Clo là một yếu tố hóa học có khả năng phản ứng với số lượng nguyên tử 17 và biểu tượng CL. Nó là một loại khí xanh với mùi cay nồng và là thành phần chính trong nhiều ứng dụng công nghiệp. Ứng dụng như vậy là sản xuất phốt pho clorua, một hợp chất được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp hóa học như chất xúc tác, thuốc thử và trung gian.
Phốt pho clorua (PCL3) là một chất lỏng không màu, khói, hòa tan trong nhiều loại dung môi hữu cơ. Nó có một phản ứng cao và được sử dụng trong một loạt các phản ứng hóa học, bao gồm sản xuất axit photphoric, oxyxy clorua và các hợp chất photphorus hữu cơ khác nhau. Việc sản xuất phốt pho clorua từ clo là một quá trình phức tạp bao gồm nhiều bước và kiểm soát cẩn thận các điều kiện.
Nguyên liệu và thiết bị thô
Việc sản xuất phốt pho clorua đòi hỏi một số nguyên liệu thô và thiết bị chuyên dụng. Vật liệu chính là khí clo và phốt pho trắng với độ tinh khiết cao. Khí clo thường được tạo ra từ quá trình nước muối điện phân, trong khi phốt pho trắng được tạo ra bằng cách giảm phốt pho bằng than trong lò điện.
Các thiết bị cần thiết để sản xuất phốt pho clorua bao gồm các bể phản ứng, bình ngưng, máy bơm và van. Bể phản ứng thường được làm bằng thép không gỉ và được thiết kế để chịu được nhiệt độ cao và áp suất liên quan đến quá trình này. Thiết bị ngưng tụ được sử dụng để làm mát và các sản phẩm có khí đốt, trong khi máy bơm và van được sử dụng để kiểm soát nguyên liệu và sản phẩm thô.
Giai đoạn chuẩn bị
Giai đoạn chuẩn bị có liên quan đến việc chuẩn bị nguyên liệu thô và bể phản ứng. Khí clo thường được tạo ra bởi quá trình điện phân của nước muối, bao gồm cả dòng điện chạy qua dung dịch natri clorua. Khí clo thu được sau đó được nén và lưu trữ trong các bể áp suất để sử dụng trong sản xuất phốt pho clorua.
Phốt pho trắng có độ tinh khiết cao thường được sản xuất bằng cách giảm phốt pho bằng than trong lò điện. Photopopy trắng có phản ứng cao và phải được lưu trữ dưới nước hoặc khí trơ để ngăn chặn nó bắt hoặc phản ứng với không khí.
Bể phản ứng thường được làm bằng thép không gỉ và được thiết kế để chịu được nhiệt độ cao và áp suất liên quan đến quá trình này. Con tàu thường được trang bị hệ thống sưởi và làm mát, cũng như máy bơm và van để kiểm soát nguyên liệu và sản phẩm thô.
Pha phản ứng
Pha phản ứng liên quan đến việc đặt nguyên liệu thô vào bể phản ứng và bắt đầu phản ứng. Đầu tiên, chai phản ứng được nạp với một lượng cao phốt pho có độ tinh khiết cao. Khí clo sau đó được đặt vào chai, dưới dạng khí hoặc chất lỏng.
Phản ứng giữa khí clo và phốt pho trắng rất nóng và tạo ra một lượng lớn nhiệt. Phản ứng thường được bắt đầu bằng cách làm nóng nhiệt độ xác định bằng cách sử dụng các nguồn nhiệt bên ngoài, chẳng hạn như hơi nước hoặc lò sưởi điện. Nhiệt độ của chai được kiểm soát cẩn thận để tránh phản ứng trở nên quá mãnh liệt hoặc không phổ biến.
