Thiết kế mô phỏng quá trình sản xuất chất hoạt động bề mặt LAS

MỤC LỤCLỜI MỞ ĐẦU4PHẦN 1:TỔNG QUAN VỀ CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT5I. Định nghĩa5II. Đặc điểm5III. Phân loại6IV. Ứng dụng7PHẦN 2 : GIỚI THIỆU VỀ LAS8I. Sự ra đời của LAS8II. Quá trình phát triển của LAS9III. Sự tiêu thụ LAS10IV. Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng LAS 310V. Tác động của LAS với môi trường11VI. Giới thiệu về LAS (Linear AlkylBenzene Sunfonate)121. Giới thiệu về LAS ((Linear Alkylbenzene)122. Công thức cấu tạo của LAS133. Tính chất vật lý và hóa học của LAS13PHẦN 3: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT LAS14I. Nguyên liệu141. Công thức cấu tạo của LAB142. Một số tính chất vật lí của LAB (Linear Alkylbenzene) 314II. Cơ sở lý thuyết15III. Các phản ứng16IV. Cơ chế phản ứng17V. Tác nhân và xúa tác21PHẦN 4: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT LABSA TẠI ĐỨC GIANG24I. Khu vực làm khô khí261. Các thiết bị chính262. Sơ đồ hệ thống333. Nguyên lý làm việc34II. Khu vực sản xuất SO3371. Các thiết bị chính372. Sơ đồ hệ thống483. Nguyên lý làm việc49III. Khu vực tổng hợp LABSA531. Các thiết bị chính532. Sơ đồ hệ thống673. Nguyên lý làm việc69IV. Khu vực xử lý khí731. Các thiết bị chính732. Sơ đồ hệ thống773. Nguyên lý làm việc78PHẦN 5: MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT LABSA80I. Các thông số của các dòng vào và thiết bị801. Thông số của dòng vào802. Sulfur melter823. Heat Exchanger824. Air Dryer Unit825. SO2 Reactor836. SO2 – SO3 Converter837. Sulphonation Reactor848. GasLiquid Separator859. Absorber85II. Bản PFD của dây chuyền sản xuất LAS từ nguyên liệu là LAB và S86III. Phân tích, biện luận và đánh giá kết quả nhận được871. Thiết bị phản ứng chính CSTR872. Tháp chuyển hóa S903. Tháp chuyển hóa SO291KẾT LUẬN102TÀI LIỆU THAM KHẢO103

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 4

PHẦN 1:TỔNG QUAN VỀ CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT 5

I Định nghĩa 5 II Đặc điểm 5 III Phân loại 6 IV Ứng dụng7 PHẦN 2 : GIỚI THIỆU VỀ LAS 8

I Sự ra đời của LAS8 II Quá trình phát triển của LAS 9 III Sự tiêu thụ LAS 10 IV Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng LAS [3] 10 V Tác động của LAS với môi trường 11 VI Giới thiệu về LAS (Linear AlkylBenzene Sunfonate) 12 1 Giới thiệu về LAS ((Linear Alkylbenzene) 12

2 Công thức cấu tạo của LAS 13

3 Tính chất vật lý và hóa học của LAS 13

PHẦN 3: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT LAS 14

I Nguyên liệu 14 1 Công thức cấu tạo của LAB 14

2 Một số tính chất vật lí của LAB (Linear Alkylbenzene) [3] 14

II Cơ sở lý thuyết 15

III Các phản ứng 16

IV Cơ chế phản ứng17

V Tác nhân và xúa tác 21

PHẦN 4: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT LABSA TẠI ĐỨC GIANG 24

I Khu vực làm khô khí 26 1 Các thiết bị chính 26

2 Sơ đồ hệ thống 33

3 Nguyên lý làm việc 34

II Khu vực sản xuất SO3 37 1 Các thiết bị chính 37

2 Sơ đồ hệ thống 48

3 Nguyên lý làm việc 49

III Khu vực tổng hợp LABSA 53 1 Các thiết bị chính 53

2 Sơ đồ hệ thống 67

3 Nguyên lý làm việc 69

IV Khu vực xử lý khí 73 1 Các thiết bị chính 73

2 Sơ đồ hệ thống 77

3 Nguyên lý làm việc 78

PHẦN 5: MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT LABSA 80

I Các thông số của các dòng vào và thiết bị 80

1 Thông số của dòng vào 80

2 Sulfur melter 82

3 Heat Exchanger 82

4 Air Dryer Unit 82

5 SO2 Reactor 83

6 SO2 – SO3 Converter 83

7 Sulphonation Reactor 84

8 Gas-Liquid Separator 85

9 Absorber 85

II Bản PFD của dây chuyền sản xuất LAS từ nguyên liệu là LAB và S 86 III Phân tích, biện luận và đánh giá kết quả nhận được 87 1 Thiết bị phản ứng chính CSTR 87

2 Tháp chuyển hóa S 90

3 Tháp chuyển hóa SO2 91

KẾT LUẬN 102

TÀI LIỆU THAM KHẢO 103

LỜI MỞ ĐẦU

Công nghiệp sản xuất các chất hoạt động bề mặt là một trong những ngành côngnghiệp quan trọng trong việc sản xuất các sản phẩm phục vụ cho đời sống sinh hoạt củacon người cũng như trong công nghiệp hóa chất nói chung trên thế giới Chất hoạt động

bề mặt là một trong những chất được ứng dụng rất nhiều trong công nghiệp sản xuất chấttẩy rửa ,sản xuất hóa chất trong công nghiệp sơn ,công nghiệp dệt nhuộm và đặt biệt làtrong công nghiệp khai khoáng (làm chất tuyển nổi ,chất nhũ hóa ,chất tạo bọt… ) để làmgiàu khoáng chất Ngoài ra,chất hoạt động bề mặt cũng được sử dụng làm chất nhũ hóacho dung dịch khoan cho ngày công nghiệp dầu khí Ngày nay ,các ngày công nghiệpnhư khai khoáng ,dệt nhuộm cũng như công nghiệp sơn và dầu khí càng phát triển ,bêncạnh đó nhu cầu về chất lượng cũng như số lượng các sản phẩm sinh hoạt đi từ tiền chất

là chất hoạt động bề mặt ngày càng tăng Do vậy, công nghiệp sản xuất chất hoạt động bềmặt là ngành công nghiệp không thể thiếu ở trên thế giới cũng như ở Việt Nam Và mộttrong những chất hoạt động bề mặt phổ biến đó là LAS (Linear Alkylbenzen Sulphonate)dùng rất nhiều trong công nghiệp hóa chất cũng như công nghiệp sản xuất các sản phẩmsinh hoạt như bột giặt

