Tiểu luận tìm hiểu tính chất lý hóa, ứng dụng, công nghệ sản xuất MTBE

MỞ ĐẦU Trị số octan của xăng từ phân đoạn chưng cất trực tiếp chỉ đạt khoảng 30 đến 60, mà yêu cầu về trị số octan ngày nay cho xăng thương phẩm là 80 dùng phụ gia để nâng cao trị số o

công nghệ sản xuất MTBE

MTBE (Metyl tert-butyl ete )

MỞ ĐẦU

 Trị số octan của xăng từ phân đoạn chưng cất trực tiếp chỉ đạt khoảng 30 đến 60, mà yêu cầu về trị số octan ngày nay cho xăng thương phẩm là 80

dùng phụ gia để nâng cao trị số octan của xăng

MTBE (Metyl tert-butyl ete )

Giới thiệu chung về MTBE

Sơ lược về lịch sử phát triển MTBE :

- Năm 1904, được tổng hợp lần đầu bởi Williamson

- Trong chiến tranh thế giới thứ II, MTBE được nghiên cứu sâu ở Hoa Kỳ

- Năm 1973, nhà máy thương mại đầu

tiên đi vào hoạt động tại Ý

- Những năm 1970, gia tăng mạnh mẽ

nhu cầu MTBE

- Năm 1997, thế giới sản xuất khoảng 19 triệu tấn

4 đến 5 đơn vị octan, tương đương với hàm lượng chì từ 0,1 đến 0,15 g/l.

Phụ gia làm tăng chỉ số octan của xăng:

- Khi thêm MTBE (khoảng 20%V) vào xăng sẽ làm giảm áp xuất hơi bão hoà

Làm giảm tính bay hơi

Đồng thời khi cháy tạo ít CO , giảm hàm lượng hydrocacbon không cháy hết Khởi động động cơ dễ dàng ở nhiệt độ thấp, ngăn cản tao muội

Ứng dụng của MTBE

Các ứng dụng khác:

- Nguyên liệu trong quá trình tổng hợp hữu

cơ như thu izo-buten.

- Sử dụng trong một số phản ứng hóa học như sản xuất methacrolein và axit methycrylic và isoprene

- Một dung môi cho các phản ứng hóa học, như các phản ứng Grinha Dung môi tốt sử dụng cho việc phân tích, sử dụng như một chất chiết tách

Ứng dụng của MTBE

Nguyên liệu, sản phẩm, cơ chế và xúc tác của quá trình sản xuất MTBE

Nguyên liệu

tạo thành do phản ứng ete hóa giữa isobutene và metanol

H O

C ‒ ‒

a Metanol

-Tính chất hóa học :

axit yếu)

+Phản ứng este hóa với axit hữu cơ

và axit vô cơ

+Phản ứng đề hydro hóa (loại nước)

+Phản ứng oxy hóa

Nguyên liệu

Nguyên liệu

b Isobuten

-Tính chất vật lý:

Iso-buten là chất khí không màu, có

thể cháy ở nhiệt độ phòng và áp suất khí quyển Nó có thể hoà tan vô hạn trong rượu, ete và hyđro cacbon nhưng ít tan trong nước

Nhiệt độ sôi (1,013 bar), o C. -7

Nhiệt độ nóng chảy (101,3kPa), o C. -140,34

=

+Phản ứng oxy hóa

+Phản ứng polyme hóa

Nguyên liệu

Cơ chế và xúc tác của quá

H +

Động học của sự hình thành MTBE được

mô tả đầy đủ bằng cả 2 mô hình động học:

- cơ chế Langmuir – Hinshelwood

- cơ chế Eley - Rideal (ER)

Cơ chế quá trình

Xúc tác cho phản ứng

Chất xúc tác thích hợp là axit rắn, như

zeolit và nhựa trao đổi ion có tính axit

a Xúc tác nhựa trao đổi ion:

- Quá trình tổng hợp MTBE sử dụng xúc tác nhựa trao đổi ion dạng cation

- Nhựa trao đổi ion là polyme đồng

Hình 1 Cấu trúc của axit polystyrene axit 3-sulfonic [6]

b, Xúc tác mới

- Chất xúc tác mang tính axit thay thế những hạn chế của nhựa sulfonic đã

được nghiên cứu, chủ yếu là zeolite

- Zeolite : mordenite, betazeolite,

Y-zeolite, ZSM-5(ưu việt nhất), và ZSM-11

Xúc tác cho phản ứng

Các quá trình công nghệ sản xuất

MTBE

Sơ đồ khối chung sản xuất MTBE

1 Công nghệ của hãng Snamprogetti

Sơ đồ công nghệ của hãng Snamprogetti

1 Thiết bị phản ứng ống chùm 2 Thiết bị phản ứng đoạn nhiệt

3 Tháp tách MTBE 4 Tháp hấp thụ Metanol

5 Tháp tách Metanol

2 Công nghệ của hãng Hills

Sơ đồ công nghệ của hãng Hills hai giai đoạn

Giai đoạn 1: 1, Lò phản ứng 2, lò phản ứng đoạn nhiệt

3, Tháp chưng cất C 4 thứ nhất

4, Tháp chưng hỗn hợp đẳng phí MTBE Metanol

3 Công nghệ của hàng Phillip

Sơ đồ công nghệ của hãng Phillip

1,2 Thiết bị phản ứng 3, Tháp Tách MTBE

4, Tháp hấp thụ Metanol 5, Tháp Tái sinh Metanol

5 Công nghệ Ethermax

Sơ đồ công nghệ Ethermax

1, Thiết bị phản ứng 2, Tháp chưng cất

3, Tháp rửa khí bằng nước 4, Tháp chưng cất rượu nước

I, iso-buten II, Metanol

III, MTBE IV, Raffinat C 4

Thiết bị chưng cất xúc tác

Cấu tạo một đĩa xúc tác

Cấu tạo kiểu chụp hơi

KẾT LUẬN

công nghiệp dầu mỏ

-Là phụ gia làm tăng chỉ số octan của xăng; giúp giảm thiểu sự thải hydrocacbon

và CO từ xe cộ sử dụng nhiên liệu, giúp cho quá trình cháy được xảy ra hoàn toàn -Là nguyên liệu trong quá trình tổng hợp hữu cơ

-Quá trình tổng hợp MTBE tiến hành trong

MPa; xúc tác nhựa trao đổi cation, thiết bị phản ứng với lớp xúc tác cố định