Khí clo (Cl2) là chất khí màu vàng lục, mùi hắc. Nó có tính phản ứng cao và có đặc tính oxy hóa mạnh. Khí clo hòa tan trong nước và phản ứng với nó để tạo thành axit clohydric (HCl) và axit hypochlorous (HClO), là chất oxy hóa mạnh. Khí clo cũng có độc tính cao và có thể gây kích ứng da và hô hấp nghiêm trọng. Do đó, các biện pháp an toàn thích hợp phải được thực hiện khi xử lý khí clo.
Việc sử dụng khí clo trong sản xuất TPC
Quá trình sản xuất TPC sử dụng khí clo làm tác nhân clo hóa bao gồm một số bước, được mô tả dưới đây.
Bước 1: Điều chế axit terephtalic
Axit terephtalic thường được điều chế bằng cách oxy hóa para-xylene hoặc dimethyl terephthalate (DMT) bằng cách sử dụng chất xúc tác như coban hoặc mangan. Phản ứng có thể được thực hiện bằng cách sử dụng không khí hoặc oxy làm tác nhân oxy hóa. Axit terephthalic thu được được tinh chế bằng cách kết tinh lại hoặc thăng hoa.
Bước 2: Clo hóa axit terephtalic
Quá trình clo hóa axit terephthalic bằng khí clo thường được thực hiện trong bình phản ứng được trang bị máy khuấy, nhiệt kế và bình ngưng. Phản ứng tỏa nhiệt và phải được kiểm soát cẩn thận để ngăn chặn phản ứng chạy trốn. Phản ứng có thể được thực hiện với sự có mặt của chất xúc tác như nhôm chloride hoặc sắt chloride, có thể cải thiện tính chọn lọc và năng suất của phản ứng.
Phản ứng chung cho quá trình clo hóa axit terephtalic bằng khí clo được thể hiện dưới đây:
C8H4O4 + 2Cl2 → C8H4Cl2O2 + 2CO2 + 2HCl
Phản ứng có thể được thực hiện ở nhiệt độ từ 50°C đến 100°C và ở áp suất khí quyển. Thời gian phản ứng có thể khác nhau tùy thuộc vào điều kiện phản ứng, nhưng thường dao động từ 2 đến 4 giờ.
Bước 3: Tinh chế terephthaloyl chloride
Terephthaloyl chloride thô thu được từ quá trình clo hóa axit terephthalic thường được tinh chế bằng cách chưng cất hoặc thăng hoa. Quá trình tinh chế loại bỏ các tạp chất như axit terephthalic chưa phản ứng, HCl và các sản phẩm phụ khác.
Điểm sôi của terephthaloyl chloride xấp xỉ 270°C ở áp suất khí quyển và nó có thể thăng hoa ở nhiệt độ trên 220°C. Do đó, thăng hoa là phương pháp thường được sử dụng để tinh chế terephthaloyl chloride. Quá trình thăng hoa bao gồm làm nóng TPC thô đến nhiệt độ cao hơn điểm nóng chảy của nó (142-143°C) và thu TPC tinh khiết vào một bình riêng biệt.
Ngoài ra, chưng cất có thể được sử dụng để tinh chế TPC. Quá trình chưng cất bao gồm làm nóng TPC thô đến nhiệt độ trên điểm sôi của nó (270°C) và thu TPC tinh khiết trong một bình riêng biệt. Chưng cất là một phương pháp được sử dụng phổ biến hơn để sản xuất TPC quy mô lớn.
Bước 4: Xử lý và bảo quản terephthaloyl chloride
TPC là một hóa chất có tính phản ứng cao và nguy hiểm phải được xử lý cẩn thận. Nó có thể phản ứng dữ dội với nước và các chất hữu cơ, đồng thời có thể gây bỏng nặng và các vấn đề về hô hấp. Do đó, nó phải được bảo quản ở nơi mát mẻ, khô ráo và thông gió tốt trong hộp kín.
TPC có thể được vận chuyển trong thùng hoặc thùng bằng thép không gỉ hoặc nhôm được thiết kế cho các vật liệu nguy hiểm. Các thùng chứa phải được dán nhãn cảnh báo nguy hiểm thích hợp và phải được vận chuyển theo quy định của địa phương.
Các ứng dụng của terephthaloyl chloride
TPC là một chất trung gian quan trọng trong sản xuất polyeste như PET và PBT. PET được sử dụng rộng rãi trong sản xuất sợi, màng và nhựa để đóng gói, dệt may và điện tử. PBT được sử dụng trong sản xuất phụ tùng ô tô, linh kiện điện và hàng tiêu dùng.
TPC cũng được sử dụng trong sản xuất các hóa chất khác như thuốc nhuộm, dược phẩm và hóa chất nông nghiệp. Nó cũng được sử dụng làm thuốc thử trong các phản ứng tổng hợp hữu cơ như quá trình acyl hóa Friedel-Crafts của các hợp chất thơm.
