Bài giảng Công nghệ lọc dầu - Phần 2

8/12/2019 Bài giảng Công nghệ lọc dầu - Phần 2

http://slidepdf.com/reader/full/bai-giang-cong-nghe-loc-dau-phan-2 1/105

PH Ầ N II

1. QUÁ TRÌNH CRACKING XÚC TÁC

2. QUÁ TRÌNH REFORMING XÚC TÁC 3. QUÁ TRÌNH ALKYLE HÓA

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON



CH ƯƠ NG I QUÁ TRÌNH CRACKING XÚC TÁC

I. M Ụ C Đ ÍCH

II. QUÁ TRÌNH PHÁT TRI Ể N III. NGUYÊN LI Ệ U IV. S Ả N PH Ẩ M

V. X Ă NG C Ủ A QUÁ TRÌNH FCC VI. HI Ệ U SU Ấ T CHUY Ể N HÓA C Ủ A QUÁ TRÌNH VII. Đ I Ề U KI Ệ N CÔNG NGH Ệ C Ủ A QUÁ TRÌNH

VIII. CÁC PH Ả N Ứ NG X Ả Y RAIX. CH Ấ T XÚC TÁCX. S Ơ ĐỒ CÔNG NGH Ệ XI. CRACKING XÚC TÁC NGUYÊN LI Ệ U N Ặ NG





I- M Ụ C Đ ÍCH

Phân h ủ y các phân đ o ạ n n ặ ng, v ớ i s ự có m ặ t c ủ a ch ấ t xúc tác, nh ằ m thu

đượ c x ă ng (m ụ c đ ích chính), gasoil và GPL





II- QUÁ TRÌNH PHÁT TRI Ể N 1. Công ngh ệ cracking xúc tác t ầ ng c ố đị nh

2. Công ngh ệ cracking xúc tác t ầ ng di độ ng(TCC : Thermofor Catalytic Cracking)

3. Công ngh ệ cracking xúc tác t ầ ng sôi(FCC : Fluid Catalytic Cracking)





























Torch oil

Spray water





III- NGUYÊN LI Ệ U Ch ủ y ế u: gasoil chân không (DSV) v ớ i kho ả ng nhi ệ t độ sôi

350 ÷ 550 o C (ho ặ c 380 ÷ 550 o C) Tuy nhiên, ng ườ i ta th ườ ng tr ộ n thêm các ngu ồ n nguyênli ệ u n ặ ng khác để t ă ng hi ệ u su ấ t thu x ă ng nh ư :

distillat nh ẹ c ủ a quá trình ch ư ng c ấ t khí quy ể n (DA) có kho ả ng nhi ệ t độ sôi 380 ÷ 410oC

distillat c ủ a quá trình c ố c hóa ho ặ c gi ả m nh ớ t c ặ n goudron (RSV) đ ã tách nh ự a asphantène 550 o C + ,. ..

G ầ n đ ây, do tình tr ạ ng d ư th ừ a các s ả n ph ẩ m n ặ ng → tr ộ n

thêm c ặ n RA 380 +

(10 ÷ 50%). d ≈ 0,9 ÷ 0,98 ; N ế u hàm l ượ ng các t ạ p ch ấ t nh ư : Ni, V, các h ợ p ch ấ t c ủ a

S, N, .. l ớ n thì ph ả i ti ế n hành x ử lý b ằ ng hydro.



WWWDAYKEMQUYNHON UCOZ COM



IV- S Ả N PH Ẩ M1. Khí đố t 2. Khí hóa l ỏ ng

3. X ă ng

4. Gasoil nh ẹ 5. Gasoil n ặ ng

6. Slurry 7. C ố c






V- X Ă NG C Ủ A QUÁ TRÌNH FCC V.1- Thành ph ầ n - ch ỉ s ố octane






V.2- S ơ đồ x ử lý phân đ o ạ n x ă ng trung tâm c ủ a quá

trình FCC






V.3- Tính ổ n đị nh c ủ a x ă ng FCC X ă ng FCC ch ứ a m ộ t hàm l ượ ng đ áng k ể các

oléfine và có c ả các dioléfine. Các HC không no

này r ấ t kém ổ n đị nh. Khi ti ế p xúc v ớ i không khí,chúng d ễ dàng b ị oxy hóa và polymer hoá t ạ o racác h ợ p ch ấ t m ớ i d ạ ng k ế t t ủ a th ườ ng g ọ i là

nh ự a → th ườ ng t ạ o c ặ n trong nhiên li ệ u, làmt ắ c ngh ẽ n các ố ng phun nhiên li ệ u và soupape. ⇒ X ă ng FCC trong quá trình t ồ n ch ứ a th ườ ng

ph ả i thêm vào các lo ạ i ph ụ gia ch ố ng oxy hóakho ả ng vài ppm để ứ c ch ế quá trình t ạ o nh ự a và tho ả mãn tính ổ n đị nh c ủ a x ă ng th ươ ng ph ẩ m






V.4- Các t ạ p ch ấ t trong x ă ng FCC Các h ợ p ch ấ t c ủ a l ư u hu ỳ nh Các h ợ p ch ấ t c ủ a oxy Các h ợ p ch ấ t c ủ a nit ơ






V.5- S ơ đồ x ử lý x ă ng FCC

Q





VI- HI Ệ U SU Ấ T CHUY Ể N HÓA C Ủ AQUÁ TRÌNH

Conv = Σ (khí + x ă ng + c ố c) % masse= 100 - (LCO+HCO+Slurry)

Conv = 50 ÷ 75%

Q





VII- Đ I Ề U KI Ệ N CÔNG NGH Ệ C Ủ AQUÁ TRÌNH

Nhìn chung, các ph ả n ứ ng x ả y ra trong quá trình

cracking xúc tác là ph ả n ứ ng thu nhi ệ t và t ă ngs ố phân t ử . Do đ ó, các ph ả n ứ ng x ả y ra thu ậ nl ợ i ở đ i ề u ki ệ n T cao và P th ấ p.

