi: ệ ộ 230°C 5 mm ở Hg

385°C 1013 hPa ở

T tr ng ( 20°C): 0,984 g/ml, l ngỷ ọ ở ỏ

đi u ki n thỞ ề ệ ường DEHP là m tộ ch t l ng khanấ ỏ , trong su tố , g n nh ầ ư không màu, có mùi nh khó nh n bi t đẹ ậ ế ược H p ch t h u nh không tan ợ ấ ầ ư trong nước nh ng l i ư ạ tan trong các lo iạ dung môi h u cữ ơ thông thường

nh : metanol, axetonitril, các dung d ch d u ăn, ch t béo, ,.ư ị ầ ấ

DEHP có th tr n l n và tể ộ ẫ ương h p v i cácợ ớ ch t hoá d o đ n phân ấ ẻ ơ

tử thường được dùng trong PVC do có kh năng làm đ t gãy cácả ứ m ch ạ Cacbon trong liên k tế c a cácủ h p ch t cao phân tợ ấ ử ở nhi t đệ ộ cao

b. Ph n ng t o thành ả ứ ạ

DEHP đượ ảc s n xu t b i các este c a anhydrit phthalic v i 2-etyl-ấ ở ủ ớ hexanol Ph n ng t a nhi t và x y ra 2 bả ứ ỏ ệ ả ước:

• Bước đ u tiên là t o monoeste, ph n ng x y ra v i t c đ nhanh.ầ ạ ả ứ ả ớ ố ộ

• Bước th 2 là chuy n đ iứ ể ổ monoeste thành di-este Ph n ng thu n ả ứ ậ ngh ch và x y ra ch m h n so v i giai đo n trị ả ậ ơ ớ ạ ước

 Ở đây ancol đượ ử ục s d ng là 2-etyl-hexanol

Đ ể d ch chuy nị ể tr ng thái cân b ngạ ằ c a ph n ngủ ả ứ v phíaề ph n ng ả ứ thu n t o ậ ạ di-este thì nướ t oc ạ đượ tách liên t c c ụ b ng cách ch ng c t ằ ư ấ Nhi t đ cao và ch t xúc tác đ y nhanh t c đ ph n ng Tùy thu c vào ệ ộ ấ ẩ ố ộ ả ứ ộ các ch t xúc tác s d ng, nhi t đ trong bấ ử ụ ệ ộ ước th hai thay đ i t 140 ° C ứ ổ ừ

đ n 165 ° C v i xúc tác axit và t 200 ° C đ n 250 ° C v i ch t xúc tác lế ớ ừ ế ớ ấ ưỡng tính

Đ tinh khi t c a s n ph m ph thu c vào ch t xúc tác và lo i ancolộ ế ủ ả ẩ ụ ộ ấ ạ

s d ng DEHP đử ụ ược tinh ch b ng cách ch ng c t chân không ho c dùng ế ằ ư ấ ặ than ho t tính Quá trình khép kín và liên t c.ạ ụ

Ch ươ ng 2: Công ngh s n xu t DEHP ệ ả ấ

I. Nguyên t c c a quá trình ắ ủ

DEHP đượ ảc s n xu t b i các este c a anhydrit phthalic v i 2-etyl-ấ ở ủ ớ hexanol Quá trình d a trên hai ph n ng:ự ả ứ

+) Ph n ng đ u tiên là t o monoeste, ph n ng x y ra v i t c đ ả ứ ầ ạ ả ứ ả ớ ố ộ nhanh

+) Ph n ng th hai là chuy n đ iả ứ ứ ể ổ monoeste thành di-este Ph n ng ả ứ thu n ngh ch và x y ra ch m h n so v i giai đo n trậ ị ả ậ ơ ớ ạ ước :

b c 2 là ph n ng thu n ngh ch và x y ra ch m vì v y đ tăng

t c đ ph n ng trong th c t ngố ộ ả ứ ự ế ười ta s d ng axit Hử ụ 2SO4 làm ch t xúc ấ tác và đ ng th i tách nồ ờ ước ra kh i h n h p sau ph n ng đ tăng t c đ ỏ ỗ ợ ả ứ ể ố ộ

t o thành ph n ng thu n Khi s d ng axit Hạ ả ứ ậ ử ụ 2SO4 làm ch t xúc tác nhi t ấ ệ