Chính vì vậy ,mà chũng em đã chọn đề tài “Thiết kế mô phỏng quá trình sản xuất

chất hoạt động bề mặt LAS” Chất hoạt động mặt LAS là gì ? Công nghệ sản xuất LAS

như thế nào ? Quá trình thiết kế mô phỏng quá trình sản xuất ra sao Trong đề tài đồ ánnày ,em xin trình bày

Trong quá trình làm đồ án ,chúng em đã nhận được sự hướng dẫn rất tận tình của

PGS.TS Phạm Thanh Huyền và TS.Nguyễn Anh Vũ Cùng với với làm việc nhóm chúng

em đã hoàn thành đề tài đồ án được giao Cuối cùng ,chúng em mong nhận được sự đónggóp ý kiến của các thầy cô

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

II Đặc điểm

Các chất hoạt động bề mặt là thành phần chủ yếu của một số sản phẩm tẩy rửa

mà nhiệm vụ là đảm bảo sự tẩy đi các vết bẩn và những chất lơ lửng trong nước giặt đểngăn cản sự bám lại của chúng trên vải, đó chính là hiện tượng tẩy rửa

Chất hoạt hóa bề mặt được dùng để làm giảm sức căng bề mặt của một chất lỏng.Nếu có nhiều hơn hai chất lỏng không hòa tan thì chất hoạt hóa bề mặt làm tăng diện tíchtiếp xúc giữa hai chất lỏng đó Khi hòa chất hoạt hóa bề mặt vào trong một chất lỏng thìcác phân tử của chất hoạt hóa bề mặt có xu hướng tạo đám (micelle, còn được dịch làmixen), nồng độ mà tại đó các phân tử bắt đầu tạo đám được gọi là nồng độ tạo đám tớihạn Nếu chất lỏng là nước thì các phân tử sẽ chụm đuôi kị nước lại với nhau và quay đầu

ưa nước ra tạo nên những hình dạng khác nhau như hình cầu (0 chiều), hình trụ (1 chiều),màng (2 chiều) Tính ưa, kị nước của một chất hoạt hóa bề mặt được đặc trưng bởi mộtthông số là độ cân bằng ưa kị nước (tiếng Anh: Hydrophilic Lipophilic Balance-HLB),giá trị này có thể từ 0 đến 40 HLB càng cao thì hóa chất càng dễ hòa tan trong nước,

HLB càng thấp thì hóa chất càng dễ hòa tan trong các dung môi không phân cực nhưdầu[1]

III Phân loại

Tùy theo tính chất mà chất hoạt hóa bề mặt được phân theo các loại khác nhau Nếu

xem theo tính chất điện của đầu phân cực của phân tử chất hoạt hóa bề mặt thì có thểphân chúng thành các loại sau:

 Chất hoạt hóa ion: khi bị phân cực thì đầu phân cực bị ion hóa

Chất hoạt hóa dương: khi bị phân cực thì đầu phân cực mang điện dương

Ví dụ: Cetyl trimêtylamôni brômua (CTAB),Cetyl trimetylammonium bromua(CTAB),Cetyl pyridinium clorua (CPC),Polyethoxylated tallow amin (POEA)

 Chất hoạt hóa âm: khi bị phân cực thì đầu phân cực mang điện âm

Ví dụ:Natri dodecyl sulfat (SDS), amoni lauryl sulfat, và các muối ankyl sulfatkhác,Natri laureth sulfat, hay natri lauryl ete sulfat (SLES),Ankyl benzen sulfonat;

Xà phòng và các muối của axit béo

 Chất hoạt hóa phi ion: đầu phân cực không bị ion hóa

Ví dụ: Ankyl poly(êtylen ôxít),Ankyl poly(etylen oxit),Copolymers củapoly(etylen oxit) và poly(propylen oxit) (trong thương mại gọi là các Poloxamerhay Poloxamin)

 Chất hoạt hóa lưỡng cực: khi bị phân cực thì đầu phân cực có thể mang điện âmhoặc mang điện dương tùy vào pH của dung môi

Ví dụ: Dodecyl đimêtylamin ôxít,Dodecyl betain,Dodecyl dimetylamin ôxít [1]

IV Ứng dụng

Chất hoạt hóa bề mặt ứng dụng rất nhiều trong đời sống hàng ngày Ứng dụng phổbiến nhất là bột giặt, sơn, nhuộm

Ngoài ra những ứng dụng trong các lĩnh vực khác như

 Trong công nghiệp dệt nhuộm: Chất làm mếm cho vải sợi, chất trợ nhuộm

 Trong công nghiệp thực phẩm: Chất nhũ hóa cho bánh kẹo, bơ sữa và đồ hộp

 Trong công nghiệp mỹ phẩm: Chất tẩy rửa, nhũ hóa, chất tạo bọt

 Trong nông nghiệp: Chất để gia công thuốc bảo vệ thực vật,

 Trong dầu khí: Chất nhũ hóa dung dịch khoan

 Trong công nghiệp khoáng sản: Làm thuốc tuyển nổi, chất nhũ hóa, chất tạo bọt đểlàm giàu khoáng sản [1]

PHẦN 2 : GIỚI THIỆU VỀ LAS

I Sự ra đời của LAS

Xà phòng là chất tẩy rửa đầu tiên xuất hiện trong nền văn minh của chúng ta Cho

dù sự chế biến còn thô sơ nhưng trong nhiều thế kỷ xà phòng vẫn là sản phẩm xa xỉ đểtắm gội, vừa là mỹ phẩm và ngay cả dược liệu

Nhờ sự thúc đẩy của hai nhà khoa học Pháp mà xà phòng trở thành một sản phẩmthông dụng Vào cuối thế kỷ 18, Leblane khám phá ra rằng xút có thể được sản xuất từnatri clorua Vài năm sau, Chvreul đã thành công khi giải thích được phản ứng hóa họcgiữa chất kiềm và triglyxerit Từ thời kỳ này, sự sản xuất công nghiệp trở nên dễ dànghơn nên việc sử dụng xà phòng trở thành phổ biến

Về sau các nhà khoa học hướng các cuộc nghiên cứu đến những sản phẩm thay thếcòn hữu hiệu hơn cả xà phòng, có được nhờ tổng hợp hóa chất Fruitz Guinther củaBASF đã thành công khi sáng chế cất tẩy rửa tổng hợp đầu tiên bằng cách ankyl hóa rồi

sunfua hóa chất naphtalen Tuy nhiên chuổi phân tử alkyl naphtalen quá ngắn, không thể

có đầy đủ những đặc tính tẩy rửa

Bertsch người Đức đã khám phá rằng este hóa chất axit béo của dầu kèm theo việcsunfua hóa làm phát sinh một chất mang những đặc tính thấm ướt tuyệt vời (chấtbutyleste sunfonat) nhưng hiệu quả giặt tẩy còn quá kém Vài năm sau, Betsch và cáccộng tác viên của ông đã chế biến thành công những chất tẩy rửa tuyệt vời bằng cáchsulfonat hóa các rượu béo Do đó các sunphat rượu béo đã gia nhập vào thế giới các chấthoạt động bề mặt

