tiểu luận công nghệ lọc dầu '''' tìm hiểu công nghệ izome hóa ''''

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG NGHỆ IZOME HÓA 1.1 Khái niệm: Izome hóa là quá trình nhằm biến đổi các hydrocacbon mạch thẳng thành mạch nhánh.. Phản ứng có ý nghĩa quan trọng trong

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HỒ CHÍ MINH

TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ HÓA

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA

MÔN CHUYÊN NGÀNH TIỂU LUẬN MÔN: CÔNG NGHỆ LỌC DẦU

ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ IZOME HÓA

GVHD: Võ Đức Anh

Nhóm thực hiện:

1 Đặng Hoàng Dy

2 Lý Thị Xuân Huệ

3 Lê Hoàng Mai Phương

4 Nguyễn Văn Thương

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG NGHỆ

IZOME HÓA

1.1 Khái niệm:

Izome hóa là quá trình nhằm biến đổi các hydrocacbon mạch thẳng thành mạch nhánh Quá trình này thường dược dùng để nâng cao trị số octan của xăng Mặt khác, cũng là phương pháp để tạo ra các cấu tử cao octan pha vào xăng nhằm nâng cao chất lượng

Phản ứng có ý nghĩa quan trọng trong lọc dầu là izome hóa n- butan thành izo- buten, là cấu tử ban đầu để tổng hợp MTBE làm phụ gia tái tạo lại xăng Đây là phản ứng vừa

izome hóa, vừa dehydro hóa

Ngoài ra, izome hóa còn bao gồm phản ứng biến đổi vị trí nhóm thế trong vòng benzen

1.2 Mục đích của quá trình

- Mục đích của quá trình isome hóa trong chế biến dầu

là tăng tính chống kích nổ của xăng máy bay và xăng ô tô

- Quá trình isome hóa công nghiệp phát triển với mục đích nhằm tăng nguồn isobutan, là nguyên liệu để sản xuất alkylat, là thành phần trị số octan cao cho xăng máy bay

- Giá trị to lớn của quá trình isome hóa làm nguyên liệu được sử dụng là các thành phần octan thấp, như phân đoạn

từ sôi đầu đến 62 độ rafinat của reformin xúc tác Trong các nguyên liệu này chứa chủ yếu là phân đoạn pentan và hexan các nguyên liệu này được đồng phân trong môi trường có hydro tạo thành iso- parafin với trị số octan cao Tình chống kích nổ cao và độ bay hơi cao của sản phẩm đồng phân hóa các hydro cacbon C5, C6 khiến cho chúng trở thành các cấu

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH

IZOME HÓA

2.1 Đặc trưng về nhiệt động và động học

Nhiệt động học

Phản ứng izome hóa là phản ứng thuận nghịch và không làm thay đổi của hệ nên cân bằng nhiệt động học chỉ phụ

thuộc vào nhiệt độ và không phụ thuộc vào áp suất

Phản ứng izome hóa là phản ứng tỏa nhiệt nhẹ (68 KJ.mol) nên về mặt động nhiệt học sự hình thành sản phẩm thuận lợi ở nhiệt độ thấp

Động học

Yếu tố động học quan trọng là vận tốc quá trình Nếu vận tốc quá thấp thì quá trình khó có thể đạt tới trạng thái cân bằng

2.2 Nguyên liệu cho quá trình

Thông thường nguyên liệu của quá trình izome hóa là nguyên liệu có tỉ lệ mol C5,C6 là 50.50 hoặc 65.35 nhưng cũng có thể sử dụng nguyên liệu giàu C5 hoặc giàu C6

2.3 Cơ chế phản ứng

 Tính acid

 Tính lưỡng chức

2.4 Các thông số của quá trình

2.4.1 Nhiệt độ

Tùy thuộc vào loại xúc tác lựa chọn, nhiệt độ của quá trình

có thể thay đổi trong khoảng 100-4500C

2.4.2 Áp suất chung và áp suất riêng phần.

