Thiết kế phân xưởng sản xuất DME

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất DME Bé Gi¸o dơc vµ §µo t¹o Céng hoµ x· héi chđ nghÜa ViƯt Nam Trêng §¹i häc B¸ch khoa Hµ Néi §éc lËp – Tù do – H¹nh phóc ******** NHIƯM Vơ THIÕT KÕ §å ¸N TèT NGHIƯP Họ và tên: Tô Đình Sơn Khoá học: Hoá dầu QN. K46 Khoa: Công nghệ hoá học Ngành học: Công nghệ hữu cơ – Hoá dầu 1. Đầu đề thiết kế: Thiết kế phân xưởng sản xuất Dimetyl ete(DME) Năng suất 100.000 tấn/năm. 2. Nội dung phần thuyết minh và tính toán: *Tổng quan lý thuyết về nguyên liệu và sản phẩm *Công nghệ của quá trình tổng hợp DME *Tính toán công nghệ * Tính xây dựng và kinh tế *An toàn lao động 3. Các bản vẽ(Ghi rõ các loại bản vẽ) 01 Dây chuyền công nghệ sản xuất (Khổ A 0 ) 01 Thiết bò chính (Khổ A 1 ) 01 Mặt bằng phân xưởng (KhổA 0 ) 4. Ngày giao nhiệm vụ thiết kế: 5. Ngày hoàn thành thiết kế: 6. Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Thò Minh Hiền. Ngày tháng năm 2006 Cán bộ hướng dẫn Chủ nhiệm bộ môn (ký và ghi rõ họ tên) (ký và ghi rõ họ tên) PGS.TS Nguyễn Thò Minh Hiền Kết quả điểm đánh giá Quá trình thiết kế: Sinh viên đã hoàn thành Điểm duyệt : Ngày tháng năm 2006 Bản vẽ thiết kế : Ngày tháng năm 2006 Chủ tòch hội đồng Tô Đình Sơn Tô Đình Sơn 1 Lớp hóa dầu QN Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất DME Mơc lơc Më ®Çu 4 PhÇn 1. Tỉng quan lý thut Ch¬ng I. giíi thiƯu vỊ s¶n phÈm vµ nguyªn liƯu I. Giíi thiƯu chung vỊ DME 5 I.1. TÝnh chÊt vËt lý 6 I.2. TÝnh chÊt ho¸ häc 7 I.3. C¸c ®Ỉc trng cđa DME 7 I.4. øng dơng cđa DME 8 II. Giíi thiƯu khÝ tỉng hỵp 10 II.1. TÝnh chÊt cđa H 2 … 10 II.1.1. TÝnh chÊt vËt lý 10… II.1.2. TÝnh chÊt ho¸ häc 10 II.2. TÝnh chÊt cđa CO 11 II.2.1. TÝnh chÊt vËt lý 11 II.2.2. TÝnh chÊt ho¸ häc 11 III. Giíi thiƯu vỊ methanol 12 Ch¬nG ii. S¬ lỵc vỊ khÝ tù nhiªn vµ c«ng nghƯ chun ho¸ khÝ tù nhiªn thµnh khÝ tỉng hỵp I. Giíi thiƯu vỊ khÝ tù nhiªn 13 II. C¸c ph¬ng ph¸p s¶n xt khÝ tỉng hỵp 14 III. C«ng nghƯ chun ho¸ khÝ tù nhiªn thµnh khÝ tỉng hỵp 14 III.1. C¬ chÕ cđa qu¸ tr×nh 14 III.2. C¸c c«ng nghƯ s¶n xt 15 IV. Qu¸ tr×nh lµm s¹ch khÝ tỉng hỵp 17 Chuong iii. C«ng nghƯ s¶n xt DME I. C¬ së ho¸ lý cđa qu¸ tr×nh 18 I.1. Ph¬ng ph¸p cỉ ®iĨn 18 I.2. Ph¬ng ph¸p hiƯn ®¹i 19 II. Nguyªn liƯu tỉng hỵp DME 21 III. Ph©n tÝch, so s¸nh, lùa chän chÕ ®é c«ng nghƯ 21 Tô Đình Sơn 2 Lớp hóa dầu QN Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất DME III.1. S¶n xt trong pha láng 22 III.2. S¶n xt trong pha khÝ 22 III.3. Lùa chän xóc t¸c 23 III.4. C«ng nghƯ s¶n xt DME 24 PhÇn 2. tÝnh to¸n c©n b»ng c«ng nghƯ Ch¬ng i. tÝnh cho thiÕt bÞ chun ho¸ khÝ tù nhiªn I. TÝnh c©n b»ng cho thiÕt bÞ chun ho¸ 26 II. C¸c sè liƯu c©n b»ng 32 Ch¬ng