1
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 2
PHẦN I: LÝ THUYẾT HÓA HỌC ............................................................... 5
CHƯƠNG 1: TÍNH CHẤT CỦA NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM ......... 5
1.1. Phenol ..................................................................................................... 5
1.2 Phenolfomandehit ................................................................................... 12
PHẦN II: CÁC PHƯƠNG PHÁP VÀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ............. 19
CHƯƠNG 1: CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT PHENOL [6] ............. 19
1.1. Quá trình sản xuất bằng phương pháp nóng chảy kiềm dẫn xuất Sunfo: 20
1.2. Quá trình sản xuất Phenol bằng phương pháp clo hóa Benzene : ........... 23
1.3. Sản xuất Phenol bằng quá trình dehydro hóa dẫn xuất Cyclohexanol .... 26
1.4. Quá trình sản xuất Phenol bằng phương pháp Oxy hóa Toluen [4;5] ..... 27
1.5. Quá trình Axetonxyl hóa ....................................................................... 34
1.6. Oxy hóa trực tiếp Benzen ...................................................................... 35
1.7. Sản xuất Phenol bằng phương pháp Oxy hóa Cumene [8;9] .................. 35
1.8. So sánh các phương pháp sản xuất Phenol và Kết luận .......................... 47
CHƯƠNG II : PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT PHENOLFORMANDEHYT
[7] ............................................................................................................. 50
2.1 Hóa học và Cơ chế phản ứng .................................................................. 50
2.2 Quy trình công nghệ và các đặc điểm quy trình ...................................... 54
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................... 59
2
MỞ ĐẦU
Phenol (hydroxyl benzene, carbolic, axit, C6H5OH) là một dẫn xuất của
dãy thơm được F. Runge phát hiện lần đầu tiên vào năm 1834, là chất đầu tiên
của dãy đồng dẳng với nhóm OH đính trực tiếp vào gốc aromatic. Phenol tồn
tại như một thành phần tự do hoặc như một sản phẩm có mặt trong các chất tự
nhiên và trong thực thể sinh vật. Ban đầu phenol được chiết xuất từ nhựa than
đá, Và sau khi sản lượng tiêu thụ Phenol tăng lên thì các phương pháp tổng hợp
mới được nghiên cứu và ứng dụng. Lúc đầu các phương pháp tổng hợp phenol
đều đi từ axit benzensulfonic (C6H5SO3H) và clobenzen (C6H5Cl) nhưng sau
đó đã được thay thế bởi các quá trình sản xuất hiện đại hơn, mà chủ yếu là quá
trình Hock sản xuất phenol từ cumen. Phenol đang đóng vai trò quan trọng
trong ngành công nghiệp như: làm nguồn nguyên liệu cho nhiều hợp chất trung
gian và là sản phẩm cuối cùng quan trọng.
Bảng 1. Những mục đích sử dụng phenol trong công nghiệp [3]
Tây Âu(%) Mỹ(%) Nhật(%)
Thế giới(%)
1973 1984
1974 1973 1989
Nhựa phenol 37 33 48 60 41
Capro lactan 22 25 15 21
Axit adipic 12 3
Bisphend A 11 22 13 18 15
Aniline 2 9 3
Các SP khác 18 18 21 14 20
Lượng tiêu
thụ(106 tấn) 0,954 1,04 0,211 4,450
3
Hầu hết phenol thành phẩm được chế biến thành keo phenol dùng cho
ngành công nghiệp chất dẻo, nhựa, sản xuất sơn, sản xuất thuốc nhuộm, dùng
trong dược phẩm, sản xuất chất nổ và trong các quá trình tổng hợp hữu cơ tinh
vi khác. Các quá trình sản xuất bắt đầu từ phenol ít bị cản trở do tính an toàn
của nó cao hơn khi làm nguyên liệu sản xuất so với nguyên liệu từ benzen.