đ làm vi c trong kho ng 150 – 170ộ ệ ả 0C Khi s d ng xúc tác đ ng th Hử ụ ồ ể 2SO4

có nhược đi m là không tái sinh để ược xúc tác và gây ăn mòn thi t b vì v y ế ị ậ

hi n nay có hệ ướng nghiên c u m i s d ng xúc tác là ch t l ng ion, v i ứ ớ ử ụ ấ ỏ ớ xúc tác này có u đi m là có th d dàng tách ra kh i s n ph m và có th ư ể ể ễ ỏ ả ẩ ể

tu n hoàn s d ng đầ ử ụ ược nhi u l n.ề ầ

S đ kh i c a quá trình t ng h p DEHP t các ngu n nguyên li u ơ ồ ố ủ ổ ợ ừ ồ ệ

đ u đầ ược th hi n trong hình 2.1ể ệ

Hình 2.1 S đ kh i quá trình t ng h p DEHPơ ồ ố ổ ợ

1. S đ công ngh s n xu t ơ ồ ệ ả ấ 2-ethylhexanol

 Hydroformyl hóa propylene:

2H3C-CH=CH2+CO+H2 H3C-CH2-CH2-CHO + H3C-CH-CHO

CH3

ΔH0 298 = -135,5 kJ/mol

Đi u ki n: ề ệ

 T=110-180 oC, P=20-35 MPa

 T l mol CO/Hỷ ệ 2 t 1/1-1/1,2ừ

 Th i gian l u 1-5 phútờ ư

 Xúc tác 0,2-1% kh i lố ượng so v i propyleneớ

2.S đ công ngh s n xu t phtalic anhydride ơ ồ ệ ả ấ

II. S đ công ngh s n xu t th c t ơ ồ ệ ả ấ ự ế

Trên th gi i hi n nay có r t nhi u hãng s n xu t DEHP v i nh ng ế ớ ệ ấ ề ả ấ ớ ữ công ngh khác nhau, đi n hình là công nghê technobellệ ể

Hình 2.2 Công ngh technobell t ng h p DEHP ệ ổ ợ

Thuyết minh công nghệ

Nguyên liệu gồm : 2-ethyl hexanol , anhydrite phthalit nóng chảy được đưa vào thiết bị phản ứng Ngoài ra còn bổ sung thêm MOP ( mono octyl phathalat ) vào để tang độ chuyển hóa phản ứng

Xúc tác : H2SO4

Nguyên liệu và xúc tác được đưa vào thiết bị phản ứng phản ứng được

ra nhiệt bang dầu nóng đến nhiệt độ phản ứng (150oC- 170oC) Trong thiết bị phản ứng xảy ra phản ứng este hóa tạo 2- octyl phthalate (DOP) Sản phẩm đỉnh thiết bị phản ứng ( H2O, 2-ethyl hexanol bị lôi cuốn theo ) được làm lạnh đưa qua tháp tách Nước được tách ra ở đáy tháp , 2-ethyl hexanol được hồi lưu quay lại thiết bị phản ứng

Sản phẩm đáy thiết bị phản ứng ( DOP , 2-ethyl hexanol, xúc tác H2SO4 ) được đưa qua thiết bị trung hòa xúc tác và tách 2-ethyl hexanol Ở đây ta thêm

1 lương Na2CO3 để trung hòa xúc tác Sản phẩm đỉnh thu được gồm : 2-ethyl hexanol, H2O, CO2 được làm lạnh và đưa vào tháp tách Phần khí được đưa qua thiết bị chân không , nước tách ra ở đáy tháp , 2-ethyl hexanol tách ra cạnh sườn ( có thể chứa nước ) Nếu nước không quá lớn có thể hồi lưu lại thiết bị phản ứng , nếu nước nhiều tiếp tục đưa qua tháp chưng rồi mới hồi lưu

