Tiểu luận môn học công nghệ tổng hợp hữu cơ hóa dầu đề tài tìm hiểu về công nghệ isomar

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN KỸ THUẬT HĨA HỌC - TIỂU LUẬN MƠN HỌC CƠNG NGHỆ TỔNG HỢP HỮU CƠ- HĨA DẦU Đề tài: Tìm hiểu cơng nghệ Isomar Giảng viên hướng dẫn: TS Phạm Thanh Huyền Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Dinh 20180660 Hoàng Văn Dương 20180676 Phạm Thị Trang 20180981 Nguyễn Hoàng Long 20180829 Nguyễn Sơn Tùng 20175327 Hà Nội, 1/2022 Tieu luan MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: TÌM HIỂU CHUNG VỀ CÔNG NGHỆ ISOMAR I.Giới thiệu chung công nghệ Isomar II Tìm hiểu nguồn nguyên liệu sản phẩm 1.Nguồn nguyên liệu đầu vào cho trình Isomar 2.Chỉ tiêu thành phần tạp chất nguyên liệu trình Isomar 3.Sản phẩm trình Isomar: 4.Ứng dụng sản phẩm: II.Tính chất hóa lí ngun liệu sản phẩm: 1.Nguyên liệu 2.Sản phẩm: Tồn chứa sản phẩm Tính chất hóa học chung CHƯƠNG II: SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ 14 I.Phản ứng isome hóa xylen công nghệ: 14 Các phản ứng chính: 14 Phản ứng hóa học xúc tác trình: 14 II.Sơ đồ công nghệ: 17 Sơ đồ công nghệ: 17 Các thiết bị có sơ đồ: 17 3.Nguyên lí hoạt động: 18 4.Chi tiết thiết bị có cơng nghệ: 18 5.Hiệu suất trình 20 CHƯƠNG III: SO SÁNH CÁC SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ KHÁC 21 I.Tổng quan công nghệ Mobil 21 II So sánh công nghệ 23 1.Lợi LPI: 23 Bảng so sánh 23 CHƯƠNG IV: MÔ PHỎNG BẰNG PHẦN MỀM HYSYS 25 KẾT LUẬN 28 TÀI LIỆU THAM KHẢO 29 Tieu luan MỞ ĐẦU Hiện nay, dầu mỏ trở thành nguồn lượng quan trọng nhiều quốc gia giới, trữ lượng dầu mỏ ngày trở nên khan Hiệu sử dụng dầu mỏ phụ thuộc vào chất lượng trình chế biến, việc đưa dầu mỏ qua trình chế biến nâng cao hiệu sử dụng dầu mỏlên nhiều lần tiết kiệm trữ lượng dầu giới Theo thời gian ngành dầu khí có dấu ấn định đường phát triển mình, nhà máy lọc hóa dầu bắt kịp phát triển công nghệ không bị bỏ lại so với nước khác, nhà máy lọc dầu theo xu hướng chế biến sâu để tạo nhiều sản phẩm giá trị khơng để lãng phí nguồn tài ngun thiên nhiên ban tặng nên việc sử dụng công nghệ điều thiết yếu Nhận biết với sinh viên chuyên ngành Hóa dầu viện Kĩ thuật hóa học- trường Đại học Bách Khoa Hà Nội việc tìm hiểu cơng nghệ tổng hợp Hữu cơ- Hóa dầu vơ quan trọng Trong tiểu luận này, chúng em tìm hiểu nghiên cứu đề tài:” Tìm hiểu cơng nghệ Isomar” Công nghệ Isomar công nghệ đại đem lại hiệu kinh tế cao nên đươc nhiều nhà máy giới sử dụng Bài tiểu luận nhằm cung cấp phần thông tin cơng nghệ Isomar nhằm cung cấp nhìn tổng quan hiểu biết công nghệ Vì trình độ thời gian thực có hạn, tiểu luận khơng thể tránh khỏi sai sót định Vì nhóm chúng em mong nhận góp ý q thầy, bạn để tiều luận hoàn chỉnh Qua nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cô Phạm Thanh Huyền định hướng, truyền đạt, bảo, hướng dẫn kiến thức môn học để chúng em hoàn thành tiểu luận Chúng em xin chân thành cảm ơn! Tieu luan CHƯƠNG I: TÌM HIỂU CHUNG VỀ CƠNG NGHỆ ISOMAR I.Giới thiệu chung công nghệ Isomar Công nghệ isomar cơng nghệ đồng phân hóa xylen UOP Quy trình UOP Isomar sử dụng để tối đa hóa việc thu hồi đồng phân xylen cụ thể từ hỗn hợp C8 đồng phân thơm Quy trình Isomar thơng thường áp dụng cho thu hồi para -xylen, sử dụng