Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xởng sản xuất axit axetic
a. Sơ đồ công nghệ của hãng BASF (hình1) 23
Sơ đồ công nghệ sản xuất axit axetic của hãng BASF 25
b. Sơ đồ công nghệ của hãng Monsanto (hình 2) 26
Cấu tử 67
Nguyên tố 68
Rắn 68
Lỏng 68
Cấu tử 69
II. Nội dung tính toán kinh tế 92
II.1. Nhu cầu về nguyên liệu, nhiên liệu và năng lợng 92
II.1.1.Nhu cầu về nguyên liệu 92
II.1.2.Nhu cầu về điện năng 93
II.2. Tính vốn đầu t cố định 95
II.2.1. Vốn đầu t xây dựng: Vxd 95
II.2.2. Vốn đầu t cho thiết bị, máy móc: Vtb 95
II.3. Chi phí cho nhân công lao động 95
II.3.1.Nhu cầu về lao động 95
II.3.2. Quỹ lơng công nhân viên trong phân xởng 96
II.4.Tính khấu hao 97
II.5.Tính giá thành sản phẩm 97
II.6. Tổng lợi nhuận cả năm 97
II.7. Thời gian thu hồi vốn 97
b. Mặt bằng nhà sản xuất 103
c. Mặt cắt nhà sản xuất 103
Tự động khi mất tín hiệu 109
Hoàng Đình Thi Hoá dầu I-K48
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xởng sản xuất axit axetic

LI CM N
Sau một thời gian làm Đồ án ,đợc sự giúp đỡ của các thầy cô giáo trong

khoảng từ 5 - 7%/năm, trong đó Trung Quốc tăng từ 8 - 10%/năm. Theo BP,
trong vòng 5 năm qua nhu cầu sử dụng axit axetic ở Trung Quốc đã tăng 15 -
16%/năm. Công ty hóa dầu Daqing đang xây dựng nhà máy với năng suất
200000 tấn/năm và hoàn thiện trong năm 2008. Công ty hóa dầu Yangzi với
đối tác là BP cũng đang xây dựng nhà máy ở Nanjing với năng suất 500000
tấn/năm và sẽ hoàn thiện vào năm 2009. Trong tơng lai, ấn Độ cũng là một n-
ớc có nhu cầu sử dụng axit axetic rất lớn. Theo BP, ở ấn Độ họ thích sợi tự
nhiên hơn nên sợi polyeste đợc sử dụng rất ít. Nhng điều này sẽ thay đổi khi
mà công nghệ sản xuất polyeste đợc cải tiến, và hy vọng việc sử dụng VA
cũng sẽ phát triển mạnh ở ấn Độ.
ởTrung Đông, năm 2006 Công ty hóa dầu Fanavaran của Iran đã xây
dựng nhà máy sản xuất axit axetic với năng suất 150000 tấn/năm; và Công ty
hóa dầu Saudi International đã hoàn thành xong dự án xây dựng nhà máy sản
Hoàng Đình Thi Hoá dầu I-K48
1
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xởng sản xuất axit axetic
xuất axit axetic với năng suất 460000 tấn/năm sẽ khởi công vào năm 2009.
[14]
Cũng nh các nớc trên Thế giới, nhu cầu sử dụng axit axetic ở Việt nam
ngày càng cao. Hằng năm chúng ta phải nhập khẩu một lợng axit axetic khá
lớn. Quá trình sản xuất axit axetic trong nớc chủ yếu bằng phơng pháp vi sinh
cho nồng độ axit thấp, năng suất không cao nên cha đáp ứng đợc nhu cầu. Từ
những năm 1990, một số cơ quan nghiên cứu khoa học ở nớc ta đã nghiên cứu
sản xuất axit axetic công nghiệp. ở Viện Hóa học Công nghiệp cũng đã nghiên
cứu đề tài sử dụng rợu etylic để sản xuất axit axetic. Một số cơ quan nghiên
cứu khoa học khác nh Viện Hóa học thuộc Trung tâm Khoa học Tự nhiên và
Công nghệ Quốc gia, khoa Hóa thuộc trờng Đại học Tổng hợp Hà nội cũng đã
quan tâm đến đề tài này [15]. Nhng do nhiều nguyên nhân mà các kết quả
nghiên cứu vẫn cha đợc áp dụng trong sản xuất công nghiệp. Cho đến nay, gần
nh toàn bộ nhu cầu axit axetic ở nớc ta đều phải đáp ứng bằng con đờng nhập