Nh ữ ng đ i ề u ki ệ n công ngh ệ c ủ a quá trình :

T = 470 ÷ 550 o C ;

P = 1,5 ÷ 2,5 bar t ươ ng đố i ; không có m ặ t c ủ a H 2 trong môi tr ườ ng ph ả n

ứ ng (H 2

làm nhanh ho ạ t tính c ủ a CXT)





VIII- CÁC PH Ả N Ứ NG X Ả Y RA TRONG

QUÁ TRÌNH CRACKING XÚC TÁC

1. Các ph ả n ứ ngnhi ệ t 2. Các ph ả n ứ ng

x ả y ra d ướ i tácd ụ ng c ủ a xúctác

không th ể tránh kh ỏ i

theo c ơ ch ế chu ổ i g ố c. là nh ữ ng ph ả n ứ ng đồ ng th ể , x ả yra ở pha khí. không có tính ch ọ n l ự a ⇒ t ạ o

thành m ộ t l ượ ng l ớ n các HC nh ẹ nh ư C1, C2, C2 = trong phân đ o ạ nC1 - C4. Đồ ng th ờ i, s ả n ph ẩ m x ă ng

thu đượ c có ch ấ t l ượ ng x ấ u (IOth ấ p và kém ổ n đị nh hóa h ọ c) ⇒

h ạ n ch ế các ph ả n ứ ng này E* các ph ả n ứ ng này cao nên

x ả y ra thu ậ n l ợ i ở đ i ề u ki ệ n T cao WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON




2- Các ph ả n ứ ng x ả y ra d ướ i tác d ụ ng c ủ a xúc tá

là các ph ả n ứ ng d ị th ể x ả y ra v ớ i s ự tham gia ph ả n ứ ng c ủ a các ion

carboni trung gian không b ề n. Các ph ả n ứ ng chính x ả y ra theo c ơ ch ế này :

ph ả n ứ ng isomer hóa ph ả n ứ ng c ắ t m ạ ch ở v ị trí β ph ả n ứ ng chuy ể n v ị hydro ph ả n ứ ng kh ử hydro các ph ả n ứ ng ng ư ng t ụ khác





S ự t ạ o thành ion carboni Có 3 gi ả thuy ế t đượ c đư a ra : Proton hóa m ộ t oléfine có m ặ t trong ch ấ t ph ả n ứ ng

hay đượ c t ạ o thành tr ướ c đ ó b ở i quá trình cracking

nhi ệ t :

Proton hóa 1 P (hay 1 N) để t ạ o thành ion carbonium→ ti ế p t ụ c phân h ủ y ion carbonium này t ạ o thành

ion carbénium = cách lo ạ i b ỏ m ộ t phân t ử H :





Tâm acide Lewis s ẽ l ấ y m ộ t ion H+ c ủ a paraffine :

Các ion carboni m ớ i t ạ o thành s ẽ có kh ả n ă ng t ự bi ế n đổ i t ừ d ạ ng kém ổ n đị nh sang d ạ ng ổ n đị nh

nh ấ t và chúng s ẽ tác d ụ ng v ớ i các phân t ử trunghòa c ủ a nguyên li ệ u t ạ o ra s ả n ph ẩ m m ớ i và ioncarboni m ớ i. Quá trình c ứ ti ế p t ụ c nh ư v ậ y





IX- CH Ấ T XÚC TÁC Các ph ả n ứ ng trong quá trình cracking xúc

tác là các ph ả n ứ ng d ị th ể , ch ủ y ế u x ả y ratrên b ề m ặ t ch ấ t xúc tác r ắ n d ướ i d ạ ng bi,tr ụ , b ộ t m ị n, ...

L ượ ng ch ấ t xúc tác c ủ a quá trình FCCchi ế m m ộ t t ỉ l ệ l ớ n so v ớ i t ổ ng l ượ ng ch ấ t

xúc tác r ắ n đượ c s ử d ụ ng trong côngnghi ệ p l ọ c d ầ u (kho ả ng 80%)





Ch ấ t xúc tác Zéolithe Ch ấ t xúc tác zéolithe thu ộ c lo ạ i CXT acide d ạ ng

r ắ n, h ỗ n h ợ p c ủ a hai c ấ u t ử ch ủ y ế u là : zéolithelà tác nhân acide độ ng đượ c ho ạ t hóa trên m ộ tch ấ t mang, hàm l ượ ng zéolithe ≈ 10 ÷ 50 %

kh ố i l ượ ng. Ngoài ra, còn có các ch ấ t ph ụ khác. Ch ấ t xúc tác này n ằ m d ướ i d ạ ng b ộ t m ị n v ớ i

nh ữ ng h ạ t nh ỏ có kích th ướ c trung bình t ừ 50

÷ 60 µ m v ớ i c ở h ạ t t ừ 20 ÷ 100 µ m. G ồ m các c ấ u t ử ch ủ y ế u sau :

Zéolithe Ch ấ t mang





S ự lão hóa c ủ a ch ấ t xúc tác Xúc tác ở tr ạ ng thái cân b ằ ng Nguyên nhân s ự lão hóa c ủ a ch ấ t xúc tác Các bi ệ n pháp ng ă n ng ừ a s ự lão hóa c ủ a

ch ấ t xúc tác





Các bi ệ n pháp ng ă n ng ừ a s ự lão

hóa c ủ a ch ấ t xúc tácG ồ m 3 bi ệ n pháp chính :

Gi ả m hàm l ượ ng Na trong zéolithe Gi ả m tác d ụ ng phá h ủ y c ấ u trúc m ạ ng c ủ a acide

V b ằ ng cách cho vào các lo ạ i oxyde khác t ạ o

h ợ p ch ấ t b ề n v ữ ng v ớ i V 2 O 5 . Các oxyde có hi ệ uqu ả nh ấ t là các oxyde kim lo ạ i ki ề m th ổ (MgO,CaO), oxyde đấ t hi ế m Re 2 O 3 và các oxyde h ỗ n

h ợ p khác nh ư : TiO2 và CaO, SrO và BaO Trung hòa ho ặ c làm m ấ t ho ạ t tính c ủ a Ni b ằ ng

cách thêm vào các h ợ p ch ấ t c ủ a Chì ho ặ c b ằ ng

cách s ử d ụ ng ch ấ t mang WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON




Tái sinh ch ấ t xúc tác

Trong quá trình FCC, CXT làm vi ệ c đượ c m ộ t th ờ i gianthì s ẽ b ị m ộ t l ớ p c ố c (t ạ o thành do các ph ả n ứ ngng ư ng t ụ có h ạ i x ả y ra trong quá trình cracking) bámtrên b ề m ặ t CXT, làm che ph ủ các tâm ho ạ t độ ng c ủ a

XT → làm gi ả m ho ạ t tính c ủ a CXT → hi ệ u su ấ t c ủ aquá trình chuy ể n hóa c ũ ng gi ả m theo. Để kh ắ c ph ụ c → ph ả i ti ế n hành tái sinh XT.

B ả n ch ấ t c ủ a quá trình tái sinh xúc tác là đố t cháy c ố cbám trên b ề m ặ t ch ấ t xúc tác b ằ ng oxy c ủ a không khí. Các ph ả n ứ ng x ả y ra đề u là ph ả n ứ ng t ỏ a nhi ệ t :

C + ½ O 2 ⇒ CO + 2200 kcal/kgC CO + ½ O 2 ⇒ CO 2 + 5620 kcal/kgC C + O 2 ⇒ CO 2 + 7820 kcal/kgC

2H + O 2 ⇒ H 2 O (h ơ i) + 28600 kcal/kgH 2





X- S Ơ ĐỒ CÔNG NGH Ệ Phân x ưở ng FCC bao g ồ m 4 khu v ự c :

1. khu v ự c ph ả n ứ ng ; 2. khu v ự c phân tách s ả n ph ẩ m ;

3. khu v ự c đ i ề u ph ố i ch ấ t xúc tác ; 4. khu v ự c x ử lý khói th ả i.