để tối đa hóa vào việc thu hồi ortho - xylen meta - xylen Thuật ngữ xylenes hỗn hợp sử dụng để mô tả hỗn hợp C8 đồng phân thơm chứa phân bố gần cân para -xylene, ortho - xylene, meta - xylene, etylbenzen (EB) Trong trường hợp thu hồi para -xylene, nguồn hỗn hợpxylen đầu đưa đến phân xưởng Parex, nơi mà đồng phân para -xylen ưu tiên chiết xuất với độ tinh khiết 99,9% thu hồi tới 97% khối lượng Phần raffinate phân xưởng Parex gần hoàn tồn cạn kiệt para -xylene sau đưa đến phân xưởng Isomar Phân xưởng Isomar thiết lập lại cân đồng phân xylen, tạo para - xylen từ đồng phân ortho meta lại Dòng sản phẩm từ phân xưởng Isomar sau đưa trở lại phân xưởng Parex để thu hồi para xylen Bằng cách này, đồng phân ortho, meta EB tuần hoàn tận dụng triệt để Một phân xưởng Isomar thông thường với phân xưởng khác để thu hồi hay nhiều đồng xylen Và hầu hết phân xưởng Isomar thường với phân xưởng Parex để thu hồi p-xylen Hỗn hợp xylen nguyên liệu vào phân xưởng Parex đưa tới tháp chưng cất xylen, phận thiết kể thu o-xylen đáy tháp mà đơn giản loại bỏ hydrocacbon thơm C9+ đáp ứng tiêu nguyên liệu phân xưởng Parex Còn sản phẩm đỉnh tháp chưng xylen đưa thẳng vào q trình Parex nơi mà thu hồi 97% lượng p-xylen sản xuất pxylen với độ tinh khiết 99,9% Cịn sau sản phẩm Raffinat trình Parex, chứa hàm lượng p-xylen 1% đưa sang trình Isomar Tieu luan Hình 1: Sơ đồ cơng nghệ Parex[3] II Tìm hiểu nguồn nguyên liệu sản phẩm 1.Nguồn nguyên liệu đầu vào cho q trình Isomar -Là dịng raffinate từ q trình Parex bao gồm:Etylbenzen; m-xylen; o-xylen với hợp chất thơm lẫn phải nguyên liệu vào 2.Chỉ tiêu thành phần tạp chất nguyên liệu trình Isomar Tạp chất Tác hại Giới hạn Nước Tăng ăn mịn, giảm hoạt 200 ppm, max tính xúc tác, không tái sinh Tổng clo Tăng cường chức axit, ppm, max tăng phản ứng cracking, tái sinh Tổng nitơ Trung hòa vùng axit, ppm, max giảm hoạt tính xúc tác, khơng tái sinh Tổng lưu huỳnh Giảm hoạt tính chức kim loại, tăng phản ứng cracking, tái sinh Tieu luan ppm, max Chì Làm ngộ độc chức axit 20 ppb, max chức kim loại, tái sinh Đồng Làm ngộ độc chức axit 20 ppb, max chức kim loại, tái sinh Asen Làm ngộ độc chức axit ppb, max chức kim loại, tái sinh Bảng 1: Chỉ tiêu thành phần nguyên liệu trình Isomar 3.Sản phẩm trình Isomar: Đồng phân xylene chủ yếu nhằm thu hồi p-xylene từ q trình đồng phân hóa Và sản phẩm phụ Benzene tạo thành từ phản ứng Deankyl EtylBenzene 4.Ứng dụng sản phẩm: Đối với sản phẩm p-xylene: • Con đường tiêu thụ lớn p-xylene làm chất tăng trị số octan xăng • Trong cơng nghiệp hóa chất, p-xylene sử dụng cơng nghiệp sản xuất terephtalic dimetyl terephtalat • P-xylen nguyên liệu đầu cho sản xuất sợi màng polyeste Với sản phẩm phụ benzen, sử dụng vào : - Q trình alkyl hóa sản xuất etylbenzen, nguyên liệu cho dehydro hóa sản xuất styren - Quá trình sản xuất Cumen, nguyên liệu đầu cho sản xuất phenol axetone - Tham gia phản ứng hydro hóa tổng hợp xyclohexan, nguyên liệu quan trọng cho trình sản xuất axit adipic,caprolactam hexametylen diamin - Quá trình tổng hợp nitrobenznen, hợp chất trung gian cho trình sản xuất anlinin phục vụ cho công nghiệp thuốc nhuộm Tieu luan II.Tính chất hóa lí ngun liệu sản phẩm: 1.Nguyên liệu 1.1 Ethylbenzene - Công thức phân tử: C8H10 