AlCl3 – Nhôm Clorua là gì?

AlCl3 – Nhôm Clorua là gì?

AlCl3 – Nhôm Clorua là gì?  Nhôm Clorua (AlCl₃) là một hợp chất vô cơ giữa nhôm và clo. Thường tồn tại ở dạng khô (AlCl₃ khan) hoặc ngậm nước (AlCl₃·6H₂O). Ở điều kiện thường, AlCl₃ khan là chất rắn màu trắng hoặc hơi vàng. Có khả năng hút ẩm mạnh và dễ thăng hoa khi nung nóng. Khi hòa tan trong nước, AlCl₃ trải qua quá trình thủy phâ. Tạo dung dịch có tính axit.

Nhôm Clorua được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp hóa dầu, tổng hợp hữu cơ, sản xuất nhôm kim loại, xử lý nước, mỹ phẩm và dược phẩm. Nó là chất xúc tác quan trọng trong phản ứng Friedel-Crafts. Giúp tổng hợp nhiều hợp chất hữu cơ quan trọng. Tuy nhiên, AlCl₃ khan có thể gây kích ứng mạnh đối với da và hệ hô hấp. Do đó cần được bảo quản và sử dụng cẩn thận.

• Ngoại quan:

  Nhôm Clorua tồn tại chủ yếu dưới hai dạng chính:

  • Dạng khan (AlCl₃ khan): Chất rắn màu trắng hoặc vàng nhạt, có tính hút ẩm mạnh, dễ bị phân hủy khi tiếp xúc với không khí. Khi đun nóng, nó dễ dàng thăng hoa tạo thành khói trắng.
  • Dạng ngậm nước (AlCl₃·6H₂O): Tinh thể màu trắng, tan tốt trong nước, có tính axit cao khi hòa tan, tạo ra dung dịch có pH thấp.
• Tên gọi khác: Aluminum chloride, Aluminum trichloride, Trichloroaluminum, Nhôm (III) clorua
• Công thức hoá học: AlCl3
• Mã CAS: 7446-70-0
• Xuất xứ: Trung Quốc

 

Nguyên liệu sản xuất  AlCl3 – Nhôm Clorua là gì?

1. Nhôm kim loại (Al)

   • Nhôm nguyên chất hoặc nhôm phế liệu là nguồn nguyên liệu phổ biến. Đặc biệt trong quy trình clo hóa trực tiếp bằng khí Cl₂ ở nhiệt độ cao. Phản ứng này tạo ra AlCl₃ khan với hiệu suất cao.
   • Nhôm tái chế từ ngành công nghiệp cũng có thể được sử dụng để tối ưu chi phí sản xuất.

2. Hợp chất nhôm: Nhôm oxit (Al₂O₃) và Nhôm hydroxit (Al(OH)₃)

   • Các hợp chất này thường có sẵn trong quặng bauxit hoặc từ quá trình xử lý nhôm.
   • Khi phản ứng với axit clohydric (HCl), chúng tạo ra AlCl₃ trong dung dịch. Sau đó có thể kết tinh hoặc xử lý để thu được AlCl₃ khan.

3. Khí Clo (Cl₂)

   • Là tác nhân chính để clo hóa nhôm kim loại. Thường được sử dụng trong công nghiệp sản xuất AlCl₃ khan với độ tinh khiết cao.
   • Quá trình này cần được thực hiện trong điều kiện kiểm soát nghiêm ngặt do tính độc hại và phản ứng mạnh của clo.

4. Axit Clohydric (HCl)

   • Trong phương pháp sản xuất AlCl₃ từ hợp chất nhôm như Al₂O₃ hoặc Al(OH)₃. HCl được sử dụng để hòa tan hợp chất này, tạo ra dung dịch AlCl₃.
   • Dung dịch này có thể được cô đặc để tạo thành AlCl₃ rắn hoặc chuyển đổi thành AlCl₃ khan thông qua quá trình làm khô.

 

Phương pháp sản xuất AlCl3 – Nhôm Clorua là gì?

1. Phương pháp Clo hóa Nhôm Kim Loại (Phương pháp khô)

Phương pháp này chủ yếu được sử dụng để sản xuất AlCl₃ khan có độ tinh khiết cao.

