slode thuyết trình Tiểu Luận Giới thiệu công nghệ tổng hợp MTBE

Methanol: Sản xuất Formandehyt khoảng 40% Sản xuất MTBE Sản xuất Axit Axetic khoảng 9% Sản xuất Metyl metacrylat, Dimetyl terephtalat… Sản xuất Olefin Làm dung môi,chất tải lạnh,

Tổng hợp MTBE

GVHD: PGS.TS NGUYỄN HỒNG LIÊNSinh viên: PHẠM THANH TÙNG

1

1 • Giới thiệu MTBE

Tổng hợp MTBE

Giới thiệu MTBE

MTBE: Methyl tert-butyl ete hay 2-methoxy-2-methylpropane

3

Tính chất vật lý

- Là chất lỏng, không màu, linh động, độ nhớt thấp, dễ

cháy, tan vô hạn trong các dung môi hữu cơ và

hydrocacbon

Tính chất vật lý

Khối lượng phân tử, M

Nhiệt độ sôi, ts

Nhiệt độ nóng chảy

Nhiệt dung riêng (20 o C)

Nhiệt hoá hơi

337 KJ/kg -34,88 MJ/kg -28 0 C

1,6584%

3,43 MPa224,0 o C

5

Tính chất hóa học

• MTBE ổn định với môi trường axit yếu, kiềm hoặc trung tính

• Cân bằng trong axit mạnh:

Phản ứng với axit vô cơ mạnh tạo muối:

Phản ứng với Oxy

+ nhiệt độ thấp: tạo peroxyt không bền

+ nhiệt độ cao: phản ứng cháy

Ứng dụng của MTBE

Phụ gia trong xăng

RON: 115 – 135MON: 90 – 120

Ứng dụng khác: sử dụng để sản xuất Methacrolein và axit methycrylic dung môi tốt sử dụng trong phân tích, tác nhân chiết

9

Ưu điểm Nhược điểm

1.Trị số octan cao 1.Nguyên liệu isobutylen khó tìm và đắt

tiền

2.Độ bay hơi thấp 2 Độc hại với môi trường nước

3.Khả năng pha trộn với xăng tốt

4.Giảm sự tạo thành CO và cháy hết

Hydrocacbon

Cơ chế phản ứng

B1: proton hoá iso-buten

B2: đó ion cacboni sẽ tương tác với etanol

Nguyên liệu

1 Methanol:

Sản xuất Formandehyt ( khoảng 40%)

Sản xuất MTBE

Sản xuất Axit Axetic ( khoảng 9%)

Sản xuất Metyl metacrylat, Dimetyl terephtalat…

Sản xuất Olefin

Làm dung môi,chất tải lạnh,chất chống đông.Thành phần của sơn,vecni (bảo vệ các đường ống dẫn khí tự nhiên)

Nhiên liệu/Xăng

13

Tổng hợp Methanol

CO + 2H2 CH3OH (∆H298 = -90,6 kJ/mol)

CO2 + 3H2 CH3 OH + H2O (∆H298=-49,5 kJ/mol)

CO2 + H2  CO + H2O (∆H298 = 41,3 kJ/mol)

Công nghệ tổng hợp MeOH áp suất thấp của hãng Lurgi

15

Công nghệ của Haldor Topsoe

16

Các công nghệ tổng hợp MTBE

1 Đi từ dòng Raffinat-1 của Steam Cracking hoặc từ hỗn hợp C4 của FCC

 Ưu điểm: giá thành sản xuất rẻ, nguyên liệu là sản

phẩm thứ yếu của quá trình lọc dầu và có thể sử dụng làm nguyên liệu trực tiếp

 Nhược điểm: hạn chế về kỹ thuật và do lượng

nguyên liệu mà phương pháp này đang dần bị thay thế

19

1,2 Thiết bị phản ứng 3 Tháp tách MTBE

4 Tháp hấp thụ Metanol 5 Tháp tái sinh Metanol

Sơ đồ công nghệ của hãng Phillip

21

2 Tổng hợp MTBE từ khí Butan trong mỏ khí

- Là xu hướng sản xuất mới sử dụng nguyên liệu là phần butan tách từ khí tự nhiên với trữ lượng lớn