ii. tÝnh to¸n c©n b»ng cho thiÕt bÞ chÝnh I. TÝnh c©n b»ng vËt chÊt cho thiÕt bÞ tỉng hỵp DME… 33 I.1. C¸c ph¶n øng x¶y ra trong thiÕt bÞ tỉng hỵp 33 I.2. TÝnh c©n b»ng vËt chÊt cho thiÕt bÞ tỉng hỵp DME 34 II. TÝnh c©n b»ng nhiƯt lỵng cho thiÕt bÞ tỉng h¬p DME 36 II.1. TÝnh lỵng nhiƯt vµo thiÕt bÞ ph¶n øng 36 II.2. TÝnh lỵng nhiƯt ra khái thiÕt bÞ ph¶n øng 39 Ch¬ng iii. TÝnh to¸n c«ng nghƯ I. TÝnh to¸n kÝch thíc cho thiÕt bÞ chÝnh 42 I.1. TÝnh thĨ tÝch cÊp xóc t¸c 43 I.2. TÝnh ®êng kÝnh vµ chiỊu cao cđa thiÕt bÞ ph¶n øng 44 I.3. TÝnh chiỊu dµy cđa thiÕt bÞ ph¶n øng Ch¬ng iv. tÝnh thiÕt bÞ s¶n xt khÝ tỉng hỵp I. TÝnh thiÕt kÕ lß reforming h¬i níc 50 II. TÝnh c¸c th«ng sè cđa èng reforming h¬i níc 51 PhÇn 3. phÇn x©y dùng A. Chän ®Þa ®iĨm I. Nh÷ng c¬ së ®Ĩ x¸c ®Þnh ®Þa ®iĨm x©y dùng 53…… II.C¸c u tè ®èi víi ®Þa ®iĨm x©y dùng 54 III. §Ỉc ®iĨm cđa ®Þa ®iĨm x©y dùng 55 B. C¸c nguyªn t¾c khi thiÕt kÕ x©y dùng 56 C. Bè trÝ mỈt b»ng nhµ m¸y 57 I. §Ỉc ®iĨm cđa d©y chun s¶n xt 57 II. MỈt b»ng cđa ph©n xëng 57… Tô Đình Sơn 3 Lớp hóa dầu QN Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất DME PhÇn 4. tÝnh to¸n kinh tÕ I. C¸c lo¹i chi phÝ 59 II. X¸c ®Þnh kÕt qu¶ cđa ph¬ng ¸n kü tht 62 PhÇn 5. an toµn lao ®éng I. An toµn lao ®éng 64 II. C«ng t¸c vƯ sinh lao ®éng 65 KÕt ln 67 Tô Đình Sơn 4 Lớp hóa dầu QN Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất DME Më §Çu §Ĩ ®¸p øng ®ỵc nh÷ng mơc tiªu c«ng nghiƯp hãa, hiƯn ®¹i hãa ®Êt níc trong thêi kú khoa häc kü tht ph¸t triĨn m¹nh mÏ nh hiƯn nay, th× chóng ta ph¶i ®¸p øng mét nhu cÇu rÊt lín vỊ nguyªn liƯu, nhiªn liƯu cho qu¸ tr×nh ph¸t triĨn c«ng nghiƯp vµ kinh tÕ. Ngµnh c«ng nghiƯp hãa häc nãi riªng ®ãng mét vai trß quan träng trong nỊn kinh tÕ qc d©n, mµ ®Ỉc biƯt lµ ngµnh c«ng nghiƯp tỉng hỵp h÷u c¬. Ngµnh nµy ®· t¹o ra rÊt nhiỊu s¶n phÈm hãa häc, còng nh c¸c ngn nguyªn liƯu, nhiªn liƯu ®¸p øng ®ỵc nhu cÇu tiªu dïng cđa c¸ nh©n vµ x· héi, nh»m thóc ®Èy sù ph¸t triĨn cđa ®Êt níc. Mét trong nh÷ng s¶n phÈm quan träng cđa ngµnh c«ng nghiƯp tỉng hỵp h÷u c¬ ®ã lµ dimethyl ether(DME). §©y lµ lo¹i s¶n phÈm ®ỵc tỉng hỵp tõ rÊt l©u vµ cã nhiỊu øng dơng trong ®êi sèng. DME ®ỵc sư dơng nh lµ ngn nguyªn liƯu ®Ĩ s¶n xt dimethyl sulfate, axit axetic, olefin, lµm nhiªn liƯu ph¶n lùc, dung m«i h÷u c¬, thc nhm, t¸c nh©n l¹nh vµ ®Ỉc biƯt lµ lµm nhiªn liƯu. Mét tÝnh n¨ng nỉi tréi cđa DME lµ nã cã thĨ lµm nhiªn liƯu cho ®éng c¬, thay thÕ cho nhiªn liƯu ®éng c¬ diezel, gi¶m ®ỵc sù « nhiƠm m«i trêng. Theo c¸c chuyªn gia th× trong thÕ kû XXI, DME sÏ trë thµnh mét d¹ng nhiªn liƯu phỉ biÕn trªn thÕ giíi. Ngn nguyªn liƯu ®Ĩ s¶n xt DME rÊt phong phó, cã thĨ ®i tõ khÝ tỉng hỵp, tõ khÝ tù nhiªn, tõ methanol, tõ dÇu nỈng phÕ th¶i hc khÝ metan DME cã thĨ ®ỵc s¶n xt tõ nhiỊu ph¬ng ph¸p kh¸c nhau, nhng ®Ỉc biƯt ph¶i kÕ ®Õn ph¬ng ph¸p tỉng hỵp trùc tiÕp DME tõ khÝ tỉng hỵp. Ph ¬ng ph¸p nµy chØ thùc hiƯn trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y nhê nh÷ng thµnh tùu ®· ®¹t ®ỵc trong lÜnh vùc vỊ c¸c chÊt xóc t¸c. §©y lµ ph¬ng ph¸p rÊt kh¶ thi do cã ®ỵc c«ng nghƯ tỉng hỵp trùc tiÕp cđa hai h·ng ë Ch©u ¢u lµ Topsoe Haldor vµ Air Product, ngoµi ra cßn cã c«ng nghƯ s¶n xt cđa h·ng JPE(NhËt), c¸c c«ng nghƯ nµy cã thĨ cho hiƯu st thu håi DME cao tõ ngn nguyªn liƯu rÊt phỉ biÕn, cã kh¶ n¨ng ®¸p øng ®ỵc lỵng nhu cÇu DME trªn thÞ trêng. Tô Đình Sơn 5 Lớp hóa dầu QN Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất DME PHẦN 1:TỔNG QUAN LÝ THUYẾT CHƯƠNG1: GIỚI THIỆU VỀ SẢN PHẨM VÀ NGUYÊN LIỆU l. Giới thiệu chung về Dimethyl ether: Dimethyl ether(DME) là một ete béo và đơn giản nhất trong các loại ether.DME cã công thức phân tử là CH 3 -O-CH 3. Trong một thời gian dài DME được sản xuất trong công nghiệp từ sản phẩm phụ của quá trình sản xuất methanol áp suất cao, trong quá trình đó thì khoảng 3-5% DME tạo thành.Về sau này công nghệ áp suất cao này được thay thế bằng quá trình sản xuất thấp,ngoài ra DME còn có thể thu được tinh khiết trong quá trình chưng luyện methanol thô.Trong các phương pháp sản xuất này thì phương pháp sản xuất của hãng Lurgi và ICI tương đối hoàn thiện, nó được thay thế hầu hết tất cả các phương pháp sản xuất áp suất cao kể từ năm 1980.Trong quá trình sản xuất methanol áp suất thấp với các điều kiện mềm hơn như: chi phí, đầu tư,…nhưng sản lượng DME tạo ra chỉ là một lượng rất nhỏ . Trong những năm 1980, các loại xúc tác đặt biệt nhằm tổng hợp DME đã được phát triển. Việâc sản xuất DME từ methanol với sự có mặt của xúc tác axít trong phòng thí nghiệm đã được biết đến trong nhiều năm. Phần lớn các phương pháp đã được thảo luận dựa trên các cơ sở khoa học. Ví dụ: các ete béo đã đươc tạo ra bởi các quá trình gia nhiệt rượu với sự có măt của ZnCl 2 . có một số loại xúc tác khác phù hợp là FeCl 3 , CuSO 4 , CuCl 2 , MnCl 2 , AlCl 3 , Al 2 (SO 4 ) 3 ……Trong đó Al 2 O 3 , Al 2 O 3. SiO 2 là loại xúc tác quan trọng nhất được sử dụng trong công nghiệp. Xúc tác này đã đáp ứng được độ chuyển hoá của nguyên liệu methanol tạo sản phẩm DME nhưng sản lượng DME này vẫn chưa đáp ứng được nhu cầu của thò trường. Phương pháp tổng hợp trực tiếp DME chỉ mới thực hiện trong những năm gần đây nhờ những thành tựu đạt được trong lónh vực về các chất xúc tác. Phương pháp này cho phép giảm giá thành sản xuất DME và khả năng sử dụng DME thay thế cho nhiên liệu truyền thống như nhiên liệu cho dộng cơ diezel,….sẽ trở thành