C6H5C2H5 - Trọng lượng phân tử :106.16 - Etylbenzen xuất dạng chất lỏng suốt khơng màu, có mùi thơm Điểm chớp cháy 59 ° F Ít đặc nước (7,2 lb / gal) khơng hịa tan nước Do mặt nước Hơi nặng khơng khí Được sử dụng dung mơi để tạo hóa chất khác - Là chất lỏng không màu, mùi thơm hăng gần xăng - Nhiệt độ sôi : 136 °C - Nhiệt độ nóng chảy : -95 °C (188 K) - Độ hịa tan nước : mg/mL 73° F 1.2 m-Xylen - M-xylen xuất dạng chất lỏng nước khơng màu, có mùi - Ít đặc nước Khơng tan nước - Là hyđrocacbon thơm, gồm vòng benzen hai nhóm mêtyl vào hai nguyên tử cácbon hai vị trí vịng thơm (cấu hình meta) - Nhiệt độ sôi : 139°C (412 K) - Nhiệt độ nóng chảy: −48 °C (225 K) - Tỉ trọng: 0.864 68 °F - Áp suất hơi: 10 mm Hg 82.9 °F - Có thể trộn lẫn với axeton, rượu, ete, benzen; hòa tan cloroform - Khi đun nóng để phân hủy phát khói có vị cay nồng gây khó chịu 1.3 o-Xylen - O-xylen xuất dạng chất lỏng nước không màu, có mùi - Ít đặc nước - Khơng tan nước - Nhiệt độ sôi: 144.4 °C (417 K) Tieu luan - Nhiệt độ nóng chảy từ: −25 °C (248 K) - Tỉ trọng : 0.88 68 °F - Áp suất :10 mm Hg 89.8 °F - Có thể trộn lẫn với etanol, ete etylic, axeton, ete dầu mỏ, benzen, cacbon tetraclorua - Hòa tan với hầu hết dung môi hữu - Khi đun nóng để phân hủy phát khói có vị cay nồng gây khó chịu - Khơng phản ứng với vật liệu thông thường 2.Sản phẩm: 2.1 p-Xylene - P-xylen xuất dạng chất lỏng nước khơng màu, có mùi Ít đặc nước Khơng tan nước - p-Xylen hyđrocacbon thơm, gồm vịng benzen hai nhóm mêtyl vào hai nguyên tử cácbon hai vị trí vịng thơm (cấu hình para) - p-Xylen đồng phân o-xylen, m-xylen etylbenzen - Chất lỏng không màu, tan nhiều ethanol diethyl ether không tan nước - Có mùi thơm - Khối lượng riêng: 0,861 g/Ml - Điểm sôi: 138.4 °C (411 K) - Điểm nóng chảy:13.3 °C (286 K) - Điểm đóng băng 56 ° F - Điểm sáng: 55.9 °F - Tỉ trọng : 0.861 68 °F - Áp suất hơi: 10 mm Hg 81.1 °F 2.2 Benzene - Benzen hyđrocacbon thơm, điều kiện bình thường chất lỏng không màu, mùi dịu dễ chịu, dễ cháy Benzen tan nước rượu - Công thức phân tử: C6H6 - Khối lượng mol: 78,1121 g/mol Tieu luan - Bề ngồi: chất lỏng khơng màu - Khối lượng riêng: 0,8786 g/cm³, chất lỏng - Điểm nóng chảy: 5,5 °C (278,6 K) - Điểm sơi: 80,1 °C (353,2 K) Tồn chứa sản phẩm -Dung mơi Xylene gây nguy hiểm : • Xylene chất lỏng dễ bắt lửa, đặc biệt có khả tạo thành hỗn hợp khí gây nổ lớn cất giữ thùng rỗng có chứa nhiều tạp chất, khơng Trong khơng khí, khơng thể thấy Xylene, mặt đất có Xylene chúng nặng khơng khí • Q trình bơm, rót, vận chuyển Xylene hình thành tính điện Khơng dùng khí nén để đuổi, nạp, dỡ tải xử lý Xylene • Tác dụng với chất có khả oxy hóa mạnh • Hơi Xylene nguy hiểm, gây kích ứng mạnh với da mắt Hít phải Xylene gây nên tổn thương nghiêm trọng cho gan, thận hệ thần kinh trung ương • Xylene có gây nhiễm mơi trường -Bảo quản, cất giữ dung mơi Xylene cách: • Do dung môi Xylene chất lỏng dễ cháy nên cất giữ, thùng chứa phải tuyệt đối tránh xa nguồn khí nóng, lửa, điện, khu vực có nhiệt độ cao 50oC, phải để kho có mái che mát, tránh xa tầm tay trẻ em • Các kho chứa phải thống khí có hệ thống thơng phù hợp, tránh nguy nén hơi. Các thùng chứa phải có nắp đậy kín Tính chất hóa học chung 4.1 Phản ứng oxi hóa mạch Nhóm ankyl bị