Đề tài: Tổng hợp isoparafin bằng phương pháp isome hóa - Nhóm 2

Chia sẻ: Nguyễn Thành Chung | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:21

Thêm vào BST

Báo xấu

85
lượt xem 11
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Isoparafin là những parafin có số C ≥4 trở lên ở dạng mạch nhánh với mạch chính dài, mạch nhánh ngắn, chủ yếu là gốc metyl ở vị trí C số 2. Các isoparafin đều là những cấu tử quan trọng có trong dầu mỏ.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đề tài: Tổng hợp isoparafin bằng phương pháp isome hóa - Nhóm 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN KỸ THUẬT HÓA HỌC BÀI TẬP MÔN CÔNG NGHỆ TỔNG HỢP HỮU CƠ - HÓA DẦU Đề tài: Tổng hợp isoparafin bằng phương pháp isome hóa GVHD: PGS.TS. Phạm Thanh Huyền SVTH: Tống Hải Đăng 20103083 Nguyễn Hoàng Việt 20109743 Nguyễn Văn Linh 20109719
NỘI DUNG CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG CHƯƠNG 2.CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH ISOME HÓA CHƯƠNG 3. SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ISOPARAFIN BẰNG PHƯƠNG PHÁP ISOME HÓA
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG
Isoparafin là những parafin có số C ≥4 trở lên ở dạng mạch nhánh với mạch chính dài, mạch nhánh ngắn, chủ yếu là gốc metyl ở vị trí C số 2. Các isoparafin đều là những cấu tử quan trọng có trong dầu mỏ. Trong xăng, isoparafin chủ yếu giúp cho xăng có trị số octan cao cao.
CHƯƠNG 2.CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH ISOME HÓA 2.1 Khái niệm
• Izome hóa là quá trình nhằm biến đổi các hyđrocacbon mạch thẳng thành mạch nhánh. Mặt khác, cũng là phương pháp để tạo ra các cấu tử cao octan pha vào xăng nhằm nâng cao trị số octan của xăng. n– parafin → iso – parafin (quá trình này còn gọi là quá trình đồng phân hóa) Ví dụ: n – butan → iso – butan n – pentan → iso – pentan
• Mục đích của quá trình: + Mục đích của quá trình izome hóa trong chế biến dầu là tăng tính chống kích nổ của xăng máy bay và xăng ô tô . + Trong công nghiệp phát triển với mục đích tăng nguồn iso – butan, là nguồn nguyên liệu để sản xuất alkylat, là thành phần trị số octan cao cho xăng máy bay .
2.2. Đặc trưng về nhiệt động và động học • Các phản ứng isome hoá n-pentan và n-hexan là các ph ản ứng t ỏa nhiệt nhẹ. Bảng số liệu dưới đây cho thấy nhiệt phản ứng để tạo thành các isome hoá từ các cấu tử riêng biệt: C Ấ U TỬ H298 Kcal/mol C5: 2-metylbutan(isopentan) - 1,92 2,2.dimetylpropan(neopentan) - 4.67 C6: 2-metyl pentan(isohexan) - 1,70 3-metylpentan - 1,06 2,2-dimetyl butan(neohexan) - 4,39 2,3-dimetylbutan - 2,53 Do đó các phản ứng isome hoá là tỏa nhiệt thuận nghịch và không có sự tăng thể tích, vì thế cân bằng của phản ứng chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ. Nhiệt độ thấp sẽ có lợi cho quá trình.
2.3. Nguyên liệu và sản phẩm của quá trình isome hóa Nguyên liệu • Trong công nghiệp thì người ta thường dùng nguyên liệu cho quá trình isome hoá là: C4,C5,C6 hay hỗn hợp của chúng là phần naphta nhẹ. • Thông thường hàm lượng n-parafin chỉ chiếm khoảng nhỏ hơn 60%. Để đạt được hiệu suất cao thì cần phải tách phần iso-parafin ra khỏi nguyên liệu. • Đặc trưng của nguyên liệu sẽ quyết định đến chế độ công nghệ và chất l ượng sản phẩm. Sản Phẩm : • Iso-parafin dùng cho pha xăng và làm nguyên liệu cho tổng hợp hóa dầu
2.4. Cơ chế của quá trình isome hóa