Vào năm 1946, người ta vượt qua một gia đoạn quan trọng khác khi hoàn chỉnhmột nguyên liệu mới giá rẻ và không tác hại Chất alkylbenzen sulfonat (hay ABS) có thểthay thế hữu hiệu xà phòng và các bột giặt gốc dùng trong các công việc tẩy giặt tronggia đình

Trong những năm sau đó, người ta đã khám phá những phân tử khác, đặc biệt làcác chất như các rượu béo etoxy hoá, trong đó chất noylphenol etoxy hoá đóng vai tròchất dẫn đầu Tuy nhiên ABS vẫn còn là chất hoạt động bề mặt được sử dụng nhiều nhất

Nó được triển khai liên tục cho đến đầu những năm 60, người ta bắt đầu quan tâm tới sựphân hủy sinh học, tác động của ABS tới môi trường ABS với khả năng phân huỷ sinhhọc yếu, đã bị lên án Người ta tìm ra giải pháp bằng cách thay thế chất bằng các mạchthẳng – LAS (linear Alkylbenzen sulphonate).[2]

II Quá trình phát triển của LAS

Trong nhiều năm trước đây, xà phòng luôn đáp ứng tốt nhu cầu cung ứng cho xãhội và cho đến khi chất béo và dầu trong động vật, thực vật (thành phần cơ bản cần thiết

để tạo nên xà phòng) trở nên thiếu thốn, cùng với cuộc chiến tranh Thế Giới lần I, II đãdẫn đến việc thúc đẩy tìm kiếm một chất có thể thay thế Từ đó những nghiên cứu đã pháthiện ra chất hoạt động bề mặt có thể thu được dễ dàng bằng cách tổng hợp từ hóa dầu, đó

là LAS (Linear Alkylbenzen Sunfonat) Sự phát triển này chứng tỏ một bước nhảy vượtbậc cho công nghiệp tẩy rửa và xã hội Không giống như xà phòng truyền thống thôngthường, những chất hoạt động bề mặt này có thể chịu được nước cứng và vì thế nó cảithiện được năng suất cho quá trình sản xuất chất tẩy rửa.

LAS lần đầu tiên được thương mại hóa vào đầu thập niên 60 như một chất có khảnăng phân hủy sinh học LAS có thể được xem như một tác nhân tẩy rửa “ xanh” đầutiên, bởi vì nó là chất hoạt động đầu tiên được giới thiệu là chất giải quyết vấn đề về môitrường Những nghiên cứu này đã tiếp tục thực hiện trong suốt 40 năm qua và khôngngừng cải thiện chất lượng và an toàn cũng như trong sự phát triển mới cả về sản xuấtLAB (Linear Alkylbenzene, nguyên liệu thô của LAS ) và sự sunfonat hóa

LAS là một chất hoạt động bề mặt anionic được tổng từ alkylbenzen mạch thẳng(LAB) Khoảng 99% sản lượng LAB được chuyển thành LAS qua quá trình sulphonathóa LAS thì hầu hết được sử dụng dành riêng trong thành phần chất tẩy rửa Và trongmột vài quá đặc biệt thì LAS cũng được sản xuất từ dẫn xuất khác.[2]

III Sự tiêu thụ LAS

Linear Alkylbenzen sulfonate (LAS), một chất hoạt động trong các chất bột giặt,nước rửa chén, chất lau chùi công nghiệp và lau chùi sinh hoạt

LAS loại chất bẩn bằng cơ chế hóa lý và là một trong các chất hoạt động bề mặt sửdụng rộng rãi nhất trong các chất tẩy rửa lỏng và dạng bột Chất hoạt động bề mặt anion,chúng ion hóa trong dung dịch, mang điện tích âm, nhìn chung chúng có bọt nhiều

Với sự phân bố 27% tổng tiêu thụ chất hoạt động bề mặt trong chất tẩy rửa giađình, LAS đã được dùng hơn 30 năm qua và tiếp tục góp phần đáng kể trong thị trườngchất hoạt động bề mặt ngày nay Trung bình hàm lượng LAS chiếm khoảng 5%-25% khốilượng trong mỗi loại chất tẩy rửa ở Châu Âu (dung dịch rửa chén, bột giặt….)

IV Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng LAS [3]

Các chỉ tiêu đánh giá

Hàm lượng LAS (% khối lượng) ,Min 95.5

Khối lượng phân tử trung bình ,(gam) 322 – 324

Hàm lượng H2SO4 (% khối lượng),Max 1,5

Hàm lượng nước (% khối lượng),Max 1,0

Hàm lượng dầu tự do (% khối lượng),Max 2,0

Chỉ số axit,(mg KOH) 185 – 188

Bảng 1: Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng LAS

V Tác động của LAS với môi trường

LAS ( linear alkylbenzen sulfonate) được xem là chất tẩy rửa xanh đầu tiên vì nó làchất hoạt động bề mặt đầu tiên giải quyết được vấn đề môi trường

LAS dễ phân huỷ sinh học hơn BABS LAS phân huỷ hoàn toàn trong môi trườnghiếu khí Nó cũng có thể phân huỷ hoàn toàn trong môi trường hiếm khí chỉ khi có sẵnoxy để bắt đầu quá trình Chúng không bền, tích lũy sinh học hoặc cô đặc sinh học Thôngthường trong xử lý chất thải thì 99% LAS bị loại bỏ Ở những nơi đất được bón bằng bùnchất thải, LAS sẽ phân huỷ nhanh chóng đến giá trị loại bỏ hoàn toàn

1 Oxy hóa một trong các nguyên tử cacbon sau cùng trong hydrocacbon cho phéploại bỏ hai đoạn cacbon (nhóm acetyl) cho đến khi chứa hydrocacbon ngắn

2 Kế tiếp, vòng mở ra và bị phân hủy thêm

3 Cuối cùng, LAS có thể được chuyển thành CO2 và H2O Quá trình này đượcchứng minh xảy ra vài ngày đến vài tuần

LAS được sử dụng rất rộng rãi trong sản xuất những sản phẩm giặt rửa gia đình vàcông nghiệp Hiện nay sản lượng toàn cầu của LAS khoảng 4 triệu tấn Những thông tin

về ảnh hưởng của LAS đối với sức khoẻ con người và môi trường chưa có nhiều và vấn

