Quá trình oxy hóa o xylene thành anhydrit phthalic ban đầu được hình thành thông qua sự ngưng tụ của formaldehyde hoặc mercaptan với carbon monoxide.

Quá trình oxy hóa o xylene thành anhydrit phthalic

Quá trình oxy hóa o xylene thành anhydrit phthalic là gì? Quá trình oxy hóa o xylene thành anhydrit phthalic là một phản ứng hóa học chủ yếu xảy ra thông qua chất xúc tác là đồng.

• Phản ứng này nổi tiếng vì tạo ra năng suất cao và nó đã được áp dụng trong nhiều quy trình công nghiệp. 
• Đây là một phản ứng thuận nghịch, các thuốc thử khác có thể phản ứng với anhydrit phthalic để tạo ra nó một lần nữa. 

Quy trình sản xuất anhydrit phthalic bằng cách oxy hóa o-xylen và/hoặc naphtalen trên chất xúc tác được hỗ trợ có chứa vanadi pentoxit và titan dioxit, ở nhiệt độ từ 350° đến 500° C. Trong đó o-xylen hoặc naphtalen được cho đi qua, với một khí mang chứa oxy, phía trên chất xúc tác, và trong đó chất xúc tác trong 25-50% thể tích đầu tiên của tổng thể tích chất xúc tác.

Theo hướng dòng chảy của hỗn hợp o-xylene hoặc naphtalen và khí mang, chứa từ 0,01 đến 0,3% tính theo trọng lượng, dựa trên titan dioxit, rubidi, nhưng không có phốt pho trong thành phần hoạt tính. Trong khi phần còn lại của chất xúc tác chứa từ 0,02 đến 0,8% tính theo trọng lượng, dựa trên titan dioxit, phốt pho, nhưng không có rubidi trong thành phần hoạt chất.

xem thêm chi tiết tại: https://patents.google.com/patent/US4077984A/en

Ứng dụng của quá trình oxy hóa o xylen thành anhydrit phtalic

Dưới đây là ứng dụng khác nhau của quá trình oxy hóa o xylene thành anhydrit phthalic.

1. Dùng trong sản xuất nhựa.

Công dụng chính của anhydrit phthalic (PA) của TCC là chất hóa học trung gian trong sản xuất nhựa từ vinyl clorua. Este phthalate có chức năng như chất hóa dẻo có nguồn gốc từ anhydrit phthalic. Phthalic anhydride có một ứng dụng chính khác trong sản xuất nhựa polyester và các ứng dụng phụ khác trong sản xuất nhựa alkyd được sử dụng trong sơn và sơn mài, một số chất chống côn trùng và polyol polyester urethane.

Những phản ứng này diễn ra nhanh chóng ở nhiệt độ và áp suất phòng, khiến nó trở thành tác nhân lý tưởng cho nhiều ứng dụng.

Phthalic anhydrit cũng đã được sử dụng như một chất ức chế và làm chậm cháy sém cao su.

Nguồn cung cấp PA lớn thứ hai là nhựa polyester không bão hòa (UPR) thường được pha trộn với sợi thủy tinh để tạo ra nhựa gia cố bằng sợi thủy tinh. Thị trường chính là xây dựng, hàng hải và vận tải.

Sản phẩm lớn thứ ba là nhựa alkyd gốc PA được sử dụng trong lớp phủ gốc dung môi cho các ứng dụng kiến ​​trúc, máy móc, đồ nội thất và vật cố định.

Sử dụng khối lượng nhỏ cho PA bao gồm sản xuất thuốc nhuộm và sắc tố, chất tẩy rửa, thuốc diệt cỏ và thuốc trừ sâu, chất chống cháy, saccharin và chất liên kết ngang nhựa polyester.

Polyeste cũng có thể được điều chế bằng cách cho anhydrit phthalic phản ứng với các diaxit như axit malonic, axit succinic (butyl) hoặc các tosylat như metyl tosylat và etyl tosylat.

Xem thêm: Phthalic anhydrit

2. Dùng làm chất trung gian trong sản xuất phân hủy kỵ khí.

Phthalic anhydrit được sử dụng làm nguyên liệu cho nhiều quy trình xử lý kỵ khí, đáng chú ý nhất là sản xuất xăng sinh học. Anhydrit phthalic phản ứng với metan để tạo ra metan và carbon dioxide:

2CH₃CHO + 3CO₂ → CH₃C(CH₃)ONa + 4H₂O

Anhydrit phthalic có thể được phản ứng thêm để tạo ra nhiều metan và axit axetic (từ đó axetat sau đó được thu hồi).

