BÁO CÁO TIỂU LUẬN

CéNG NGHÖ TæNG
HîP OXO
Giảng viên hướng dẫn : Pgs.Ts Trần Công Khanh
Sinh viên thực hiện
: Vũ Văn Phong
: Trần Thị Trang


Giíi thiÖu chung
Tổng hợp oxo hay còn gọi hydroformyl hóa là phản ứng của một
olefin với cacbonmono oxyt và hydro. Bản chất của quá trình là cộng
hợp hydro và nhóm formyl (-CHO) vào liên kết đôi của olefin khi
hydrocacbon này được xử lý bằng hỗn hợp CO và H2 có mặt xúc tác
coban hoặc Rh thậm chí Pt. Với olefin bất đối xứng, phản ứng sẽ dẫn
đến sự hình thành hai aldehyt và có thể được hydro hóa tiếp tạo rượi
tương ứng. Đây là một trong những quá trình xúa tác đồng thể quan
trọng hiện nay với khoảng 6,5 triệu tấn sản phẩm Oxo được sản suất
hàng năm.


Giíi thiÖu chung
Quốc gia

sản lượng(103 t/a)

sản phẩm

Brazil


1695

C 3-C13

Ấn Độ

40

C 4,C8-C10

Italy

85

C 12-C15

Mỹ

2500

C 3-C5

Nhật bản

755

C 4,C7-C15

Anh


Dehydro hóa xúc tác các parafin (cn UOP/hydro MTO).
Xúc tác của quá trình:
Sử dụng các phức kim loại quí như: Co,Rh hoặc Pt.


Lý thuyÕt qu¸ tr×nh
Các olefin kết hợp với khí tổng hợp cùng với xúc tác khác nhau sẽ
cho các aldehit với độ chọn lọc khác nhau.
Đây là phản ứng sử dụng xúc tác đồng thể,tỏa nhiệt.
1.Cơ chế xúc tác của cacbonyl coban.
Cacbonyl coban là xúc tác đầu tiên được sử dụng cho quá trình
hydroformyl hóa:

2Co + 8CO = Co2(CO)8
Trong giai đoạn đầu tiên, dicoban octacacbonyl hoặc các muối
coban khác được chuyển hóa thành tetra cacbonyl hydrit coban, là
chất mang hoạt tính xúc tác.

Co2(CO)8 + H2  HCo(CO)4
Phức tetra cacbonyl tách nhóm CO tạo thành tricacbonyl Co chứa vị
trí phối trí trống.


Lý thuyÕt qu¸ tr×nh
HCo(CO)4  HCo(CO)3 + CO
Olefin tạo liên kết với phức xúc tác chứa Co có vị trí phối trí thấp.
RCH
Co(CO)3

RCH=CH2 +HCo(CO)3

CO
CO
CO
CO



R’−CO

+CO

Co−(CO)3

Trả Co về phối trí 4

R’−CO−Co(CO)4

+H2

H H CO
R’−C−Co−CO
O

CO

Không còn vị trí phối tử trống

R’CHO + HCo(CO)4
Trả dạng tricacbonl



øng dông trong c«ng nghiÖp
Trong công nghiệp có rất nhiều quá trình tổng hợp oxo khác nhau. Có
thể khác nhau về loại xúc tác sử dụng hoặc khác nhau về dung môi
hòa tan xúc tác.
Các loại xúc tác thường sử dụng :
 Xúc tác phức Co như: HCo(CO) …là xúc tác đầu tiên được sử dụng,
4
dùng trong các phản ứng với olefin mạch trung bình hoặc dài. Có hoạt
tính trung bình, xúc tác này yêu cầu nhiệt độ phản ứng cao để bền hóa
xúc tác.
 Xúc tác phức Rh như: HRh(CO)(PPh ) ,HRh(CO) (TPPTS) …được sử
3 3
2
3
dụng vào những năm 70 do hãng Union Carbide tìm ra. Xúc tác này
bền, rất hoạt động, có độ chọn lọc cao đối với dạng mạch thẳng, tuy
nhiên Rh rất đắt nên phải tái sinh và tuần hoàn xúc tác.
 Xúc tác Co biến tính phosphin như: HCo(CO) (PPh ). Xúc tác tương
3
3
đối bền nhưng lại kém hoạt động và có độ chọn lọc tương đối với sản
phẩm mạch thẳng(n/i=88/12)


øng dông trong c«ng nghiÖp
Các loại dung môi hòa tan xúc tác:
 Dung môi hữu cơ: (vd:benzen).
Ưu điểm: xúc tác tan hoàn toàn trong dung môi, đảm bảo hoạt tính
Nhược điểm: khó phân tách sản phẩm và xúc tác, dung môi thường

cacbonyl hóa hoàn nguyên xt.
Trong thiết bị phản ứng sự khuấy trộn là rất quan trọng để hỗn hợp
phản ứng đồng đều.



øng dông trong c«ng nghiÖp
khí

aldehyt

Nước thải

1:máy nén

4:thiết bị phân tách khí lỏng

2:thiết bị chuyển hóa cacbonyl trong môi trường H2

5:thiết bị oxy hoa xúc tác

3:thiết bị phản ứng

6:thiết bị phân tách pha


øng dông trong c«ng nghiÖp
b.Công nghệ EXXON
- Nguyên liệu : từ C6 –C12
Xúc tác


øng dông trong c«ng nghiÖp
c.Công nghệ SHELL
- Nguyên liệu của qt: từ C7 –C14
Xt
: sử dụng xt Coban thế phosphin dạng HCo(PPh3)
(CO)3
Điều kiện công nghệ : T=150-1900C
P=4-8MPa
CO/H2=3/1
Đặc điểm của qt: Chưng tách sản phẩm bằng tháp chưng nhẹ,sản
phẩm được lấy ra ở đỉnh tháp,đáy là xt. Trước khi quay lại tb phản
ứng xt đã được nâng cấp lại .
Ưu điểm: Quá trình này có độ chọn lọc đối với sp mạch thẳng khá cao
(tỉ lệ n/i đạt khoảng 88%). Xúc tác tương đối bền.
Nhược điểm: Xúc tác này có độ hoạt tính thấp.


øng dông trong c«ng nghiÖp
khí
Aldedyt

Chất phụ gia
1:máy nén

4:tháp chưng

2:thiết bị phản ứng

7:thiết bị tái sinh

tác) được tách ra và đi vào thiết bị tái sinh. Nếu dòng nguyên liệu tinh khiết thì xúc
tác được sử dụng hơn một năm.


øng dông trong c«ng nghiÖp

khí

Khí tổng hợp
olefin

Aldehyt
1:thiết bị phản ứng

4:thiết bị phân tách

2:thiết bị pha sương

5,6:thiết bị chưng cất

3:thiết bị ngưng tụ

7:thiết bị tách pha


øng dông trong c«ng nghiÖp
b, Công nghệ RCH/RP (Ruhrchemie/Rhône-Poulenc)
Phản ứng dị thể lỏng – lỏng.
Điều kiện phản ứng: T = 1100 C
: P = 4-6 Mpa