Dung môi công nghiệp Xylene: Tính chất, ứng dụng và lưu ý sử dụng

Dung môi Xylene hiện nay được xem là mặt hàng có số lượng tiêu thụ lớn nhất trên thị trường công nghiệp hóa chất và sản xuất. Vậy dung môi Xylene là gì? Bài viết dưới đây cung cấp đến bạn đọc cái nhìn tổng quan về Xylene thông qua tính chất đặc trưng, quá trình sản xuất, ứng dụng và lưu ý sử dụng. Cùng xem ngay nhé!

>> Xem thêm:

• Dung môi pha mực OPP: Thành phần chính, vai trò và lưu ý sử dụng
• Dung môi pha sơn Epoxy: Vai trò và ứng dụng trong ngành sơn phủ
• Dung môi tẩy rửa là gì? Phân loại và gợi ý 5 loại dung môi phổ biến

Dung môi công nghiệp xylene là gì?

Dung môi công nghiệp Xylene (còn gọi là Xylen hoặc Dimethylbenzene) là là hợp chất hữu cơ có công thức hóa học là C₆H₄(CH₃)₂ thuộc nhóm hydrocacbon thơm. Đây là một chất lỏng không màu, dễ bay hơi, có mùi thơm nhẹ đặc trưng và được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp nhờ khả năng hòa tan tốt.

Tính chất của dung môi Xylene

Tính chất vật lý

Xylene là một chất lỏng với các đặc điểm vật lý đặc trưng, thay đổi nhẹ tùy theo đồng phân (ortho-, meta-, hoặc para-Xylene). Dưới đây là các tính chất chính của hỗn hợp Xylene thương mại:

• Trạng thái: Chất lỏng không màu, trong suốt.
• Mùi: Mùi thơm nhẹ, hơi ngọt, đặc trưng của hidrocacbon thơm.
• Nhiệt độ sôi:
  • ortho-Xylene: ~144°C.
  • meta-Xylene: ~139°C.
  • para-Xylene: ~138°C.
• Hỗn hợp Xylene: Khoảng 138-144°C.
• Nhiệt độ nóng chảy:
  • ortho-Xylene: -25°C.
  • meta-Xylene: -48°C.
  • para-Xylene: 13°C (dễ kết tinh hơn các đồng phân khác).
• Tỷ trọng (ở 20°C):
  • ortho-Xylene: ~0,88 g/cm³.
  • meta-Xylene: ~0,86 g/cm³.
  • para-Xylene: ~0,86 g/cm³.
• Hỗn hợp: Khoảng 0,86-0,88 g/cm³.
• Độ nhớt: Thấp, khoảng 0,6-0,8 cP (ở 20°C), tùy đồng phân.
• Áp suất hơi: Khoảng 6-8 mmHg (ở 20°C), dễ bay hơi.
• Độ hòa tan:
  • Không tan trong nước (độ hòa tan rất thấp, ~0,02 g/100 mL).
  • Tan tốt trong các dung môi hữu cơ như ethanol, ether, benzene, acetone, dầu, và mỡ.
• Chỉ số khúc xạ: ~1,495-1,505 (ở 20°C).
• Tính dễ cháy: Nhiệt độ chớp cháy (flash point) khoảng 25-32°C (tùy đồng phân), là chất dễ bắt lửa.

>> Xem thêm: Dung môi Acetone là gì? Quy trình điều chế và ứng dụng dung môi Acetone

Tính chất hóa học

Xylene thuộc nhóm hydrocacbon thơm, có vòng benzen với hai nhóm methyl (-CH₃) gắn vào, nên nó mang các đặc tính hóa học điển hình của cả vòng thơm và nhóm alkyl:

1 – Tính trơ tương đối:

Xylene khá bền hóa học nhờ cấu trúc vòng benzen thơm, không dễ bị phân hủy trong điều kiện thường.

Phản ứng thế thơm điện tử (Electrophilic Aromatic Substitution):

Vòng benzen trong Xylene có thể tham gia các phản ứng thế với chất điện tử mạnh (electrophiles) như

halogen (Cl₂, Br₂), nitrat hóa (HNO₃), hoặc sulfon hóa (H₂SO₄).