dệt. Anhydrit axetic đợc sử dụng để sản xuất sợi xenlulo axetat, đầu lọc thuốc
lá và nhựa xenlulo, xử lý sợi.
I.Tính chất vật lý
Axit axetic có nhiệt độ nóng chảy 16,66
o
C, nhiệt độ sôi 117,9
o
C ở áp suất
101,3 kPa; là chất lỏng không màu, trong suốt. Axit axetic không tinh khiết
thờng lẫn các tạp chất nh nớc, anhydrit axetic, và các chất dễ oxy hoá khác.
Axit axetic băng(chứa <1% nớc) có tính hút ẩm mạnh. Sự có mặt của nớc với
nồng độ nhỏ hơn 0,1% làm giảm nhiệt độ nóng chảy của axit khoảng 0,2
o
C .
Axit axetic tan trong nớc, rợu, axeton và các dung môi khác theo bất cứ tỷ
lệ nào, tan tốt trong xenluloza và các nitroxenluloza, khi đun nóng hoà tan
một lợng nhỏ phốt pho và một lợng không đáng kể lu huỳnh. Axit axetic là
Hoàng Đình Thi Hoá dầu I-K48
3
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xởng sản xuất axit axetic
dung môi tốt cho nhiều chất nh nhựa thông và dầu thực vật Dung dịch axetic
có tính chất ăn mòn mạnh, tính chất này thể hiện trên nhôm và thép không gỉ
thì có ý nghĩa quan trọng với ngành xây dựng và đồ dùng nấu ăn. Axit axetic
tinh khiết thì có độ dẫn điện kém nhng khi thêm một ít axit sunfuric thì tăng
lên và có dòng chạy qua thì bị điện phân thành cacbon (I), (II) oxit, và oxy.
Axit axetic có mùi vị hăng chua, khi bị làm lạnh đóng rắn thành dạng tinh
thể đá không màu dạng lá mỏng. Ngời ta có thể dùng điểm đông đặc để đánh
giá độ tinh khiết của Axit axetic. Ví dụ nhiệt độ đông đặc của dung dịch Axit
axetic đợc cho trong bảng sau.
Bảng 1: Nhiệt độ đông đặc của dung dịch Axit axetic

Hoàng Đình Thi Hoá dầu I-K48
4
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xởng sản xuất axit axetic
5 1,0067 70 1,0733
10 1,0142 80 1,0748
15 1,0214 90 1,0713
20 1,0284 95 1,0660
30 1,0412 97 1,0625
40 1,0523 99 1,0580
50 1,0615 100 1,0550
Bảng 3: Sự phụ thuộc của tỷ trọng Axit axetic tinh khiết vào nhiệt độ
Nhiệt độ ,
o
C
, g/cm
3
Nhiệt độ ,
o
C
, g/cm
3
26,21 1,0420 97,42 0,9611
34,10 1,0324 106,70 0,9506
42,46 1,0246 117,52 0,9391
51,68 1,0134 129,86 0,9235
63,56 1,0007 139,52 0,9119
74,92 0,9875 145,60 0,9030
85,09 0,9761 156,40 0,8889
Bảng 4: áp suất hơi của Axit axetic tinh khiết
T,

ở 25
o
C
Dạng lỏng 2,043 J.g
-1
.K
-1
ở 19,4
o
C
Dạng tinh thể 1,470 J.g
-1
.K
-1
ở 1,5
o
C
0,783 J.g
-1
.K
-1
ở 175,8
o
C
Nhiệt nóng chảy 195,5 J/g
Nhiệt hoá hơi 394,5 J/g ở nhiệt độ sôi
Độ nhớt
11,83 MPa.s ở 20
o
C


C C CH
3
O H O
O H O
CH
3 C C CH
3
O H O
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xởng sản xuất axit axetic
Entanpy tạo thành
H
o
(lỏng, 25
o
C )
- 484,50 KJ/mol
H
o
(hơi, 25
o
C )
- 432,25 KJ/mol
Nhiệt cháy, H
c
(lỏng)
- 874,8 KJ/mol

