rock_hunter2710
New Member
Download miễn phí Tiểu luận Các quá trình halogen hóa
MỤC LỤC
NỘI DUNG Trang
I. ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC QUÁ TRÌNH HALOGEN HÓA
1. Halogen hóa thế
2. Halogen hóa cộng
3. Phản ứng cắt mạch của dẫn xuất Clo
4. Nhiệt động học phản ứng halogen hóa
5. Tác nhân halogen hóa
6. Kỹ thuật an toàn trong quá trình halogen hóa
II. CLO HÓA GỐC CHUỖI
1. Cơ sở lý thuyết của quá trình
1.1. Các giai đoạn phản ứng
1.1.1. Giai đoạn hình thành mạch
1.1.2. Giai đoạn truyền mạch (phát triển mạch):
1.1.3. Giai đoạn kết thúc (đứt mạch)
1.2. Thành phần sản phẩm và độ chọn lọc của phản ứng
1.3. Hidrocacbon thơm
2. Công nghệ của Clo hóa pha lỏng
2.1. Những sản phẩm thu được
2.2. Điều kiện của các quá trình
2.3. Các dạng thiết bị phản ứng
2.4. Công nghệ của quá trình
3. Công nghệ của clo hóa pha khí
3.1. Sản phẩm thu được
3.2. Điều kiện của quá trình và các loại thiết bị phản ứng
3.3. Công nghệ của quá trình
III. CLO HÓA ION - XÚC TÁC
1. Halogen hóa cộng bằng halogen tự do
1.1. Cộng halogen theo nối đôi C=C, dung môi không proton
1.1.1. Cơ chế:
1.1.2. Sản phẩm thu được
1.1.3. Công nghệ của quá trình
1.2. Halohydrin hóa hay cộng halogen vào C=C, dung môi có proton
1.2.1. Sản phẩm thu được
1.2.2. Công nghệ của quá trình
2. Hidrohalogen hóa
2.1. Hidrohalogen hóa nối đôi C=C
2.1.1. Sản phẩm thu được
2.1.2. Công nghệ của quá trình
2.2. Hidroclo hóa nối ba C ≡ C
2.2.1. Sản phẩm thu được
2.2.2. Sản xuất vinylchloride từ acethylene
2.3. Hydrohalogen hóa các alcohol
3. Clo hóa nhân thơm
3.1. Sản phẩm thu được
3.2. Công nghệ của quá trình
4. Halogen hóa các hợp chất chứa oxygen và nitrogen
4.1. Clo hóa alcohol, aldehyde và ketone
4.2. Tổng hợp các dẫn xuất acid
4.3. Clo hóa theo nguyên tử nitrogen
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
l: RH .Clo hóa ankene theo cơ chế chuỗi gốc là có hiệu quả nhất. Khi đó sự cộng
vào liên kết π vặ thế hydro cạnh tranh lẫn nhau. Nếu nhiệt độ cao chủ yếu xảy ra
phản ứng thế. Khi đó đối với phần lớn ankene, có một số nhiệt độ mà tại đó phản
ứng thế trở nên vượt trội hơn phản ứng cộng.
1.3. Hydrocacbon thơm
Khi clo hóa hydrocacbon thơm theo cơ chế chuỗi gốc có 3 hướng phản ứng
cạnh tranh nhau: thế mạch nhánh, thế nhân thơm, cộng vào nhân thơm.
Khi clo hóa đồng đẳng benzene, sản phẩm chủ yếu của phản ứng thế thường
là: thế mạch nhánh, hỗn hợp thế vào nhân thơm (nếu tăng nhiệt độ), sản phẩm cộng
(nếu giảm nhiệt độ)
Tổng hợp hữu cơ & hóa dầu
Đề tài 7: Các quá trình halogen hóa (Halogenation processes) 4
Vì vậy trong điều kiện phản ứng chuỗi gốc, phản ứng thế nhân thơm và cộng
vào nhân thơm chỉ có thể thực hiện với benzene.