oxi hóa đến nhóm carboxyl cho phản ứng với KMnO4, K2Cr2O7,… Tieu luan Đối với Xylen -O – xylen dùng làm nguyên liệu sản xuất axit ơhtalic, từ điều chế anhidrit phtalic -P – xylen dùng để làm nguyên liệu sản xuất terephtalic, nguyên liệu để tạo sợi lap san Phản ứng electrophile (Sr) vào nhân thơm Với Ethyl Benzen, nhóm ethyl có hiệu ứng +I (đẩy e)  Định hướng vị trí ortho para 10 Tieu luan Hệ thống xúc tác đồng phân hóa EB I-9 I-210 đồng phân hóa EB thành xylen thông qua chất trung gian naphthene Đầu tiên chức kim loại bão hòa EB thành etyl-xyclohexan, sau chức axit đồng phân thành dimetylcyclohexan, cuối chức kim loại dehydro hóa naphthene thành xylen Vì đồng phân hóa EB phản ứng giới hạn cân bằng, chuyển đổi EB thường giới hạn khoảng 30 đến 35% khối lượng lần chuyển tiếp Trong phân xưởng sản xuấtaromatic sử dụng chất xúc tác I-9, naphthene tuần hồn lại phân xưởng Isomar thơng qua tháp xylene phân xưởng Parex để ngăn chặn biến đổi naphthene phân xưởng Isomar làm tăng sản lượng para-xylene từ nhà máy liên hợp UOP đưa chất xúc tác I-400, vào năm 2003 I-400 chuyển hóa EB tốt hơn, tăng suất xylene so với I-9 I-210,đồng thời đảm bảo trình làm việc dài lần tái sinh Chất xúc tác đề alkyl hóa EB I-300 I-330 sử dụng chế đề alkyl hóa EB nhóm etyl bị tách khỏi vịng thơm chức axit chất xúc tác Phản ứng không giới hạn trạng thái cân bằng, cho phép EB chuyển đổi lên đến 70% trọng lượng lớn cho lần chuyển tiếp Bởi phản ứng khơng liên quan đến naphthene trung gian, naphthene C8 khơng cần tuần hồn qua vòng lặp Parex-Isomar Tất chất xúc tác đồng phân hóa xylen thể hình thành số sản phẩm phụ qua thiết bị phản ứng Một phần lớn nguồn nguyên liệu tổng cho vòng lặp Parex - Isomar tuần hoàn từ phân xưởng Isomar Một vịng lặp Parex -Isomar điển hình thiết kế với tỷ lệ phần hồi lưu / nguồn nguyên liệu đầu 2,5 : 3,5 Sự hình thành sản phẩm phụ q trình đồng phân hóa gia tăng phù hợp Do đó, giảm lượng nhỏ hình thành sản phẩm phụ qua lò phản ứng Isomar dẫn đến lợi suất tổng 15 Tieu luan thể lớn Trong cơng nghệ Isomar, mức độ xác hình thành sản phẩm phụ dự kiến thay đổi theo loại chất xúc tác mức độ vận hành nghiêm ngặt, thường nằm khoảng 1,0 đến 4,0% trọng lượng cho lần nạp Đầu dải đại diện cho hoạt động với chất xúc tác hệ sau I-100, I-210 I-300 Đầu phạm vi đại diện hoạt động với chất xúc tác I-9 Các sản phẩm phụ chủ yếu aromatic Sự lựa chọn thích hợp loại chất xúc tác đồng phân hóa phụ thuộc vào cấu hình nhà máy sản xuất aromatics, thành phần nguyên liệu thô sản phẩm mong muốn Việc lựa chọn xúc tác đồng phân hóa phải dựa sở tính tốn kinh tế tồn nhà máy sản xuất aromatics Một phần cấu tử C8 từ dầu mỏ naphta đặc trưng chứa khoảng 15 đến 17% trọng lượng EB, lên đến 30% trọng lượng EB nằm phần xăng nhiệt phân (pygas) tương tự Sử dụng chất xúc tác đồng phân hóa EB tối đa hóa sản lượng para xylen từ phân xưởng aromatics cách chuyển đổi EB thành xylen Một chất xúc tác đồng phân hóa EB thường chọn mục tiêu nhà máy tối đa hóa việc sản xuất para -xylene từ nguồn cung cấp nguyên liệu có hạn Hệ thống xúc tác đồng phân hóa EB giảm thiểu lượng sản phẩm phụ benzen tạo [3] Ngoài ra, chất xúc tác dealkyl hóa EB sử dụng để tối ưu hóa phân xưởng Parex kết tinh cách chuyển đổi nhiều EB lần chuyển