N-Butanol – C4H10O là gì?

N-Butanol – C4H10O là gì? N-Butanol (C₄H₁₀O) là một loại alcohol có công thức hóa học C₄H₁₀O, được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp. Đây là một loại chất lỏng không màu, có mùi đặc trưng, dễ bay hơi và hòa tan trong nước, alcohol và nhiều dung môi hữu cơ khác.

• Công thức phân tử: C₄H₁₀O
• Ngoại quan: N-Butanol là một chất lỏng trong suốt, không màu. Có mùi đặc trưng của alcohol, dễ nhận biết, hơi giống mùi rượu. Là chất lỏng nhẹ, dễ bay hơi và có độ nhớt thấp. N-Butanol có thể có vị cay, giống như các alcohol khác, nhưng thường không được sử dụng để thử vị vì tính chất độc hại của nó.
• Tên gọi khác: Butan-1-ol, Butyl alcohol, 1-Butanol, Normal butanol, Butyl alcohol
• Xuất xứ: Trung Quốc

 

 

Phương pháp sản xuất N-Butanol – C4H10O là gì?

1. Phương Pháp Hydrat hóa Butylen (Hydration of Butene)

Phương pháp này là một trong những phương pháp phổ biến nhất để sản xuất N-Butanol trong công nghiệp.

• Nguyên liệu: Butylen (C₄H₈), một sản phẩm từ quá trình cracking dầu mỏ hoặc khí tự nhiên.
• Phản ứng: Butylen được hydrat hóa bằng cách thêm nước vào (H₂O) trong điều kiện nhiệt độ và áp suất cao, với sự có mặt của một chất xúc tác axit (như axit sulfuric). C4H8+H2O→H2SO4
• Điều kiện: Phản ứng xảy ra ở nhiệt độ cao (khoảng 100°C – 300°C) và áp suất cao (khoảng 20 – 50 atm). Chất xúc tác giúp quá trình hydrat hóa hiệu quả hơn.
• Sản phẩm: Sản phẩm cuối cùng là N-Butanol.

2. Phương Pháp Carbonyl hóa Propylene (Propylene Carbonylation)

Một phương pháp sản xuất N-Butanol khác là sử dụng propylene để tạo ra butanol thông qua quá trình carbonyl hóa.

• Nguyên liệu: Propylene (C₃H₆) và carbon monoxide (CO).
• Phản ứng: Propylene phản ứng với carbon monoxide trong sự hiện diện của một chất xúc tác kim loại (thường là rhodium hoặc cobalt), tạo ra butyraldehyde, sau đó được hydro hóa để chuyển hóa thành N-Butanol.
• Điều kiện: Quá trình này diễn ra ở nhiệt độ và áp suất cao.

3. Phương Pháp Fermentation (Lên men)

Phương pháp lên men được nghiên cứu để sản xuất N-Butanol từ các nguyên liệu hữu cơ như glucose hoặc các carbohydrate khác. Đây là phương pháp được gọi là quá trình lên men butanol.

• Nguyên liệu: Các nguồn đường (glucose, sucrose, hoặc tinh bột từ ngô, lúa mì, v.v.).
• Phản ứng: Các vi sinh vật (như Clostridium acetobutylicum) lên men các nguyên liệu này để sản xuất butanol cùng với các sản phẩm phụ như axit acetic và axit butyric.
• Điều kiện: Quá trình lên men diễn ra trong điều kiện môi trường yếm khí (không có oxy), với nhiệt độ và pH được điều chỉnh để tối ưu hóa sự phát triển của vi sinh vật.
• Sản phẩm: N-Butanol và các axit hữu cơ như axit acetic và axit butyric.

Phương pháp này chủ yếu được nghiên cứu để phát triển quy trình sản xuất bền vững và tái tạo từ nguồn sinh khối, mặc dù hiện nay vẫn chưa phổ biến trong sản xuất công nghiệp quy mô lớn do hiệu suất và chi phí sản xuất còn cao.

4. Phương Pháp Oxy hóa Butan (Butane Oxidation)

Một phương pháp khác là oxy hóa butan để tạo ra butanol.

• Nguyên liệu: Butan (C₄H₁₀).
• Phản ứng: Butan được oxy hóa trực tiếp bằng oxy (O₂) trong điều kiện xúc tác nhiệt hoặc xúc tác kim loại, tạo ra n-butanal (butyraldehyde), sau đó được hydro hóa thành n-butanol.
• Điều kiện: Phản ứng oxy hóa diễn ra ở nhiệt độ và áp suất cao.

5. Phương Pháp từ Nguồn Sinh Khối (Bio-based Production)

Như đã đề cập trong phương pháp lên men, nghiên cứu hiện nay cũng đang hướng đến việc sản xuất n-butanol từ các nguồn sinh khối tái tạo như cellulose, lignocellulose và các nguồn thực vật khác. Các nghiên cứu đang được tiến hành để tối ưu hóa quy trình này, biến N-Butanol thành một sản phẩm bền vững hơn.

Nguyên liệu sản xuất N-Butanol – C4H10O là gì?

1. Phương Pháp Hydrat hóa Butylen

• Nguyên liệu: Butylen (C₄H₈)
  Butylen là một loại olefin (hydrocarbon không no) có 4 nguyên tử carbon. Đây là sản phẩm phụ thường có trong quá trình cracking dầu mỏ hoặc khí tự nhiên. Butylen được sử dụng trong phản ứng hydrat hóa để sản xuất N-Butanol.