1- Khu v ự c ph ả n ứ ng

Thi ế t b ị ph ả n ứ ng Thi ế t b ị tái sinh





I- CRACKING XÚC TÁC NGUYÊN LI Ệ U N Ặ N Nguyên li ệ u : c ặ n c ủ a quá trình ch ư ng c ấ t khí

quy ể n (RA); Ở T cao và có m ặ t c ủ a h ơ i n ướ c → CXT s ẽ b ị phá

hu ỷ thu ỷ nhi ệ t do hàm l ượ ng đ áng k ể c ủ a V có trong nguyên li ệ u ; T c ủ a xúc tác đượ c tái sinh r ấ t l ớ n ⇒ nhi ệ t độ

c ủ a h ỗ n h ợ p nguyên li ệ u và ch ấ t xúc tác ở ố ng

riser l ớ n, d ẫ n đế n quá trình cracking sâu, t ạ o ranhi ề u khí và c ố c là các s ả n ph ẩ m không mongmu ố n.

Để gi ả i quy ế t v ấ n đề trên, ng ườ i ta đ ã nghiênc ứ u và đư a ra hai công ngh ệ chính sau : Công ngh ệ trích b ớ t nhi ệ t t ừ TBTS xúc tác Công ngh ệ R2R





Công ngh ệ R2R Công ngh ệ R2R s ử d ụ ng cho quá trình cracking

xúc tác c ặ n áp d ụ ng các k ỹ thu ậ t m ớ i sau : S ử d ụ ng 2 t ầ ng tái sinh S ử d ụ ng h ệ th ố ng MTC X ử lý kh ử CO, NOx, SOx cho khí th ả i S ử d ụ ng thi ế t b ị tách nhanh xúc tác ra kh ỏ i h ỗ n

h ợ p s ả n ph ẩ m RTD Thi ế t b ị phun s ươ ng nguyên li ệ u













H ệ th ố ng MTC





Thi ế t b ị phun s ươ ng nguyên li ệ u


Á Ì




Ch ươ ng II: QUÁ TRÌNH

REFORMING XÚC TÁC 1. M Ụ C Đ ÍCH

2. L Ị CH S Ử PHÁT TRI Ể N 3. NGUYÊN LI Ệ U 4. S Ả N PH Ẩ M

5. CH Ấ T XÚC TÁC 6. CÁC PH Ả N Ứ NG C Ủ A QUÁ TRÌNH 7. C Ơ CH Ế PH Ả N Ứ NG 8. ĐỘ NG H Ọ C QUÁ TRÌNH 9. CÁC Đ I Ề U KI Ệ N TI Ế N HÀNH QUÁ TRÌNH 10. S Ơ ĐỒ CÔNG NGH Ệ





I- M Ụ C Đ ÍCH

Bi ế n đổ i thành ph ầ n HC các phân đ o ạ nnh ẹ c ủ a d ầ u m ỏ , ch ủ y ế u là các P và Ncó t ừ 6 ÷ 10 nguyên t ử C (th ườ ng là 7,

8, 9) thành các HC th ơ m có s ố C t ươ ngứ ng





V ị trí c ủ a phân x ưở ng RC trong nhà máy l ọ c d ầ u


Ê Ệ




III- NGUYÊN LI Ệ U Để s ả n xu ấ t ra các HC th ơ m có t ừ 6 ÷ 10 C (th ườ ng là 7, 8,

9), quá trình RC c ầ n các lo ạ i nguyên li ệ u ch ứ a các P ho ặ c Ncó s ố C t ươ ng ứ ng.

Thành ph ầ n nguyên li ệ u : G ồ m 2 lo ạ i nguyên li ệ u : lo ạ i P : có P = 60 ÷ 70%, N =15 ÷ 25%, A = 10 ÷ 15% . lo ạ i N : có P = 20 ÷ 30%, N = 60 ÷ 70%, A = 8 ÷ 15% .

Đặ c bi ệ t không có oléfine Để thu các lo ạ i hydrocarbon th ơ m riêng l ẽ , ta ch ọ n các phân đ o ạ n x ă ng có gi ớ i h ạ n sôi h ẹ p nh ư sau :

Để s ả n xu ấ t Benzène : dùng phân đ o ạ n x ă ng có gi ớ i h ạ nnhi ệ t độ sôi : 62 ÷ 85oC ;

Để s ả n xu ấ t Toluène : dùng phân đ o ạ n x ă ng có gi ớ i h ạ nnhi ệ t độ sôi : 85 ÷ 120oC ;

Để s ả n xu ấ t Xylène : dùng phân đ o ạ n x ă ng có gi ớ i h ạ nnhi ệ t độ sôi : 120 ÷ 140oC


IV SẢN PHẨMWWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM



IV- S Ả N PH Ẩ M

Khí giàu H2 : 2 ÷ 4% m, m ộ t ph ầ n đượ c s ử d ụ ngcho tu ầ n hoàn l ạ i quá trình, còn ph ầ n l ớ n đượ c đư ara kh ỏ i h ệ th ố ng để s ử d ụ ng cho quá trình làms ạ ch s ả n ph ẩ m và cho quá trình hydrocracking ;

Khí đố t C 1 - C 2 : 1 ÷ 4% m → làm nhiên li ệ u đố t Phân đ o ạ n C 3 - C 4 : 5 ÷ 14% m → s ả n xu ấ t GPL :

hi ệ u su ấ t thu C4 max khi s ử d ụ ng ch ấ t xúc tácPt/ Aluminosilicat ;

hi ệ u su ấ t thu C4 min khi s ử d ụ ng ch ấ t xúc tácPt/ Al2O3, đồ ng th ờ i gi ả m ppH.

X ă ng Reformat : 80 ÷ 90% kh ố i l ượ ng, có : RON = 98 ÷ 100 ; S = RON - MON = 10 ; Giàu h drocarbon aromatic ≈ 60%





V- CH Ấ T XÚC TÁC T ấ t c ả các ch ấ t xúc tác đượ c s ử d ụ ng hi ệ n nay

đề u là d ẫ n xu ấ t c ủ a ch ấ t xúc tác Pt trên ch ấ tmang alumine đượ c chlore hoá do hãng UOP ápd ụ ng t ừ n ă m 1949 ;

Giá thành t ươ ng đố i đắ t : 35 F/kg so v ớ i 2 F/kgzéolithe xúc tác cho quá trình FCC ; G ồ m 2 lo ạ i ch ấ t xúc tác :

Ch ấ t xúc tác Pt trên ch ấ t mang alumine Ch ấ t xúc tác 2 ch ứ c kim lo ạ i (bimétallique)


Ch kỳ tái i h à t ổi th ủ hất




Chu k ỳ tái sinh và tu ổ i th ọ c ủ a ch ấ t

xúc tác Đố i v ớ i công ngh ệ tái sinh bán liên t ụ c : chu k ỳ

tái sinh kho ả ng 6 ÷ 15 tháng, trung bình là 1n ă m. Tu ổ i th ọ c ủ a ch ấ t xúc tác kho ả ng 5 ÷ 7n ă m ;

Đố i v ớ i công ngh ệ tái sinh liên t ụ c : chu k ỳ táisinh kho ả ng 2 ÷ 10 ngày, trung bình ch ấ t xúctác đượ c tái sinh kho ả ng 100 l ầ n/ n ă m. Tu ổ i th ọ c ủ a ch ấ t xúc tác kho ả ng 2 ÷ 4 n ă m, ng ắ n h ơ ndo b ị mài mòn và phá hu ỷ trong các t ầ ng xúctác di độ ng.