Quy trình thực hiện:

• Bước 1: Đưa nhôm kim loại (Al) vào lò phản ứng.

• Bước 2: Dẫn khí clo (Cl₂) vào buồng phản ứng chứa nhôm ở nhiệt độ khoảng 600 – 800°C.

• Bước 3: Nhôm phản ứng với clo tạo ra Nhôm Clorua dạng hơi theo phản ứng: 2Al+3Cl2→2AlCl3​

• Bước 4: Hơi AlCl₃ được làm nguội nhanh chóng để ngưng tụ thành dạng rắn. Sau đó thu gom và đóng gói.

Ưu điểm:

✔️ Sản phẩm có độ tinh khiết cao, ít tạp chất.
✔️ Quy trình khô, không tạo ra chất thải lỏng gây ô nhiễm môi trường.

Nhược điểm:

❌ Cần kiểm soát chặt chẽ nhiệt độ và lượng khí clo để tránh thất thoát hoặc phản ứng phụ.
❌ Clo là khí độc, dễ ăn mòn, yêu cầu hệ thống xử lý an toàn.

2. Phương pháp Hòa tan hợp chất Nhôm bằng Axit Clohydric (Phương pháp ướt)

Phương pháp này chủ yếu tạo ra dung dịch AlCl₃ hoặc AlCl₃ ngậm nước (AlCl₃·6H₂O).

Quy trình thực hiện:

• Bước 1: Nhôm oxit (Al₂O₃) hoặc nhôm hydroxit (Al(OH)₃) được hòa tan trong axit clohydric (HCl) theo phản ứng: Al2O3+6HCl→2AlCl3+3H2O

  hoặc Al(OH)3+3HCl→AlCl3+3H2O

• Bước 2: Dung dịch AlCl₃ được cô đặc và kết tinh thành AlCl₃·6H₂O (dạng ngậm nước) hoặc tiếp tục sấy khô để thu được AlCl₃ khan.

Ưu điểm:

✔️ Sử dụng nguyên liệu rẻ hơn, dễ tiếp cận như quặng bauxit, nhôm oxit.
✔️ Quy trình đơn giản, có thể điều chỉnh nồng độ dung dịch dễ dàng.

Nhược điểm:

❌ Sản phẩm có thể chứa tạp chất nếu nguyên liệu không tinh khiết.
❌ Quy trình sinh ra nước thải axit, cần xử lý môi trường.

Phân bố AlCl3 – Nhôm Clorua

1. Phân bố trong tự nhiên

Trong tự nhiên, Nhôm Clorua (AlCl₃) không tồn tại ở dạng khoáng vật ổn định do tính chất dễ phản ứng với nước và hơi ẩm trong không khí. Tuy nhiên, nó có thể được tìm thấy ở dạng tàn dư hoặc khoáng vật phụ trong các khu vực có hoạt động núi lửa hoặc mỏ khoáng sản giàu nhôm và clo.

• Khu vực núi lửa: Một lượng nhỏ AlCl₃ có thể được hình thành trong khí núi lửa giàu clo và nhôm, nhưng thường bị rửa trôi nhanh chóng bởi nước mưa.
• Mỏ muối và trầm tích evaporit: Trong môi trường có nồng độ muối cao, một số hợp chất nhôm-clo có thể được hình thành dưới dạng kết tủa, nhưng rất hiếm.
• Bùn đỏ từ khai thác bauxite: Khi quặng bauxite được xử lý trong công nghiệp sản xuất nhôm. Có thể tạo ra một lượng nhỏ hợp chất nhôm-clo như sản phẩm phụ.

Tuy nhiên, do tính dễ bay hơi và phản ứng nhanh với hơi nước, AlCl₃ gần như không tồn tại lâu trong tự nhiên mà chủ yếu được sản xuất nhân tạo để sử dụng trong công nghiệp.