Sản phẩm đáy tháp trung hòa xúc tác và tách 2-ethyl hexanol gồm :DOP , muối sáu khi trung hòa và được làm lạnh và đưa vào bể chứa este thô Tại đây

có bổ sung thêm chất trợ lọc, sản phẩm ra được đưa qua thiết bị lọc , DOP được tách ra hoàn toàn

Ch ươ ng 3: ng d ng c a DEHP Ứ ụ ủ

Bi u đ khu v c tiêu th DEHP trên th gi iể ồ ự ụ ế ớ

Trên th trị ường th gi i hi n nay thì h p ch t DEHP đế ớ ệ ợ ấ ược s d ngử ụ nhi u nh t khu v c châu Á-thái bình dề ấ ở ự ương, khu v c này chi m t i 75%ự ế ớ

lượng tiêu th trên toàn th gi i K ti p đó là khu v c Trung đông vàụ ế ớ ế ế ự Châu Phi chi m 10%, khu v c Châu Âu chi m 8%, Cu i cùng là khu v cế ự ế ố ự

B c Mỹ và Mỹ Latin.ắ

Tóm l i có th nói DEHP là m t h p ch t đạ ể ộ ợ ấ ượ ức ng d ng s d ng r ngụ ử ụ ộ rãi trên toàn th gi i.ế ớ

I. Ứ ng d ng trong công nghi p nh a và polymer ụ ệ ự

Do có tính ch t phù h p và chi phí th p nên DEHP đấ ợ ấ ược s d ng r ngử ụ ộ rãi trong m t lo t các s n ph m c a PVC, trong nh a có th ch a t 1%ộ ạ ả ẩ ủ ự ể ứ ừ

đ n 40% DEHPế Do có tính ch t phù h p và chi phí th p nên DEHP đấ ợ ấ ượ ửc s

d ng r ng rãi trong m t lo t các s n ph m c a PVC, trong nh a có thụ ộ ộ ạ ả ẩ ủ ự ể

ch a t 1% đ n 40% DEHP.It is also used as a ứ ừ ế

Nó cũng được s d ng nh m t ử ụ ư ộ ch t l ng th y l cấ ỏ ủ ự và nh m t ư ộ ch tấ

đi n môiệ ch t l ng trong ấ ỏ t đi nụ ệ DEHP also finds use as a in DEHP cũng

s d ng ử ụ nh m tư ộ dung môi trong glowsticks

DEHP là m t trong nh ng phthalate độ ữ ượ ử ục s d ng r ng rãi nh t trênộ ấ toàn th gi i.ế ớ

T i Mỹ, ạ kho ng 97% DEHP đả ược s d ng nh m t ch t d o PVCử ụ ư ộ ấ ẻ (ATSDR, 2002) Trong Liên minh châu Âu (EU), DEHP được s d ngử ụ kho ng 50% nh là d o (ECB, 2006) ả ư ẻ

Các s n ph m nh a PVC có ch a DEHP đả ẩ ự ứ ược người tiêu dùng s d ngử ụ

r ng rãi trong các ộ s n ph m nhả ẩ ư đ ch i, v t li u xây d ng (ván sàn, th mồ ơ ậ ệ ự ả

tr i nhà, t m l p, b m t cáp đi n), ả ấ ợ ề ặ ệ linh ki n ô tô, giày dép và áo m a ệ ư DEHP cũng đượ ử ục s d ng nh m t ch t d o trong các thi t b y t nh cácư ộ ấ ẻ ế ị ế ư túi máu, thi t b l c máu,…ế ị ọ