đề này cần phải có thời gian mới được làm sáng tỏ LAS cũng có độc tính nhất địnhnhưng chưa tới mức có hại cho sức khoẻ con người Tuy vậy các nhà khoa học cần phảithận trọng và họ đã tiến hành một số thí nghiệm để theo dõi ảnh hưởng của LAS đối vớiđộng vật thuỷ sinh Chỉ tiêu độc tính LAS (EC50) trong sinh vật dưới nước có phạm vi từ

1 đến 10mg/lít trong điều kiện thử nghiệm nhỏ Độc tố LAS trong cá và loài khôngxương sống thì xấp xỉ như nhau, nhưng độc tố trong tảo thì khác xa

Các thí nghiệm cho thấy khi sống trong môi trường nước có LAS, cá hồi hấp thụkhá mạnh loại hoá chất này Qua các kết quả phân tích người ta cũng thấy hàm lượngLAS trong mô của mang cá là lớn nhất Tuy nhiên, hàm lượng LAS chưa tới mức gây ảnhhưởng xấu tới các hoạt động sinh lý của cá Một điểm đáng chú ý là hàm lượng LAStrong thịt cá là thấp nhất mà con người khi ăn chỉ đụng tới thịt cá là chính Như vậy nguy

cơ nhiễm độc (nếu có) cũng sẽ giảm tối thiểu Cho tới nay người ta vẫn coi LAS là vôhại Những kinh nghiệm thực tế cho thấy phải sau hàng chục năm những cái lợi và hạicủa việc sử dụng một loại hoá chất nào đó mới được hiểu rõ như trường hợp của thuốctrừ sâu DDT và các chất làm lạnh CFC

VI Giới thiệu về LAS (Linear AlkylBenzene Sunfonate)

1 Giới thiệu về LAS ((Linear Alkylbenzene)

LAS được sản xuất bởi quá trình sulpho hóa LAB với tác nhân sulpho hóa khácnhau Trước đó, oleum (Fuming sulphuric acid, H2S2O7) cũng như axit sulphuric là cáctác nhân được dùng trong mẻ phản ứng hoặc được gọi là hệ thống nhiều tầng Công nghệquá trình sulphonat hóa tuy có bước phát triển đáng kể từ giữa thập niên 60 và ngày naynhưng oleum và khí SO3 vẫn còn được sử dụng, mô hình phản ứng falling film reactor

( FFR) với đơn ống hay đa ống vẫn áp dụng trong hầu hết các thiết bị sulpho hóa ở Châu

Âu Những nhà máy hiện đại thông thường sulphonat LAB và trực tiếp tạo ra rượu béo.LAB, tiền chất của LAS được sản xuất trên một quy mô công nghiệp rộng lớn bởi :

1 Alkyl benzen với mono-olefin mạch thẳng hay alkyl hợp chất halogen như parafinclorua bằng cách sử dụng HF hay ALCl3 như là xúc tác alkyl hoá

2 Gần đây, ngoài những chất rắn acid đồng thể trong bình phản ứng cố định Sảnlượng LAB chất lượng tốt đã gia tăng đáng kể bởi công nghệ được cải tiến Quá trìnhalkyl hoá với AlCl3 lần đầu tiên sản xuất thương mại giữa thập niên 60 khi dodecylbenzenmạch nhánh ( DDB) đã được thay bằng LAB Cuối thập niên 60, công nghệ HF được ứngdụng lần đầu tiên và ngay lập tức nó trở thành công nghệ ưa chuộng sử dụng trên toàn thếgiới để sản xuất LAB

3 Vào giữa thập niên 90, kỹ thuật alkyl hoá mới dựa trên xúc tác dị thể trong lò phảnứng cố định Công nghệ mới do có sự thuận lợi đáng kể gọi là: quá trình đơn giản hoá,loại trừ acid, xử lý và loại bỏ ( HF, HCl) cũng như nâng cao chất lượng sản phẩm Việcsản xuất thương mại LAS đòi hỏi phải có một loạt quá trình minh họa cho như trên.[4]

2 Công thức cấu tạo của LAS

 Trọng lượng phân tử trung bình : 342

 m + n= 7- 10

 Nhánh alkyl thẳng

 Sunfonat ở vị trí para

3 Tính chất vật lý và hóa học của LAS

LAS dễ phân huỷ sinh học trong điều kiện hiếu khí

Khả năng hoà tan trong nước giảm khi chiều dài chuỗi alkyl tăng và tuỳ thuộc vàoion dương của muối

Ở nhiệt độ phòng, LAS (C12) là chất rắn màu vàng nhạt

LAS bền trong môi trường oxy hoá

Một trong những tính chất quan trọng của LAS là nó có tính tương thích cao hơncác chất hoạt động bề mặt anionic khác, do chúng có thể sử dụng trong cả đơn công nghệacidic và alkaline như một loại chất tẩy rửa dạng lỏng hay dạng bột đều được.

LAS là hợp chất cơ tính ổn định cao

Trong một số trường hợp, LAS được sử dụng như một dẫn xuất của Natri và trongmột vài ứng dụng đặc biệt khác thì LAS được sản xuất từ dẫn xuất khác.[1]

PHẦN 3: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT LAS

I Nguyên liệu

LAB là một hợp chất thu được từ parafin và benzene dùng làm nguyên liệu để sản xuất LAS Dưới những điều kiện bình thường thì LAB là một chất lỏng trong suốt, không mùi [1]

1 Công thức cấu tạo của LAB

Alkylbenzen mạch thẳng (LAB) là nguyên liệu sản xuất LAS, được chuyển hoá từdầu thô : benzen và các parafin mạch thẳng Tổng sản lượng LAB được tạo ra trên thếgiới khoảng 2,5 triệu tấn trong năm 2002 Hiện nay, LAS chiếm 1/3 phần trong chất tẩy.Gần như toàn bộ LAB được chuyển thành LAS.

