Khoá luận tốt nghiệp ĐHKHTN-ĐHQGTPHCM
Nghiên cứu một số điều kiện tối ưu của qui trình tổng hợp Vinylaxetat và khảo sát thành phần sản phẩm
Nguyễn thò Thanh Nga 98H1

LỜI NÓI ĐẦU
Lòch sử xã hội loài người trải qua hàng ngàn năm , nhưng con người chỉ
thực sự làm chủ và áp dụng các tiến bộ khoa học để phục vụ cho cuộc sống của
mình vào khoảng vài trăm năm trở lại đây. Hóa học là một môn khoa học gắn
liền với lòch sử của con người, trong đó tổng hợp hữu cơ đã trở thành công cụ đắc
lực giúp cho con người sản xuất ra vô vàn của cải vật chất.
Cùng với sự tiến bộ vượt bậc của khoa học, con người đang dần dần chiếm
lónh thiên nhiên, làm chủ thiên nhiên. Người ta đã có thể tổng hợp những chất
quý, hiếm mà trước đây chỉ có thể tìm thấy trong tự nhiên. Điều này chứng tỏ
tổng hợp hữu cơ là một trong những ngành quan trọng trong lónh vực khoa học
hóa học. Để có thể tiến hành tổng hợp các hợp chất hữu cơ , người làm công tác
nghiên cứu khoa học phải có những kiến thức nhất đònh về hóa hữu cơ,hóa lý,hóa
phân tích,xúc tác….
Từ khi con người phát hiện ra dầu mỏ, biết sử dụng các sản phẩm lấy từ
dầu mỏ và biến đổi nó thành những nguyên liệu tổng hợp nên những của cải vật
chất ứng dụng rộng rãi và thiết yếu cho cuộc sống cũng là khi các bộ môn của
ngành Hoá học phát triển, đặc biệt là tổng hợp hữu cơ. Các sản phẩm lấy từ dầu
mỏ như Hydrocacbon no và không no, etylen, acetylen, … là những nguyên
liệuquan trọng để sản xuất ra các loại nhựa, chất dẻo … thông qua công nghệ chế
biến Hoá dầu và các phản ứng polimer hóa.
Ngày nay theo xu thế của thời đại,công nghệ chất dẻo đang lên ngôi và là
ngành công nghệ mới mang nhiều triển vọng nhất,một số loại hạt nhựa có ứng
dụng rất nhiều trong cuộc sống như PVA (polivinylacetat),PVC (polivinylclorur)
….nguyên liệu đầu sản xuất ra chất dùng để hồ vải,làm khuôn đúc,keo dán, công
nghiệp sản xuất băng đóa… và cả trong công nghiệp mỹ phẩm, công nghiepä thực
phẩm, công nghiệp nhẹ sản xuất các sản phẩm gia dụng : thau,chậu,ghế,bàn…
Trong công nghiệp điện tử , các linh kiện đang dần được thay thế bằng vật liệu

tèn kÐm, vµ cha hiƯu qu¶.
Mét sè c«ng tr×nh nghiªn cøu gÇn ®©y ®a Vinylaxetat vµ c¸c hỵp chÊt
copolymer cđa nã vµo phơc vơ viƯc khai th¸c dÇu má víi mơc ®Ých h¹ ®iĨm ®«ng cđa
dÇu nhiỊu parafin[1]. Phßng Ho¸ tõ vµ Phơ gia dÇu khÝ [2] cđa Ph©n viƯn khoa häc
vËt liƯu t¹i thµnh phè HCM bíc ®Çu ®· t¹o ra c¸c phơ gia PPD1 (86,45 %
Polyethylen + 13,55% Polyvinylaxetat), vµ PPD2 (69,71% Polyethylen + 30,29%
Polyvinylaxetat) ®Ĩ h¹ ®é nhít cđa dÇu má Rång vµ B¹ch hỉ. C¸c chÕ phÈm nãi trªn
ph¸t huy hiƯu qu¶ ë nång ®é tõ 500 ppm ®Õn 700 ppm. C¸c nghiªn cøu trªn më ra
mét triĨn väng míi cho viƯc øng dơng Vinylaxetat lµm chÊt phơ gia cho khai th¸c
dÇu khÝ. V× vËy, viƯc nghiªn cøu qui tr×nh tỉng hỵp Vinylaxetat phï hỵp víi qui m«,
®iỊu kiƯn ViƯt nam cµng cã ý nghÜa kinh tÕ cÊp thiÕt h¬n.