Các ch ấ t ng ộ độ c xúc tác N ướ c Nit ơ L ư u hu ỳ nh Các kim lo ạ i Pb, As, Hg, Si


VI CÁC PHẢN ỨNG CỦA QUÁ TRÌNH




VI- CÁC PH Ả N Ứ NG C Ủ A QUÁ TRÌNH

Các ph ả n ứ ng chính Các ph ả n ứ ng ph ụ


ả ệ ủ á ả ứ ủ ế




B ả ng 2 : Nhi ệ t c ủ a các ph ả n ứ ng ch ủ y ế u

c ủ a quá trình reforming xúc tác

+ 125 + 210 + 250

-10

-15

Ph ả n ứ ng kh ử hydro các P Ph ả n ứ ng kh ử hydro các N Ph ả n ứ ng kh ử hydro và khép vòng

các P Ph ả n ứ ng isomer hóa các nP

Ph ả n ứ ng isomer hóa các N

Nhi ệ t ph ả n

ứ ng, kJ/mol Lo ạ i ph ả n ứ ng


VII CƠ CHẾ PHẢN ỨNG




VII- C Ơ CH Ế PH Ả N Ứ NG

Pt

Pt

Pt + ch ấ t mang acide

Pt + ch ấ t mang acide Pt + ch ấ t mang acide

ch ấ t mang acide

Pt ho ặ c ch ấ t mang acide

Pt + ch ấ t mang acide

1 ch ứ c

1 ch ứ c

và 2 ch ứ c

2 ch ứ c 2 ch ứ c

1 ch ứ c

1 ch ứ c

và 2 ch ứ c

Kh ử hydro P, N

Kh ử hydro và khép vòng

Isomer hóaHydrocracking

Alkyle hóa

C ố c hoá

Tâm độ ng C ơ ch ế Ph ả n ứ ng


Hình 2 : Các h ướ ng ph ả n ứ ng chính để WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM



g p gchuy ể n hóa thành aromatic





Hình 3: Cácquá trình

chuy ể n hóach ủ y ế u c ủ a

các paraffinex ả y ra trên b ề

m ặ t CXT





VIII- ĐỘ NG H Ọ C QUÁ TRÌNH Qua b ả ng 2, quá trình RC nhìn chung thu nhi ệ t

m ạ nh nên x ả y ra thu ậ n l ợ i ở đ i ề u ki ệ n nhi ệ t độ cao. Vì v ậ y, c ầ n ph ả i cung c ấ p nhi ệ t c ầ n thi ế tcho quá trình b ằ ng cách chia thành 3 ho ặ c 4

t ầ ng xúc tác liên ti ế p có các lò đố t xen k ẻ . Vi ệ c ch ọ n 3 ho ặ c 4 t ầ ng xúc tác liên ti ế p ho ặ c 3,

4 thi ế t b ị ph ả n ứ ng liên ti ế p ph ụ thu ộ c vào b ả n

ch ấ t c ủ a nguyên li ệ u : 3 đố i v ớ i nguyên li ệ u thu ộ c lo ạ i P 4 đố i v ớ i nguyên li ệ u thu ộ c lo ạ i N


IX CÁC ĐIỀU KIỆN TIẾN HÀNH QUÁ TRÌNH




IX- CÁC Đ I Ề U KI Ệ N TI Ế N HÀNH QUÁ TRÌNH

T = 490 ÷ 525 o C ;

P = 12 ÷ 25 bar n ế u là t ầ ng XT c ố đị nh ; = 3 ÷ 10 bar n ế u là t ầ ng XT di độ ng.

T ỉ l ệ H 2 /HC = 5 ÷ 7 n ế u là t ầ ng XT c ố đị nh = 1,5 ÷ 4 n ế u là t ầ ng XT di độ ng

V ậ n t ố c truy ề n nguyên li ệ u : PPH (t nguyên li ệ u / txúc tác / h) = 1 ÷ 3 h -1





X- CÔNG NGH Ệ C Ủ A QUÁ TRÌNH Các công ngh ệ khác nhau ch ủ y ế u ở d ạ ng TBPW : d ọ c tr ụ c hay xuyên tâm

t ầ ng XT c ố đị nh hay di độ ng ; Tr ướ c đ ây, quá trình còn v ậ n hành ở P cao (> 50

bar) thì ∆P do TBPW xem nh ư không ả nh h ưở ng

đ áng k ể . Do v ậ y, trong nh ữ ng n ă m này→

th ườ ngs ử d ụ ng TBPW d ọ c tr ụ c v ớ i c ấ u t ạ o đơ n gi ả n và giá thành r ẻ .

Đế n n ă m 1960, khi xu ấ t hi ệ n CXT 2 ch ứ c kim lo ạ i(bimétallique) và gi ả m P v ậ n hành còn 10 bar thì ∆P do TBPW tr ở nên đ áng k ể → TBPW d ạ ng xuyêntâm đ ã tr ở thành m ộ t s ự l ự a ch ọ n duy nh ấ t v ớ i ∆P

nh ỏ h ơ n nhi ề u so v ớ i d ạ ng d ọ c tr ụ c WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON






XI- S ơ đồ công ngh ệ G ồ m 3 khu v ự c chính :

Khu v ự c x ử lý nguyên li ệ u Khu v ự c ph ả n ứ ng

Khu v ự c ổ n đị nh s ả n ph ẩ m










Chương III




Ch ươ ng III

QUÁ TRÌNH ALKYLE HÓA 1. M ụ c đ ích

2. Nguyên li ệ u 3. S ả n ph ẩ m

4. Các ph ả n ứ ng x ả y ra 5. Ch ấ t xúc tác 6. C ơ ch ế ph ả n ứ ng





I- M ụ c đ ích S ả n xu ấ t x ă ng có thành ph ầ n ch ủ y ế u là các

hydrocarbon nhi ề u nhánh có ch ỉ s ố octane cao(ch ủ y ế u là iso-octane) b ằ ng cách alkyle hóa cáciso-paraffine (ch ủ y ế u là iso-butane) b ở i cácoléfine (ch ủ y ế u là butène).