Ví dụ: Xylene + Cl₂ (có xúc tác FeCl₃) → Chloroxylene.

Nhóm methyl kích hoạt vòng benzen, làm tăng khả năng xảy ra phản ứng so với benzen nguyên chất.

2 – Oxy hóa:

Khi bị oxy hóa mạnh (ví dụ: bởi KMnO₄ hoặc Cromic acid), các nhóm methyl (-CH₃) trên Xylene có thể chuyển thành nhóm carboxyl (-COOH), tạo ra axit phthalic tương ứng:

• ortho-Xylene → Axit phthalic.
• meta-Xylene → Axit isophthalic.
• para-Xylene → Axit terephthalic (nguyên liệu sản xuất nhựa PET).

3 – Phản ứng cháy:

Xylene cháy hoàn toàn trong không khí sinh ra CO₂ và H₂O:
C₆H₄(CH₃)₂ + 9O₂ → 8CO₂ + 5H₂O.

Là chất dễ cháy, cần tránh tiếp xúc với tia lửa hoặc nhiệt độ cao.

Tính khử yếu:

• Xylene không dễ tham gia phản ứng khử, trừ khi có xúc tác đặc biệt (như hydro hóa với Ni hoặc Pt).
• Không phản ứng với nước hoặc axit/bazơ yếu:
• Do tính chất hydrocarbon, Xylene không bị thủy phân hoặc phản ứng với axit/bazơ thông thường trong điều kiện thường.

Quy trình sản xuất dung môi xylene trong công nghiệp

Quá trình cải tổ xúc tác (Catalytic Reforming)

Mục đích: Chuyển hóa các hydrocacbon mạch thẳng (paraffin) và mạch vòng (naphthene) thành hydrocacbon thơm, bao gồm Xylene.

Các bước:

• Chuẩn bị nguyên liệu: Lấy phân đoạn naphtha (có điểm sôi 70-200°C) từ dầu thô qua chưng cất phân đoạn.
• Cải tổ xúc tác: Naphtha được đưa qua lò phản ứng chứa xúc tác (thường là Pt – Platinum hoặc Re – Rhenium trên nền Al₂O₃) ở nhiệt độ cao (450-550°C) và áp suất trung bình (10-30 atm).
• Phản ứng: Paraffin → Naphthene → Hydrocacbon thơm (benzen, toluen, Xylene).
• Kết quả: Hỗn hợp BTX (Benzen, Toluen, Xylene) được tạo ra, trong đó Xylene chiếm một phần đáng kể.

Quá trình chuyển hóa toluene (Toluene Disproportionation)

Mục đích: Chuyển toluene (C₆H₅CH₃) thành benzene và Xylene để tăng tỷ lệ Xylene.

Phản ứng hóa học:

2 C₆H₅CH₃ → C₆H₆ (benzen) + C₆H₄(CH₃)₂ (Xylene).

Các bước:

Bước 1 – Toluene được đưa vào lò phản ứng với xúc tác (thường là zeolite như ZSM-5).

• Phản ứng diễn ra ở nhiệt độ 400-500°C và áp suất thấp.
• Sản phẩm là hỗn hợp benzene và Xylene (thường chứa cả o-, m-, và p-Xylene)

Bước 2: Tách và tinh chế Xylene

• Sau khi thu được hỗn hợp BTX hoặc hỗn hợp chứa Xylene từ các quá trình trên, Xylene cần được tách ra khỏi hỗn hợp và tinh chế:

Bước 3: Chưng cất phân đoạn

Hỗn hợp BTX được đưa vào tháp chưng cất để tách dựa trên điểm sôi:

• Benzen: ~80°C.
• Toluene: ~110°C.
• Xylene: ~138-144°C.

Kết quả: Phân đoạn Xylene thô (thường chứa o-, m-, p-Xylene và ethylbenzene)

Bước 4: Tách đồng phân Xylene

Vì ba đồng phân của Xylene (ortho, meta, para) có điểm sôi gần nhau, chưng cất thông thường không đủ để tách riêng:

Bước 5: Kết tinh phân đoạn: Dùng cho p-Xylene (điểm nóng chảy 13°C, cao hơn các đồng phân khác) để tách bằng cách làm lạnh.