Tất cả những sản phẩm này có giá trị kinh tế quan trọng vì chúng được
sản xuất trên phạm vi rộng và tạo ra nhiều những vật liệu cho người tiêu dùng.
Chẳng hạn như là: chất kết dính, bọt cách điện, chất tẩy vết bẩn, nhựa platic,
thuốc diệt cỏ, thuốc trừ sâu, thuốc nhuộm, hương vị và cao su hoá học…
Bảng 2. Bảng biểu thị sản lượng phenol sản xuất trên thế giới[3]
Quốc
gia Năm
Năng
suất 106
tấn/năm
Từ
cumen
(%)
Từ
toluen
(%)
Từ
nhựa
than
đá
Những
phương
pháp
khác
Tây Âu
1973
1,14 87 8 3 2
1978
1,48 88 10 2
1985
1,3 92 8
1989
1,45 93 7 9
Mỹ
1974
1,25 97 2 2 2
1977
1,5 95 2 1
1985
1,5 98 2
1989
1,9 98 2
Nhật 1977
0,28 100
Châu á 1985
0,4 99
1989
0,6 99
1985
0,89
4
Đông
Âu 1989
0,9
Thế
giới 1989
5 96 3
Như đã trình bày ở trên ta thấy phenol giữ một vai trò quan trọng trong
nền kinh tế, trực tiếp hay gián tiếp. Chúng ta có thể sản xuất ra nhiều sản phẩm
cần thiết và quan trọng cho xã hội từ phenol. Và trong đó những vật liệu Polyme
đượ csử dụng rất rộng rãi, nhự Phenolic hay Phenolfomandehyde nói riêng là
loại nhựa tổng hợp đầu tiên được ứng dụng trong thương mại.
Ở Việt Nam công nghệ sản xuất phenol và phenolfomandehyde chưa
phát triển, nguồn cung cấp phenol duy nhất là từ chưng thu than đá, nhưng chưa
đáp ứng được nhu cầu sử dụng trong nước. Phần lớn là phải nhập từ nước ngoài.
Vì vậy vấn đề nghiên cứu các phương pháp sản xuất phenol có ý nghĩa khoa
học và thực tế rất lớn.
5
PHẦN I: LÝ THUYẾT HÓA HỌC
CHƯƠNG 1: TÍNH CHẤT CỦA NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM
1.1. Phenol
1.1.1. Tính chất vật lý của Phenol
Phenol là chất rắn, tinh thể không màu, có mùi vị đặc trưng, nóng chảy
ở 420C và sôi ở 181,40C.
Khối lượng phân tử: 94,42 kg/Kmol.
Tỷ trọng:
20 3
41,072 /
d g cm
Phenol ở điều kiện thường có dạng hình kim hay hình khối màu trắng,
khi tan trong nước cho chất lỏng không màu. Phenol rất dễ bị tác dụng của ánh
sáng và không khí nên có màu hồng. Giới hạn cho phép trong không khí là
0,005 mg/l .
Phenol ít tan trong nước lạnh nhưng có thể hoà tan hoàn toàn ở nhiệt độ
lớn hơn 65,30C. Hợp chất này dễ tan trong các hydrocacbon thơm, rượu và ete
nhưng ít tan trong parafin và không tan trong cacbonat kiềm. Phenol còn có
tính sát trùng mạnh, gây bỏng da và rất độc đối với cơ thể.
Hỗn hợp của phenol và khoảng 10% khối lượng của nước được gọi là
dung dịch phenol, bởi vì nó tồn tại ở trạng thái lỏng tại nhiệt độ phòng. Có thể
nói rằng phenol là dung dịch thực nhất trong các dung dịch hữu cơ (các
hydrocacbon thơm, rượu, xeton, ete, axit, các hợp chất halogenhydrocacbon..).
Phenol tạo thành hỗn hợp đồng nhất với nước và các chất khác, chúng ta có thể
tham khảo bảng số liệu sau đây.