Upload
nguyen-nhu-phuong
View
467
Download
17
Embed Size (px)
DESCRIPTION
sx p-xylene
Citation preview
Nhóm đề tài:
• Nguyễn Như Phượng – 20092072
• Nguyễn Lê Tài Thu - 20093632
• Nguyễn Trọng Phú - 20092026
GVHD: PGS Phạm Thanh Huyền
Đề tài: Sản xuất para-Xylen
Nội dung
Lời mở đầu Tính chất kỹ
thuật chủ yếu
của pX
Một số nguồn
chủ yếu để
sản xuất pX
Công nghệ
sản xuất pX
Kết luận
Tài liệu
tham khảo
Phụ chú
Lời Mở Đầu Para-Xylen hay 1,4-dimetyl benzen là một trong
những đồng phân có nhiều ứng dụng quan trọng trong số các đồng phân của xylen C6H4-(CH3)2,
Para-Xylen được sử dụng trong công nghiệp chủ yếu để sản xuất axit terephtalic và dimetyl terephtalat, đây là các nguyên liệu đầu cho việc sản xuất sơ sợi, màng polieste và nhựa PET có ứng dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực đời sống xã hội.
Đây là sản phẩm còn ít được sản xuất trong nước
Sơ đồ 1: Lượng tiêu thụ xylen trên toàn thế giới năm 1999
Sơ đồ 2: Cân đối cung/cầu của p-Xylen trên thế giới
I. Tính chất kỹ thuật
p-Xylene ở trạng thái lỏng không màu hoặc ở
dạng tinh thể.
Là chất độc, dễ bắt cháy.
Dễ hòa tan trong etanol và ít hòa tan trong nước
Bảng 1: Một số đặc trưng kỹ thuật của BTX và cumen
[1]
Trên thực tế, người ta thường tách p-Xylene
trong hỗn hợp BTX từ các quá trình sản xuất hợp
chất thơm
Vậy các nguồn chính sản xuất hợp chất
thơm nói chung và xản xuất p-Xylen nói
riêng là các nguồn nào???
II. Các nguồn sản xuất chính
Nguồn từ dầu mỏ
Nguồn từ than đá
2.1. Nguồn từ dầu mỏ Reformate: Hỗn hợp xylen nói chung, cũng như p-xylen nói
riêng chủ yếu được tách từ sản phẩm của quá trình reforming xúc tác, với nguyên liệu đầu là phân đoạn napthta. Thành phần cũng của sản phẩm cũng như hàm lượng của p-xylen phụ thuộc vào cách tiến hành quá trình reforming cũng như là loại nguyên liệu naphta được sử dụng.
Xăng nhiệt phân
Chuyển hóa hydrocacbon:
Phân bố lại Toluen
Quá trình Cyclar
Isome hóa
Sản phẩm lỏng của quá trình steam cracking
Bảng 2: sự phụ thuộc của thành phần reformate vào nhiệt độ sôi của nguyên liệu đầu vào [2]
Bảng 3: Ảnh hưởng của nguyên liệu đầu vào đến lượng xăng
nhiệt phân và lượng hydrocacbon thơm C8 từ cracking hơi
nước [2]
2.2. Nguồn từ than đá Trên thực tế khoảng 10% lượng hydrocacbon thơm
tiêu thụ hiện nay trên thế giới ngày nay được sản xuất
từ than đá. Các hydrocacbon thơm được hình thành
thực chất là sản phẩm phụ của quá trình cốc hóa than ở
nhiệt độ cao.
Tổng năng suất 26.106 tấn
Reformer 83 %
Phân bố lại Toluen 10 %
Xăng nhiệt phân 6 %
Cốc hóa than đá 1 %
Bảng 4: Cơ cấu sản xuất hỗn hợp xylen trên thế giới năm
1994 [2]
III. Công nghệ sản xuất
Xử lý Naphta Reforming xúc
tác
Tách para-
Xylen từ hỗn
hợp BTX
3.1. Xử lý Naphtha Mục đích: Loại bỏ lưu huỳnh và Ni-tơ ra khỏi nguyên
liệu của quá trình reforming xúc tác, tránh gây ngộ độc
xúc tác
Xúc tác: Co-Mo/Al2O3
Công nghệ
[http://www.enggcyclopedia.com/2012/02/naph
tha-hydrotreating-unit/]
Hình 2: Sơ đồ tách Naphtha sau khi xử lý
[http://www.enggcyclopedia.com/2012/02/naphtha-
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. Tách para-xylen từ hỗn hợp các chất thơm thu được
Sơ đồ công nghệ
Hình 4: Tổ hợp chế biến hợp chất 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 T81 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
Vị trí trong tổ hợp sản xuất hợp chất thơm
Sơ đồ công nghệ
Hình 5: Sơ đồ công nghệ Tatoray của UOP
Quá trình Isomer hóa
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 300-
5000C (thường là 400-4800C) và áp suất từ 1-3 MPa
Vị trí trong tổ hợp sản xuất hợp chất thơm
Sơ đồ công nghệ
Hình 6: Sơ đồ công nghệ UOP Isome
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
Chỉ tiêu thành phần nguyên liệu [3]
Thành phần Chỉ tiêu
Para Xylen min, % khối lượng 18
Etyl Benzen max, % khối lượng 20
Toluen max, % khối lượng 0.5
Hydrocacbon C9+ max, % khối lượng 1.5
Hydrocacbon không thơm max, % khối lượng 0.3
Nitơ max, mg/kg 1.0
Lưu huỳnh max, mg/kg 1.0
Axit Không được có
Sơ đồ công nghệ
Vị trí trong tổ hợp sản xuất hợp chất thơm
Công nghệ UOP Parex
Hình 7: Sơ đồ công nghệ UOP Parex [3]
Hình 8: Sơ đồ công nghệ UOP Parex [3]
Hình 9: Mô hình tháp hấp phụ với lớp chất hấp phụ chuyển động
KẾT LUẬN Thực tế trên thế giới công nghệ sản xuất para
xylen ngày càng hiện đại và dần đạt tới hiệu xuất
tối đa. Ngành công nghiệp sản xuất para xylen là
ngành công nghiệp mang lại nhiều lợi nhuận với
nhu cầu tiêu thụ hàng năm luôn tăng. Các sản
phẩm sản xuất từ para xylen ngày càng có nhiều
ứng dụng rộng rãi trong mọi mặt đời sống xã hội.
Với thực tế ở Việt Nam thì đây là ngành đang
được bỏ ngỏ và giàu tiềm năng để phát triển
39
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
Industrial Chemistry
[3] Robert Meyers. Handbook of Petroleun Refining
Process
[4] http://www.uop.com/processing-
solutions/refining/gasoline/#naphtha-reforming
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 10: Bảng đặc tính tan chảy của hỗn hợp xylen [2]
Sơ đồ công nghệ
Công nghệ làm lạnh trực tiếp
Công nghệ làm lạnh gián tiếp
Sơ đồ sản xuất para xylen đi từ sản phẩm lỏng
cốc hóa than đá
Quá trình Cylar