Tổ hợp sản xuất Hydrocacbon thơm của UOP

Benzen, Toluen, Xylen, etylbenzen, cumen và một số Hydrocacbon thơm khác có ứng dụng rộng rãi trong công nghệ tổng hợp hóa dầuCác Ar được đặc trưng bởi cấu trúc vòng bền vững, do đó chúng không dễ dàng tham gia phản ứng cộng các tác nhân dạng halogen và các axit như anken.Các Ar rất nhạy với phản ứng thế electrophil với sự có mặt xúc tác.

Đề tài: Tổ hợp sản xuất Hydrocacbon

thơm của UOP

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN KỸ THUẬT HÓA HỌC

BỘ MÔN HỮU CƠ – HÓA DẦU

Tổ hợp sản xuất của UOP Kết luận

Tài liệu

tham khảo

Phụ chú

Lời Mở Đầu

Benzen, Toluen, Xylen, etylbenzen, cumen và một số Hydrocacbon thơm khác có ứng dụng rộng rãi trong công nghệ tổng hợp hóa dầu

Các Ar được đặc trưng bởi cấu trúc vòng bền vững, do

đó chúng không dễ dàng tham gia phản ứng cộng các tác nhân dạng halogen và các axit như anken

Các Ar rất nhạy với phản ứng thế electrophil với sự có mặt xúc tác

Sơ đồ 1: Lượng tiêu thụ xylen trên toàn thế giới

năm 1999

Sơ đồ 2: Lượng tiêu thụ Benzen thế giới năm 2001

O-xylen và m-xylen ở dạng lỏng không màu, còn

p-xylen có thể ở dạng lỏng không màu hoặc tinh thể

Cả 3 đồng phân xylen đều rất độc hại và dễ bắt cháy

Bảng 1: Một số đặc trưng kỹ thuật của BTX, etylbenzen và

cumen [1]

Vậy các nguồn chính sản xuất hợp chất

thơm nói là các nguồn nào???

II Các nguồn sản xuất chính

 Nguồn từ quá trình CCR

 Nguồn từ xăng nhiệt phân

 Nguồn từ cốc hóa than đá

III Tổ hợp sản xuất Ar của UOP

Sơ đồ tổng quát

Các quá trình chính trong Tổ hợp sản xuất Ar

 Công nghệ

[http://www.enggcyclopedia.com/2012 /02/naphtha-hydrotreating-unit/]

Hình 2: Sơ đồ tách Naphtha sau khi xử lý

[http://www.enggcyclopedia.com/2012/02/n

aphtha-hydrotreating-unit/]

Chọn nguyên liệu là naphtha có khoảng nhiệt độ sôi từ 107 – 1600C để cho đạt được hiệu quả thu para-xylene là lớn

nhất

3.2 Quá trình Reforming xúc tác

 Các phản ứng chính diễn ra

 Dehydro hóa các naphten (alkyl xyclohexan)

 Dehydro vòng hóa parafin và isoparafin

 Isome hóa parafin thành isoparafin

 Isome hóa các alkyl xyclohexan

 Hydrocracking parafin, naphten và tách metan

 Tạo cốc

Đặc trưng nhiệt động học của mỗi phản ứng là khác nhau nhưng tổng quát chung thì đây là quá trình thu nhiệt và tăng thể tích thích hợp ở điều kiện nhiệt độ cao và áp suất thấp

 Xúc tác

 Bản chất xúc tác

 Chức hydro hóa/dehydro hóa nhờ sự có mặt của kim loại

 Chức axit nhờ thành phần và cấu trúc của chất mang

 Xúc tác thường được sử dụng

 Xúc tác có chứa các oxit hay sunfit của Cr, Mo, Ni hay W

 Xúc tác có chứa các các kim quý là Pt, hay Pt kết hợp với kim loại khác

 Chất mang là Al2O3 có chứa các hợp chất halogen

 Công nghệ CCR Platforming của UOP

Hình 3: Công nghệ CCR Platforming của UOP [4]

3.3 Quá trình Tatoray

 Sơ đồ công nghệ

Hình 4: Tổ hợp sản xuất hydrocacbon thơm của UOP [3]

 Quá trình Tatoray

 Các phản ứng chính

 Phân bố lại toluen

 Chuyển vị alkyl

 Một số đặc điểm của quá trình

 Tỷ lệ H2/Hydrocacbon ở dòng vào thiết bị là 5-20.

 Nồng độ hydro trong dòng khí tuần hoàn lớn hơn 70% thể tích.

 Xúc tác loại T20 là dạng zeolit có chứa kim loại

chuyển tiếp, tái sinh xúc tác bằng quá trình đốt cốc trong dòng không khí nghèo oxy, tuổi thọ của xúc tác thường dài hơn 2 năm.