X ă ng này đượ c g ọ i là alkylat, là c ấ u t ử t ố t nh ấ tđể pha tr ộ n x ă ng cao c ấ p vì nó có ch ỉ s ố octanecao và độ nh ạ y nh ỏ (RON ≥ 96, MON ≥ 94).Đ i ề u đ ó cho phép ch ế t ạ o đượ c x ă ng theo b ấ tk ỳ công th ứ c pha tr ộ n nào





So sánh tính ch ấ t c ủ a các lo ạ i x ă ng thuđượ c t ừ các quá trình khác nhau

20 0,7

0,5

30 70

0,4

0,50 0,37

0,55

78 ÷ 81 87 ÷ 92

90÷

94

89 ÷ 93 96 ÷ 105

92÷

97

X ă ng FCC Reformat

alkylat

% volO

% vol A

TVR MON RON





II- Nguyên li ệ u Ngu ồ n nguyên li ệ u giàu oléfine ch ủ y ế u

thu đượ c t ừ quá trình cracking xúc tác ; Ngu ồ n nguyên li ệ u giàu iso-Paraffine ch ủ y ế u thu đượ c t ừ quá trình issomer hóa;

3 phân đ o ạ n nguyên li ệ u giàu oléfinechính : Phân đ o ạ n C4 Phân đ o ạ n C3 + C4 Phân đ o ạ n C4 có ch ứ a C5


Các t ạ p ch ấ t có h ạ i trong nguyên li ệ u




ạp ạ g g y ệ

Các t ạ p ch ấ t có h ạ i trong nguyên li ệ u :n ướ c, các dioléfine, các h ợ p ch ấ t c ủ aoxy, S, .. → l ượ ng tiêu t ố n ch ấ t XTvà RON c ủ a x ă ng alkylat.

Đặ c bi ệ t, hàm l ượ ng C 2 = trong nguyênli ệ u ph ả i r ấ t th ấ p : vì C 2

= là 1 ch ấ t làmng ộ độ c XT, l ượ ng tiêu t ố n XT cho C 2

=

là l ớ n nh ấ t (30,6 kg xúc tác / kg C 2 = )


L ượ ng tiêu t ố n CXT do các t ạ p ch ấ t




ợ g ạp

đượ c trình bày trong b ả ng sau

10,6 13,4 30,6

17,6 12,8 26,8

11,1 17,3

N ướ c Butadiène Ethylène

Mercaptan(cho 1 kg S) Disulfure(cho 1 kg S) Méthanol

Diméthyléther MTBE

kg xúc tác/kg t ạ p ch ấ t T ạ p ch ấ t





S ả n ph ẩ m alkylat là m ộ t h ỗ n h ợ p vô cùng ph ứ c

t ạ p c ủ a các paraffine t ừ C5 ÷ C12 và đượ c trìnhbày trong b ả ng 7.4.

Alkylat ch ứ a ch ủ y ế u các iso paraffine nhi ề u

nhánh, trong đ ó hàm l ượ ng phân đ o ạ n C8 chi ế mt ừ 62 ÷ 74 % th ể tích. Và 6 trong s ố 18 đồ ng

phân c ủ a C8 chi ế m 90% phân đ o ạ n này, g ồ m :

2,3 DMH ; 2,4 DMH ; 2,5 DMH ; 2,2,4 TMP ;2,3,4 TMP ; 2,3,3 TMP

III- S ả n ph ẩ m





IV- Các ph ả n ứ ng x ả y ra Ph ả n ứ ng chính là ph ả n ứ ng gi ữ a 1 mol

iso-butane và 1 mol oléfine, ch ủ y ế u là butène để t ạ o thành 1 mol iso-paraffine,ch ủ y ế u là iso-octane :

i-C4H10 + C4H8 → i-C8H18 Theo qui ướ c : iso-octane có RON = 100





Ph ả n ứ ng alkyle hóa t ỏ a nhi ệ t và kèm

theo s ự gi ả m s ố mol nên x ả y ra thu ậ n l ợ iở đ i ề u ki ệ n nhi ệ t độ th ấ p và áp su ấ t cao. Nhi ệ t ph ả n ứ ng ph ụ thu ộ c vào b ả n ch ấ t

c ủ a oléfine s ử d ụ ng và đượ c ướ c l ượ ngnh ư sau : 195 kcal/kg alkylat : v ớ i propène ;

175 kcal/kg alkylat : v ớ i butène ; 140 kcal/kg alkylat : v ớ i pentène





V- Ch ấ t xúc tác Ph ả n ứ ng alkyle hóa iso-butane b ằ ng các oléfine

có th ể th ự c hi ệ n đượ c mà không c ầ n các ch ấ txúc tác nh ư ng v ớ i nh ữ ng đ i ề u ki ệ n ti ế n hànhquá trình r ấ t kh ắ c nghi ệ t : nhi ệ t độ kho ả ng 500oC, áp su ấ t t ừ 200 ÷ 400 bar ;

Khi có m ặ t ch ấ t xúc tác acide, ph ả n ứ ng có th ể x ả y ra ở nhi ệ t độ th ấ p ( ≤ 50 oC) và áp su ấ tth ấ p ( ≤ 30 bar) ;

Hai ch ấ t xúc tác th ườ ng đượ c s ử d ụ ng nh ấ ttrong công nghi ệ p s ả n xu ấ t alkylat là : HF và H2SO4 ở tr ạ ng thái l ỏ ng ;





Ph ả n ứ ng alkyle hóa x ả y ra ho ặ c ở b ề m ặ t phânchia pha ho ặ c trong pha acide, vì v ậ y độ hòa tanc ủ a các ch ấ t ph ả n ứ ng khác nhau là m ộ t y ế u t ố r ấ t quan tr ọ ng. Các oléfine th ườ ng hòa tan r ấ tt ố t trong pha acide, nh ư ng ng ượ c l ạ i, các iso- butane l ạ i hòa tan r ấ t ít trong acide. C ụ th ể trong :

H 2 SO 4 99,5 %, ch ỉ hòa tan 0,1 % iso-butane ; HF 99,5 %, ch ỉ hòa tan 2,4 ÷ 3,6 % iso-butane


Tính ch ấ t hoá lý c ủ a 2 lo ạ i acide WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM



98,08 290 10

1,84

33 (15 o C)

-

0,1 -

-

20,01 19,4 -82,8 0,99

0,256 (0 o C)

2,7

- 0,44

0,90

Kh ố i l ượ ng phân t ử Nhi ệ t độ sôi, o C Đ i ể m ch ả y, o C T ỉ tr ọ ng d 15

4

Độ nh ớ t độ ng l ự c, cP Tính tan, % tr ọ ng l ượ ng

i-C 4 H 10 / acide 100% (27 o C)

i-C 4 H 10 / acide 99,5% (13 o C) HF / i-C 4 H 10 (27 o C)