27,5 27,25 26,69 25,36 23,46 20,86
Hằng số phân ly axit (trong nớc)
T,
o
C 0 25 50
PK
a
4,78 4,76 4,79
II.Tính chất hoá học của Axit axetic
Tính chất hoá học của Axit axetic đợc quyết định bởi sự có mặt của nhóm
cacboxyl trong phân tử, là một axit hữu cơ yếu nó có đầy đủ tính chất hoá học
của một axit hữu cơ.
Cấu tạo nhóm cacboxyl còn cha xác định cụ thể. Thông thờng biểu diễn cấu
tạo nhóm cacboxyl nh sau:

CH
3
- C
O
H
O

Do nhóm hydroxyl gắn trực tiếp với nhóm cacbonyl, chịu ảnh hởng của
nhóm cacbonyl, liên kết O-H phân cực về phía oxy nên proton phân ly dễ
dàng hơn. Vì vậy tính axit của axit axetic mạnh hơn rợu nhiều.
CH
3
COOH CH
3
COO

-
+ H
3
O
+CH
3
COOH + NaOH CH
3
COONa + H
2
O
Axit axetic có khả năng trung hoà các bazơ, oxit bazơ, đẩy axit cacbonic ra
khỏi muối của nó. Hơi axit axetic có thể chịu nhiệt đến 400
0
C. Khi đun nóng
quá 420
0
C thì hơi này bị phân huỷ thành xeton:

CH
3
COOH
>420
0
C
(CH
3

O
OH
+ SOCl
2
+ HCl + SO
2
CH
3
- C
O
Cl

II.2.3.Khử hoá axit axetic
Hoàng Đình Thi Hoá dầu I-K48
8
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xởng sản xuất axit axetic

CH
3
COOH + 3H
2
Ni
CH
3
CH
3
+ H
2
O
II.3.Phản ứng Decacboxyl hoá

CH
3
- C
O
C
O
CH
3
-
O
+ H
2
O
CH
3
- C
O H
C
O
CH
3
-
O
O H
II.6. Sau đây là một số phản ứng quan trọng của axit axetic đợc
sử dụng trong thực tế
a Tác dụng với kim loại mạnh cũng nh với kiềm tạo muối axetat
CH
3
COOH + NaOH CH

CH
3
COOH + CHCH CH
2
= CHOCOCH
3
Vinyl axetat đợc dùng trong sản xuất chất dẻo, phim không cháy
d. Điều chế anhydrit axetic bằng Dehydrat hoá hai phân tử Axit axetic để
từ đó sản xuất ra tơ axetat và sợi nhân tạo
2CH
3
COOH (CH
3
CO)
2
O (loại một phân tử nớc)
e.Chuyển hóa etylen thành vinyl axetat với hiệu suất 97% trong đó paladi
clorua bị khử bởi etylen trong dung dịch Axit axetic và natri axetat
C
2
H
4
+ PdCl
2
+ 2CH
3
COONa CH
2
=CH OCOCH
3

2
(CO
2
CH
3
)
2
và Al(CO
2
CH
3
)
3
là bột mầu trắng có
thể tan trong nớc và bị phân huỷ thành anhydrit axetic và muối bazơ. Các
muối này đợc sử dụng làm thuốc nhuộm vải

Muối amoni axetat: CH
3
CO
2
NH
4
là chất không màu, hút ẩm có thể tan tới
148 g trong 100 g nớc. Sử dụng để sản xuất axetamid một dung môi hoàn
hảo và chất làm lợi tiểu và toát mồ hôi trong y học

Muối kim loại kiềm: gồm các muối của các kim loại Li, K, Na, Rb, Cs. Độ
tan của các muối này trong nớc tăng lên cùng với sự tăng của khối lợng phân
tử các kim loại này. Sử dụng muối của Kali trong công nghiệp sơn.