hiện thực, vµ trong tương lai nó sẽ ®em lại lợi ích đáng kể cho nhiều lónh vực khác nhau. Các nhà khoa học ®· tìm ra loại xúc t¸c ®Ĩ tổng hợp DME từ khí tổng hợp (H 2 và CO) và(H 2 và CO 2 ), đây là loại xúc tác Tô Đình Sơn 6 Lớp hóa dầu QN Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất DME lưỡng chức năng CuO-ZnO-Al 2 O 3 / γ -Al 2 O 3 và CuO-ZnO-Al 2 O 3 /NaHZSM5 xúc tác này cho phép sản xuất một lượng lớn DME từ khí tổng hợp. Tại Nhật Bản chương trình sản xuất DME từ khí tổng hợp với qui mô lớn đã được thực hiện. Nhật Bản đang gấp rút thực hiện chương trình DME như là một trong những giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường và đa dạng hoá các nguồn năng lượng góp phần tăng cường an ninh năng lượng. Một số nhà máy đã đi vào hoạt động đặc biệt là các nhà máy của hai hãng Topsoe Haldor và JPE. l.1. Tính chất vật lí DME là một chất khí không độc, không màu, không mùi ở điều kiện áp suất khí quyển và nhiệt độ phòng. DME có nhiệt độ sôi -24,8 0 C nên trong điều kiện thường nó tồn tại ở dạng khí, nhưng dễ hoá lỏng. p suất hoá lỏng ở 20 0 C là 0,5 Mpa, còn ở 38 0 C là 0,6 Mpa. Bảng 1. Tính chất vật lí của DME. M r 46,07 Nhiệt độ sôi ở 0,1 Mpa -24,8 0 C Nhiệt độ nóng chảy ở 0,1 MPa -141 0 C p suất kết tinh 5,28 MPa(52,84bar) Nhiệt độ kết tinh 400,29 K(127,7 0 C) Tỷ trọng dạng tinh thể 269,9 Kg/m 3 Nhiệt cháy( dạng khí) 31,75 MJ/Kg Nhiệt tạo thành -183 KJ/mol Nhiệt dung riêng(-24 0 C) 2,26 KJ.Kg -1 .K -1 Nhiệt hoá hơi(-20 0 C) 410,2 KJ/Kg Nhiệt độ tự bốc cháy 235 0 C Giới hạn nổ 3÷17% thể tích trong không khí Nhiệt độ chớp cháy -41 0 C Tỷ trọng so với không khí 1,59 Sức căng bề mặt( dạng lỏng) 0,0125 N/m Tô Đình Sơn 7 Lớp hóa dầu QN Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất DME Bảng 2. Tính chất khác của DME. Tỷ trọng (kg/m 3 ) Độ hòa tan trong nước(wt%) Độ nhớt(mPa.s) 20 0 C 50 0 C 20 0 C(1bar) 20 0 C(4,8bar) Khí lỏng 668,3 668,3 5,7 36 0,0091 0,11 Bảng 3. Tỷ trọng của DME lỏng theo nhiệt độ T, 0 C 10 20 30 40 50 60 70 80 D,kg/m 3 682 666 649 631 612 593 573 552 Bảng 4. p suất hơi của DME T, 0 C -20 -10 0 10 20 50 Đo trực tiếp(Mpa) 0,124 0,184 0,266 0,375 0,512 1,149 Theotính toán(Mpa) 0,114 0,185 0,267 0,374 0,512 1,152 DME có khả năng hoà tan được hầu hết các hợp chất có cực và không cực và ngược lại, hầu hết các chất có cực và không có cực cũng hoà tan tốt trong DME. Nó hoà tan tốt trong nước(76g trong 1 lít nước tại 18 0 C) I.2. Tính chất hoá học của DME Không giống hầu hết với các ete khác, DME không dễ bò oxy hoá, đó là lí do quan trọng nhất của DME trong việc ứng dụng trong công nghiệp. Phần lớn các nghiên cứu đã chỉ ra rằng DME bền vững với oxy không khí và không tạo thành