CHCH (Toluene)
()
⎯⎯⎯⎯⎯⎯ CHCH Cl
()
⎯⎯⎯⎯⎯⎯ CHCHCl
()
⎯⎯⎯⎯⎯⎯ CHCCl
CH(Benzene)+ 3Cl → C HCl
⎯ CHCl …
2. Công nghệ của Clo hóa pha lỏng
Khi clo hóa chuỗi gốc, người ta thực hiện ở nhiệt độ tương đối thấp (từ 40
đến 150°C) luôn cần có chất khởi đầu (chất khơi mào) hay chiếu sáng thích hợp →
làm tăng chi phí so với clo hóa nhiệt.
Người ta thường chọn công nghệ clo hóa pha lỏng để thu những chất không
bền nhiệt, dễ tách HCl hơn cũng như với những chất mà clo hóa nhiệt không hiệu
quả.
2.1. Những sản phẩm thu được
Bằng phương pháp clo hóa pha lỏng chuỗi gốc, người ta thu được nhiều sản
phẩm.
Các dẫn xuất poly chloroethane: 1,1,2–Trichloroethane; 1,1,1–
Trichloroethane; Pentachloroethane; Hexachloroethane...Các dẫn xuất này dùng để
sản xuất monomer, dung môi..v.v.
Chloro paraffin: Chloro paraffin lỏng (40-49% clo), Chloro paraffin rắn (70-
72% Clo) dùng làm chất hóa dẻo (Poly vinyl chloride), chất phụ gia...
Dẫn xuất clo của arene:
Benzyl chloride: dùng để đưa nhóm benzyl vào những chất khác...
p-xylene dichloride dùng để tổng hợp polymer bền nhiệt
Hexachloro-m-xylene, Hexachloro-p-xylene...dùng làm dược phẩm chữa
bệnh.
Hexacloran (1,2,3,4,5,6-Hexachlorocyclohexane) để làm thuốc trừ sâu.
2.2. Điều kiện của các quá trình
Người ta thực hiện clo hóa pha lỏng bằng cách làm sủi bọt clo dạng khí qua
chất lỏng phản ứng. Clo hòa tan trong chất lỏng và phản ứng xảy ra trong dung
dịch. Trong nhiều trường hợp môi trường lỏng chính là tác nhân hữu cơ với lượng
dư nhiều để tránh clo hóa sâu.
Trong công nghiệp người ta dùng 2 phương pháp:
Clo hóa khơi mào (Hóa học) Clo hóa quang
- Ưu điểm: có ưu thế mắt xích, cấu tạo
thiết bị đơn giản.
- Nhược điểm: chi phí cho chất khơi mào
đắt tiền, sản phẩm không sạch do chất
khơi mào phân hủy.
- Ưu điểm: không có chi phí vào chất
khơi mào, sản phẩm không bị bẩn.
- Nhược điểm: thiết bị phản ứng phức
tạp đầu tư cơ bản lớn, tốn điện
năng
Lưu ý:
Khi clo hóa quang hóa, việc lựa chọn nhiệt độ không có giới hạn bởi cái
khung nào cả vì nhiệt độ không ảnh hưởng đến vận tốc phản ứng.
Tổng hợp hữu cơ & hóa dầu
Đề tài 7: Các quá trình halogen hóa (Halogenation processes) 5
Khi tăng cường độ chiếu sáng thì chiều dài chuỗi giảm và tăng chi phí năng
lượng điện.
Khi dùng chất khơi mào, việc chọn nhiệt độ được qui ước bằng vận tốc lớn
nhất có thể của sự phân hoá chúng. Ví dụ: Benzoyl peroxide 100-1200C
Khi đó nhiệt độ và nồng độ chất khởi đầu có sự liên hệ với nhau.
Khi độ dài mạch trung bình, nồng độ chất khơi mào không thể thấp hơn số
mol nguyên tử clo cho vào 1 lít hỗn hợp phản ứng.
Chiều dài chuỗi tỉ lệ nghịch với căn một phần tư vận tốc sinh ra chuỗi.
Chiều dài đó bị giảm khi tăng nhiệt độ và nồng độ chất khởi đầu.
Để giảm lượng chất khơi mào, người ta thường giàm nhiệt độ và nồng độ
của nó. Tuy nhiên điều này làm giảm vận tốc phản ứng và tăng chi phí trong giai
đoạn phản ứng vì nó đòi hỏi sự tối ưu về điều kiện của quá trình.