Bước 6: Hấp phụ chọn lọc: Sử dụng zeolite để tách p-Xylene dựa trên kích thước phân tử.

Bước 7: Chưng cất cải tiến: Loại ethylbenzene (điểm sôi ~136°C) khỏi hỗn hợp Xylene.

Bước 8: Tinh chế: Loại bỏ tạp chất còn lại (như nước, hợp chất lưu huỳnh) bằng cách xử lý qua cột hấp phụ hoặc rửa hóa học.

Ứng dụng dung môi công nghiệp xylene

• Ngành sơn và lớp phủ: Điều chỉnh độ nhớt của sơn, giúp sơn khô nhanh hơn và tạo lớp phủ mịn, bóng.
• Mực in: làm chất pha loãng để điều chỉnh độ đặc của mực.
• Keo dán và chất kết dính: Dùng làm dung môi trong sản xuất keo dán công nghiệp, keo dán gỗ, và chất kết dính nhựa.
• Làm sạch công nghiệp: Tẩy rửa dầu mỡ, nhựa đường, và cặn bẩn trên máy móc, thiết bị công nghiệp, hoặc bề mặt kim loại.
• Cao su và nhựa: Hòa tan cao su tự nhiên hoặc tổng hợp trong sản xuất lốp xe, băng chuyền, hoặc sản phẩm nhựa.

Lưu ý khi sử dụng dung môi xylene

An toàn về sức khỏe: Kích ứng da, mắt, gây tổn thương nội tạng nếu nuốt phải.

An toàn về cháy nổ: Dễ bắt lửa khi tiếp xúc với lửa, nhiệt độ cao.

Bảo quản:

• Lưu trữ trong thùng kín làm từ thép không gỉ hoặc nhựa chịu hóa chất (tránh nhôm, vì Xylene có thể gây ăn mòn nhẹ).
• Để ở nơi khô ráo, thoáng mát, tránh ánh nắng trực tiếp và nhiệt độ cao (>40°C).
• Đọc MSDS kỹ trước khi sử dụng.

Xylene được ứng dụng nhiều trong đời sống hiện nay, nhờ đó việc cung cấp mặt hàng không chất lượng cũng đang là vấn đề nhức nhối mà nhiều doanh nghiệp đang gặp phải. Bởi, sản phẩm không chất lượng sẽ ảnh hưởng đến chất lượng đầu ra sản phẩm, độ bền, khả năng ứng dụng không đạt như kỳ vọng. Do đó, doanh nghiệp cần tìm đơn vị chuyên cung cấp về hóa chất công nghiệp, đảm bảo xuất xứ, kiểm định chất lượng.

>> Xem thêm:

• Dung môi pha sơn là gì? Tính chất đặc trưng và TOP 8 loại dung môi phổ biến
• Dung môi MIBK (Methyl isobutyl ketone): Tính chất, ứng dụng và lưu ý
• Dung môi pha mực PET là gì? Vai trò và gợi ý 4 loại dung môi phổ biến

Liên hệ ngay K-Chem – Đơn vị chuyên cung cấp dung môi Xylene số lượng lớn uy tín, chất lượng và giá cả phải chăng để nhận tư vấn miễn phí từ đội ngũ chuyên gia giàu kinh nghiệm nhé!

CÔNG TY TNHH K-CHEM VIỆT NAM

• Địa chỉ: Đường N6B, Lô F, Cụm Công Nghiệp Phú Chánh 1, Phường Phú Chánh, TP. Tân Uyên, Tỉnh Bình Dương, Việt Nam
• Tel: +84 274 362 0218
• Email: info@k-chem.vn

Nguồn tham khảo: 

• Wikpedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Xylene
• National Institutes of Health (NIH) (.gov): https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Xylene 
• SafeWork NSW: https://www.safework.nsw.gov.au/hazards-a-z/hazardous-chemical/priority-chemicals/xylene