Phương pháp điều chế butanone
Sản xuất Butanone (Methyl Ethyl Ketone) trong công nghiệp bao gồm một số phương pháp được liệt kê dưới đây:
1. Phương pháp dehydro hóa
Điều chế butanone bằng cách oxy hóa 2-butanol. Quá trình khử hydro của 2-butanol với sự có mặt của chất xúc tác đồng hoặc kẽm gọi là phương pháp dehydro hoá.
Có hai phương pháp dehydro hóa là pha khí và pha lỏng.
(1) Phương pháp dehydro hoá pha khí
Hợp kim kẽm-đồng hoặc kẽm oxit được sử dụng làm chất xúc tác cho quá trình khử hydro pha khí ở nhiệt độ 400-500 ° C ở áp suất thường.
Niken Raney hoặc đồng cromit được sử dụng làm chất xúc tác cho quá trình khử hydro pha lỏng ở nhiệt độ nhiệt độ 150°C.
Nhiệt độ phản ứng khử hydro pha lỏng và tiêu thụ năng lượng thấp, năng suất cao, tuổi thọ của chất xúc tác dài và quá trình tách đơn giản.
(2) Phương pháp oxy hóa pha lỏng butan
Bằng cách điều chế butanone theo phương pháp hoá lỏng butan, sản phẩm chính của quá trình oxy hóa pha lỏng butan là axit axetic, còn sản phẩm phụ là butanone (chiếm khoảng 16% sản lượng axit axetic). Nhiệt độ phản ứng là 150-225°C, và áp suất là 4,0-8,0MPa.
Ví dụ: Union Carbide Corporation của Hoa Kỳ đã sản xuất 226.000 tấn axit axetic bằng phương pháp này vào năm 1976 và thu được 36.000 tấn sản phẩm phụ butanone. Hiện nay khoảng 20% butanone sản xuất tại Hoa Kỳ được sản xuất bằng phương pháp này.
Các phương pháp hiện đang được nghiên cứu và phát triển bao gồm phương pháp oxy hóa pha lỏng butene và phương pháp isobutyl benzene.
3. Phương pháp oxy hóa butene pha lỏng
Phương pháp này được gọi là phương pháp Kerr lẫn nhau (phương pháp Wacker). Sử dụng dung dịch palađi clorua / đồng clorua làm chất xúc tác, phản ứng được thực hiện trong điều kiện 90-120°C và 1,0-2,0 MPa.
CH2=CHCH2H3[O2] → CH3COCH2CH3
Tỷ lệ chuyển đổi của butene là khoảng 95%, hiệu suất của butanone là khoảng 88% và dung dịch phản ứng thu được được tinh chế bằng cách chưng cất và các phương pháp khác để thu được thành phẩm.
Chú ý: Quá trình của phương pháp này rất đơn giản, nhưng thiết bị bị ăn mòn nghiêm trọng và cần có kim loại nặng làm chất xúc tác. Phương pháp này chưa được áp dụng cho sản xuất quy mô lớn.
4. Phương pháp isobutylbenzene
n-butene và benzen được alkyl hóa để tạo ra isobutylbenzene, chất này bị oxy hóa để tạo ra isobutylbenzene hydro peroxide, và cuối cùng bị phân hủy bằng axit để thu được butanone và phenol.
Phản ứng alkyl hóa benzen sử dụng nhôm triclorua làm chất xúc tác ở nhiệt độ phản ứng 50-70°C để thu được isobutylbenzene;
Isobutylbenzene bị oxy hóa trong pha lỏng ở 110-130°C và áp suất 0,1-0,49MPa để tạo ra isobutylbenzene hydroperoxide;
Sau đó, nó bị phân hủy với sự có mặt của chất xúc tác axit, cô đặc dung dịch oxy hóa ở 20-60°C, tạo ra Methyl Ethyl Ketone và phenol, cuối cùng được tách ra và tinh chế để thu được thành phẩm.
Phương pháp này được đặc trưng bởi sự ăn mòn tương đối nhẹ của thiết bị xử lý và điều kiện phản ứng nhẹ, có lợi cho công nghiệp hóa.
Butanone là một thành phần quan trọng của chất lỏng chưng cất (dầu rượu gỗ) của gỗ chưng cất khô. Về mặt công nghiệp, nó có thể được sản xuất từ sec-butanol và butan.
5. Phương pháp hydrat hóa gián tiếp bằng axit sunfuric.
Phần hỗn hợp C4 từ hợp chất butanol (C4H 9OH) được tiếp xúc với axit sunfuric (H2SO4) để tạo thành este axit sunfuric có tính axit và este axit sunfuric trung tính
Sau đó este axit sunfuric được pha loãng với nước, thủy phân để tạo thành dung dịch nước sec-butanol, sau đó được khử nước và cô đặc thu được sec-butanol.
