Nghiên cứu tổng hợp Methylal từ Formaldehyt

Thị trường methylal toàn cầu đạt 650 nghìn tấn vào năm 2016. Dự báo thị trường này sẽ tăng trung bình 3,5%/năm từ 2017 - 2022. Khu vực Châu Á-Thái Bình Dương là thị trường lớn nhất cho methylal, như hầu hết các hoạt động sản xuất toàn cầu có thể nhìn thấy trong khu vực này. Châu Á-Thái Bình Dương cũng là nhà sản xuất lớn nhất của methylal, với dẫn đầu là Trung Quốc. Nhu cầu methylal từ Bắc Mỹ và châu Âu đã tăng mạnh trong thời gian qua và xu hướng tăng vẫn sẽ còn tiếp tục nhất là ở các khu vực cắt giảm lượng khí thải VOC. Tại Việt Nam, methylal đang nhập khẩu hoàn toàn khoảng vài trăm tấn/năm. Được sử dụng cho các lĩnh vực sơn, tẩy rửa điện tử, keo, gỗ và sản xuất nhang chống muỗi. Việc sử dụng methylal thay thế cho những dung môi độc hại đang còn hạn chế do giá thành nhập khẩu cao (khoảng trên 1700 USD/tấn). 

Hiện nay, các giải pháp làm giảm hàm lượng khí phát thải gây ô nhiễm vào môi trường khi sử dụng các dung môi trong công nghiệp đang được cả thế giới quan tâm. Methylal, còn được gọi là dimethoxymethane được tổng hợp thông qua phản ứng xúc tác giữa formaldehyd và methanol. Hợp chất này được xem như một dung môi ít độc và khá thân thiện với môi trường. Methylal có nhiều tính chất lý hóa ưu việt như: là một chất lỏng trong suốt, độ nhớt thấp hòa tan tốt trong nước và hầu hết các dung môi khác, điểm sôi thấp, bay hơi nhanh, tỉ lệ khối lượng Oxi/C trong phân tử cao. Với những tính chất hóa lý đó tạo cho methylal có rất nhiều ứng dụng:

- Được điều chỉnh để thay thế các dung môi truyền thống đặc biệt các dung môi độc hại, dễ bay hơi như dicloromethane, clorofom… 

- Thay thế các chất môi lạnh có nguồn gốc clo hóa nhằm giảm khí phát thải gây ô nhiễm vào bầu khí quyển

 - Ứng dụng chế tạo son khí: làm các dung dịch xịt trong dược phẩm, mỹ phẩm, sơn… 

- Tạo hỗn hợp với các dung môi khác tạo ra loại dung môi có khả năng tương hợp tốt cho công nghiệp sơn, keo, chất tẩy rửa điện tử 

- Chất tạo bọt trong chế tạo polyurehtane - Là phụ gia pha xăng để tăng trị số octan 

- Là phụ gia cho nhiên liệu để giảm muội than trong quá trình đốt

Trong khi đó nguồn nguyên liệu chính để sản xuất để sản xuất methyal là fomaldehyt đã được sản xuất trong nước có chất lượng tốt với sản lượng ổn định, giá thành tương đối thấp. Methanol cũng là nguồn nguyên liệu chính để sản xuất formadehyt nên cũng luôn là nguồn nguyên liệu ổn định. Việc tận dụng các nguồn nguyên liệu sẵn có tại chỗ này để sản xuất methylal chắc chắn sẽ làm giá thành sản phẩm giảm đáng kể, ít nhất khoảng 30% so với nhập ngoại.

Sau thời gian nghiên cứu, đề tài đã thu được những kết quả như sau:

Đã tổng quan các quá trình tổng hợp methylal, đánh giá nhu cầu thị trường trong nước; 

Đã nghiên cứu, xây dựng quy trình công nghệ tổng hợp methylal 

Quy trình sản xuất thử nghiệm 3lít/mẻ đã được tiến hành với độ ổn định và có độ lập cao, độ chuyển hoá đạt xấp xỉ 93%, độ tinh khiết sản phẩm đạt 94%; 

Đã phân tích các tính chất hóa lý đặc trưng của sản phẩm:

Đã đo phổ hồng ngoại IR, phổ cộng hưởng từ proton 1H-NMR của methylal tổng hợp, đã tiến hành phân tích phổ, xác định, quy kết các vân đặc trưng cho các nhóm chức cơ bản. Kết quả chứng tỏ đã tổng hợp thành công methylal. 

Các thông số hóa lý: Cho thấy methylal tổng hợp đạt tiêu chuẩn tương đương methylal thương mại cùng hàm lượng hiện sử dụng cho ngành sơn; 

Đã sản xuất thử nghiệm 20 lít sản phẩm methylal đạt các tiêu chuẩn chất lượng đăng kí và có chất lượngtương đương methylal thượng mại cùng hàm lượng hiện sử dụng cho ngành sơn;

Đã nghiên cứu, xây dựng đơn pha chế dung môi có chưa methylal ứng dụng cho sản xuất sơn;

Đã sản xuất thử nghiệm 30 lít dung môi hỗn hợp chứa methylal đạt tiêu chuẩn đăng kí;

Đã đưa ra quy trình công nghệ sản xuất methylal và tính toán sơ bộ chi phí sản xuất.Chi phí tạm tính cho 1lít sản phẩm methylal là 33.000 đ/kg. Giá bán methylal hiện tại trên thị trường là 50.000- 60.000 đồng/lít.

Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 15282/2018) tại Cục Thông tin KH&CNQG.

Đ.T.V (NASATI)