Xem mẫu
- TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN KỸ THUẬT HÓA HỌC
BÀI TẬP MÔN CÔNG NGHỆ TỔNG HỢP
HỮU CƠ - HÓA DẦU
Đề tài: Tổng hợp isoparafin bằng phương pháp isome hóa
GVHD: PGS.TS. Phạm Thanh Huyền
SVTH:
Tống Hải Đăng 20103083
Nguyễn Hoàng Việt 20109743
Nguyễn Văn Linh 20109719
- NỘI DUNG
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG
CHƯƠNG 2.CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH ISOME HÓA
CHƯƠNG 3. SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ISOPARAFIN BẰNG
PHƯƠNG PHÁP ISOME HÓA
- CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG
- Isoparafin là những parafin có số C ≥4 trở lên ở
dạng mạch nhánh với mạch chính dài, mạch nhánh
ngắn, chủ yếu là gốc metyl ở vị trí C số 2. Các
isoparafin đều là những cấu tử quan trọng có trong
dầu mỏ.
Trong xăng, isoparafin chủ yếu giúp cho xăng có
trị số octan cao cao.
- CHƯƠNG 2.CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ
TRÌNH ISOME HÓA
2.1 Khái niệm
- • Izome hóa là quá trình nhằm biến đổi các
hyđrocacbon mạch thẳng thành mạch nhánh. Mặt
khác, cũng là phương pháp để tạo ra các cấu tử cao
octan pha vào xăng nhằm nâng cao trị số octan của
xăng. n– parafin → iso – parafin (quá trình này còn gọi
là quá trình đồng phân hóa)
Ví dụ: n – butan → iso – butan
n – pentan → iso – pentan
- • Mục đích của quá trình:
+ Mục đích của quá trình izome hóa trong chế biến
dầu là tăng tính chống kích nổ của xăng máy bay và
xăng ô tô .
+ Trong công nghiệp phát triển với mục đích tăng
nguồn iso – butan, là nguồn nguyên liệu để sản
xuất alkylat, là thành phần trị số octan cao cho xăng
máy bay .
- 2.2. Đặc trưng về nhiệt động và động học
• Các phản ứng isome hoá n-pentan và n-hexan là các ph ản ứng t ỏa
nhiệt nhẹ. Bảng số liệu dưới đây cho thấy nhiệt phản ứng để tạo
thành các isome hoá từ các cấu tử riêng biệt:
C Ấ U TỬ H298 Kcal/mol
C5: 2-metylbutan(isopentan) - 1,92
2,2.dimetylpropan(neopentan) - 4.67
C6: 2-metyl pentan(isohexan) - 1,70
3-metylpentan - 1,06
2,2-dimetyl butan(neohexan) - 4,39
2,3-dimetylbutan - 2,53
Do đó các phản ứng isome hoá là tỏa nhiệt thuận nghịch và không
có sự tăng thể tích, vì thế cân bằng của phản ứng chỉ phụ thuộc vào
nhiệt độ. Nhiệt độ thấp sẽ có lợi cho quá trình.
- 2.3. Nguyên liệu và sản phẩm của quá trình isome hóa
Nguyên liệu
• Trong công nghiệp thì người ta thường dùng nguyên liệu cho quá trình isome hoá
là: C4,C5,C6 hay hỗn hợp của chúng là phần naphta nhẹ.
• Thông thường hàm lượng n-parafin chỉ chiếm khoảng nhỏ hơn 60%. Để đạt
được hiệu suất cao thì cần phải tách phần iso-parafin ra khỏi nguyên liệu.
• Đặc trưng của nguyên liệu sẽ quyết định đến chế độ công nghệ và chất l ượng
sản phẩm.
Sản Phẩm :
• Iso-parafin dùng cho pha xăng và làm nguyên liệu cho tổng hợp hóa dầu
- 2.4. Cơ chế của quá trình isome hóa
- 2.5. Xúc tác của quá trình izome hóa
Xúc tác lưỡng chức: Thường xúc tác này gồm hai
phần:
• Phần kim loại có đặc trưng hyđro hoá, kim loại
thường dùng là : Pt, Pd…
• Phần chất mang axit (Al2O3 , Al2O3 + ,halogen
,aluminosilicat…).
• Một số loại xúc tác: Pt/Al2O3, Pt/Modenit,
Pt/Al2O3, zeolite ZSM5,11.
- • Xúc tác zeolite: zeolit sử dụng phù hợp nhất cho quá trình
isome hoá là ZSM5,11.