Trang 2
Khoá luận tốt nghiệp ĐHKHTN-ĐHQGTPHCM
Nghiên cứu một số điều kiện tối ưu của qui trình tổng hợp Vinylaxetat và khảo sát thành phần sản phẩm
Nguyễn thò Thanh Nga 98H1
II. TỔNG QUAN
II.1. TÌM HIỂU VỀ VINYLACETAT
II.1.1. Tính chất của vinylacetat
Như đã giới thiệu ở phần trước từ VA chúng ta sản xuất được PVA,
PVC,Polivinylalcol …

CH
2
CH
OC
O
CH
3
VA, một vinylester, là một chất lỏng không màu, có mùi thơm. Ở nhiệt độ

+ Nhiệt bốc hơi 163 Btu/1b
+ Thiêu nhiệt mol 495Kcal/mol
+ Hằng số điện môi ở 25
o
C 5,8
+ Hệ số giãn nở 0,00155
Trang 3
Khoá luận tốt nghiệp ĐHKHTN-ĐHQGTPHCM
Nghiên cứu một số điều kiện tối ưu của qui trình tổng hợp Vinylaxetat và khảo sát thành phần sản phẩm
Nguyễn thò Thanh Nga 98H1
II.1.2. Một số tính chất khác của vinylacetat:
Năm 1914 Klatte và Rolette đã khám phá ra rằng vinylacetat bò polimer hóa
dưới tác dụng của ánh sáng và nhiệt độ với xúc tác benzoyl peroxid,ozon,hay các
anhidric hữu cơ.
Ngoài ra vinylacetat còn có thể kết hợp với các monomer khác để tạo thành các
Copolimerpolivinylacetat có tính ứng dụng rộng rãi.
Vinylacetat chỉ ở dạng monomer khi chúng ta sử dụng các chất ức chế như
20 ppm hydroquinon và 0,03% diphenilamin , nếu không vinylacetat sẽ phản ứng
với oxy một cách nhanh chóng tạo thành acetaldehyd và acid tự do.()
Vinylacetat ổn đònh bền chỉ chứa tối đa 0,04% acetaldehyd, 0,02% acid acetic
và 0,15 % nứơc.
Một số chất ức chế được sử dụng trong vinylacetat với nồâng độ ≤0,1%:
* Mỹ:
Sulfur
Diphenilamin
Muối amonium
Đồng serinat
* Đức:
Tiophenylamin.
Vinylacetat rất dễ bò thủy phân trong môi trường acid hoặc baz:

C
CH
3
CHO + CH
3
COOH
Khoá luận tốt nghiệp ĐHKHTN-ĐHQGTPHCM
Nghiên cứu một số điều kiện tối ưu của qui trình tổng hợp Vinylaxetat và khảo sát thành phần sản phẩm
Nguyễn thò Thanh Nga 98H1
Lượng brom dư được chuẩn độ bằng cách cho thêm KI vào và xác đònh lượng Iod
tự do với Thiosulfat 0,1N.

Thành phần phần trăm acid trong mẫu được xác đònh bằng cách chuẩn độ
lượng acid tự do có trong một mẫu.
Thành phần phần trăm acetaldehyd được chuẩn bằng dung dòch Iod 0,1N
với chất chỉ thò là hồ tinh bột.
Thành phần phần trăm nước trong mẫu được xác đònh bằng thuốc thử Karl
Fisher.
II.2.ỨNG DỤNG CỦA VINYLACETAT
Cũng như styren và vinylclorur vinylacetat là một monomer vừa tiện dụng
vừa rẻ tiền ( 0,15USD/1b).Trong cuộc sống hàng ngày chúng ta vẫn sử dụng
những sản phẩm làm từ vinylacetat mà không để ý hay không biết tới. Chúng
chính là những sản phẩm rất thông thường.
Polivinylacetat được ứng dụng rộng rãi làm chất dính,keo dán và trong công
nghiệp sản xuất polivinylacetal và polivinylalcol.Ngoài ra polivinyl acetat còn
được dùng trong công nghệ trang trí,khuôn đúc,sơn verni,hồ vải,bảo quản trái
cây,trứng …