C4H8 + H2SO4 → C4H9HSO4
C4H9HSO4 + H2O → C4H9OH + H2SO4
Sec-butanol tinh khiết được khử hydro bằng niken (Ni) hoặc kẽm oxit (ZnO) ở nhiệt độ 425 oC ~ 475 oC để thu được thành phẩm là Butanone (methyl ethyl ketone).
C4H9OH + Niken/ZnO → CH3CH2COCH3
6. Hydrat hóa trực tiếp n-butene
Phương pháp này được chia thành hai loại, một loại sử dụng nhựa làm chất xúc tác và loại kia sử dụng axit heteropoly làm chất xúc tác.
CH2=CHCH2CH3 + H2O → CH3 CH(OH)CH2CH3
7. Phương pháp khử hydro butanol thứ hai
Quá trình này được chia thành phương pháp pha khí và phương pháp pha lỏng, và hầu hết chúng đều sử dụng quy trình khử hydro ở pha khí. Nghĩa là, sec-butanol bị khử hydro dưới tác dụng của chất xúc tác khử hydro để thu được butanone.
Phương pháp oxi hóa pha khí etylen.
CH2=CHCH2CH3 + O2 → CH3CH2COCH3
8. Phương pháp isobutylbenzene
n-butene và benzen được alkyl hóa để tạo ra isobutylbenzene, chất này bị oxy hóa để tạo ra isobutylbenzene hydro peroxide. Cuối cùng bị phân hủy bằng axit để thu được butanone và phenol.
Đặc điểm của phương pháp này là: Sự ăn mòn của thiết bị xử lý tương đối nhẹ, điều kiện phản ứng nhẹ và có lợi cho công nghiệp hóa.
9. Tái chế từ butanone thải
Bằng cách tận dụng lại nguồn butanone có trong các sản phẩm thải ra từ các nhà máy sản xuất. Hoặc sử dụng butanone thải, butanone ô nhiễm công nghiệp làm nguyên liệu thô.
Phương pháp: Thêm một lượng nhỏ natri cacbonat khan, khuấy đều, đun nóng để hồi lưu, lọc rồi chưng cất.
Có thể thu được các mức Methyl Ethyl Ketone tinh khiết khác nhau bằng cách chọn các tháp chỉnh lưu với các khay và tỷ lệ hồi lưu khác nhau.
10. Chủ yếu dùng phương pháp este hóa.
Sử dụng phần hỗn hợp C4 chứa butene làm nguyên liệu, thực hiện phản ứng este hóa với axit sunfuric để tạo ra este axit sunfuric có tính axit và este axit sunfuric trung tính, sau đó pha loãng với nước.
C4H8 + H2SO4 → 4C3H9HSO4 → OC3H9OH + H2SO4
Thủy phân để tạo thành dung dịch nước sec-butanol, sau đó khử nước và cô đặc để thu được sec-butanol , và cuối cùng sau quá trình khử oxy xúc tác, phản ứng của thành phẩm như sau:
C4H9OH + H2 → CH3COC2H5
Methyl Ethyl Ketone (MEK) Dung môi cho keo, sơn, chất phủ và mực in
METHYL ETHYL KETONE (MEK): MEK Còn gọi là Butanone, là hợp chất hữu cơ có công thức CH3C(O)CH2CH3. Ketone lỏng không màu này có mùi ngọt ngào, sắc nét gợi nhớ đến kẹo bơ và axeton. Nó được sản xuất công nghiệp trên quy mô lớn, nhưng chỉ xuất hiện trong tự nhiên với một lượng nhỏ. Nó hòa tan một phần trong nước và thường được sử dụng làm dung môi công nghiệp. Nó là một đồng phân của một dung môi khác, tetrahydrofuran.
CÔNG DỤNG:Công dụng của Methyl ethyl ketone được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp. Nó được sử dụng làm dung môi và trong sản xuất cao su tổng hợp, sáp paraffin và sản xuất các sản phẩm hóa học khác.
SỐ CAS: 78-93-3
TÊN GỌI KHÁC: MEK, 2-Butanone, Methyl acetone
XUẤT XỨ: Sản phẩm này tự hào được sản xuất tại NHẬT BẢN
Xem ngay: Giá Methyl Ethyl Ketone
Tài liệu tham khảo: Bài viết về methyl ethyl ketone tại wikipedia https://g.co/kgs/JM7hi2