2.5. Xúc tác của quá trình izome hóa Xúc tác lưỡng chức: Thường xúc tác này gồm hai phần: • Phần kim loại có đặc trưng hyđro hoá, kim loại thường dùng là : Pt, Pd… • Phần chất mang axit (Al2O3 , Al2O3 + ,halogen ,aluminosilicat…). • Một số loại xúc tác: Pt/Al2O3, Pt/Modenit, Pt/Al2O3, zeolite ZSM5,11.
• Xúc tác zeolite: zeolit sử dụng phù hợp nhất cho quá trình isome hoá là ZSM5,11. Xúc tác Nhiệt độ phản ứng khi sử dụng Nhiệt độ phản ứng khi sử dụng Fiedel Crafts AlCl3.AlBr3 80-1000C Pha lỏng gây ăn mòn Oxit Al2O3,Cr2O3,BeO 200-4500C Pha hơi Pt/Al2O3 350-5000C Pha hơi Pt/Al2O3 clo hoá 80-1500C Pha hơi Pt/zeolite 250-3000C Pha hơi Pt/zeolite-X 300-3300C Pha hơi Pt/zeolite-Y 300-3300C Pha hơi Pt/ZSM5 300-3300C Pha hơi
2.6. Các thông số ảnh hưởng đến quá trình • Áp suất H2
Các thông số ảnh hưởng đến quá trình • Nhiệt độ của phản ứng +Nhiệt độ quá trình phản ứng ảnh hưởng trực tiếp đến thành ph ần sản phẩm thông qua hiệu ứng nhiệt các phản ứng và ảnh h ưởng t ới v ận t ốc phản ứng. +Về nhiệt động thì nhiệt độ cao không có lợi cho phản ứng isome hoá nhưng về động học thì rất tốt.Khi tăng nhiệt độ thì các ph ản ứng cracking và các phản ứng đề hyđro hoá chiếm ưu thế. +Nhiệt độ thấp rất có lợi cho phản ứng isome hoá nhưng hiệu suất của quá trình không cao +Ngày nay đối với quá trình dùng xúc tác thì nhi ệt đ ộ ph ản ứng đã đ ược h ạ thấp xuống còn khoảng 90 -1250C.
2.7. Các thông số ảnh hưởng đến quá trình Tốc độ thể tích • Tốc độ thể tích là nghịch đảo thời gian tiếp xúc giữa nguyên liệu và các sản phẩm trung gian với xúc tác trong phản ứng. • Năng suất của quá trình cao khi khắc phục được giai đoạn chậm. Do đó người ta cố gắng đưa vận tốc khuyếch tán xấp xỉ với vận tốc động học. • Khi nhiệt độ của phản ứng tăng lên 100C thì vận tốc động học tăng lên 2-3 lần còn vận tốc khuyếch tán tăng lên 1-1,5 lần. • Với quá trình isome hoá, khi tăng tốc độ thể tích thì phản ứng isome hoá chiếm ưu thế
SO SÁNH CÔNG NGHỆ Công nghệ Penex Công nghệ Butamer Nguyên liệu Phân đoạn C5 và Phân đoạn C4 : n- C6 : n-pentan và n- butan. hexan. Công nghệ Sản phẩm không Sản phẩm iso-butan được tuần hoàn được tuần hoàn trở trở lại. lại để tách. Sản phẩm Iso-pentan; 2,2 Iso-butan có trị số dimetyl butan; 2,3 octan thấp hơn công dimetyl butan có nghệ Penex trị số octan cao công nghệ Butamer
3.1. Công nghệ Penex của UOP Quá trình này cũng nhằm đi sản xuất xăng có chất l ượng cao t ừ các phân đoạn có trị số octan thấp. Xúc tác của quá trình thu ộc lo ại Fidel-Craft và xúc tác hyđrô hoá, xúc tác được biểu diễn dưới dạng HAlX 4 (H+ A-). Quá trình này diễn ra ở lớp xúc tác cố định Nhiệt độ phản ứng : 120-2600C Áp suất của quá trình này là: 2,1-7 MPa CH3-CH2-CH2-CH2–CH3  CH3-CH(CH3)-CH2-CH3 n-pentan iso-pentan
Sơ đồ công nghệ Penex của UOP (1) Thiết bị sấy khí (2) Máy nén (3) Thiết bị phản ứng (4) Thi ết b ị tách (5)Tháp ổn định (6) Thi ết b ị l ọc khí
KẾT LUẬN • Quá trình isome hoá n-parafin được dùng để nâng cao trị số octan của phân đoạn pentan-hexan của ph ần xăng sôi đến 700C, đồng thời cũng cho phép nhận các iso-parafin riêng biệt như iso-pentan và iso-butan từ nguyên liệu cho quá trình tổng hợp cao su iso-pren, iso- butan là nguồn nguyên liệu tốt cho quá trình alkyl hoá, hoặc để nhận iso-buten cho quá tổng hợp MTBE. • Với mức độ sử dụng nhiên liệu xăng như hiện nay, nhu cầu về xăng chất lượng cao, xăng không chì của xã hội, thì ngoài Reforming xúc tác, Cracking xúc tác là hai quá trình chế biến cơ bản, quá trình isome hoá vẫn là một phương án đầy triển vọng. Vì vậy, việc tìm hiểu về các công nghệ tổng hợp iso-parafin bằng quá trình isome.