II.2.1 . Chất dính,keo
Từ vinylacetat ta tổng hợp keo dán chòu nhiệt dùng dán các miếng kim loại

mạ bình cầu chòu nhiệt cũng cần đến polivinylacetat.
II.2.3. Khuôn đúc
Bằng phương pháp đùn,ép nhựa polivinylacetat người ta có được những
mặt hàng mới dùng làm đồ trang trí,trang sức,khay,mâm,ngăn hòm,bàn kéo văn
phòng,máy đóa hát ….
Gỗ thô nguyên chất hoặc bột vải được trộn với vinylacetat để cho ra một
hỗn hợp có kết quả mong muốn,gọi là ván ép.Sohngen đã hợp thức hóa thành
công thức việc sử dụng loại gỗ ép này cho việc đúc khuôn.
II.2.4. Một số ứng dụng khác
II.2.4.1. Ứng dụng của polyvinylacetat
Trang 6
Khoá luận tốt nghiệp ĐHKHTN-ĐHQGTPHCM
Nghiên cứu một số điều kiện tối ưu của qui trình tổng hợp Vinylaxetat và khảo sát thành phần sản phẩm
Nguyễn thò Thanh Nga 98H1

CH CH
OC
O
CH
3
n
Một tỷ lệ lớn của loại polimer có độ nhớt thấp này được dùng trong
chewing gum ở nồng độ baz phù hợp.
Cũng phải kể đến các hỗn hợp được ứng dụng làm mực in,lớp lót mũi giầy,
làm giấy amiăng chòu nhiệt có thể làm việc trong môi trường nhớt,làm joăng cho
các thiết bò chòu nhiệt,chống xì,làm kín bề mặt lắp ghép ……
Đặc biệt từ vinylacetat ta tổng hợp trực tiếp được polivinylalcol.Đây là một
ứng dụng rất quan trọng của vinylacetat vì người ta không thể tổng hợp trực tiếp
polivinylalcol từ vinylalcol.
Thành phố chúng ta hiện nay thường dùng vinylacetat để sản xuất

t
o
,
p
cao
CH
2
CH
OH
+ CH
3
CH
2
OH
Khoá luận tốt nghiệp ĐHKHTN-ĐHQGTPHCM
Nghiên cứu một số điều kiện tối ưu của qui trình tổng hợp Vinylaxetat và khảo sát thành phần sản phẩm
Nguyễn thò Thanh Nga 98H1
Với anhydyd maleic ở tỷ lệ cân bằng cho sản phẩm copolymer,tan trong
dung dòch kiềm,là một loại sơn mỏng,trong, chống thấm nước.
Copolymer hóa Vinylacetat với dietyl hoặc dimetyl maleat cho sản phẩm
thủy phân hoàn toàn trong polyvinylalcol.Hợp chất này dùng kiểm tra độ ô nhiễm
của đất và môi trường.
II.3. QUY TRÌNH TỔNG HP VINYLACETAT
II.3.1. Quy trình tổng hợp vinylacetat trong pha lỏng

Năm 1912 F.Klatte, nhà hóa học người Đức đã đưa ra phương pháp điều chế
vinylacetat bằng cách cho acetylen phản ứng với dung dòch acid acetic hệ xúc tác
là muối thủy ngân. Kết quả thu được từ quá trình này là vinylacetat chỉ chiếm
một
lượng nhỏ, sản phẩm thu được phần lớn là etylen diacetat .