N-Dimetylaxetamit
Hoàng Đình Thi Hoá dầu I-K48
11
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xởng sản xuất axit axetic
Có công thức CH
3
CON(CH
3
)
2
là chất không màu, dung môi có nhiệt độ
sôi cao và có khả năng hoà tan trong diện rộng là dung môi mạnh. Trong
nhiều trờng hợp dung môi này còn có thể xúc tác cho nhiều phản ứng
(halogen hoá, alkyl hoá, đóng vòng). Đợc dùng làm dung môi hoà tan tốt
polyme nh polyacrylat và polyeste.
III.5.Axit phenylaxetic
C
6
H
5
CH
2
CO
2
H dễ tan trong nớc nóng và khó trong nớc lạnh. Đợc sử dụng
trong công nghiệp nớc hoa và tổng hợp penicilli.
III.6.Bảng ứng dụng của axit axetic
Hoàng Đình Thi Hoá dầu I-K48
12
Bảng 6: Một số ứng dụng của Axit axetic.

Axit thioglycolic
Dung môi cho nớc thơm
Chiết hơng liệu
Axetoaxetic este
Poly (vinyl axetat)
Poly (vinyl clorua)Chất ổn định peroxit
Chất lu hoá cao su
Chất trợ nhuộm
Dợc phẩm
Thuốc nhuộm
Dung môi
Chất trợ hàn
Chất chống axit trong sơn, thuốc nổ, mỹ phẩm.
Chất làm mềm da, vải, fim.
Thuốc diệt cỏ
Chất trợ tẩy rửa
Chất nhũ hoá
Phụ gia cho giấy, sợi, sơn latec.
Thực phẩm (nh kem)
Tổng hợp hữu cơ
Dung môi
Thùng nhuộm
Tổng hợp hữu cơ
Phụ gia thực phẩm
Chất tẩy
Chất thử sắt
ổn định dung dịch
Chất ổn định vinyl
Tổng hợp cafein
Nhựa

cản trở các quá trình sinh học. Vì là một chất trung gian trong quá trình lên
men rợu, axetaldehyt tham gia một lợng nhỏ trong các đồ uống có cồn nh rợu,
bia, chất kích thích. Axetaldehyt cũng có mặt trong dầu thực vật, nớc trái cây,
cà phê, thuốc lá.
Các quá trình sản xuất axetaldehyt thơng mại gồm có quá trình dehydro
hoá hoặc oxy hoá rợu, cộng hợp nớc với axetylen, oxy hoá không hoàn toàn
các hydrocacbon, và oxy hoá trực tiếp etylen. Trong những năm 1970, quá
trình sản xuất axetaldehyt bằng phơng pháp oxy hoá trực tiếp etylen của
WackerHoechst đạt 2 tiệu tấn/năm. Tuy nhiên hiện nay vai trò của
axetaldehyt nh là hợp chất hữu cơ trung gian đang ngày càng trở nên quan
trọng bởi vì các quá trình mới tổng hợp các dẫn xuất của axetaldehyt ngày
càng phát triển nh quá trình tổng hợp oxo tạo butanol và 2- etylhexanol và quá
trình Monsato để sản xuất Axit axetic. Trong tơng lai, nhiều quá trình mới nh
Hoàng Đình Thi Hoá dầu I-K48
13
Bảng 6: Một số ứng dụng của Axit axetic.
9%
16%
2%
Axit axetic
10%
12%
49%
2%
Axetanilit
Anhydrit axetic
Axetyl clorua
Amoni axetat
Xenlulo axetat
Axit Cloroaxetic

Thuốc diệt cỏ
Chất trợ tẩy rửa
Chất nhũ hoá
Phụ gia cho giấy, sợi, sơn latec.
Thực phẩm (nh kem)
Tổng hợp hữu cơ
Dung môi
Thùng nhuộm
Tổng hợp hữu cơ
Phụ gia thực phẩm
Chất tẩy
Chất thử sắt
ổn định dung dịch
Chất ổn định vinyl
Tổng hợp cafein
Nhựa
Chất dẻo tổng hợp
Sơn
Gốm tự nhiên
Dợc phẩm
Thuốc nhuộm
Poly(vinyl alcol)
Poly(vinyl butyral)
Poly(vinyl formal)
Các sản phẩm nhựa công nghiệp
Màng bọc
Kính bền
Công nghiệp dệt
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xởng sản xuất axit axetic
sản xuất anhydrit axetic (Halcon, Eastman, Hoechst), sản xuất vinyl axetat

=1,34240 0,0005635.t (t đo bằng
o
C )
Thể tích mol của khí
ở 101,3 KPa và 20,16
o
C 23,40 L/mol
ở 25,0
o
C 23,84 L/mol
Thể tích riêng của hơi
ở 20,16
o
C 0,531 m
3
/kg
ở 25
o
C 0,541 m
3
/kg
Tỷ trọng hơi (không khí = 1) 1,52
áp suất hơi
T,
o
C - 20 - 0,27 5,17 14,76 50 100
P, kPa 16,4 43,3 67,6 82,0 279,4 1014,0
Độ nhớt của lỏng ở 9,5
o
C 0,253 mPa.s

-1
ở 20
o
C 1,38 J/g
-1
.K
-1
Nhiệt dung riêng của hơi ở 25
o
C và 101,3 kPa, C
h
(l) 1,24 J/g
-1
.K
-1
Độ dẫn nhiệt của lỏng ở 20
o
C 0,174 Jm
-1
.s
-1
.K
-1
Độ dẫn nhiệt của hơi ở 25
o
C 1,09.10
- 2
Jm
-1
.s

Tổng hợp hữu cơ, thuốc nhuộm.
Axetamit
2,4-D và 2,4,5-T axit
Cacboxymetylxenlulo natri
Etylcloroaxetat
Glyxerin
Sarcosin
Axit thioglycolic
Dung môi cho nớc thơm
Chiết hơng liệu
Axetoaxetic este
Poly (vinyl axetat)
Poly (vinyl clorua)Chất ổn định peroxit
Chất lu hoá cao su
Chất trợ nhuộm
Dợc phẩm
Thuốc nhuộm
Dung môi
Chất trợ hàn
Chất chống axit trong sơn, thuốc nổ, mỹ phẩm.
Chất làm mềm da, vải, fim.
Thuốc diệt cỏ
Chất trợ tẩy rửa
Chất nhũ hoá
Phụ gia cho giấy, sợi, sơn latec.
Thực phẩm (nh kem)
Tổng hợp hữu cơ
Dung môi
Thùng nhuộm
Tổng hợp hữu cơ

C - 133,81 kJ/mol
entropy của axetaldehyt khí ở 25
o
C 265,9 J/mol.K
entropy của axetaldehyt lỏng ở 20,16
o
C 91,57 J/mol.K
Thế ion hoá bậc 1 10,5 eV

Axetaldehyt tan hoàn toàn trong nớc và hầu hết các dung môi hữu cơ. Nó
không tạo hỗn hợp đẳng phí với nớc, metanol, etanol, axetol, axit axetic hay
benzen; tạo hỗn hợp đẳng phí với butan (nhiệt độ sôi là - 7
o
C, 84% trọng lợng
butan) và dietyl ete (nhiệt độ sôi là 18,9
o
C; 23,5% trọng lợng ete)
Các thông số an toàn:
Nhiệt độ chớp cháy (ASTM 56 - 70) - 20
o
C
Nhiệt độ bốc cháy (ASTM D 2155 - 66) 140
o
C
Giới hạn nổ trong không khí 4 ữ 57% thể tích
II. Tính chất hoá học
Axetaldehyt là hợp chất có khả năng phản ứng cao, có tất cả các phản ứng
điển hình của nhóm aldehyt cũng nh alkyl có nguyên tử H hoạt động bởi
nhóm cacbonyl ở vị trí . Khi gia nhiệt đến 420
o

axetat
TPA/DMT
Vinyl axetat
Axetoaxetic este
Axetylsalisilic axit (aspirin)
Vinyl axetat
Xenlulo axetat este
Tổng hợp hữu cơ, thuốc nhuộm.
Axetamit
2,4-D và 2,4,5-T axit
Cacboxymetylxenlulo natri
Etylcloroaxetat
Glyxerin
Sarcosin
Axit thioglycolic
Dung môi cho nớc thơm
Chiết hơng liệu
Axetoaxetic este
Poly (vinyl axetat)
Poly (vinyl clorua)Chất ổn định peroxit
Chất lu hoá cao su
Chất trợ nhuộm
Dợc phẩm
Thuốc nhuộm
Dung môi
Chất trợ hàn
Chất chống axit trong sơn, thuốc nổ, mỹ phẩm.
Chất làm mềm da, vải, fim.
Thuốc diệt cỏ
Chất trợ tẩy rửa