tiếp qua trình đồng phân hóa loại bỏ điều kiện chất trung gian naphthene tuần hồn quanh vịng lặp Parex – Isomar Đối với thiết kế phân xưởng aromatics phức tạp, việc sử dụng chất xúc tác đề alkyl hóa EB giảm thiểu kích thước tháp xylen phân xưởng Parex Isomar cần thiết để tạo lượng para-xylen định Tuy nhiên, việc giảm quy mô vịng lặp Parex-Isomar kèm với chi phí sản lượng para -xylene thấp hơn, tất EB nguồn nguyên liệu chuyển thành benzen para -xylen bổ sung Năng suất para-xylen thấp có nghĩa cần nhiều nguyên liệu hơn, điều làm tăng kích thước phân xưởng CCR * Platforming, * Sulfolane, * Tatoray đầu trước nhà máy, hầu hết phân đoạn Các chất xúc tác đề alkyl hóa EB I-300 I-330 chất xúc tác có hoạt tính cao Như vậy, chúng hoạt động tốc độ không gian cao hơn, cho phép giảm tải chất xúc tác cho cho tốc độ xử lý định So với chất tiền nhiệm I-100 lượng chất xúc tác cần dùng nửa Không giống số chất xúc tác đề alkyl hóa EB, I-300 I-330 không yêu cầu liên tục bổ sung amoniac để đạt hoạt tính độ chọn lọc mong muốn 16 Tieu luan Kể từ năm 1999, chất xúc tác I-300 vào sử dụng hàng chục đơn vị I-300 thể hiệu suất ổn định cao với độ dài chu kỳ liên tục dự kiến đạt từ đến năm mà không cần tái sinh [3] II.Sơ đồ công nghệ: Sơ đồ cơng nghệ: Hình 2: Sơ đồ cơng nghệ Isomar[3] Các thiết bị có sơ đồ: ❖ Thiết bị gia nhiệt (Charge Heater): ❖ Thiết bị phản ứng (Reactor): thiết bị phản ứng lớp xúc tác cố định xuyên tâm làm việc chế độ đoạn nhiệt ❖ Thiết bị trao đổi nhiệt (Heat Exchanger): ❖ Thiết bị tách sản phẩm (Product Separator): 17 Tieu luan ❖ Thiết bị xử lý đất sét (Clay Treater): ❖ Thiết bị đề heptan hóa (Deheptanizer): ❖ Máy nén khí tuần hồn: ❖ Thiết bị đề heptan hóa (Deheptanizer): 3.Ngun lí hoạt động: Dịng ngun liệu q trình Isomar phải trộn với dịng khí giàu Hydro tuần hồn bù lượng Hydro phản ứng q trình Isomar.Sau dơng ngun liệu gia nhiệt dông sản phẩm từ thiết bị phản ứng, chúng bốc thiết bị nung nóng, nhiệt độ nâng tới nhiệt độ phản ứng 400 - 500°C Dịng khí nóng đưa vào thiết bị phản ứng qua lớp xúc tác cố định, thiết bị thường có dạng hướng trục Dòng sản phẩm khỏi thiết bị phản ứng làm lạnh trao đổi nhiệt với hỗn hợp nguyên liệu đầu sau đưa vào thiết bị tách sản phẩm Dịng khí giàu hydro lấy đỉnh tháp tách tuần hoàn lại thiết bị phản ứng Một phần dịng khí làm để loại bỏ phần nhẹ lẫn vào dơng khí tuần hồn Phần lỏng đáy tháp tách đưa đến tháp chưng để loại bỏ hợp chất C7 Phần C7 đỉnh tháp được làm lạnh đưa vào phận tách khí lỏng, phần khí sử dụng làm nhiên liệu cịn phần lỏng tuần hồn lại q trình UOP Platforming Phần hydrocacbon C8 đáy tháp deheptan hóa xử lý clay treater để loại bỏ vết tạp chất, loại nhựa polime tạo thành, sau tiếp tục tuần hồn tháp tách xylen 4.Chi tiết thiết bị có cơng nghệ: 18 Tieu luan Charge Heater: Bộ gia nhiệt tích điện thường gia nhiệt kiểu đối lưu xạ Dịng q trình làm nóng phần xạ, phần đối lưu sử dụng cho hệ thống dầu nóng tạo Bộ gia nhiệt thiết kế để hoạt động khí đốt dầu nhiên liệu, đầu đốt trang bị dẫn khí nhiên liệu Một điều khiển nhiệt độ đầu lò sưởi điều chỉnh dông nhiên liệu đến đầu đốt Các ống phần xạ làm 1,25% Cr- 0,5% Mo Các ống phần đối lưu thép cacbon Thiết bị phản ứng (Reactor): Quá trình Isomar thường sử dụng lị phản ứng