CH
3
CH
OC
OC
O
CH
3
O
CH
3
t
o
,
p
Khoá luận tốt nghiệp ĐHKHTN-ĐHQGTPHCM
Nghiên cứu một số điều kiện tối ưu của qui trình tổng hợp Vinylaxetat và khảo sát thành phần sản phẩm
Nguyễn thò Thanh Nga 98H1
etilendiacetat.Qua nhiều công trình nghiên cứu người ta nhận thấy vinyl hóa ở
pha lỏng cho sản phảm tốt nhất ở nhiệt độ thấp với hệ xúc tác đặc biệt .Ví dụ
Hg/CH
3
COOSO
3
H với điều kiện nhiệt độ dưới 50
o
C cho hiệu suất với lượng tối
thiểu etylendiacetat.
Năm 1953 H.Gibello đã tổng hợp vinylacetat trong pha lỏng với hệ xúc tác
acetatHg/sulfoacetat với nhiệt độ tối ưu là 40-> 45

=357.25
o
C.
Thủy ngân nguyên chất không bò biến đổi trong không khí khô,trong không
khí ẩm bò phủ một lớp màng oxid màu xám,tan trong nước cường toan và acid
nitric.
Các hợp chất thủy ngân không bền vững,chúng bò phân hủy khi nung lên.
Thủy ngân có hiệu thế ion hóa cao nhất trong số các nguyên tố ưa sulfur nên có
xu hướng hoàn nguyên cho ra kim loại thủy ngân.Trong quy trình tổng hợp
vinylacetat thủy ngân ở dạng Hg
2+
, rất dễ bay hơi theo nước,bò phân hủy dần khi
Trang 9
Khoá luận tốt nghiệp ĐHKHTN-ĐHQGTPHCM
Nghiên cứu một số điều kiện tối ưu của qui trình tổng hợp Vinylaxetat và khảo sát thành phần sản phẩm
Nguyễn thò Thanh Nga 98H1
có không khí và ánh sáng tạo thành thủy ngân Hg
+
.Trong công nghiệp nếu dùng
quy trình sản xuất này thủy ngân sẽ nhiễm bẩn vào nguồn nước,bám vào rong tảo
làm thức ăn cho các loài tôm cua cá,các loài động vật máu nóng … .Con người
tiêu thụ các loài động thực vật này và bò lây nhiễm thủy ngân =>30% tổng lượng
thủy ngân đi vào khí quyển có nguồn gốc từ các họat động nhân tạo : ()
+ Thủy ngân ở dạng kim loại có áp suất hơi tương đối lớn,dễ dàng bay
vào khí quyển.

+ Thủy ngân ở dạng (CH
3
)
2

2
điều chế từ phản ứng của CaO và CoK ở nhiệt độ thật cao của lò
điện.(CaO và CoK thu được từ đá vôi và than đá).
Trang 10
Than đá
Đá vôi
CoK
CaO
2000
o
C
CaC
2
H
2
O
H C
C H
CH
4
6
+

O
2
1500
o
C
CH CH
2

2
+
C
2
H
2
CH CH
Zn
2
(OAc)
2
[
CH CHOAc ]
Zn
OAc
AcOH
+
Zn
2
(OAc)
2
+
CH CHOC
O
CH
3
Khoá luận tốt nghiệp ĐHKHTN-ĐHQGTPHCM
Nghiên cứu một số điều kiện tối ưu của qui trình tổng hợp Vinylaxetat và khảo sát thành phần sản phẩm
Nguyễn thò Thanh Nga 98H1
Vinylacetat có khả năng kết hợp tiếp tục với acid acetic tạo thành


HOAc
CH
3
CH
OC
O
OC
O
CH
3
CH
3
CH
3
C
O
OH
2
CH
3
C
O
CH
3

+
CO
2
+

2
,Al
2
O
3
hoặc alumosilicat với phụ gia NaOAc ) có chứa một lượng muối
đồng thực hiện chức năng chất mang,thúc đẩy sự oxy hóa Pd thành Pd
2+

(chèn ptpư)
Quá trình tiến hành ở 170->180
o
C , 0,5->1 MPa bằng cách cho hỗn hợp tác
chất qua lớp xúc tác dò thể.Tác nhân oxy hóa phải bắt buộc sử dụng oxy.Hỗn hợp
ban đầu bao gồm : etylen,hơi acid acetic và oxy với tỷ lệ thể tích khoảng 8:4:1,
và
độ chuyển hóa của chúng sau khi qua một thiết bò phản ứng lần lượt là 10 ; 20 và
60->70%.Độ lựa chọn theo vinylacetat đạt 91->92%.Sản phẩm phụ chủ yếu là
CO
2
và lượng hydrocarbon còn lại chiếm khỏang 1%.
II.4. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH HÓA LÝ
THƯỜNG ĐƯC SỬ DỤNG TRONG TỔNG HP HỮU CƠ
Trang 13
Khoá luận tốt nghiệp ĐHKHTN-ĐHQGTPHCM
Nghiên cứu một số điều kiện tối ưu của qui trình tổng hợp Vinylaxetat và khảo sát thành phần sản phẩm
Nguyễn thò Thanh Nga 98H1
Trong tổng hợp hữu cơ, để phân tích sản phẩm, người ta sử dụng các phương
pháp phân tích bằng sắc ký khí (GC), phổ hồng ngoại (IR), cộng hưởng từ hạt
nhân (NMR).