2. Phương Pháp Carbonyl hóa Propylene

• Nguyên liệu:
  • Propylene (C₃H₆): Propylene là một loại alken (hydrocarbon không no) có 3 nguyên tử carbon. Nó được sử dụng để tạo ra butyraldehyde thông qua phản ứng với carbon monoxide.
  • Carbon monoxide (CO): Một khí không màu và không mùi, được sử dụng trong phản ứng carbonyl hóa để tạo ra butyraldehyde.

3. Phương Pháp Lên Men (Fermentation)

• Nguyên liệu:
  • Carbohydrate: Để sản xuất N-Butanol từ phương pháp lên men, các nguồn đường như glucose, sucrose, hoặc tinh bột từ các nguyên liệu như ngô, lúa mì, khoai tây, hoặc các loại thực vật khác sẽ được sử dụng. Các vi sinh vật như Clostridium acetobutylicum sẽ lên men các chất này để tạo ra butanol.

4. Phương Pháp Oxy hóa Butan

• Nguyên liệu: Butan (C₄H₁₀)
  Butan là một loại hydrocarbon bão hòa (alkane) có 4 nguyên tử carbon. Nó có thể được oxy hóa trực tiếp bằng oxy (O₂) trong điều kiện xúc tác để tạo ra butyraldehyde, sau đó được hydro hóa để sản xuất N-Butanol.

5. Phương Pháp từ Nguồn Sinh Khối (Bio-based Production)

• Nguyên liệu: Các nguồn sinh khối như cellulose, lignocellulose, hoặc các sản phẩm phụ từ nông nghiệp (ngô, mía, gỗ, rơm, v.v.) có thể được sử dụng trong quá trình lên men để sản xuất N-Butanol. Các vi sinh vật hoặc enzyme sẽ phân hủy các nguyên liệu này thành đường đơn và sau đó lên men để tạo ra butanol.

Phân bố – N-Butanol – C4H10O là gì?

1. Phân bố trong tự nhiên

• N-Butanol trong tự nhiên: N-Butanol có thể được tìm thấy ở mức độ rất thấp trong tự nhiên. Chủ yếu là sản phẩm của quá trình phân hủy sinh học và lên men. Nó có thể xuất hiện trong các sản phẩm lên men như bia, rượu, và một số thực phẩm lên men khác.
• Vi sinh vật: Một số loài vi sinh vật (như Clostridium acetobutylicum) có thể sản xuất N-Butanol trong quá trình lên men. Điều này đặc biệt quan trọng trong sản xuất sinh học butanol từ nguồn carbohydrate.
• Tài nguyên sinh khối: N-Butanol có thể được sản xuất từ sinh khối (như gỗ, rơm rạ, hoặc nông sản khác) thông qua các quy trình lên men sinh học.

2. Phân bố theo khu vực sản xuất và tiêu thụ công nghiệp

• Sản xuất công nghiệp: N-Butanol chủ yếu được sản xuất tại các khu vực công nghiệp hóa. Đặc biệt là ở những quốc gia có ngành công nghiệp dầu mỏ phát triển, do butylen và propylene. Những nguyên liệu chính để sản xuất N-Butanol, có sẵn từ quá trình chưng cất dầu mỏ và khí tự nhiên.
  • Châu Á: Trung Quốc, Ấn Độ và Nhật Bản là những quốc gia có sản xuất N-Butanol lớn. Do nhu cầu cao trong các ngành công nghiệp nhựa, sơn, và hóa chất.
  • Bắc Mỹ và Châu Âu: Hoa Kỳ, Canada và các nước EU cũng có sản lượng N-Butanol đáng kể. Chủ yếu phục vụ cho các ngành công nghiệp sản xuất nhựa, chất dẻo, và hóa chất công nghiệp.
• Tiêu thụ công nghiệp:
  • Công nghiệp sơn và véc-ni: N-Butanol được sử dụng rộng rãi trong sản xuất sơn, véc-ni và chất tẩy rửa. Đặc biệt là ở các quốc gia có ngành xây dựng và sản xuất ô tô phát triển.
  • Công nghiệp nhựa: N-Butanol là nguyên liệu chính trong sản xuất nhựa và cao su butyl. Có ứng dụng trong ngành sản xuất lốp xe, bao bì và sản phẩm nhựa tiêu dùng.
  • Nhiên liệu: N-Butanol được nghiên cứu và sử dụng như một nhiên liệu thay thế trong động cơ đốt trong. Đặc biệt là ở các quốc gia quan tâm đến phát triển nhiên liệu sinh học.

3. Sự phân bố toàn cầu

N-Butanol được sản xuất ở quy mô công nghiệp lớn và có sự phân bố rộng rãi trên toàn cầu. Tuy nhiên, nhu cầu và sản lượng N-Butanol cao nhất thường tập trung ở các quốc gia phát triển với ngành công nghiệp hóa chất mạnh mẽ, như Hoa Kỳ, Trung Quốc, Ấn Độ, và các nước châu Âu.

Quý khách có nhu cầu mua và sử dụng hóa chất N-Butanol – C4H10O Trung Quốc của KDC hãy liên hệ ngay số Hotline 0868.520.018 hoặc truy cập trực tiếp website KDCCHEMICAL.VN để được tư vấn và hỗ trợ trực tiếp từ hệ thống các chuyên viên.