Áp suất riêng phần của hydro tăng dẫn đến vận tốc quá trình tạo cốc giảm và như vậy thời gian sử dụng xúc tác giữa hai chu kì tái sinh sẽ được tăng lên

2.4.3 Tốc độ nạp liệu (thời gian phản ứng):

Tốc độ nạp liệu giảm (tương ứng với tăng thời gian phản

ứng) dẫn đến tăng hiệu suất chuyển hóa n- alkan thành iso- alkan

2.5 Xúc tác của quá trình izome hóa:

Xúc tác cho quá trình izome hóa thuộc loại xúc tác thúc đẩy phản ứng tạo thành ion carboni, tức là các xúc tác có tính acid Có thể chia thành 3 nhóm xúc tác sau:

2.5.1 Xúc tác pha lỏng

2.4.2 Xúc tác acid rắn

2.4.3 Xúc tác lưỡng chức

Đó là các loại xúc tác Pt/ Al2O3 có thể tạo ra ngay R+ ở

500C Sau này người ta dùng xúc tác Pt/ mordenit, hoặc Pt/ zeolit khác, với xúc tác đó phản ứng ở nhiệt độ 2500C Phổ biến là loại xúc tác Pt/Al2O3, có 7% clo trên xúc tác Dùng

CCl4 để clo hóa

CHƯƠNG 3 CÔNG NGHỆ IZOME HÓA

3.1 Công nghệ izome hóa pha lỏng với xúc tác AlCl 3

Các quá trình zome hóa này đã có từ rất lâu và là loại phổ biến để izome hóa n- butan thành izobutan

3.1.1 Quá trình izomate (Standart Oil Co Indiana)

3.1.2 Quá trình của Shell Devlopment Co.

Quá trình này được dùng để chế biến phân đoạn n- butan thành izo- butan và cũng được sử dụng để chế biến phân đoạn C5 Là một quá trình liên tục và không tái sinh xúc tác Xúc tác là một dung dịch của HCl khan và triclo- antimoan được hoạt hóa bằng HCl khan Vùng phản ứng được giữ ở áp suất hydro để hạn chế các phản ứng phụ

3.1.3 Quá trình của hãng Esso Research &

Engineering Co.

Quá trình này được thực hiện ở nhiệt độ từ 25- 500C Đặc điểm chính của quá trình tiến hành ở độ chuyến hóa nên không cần phải tuần hoàn lại nguyên liệu chưa phản ứng

3.2 Quá trình izome hóa pha hơi

Quá trình isome hóa pha hơi sử dụng xúc tác rắn, lưỡng chức kim loại quý trên chất mang acid Đây là nguyên lý

chung của quá trình này:

3.2.1 Izome hóa n- butan (quá trình butamer)

3.2.2 Công nghệ đồng phân hóa của hãng British Petrolum

1.Lò nung; 2,3 lò phản ứng; 4 thiết bị phân tách; 5.máy nén khí hydro; 6.tháp ổn định; 7

thiết bị làm lạnh bằng không khí.

I Không khí; II.thêm các hợp chất hữu cơ; III.hydro bổ sung; IV Hidrocacbon nhẹ;

V isomerate

3.2.3 Công nghệ đồng phân hóa một gian đoạn cuả hãng Shell (Hysome).

•

•

Nguyên

Liệu

Tuần hoàn hydro

Hệ thông lò Phản ứng

Cung cấp

LPG Khí thải

3.2.4 Công nghệ đồng phân hóa hãng Union Carbide (quá

trình TIP)

1.Thiết bị nung; 2 bộ phận tách các iso và n- parafin; 3 lò phản ứng; 4 thiết bị làm lạnh; 5 bộ phận tách khí; 6 tháp ổn định.

I Nguyên liệu(isomerate max); II.Nguyên liệu(RON max); III.Hydrocacbon

3.2.5 Công nghệ đồng phân hóa của hãng UOP (quá trình

penex).

1.Tháp isopenta; 2.lò phản ứng; 3.thiết bị sấy; 4.tháp ổn định; 5.tách pentan; 6.thiết bị phân tách; 7.máy nén khí tuần hoàn.

Kết luận

• Công nghệ izome hóa được áp dụng đầu tiên vào khoảng năm 1930-1940 quá trình này

ngày càng được áp dụng rộng rãi và được các hãng UOP, IFP…Ngày càng cải thiện các

nguyên liệu nặng thành sản phẩm có trị số

octan cao dùng trong ôtô và máy bay.

• Quá trình này càng được nhiều nước áp dụng vào trong các nhà máy lọc dầu hiện đại.