II.4.2: PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH BẰNG PHỔ HỒNG NGOẠI (IR)
Khi chiếu tia hồng ngoại vào các phân tử ở trạng thái mức điện tử cơ
sở,những tia này truyền cho phân tử năng lượng cần thiết để có thể thay đổi
những trạng thái dao động và quay.Trong trường hợp phân tử đơn giản gồm hai
nguyên tử A và B thì dạng đồng nhất dao động là sự giãn ra,co lại chu kỳ theo
Trang 14
Khoá luận tốt nghiệp ĐHKHTN-ĐHQGTPHCM
Nghiên cứu một số điều kiện tối ưu của qui trình tổng hợp Vinylaxetat và khảo sát thành phần sản phẩm
Nguyễn thò Thanh Nga 98H1
liên kết A-B. Dao động hóa trò này được xem như dao động của hai vật thể.Tần
số dao động của liên kết A-B có thể tính theo hương pháp sau :
 =(1/2≤c)/f/m)
1/2
 tần số của các dao động hóa trò , cm
c vận tốc ánh sáng , m/s
f hằng số lực liện kết
m trọng lượng xác đònh theo phương trình :
m = mA * mB ( mA + mB )
Dao động liên kết ở các liên kết tách biệt trong những phân tử rất phức tạp
có thể tính một cách tương tự như trên mặc dù có thể có nhiều dạng dao động,còn
các tần số của vạch hấp phụ phụ thuộc vào nhiều yếu tố.Nếu ta thay những trò số
tương ứng của C, f, m đối với liên kết C-H vào phương trình trên thì ta có được
tần số 2975–>2950 cm
-1
và 2885–>2860 cm
-1
( 3,475->3,50 µ ) của tần số dao
động liên kết C-H trong nhóm metyl.Người ta thường dùng cách tính trên cho
những nguyên tử kết hợp có khối lượng khác nhau lớn kết hợp với nhau.Khi phân
tử chòu

L Chiều dày lớp mẫu (cm)
D Mật độ quang
Trang 15
Khoá luận tốt nghiệp ĐHKHTN-ĐHQGTPHCM
Nghiên cứu một số điều kiện tối ưu của qui trình tổng hợp Vinylaxetat và khảo sát thành phần sản phẩm
Nguyễn thò Thanh Nga 98H1
Khi đo hấp phụ người ta xuất phát từ cường độ bức xạ I
o
đi vào chất hấp
phụ . Cường độ bức xạ đi vào giảm xuống tới I khi đi qua môi trường hấp phụ .
II.4.3. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH BẰNG CỘNG HƯỞNG TỪ HẠT
NHÂN (NMR).
Phương pháp phổ cộng hưởng từ dựa vào sự tương tác của nguyên tử , phân
tử với từ trường . Gồm hai loại :
+ Cộng hưởng từ , lấy sự dòch chuyển giữa các mức từ của điện tử làm
cơ sở cho các tính toán .
+ Cộng hưởng từ hật nhân , lấy sự dòch chuyển giữa các mức từ hạt
nhân làm cơ sỏ cho các tính toán .
Trong khuôn khổ của bài luận này,chúng tôi chỉ đề cập đến những nét tổng
quan cơ bản nhất của phương pháp cộng hưởng từ hạt nhân.Khi đặt trong điện
trường những hạt nhân từ tính thì xảy ra sự hấp thụ chọn lọc sóng điện từ phát
sinh ra hiện tượng cộng hưởng từ hạt nhân.Nhân nguyên tử cấu tạo từ các proton
và
nơtron được biểu thò đặc trưng bằng số lượng tử spin I =± a.Số lượng tử spin I của
nhân là tổng số các số spin của các nucleon ( nhân ).Khi notron có số lẻ thì toàn
bộ spin của nhân I=-1/2 có nghóa là không đền bù cho nhau.Các nhân trên như
C
13
,H
1