HF / C 3 H 8 (27o

C)

H 2 SO 4 HF





VI- C ơ ch ế ph ả n ứ ng Quá trình alkyle hóa i-C4H10 b ớ i các

oléfine là m ộ t quá trình h ế t s ứ c ph ứ c t ạ pv ớ i r ấ t nhi ề u các ph ả n ứ ng ph ụ có th ể x ả yra ;

V ớ i các ch ấ t xúc tác là HF và H 2 SO 4 , ph ả nứ ng x ả y ra theo c ơ ch ế ion carbonium


Ph ả n ứ ng chính =




Là ph ả n ứ ng alkyle hóa i-C 4 b ở i C 4

=

→ 3 giai đ o ạ n : Giai đ o ạ n kh ở i đầ u m ạ ch : Oléfine, butène-1 ho ặ c butène-2, đượ c proton hoá b ở iacide (HF , H 2 SO 4 ) để t ạ o thành 1 ion carbonium b ậ c 2

CH3 − CH = CH − CH

3+ H+

→ CH3 − C+H − CH

2 − CH

3

1-C=4

+ H+X-→ n-C+

4X-

Các ion carbonium b ậ c 2 đượ c t ạ o thành s ẽ cân b ằ ng v ớ i

h ỗ n h ợ p butène-1 và butène-2 (butène-2 chi ế m đ a s ố ): n-C+

4X-

→ 2-C=4

+ H+X-

Các ion carbonium b ậ c 2 này đồ ng th ờ i s ẽ ph ả n ứ ng v ớ i

các i-C 4 = cách trao đổ i 1 nguyên t ử H → iC 4

+

+ n-C 4 H 10 : C

CH3

CH3

HCH3 CH3 C+

H CH2 CH3 C+

CH3

CH3

CH3CH3 C

+H CH2 CH3 CH3 CH2 CH2 CH3

+ +


Giai đ o ạ n phát tri ể n m ạ ch :




Bao g ồ m 3 ph ả n ứ ng liên ti ế p nhau : ph ả n ứ ngalkyle hóa, isomer hóa và trao đổ i H Ph ả n ứ ng alkyle hóa :

Khi n ồ ng độ c ủ a carbocation tertiobutyleiC4+ đủ l ớ n, butène-2 s ẽ ti ế n hành ph ả n ứ ngalkyle hóa v ớ i chúng để t ạ o thành các2,2,3TMP+ :

C+

CH3

CH3

CH3 CH3 CH CH CH3 C

CH3

CH3

CH3 CH C

+H CH3

CH3

+


Ph ả n ứ ng isomer hóa :




Trên đ ây là m ộ t ion carbonium b ậ c 2, nó có xuh ướ ng t ự chuy ể n hóa sang d ạ ng các ioncarbonium b ậ c 3 b ề n v ữ ng h ơ n b ằ ng cách dichuy ể n nhóm − CH 3 d ọ c theo chi ề u dài c ủ a

m ạ ch C

iC 8 +

V ớ i ch ấ t xúc tác là H 2 SO 4 , h ầ u h ế t các butène-1s ẽ ti ế n hành isomer hóa thành butène-2 tr ướ ckhi ph ả n ứ ng v ớ i carbocation tertiobutyle iC4+ .Còn đố i v ớ i ch ấ t xúc tác HF, quá trình isomer

hóa này x ả y ra không hoàn toàn.

C

CH3

CH3

CH3 CH2

CH3

C

CH3

CH3

CH3 C

+CH3

CH3 CH3

CH3 C

+CH

CH3

CH3 CH CH3

CH3

CH3

CH3 C

+CH2CH3 C CH3

CH3

CH3

CH3


Ph ả n ứ ng trao đổ i H :




Quá trình kh ử proton đượ c ti ế n hành khi i- butane trao đổ i m ộ t nguyên t ử H v ớ i iC8+ để t ạ o thành C 8 H và carbocation tertiobutyle iC 4

+ :

iC 8 H = 2,2,4TMP (2,2,4-triméthylpentane)

ho ặ c 2,3,4TMP (2,3,4-triméthylpentane)ho ặ c 2,3,3TMP (2,3,3-triméthylpentane)

iC8

+CH

CH3

CH3

CH3 iC8H C+

CH3

CH3

CH3+ +


Giai đoạn đứt mạch :




Giai đ o ạ n đứ t m ạ ch : Bao g ồ m nh ữ ng ph ả n ứ ng làm gi ả m n ồ ng độ c ủ a các carbocation tertiobutyle iC4+ . Trongđ ó, có th ể k ể đế n ph ả n ứ ng kh ử proton các

carbocation tertiobutyle iC4+ t ạ o thành iso- butène :

(iso-butène)

C+

CH3

CH3

CH3 C CH3CH2

CH3

+ H2


Các iso-butène đượ c t ạ o thành l ạ i tham gia vào quá trình alkyle hóa các iso-butane, tiếp tục tạo thành




trình alkyle hóa các iso butane, ti ế p t ụ c t ạ o thànhs ả n ph ẩ m, do đ ó, làm t ă ng v ọ t l ượ ng tiêu th ụ iso- butane lên r ấ t nhi ề u :

Trên đ ây là c ơ ch ế c ủ a quá trình alkyle hóa i-C 4

b ằ ng nC 4 = . N ế u xét quá trình alkyle hóa b ở i C 3 = ,b ở i i-C 4

= và b ở i C 5 = s ẽ ph ứ c t ạ p h ơ n nhi ề u và đượ c

xem là các ph ả n ứ ng ph ụ vì s ả n ph ẩ m c ủ a các

ph ả n ứ ng này ch ỉ đạ t ≈ ≤ 30% m c ủ a alkylat.

C

+

CH3

CH3

CH3 C CH3CH2

CH3

+ C

CH3

CH3

CH3 CH2

CH3

C

CH3

CH3

CH3 C

+

CH3

CH3

+C

CH3

CH3

CH3 CH2

CH3

C

CH3

CH3

CH3 C

+

CH3

CH3

CH

CH3

CH3

CH3 C

CH3

CH3

CH3 CH2

CH3

C

CH3

CH3

CH3 CH CH3

CH3

+ C+

CH3

CH3

CH3





Các ph ả n ứ ng ph ụ Là các ph ả n ứ ng t ạ o thành các phân đ o ạ n

nh ẹ C 5 ÷ C 7 và các phân đ o ạ n n ặ ng C 9 ÷ C 14 G ồ m các ph ả n ứ ng chính sau :

Polyalkyle hóa Cracking Trao đổ i hydro


Polyalkyle hóa : t ạ o thành các phân đ o ạ n




n ặ ng C 9 ÷ C 14 i-C 4 + + C4= → iC8+ i-C8+ + C4= → iC12+

iC12+ + i-C4H → i-C12H + i-C4+ i-C 12 + + C4= → iC16+

Cracking : x ả y ra theo c ơ ch ế đứ t m ạ ch β , t ạ o thành các phân đ o ạ n nh ẹ C 5 ÷ C 7

C12+ → C5+ + C7=

C5+ + i-C4H → C5H + i-C4+ C7= + H+ → C7+

C7+ + i-C4H → C7H + i-C4+ WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON




Trao đổ i hydro : là ph ả n ứ ng không mong mu ố n vì : làm t ă ng l ượ ng tiêu t ố n iso-butane và t ạ o

thành các paraffine nh ẹ ; t ạ o thành iso-butène, v ớ i ch ấ t xúc tác

H2SO4 s ẽ làm t ă ng l ượ ng s ả n ph ẩ m n ặ ng.