2 Một số tính chất vật lí của LAB (Linear Alkylbenzene) [3]

Điểm chớp cháy (PMCC) (ASTM D93),°C: 184

Trọng lượng phân tử (ASTM D2503) 390

Hàm lượng nước (ASTM D1744), %thể tích: 0.005

Chỉ số Iodine (NFT 602-03), mg/100g: 1.0

Bảng 2: Tính chất vật lý của LAB

II Cơ sở lý thuyết

Để sản xuất ra LAS, phải trải qua hai quá trình alkyl hoá và sulfo hoá

 Đối với quá trình alkyl hóa:[4]

Alkyl hóa là quá trình đưa các nhóm alkyl vào phân tử các chất hữu cơ hoặc vô cơ.Các phản ứng alkyl hóa có giá trị thực tế cao trong việc đưa các nhóm alkyl vào hợp chấtthơm Các alkylbenzen với dây tương đối dài là các chất trung gian để tổng hợp các chấthoạt động bề mặt và các chất tẩy rửa dạng sulfonol RC6H4SO2ONa

Phân loại alkyl hóa dựa trên liên kết được hình thành, ở phản ứng này là alkyl hóatheo nguyên tử cacbon C – alkyl hóa là thế nguyên tử hydro nối với các cabon bằngnhóm alkyl Các parafin có khả năng tham gia phản đặc trưng ứng này, nhưng nhất vẫn làalkyl hóa các vòng thơm (phản ứng Fridel – Crafts):

CnH2n+2 + CmH2m Cn+mH2(n+m+1)

ArH + RCl ArR + HCl

Ngoài ra còn một cách phân loại khác là dựa vào sự khác biệt về cấu tạo của nhómalkyl sau khi đưa vào phân tử hữu cơ hoặc vô cơ

 Đối với quá trình sulfo hóa:[4]

Khi sulfo hóa người ta sẽ thu được các sulfonic acid (RSO2OH hoặc ArSO2OH)cũng như các dẫn xuất của acid này, trong đó nguyên tử lưu huỳnh liên kết trực tiếp vớicác nguyên tử cacbon Sự sulfo hóa các hợp chất thơm là một trong những phản ứng tổnghợp hữu cơ đầu tiên được đưa vào sản xuất công nghiệp Bằng con đường này cho đếnnay người ta vẫn điều chế các phenol khác nhau, chủ yếu theo phương pháp kiềm chảycác muối sulfonat

ArH + H2SO4 ArSO2OH ArSO+NaOH 2ONa ArONa

-H2O-H2O

+2NaOH-Na2SO3

Các acid sulfonic còn được coi như các chất trung gian trong tổng hợp hóa màu, hay

sử dụng làm chất xúc tác Sulfo hóa các polimer và copolymer sẽ thu được nhựa trao đổiion-cationit rất thông dụng Tuy nhiên, ứng dụng quan trọng nhất của quá trình sulfo hóavẫn là tổng hợp các chất hoạt động bề mặt (HĐBM) dạng alkyllaren sulfonat

Các chất hoạt động bề mặt này có nhóm alkyl nối với nhân thơm (phần kị nước) vàphần ưa nước là nhóm sulfonat SO2ONa Chúng được chia thành hai loại:

 Sulfonat dầu mỏ: được tổng hợp bằng sulfo hóa các phân đoạn dầu mỏ có chứahydrocacbon alkylaromatic

 Sulfonat tổng hợp: các alkylarensulfonat dầu mỏ được điều chế khi xử lý các phânđoạn dầu mỏ khác nhau bằng oleum

III Các phản ứng

 Quá trình alkyl hóa benzen[5]

Trong giai đoạn này có hai phương pháp để có alkylat, đó là:

 Alkyl hóa những n – paraffin clo hóa theo phản ứng:

 Đối với quá trình alkyl hóa:[5]

 Alkyl hóa của parafin clo hóa thể hiện cơ chế thế ái điện tử và phản ứng xúc tácbởi các acid phiproton (clorua sắt, nhôm) Phản ứng cũng qua giai đoạn tạo thànhcacbocation trung gian:

RCl + AlCl3 R+ Cl Al-Cl R+ + AlCl4

-Do vậy khả năng phản ứng của các alkylclorua phụ thuộc vào độ phân cực của liênkết C – Cl hoặc vào độ bền của cacbocation và sẽ tăng khi chiều dài và mức độ phânnhánh của alkyl tăng:

CH3-CH2Cl < (CH3)2CHCl < (CH3)CCl3

 Alkyl hóa bằng olefin trong phần lớn trường hợp xảy ra theo cơ chế ion qua giaiđoạn trung gian hình thành cacbocation và được xúc tác bởi các acid proton hoặc phiproton Khả năng của các olefin trong trường hợp này được đánh giá bằng mức độ tạo racacbocation:

RCH = CH2 + H RCH-CH+ 3

+

Trong rất nhiều trường hợp alkyl hóa bằng olefin xảy ra dưới tác dụng của ánh sáng

và nhiệt độ cao Các phân tử trung gian sẽ là các gốc tự do khi có khả năng phản ứng củacác olefin với cấu tạo khác nhau sẽ gần bằng nhau

Với sự tăng chiều dài mạch, cũng như độ phân nhánh của dây hydrocabon trongolefin dẫn đến tăng khả năng phản ứng của nó với quá trình alkyl hóa:

CH2 = CH2 < CH3 – CH = CH2 < CH3 – CH2 – CH = CH2 < (CH3)2C = CH2

Trong phản ứng với dẫn suất clo hoặc olefin AlCl3 chỉ tiêu hao một lượng nhỏ xúctác Với dẫn suất clo nó sẽ hoạt hóa clo tạo ra phức phân cực mạnh hoặc cacbocation.Còn đối với olefin thì chỉ tạo cacbocation với sự hiện diện của chất đồng xúc tác là HCl:

RCH = CH2 + HCl + AlCl3 RC+H – CH3 + AlCl

-4

Thực tế khi xúc tác bằng phức clorua nhôm với HC cũng cần có sự hiện diện củaproton (proton đã có mặt ngay trong phức ) proton này được chuyển qua phân tử olefin

tạo thành cacbocation tấn công vào hợp chất thơm Tòn bộ phản ứng xảy ra trong lớpphức xúc tác và phức này luôn trao đổi lớp solvat của mình với pha HC Phản ứng luôn điqua giai đoạn trung gian tạo thành phức  và cacbocation sẽ tách proton khỏi cấu tạo củamình:

R H

 Đối với quá trình sulfo hóa[5]

Phản ứng giữa oleum với hợp chất thơm xảy ra qua hai giai đoạn Giai đoạn thứnhất là sự tác dụng của phần dư SO3 trong oleum:

ArH + H2SO4 SO3 → ArSO2OH + H2SO4

Phản ứng này không thuận nghịch và toả nhiệt mạnh, hiệu ứng nhiệt phụ thuộc vàonồng độ của oleum và có giá trị 180 KJ/mol đối với oleum 20% Giai đoạn tiếp theo có

sự tham gia của axit sulfuric

Sự sulfo hoá bằng SO3 được biểu diễn như sau:

ArH + SO3 → ArSO2OH

Đây cũng là phản ứng không thuận nghịch và là một trong những phần ứng toảnhiệt mạnh nhất trong tổng hợp hữu cơ (-ΔH0