peroxit. I.2.1. DME có thể chuyển đổi thành dimethyl sulphat bởi SO 3 SO 3 + CH 3 -O-CH 3 —> (CH 3 ) 2 SO 4 I.2.2. Khi có mặt của CoI 2 DME phản ứng với CO và H 2 O tạo thành CH 3 COOH CH 3 -O-CH 3 + CO + H 2 O —> 2CH 3 COOH I.2.3. Phản ứng giữa DME với H 2 S khi có mặt của xúc tác, ví dụ wonfram sunfit tạo thành dimethyl sulphat CH 3 -O-CH 3 + H 2 S —> CH 3 -S-CH 3 + H 2 O I.2.4. Từ dimetyl ether cũng có thể tạo các hydrocacbon không no, chẳng hạn như các olêfin trong sự có mặt của xúc tác zeolit CH 3 -O-CH 3 —> H 2 C=CH 2 + H 2 O Tô Đình Sơn 8 Lớp hóa dầu QN Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất DME I.2.5. Các xúc tác nghiên cứu nhằm chuyển đổi DME thành fomandehyt cũng đã được quan tâm và sẽ được thực hiện CH 3 -O-CH 3 + O 2 —> 2CH 2 O + H 2 O I.3. Các đặc trưng của DME I.3.1. Đối với môi trường DME là một khí cháy, có khả năng dễ bắt lửa cao, DME khi cháy có thể dập tắt bằng nước bọt, cacbondioxit, và bằng bột hoá học khô. Do đó nhiều thiết bò cứu hoả có thể được sử dụng như class C (được sử dụng ở Châu u), Class B (được sử dụng ở Mỹ). Và khi bảo quản các bình đựng DME cần phải được làm lạnh. Mặc dầu DME có thể hoà tan trong nước và bò sinh vật phân hủy dễ dàng, nhưng không được để lượng lớn hợp chất này đi vào hệ thống nước thải vì hơi của nó có thể tạo thành một hỗn hợp nổ trên bề mặt nước. I.3.2. Chất lượng DME DME trên thò trường được chia làm hai loại: 1. DME chứa tới 0,05% methanol và tạp chất; DME này có mùi rõ rệt. 2. DME có độ tinh khiết cao không chứa S và các tạp chất khác, DME mà không có mùi và được sử dụng trong công nghiệp sol khí. Metanol chứa không quá 10mg/kg theo tiêu chuẩn này. Độ tinh khiết của DME được kiểm đònh bằng máy phân tích GC. Lượng dầu và tro được đo bằng phương pháp hoá hơi và đốt cháy đặc biệt I.3.3. Lưu trữ và vận chuyển DME thường được lưu trữ và vận chuyển dưới áp suất cao P =10bar . DME có thể được vận chuyển trên các thùng bể chứa bằng đường sắt, các xe tải hạng nặng, các xe container. Vận chuyển trên biển thì các thùng chứa này phải đạt tiêu chuẩn ISO. Khi vận chuyển bằng đường bộ hay đường thuỷ thì đều phải tuân theo nguyên tắc: GGVS/ADR, GGVE/R1D, Class 2, no.2F; AND/ADNR Class2, no.2F; UNno.1033; IMDG code( amendment 20-82), Class2.1, p.2052. I.3.4. Độc tính Tô Đình Sơn 9 Lớp hóa dầu QN Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất DME DME tinh khiết không độc. Những thử nghiệm đã chỉ ra rằng tiếp xúc với DME ở môi trường với nồng độ lên tới 20000 ppm(2% thể tích trong không khí) qua đường hô hấp trong thời gian 8 tháng cũng không dẫn tới tử vong. Khi tiếp xúc DME cũng không kích ứng da. I.4. Ứng dụng của DME. Môt thời gian dài trong công nghiệp