Khi phản ứng diễn ra, phốt pho tricloride (PCL3) và phốt pho pentacloride (PCL5) được hình thành. Chúng rất dễ bay hơi và có xu hướng bay hơi khỏi hỗn hợp phản ứng, vì vậy cần phải kiểm soát cẩn thận nhiệt độ và áp suất trong bể phản ứng.
Phản ứng thường diễn ra cho đến khi tất cả các phốt pho trắng được tiêu thụ, tại thời điểm đó, quá trình sản xuất phốt pho clorua kết thúc. Hỗn hợp phản ứng sau đó được làm mát và các loại khí còn lại và các chất không phản ứng được loại bỏ khỏi bể phản ứng.
Giai đoạn tách biệt và tinh chế
Giai đoạn phân tách và tinh chế liên quan đến việc tách và tinh chế các sản phẩm phốt pho clorua từ hỗn hợp phản ứng. Hỗn hợp phản ứng thường bao gồm phốt pho tricloride, phốt pho pentacloride, khí clo không phản ứng và các sản phẩm khác.
Các bước đầu tiên trong quá trình tách và tinh chế thường được chưng cất, được sử dụng để tách các sản phẩm phốt pho triclorua và phốt pho pentacloride khỏi khí clo không phản ứng và các sản phẩm khác. Quá trình chưng cất thường bao gồm làm nóng hỗn hợp phản ứng đến nhiệt độ cao, làm cho các sản phẩm phốt pho clorua bốc hơi và tách biệt với các thành phần khác của hỗn hợp.
Sản phẩm chưng cất sau đó được làm mát và ngưng tụ, thu được hỗn hợp phốt pho tricloride và pentacloride. Hỗn hợp này sau đó được tinh chỉnh thêm bằng phương pháp chưng cất phân đoạn, phương pháp này sẽ tách biệt hai sản phẩm dựa trên các điểm sôi khác nhau của chúng. Sau đó, các sản phẩm tinh chế thu được có thể được thu thập và đóng gói để bán hoặc tiếp tục sử dụng trong ngành hóa chất.
Ứng dụng
Phốt pho clorua là một hợp chất linh hoạt được sử dụng trong nhiều ứng dụng công nghiệp. Một trong những ứng dụng chính của phốt pho clorua là tạo ra thuốc thử và chất xúc tác trong sản xuất axit photphoric. Axit photphoric là thành phần chính trong nhiều loại sản phẩm, bao gồm phân bón, chất tẩy rửa và phụ gia thực phẩm.
Phốt pho clorua cũng được sử dụng như một thuốc thử trong việc sản xuất các hợp chất phốt pho hữu cơ khác nhau, như thuốc trừ sâu, chống cháy và dẻo. Nó cũng được sử dụng như một chất xúc tác trong một loạt các phản ứng hóa học, bao gồm tổng hợp ester và Amit.
Ngoài việc sử dụng công nghiệp, phốt pho clorua cũng được sử dụng trong nghiên cứu học thuật và công nghiệp dược phẩm. Nó được sử dụng như một thuốc thử trong nhiều phản ứng hóa học và là thành phần chính trong quá trình tổng hợp một số dược phẩm.
Công ty chứng khoán chung của Dong A tự hào là người tiên phong trong lĩnh vực sản xuất các sản phẩm hóa học cơ bản như NaOH, HCL, PAC, Javen, clo lỏng, clo (canxi hypochlorite) cho các ngành công nghiệp trong nước.
Giáo sư Nguyễn Lân Dũng là nhà khoa học hàng đầu Việt Nam trong lĩnh vực vi sinh vật học (wiki), với hơn nửa thế kỷ cống hiến cho giáo dục và nghiên cứu. Ông là con trai Nhà giáo Nhân dân Nguyễn Lân, thuộc gia đình nổi tiếng hiếu học. Giáo sư giữ nhiều vai trò quan trọng như Chủ tịch Hội các ngành Sinh học Việt Nam, Đại biểu Quốc hội và đã được phong tặng danh hiệu Nhà giáo Nhân dân năm 2010.