Phản ứng thế ở gốc hydrocacbon
II.1.Phản ứng cộng hợp
Phản ứng cộng H
2
O vào axetaldehyt tạo hợp chất Hydrat không bền, phản
ứng thuận nghịch, ở điều kiện cân bằng nồng độ hydrat cũng rất nhỏ chỉ
khoảng 25%:

H
2
O + CH
3
- C - H
O
CH
3
- C - H
OH
OH
Phản ứng cộng ancol vào axetaldehyt có mặt của HCl khan tạo axetal:

CH
3
- C = O + 2ROH
CH
3
- C - OR + H
2

O
7
, có thể dùng ion Ag
+
trong môi trờng kiềm:

CH
3
COOHCH
3
CHO
O
II.3.Phản ứng phân huỷ

CH
3
CHO
CH
4
+ CO
II.4.Phản ứng ngng tụ
Hoàng Đình Thi Hoá dầu I-K48
16
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xởng sản xuất axit axetic

2CH
3
CHO
H- C -CH
2

CHO + HBr
Axetaldehyt phản ứng với PCl
5
thay thế nguyên tử oxy bởi Cl
2
thu đợc 1,1-
dicloetan CH
3
CHCl
2
:

CH
3
CHO + PCl
5
CH
3
CHCl
2
+ POCl
3
Nói chung Axetaldehyt là một hợp chất có tính hoạt động cao, thể hiện
những phản ứng thông thờng của andehyt, dới những điều kiện thích hợp
nguyên tử hydro hoặc oxy có thể bị thay thế, trong đó phản ứng cộng hợp và
phản ứng ngng tụ là rất quan trọng trong công nghiệp
Hoàng Đình Thi Hoá dầu I-K48
17
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xởng sản xuất axit axetic
Chơng III

o
C) và áp suất cao (70
MPa) vói sự có mặt của xúc tác Coban iodua. Quá trình này đợc BASF đa vào
sản xuất thơng mại ở Ludwigshafen (Đức). Công suất ban đầu đạt 3600
tấn/năm. Đến năm 1964 tăng lên 10000 tấn/năm và đạt 35000 tấn/năm vào
năm 1970. Năm 1981 công suất đạt 45000 tấn/năm. Năm 1966, công ty
Borden Chemical xây dựng nhà máy sản xuất Axit axetic ở Geismar, bang
Lousiana, Mỹ dựa trên công nghệ của BASF với năng suất thiết kế 45000
tấn/năm và đến năm 1981 tăng lên 64000 tấn năm.
Năm 1968, Monsanto đã công bố phát hiện về chất xúc tác mới Rôđi đợc
hoạt hoá bởi hợp chất iodua có hoạt tính và độ chọn lọc tốt cho quá trình
cacbonyl hoá metanol để tạo thành Axit axetic. Metanol thậm chí có thể
cacbonyl hoá ở áp suất khí quyển với hiệu suất theo metanol là 99% và theo
CO là 90%. Quá trình này đợc thơng mại hoá bởi Monsato vào năm 1970 ở
Texas. Công suất ban đầu đạt 135 000 tấn/năm vào năm 1975. Điều kiện tiến
hành quá trình Monsato mềm hơn nhiều (3 MPa và 180
o
C) so với quá trình
BASF.
I.2. Xúc tác
Hoàng Đình Thi Hoá dầu I-K48
19
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xởng sản xuất axit axetic
Các xúc tác sử dụng cho quá trình này là BF
3
, HF, W, Mo, CuCl
2
và
ZnCl
2

8
và HI. Nh trên
đã nêu, để đạt đợc tốc độ phản ứng mong muốn đa sản xuất thơng mại đòi hỏi
điều kiện phản ứng rất khắc nghiệt. Tốc độ phản ứng phụ thuộc rất mạnh vào
cả áp suất riêng phần của CO và nồng độ của metanol. Hiệu suất axit axetic
theo metanol đạt 90%, theo CO đạt 70%. Cơ chế phản ứng nh sau:
Hoàng Đình Thi Hoá dầu I-K48
20
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xởng sản xuất axit axetic
Co
2
(CO)
8
+ H
2
O + CO
2 Co(CO)
4
H + CO
2
CH
3
OH + HI CH
3
I + H
2
O
Co(CO)
4
H