Ưu điểm: nguyên liệu isobuten với sản lượng lớn, đảm bảo ổn định

Nhược điểm: đắt do phải sản xuất isobuten từ butan

Giai đoạn 1: Isome hoá n-butan tạo thành isobutan

 Điều kiện: nhiệt độ thấp (150-200oC) và áp suất là

200-400psia trong pha hơi

 Xúc tác cho quá trình là Pt hoặc Al2O3 hoặc Pt/Al2O3 có

tẩm một lượng hợp chất hữu cơ dẫn xuất clo

 Công nghệ: quá trình isome hoá của Lummus, quá trình

Butamer (UOP)

23

1 Tháp tách 2,7,9 Thiết bị lắng 3,4 Lò phản ứng 5,6 Thiết bị sấy 8 Thiết bị chưng tách 10 Tháp rửa

I Nguyên liệu butan II Iso-butan

Công nghệ Butamer của UOP

24

Gđ 2: Dehydro hoá isobutan thành isobuten

 Điều kiện: t=540760oC và áp suất thấp

 Xúc tác phản ứng có thể là Cr/Al2O3 hoặc Pt

 Sản phẩm thu được chứa 7585% buten và

iso-butan

 Công nghệ: quá trình Catofin (Lummus), quá trình

oleflex của UOP, quá trình STAR của Phillip, quá trình FBD-4 của Snamprogetti

25

1 Thiết bị phản ứng 7 Tháp cất phần sản phẩm nhẹ

2 Thiết bị gia nhiệt I Nguyên liệu iso-butan kỹ thuật và tuần hoàn

3 Lò tái sinh xúc tác II Khí thải

4 Tháp sấy III Sản phẩm iso-buten

5 Tuabin giãn nở khí IV Phần cất sản phẩm nhẹ

Quá trình Oleflex của UOP

26

Gđ 3: Quá trình ete hoá isobuten tạo MTBE

Điều kiện: to=40-90oC và áp suất từ 7-29 at

Xúc tác: nhựa trao đổi ion

Công nghệ: CD Tech (Lummus), Ether max (UOP),

Phillip, Etherfication Process (Phillip)

27

Công nghệ Ethermax của UOP

1 Thiết bị phản ứng I Iso-buten

2 Tháp chưng cất II Metanol

3 Tháp rửa khí bằng nước III MTBE

28

3 Sản xuất MTBE từ TBA

 TBA thu được là đồng sản phẩm trong quá trình sản xuất propylen oxit.

29

Công nghệ sản xuất MTBE từ TBA của Texaco

1 Lò đốt I Nguyên liệu TBA

2 Thiết bị phản ứng II Nhiên liệu

3 Thiết bị phản ứng đoạn nhiệt III Hỗn hợp Raffinat C4

4 Thiết bị phản ứng chưng cất IV Metanol tái sinh

5 Tháp hấp thụ Metanol V Nguyên liệu Metanol

MTBE

30

Đánh giá, lựa chọn công nghệ

- Sử dụng nguồn nguyên liệu isobuten từ Steam Cracking hoặc

FCC-BB chỉ áp dụng với quy mô sản xuất nhỏ do nguồn nguyên liệu bị hạn chế

- Sản xuất MTBE từ TBA đắt nhất, phải kết hợp với sản xuất PO

- Nhu cầu MTBE lớn => tương lai cần sản lượng lớn hơn nữa

- Nguồn khí của nước ta tương đối lớn: ước tính 2800 tỷ m 3 trong đó trữ lượng đã được xác minh là 680 tỷ m 3 , trữ lượng đã được thẩm lượng và đang được khai thác là 400 tỷ m 3

- Công nghệ sản xuất MTBE của UOP từ butan có ưu điểm hơn so với các hãng khác như Lummus… vì quá trình tái sinh xúc tác được tiến hành liên tục do đó xúc tác luôn có hoạt tính cao

=> chọn công nghệ của UOP

31