Xúc tác Nhiệt độ phản ứng khi sử dụng Nhiệt độ phản ứng khi sử dụng
Fiedel Crafts AlCl3.AlBr3 80-1000C Pha lỏng gây ăn mòn
Oxit Al2O3,Cr2O3,BeO 200-4500C Pha hơi
Pt/Al2O3 350-5000C Pha hơi
Pt/Al2O3 clo hoá 80-1500C Pha hơi
Pt/zeolite 250-3000C Pha hơi
Pt/zeolite-X 300-3300C Pha hơi
Pt/zeolite-Y 300-3300C Pha hơi
Pt/ZSM5 300-3300C Pha hơi
- 2.6. Các thông số ảnh hưởng đến quá trình
• Áp suất H2
- Các thông số ảnh hưởng đến quá trình
• Nhiệt độ của phản ứng
+Nhiệt độ quá trình phản ứng ảnh hưởng trực tiếp đến thành ph ần sản
phẩm thông qua hiệu ứng nhiệt các phản ứng và ảnh h ưởng t ới v ận t ốc
phản ứng.
+Về nhiệt động thì nhiệt độ cao không có lợi cho phản ứng isome hoá
nhưng về động học thì rất tốt.Khi tăng nhiệt độ thì các ph ản ứng cracking
và các phản ứng đề hyđro hoá chiếm ưu thế.
+Nhiệt độ thấp rất có lợi cho phản ứng isome hoá nhưng hiệu suất của
quá trình không cao
+Ngày nay đối với quá trình dùng xúc tác thì nhi ệt đ ộ ph ản ứng đã đ ược h ạ
thấp xuống còn khoảng 90 -1250C.
- 2.7. Các thông số ảnh hưởng đến quá trình
Tốc độ thể tích
• Tốc độ thể tích là nghịch đảo thời gian tiếp xúc
giữa nguyên liệu và các sản phẩm trung gian với
xúc tác trong phản ứng.
• Năng suất của quá trình cao khi khắc phục được
giai đoạn chậm. Do đó người ta cố gắng đưa vận
tốc khuyếch tán xấp xỉ với vận tốc động học.
• Khi nhiệt độ của phản ứng tăng lên 100C thì vận
tốc động học tăng lên 2-3 lần còn vận tốc khuyếch
tán tăng lên 1-1,5 lần.
• Với quá trình isome hoá, khi tăng tốc độ thể tích thì
phản ứng isome hoá chiếm ưu thế
- SO SÁNH CÔNG NGHỆ
Công nghệ Penex Công nghệ Butamer
Nguyên liệu Phân đoạn C5 và Phân đoạn C4 : n-
C6 : n-pentan và n- butan.
hexan.
Công nghệ Sản phẩm không Sản phẩm iso-butan
được tuần hoàn được tuần hoàn trở
trở lại. lại để tách.
Sản phẩm Iso-pentan; 2,2 Iso-butan có trị số
dimetyl butan; 2,3 octan thấp hơn công
dimetyl butan có nghệ Penex
trị số octan cao
công nghệ
Butamer
- 3.1. Công nghệ Penex của UOP
Quá trình này cũng nhằm đi sản xuất xăng có chất l ượng cao t ừ các phân
đoạn có trị số octan thấp. Xúc tác của quá trình thu ộc lo ại Fidel-Craft và
xúc tác hyđrô hoá, xúc tác được biểu diễn dưới dạng HAlX 4 (H+ A-).
Quá trình này diễn ra ở lớp xúc tác cố định
Nhiệt độ phản ứng : 120-2600C
Áp suất của quá trình này là: 2,1-7 MPa
CH3-CH2-CH2-CH2–CH3 CH3-CH(CH3)-CH2-CH3
n-pentan iso-pentan
- Sơ đồ công nghệ Penex của UOP
(1) Thiết bị sấy khí (2) Máy nén
(3) Thiết bị phản ứng (4) Thi ết b ị tách
(5)Tháp ổn định (6) Thi ết b ị l ọc khí
- KẾT LUẬN
• Quá trình isome hoá n-parafin được dùng để nâng cao
trị số octan của phân đoạn pentan-hexan của ph ần
xăng sôi đến 700C, đồng thời cũng cho phép nhận các
iso-parafin riêng biệt như iso-pentan và iso-butan từ
nguyên liệu cho quá trình tổng hợp cao su iso-pren, iso-
butan là nguồn nguyên liệu tốt cho quá trình alkyl hoá,
hoặc để nhận iso-buten cho quá tổng hợp MTBE.
• Với mức độ sử dụng nhiên liệu xăng như hiện nay, nhu
cầu về xăng chất lượng cao, xăng không chì của xã hội,
thì ngoài Reforming xúc tác, Cracking xúc tác là hai quá
trình chế biến cơ bản, quá trình isome hoá vẫn là một
phương án đầy triển vọng. Vì vậy, việc tìm hiểu về các
công nghệ tổng hợp iso-parafin bằng quá trình isome.
nguon tai.lieu . vn