CH
3
C -Co(CO)
4
+ HI
O
CH
3
COI + H
+
+ [ Co(CO)
4
]
-
CH
3
COI + H
2
O
CH
3
COOI + HI
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
CH
3
C -Co(CO)

[Co(CO)
4
]
-
. Quá trình này khó xảy ra hơn
so với quá trình cộng hợp CH
3
I vào [Rh(CO)
2
I
2
]
-
là phức cha bão hoà phối trí
d
8
. Sản phẩm cộng đầu tiên của Co, CH
3
Co(CO)
4
là một loại phức d
8
năm phối
trí, là dạng cấu hình hoàn hiện hơn của Co(I). Vì vậy, phản ứng chuyển vị
nhóm metyl ở (5) không thuận tiện bằng quá trình xảy ra với phức của Rh(III).
Nhóm axyl đính với Co trong sản xuất sản phẩm trung gian ở phơng trình
(6) không thể tách ra để tạo thành axetyl iodua vì iodua không tạo phối trí với
Co. Trong cơ chế trên, nếu sử dụng Rh thì tốc độ của tất cả các bớc đều lớn
hơn so với sử dụng Co. Điều này giải thích tại sao quá trình của BASF cần
nhiệt độ cao. Thêm vào đó, cũng cần phải có áp suất riêng phần của CO cao

2
O CO
2
+ H
2
(9)

Quá trình Monsanto với xúc tác Rhodi cabobonyl và chất hoạt hoá
iodua:
Qúa trình này đợc tiến hành ở điều kiện mềm hơn so với quá trình BASF.
Hiệu suất của quá trình theo metanol đạt 99% và theo CO đạt xấp xỉ 90%. Hệ
phản ứng ở đây không dễ tạo H
2
hơn so với quá trình của BASF vì vậy ít tạo ra
các sản phẩm mà sự có mặt của nó cũng không quan trọng.
Những nghiên cứu động học của phản ứng cacbonyl hoá metanol xúc tác
bởi Rh cho thấy phản ứng là bậc 0 với cacbon monoxyt matanol và là bậc 1
với Rôđi và chất hoạt hoá iodua. Nhiều dạng khác nhau của hợp chất Rôđi
hoạt động xúc tác có hiệu quả ở khoảng nhiệt độ phản ứng từ 150 200
0
C.
Chất hoạt hoá iodua thờng là metyl iodua nhng hợp chất iodua cũng có thể sử
dụng ở nhiều dạng khác nhau mà không có sự khác nhau về tốc độ của phản
ứng.
Bằng phơng pháp nghiên cứu quang phổ ngời ta thấy rằng trong môi trờng
nớc hoặc rợu, Rh(III) halogenua có thể bị khử tạo thành [Rh(CO)
2
X
2
]

đợc tái sinh.
Hoàng Đình Thi Hoá dầu I-K48
22
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xởng sản xuất axit axetic H
2
O
CH
3
CO
2
H
CH
3
COI
HI
[CH
3
CORh(CO)
2
I
3
]
-


I
Những sản phẩm phụ chủ yếu của quá trình này là cacbon dioxit và hydro thu
đợc từ phản ứng (9), dới xúc tác của các hợp chất Rh.
Phức của các kim loại chuyển tiếp khác xúc tác cho quá trình cacbonyl
hoá cũng đợc nghiên cứu nhng vẫn cha đa vào sản xuất trong thơng mại.Trong
số đó, các phức chất iridi do Monsato nghiên cứu và phức chất của niken do
Halcon và Rhone Poulenc nghiên cứu là mang nhiều hứa hẹn.
I.4. Sơ đồ công nghệ
a. Sơ đồ công nghệ của hãng BASF (hình1)
Cacbon monoxit, metanol (chứa khoảng 60% dimetyl ete), xúc tác tuần
hoàn, xúc tác bổ sung và metyl iodua tuần hoàn (từ tháp rửa) đợc đa vào thiết
bị phản ứng áp suất cao (b). Một phần nhiệt của phản ứng dùng để đun nóng
sơ bộ nguyên liệu, phần nhiệt còn lại đợc tiêu tán trong ống thoát khí. Sản
Hoàng Đình Thi Hoá dầu I-K48
23
[Rh(CO)
2
I
2
]
-
+ 2 HI [Rh(CO)I
4
]
-
+ H
2
+ CO
[Rh(CO)I
4