dịng hướng tâm Hơi từ điện tích gia nhiệt vào đỉnh lò phản ứng dẫn đến thành bên Sau bay xuyên tâm qua lớp xúc tác, qua luống cố định vào ống tâm Dòng lò phản ứng sau chảy xuống qua đường ống trung tâm đến đầu lò phản ứng Lợi lò phản ứng dòng hướng tâm độ giảm áp suất thấp, điều quan trọng trình Isomar tốc độ phản ứng nhạy cảm với áp suất Độ giảm áp suất thấp làm giảm tiêu thụ điện máy nén khí tuần hồn Đối với I-300 I-330, áp suất vận hành theo hướng cao cấu hình lị phản ứng dịng chảy xuống dễ dàng đáp ứng Lò phản ứng làm hợp kim 1,25% chrome (Cr) -0,5% molypden (Mo) Thiết bị trao đổi nhiệt (Heat Exchanger): Thiết bị trao đổi nhiệt kếp hợp dòng nguyên liệu dòng tháp tách pha sản phẩm làm 1,25% Cr-0,5% Mo Các trao đổi nhiệt phân xưởng Isomar làm thép cacbon Tháp tách sản phẩm (Product Separator): Mục đích thiết bị tách sản phẩm tách dịng lị phản ứng đặc thành sản phẩm lỏng khí tuần hồn giàu hydro Áp suất thiết bị tách sản phẩm định áp suất bình phản ứng Áp suất phân tách điều chỉnh cách kiểm soát tốc độ dòng hydro bổ sung Độ tinh khiết hydro khí tuần hồn theo dõi máy phân tích hydro đầu hút máy nén khí tuần hoàn Khi độ tinh khiết hydro xuống thấp, lượng nhỏ khử từ khí tuần hồn Máy tách sản phẩm làm thép cacbon qua xử lý Thiết bị xử lí đất xét (Clay Treater): Là thiết bị hấp phụ để loại bỏ vết tạp chất, loại nhựa polime tạo thành, sau tiếp tục tuần hồn tháp tách xylen Máy nén khí tuần hồn: Máy nén khí tuần hồn thường thuộc loại ly tâm điều khiển động điện tuabin nước Máy nén cung cấp dầu phớt ống mạch dầu hệ thống ngắt tự động để bảo vệ máy khỏi bị hư hỏng 19 Tieu luan Thiết bị đề heptan hóa (Deheptanizer): Mục đích tháp đề heptan hóa loại bỏ sản phẩm phụ nhẹ khỏi dòng tháp phản ứng Thiết bị đề heptan hóa thường chứa 40 đĩa Nhiệt thường cung cấp cao từ tháp xylen nằm phía phân xưởng Parex 5.Hiệu suất trình Hiệu suất chất xúc tác đồng phân hóa xylen đo số cách cụ thể, bao gồm cách tiếp cận cân phản ứng đồng phân hóa xylen, chuyển đổi EB lần chuyển tiếp tổn thất vòng lần chuyển tiếp.Phương pháp tiếp cận trạng thái cân thước đo mức độ vận hành nghiêm ngặt chất xúc tác đồng phân hóa EB chuyển đổi EB thước đo mức độ nghiêm trọng hoạt động chất xúc tác alkyl hóa EB Đối với hai loại chất xúc tác, tổn thất vòng tăng theo mức độ vận hành nghiêm ngặt Trong ứng dụng para-xylene, ví dụ, chuyển đổi EB cao phân xưởng Isomar có lợi cho phân xưởng Parex kèm với vòng cao làm giảm suất tổng thể para -xylen từ nhà máy Có lẽ cách tốt để so sánh chất xúc tác đồng phân hóa xylen đo suất paraxylen tổng thể từ vòng lặp Parex-Isomar Hình 3: So sánh sản lượng para -xylen[3] Hình 3so sánh sản lượng para -xylen, dựa dòng nguyên liệu hỗn hợp xylen với vòng lặp Parex-Isomar, cho I-9, I-300 I-210 20 Tieu luan Các thành phần nguyên liệu hỗn hợp xylen 17% trọng lượng EB, 18% trọng lượng para -xylen, 40% trọng lượng meta -xylene 25% trọng lượng ortho -xylene Mức độ nghiêm ngặt vận hành xúc tác I-9 I-210 22,1% trọng lượng para -xylen tổng số xylen từ phân xưởng Isomar Mức độ vận hành nghiêm ngặt chất xúc tác I-300 I-330 65% trọng lượng chuyển đổi EB lần chuyển tiếp Với Chất xúc tác I-9, sản lượng tổng thể para -xylen 84% trọng lượng dòng nguyên liệu hỗn hợp xylen Bởi chúng có độ vịng thấp lần chuyển tiếp, chất xúc tác I-300 I-330 thể suất tổng thể benzen cộng với para -xylen, hiệu suất para -xylen 76,5% trọng lượng Do đó, cần có nhiều hỗn hợp xylen để tạo lượng para -xylene cần thiết với chất xúc tác I-300 I-330 Sản lượng chất xúc tác đồng phân hóa UOP EB gọi I-210 Chất xúc tác I-210 dựa phản ứng hóa học tương tự I-9 có tính chọn lọc cao thể hình thành sản phẩm phụ thấp Sự hình thành sản phẩm phụ chất xúc tác I-210 khoảng 1,5% trọng lượng so với 4% trọng lượng I-9 Với chất xúc tác I-210, suất tổng thể para -xylene 91% trọng lượng dòng nguyên liệu hỗn hợp xylen, cải thiện suất 7% trọng lượng chất xúc tác I-9 CHƯƠNG III: SO SÁNH CÁC SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ KHÁC I.Tổng quan công nghệ Mobil ExxonMobil Chemical dẫn đầu việc phát triển ứng dụng công nghệ tiên tiến để sản xuất xylenes benzen kể từ phát xúc tác ZSM-5 vào cuối năm 1960 Đến năm 2000, công nghệ XyMax-2 đượcExxonMobil Chemical thương mại hóa vào sản xuất Cơng nghệ XyMax-2 hệ thứ bảy công nghệ đồng phân pha cấp phép ExxonMobil Công nghệ có chất xúc tác hoạt tính cao hơnso với cơng nghệ đồng phân hóa pha ExxonMobil trước Cơng nghệ XyMax-2 để đồng phân hóa xylenes cho phép khối lượng chất xúc tác thấp quy trình sử dụng, đạt mức chuyển đổi ethylbenzene (EB) cao lần vượt qua mang lại linh hoạt vận hành nhiệt độ tương tự thấp quy trình có 21 Tieu luan Hình 4: Cơng nghệ đồng phân hóa xylenes pha Mobil[4] Tuy nhiên, để tổn thất xylene q trình nhất, hãng ExxonMobil Chemical triển khai thêm công nghệ đồng phân hóa xylene pha lỏng vừa tiết kiệm lượng đáng kể, độ chuyển hóa xylene cao.Bởi vìchuyển đổi EB thấp lần phản ứng, LPIquy trình thường vận hành kết hợpvới trình đồng phân hóa pha hơi, hầu hết EB chuyển hóa.Tuy nhiên, tình màdịng chất thơm C8 đồng phân hóa chứaEB thấp, đồng phân hóa xylenes có thểđược thực thơng qua quy trình LPI Eb xử lí thiết bị khác Hình 5: Cơng nghệ đồng phân hóa xylenes pha lỏng Mobil[4] 22 Tieu luan Sơ lược công nghệ đồng phân hóa xylenes Mobil: Trong quy trình này, Hydrocacbon C8+kết hợp với dịng tuần hồn từ tháp ổn định vào tháp tách xylene, paraxylene tách đỉnh tháp tách qua phận thu hồi paraxylene, cịn chứa số cacbon thơm phần qua quy trình LPI nhằm thực trình đồng phân hóa đồng phân khác xylene sau đưa tháp tách xylene, phần hợp chất thơm cịn lại qua q trình XyMax nhận thêm khí H2 tiếp tục vào tháp ổn định Benzen vad Toluene thu đỉnh tháp, hợp chất C8+ tiếp tục tuần hoàn lại trộn với hỗn hợp ban đầu Sản phẩm đáy tháp tách xylene vào tháp tách orthor xylene để tách Orthoxylene đỉnh tháp hợp chất nặng C9+ tách đáy tháp II So sánh công nghệ 1.Lợi LPI: • Tiếtkiệmnăng lượng đáng kể Hoạt động nhiệt độ thấp Loại bỏ hai bước tốn : (1) hóa phân tán (2) ngưng tụ đồng phân Giảm lưu lượng qua thiết bị đồng phân hóa pha nhiệt độ cao • Thất xylen cực thấp • Chi phí chất xúc tác thấp • Chi phí luyện kim thấp • Cơ hội khử nước cho nhà máy có giảm đáng kể kích thước đơn vị đồng phân hóa pha sở • Tính chọn lọc para-xylen cao • Chu kỳ dài phù hợp với lịch trình quay vòng phức hợp chất thơm đại Bảng so sánh 23 Tieu luan Isomar ( UOP) LPI (Mobil) Điều kiện phản ứng nhiệt độ cao (400-500)°C áp suất 3Mpa, nhiệt độ thấp Xúc tác I-9, I-210, I-400 : xúc tác Xúc tác zeolit ZSM-5- Công nghệ lưỡng chức, chức axit khốngchất silicat nhơm,có (zeolit) chức kim loại cấu trúc vi xốp, hoạt động Chức chức axit mạnh , thúc đẩy phản ứng isome hóa đồng xảy ra,độ chọn lọc cao phân xylen tạo thành hỗn hợp cân động Chức kim loại chủ yếu để thúc đẩy phẩn ứng hydro hóa đề hydro hóa, góp phần chuyển hóa etylbenzen thành đồng phân xylen Độ tinh khiết sản p-xylen thu hồi tới Chưa có thơng tin 97% có độ tinh khiết lên phẩm tới 99% khơi lượng(rất cao) Chi phí sản xuất Xúc tác bền tiết kiệm tiền Chi phí chất xúc tác thấp Tiết kiệm lượng cho xúc tác Bảng So sánh hai cơng nghệ đồng phân hóa Xylenes UOP Mobil 24 Tieu luan CHƯƠNG IV: MÔ PHỎNG BẰNG PHẦN MỀM HYSYS Hình5:Ảnh mơ Hysys cơng nghệ Isomar Hình 6: Thơng số dịng vào 25 Tieu luan Hình 7: Thành phần dịng vào Hình 8: Độ chuyển hóa phản ứng đồng phân 26 Tieu luan Hình 9: Độ chuyển hóa phản ứng Deankyl Benzene Hình 10: Thành phần dòng sản phẩm đáy tháp tách 27 Tieu luan KẾT LUẬN Qua trình tìm hiểu công nghệ Isomar chúng em rút kết luận sau: Công nghệ ISOMAR UOP công nghệ tương đối đơn giản đem lại hiệu kinh tế lớn chuyển hóa sẩn phẩm có giá trị mặt thương mại o-xylene, m-xylene thành sản phẩm có giá trị kinh tế cao p-xylene Dù phát triển thời gian nhiên công nghệ ISOMAR đóng vai trị quan trọng sử dụng rộng rãi nhà máy lọc hóa dầu giới nói chung Việt Nam nói riêng Việc tìm hiểu cơng nghệ ISOMAR nhà quyền UOP có vai trị quan trọng việc tìm hiểu quy trình xử lý sản xuất nhà máy lọc hóa dầu từ có nhìn ban đầu cho công việc sau Chúng em xin cảm ơn cô TS Phạm Thanh Huyền hướng dẫn giúp đỡ chúng em hoàn thành tiểu luận Do việc tìm hiểu tiếp nhận thơng tin chúng em chưa sâu sắc nên tiểu luận khó tránh khỏi sai sót.Chúng em mong nhận góp ý Chúng em xin chân thành cảm ơn! 28 Tieu luan TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phạm Thanh Huyền, Nguyễn Hồng Liên Công nghệ tổng hợp Hữu – Hóa dầu [2] Willey-VCH ULLMANN'S Encyclopedia of Industrial Chemistry [3] Robert Meyers Handbook of Petroleum Refining Process [120-127] [4]https://www.exxonmobilchemical.com/en/catalysts-and-technologylicensing/xylenes-production/vapor-phase-xylenes-isomerization [5]https://www.exxonmobilchemical.com/en/catalysts-and-technologylicensing/xylenes-production/liquid-phase-xylenes-isomerization [6]Trần Xoa, N T (1992) Sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa chất tậ̂p Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật [7]ompany, C P (2005) Safe handling and storage of benzene [8]https://www.researchgate.net/figure/Mechanism-of-m-xylene-isomerization5_fig3_321195582 29 Tieu luan ... Trong tiểu luận này, chúng em tìm hiểu nghiên cứu đề tài: ” Tìm hiểu cơng nghệ Isomar? ?? Cơng nghệ Isomar công nghệ đại đem lại hiệu kinh tế cao nên đươc nhiều nhà máy giới sử dụng Bài tiểu luận. .. việc sử dụng công nghệ điều thiết yếu Nhận biết với sinh viên chuyên ngành Hóa dầu viện Kĩ thuật hóa học- trường Đại học Bách Khoa Hà Nội việc tìm hiểu cơng nghệ tổng hợp Hữu cơ- Hóa dầu vô quan... luan CHƯƠNG I: TÌM HIỂU CHUNG VỀ CÔNG NGHỆ ISOMAR I.Giới thiệu chung công nghệ Isomar Công nghệ isomar công nghệ đồng phân hóa xylen UOP Quy trình UOP Isomar sử dụng để tối đa hóa việc thu hồi