3. Được sử dụng trong sản xuất chất dẻo và thuốc nhuộm.

Một quy trình khác để sản xuất este phthalate là sử dụng anhydrit phthalic. Phthalic anhydride được sử dụng làm chất làm dẻo và sản xuất thuốc nhuộm. Nó có tiềm năng cao để sử dụng trong thuốc nhuộm, chất làm dẻo và các sản phẩm nhiên liệu. 

Trong sản xuất thuốc nhuộm, anhydrit phthalic phản ứng với thuốc nhuộm để tạo ra sự phân tán sắc tố bằng cách tạo thành các este khác nhau tạo ra màu sắc mong muốn. Trong sản xuất chất hóa dẻo, anhydrit phthalic được phản ứng với polyol để tạo ra chất hóa dẻo. 

Phản ứng này tạo ra nhiều loại polyme, chẳng hạn như rượu polyvinyl (PVA), polyetylen oxit (PEO) và axit polyacrylic (PAA).

4. Dùng trong sản xuất thuốc diệt côn trùng.

Phthalic anhydride được sử dụng làm chất trung gian trong sản xuất nhiều loại thuốc trừ sâu và chất khử trùng có chứa este, chẳng hạn như pyrethrins, phenothrin và các loại khác. Trong phản ứng này, anhydrit phthalic là chất khử bảo vệ ngăn cản phản ứng giữa este và hợp chất hydroxyl.

5. Dùng làm chất diệt khuẩn.

Trong chất diệt khuẩn, anhydrit phthalic thường được sử dụng như một tác nhân diệt khuẩn vì khả năng khử hoạt tính và khử trùng nhiều loại vi sinh vật. Chúng bao gồm virus, vi khuẩn, động vật nguyên sinh và nấm. Trong phản ứng này, anhydrit phthalic phản ứng với các hydroxyl như propiolacton, metyl butyrat và axit 2-propylbutyric để tạo ra axit phthalic và formate.

6. Được sử dụng làm chất xúc tác trùng hợp.

Phthalic anhydride được sử dụng làm chất xúc tác trùng hợp cho nhiều phản ứng liên quan đến ethylene glycol hoặc glycerol. Những phản ứng này diễn ra nhanh chóng ở nhiệt độ và áp suất phòng, vì vậy nó thường được chọn cho mục đích này. 

Phản ứng trùng hợp bổ sung oxy hóa sử dụng anhydrit phthalic làm chất xúc tác cho nhiều loại phản ứng trùng hợp do khả năng phản ứng cao của nó đối với ethylene glycol và glycerol khi có mặt oxy.

7. Được sử dụng trong sản xuất mực

Phthalic anhydride được sử dụng trong sản xuất mực, một loại sơn mài được tạo ra bằng cách hòa tan anhydride phthalic với một dung môi như acetone hoặc toluene sẽ hoạt động như một chất làm dẻo, sau đó thêm các muối kim loại khác nhau để tạo ra các màu khác nhau.

8. Được sử dụng trong sản xuất chất chống đông.

Chất chống đông là một hóa chất được thêm vào nước để giảm điểm đóng băng và ngăn chặn sự hình thành sương giá. Phthalic anhydrit được sử dụng làm hóa chất chính để tạo ra chất hóa dẻo cho chất phụ gia này giúp giảm đáng kể điểm đóng băng của nước, do đó mang lại sự bảo vệ tốt hơn cho động cơ ô tô và các máy móc khác trong những tháng mùa đông khi nhiệt độ có thể xuống thấp nghiêm trọng.

9. Được sử dụng trong chế biến nhựa như một chất làm dẻo nhẹ và phụ gia bôi trơn.

Phthalic anhydrit được sử dụng làm phụ gia làm dẻo và bôi trơn trong sản xuất polyvinyl clorua (PVC) và polyolefin. Trong phản ứng này, anhydrit phthalic được phản ứng với các anken như propylen để tạo ra polystyren khiến nó rất bền nhiệt.

Phần kết luận

• Quá trình oxy hóa o xylene thành anhydrit phthalic là một phản ứng hóa học quan trọng trong nhiều quy trình công nghiệp, sử dụng chất xúc tác đồng. 
• Năng suất cao của nó là một trong những lợi thế chính của quy trình này, đặc biệt là đối với các ứng dụng yêu cầu số lượng lớn sản phẩm được sản xuất nhanh chóng với ít hoặc không có sản phẩm phụ. 
• Phản ứng này lần đầu tiên được phát hiện bởi nhà hóa học người Pháp Charles Frederic Gerhardt vào năm 1845.