cho quá trình trên đúng bằng ∆E và được gọi là năng lượng cộng hưởng từ hạt
nhân.
Tần số cộng hưởng từ hật nhân của một số hạt nhân khi thực hiện phân tích bằng
phương pháp này là
1
H và
13
C được biết đến như sau
+
1
H có từ trường H
o
( G ):10.000 và 23487 ; hằng số ν(10
7
rad T
-1
p
-1
)
có giá trò 26,750 còn tần số cộng hưởng V
o
( MHz ) có giá trò 42,5759 và 100 .
+
13+
C có từ trường H
o
( G ): 23487 ; hằng số ν( 10
7
rad T
-1

13
C
NMR xóa tương tác
1
H NMR.
Do phân tử của các hợp chất hữu cơ rất phức tạp nên để giảm bớt khó khăn người
ta đã tìm ra một số phương pháp kó thuật để hỗ trợ, đồng thời với việc chế tạo các
thiết bò có tần số cộng hưởng lớn. Trong các phương pháp kó thuật đó có thể kể
đến phương pháp cộng hưởng từ kép, cộng hưởng từ hạt nhân hai chiều…
III.THỰC NGHIỆM
III.1.NỘI DUNG THỰC NGHIỆM
Trong quá trình làm thực nghiệm, chúng tôi đã tiến hành các bước sau đây:
A/ Xây dựng sơ đồ công nghệ tổng hợp Vinylaxetat trong pha khí.
B/Chuẩn bò hoá chất cần thiết.
C/Chuẩn bò mẫu xúc tác cần thiết.
D/Nghiên cứu một số điều kiện tối ưu: Xúc tác, Vận tốc nạp liệu.
E/Nghiên cứu sản phẩm tạo thành (Phân tích sản phẩm)
Trang 17
Khoá luận tốt nghiệp ĐHKHTN-ĐHQGTPHCM
Nghiên cứu một số điều kiện tối ưu của qui trình tổng hợp Vinylaxetat và khảo sát thành phần sản phẩm
Nguyễn thò Thanh Nga 98H1
III.2. PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM:
Thực hiện phản ứng cộng,khí acetylen được xử lý sạch rồi sục qua bình
nguyên liệu(chứa acid acetic dạng lỏng).Sau đó dòng khí tiếp tục đi qua lò phản
ứng có chứa xúc tác Zn(OAc)
2
.Phản ứng được thực hiện theo chế độ đẳng nhiệt
170->180
o
C .Sau đó sản phẩm khí được ngưng tụ nhờ hệ thống sinh sinh hàn.Sản

Một số đặc tính hoá lý của Axetat Kẽm:
Zn(OAc)
2
.2H
2
O ở dạng vẩy hoặc những tinh thể hình thoi nhỏ óng ánh sáu
mặt.Trọng lượng riêng 1.73.Tan trong nước 28,5% ở 20
o
C .Mất nước ở 100
o
C
cho Zn(OAc)
2

+Trọng lượng riêng 1,840
+Nóng chảy ở 244
o
C
Phân hủy ở nhiệt độ cao cho khí aceton
Ở áp suất thâp150mmHg,200
o
C sẽ bò thăng hoa
B/ Ho¸ chÊt: KhÝ Axetylen vµ Argon cđa NhËt, Axit Axetic cđa LX cđ.
Xóc t¸c ®ỵc ®iỊu chÕ trªn c¬ së Axetat KÏm cđa TQ,
Than ho¹t tÝnh cđa NhËt vµ Silica Gel cđa §øc.
C/Ph©n tÝch s¶n phÈm: S¶n phÈm ®ỵc ph©n tÝch trªn c¸c thiÕt bÞ sau:
+S¾c ký khÝ: HP5890-GC víi cét mao qu¶n HP-5 (5% Methylsilicon) cã ®é dµi 50
m, thiÕt diƯn 0,32 mm x 0,17µm, trong dßng khÝ mang lµ nit¬. Ch¬ng tr×nh nhiƯt ®é
Trang 18
Khoá luận tốt nghiệp ĐHKHTN-ĐHQGTPHCM

