Cơ chế phản ứng:
Việc sản xuất allyl chloride từ propylen và khí clo là một phản ứng gốc tự do xảy ra trong một số bước. Bước đầu tiên là bước bắt đầu, bao gồm sự hình thành các gốc tự do từ các chất phản ứng. Trong trường hợp này, bước bắt đầu được bắt đầu bằng tia cực tím hoặc bằng cách làm nóng chất phản ứng.
C3H6 + Cl2 → C3H6Cl + Cl•
Trong bước tiếp theo, các gốc tự do phản ứng với các phân tử khác để tạo thành các gốc tự do và sản phẩm mới. Trong trường hợp này, allyl chloride được hình thành do phản ứng giữa gốc tự do và phân tử propylen.
C3H6 + Cl• → C3H5Cl + H•
Gốc tự do mới hình thành phản ứng với một phân tử clo khác để tạo thành một gốc tự do khác và sản phẩm mới là hydro chloride.
C3H5Cl + Cl• → C3H4Cl2 + H•
Quá trình này tiếp tục cho đến khi tất cả các chất phản ứng được tiêu thụ hết, dẫn đến sự hình thành các sản phẩm chính là allyl chloride và hydro chloride.
C3H6 + 2Cl2 → C3H4Cl2 + 2HCl
Allyl chloride là chất lỏng không màu, dễ cháy, có mùi hăng. Nó có nhiệt độ sôi là 44,2°C và mật độ là 0,94 g/mL. Allyl chloride hòa tan trong hầu hết các dung môi hữu cơ, nhưng chỉ hòa tan một chút trong nước.
Hidro chloride là một chất khí không màu, có tính axit, có mùi hắc, hăng. Nó hòa tan cao trong nước và tạo thành axit clohydric khi hòa tan trong nước. Hydro chloride là một axit mạnh và ăn mòn nhiều kim loại và vật liệu hữu cơ.
Cân nhắc an toàn:
Việc sản xuất allyl chloride từ propylene và khí clo là một quy trình nguy hiểm tiềm ẩn và phải tính đến một số cân nhắc về an toàn để ngăn ngừa tai nạn và bảo vệ người lao động.
Khí clo là một loại khí có độc tính cao có thể gây ra các vấn đề nghiêm trọng về hô hấp nếu hít phải. Do đó, phải cung cấp hệ thống thông gió thích hợp và bảo vệ hô hấp cho công nhân xử lý khí clo.
Allyl chloride là chất lỏng dễ cháy và có thể gây nguy cơ hỏa hoạn nếu không được xử lý đúng cách. Do đó, các biện pháp an toàn phòng cháy chữa cháy thích hợp, chẳng hạn như bình chữa cháy và hệ thống báo cháy, nên được thực hiện để ngăn ngừa tai nạn.
Hydro chloride là một loại khí ăn mòn có thể gây kích ứng da và mắt. Do đó, các thiết bị bảo vệ thích hợp, chẳng hạn như kính bảo hộ và găng tay, nên được cung cấp cho người lao động.
Phản ứng giữa propylene và khí clo là một phản ứng tỏa nhiệt tạo ra nhiệt. Do đó, nên áp dụng các biện pháp làm mát thích hợp để ngăn nhiệt độ tăng quá cao.
Phản ứng giữa propylen và khí clo có thể tạo ra các sản phẩm phụ như 1,2-dichloropropane, 1,3-dichloropropane và 1,2,3-trichloropropane, độc hơn allyl chloride. Do đó, các biện pháp an toàn thích hợp nên được thực hiện để giảm thiểu việc sản xuất các sản phẩm phụ này.
Chi tiết quy trình:
Việc sản xuất allyl chloride từ propylen và khí clo thường bao gồm các bước sau:
Chuẩn bị các chất phản ứng: Propylene và khí clo thường được lưu trữ trong các bể riêng biệt và được vận chuyển đến cơ sở sản xuất. Trước khi sử dụng, các thùng chứa phải được kiểm tra rò rỉ và độ tinh khiết của khí phải được xác minh.
Trộn các chất phản ứng: Propylene và khí clo được trộn trong bình phản ứng với sự có mặt của chất xúc tác. Chất xúc tác được sử dụng phổ biến nhất là sắt(III) chloride, giúp thúc đẩy sự hình thành các gốc tự do và giúp bắt đầu phản ứng.
Phản ứng được bắt đầu bằng cách làm nóng bình phản ứng hoặc cho chất phản ứng tiếp xúc với tia cực tím. Điều này gây ra sự hình thành các gốc tự do từ các chất phản ứng. Các gốc tự do phản ứng với các phân tử khác để tạo thành các gốc tự do và sản phẩm mới. Quá trình này tiếp tục cho đến khi tất cả các chất phản ứng được tiêu thụ.
Hỗn hợp allyl chloride, hydro chloride và các sản phẩm phụ khác được tách ra bằng cách chưng cất. Allyl chloride thường được tinh chế bằng nhiều lần chưng cất để loại bỏ bất kỳ tạp chất nào.
Bảo quản và Vận chuyển: Allyl chloride tinh khiết được bảo quản trong thùng và vận chuyển đến khách hàng để sử dụng tiếp.