Th ườ ng x ả y ra theo c ơ ch ế xúc tác acide : C3= + i-C4H → C3H + i-C4=

i-C4=+ i-C4H → 224 TMP Tóm l ạ i, ta có :

C3= + 2 i-C4H → C3H + 224 TMP


VII- Đ i ề u ki ệ n ti ế n hành quá trình




ệ q

V ớ i ch ấ t xúc tác H 2 SO 4

Có 5 yêú t ố quan tr ọ ng ả nh h ưở ng đế nch ấ t l ượ ng alkylat và l ượ ng tiêu t ố n ch ấ txúc tác là :

thành ph ầ n c ủ a ch ấ t xúc tác ; nhi ệ t độ và áp su ấ t ti ế n hành ph ả n ứ ng ; t ỉ s ố mol gi ữ a iso-butane/oléfine ;

m ứ c độ khu ấ y tr ộ n ; th ờ i gian l ư u.


Ả nh h ưở ng c ủ a hàm l ượ ng n ướ c và d ầ u hòatan trong H SO đế n ch ấ t l ượ ng c ủ a alkylat




g2 4

ợ g y


T ỉ s ố mol gi ữ a iso-butane/oléfine




g

T ỉ s ố này kho ả ng = 5 ÷ 15 ;

N ế u < 5 : s ẽ làm gi ả m r ấ t nhi ề u ch ấ t l ượ ng c ủ aalkylat N ế u > 15 : th ự c t ế không mang l ạ i hi ệ u qu ả gì


Ả nh h ưở ng c ủ a n ồ ng độ iso-butane trong




vùng ph ả n ứ ng đế n MON c ủ a alkylat


nh h ưở ng c ủ a n ồ ng độ iso-butane trong vùng ph ả n ứ ng đế n l ượ ng tiêu t ố n H2SO4





M ứ c độ khu ấ y tr ộ n :

Y ế u t ố này ả nh h ưở ng r ấ t l ớ n đố i v ớ i quá trình




s ử d ụ ng CXT H 2 SO 4 (ít h ơ n đố i v ớ i quá trình s ử d ụ ng CXT HF do H 2 SO 4 đặ c h ơ n HF) ; quá trình khu ấ y tr ộ n ph ả i đạ t hi ệ u qu ả để đả m

b ả o s ự ti ế p xúc gi ữ a 2 pha là t ố t nh ấ t ; N ế u t ố c độ khu ấ y tr ộ n 1000 3000 rpm → s ẽ t ă ng RON cho x ă ng lên 7,5 đơ n v ị

Th ờ i gian l ư u. Để tránh các ph ả n ứ ng ph ụ x ả y ra, đ òi h ỏ i th ờ i gianl ư u trong TBPW càng ng ắ n càng t ố t. Tuy nhiên,trong tr ườ ng h ợ p alkyle hóa v ớ i CXT H 2 SO 4 thì th ờ i

gian l ư u t ươ ng đố i dài ≈ 20 ÷ 30 phút. Nguyênnhân là do m ỗ i khi k ế t thúc ph ả n ứ ng, c ầ n ph ả i có th ờ i gian để pha acide đạ t đượ c tr ạ ng thái bão

hoà iC 4 do độ hòa tan << c ủ a HC này trong H 2 SO 4 WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

V ớ i ch ấ t xúc tác HF




Có 4 yêú t ố quan tr ọ ng ả nh h ưở ng đế n

ch ấ t l ượ ng alkylat và l ượ ng tiêu t ố n ch ấ txúc tác là : thành ph ầ n c ủ a ch ấ t xúc tác ; nhi ệ t độ và áp su ấ t ti ế n hành ph ả n ứ ng ; t ỉ s ố mol gi ữ a iso-butane/oléfine ;

th ờ i gian l ư u


Ả nh h ưở ng c ủ a nhi ệ t độ ph ả n ứ ng đế n RON c ủ aalkylat v ớ i nguyên li ệ u là phân đ o ạ n C4 c ủ a FCC





Ả nh h ưở ng c ủ a t ỉ s ố mol iso-butane /




butène đế n RON và MON c ủ a alkylat


Ả nh h ưở ng c ủ a t ỉ s ố mol iso-butane /butène đế n l ượ ng tiêu t ố n HF





Th ờ i gian l ư u




T ươ ng đố i ng ắ n h ơ n, kho ả ng 10 ÷ 20 phút


VIII- S ơ đồ công ngh ệ




V ớ i ch ấ t xúc tác là H 2 SO 4

Công ngh ệ Stratco Công ngh ệ Exxon/Kellogg

V ớ i ch ấ t xúc tác là HF Công ngh ệ Phillips Công ngh ệ UOP


S ơ đồ công ngh ệ v ớ i ch ấ t xúc tác là H 2 SO 4

B ồ 2 ô hệ hí h St t à




Bao g ồ m 2 công ngh ệ chính : Stratco và Exxon/Kellogg ; 2 công ngh ệ này g ồ m các đ i ể m chung sau : s ơ đồ

g ồ m 3 khu v ự c : khu v ự c ph ả n ứ ng : t ạ o thành nh ủ t ươ ng

hydrocarbon trong acide và t ạ i đ ây x ả y ra quá trình alkyle hóa ;

khu v ự c l ắ ng và tách 2 pha : acide cho h ồ i l ư u l ạ iđầ u quá trình, còn hydrocarbon đượ c đư a sangkhu v ự c phân tách ;

khu v ự c phân tách : tách iso-butane th ừ a/n- butane/ alkylat, iso-butane th ừ a cho h ồ i l ư u l ạ ikhu v ự c ph ả n ứ ng


S ơ đồ c ấ u t ạ o c ủ a lo ạ i TBPW theo công ngh ệ

St t




Stratco D : Turbine E : Đầ u th ủ y l ự c

F : b ộ ph ậ n phân tán

A : chùm ố ng hình ch ữ U B : khu v ự c ngo ạ i biên d ọ c theo thành

thi ế t b ị C : V ỏ TBPW





S ơ đồ quá trình alkyle

hóa theo côngngh ệ Stratcos ử d ụ ng ch ấ t

xúc tác H 2 SO 4


S ơ đồ c ấ u t ạ o c ủ a lo ạ i thi ế t b ị ph ả n ứ ng theo côngngh ệ Exxon/Kellogg