2. Phân bố trong công nghiệp và ứng dụng toàn cầu

Do vai trò quan trọng trong ngành hóa chất, AlCl₃ có mặt rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp, đặc biệt là:

a) Ngành công nghiệp hóa dầu và tổng hợp hữu cơ

• Khu vực có nền công nghiệp hóa dầu phát triển mạnh: Hoa Kỳ, Trung Quốc, Đức, Ấn Độ, và Nga là những quốc gia có sản lượng AlCl₃ cao. Do nhu cầu sử dụng lớn trong tổng hợp dược phẩm, hương liệu, phẩm nhuộm và chất xúc tác trong cracking dầu mỏ.
• Nhà máy lọc dầu: AlCl₃ được sử dụng làm chất xúc tác trong phản ứng Friedel-Crafts, chủ yếu tập trung tại các khu vực có nhà máy lọc dầu lớn như **Texas (Mỹ), Rotterdam (Hà Lan), Thượng Hải (Trung Quốc), Mumbai (

Khả năng xúc tác của Nhôm Clorua (AlCl₃) trong tổng hợp hóa dầu giúp nó được sử dụng phổ biến tại các tổ hợp lọc hóa dầu lớn như:

• Texas (Hoa Kỳ) – Trung tâm công nghiệp hóa dầu quan trọng với nhiều nhà máy sử dụng AlCl₃ trong quá trình alkyl hóa, polymer hóa và cracking dầu thô.
• Rotterdam (Hà Lan) – Một trong những cụm hóa dầu lớn nhất châu Âu. Sử dụng AlCl₃ để tổng hợp hóa chất trung gian, nhựa và chất hóa dẻo.
• Thượng Hải (Trung Quốc) và Mumbai (Ấn Độ) – Các trung tâm sản xuất dược phẩm, nhựa và hóa chất hữu cơ sử dụng AlCl₃ như chất xúc tác Friedel-Crafts quan trọng.

b) Ngành công nghiệp nhôm và luyện kim

Trong ngành luyện kim, AlCl₃ có vai trò quan trọng trong:

• Luyện nhôm tinh khiết: AlCl₃ là một trong những sản phẩm trung gian trong quá trình tinh chế nhôm từ quặng bauxite, đặc biệt trong quy trình Hall-Héroult.
• Chế tạo hợp kim nhôm-coban (Al-Co): AlCl₃ được sử dụng trong sản xuất hợp kim nhôm-coban có tính chất bền nhiệt cao, ứng dụng trong ngành hàng không vũ trụ.
• Ứng dụng trong đúc kim loại: Một số nhà máy đúc nhôm tại Đức, Nhật Bản, Canada sử dụng AlCl₃ để cải thiện tính chất cơ học của kim loại nóng chảy.

c) Công nghiệp hóa mỹ phẩm và dược phẩm

• Sản xuất thuốc khử mồ hôi: Các thương hiệu lớn ở Mỹ và châu Âu như Unilever, P&G sử dụng AlCl₃ trong công thức chống mồ hôi và khử mùi.
• Sản xuất thuốc kháng viêm và chống loét dạ dày: AlCl₃ là thành phần trong một số loại thuốc dạ dày, giúp giảm tiết axit và bảo vệ niêm mạc.

d) Ngành công nghiệp nhựa, sơn và vật liệu xây dựng

• Sản xuất nhựa polyme cao cấp: AlCl₃ được sử dụng trong quá trình trùng hợp styrene và vinyl. Ứng dụng trong ngành sản xuất nhựa tổng hợp tại Mỹ, Hàn Quốc, Trung Quốc.
• Chất xúc tác trong tổng hợp cao su tổng hợp: Trong sản xuất cao su butyl và EPDM, AlCl₃ giúp kiểm soát phản ứng polymer hóa, đảm bảo sản phẩm có độ bền cao.
• Sơn và chất phủ: AlCl₃ được ứng dụng trong chất tạo màu, sơn chịu nhiệt và sơn chống ăn mòn.

Quý khách có nhu cầu mua và sử dụng hóa chất AlCl3 – Nhôm Clorua của KDCCHEMICAL hãy liên hệ ngay số Hotline 0867.883.818 hoặc truy cập trực tiếp website KDCCHEMICAL.VN để được tư vấn và hỗ trợ trực tiếp từ hệ thống các chuyên viên.