 Quá trình được tiến hành ở áp suất 3-4 Mpa

 Nhiệt độ tăng từ 410 đến 4700C.

Bảng 4: Sản lượng sản phẩm tối đa ở các điều kiện

của quá trình Tatoray

 Vị trí trong tổ hợp sản xuất Ar

 Sơ đồ công nghệ

Hình 5: Sơ đồ công nghệ Tatoray của UOP

3.4 Quá trình Parex

Hình 6: Tổ hợp sản xuất hydrocacbon thơm của UOP [3]

 Quá trình Parex

 UOP Parex là quá trình sử dụng phương pháp tách với

hệ hấp phụ zeolit sàng phân tử để thu hồi p-X từ hỗn các đồng phân xylen

 Hầu hết các quá trình Parex ngày nay được thiết kế để sản xuất p-X có độ tinh khiết là 99,9 % khối lượng và thu hồi được trên 97 % lượng đưa vào.

 Quá trình Parex mô phỏng sự chuyển động ngược chiều nhau của lòng lỏng nguyên liệu so với lớp chất hấp phụ tác cố định Nguyên liệu và sản phẩm vào và ra khỏi lớp chất hấp phụ một cách liên tục với thành phần gần như không thay đổi Kỹ thuật này còn đôi khi gọi là

simulated moving-bed (MBA) lớp hấp phụ giả chuyển động.

 Chỉ tiêu thành phần nguyên liệu [3]

Para Xylen min, % khối lượng 18

Etyl Benzen max, % khối lượng 20

Hydrocacbon C9+ max, % khối lượng 1.5

Hydrocacbon không thơm max, % khối lượng 0.3

 Sơ đồ công nghệ

 Vị trí trong tổ hợp sản xuất hợp chất thơm

 Công nghệ UOP Parex

Hình 7a: Sơ đồ công nghệ UOP Parex [3]

Hình 7b: Sơ đồ UOP Parex có một tháp van quay

Hình 8: Mô hình tháp hấp phụ với lớp chất hấp phụ

chuyển động

Thiết bị hấp phụ sàng phân tử van quay

3.5 Quá trình Isomar

Hình 9: Tổ hợp sản xuất hydrocacbon thơm của UOP [3]

 Phân xưởng UOP Isomar được sử dụng để thu tối đa một đồng phân xylen nào đó

trong hỗn hợp đồng phân hydrocacbon

thơm C8

 Một phân xưởng Isomar thông thường sẽ

luôn đi cùng với một phân xưởng để thu hồi một hay nhiều đồng xylen Và hầu hết các phân xưởng Isomar thường đi cùng với

phân xưởng Parex để thu hồi p-xylen

 Quá trình Isomar

 Các phản ứng chính

 Phản ứng isome hóa Xylen

 Phản ứng isome hóa Etyl benzen

 Phản ứng Dealkyl Etylbenzen

 Một số đặc điểm của quá trình

 Quá trình được tiến hành trong dòng Hydro với tỷ lệ H2/RH

là 8-10, cho phép chuyển hóa cả etyl benzen tùy thuộc vào lượng hydrocacbon này có trong hỗn hợp ban đầu

 Xúc tác cho quá trình là Pt/SiO2-Al2O3 hoặc Al2O3 được hoạt hóa bởi halogen hoặc hợp chất chứa halogen

 Quá trình được tiến hành trong khoảng nhiệt độ từ 5000C (thường là 400-4800C) và áp suất từ 1-3 MPa

300- Vị trí trong tổ hợp sản xuất Ar

 Sơ đồ công nghệ

Hình 10: Sơ đồ công nghệ UOP Isomar

 Với Việt Nam thì đây là ngành giàu tiềm năng để phát triển.

Cảm ơn cô và các bạn đã lắng nghe 

Tài liệu tham khảo

 [1] Phạm Thanh Huyền, Nguyễn Hồng Liên Công nghệ tổng hợp Hữu cơ – Hóa dầu

 [2] Willey-VCH ULLMANN'S Encyclopedia of

Phần Phụ Chú

 Tách para xylene bằng phương pháp kết tinh

Trước khi có phương pháp Parex, đây là phương pháp được dùng phổ biến để sản xuất para xylen thương mại có độ tinh khiết lên tới 95%, tuy nhiên hiện nay phương pháp này chỉ chủ yếu sử dụng cho xử lý phần sản phẩm lỏng của quá trình cốc hóa than đá

 Đặc tính tan chảy/kết tinh của hỗn hợp xylen

Hình 11: Bảng đặc tính tan chảy của hỗn hợp

xylen [2]