298 = 217 Kj/mol) Cơ chế giai đoạn đầu củaquá trình sulfo hóa các hydrocacbon thơm bằng oleum và phản ứng với SO3 tự do nhưsao: các phân tử SO3 tấn công vào hydrocacbon qua các phức π – và σ trung gian

Phản ứng có bậc nhất theo ArH và SO3 và xảy ra gần như tức thời

RH +Cl2 RCl RC6H5

-HCl

+H2SO4-H2O RC6H4SO2OH

+NaOH+C6H6

+SO3

R'R"CH-C6H4SO2ONa

V Tác nhân và xúa tác

 Đối với quá trình alkyl hóa [5]

Trước đây để tổng hợp các alkylbenzen này đi từ các nguyên liệu ban đầu là

polymer hoặc copolymer thấp phân tử của propylen và buten, nhưng trong quá trình trùng

hợp có thể sinh ra mạch nhánh của polymer tạo cho sản phẩm cuối cùng, các chất hoạt

động bề mặt, khả năng phân hủy sinh hóa rất kém Vì vậy hiện nay, người ta sử dụng

trong lĩnh vực này các tác nhân alkyl hóa như sau:

 Monocloparafin thu được bằng clo hóa các phân đoạn không thơm của dầu hỏa

hoặc các parafin mềm tách ra từ các phân đoạn thu được bằng ure hay zeolit

 Olefin với mạch cacbon thẳng với nối đôi cuối mạch hoặc giữa mạch là các sản

phẩm của quá trình dehydro hóa parafin mềm C10 – C16 hay quá trình cracking

parafin cứng Chúng rẻ hơn so với các α-olefin và do tác dụng isomer hóa của

AlCl3, cũng như các xúc tác khác mà sản phẩm cuối cùng vẫn là các alkylbenzen

bậc II với các vị trí khác nhau của vòng thơm

H3C (CH2)x HC

C6H5

CH3(CH2)y

Olefin là tác nhân alkyl hóa đặc biệt quan trọng Do các olefin có giá thành khá rẻ vìvậy người ta luôn cố gắng sử dụng chúng trong mọi trường hợp có thể.

Trong quá trình alkyl hóa các hydrocacbon thơm bằng dẫn suất clo người ta chỉ sửdụng một loại xúc tác hữu hiệu nhất trong các xúc tác phi proton, đó là clorua nhôm Xúctác này cũng có thể sử dụng để alkyl hóa bằng olefin, tuy nhiên trong trường hợp này cóthể dùng các xúc tác khác như H2SO4, HF, BF3, acid phosphoric trên chất mang,alumosilicat, zeolit Quá trình với xúc tác H2SO4, HF được tiến hành trong pha lỏng ở 10– 400C và 0,1 – 1,0 Mpa, với H3PO4 – trong pha khí ở 225 – 2750C và 2 – 6 MPa, còn vớialumosilicat, zeolit trong pha lỏng hoặc pha khí ở 200 – 4000C và 2 – 6 Mpa Trước đâyxúc tác rắn phosphoric được sử dụng rộng rãi nhưng hiện nay người ta quan tâm nhiềuhơn đến các zeolit Mặc dù vậy clorua nhôm vẫn chiếm vị trí áp đảo trong lĩnh vực này vì

nó có hàng loạt ưu thế

Clorua nhôm ở trạng thái rắn gần như không tan trong HC và xúc tác rất yếu chophản ứng Tuy nhiên theo mức độ hình thành HCl, clorua nhôm bắt đầu chuyển qua trạngthái lỏng có màu sậm Chất lỏng này mặc dù không tan trong hydrocacbon nhưng có hoạttính rất lớn, vì vậy tốc độ phản ứng sẽ tăng lên Trạng thái hoạt động của clorua nhôm cóthể chuẩn bị bằng cách sục khí HCl qua hệ huyền phù của nó trong HC, khi đó sẽ hìnhthành phức của AlCl3 và HCl với 1 đến 6 phân tử HC thơm Trong đó một phân tử nàynằm ớ trạng thái cấu trúc đặc biệt mang điện tích dương (phức ) còn các phân tử còn lạihình thành lớp solvat:

cho thêm một lượng nhỏ nước nhằm thúc đẩy quá trình tạo phức hoặc một lượng dẫn suấtclo để tái sinh phần HCl mất đi.

Trong thực tế thường dùng HCl và RCl nước có khả năng phân rã một phần xúc táclàm giảm hoạt tính Cũng vì nguyên nhân này mà các tác nhân tham gia phản ứng cầnphải sấy trước khi sử dụng và trong quá trình tiến hành phải tránh không cho nước lọt vàomôi trường phản ứng Một số chất khác, đặc biệt là các hợp chất của lưu huỳnh, amoniac,dien hay axetylen cũng gây hủy hoại xúc tác Tóm lại, hỗn hợp phản ứng trong pha lỏngkhi alkyl hóa với xúc tác AlCl3 bao gồm hai pha: Phức xúc tác và hydrocacbon Người takhuyên rằng nên chuẩn bị phức từ nhôm phế thải, hydrocacbon thơm và HCl khan:

4Al + 6ArH + 7HCl (ArH)6.Al2Cl6.HClNgoài ra một trong những nguyên nhân làm giảm hoạt tính xúc tác là sự tích tụ cácsản phẩm phụ có khả năng liên kết bền vững với AlCl3 hoặc tạo ra những phức - khócho proton Những chất phụ này là polyalkylbenzen ( khi phản ứng ở nhiệt độ thấp) vàcác vòng đa nhân, nhựa (ở nhiệt độ cao) Do vậy năng suất tối ưu và sự tiêu hao xúc tác ítnhất sẽ đạt được ở nhiệt độ trung gian nào đó

 Đối với quá trình sulfo hóa [5]

Để tiến hành sulfo hóa các hợp chất thơm người ta sư dụng chủ yếu là acid sulfuric,oleum và SO3 Người ta cho rằng tác nhân tấn công trực tiếp vào nhân thơm là SO2 OH

Một trong những vấn đề cần giải quyết khi sulfo hóa các hợp chất thơm là sử dụngtriệt để các tác nhân sunfo hóa và chuyển lượng dư của nó về dạng acid loãng hoặc dạngmuối Sự có mặt của acid loãng hay muối vô cơ đòi hỏi thêm một công đoạn tách sảnphẩm chính và làm phức tạp thêm quy trình công nghệ Khi sulfo hóa bằng acid sulfuaricthì vấn đề trên được giải quyết khá đơn giản đối với các hợp chất HC thơm dễ bay hơi.Ngoài ra, do tính thuận nghịch của quá trình và độ giảm hoạt tính mạnh của axit bị làmloãng bởi nước sinh ra, phản ứng sulfo hóa thường kết thúc ở nồng độ nhất định của axit.Hiện tượng này được đặc trưng bằng giá trị π của phản ứng Gía trị π được tính bằngnồng độ của SO3 trong axit đã tác dụng cho đến khi phản ứng không còn tiếp tục đượcnữa (ví dụ π cho sulfo hóa benzen là 64 naphtalen là 56 và nitrobenzene là 82) Khi biết π

và nồng độ SO3 trong axit ban đầu (a) có thể tính được lượng axit cần thiết để sulfo hóa 1mol hợp chất thơm theo công thức:

X = 80(100 – π)/(a – π)Trong đó: 80 - khối lượng phân tử của SO3

Công thức trên cho thấy, muốn giảm lượng H2SO4 tiêu hao và giảm lượng axit đã sửdụng cần tăng nồng độ axit ban đầu Ví dụ, khi sulfo hóa benzen (π = 64) bằng axit đậmđặc a = 75 thì lượng axit tối thiểu cần dùng 162g Trong hai trường hợp này lượng axit đã

sử dụng là 182 và 82g Quá trình sulfo hóa bằng axit sulfuric thường phải tiến hành ởnhiệt độ cao (80 – 1000C) do axit này có khả năng sulfo hóa không cao Hỗn hợp phảnứng bào gồm hai pha, và phản ứng diễn ra trong pha axit, yếu tố khuấy trộn không gâyảnh hưởng lớn như các phản ứng khác

Một phương pháp khác sử dụng SO3 triệt để hơn là dùng oleum để sulfo hóa cáchợp chất thơm Oleum có hàm lượng SO3 cao hơn và các tính toán cho thấy sự tiêu haocủa nó trên một đơn vị sản phẩm thấp hơn so với khi sử dụng acid sulforic

PHẦN 4: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT LABSA TẠI

ĐỨC GIANG

Hình 2: Sơ đồ công nghệ dạng 3D của nhà máy Đức Giang

I Khu vực làm khô khí

1 Các thiết bị chính

1.1 Thiết bị làm lạnh ngưng tụ

a Cấu tạo

Hình 3 : Thiết bị làm lạnh ngưng tụ

1 Thân thiết bị

2 Ống xoắn ruột gà

3 Đường không khí vào

4 Cửa tháo nước ngưng

5 Đường vào của nước

6 Đường vào của glycol

b Các kích thước chính

d1 = 1300 cm

h1 = 2200 cm

c Nguyên lý làm việc

Nước làm mát được đưa vào theo đường số 5, Etylen glycol lạnh (70C) được đưa vào theo đường số 6 Không khí nén được đưa vào theo cửa số 3 trao đổi nhiệt với nước lạnh và Etylen glycol Sau khi trao đổi nhiệt, hơi nước trong không khí sẽ ngưng tụ và được xả ra ngoài theo cửa số 4, và khí khô, lạnh ra ngoài theo đường số 7

1.2 Tháp hấp phụ silicagel

a Cấu tạo

Hình 4: Tháp hấp phụ silicagel

1 Thân thiết bị

2 Lớp hấp phụ silicagel

Khí sẽ cần làm mát đi vào từ đỉnh của mỗi tháp, qua lớp hấp phụ nước silicagelsau đó đi ra ở của dưới của tháp.

Khi cần giải hấp phụ khí nóng sẽ đi từ dưới lên, làm hơi nước bốc hơi và đi lêntrên lên theo đường ống bên trên

Để điều chỉnh chế độ làm việc và dòng khí đi vào hai tháp, ta dùng hệ thống van

Hình 5 : Thiết bị gia nhiệt

1 Thân thiết bị

2 Cửa đi ra của hơi nước

ngưng tụ

3 Cửa đi vào của hơi nước

4 Cửa đi ra của nước nóng

5 Cửa đi vào của nước lạnh

6 Cửa khí đi ra

7 Cửa khí đi vào

b Các kích thước chính

1 Thân thiết bị

2 Cửa đi ra của hơi nước

ngưng tụ

3 Cửa đi vào của hơi nước

4 Cửa đi ra của nước nóng

5 Cửa đi vào của nước lạnh

6 Cửa khí đi ra

7 Cửa khí đi vào

c Nguyên lý làm việc

Thiết bị có hai chức năng:Làm mát không khí và làm nóng không khí

Khi tháp hấp phụ silicagel cần giải hấp phụ thì thiết bị sẽ có nhiệm vụ cung cấpkhí nóng Khi đó ngăn trên làm việc, hơi đi vào theo cửa 3 đi ra theo cửa 2, phần nướctrong ống ở ngăn dưới được tháo hết Khí cần làm nóng sẽ đi vào thiết bị theo cửa số 7,trao đổinhiệt gián tiếp với hơi nước đi trong ống xoắn ruột gà, khí nóng đi ra theo cửa 6.

Sau khi giải hấp phụ xong thì tiến hành làm nguội lớp hấp phụ.Khi đó thiết bị lạicung cấp khí lạnh.Lúc này, ngăn dưới làm việc, ngăn trên dừng cấp hơi và tháo hết nướcngưng Nước lạnh đi vào cửa 5, đi ra theo của 4 Khí cần làm lạnh vẫn đi vào cửa số 7,trao đổi nhiệt gián tiếp với nước lạnh đi trong ống xoắn ruột gà, khí lạnh đi ra ngoài theocửa 6

Hệ số cấp nhiệt của ống xoắn lớn hơn ống thẳng một ít

Khi đun nóng bằng hơi nước, nếu chiều dài ống xoắn quá lớn thì phần cuối ống sẽ chứa đầy nước ngưng làm giảm hệ số truyền nhiệt, đồng thời áp suất ở cuối ống giảm dẫn

đén khó khăn trong việc tháo nước ngưng Vì vậy khi yêu cầu bề mặt truyền nhiệt lớn ta

bố trí thành nhiều ống xếp nối tiếp hoặc thành những vòng tròn đồng tâm

c Ưu điểm

Thiết kế đơn giản, có thể làm những vật liệu khó ăn mòn , dễ kiểm tra sửa chữa và thay thế

d Nhược điểm

Cồng kềnh, hệ số truyền nhiệt nhỏ do hệ số cấp nhiệt bên ngoài ống bé

Khó làm sạch phía trong ống, trở lực thủy lực lớn hơn ống thẳng

e Ứng dụng trong phân xưởng LAS

Dùng để làm nóng chảy lưu huỳnh.Lưu huỳnh sẽ là lưu thể phái ngoài ống, còn hơi nước sẽ đi lòng ống

Trong thiết bị làm mát không khí bằng nước và glycol.Nước và glycol sẽ đi trong ống còn không khí đi ngoài ống