Úc, DEHP đ c s d ng trong sàn v t li u ch ng th m, cáp v b c /

v t li u cách nhi t, ậ ệ ệ nhãn PVC, s a ch a b m t khuôn m u nh a, epoxy vàử ữ ề ặ ẫ ự polyurethane, cao su phanh ô tô và các ch t k t dính nóng ch y cho ấ ế ả l p rápắ

và s a ch a ô tô ử ữ

II. S d ng trong các ngành công nghi p khác ử ụ ệ

DEHP cũng được s d ng trong các c s hử ụ ơ ở ương th m cho nơ ước hoa

và s n ph m mỹ ph m ả ẩ ẩ Tuy nhiên m t s doanh nghi p lo i b d n cácộ ố ệ ạ ỏ ầ hóa ch t này ấ sau l nh c m mỹ ph m s d ng DEHP trong EU Năm 1997,ệ ấ ẩ ử ụ 476,000 t n c a DEHP đã đấ ủ ượ ử ục s d ng trong EU

DEHP còn là ch t ph gia t o đ c công nghi p ấ ụ ạ ụ ệ DEHP không tan trong

nước, ch tan trong d u nên t o đ c trong s n ph m ch a nỉ ầ ạ ụ ả ẩ ứ ướ đây chínhc,

là lý do DEHP được s d ng làm ch t t o đ c trong m t s lo i th cử ụ ấ ạ ụ ộ ố ạ ự

ph m, đ c bi t là các lo i nẩ ặ ệ ạ ước gi i khát và các lo i rau câu ả ạ DEHP được dùng trong th c ph m thay th d u c vì là hóa ch t công nghi p r ti n.ự ẩ ế ầ ọ ấ ệ ẻ ề Tuy nhiên n u hàm lế ượng DEHP trong th c ph m l n quá m c cho phép sẽự ẩ ớ ứ gây nh hả ưởng đ n s c kh e ngế ứ ỏ ườ ử ụi s d ng

III nh h Ả ưở ng c a DEHP ủ

1 nh h Ả ưở ng đ n môi tr ế ườ ng

DEHP là m tộ ch t gây ô nhi mấ ễ ph bi nổ ế trong môi trườ , nh ng m cng ư ứ

đ ộ hi n nay thệ ường khá th p ấ M tộ số báo cáo cho th yấ m c đ ô nhi mứ ộ ễ

th pấ c aủ thi tế bị và v t t ậ ư phòng thí nghi m.ệ

Trong không khí DEHP có bi n đ ngế ộ tương đ i th pố ấ nhi t đở ệ ộ môi

trường xung quanh M c đ vùng bi n trung bình 1 ng/m3, còn trongứ ộ ở ể không khí đô th và khu công nghi p có th cao t i 29 ng/m3 S bay h i tị ệ ể ớ ự ơ ừ

đ t ho c nấ ặ ước b ô nhi m DEHP không đị ễ ược coi là m t ngu n quan tr ngộ ồ ọ trong không khí Thôi nhi mễ c a v t li uủ ậ ệ t nh aừ ự có ch a DEHP ứ vào trong không khí là tương đ i nhố ỏ, nh ng có th ư ể quan tr ng trongọ trường h pợ

đ c bi tặ ệ , ch ng h n nh ẳ ạ ư ô nhi mễ không khí trong nhà Ví dụ: WAMS

(1987) báo cáo n ngồ độ không khí trong nhà từ 0,2 đ nế 0,3 mg/m3 khi tr iả sàn m iớ

Trong đ t, s ô nhi m do DEHP lan truy n r t ch m do kh năng hòaấ ự ễ ề ấ ậ ả tan th p trong nấ ước Vì v y, s rò r t nh a phân h y trong đ t đá thậ ự ỉ ừ ự ủ ấ ường

r t ch m C quan qu n lý môi trấ ậ ơ ả ường Hoa Kỳ EPA gi i h n n ng đ DEHPớ ạ ồ ộ trong nước u ng là 6ố ppb

2 nh h Ả ưở ng đ n con ng ế ườ i

DEHP ch y u vào c th con ngủ ế ơ ể ười thông qua đường ăn, u ng.Đ uố ầ tiên, DEHP b phân hu b i enzyme lipase t o thành MEHP và 2-ethylị ỷ ở ạ hexanol (2-EH) MEHP là ch t r t đ c cho h sinh d c, nguy hi m h nấ ấ ộ ệ ụ ể ơ