B×nh 5 chøa axit axetic, qua lu lỵng kÕ råi vµo Reactor 6. HƯ thèng lµm l¹nh 8 ( tõ 0-
5
o
C) víi ®êng dÉn níc ra, vµo 7 sÏ ngng tơ s¶n phÈm t¹i B×nh 9. KhÝ ph¶n øng d ®ỵc
th¶i ra ngoµi.Tríc vµ sau khi ph¶n øng cho dßng khÝ Argon ë B×nh 2 qua Reactor 6
®Ĩ ®i kh«ng khÝ.
III.4.TIẾN HÀNH PHẢN ỨNG
III.4.1. Hoạt hóa xúc tác và làm sạch hệ thống phản ứng
Trước khi tiến hành phản ứng xúc tác phải được hoạt hóa theo chế độ xử lý
nhiệt.Xúc tác được xử lý nhiệt ở nhiệt 180->190
o
C trong dòng khí Ar trong
1h.Khí Ar được đưa vào toàn bộ hệ thống phản ứng để đuổi sạch nước và chất
lỏng bẩn.
III.4.2. Tiến hành phản ứng
Sau khi hoạt hóa xúc tác,xử lý sạch hệ thống phản ứng,giữ nhiệt độ hệ thống
không đổi(nhiệt độ khí 80->90
o
C,nhiệt độ bình phản ứng 170->180
o
C).Dòng khí
acetylen được đưa qua dụng cụ đo vận tốc khí (là cột thủy tinh có chia vạch
l/h),ta điều chỉnh van để đạt được vận tốc khí mong muốn.Sau đó khí được làm
khô và sạch bằng một hệ thống theo trình tự:Trước tiên khí được đưa qua một cột
Trang 19
Khoá luận tốt nghiệp ĐHKHTN-ĐHQGTPHCM
Nghiên cứu một số điều kiện tối ưu của qui trình tổng hợp Vinylaxetat và khảo sát thành phần sản phẩm
Nguyễn thò Thanh Nga 98H1
thủy tinh và được làm khô và sạch bằng hai cột silicagel và cột chứa CaCl
2

Chúng tôi đã thử nghiệm hai mẫu xúc tác khác nhau: Mẫu thứ nhất, sử dụng than
hoạt tính để làm chất mang cho Axetat Kẽm. Mẫu thứ 2 sử dụng Silica Gel làm
chất độn cho Axetat Kẽm tinh thể. Trong điều kiện khối lượng xúc tác là 7,4
gam; vận tốc khí Axetylen mang axit Axetic qua lò phản ứng là 4lít/giờ, hiệu suất
sản phẩm phụ thuộc vào thời gian làm việc của xúc tác được biễu diễn bằng các
đồ thò dưới đây:
Trang 20
Khoá luận tốt nghiệp ĐHKHTN-ĐHQGTPHCM
Nghiên cứu một số điều kiện tối ưu của qui trình tổng hợp Vinylaxetat và khảo sát thành phần sản phẩm
Nguyễn thò Thanh Nga 98H1
A/Sự phụ thuộc của Hiệu suất sản phẩm với thời gian làm việc của mẫu
xúc tác 1:
HiƯu st s¶n phÈm vµ thêi gian lµm viƯc cđa xóc t¸c
0
10
20
30
40
50
60
70
8,0 13,5 20,5 28,0 3 4,0 41,5 48,0 55,5
Thêi gian lµm viƯc cđa XT(giê)
HiƯu st (%)

Đối với mẩu xúc tác sử dụng chất mang là than hoạt tính, trong 8 giờ đầu
tiên, hiệu suất sản phẩm đạt 62%, sau đó giảm dần.Sau thời gian làm việc
khoảng 55-56 giờ, hiệu suất sản phẩm chỉ còn khoảng 10% và giữ nguyên tỷ lệ
này, nếu tiếp tục
làm việc. Thành phần của sản phẩm lúc này không còn là Vinylaxetat, mà chủ