2 Sơ đồ hệ thống [5]

Hình 7: Sơ đồ sấy khí 3D

Hình 8: Sơ đồ sấy khí 2D

 Mục đích của làm lạnh khí

Khí được đưa vào lò đốt lưu huỳnh cần làm khô hạn chế quá trình chuyển hóa SO2

thành axit H2SO3gây ăn mòn thiết bị và làm giảm hiệu suất phản ứng

Khí được đưa vào tháp chuyển hóa được làm khô để hạn chế quá trình chuyển hóa

SO3 thành H2SO4 gây ăn mòn thiết bị và giảm hiệu suất chuyển hóa

Ngoài ra khí làm khô còn đươc dùng để trộn với SO3 trước thiết bị lọc sươngvà tháp phản ứng giữa LAB và SO3 để tránh ăn mòn thiết bị Hơn nữa, khí vào thiết bị phản ứng chỉ cần chứa 5-6% SO3 nhưng yêu cầu phải khô

3 Nguyên lý làm việc

Không khí ngoài trời được quạt 11K1 hút vào qua bộ lọc11F1, qua máy nén 11K1

để tăng áp suất tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình ngưng tụ sau đó đi vào thiết bị trao

đổi nhiệt hai tầng 11E3, 11E4 loại ống xoắn ruột gà để làm lạnh khí, nước ngưng được tháo ra ngoài.

Ngăn trên không khí sẽ trao đổi nhiệt gián tiếp với nước lạnh được bơm lên từ bể chứa nước phía ngoài nhà máy bằng bơm ly tâm

 Sau khi trao đổi nhiệt nước nóng dẫn ra ngoài

 Ngăn dưới không khí sẽ được trao đổi nhiệt gián tiếp với dung dịch Etylen glycolđược bơm ly tâm từ ngăn dưới của thùng chứa 11V2

 Sau khi trao đổi nhiệt Etylenglycol được đưa về phía trên của thùng chứa, mộtphần được tuần hoàn lại tiếp tục đi trao đổi nhiệt với không khí

 Dung dịch này sẽ đươc đưa sang cụm máy lạnh glycol KU11.1 để giảm nhiệt độ.Sau đó dung dịch được đưa vào ngăn dưới của thùng chứa 11V2 để tiếp tục đi làmmát không khí

 Không khí sau khi được làm mát ở thiết bị 11E3 và 11E4 sẽ được dẫn vào hệthống hấp phụsilicagel 11C1 thông qua van tự động HV11.1A sau đó đi ra qua hệthống van tự động HV11.1B Tháp 11C1 được chia làm hai ngăn trên và dưới vàlàm việc luân phiên nhau Thiết bị có ngăn trên đang thực hiên quá trình hấpphụ( thời gian là 12 giờ) và phía dưới đang thực hiện quá trình giải hấp phụ

 Ngăn phía trên: Khí lạnh được đưa vào phía trên, đi qua lớp hấp phụ nước silicagelsau đó được ra tại cửa dưới và vào đường ống khí khô

 Ngăn phía dưới: Khi lớp hấp phụsilicagel có nhiều nước, ta sẽ tiên hành thổi khínóng từ dưới lên để tiến hành quá trình giải hấp phụ

 Để có không khí nóng tiến hành giải hấp phụ ta có 2 cách:

 Hút không khí bên ngoài vào bằng quạt ly tâm11K2 thông qua van tự độngHV11.2.Sau đó, khí được đưa vào thiết bị gia nhiệt 11E2, trao đổi nhiệt giántiếp với hơi nước và đi vào tháp hấp phụ tiến hành quá trình giải hấp phụ và đi

ra ngoài

 Để tiết kiệm năng lượng, sau khi hệ thống vận hành ổn định, ta sẽ tận dụng khínóng sau khi trao đổi nhiệt của cả phân xưởng để giải hấp phụ bằng cách điềuchỉnh 2 van trên đường ống khí thải Đường đi của khí vẫn như cách 1

 Quá trình sấy bằng khí nóng có nhiệt độ <180oC trong 4 giờ

 Sau khi giải hấp phụ ta tiến hành hạ nhiệt độ của lớp hấp phụ xuống bằng cách:Hút khí ngoài không khí vào bằng quạt ly tâm 11K2 thông qua van tự độngHV11.2 Sau đó, khí được đưa vào thiết bị gia nhiệt 11E1, trao đổi nhiệt gián tiếpvới nước và đi vào trong tháp hấp phụ tiến hành quá trình hạ nhiệt độ của lớpsilicagel vừa được giải hấp phụở trên và đi ra ngoài Quá trình làm lạnh kéo dài 3giờ và nhiệt độ < 35oC.

 Ngoài ra có một đường ống nối qua van HV11.5 có tác dụng cung cấp thêm khílạnh ra ở tầng trên cho quá trình làm nguội lớp hấp phụ ở tầng phía dưới

 Không khí sau khi được làm khô sẽ được chia làm 2 phần.Một phần đi vào khuvực chuyển hóa SO3, một phần đi vào khu vực tổng hợp LAS

II Khu vực sản xuất SO3

1 Các thiết bị chính

1.1 Lò đốt lưu huỳnh

a Cấu tạo

Hình 9 : Lò đốt lưu huỳnh

1 Thân thiết bị

2 Lớp cách nhiệt

3 Khoảng trống để lưu.huỳnh cháy

9 Cửa khí khô vào

10 Cửa SO2 đi ra

11 Cửa lưu huỳnh lỏng vào

12 Cửa khí vào

b Các kích thước chính

h1 = 1480 cm h3 = 550 cmh2 = 2320 cm d1 = 1200 cm

c Nguyên lý làm việc

Lưu huỳnh lỏng được đưa vào theo đường 11, tại đây có đầu phun và lưu huỳnh được chảy thành từng giọt Khi phun lưu huỳnh vào đồng thời không khí khô được phun vào theo đường 12 Hỗn hợp được mồi cháy bằng điện Dòng không khí khô chính được thổi từ dưới lên theo cửa số 9, đi qua lớp bi chịu nhiệt Lớp bi có tác dụng xé nhỏ dòng lưu huỳnh, phân chia đều khí và tăng thời gian tiếp xúc giưa lưu huỳnh và không khí khô

Hỗn hợp sẽ cháy với ngọn lửa màu xanh nhạt.Khi hỗn hợp cháy ổn định, ngắt điện

ở bộ phận mồi lửa, ngắt dòng khí mồi ở cửa 12

Khí sau phản ứng sẽ đi ra theo cửa 10 để vào tháp chuyển hóa

1.2 Lò đốt

a Cấu tạo

5 Cửa vào của dầu DO.

6 Cửa không khí vào