đường tĩnh m ch.ạ

DEHP được IARC phân lo i vào nhóm các ch t có th gây ung th choạ ấ ể ư

người

Ch ươ ng 4 :K t lu n ế ậ

I. Kh năng phát tri n c a DEHP Vi t Nam ả ể ủ ở ệ

Ngành công nghi p polymer phát tri n, tuy nhiên ệ ể h u nh t t c nguyênầ ư ấ ả

li u đ u vào đ u ph iệ ầ ề ả nh p thì kh năng c nh tranh c a s n ph m nh a ậ ả ạ ủ ả ẩ ự

Vi t Nam là r t y u, nh t làệ ấ ế ấ trong giai đo n toàn cạ ầ hóa hi n nayu ệ

Ngành D u khí và Hóa ch t đã l p các chi n lầ ấ ậ ế ược phát tri nể lâu dài cho

bước ch bi n và đã đế ế ược Th tủ ướng Chính ph phê duy t t i cácủ ệ ạ quy t ế

đ nh 343/2005/QĐ-TTg ngày 26/12/2005 và 386/2006/QĐ-TTg ngàyị 09/3/2006 Các quy t đ nh trên là vi c c th hóa đế ị ệ ụ ể ường l i phát tri n ố ể ngành hóa d u Vi t Nam.ầ ệ

Do v y các ngành s n xu t ch t ph tr đi n hình nh DEHP sẽ có c ậ ả ấ ấ ụ ợ ể ư ơ

h i phát tri n r t l n.ộ ể ấ ớ

II. Các d án nhà máy l c hóa d u Vi t Nam ự ọ ầ ở ệ

1 D án T h p l c hóa d u Nghi S n là d án liên doanh đ u t gi a ự ổ ợ ọ ầ ơ ự ầ ư ữ

T p đoàn D u khí qu c gia Vi t Nam v i Công ty D u khí qu c t ậ ầ ố ệ ớ ầ ố ế Cô-oét, Công ty Idemitsu Kosan Nh t B n và Công ty Hóa ch t Mitsuiậ ả ấ

Nh t B n.ậ ả

2 Nhà máy l c d uọ ầ Dung Qu tấ , thu cộ Khu kinh t Dung Qu t, t nh ế ấ ỉ

Qu ng Ngãi ả

3 D án xây d ng t h p hóa d u Long S n, t nh Bà R a-Vũng Tàu.ự ự ổ ợ ầ ơ ỉ ị

4 Ngoài ra còn r t nhi u d án l n nh khác ấ ề ự ớ ỏ

V i vi c r t nhi u d án t h p l c hóa d u đớ ệ ấ ề ự ổ ợ ọ ầ ược tri n khai th c ể ự

hi n ta có th th y đệ ể ấ ược ti m năng phát tri n c a ngành công ề ể ủ

nghi p s n xu t polymer nói riêng cũng nh lĩnh v c hóa d u nói ệ ả ấ ư ự ầ chung Do đó sẽ kéo theo s phát tri n c a công nghi p s n xu t các ự ể ủ ệ ả ấ

s n ph m ph tr mà đi n hình nh t là 2-ethylhexyl phthalate ả ẩ ụ ợ ể ấ (DEHP)

TÀI LI U THAM KH O Ệ Ả

1. Joseph Brown, John Budroe, Marlissa Campbell, John Faust, Andrew

Salmon; Public Health Goal for Di(2-Ethylhexyl)Phthalate (DEHP) in

Drinking Water; 1997

2. Pentanlides, T.Ishikawa, Y.Natori, L.Liberis, Modelling and

optimisation of an in dustrial batch process for the production of dioctyl phthalate, 1997

3. European Union Risk Assessment Report

BIS(2-ETHYLHEXYL) PHTHALATE (DEHP)

Robert O Ebewele

Department of Chemical Engineering

University of Benin

Benin City, Nigeria

http://www.nicnas.gov.au/industry/existing_chemicals/phthalate_ hazard_assessments/dehp