2.3. Các dạng thiết bị phản ứng
Bộ phận phản ứng (là tất cả các quá trình clo hóa pha lỏng) có thể thực hiện
liên tục hay gián đoạn. Trong bất kỳ trường hợp nào, thiết bị clo hóa cũng phải có
đầy đủ các bộ phận sau:
Sục khí Clo
Làm lạnh, tách nhiệt phản ứng
Tách khí
Bộ phận thông tin, thiết bị kiểm tra đo lường.
Bộ phận chiếu sáng (đối với clo hóa quang)
Trong công nghiệp có các loại thiết bị sau:
Hình 1a. Quá trình tuần hoàn với sự làm lạnh
bên ngoài
Bộ phận sục clo của thiết bị là ống vòng, có khoan
lỗ; bộ phận làm lạnh được đặt bên ngoài. Hơi sản phẩm ra
được ngưng tụ và tách khí HCl. Sự hoàn lưu phần phản ứng
được thực hiện nhờ bơm hay sự hoàn lưu tự nhiên. Bằng
phương pháp này người ta thu được Polychloroparaffin.
Hình 1b. Quá trình liên tục với sự làm lạnh
bên trong
Thiết bị có dạng tháp sục khí với sự làm lạnh bên trong nhờ
những ống xoắn làm lạnh bằng nước được đặt theo chiều cao thiết
bị. Chất khí và chất lỏng thường chuyển động ngược nhau. Khi đó,
Để làm giảm sự khuấy trộn mạnh giữa chất khí và chất lỏng và
tăng độ chọn lọc, người ta phân nhỏ thiết bị phản ứng theo bậc của
nó.
Hình 1c. Quá trình liên tục với sự làm lạnh
ngược dòng
Sơ đồ này thường được dùng khi clo hóa những chất có
nhiệt độ sôi thấp (dichloroethane). Nhiệt thoát ra được đưa ra
ngoài nhờ sự hóa hơi của chính những chất này trong dòng khí
HCl.
Tổng hợp hữu cơ & hóa dầu
Đề tài 7: Các quá trình halogen hóa (Halogenation processes) 6
2.4. Công nghệ của quá trình
Quá trình được tiến hành qua các công đoạn sau:
Chuẩn bị tác nhân:
Hóa hơi clo lỏng và gia nhiệt nó đến nhiệt độ gần nhiệt độ phòng. Những
chất hữu cơ thường có độ tinh khiết không cao, do đó cần làm sạch tác nhân
trước khi tiến hành phản ứng (chưng cất đẳng phí hay nhờ chất hấp phụ rắn…)
Xử lí khí thoát ra:
Làm lạnh khí thoát ra bằng dung dịch muối hay hấp thụ bằng dung môi (nên
dùng sản phẩm phụ có nhiệt độ sôi cao từ chính qui trình sản xuất này).
Chẳng hạn, khi clo hóa những chất không bay hơi (paraffin cứng/mềm) có
thể làm lạnh bằng nước.
- Khi clo hóa cộng: lượng HCl rất ít, người ta thường rửa khí bằng nước rồi
cho nó vào hệ thống thải.
- Khi clo hóa thay thế HCl, lượng HCl lớn, người ta thường tận dụng nó, vì
sau khi hấp thụ bằng nước sẽ thu được HCl 20-30%. Khí còn lại cho ra ngoài không
khí.
Xử lí phần đã phản ứng và tách sản phẩm:
Trước tiên, sản phẩm thu được ở đáy tháp sẽ được tách HCl, Sơ đồ tách HCl
khỏi sản phẩm Clo hóa được trình bày trong Hình 2.
Hình 2a: Khi thu chất ít bay hơi (Chloro paraffin, phenyl chloride,
hexachloran…) người ta thường thổi HCl trong tháp bằng không khí hay N2.
Hình 2b: Rửa dung dịch trong tháp bằng dung dịch kiềm và rửa một lần nữa
bằng nước khi chuyển động ngược dòng.
Hình 2c: Thiết bị hiện đại hơn. Người ta chưng cất HCl cùng với lượng dư
chất phản ứng ban đầu trong tháp chưng cất, cùng với sự ngưng tụ chất lỏng liê...