CHƯƠNG 5 ĐIỀU KIỆN CÔNG NGHỆ VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG 5.1. ĐIỀU KIỆN CÔNG NGHỆ Phản ứng hydro hóa là phản ứng tỏa nhiệt , giảm thể tích nên thích hợp với điều kiện: Nhiệt độ: 100 ÷ 350, 4000C Áp suất: 1,5÷ 5 kgcm2 5.2. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG 5.2.1. Nhiệt độ Nhiệt độ thích hợp cho quá trình hydro hóa nằm trong khoảng 100 ÷ 350, 4000C. Ở nhiệt độ thấp thường xảy ra hydro hóa liên kết không no mạch hở. Nhiệt độ cao làm cho quá trình chuyển hóa sâu hơn và xảy ra hydro hóa liên kết đôi trong vòng benzen hoặc nhóm chức. 5.2.2. Áp suất Hydro hóa là một quá trình giảm thể tích nên phải tiến hành ở áp suất cao. P = 1,5÷ 5 kgcm2. 5.2.3. Khả năng hấp phụ xúc tác Người ta thấy rằng, các xúc tác kim loại như Pt, Pd, Ni không có khả năng hoạt hóa các phân tử phân cực và nhóm chức, vì vậy các xeton không no, axit hữu cơ, dẫn xuất hydrocacbon thơm được hydro hóa liên kết C = C và giữ nguyên các nhóm chức phân cực.
Trang 1CHƯƠNG 5 ĐIỀU KIỆN CÔNG NGHỆ VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG
5.1.ĐIỀU KIỆN CÔNG NGHỆ
Phản ứng hydro hóa là phản ứng tỏa nhiệt , giảm thể tích nên thích hợp với điều kiện:
- Nhiệt độ: 100 ÷ 350, 4000C
- Áp suất: 1,5÷ 5 kg/cm2
5.2.CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG
5.2.1 Nhiệt độ
Nhiệt độ thích hợp cho quá trình hydro hóa nằm trong khoảng 100 ÷ 350,
4000C
Ở nhiệt độ thấp thường xảy ra hydro hóa liên kết không no mạch hở Nhiệt
độ cao làm cho quá trình chuyển hóa sâu hơn và xảy ra hydro hóa liên kết đôi trong vòng benzen hoặc nhóm chức
5.2.2 Áp suất
Hydro hóa là một quá trình giảm thể tích nên phải tiến hành ở áp suất cao
P = 1,5÷ 5 kg/cm2
5.2.3 Khả năng hấp phụ xúc tác
Người ta thấy rằng, các xúc tác kim loại như Pt, Pd, Ni không có khả năng hoạt hóa các phân tử phân cực và nhóm chức, vì vậy các xeton không no, axit hữu cơ, dẫn xuất hydrocacbon thơm được hydro hóa liên kết C = C và giữ nguyên các nhóm chức phân cực
Ví dụ:
Mặt khác các xúc tác oxit lại có khả năng hấp phụ các nhóm chức Vì vậy, trên xúc tác này sẽ xảy ra hydro hóa với sự bảo toàn liên kết C = C Ví dụ:
5.2.4 Thời gian tiếp xúc
Đối với quá trình hydro hóa:
Trang 2- Thời gian tiếp xúc: từ phần trăm phút đến vài giờ.
5.2.5 Lượng tuần hoàn hydro
Lượng hydro nhập liệu phải nhiều hơn lượng hydro yêu cầu cho phản ứng
Vì thế, phải tuần hoàn hydro sau cho đảm bảo được áp suất hydro tại đầu ra của bình phản ứng đủ khả năng ngăn chặn quá trình cốc hóa và đầu độc xúc tác Lượng hydro tuần hoàn này có ý nghĩa quan trọng đối với nguyên liệu distilat nặng chứa nhiều resin và asphalten
5.2.6 Các loại xúc tác
Có thể phân xúc tác cho quá trình hydro hóa thành 3 nhóm chính:
- Các kim loại thuộc nhóm VIII (Fe, Co, Ni, Pt, Pd) và nhóm Ib (Cu, Ag) và các hợp kim của chúng
- Các oxit kim loại như: MgO, ZnO, Cr2O3, Fe2O3,…
- Các oxit phức hay sulfid (sulfua): CuO.Cr2O3, ZnO.Cr2O3, CoO.MoO3, NiO.WO3 (đây là xúc tác ra đời rất sớm, có hoạt tính cao nhưng dễ mất hoạt tính nên hiện nay ít dùng)
Các xúc tác này đặc biệt là xúc tác kim loại thường được phân bố trên các chất mang xốp và bổ sung vào đó là các chất kích động như là kim loại khác, oxit khác
CHƯƠNG 2 NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM
2.1. NGUYÊN LIỆU
2.1.1 Nguồn cung cấp hydro
• Được cung cấp chủ yếu từ quá trình reforming, với reforming liên tục có thể cung cấp 90% V lượng hydro cung cấp cho nhà máy
cấp
chuyền hóa metan, etan, và các phần nặng hơn thành hydro, CO2 và H2O
asphalten
2.1.2 Nguyên liệu của quá trình
Trang 3Tất cả các phân đoạn sau quá trình chưng cất chân không và chưng cất trực tiếp
Đặc biệt là những phân đoạn chứa nhiều phi hydrocacbon, naphta, gasoil,…
CHƯƠNG 3 BẢN CHẤT HÓA HỌC
3.1. BẢN CHẤT HÓA HỌC
Phản ứng hydro hóa là phản ứng tỏa nhiệt, và là phản ứng thuận nghịch Do vậy, nhiệt độ giảm sẽ có lợi cho quá trình
Đặc biệt đối với phản ứng hydro hóa hợp chất nitro thành amin hoặc hydroo hóa rượu thành hydrocacbon, là các phản ứng không thuận nghịch:
RNO2 + 3H2 ↔ RNH2 + 2H2O
RCH2OH + H2 ↔ RCH3 + H2O
Hydro hóa bao gồm các phản ứng sau:
• Hydro hóa các liên kết không no (liên kết đôi, liên kết ba) thành no
Ví dụ: C2H4 C2H6
C2H2 C2H6
• Hydro hóa các hợp chất nitryl (R-CN) thành amin
R-CN RCH3 + NH3
Chủ yếu gồm 2 phản ứng chính là: hydro và cracking:
+ phản ứng hydroankyl hóa:
R
Trang 4+ phản ứng hydro cracking:
CnH2n+2 + H2 CmH2m+2 + ClH2l+2
+ phản ứng hydrodecyclo
R
+ phản ứng hydroizome hóa
R1 – C – C – R2 + H2