Sù phơ thc gi÷a HiƯu st vµ thêi gian lµm viƯc cđa XT
0
10
20
30
40
50
11,5 19,5 24,0 29,0 34,0 37,5 42,0 46,0 49,0 55,0
Thêi gian lµm viƯc cđa XT(Giê)
HiƯu st(%ma)
Khi sử dụng Axetat tinh thể với chất độn là Silica Gel, trong những điều
kiện cụ thể như đã trình bày ở trên, chúng tôi nhận thấy hiệu suất sản phẩm ở 20
giờ đầu tiên không cao nhưng có xu hướng tăng dần. Sau khoảng 30 giờ làm việc,
Trang 22
Khoá luận tốt nghiệp ĐHKHTN-ĐHQGTPHCM
Nghiên cứu một số điều kiện tối ưu của qui trình tổng hợp Vinylaxetat và khảo sát thành phần sản phẩm
Nguyễn thò Thanh Nga 98H1
xúc tác cho hiệu suất ổn đònh ở khoảng 40%. Sau 55 giờ, Hiệu suất vẫn nằm ở
vùng 44-45% và có xu hướng tiếp tục tăng. Do thời gian có hạn nên chúng tôi
chưa thể kéo dài thời gian lâu hơn nữa.
Rõ ràng trong điều kiện tinh thể, các tâm hoạt động của Axetat kẽm không
bò che phủ nên hiệu suất không bò giảm. Sở dó thời gian đầu hiệu suất thấp vì
trong tinh thể axetat kẽm còn ngậm hai phân tử nước.Lượng nước mất dần theo
thời gian phản ứng làm cho hiệu suất có xu hướng tăng dần.
C/Sự phụ thuộc giữa Hiệu suất sản phẩm với Khối lượng xúc tác.
Trong đồ thò dưới đây, biểu diễn sự phụ thuộc giữa Hiệu suất sản phẩm với khối
lượng xúc tác trong đIều kiện vận tốc dòng khí Axetylen mang axít axetic là 4
lít/giờ, nhiệt độ phản ứng không thay đổi( 170-180
0
C), xúc tác là Axetat Kẽm

nghiên cứu sâu hơn hiện tượng này.
Khi khối lượng xúc tác đạt đến giá trò tối đa so với thể tích lò phản ứng, thì
hiệu suất sản phẩm đạt cực đại cũng là điều dễ hiểu. Vì lúc này, lượng Silicagel
phải giảm xuống, nhường chổ cho xúc tác. Số lượng các tâm xúc tác tăng lên, tạo
khả năng liên kết giữa các phân tử axetylen và các phân tử axit axetic, lượng
Vinylaxetat nhiều hơn và lượng Axeton giảm rõ rệt.
2. Về vận tốc dòng của khí Axetylen:
Khí Axetylen được sục qua Axit Axetíc, nên khối lượng Axit Axetic tham gia
phản ứng, phụ thuộc nhiều vào vận tốc dòng của khí mang. Đây là một vấn đề
rất nan giải vì cùng lúc, hiệu suất tối ưu phải thoả mãn 4 đại lượng khác nhau, đó
là tỷ lệ giữa Axetylen và Axit Axetic, là áp lực khí qua khối xúc tác, là tỷ lệ giữa
xúc tác, chất độn( Silica Gel) với thể tích lò phản ứng; và cuối cùng là hiệu suất
ngưng tụ của hệ làm lạnh và thu gom sản phẩm. Trong bài toán này, thể tích lò
phản ứng là đại lượng cố đònh và biết trước; tỷ lệ xúc tác và chất độn - là giá trò
trung bình ( 7,4 gam) được xác đònh bằng thực nghiệm(đã nêu ở trên). Do đó,
Hiệu suất sản phẩm chỉ còn phụ thuộc vào vận tốc dòng của khí axetylen. Sự phụ
thuộc đó được biểu diễn ở đồ thò sau:
Sù phơ thc gi÷a HiƯu st s¶n phÈm víi VËn tèc
n¹p nguyªn liƯu
0
10
20
30
40
50
60
70
1 2 3 4 5 6 7 8
VËn tèc n¹p nguyªn liƯu lÝt/giê
HiƯu st s¶n phÈm