S ơ đồ quá trình alkyle hóa theo công ngh ệ Exxon/Kellogg s ử d ụ ng ch ấ t xúc tác H2SO4





Quá trình tái sinh H 2 SO 4

Quá trình alkyle hóa s ử d ụ ng CXT là H 2 SO 4 luôn t ạ othành đồng thời một lượng rất lớn bùn acide (trong




thành đồ ng th ờ i m ộ t l ượ ng r ấ t l ớ n bùn acide (trongđ ó, H 2 SO 4 chi ế m 90% m. Quá trình x ử lý bùn nàyr ấ t ph ứ c t ạ p và t ố n kém vì H 2 SO 4 không th ể tách rakh ỏ i các h ợ p ch ấ t d ầ u hòa tan b ằ ng các ph ươ ng

pháp v ậ t lý, mà tr ướ c h ế t ph ả i ti ế n hành phân h ủ ybùn acide này, sau đ ó H 2 SO 4 s ẽ đượ c tái t ạ o l ạ i t ừ SO2 là s ả n ph ẩ m c ủ a quá trình kh ử H 2 SO 4 b ằ ng cách ợ p ch ấ t d ầ u hòa tan.

Nguyên t ắ c c ủ a quá trình tái sinh H 2 SO 4 g ồ m 3b ướ c sau : phân h ủ y acide và các d ầ u h ữ u c ơ thành SO2,

H2O, CO2 và N2 d ướ i tác độ ng c ủ a không khí ; chuy ể n hóa SO2 thành SO3 ; cho SO3 h ợ p v ớ i n ướ c để t ạ o thành H 2 SO 4 v ớ i

n ồ ng độ ≥ 98,5 % mWWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

S ơ đồ công ngh ệ v ớ i ch ấ t xúc tác là HF

Bao gồm 2 công nghệ chính :Phillips và UOP ;




Bao g ồ m 2 công ngh ệ chính :Phillips và UOP ; Công ngh ệ v ớ i CXT là HF khác v ớ i công ngh ệ CXT

H 2 SO 4 ở ch ổ là không s ử d ụ ng h ệ th ố ng khu ấ y tr ộ nc ơ h ọ c b ằ ng turbine nên đơ n gi ả n h ơ n (do µ HF <µ H 2 SO 4 , đồ ng th ờ i độ hòa tan c ủ a iso-butanetrong HF l ớ n h ơ n nhi ề u)

H ỗ n h ợ p nh ủ t ươ ng t ạ o thành v ớ i các h ạ t nh ỏ HC

khuy ế ch tán trong pha liên t ụ c là acide HF, s ẽ đượ cb ơ m vào ph ầ n d ướ i c ủ a TBPW qua h ệ th ố ng cácố ng nh ỏ và s ẽ đ i t ừ d ướ i lên trên, sau đ ó quá trình

tách 2 pha acide / HC c ũ ng đượ c th ự c hi ệ n nh ư đố iv ớ i H 2 SO 4 b ằ ng ph ươ ng pháp l ắ ng. T ph ả n ứ ng duy trì ≈ 30 o C cho phép s ử d ụ ng n ướ c

làm tác nhân làm l ạ nh cho TBPWWWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON




S ơ đồ nguyên

t ắ c thi ế t b ị ph ả n ứ ng d ạ ngố ng theo công

ngh ệ Phillips


S ơ đồ quá trình alkyle hóa theo công ngh ệ Phillipss ử d ụ ng ch ấ t xúc tác HF





S ơ đồ nguyên lý TBPW th ẳ ngđứ ng theo công ngh ệ UOP

S ơ đồ 2 TBPW th ẳ ngđứ ng làm vi ệ c liên t ụ c

theo công nghệ UOP




theo công ngh ệ UOP


S ơ đồ quá trình alkyle hóa theo công ngh ệ UOP s ử d ụ ng ch ấ t xúc tác HF





Các tiêu chu ẩ n để l ự a ch ọ n H2SO4 ho ặ c HF

G ồ m 4 tiêu chu ẩ n : 1 Chất lượng của alkylat và bản chất nguyên liệu




1. Ch ấ t l ượ ng c ủ a alkylat và b ả n ch ấ t nguyên li ệ uc ầ n x ử lý :Ch ấ t l ượ ng c ủ a alkylat g ầ n nh ư là nh ư nhau đố i

v ớ i các công ngh ệ khác nhau s ử d ụ ng các ch ấ txúc tác khác nhau ; Tuy nhiên, v ớ i nguyên li ệ ukhông ch ứ a iso-butène ( đế n t ừ phân x ưở ngMTBE) ch ẳ ng h ạ n thì alkylat thu đượ c t ừ quá trình

s ử d ụ ng H2SO4 có RON cao h ơ n.2. Giá thành ch ấ t xúc tác : Tuy giá thành c ủ a HF đắ t h ơ n H2SO4 nh ư ng nhìnchung chi phí cho ch ấ t xúc tác / giá thành s ả n

ph ẩ m chi ế m đế n 33% đố i v ớ i H2SO4 và ch ỉ 5%đố i v ớ i HF, do l ượ ng tiêu th ụ acide HF bé h ơ n vìng ườ i ta có th ể ti ế n hành tái sinh HF ngay trongnhà máy


3. Giá thành c ủ a giai đ o ạ n phân tách và làm l ạ nh : Giá thành c ủ a giai đ o ạ n làm l ạ nh c ũ ng l ớ n h ơ n khi

sử dụng chất xúc tác H2 SO4 do phải lắp đặt cácmá nén lớn




s ử d ụ ng ch ấ t xúc tác H SO do ph ả i l ắ p đặ t cácmáy nén l ớ n ; Ng ượ c l ạ i, giá thành c ủ a giai đ o ạ n phân tách l ạ i

l ớ n h ơ n khi s ử d ụ ng ch ấ t xúc tác HF do t ỉ s ố iso- butane / oléfine cao h ơ n, tr ừ tr ườ ng h ợ p s ử d ụ ngcông ngh ệ UOP v ớ i nhi ề u thi ế t b ị ph ả n ứ ng làm

vi ệ c liên t ụ c.4. An toàn nhà máy : Đ ây là m ộ t tiêu chu ẩ n r ấ t quan tr ọ ng vì c ả 2 lo ạ i

acide đề u ă n mòn r ấ t m ạ nh ; Ở T môi tr ườ ng, HF ở th ể h ơ i (Ts = 19,4 o C), có

độ bay h ơ i l ớ n ; Trong khi đ ó H 2 SO 4 l ạ i ở th ể l ỏ ng

có á su ấ t h ơ i bão hòa th ấ Ts ≥ 300 o C WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

Documents

Bài giảng Công nghệ lọc dầu - Phần 2