chỉ sử dụng DME để sản xuất dimethyl sulphat bằng cách xử lý DME với SO 3 . Dimethyl sulphat được sử dụng làm tác nhân metyl hoá. Tại Tây u năm 1986 có 20000 tấn DME được sản xuất, trong đó có 9000 tấn DME được dùng sản xuất dimethylsulphat. Đến năm 1998 thì đã có 50000 ngàn tấn DME được sản xuất và có khoảng 15000 tấn được dùng để sản xuất dimethyl sulphat. DME có thể sử dụng làm nhiên liệu phản lực an toàn. Không độc và dễ bốc cháy ở nhiệt độ thấp. Chính điều này đã làm tăng giá trò thương mại của DME trong những năm 1980. Trong năm này ở Tây u đã dùng 10000÷11000 tấn để làm nhiên liệu phản lực. Và đến năm 1998 ở Tây Ââu đã dùng tới 35000 tấn để làm nhiên liệu phản lực. Ngày nay DME được xem như là nguyên liệu thay thế cho nguyên liệu của động cơ diezel. So với nhiên liệu diezel từ dầu mỏ thì DME có nhiều tính năng vượt trội hơn: • DME có chỉ số xetan cao hơn (55÷60 so với 40÷45) • Nhiệt độ tự bắt cháy thấp hơn (23,5 0 C so với 25 0 C) • DME dễ oxy hoá hơn, ở dạng khí nó dễ tạo hỗn hợp đồng đều với không khí nên khi cháy quá trình xảy ra hoàn toàn. • Khí thải không gây ô nhiễm môi trường, không có mụi than, hàm lượng Nitơ oxyt thấp hơn nhiều so với tiêu chuẩn cho phép. Nói chung khí thải từ đốt cháy DME không đòi hỏi phải làm sạch, làm giảm lượng khí thải NO x . Không gây ô nhiễm bởi Lưu huỳnh oxyt. Theo đánh giá của các chuyên gia khi sử dụng DME làm nhiên liệu, các phương tiện giao thông vận tải không gặïp trở ngại về nguyên tắc nào. Theo các nhà nghiên cứu Nhật Bản thì khi sử dụng DME làm nhiên liệu cho động cơ tuốc bin khí, thì hiệu quả kinh tế lớn hơn sử dụng nén khí. Tô Đình Sơn 10 Lớp hóa dầu QN [...]... phân xưởng sản xuất DME Methanol có thể tác dụng với hydro halogen tạo thành metyl Tô Đình Sơn 15 Lớp hóa dầu QN Đồ án tốt nghiệp 2CH3OH Tô Đình Sơn Thiết kế phân xưởng sản xuất DME C2H2 + 2H2O 16 Lớp hóa dầu QN Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất DME III.2.4 Phản ứng Đehydrat hóa tạo thành alken Để thực hiện phản ứng trên người ta cho hơi methanol đi qua Al 2O3 nung nóng methanol với axit sufuric... 30 Lớp hóa dầu QN Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất DME ®Þnh trªn thÊy r»ng xóc t¸c CuZnAl lµ mét xóc t¸c ho¹t tÝnh, ®é ỉn ®Þnh cao thêi gian lµm viƯc kÐo dµi vµi ngh×n giê, hiƯu st thu håi s¶n phÈm DME lín Theo nh÷ng nhËn ®Þnh trªn chän xóc t¸c CuZnAl lµm xóc t¸c ®Ĩ tỉng hỵp DME trong pha khÝ tõ khÝ tỉng hỵp IV C«ng nghƯ s¶n xt DME Qu¸ tr×nh tỉng hỵp DME tõ khÝ tù nhiªn vµ khÝ ®ång hµnh...Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất DME Đồng thời từ DME có thể thu được xăng có chất lượng cao qua hai phản ứng là hydrat hoá thành etylen và phản ứng oligome hoá etylen thành hydrocacbon lỏng tức là xăng Theo các nhà nghiên cứu của Nga quá trình đó có thể xảy ra trong một thiết bò phản ứng hay trong hai thiết bò phản ứng nối tiếp nhau Xăng thu được theo... nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất DME II.1 Tính chất của H2 II.1.1 Tính chất vật lí Ở điều kiện thường H 2 là các chất khí gồm có các phân tử 2 nguyên tử hidrô Đó là chất khí không màu, không mùi, không vò, nhẹ hơn không khí gần 14,5 lần (dH2/KK =2/29) Hydro là khí nhẹ nhất so với các khí khác nên khuếch tán nhanh nhất Nó là chất khí dẫn nhiệt tốt Ở nhiệt độ cao hydro có thể khuếch tán qua kim loại Phân. .. quan träng nhÊt, cho tû lƯ C0/H2 thÝch hỵp víi qóa tr×nh tỉng hỵp DME III.2 C¸c c«ng nghƯ s¶n xt Tô Đình Sơn 19 Lớp hóa dầu QN Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất DME III.2.1 C«ng nghƯ chun ho¸ b»ng h¬i níc C«ng nghƯ cđa h·ng Haldor Topsoe (§an M¹ch) sư dơng dïng ®Ĩ s¶n xt khÝ tỉng hỵp cho nhiỊu qu¸ tr×nh tỉng hỵp c¸c chÊt nh DME, methanol, amoniac 1 2 3 6500C H¬i níc KhÝ tù nhiªn KhÝ th¶i... Lớp hóa dầu QN Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất DME b»ng nhiƯt ®éng x¶y ra trong giai ®o¹n chun tõ khÝ tỉng hỵp thµnh methanol §ång thêi nång ®é methanol trong vïng phơ cËn t©m xóc t¸c lµ kh¸ cao do cha kÞp khch t¸n ra m«i trêng xung quanh nªn kh¶ n¨ng chun ho¸ cđa khÝ tỉng hỵp sÏ bÞ gi¶m, hiƯu st DME gi¶m so víi khi s¶n xt trong pha khÝ Qu¸ tr×nh tỉng hỵp DME trong pha láng ®ỵc thùc hiƯn... có thể phân huỷ khi có mặt của H 2SO4 đặc sẽ tạo thành ete như 2CH3OH—> CH3-O-CH3 + H2O (xúc tác Axit sunphuaric)  Tạo este: Methanol phản ứng với Axit cacbxylíc, xúc tác H 2SO4 tạo este CH3OH + COOH—> CH3COOCH3 + H2O (xúc tác H2SO4 đặc) III.2.3 Phản ứng tạo thành dẫn xuất halogen CH3OH + HBr CH3OBr + H2O Tô Đình Sơn 14 Lớp hóa dầu QN Đồ án tốt nghiệp halogenua Thiết kế phân xưởng sản xuất DME Methanol... H×nh 1: Tỉng hỵp DME trªn xóc t¸c Cu/ZnO/Al 2O3 + γ -Al2O3 trong thiÕt bÞ líp xóc t¸c cè ®Þnh H×nh(a) biĨu diƠn ¶nh hëng cđa tû lƯ H2/CO ®èi víi ®é chun ho¸ cđa CO vµ ®é chän läc cđa tõng s¶n phÈm ë cïng mét nhiƯt ®é vµ ¸p st ph¶n øng Trong thiÕt bÞ víi líp xóc t¸c cè ®Þnh, ®iỊu kiƯn thn lỵi cho sù chun ho¸ vµ Tô Đình Sơn 26 Lớp hóa dầu QN Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất DME ®é chän läc... tiÕp ®Õn methanol ®ỵc tỉng hỵp tõ khÝ tỉng hỵp vµ ci cïng lµ dehydrat ho¸ methanol ®Ĩ t¹o thµnh DME II Nguyªn liƯu tỉng hỵp DME Tô Đình Sơn 27 Lớp hóa dầu QN Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất DME Nguyªn liƯu tỉng hỵp DME lµ methanol hc khÝ tỉng hỵp ( khÝ tỉng hỵp lµ hçn hỵp cđa CO vµ H2 Tû lƯ CO:H2 thay ®ỉi t thc vµo ngn nguyªn liƯu, ph¬ng ph¸p s¶n xt vµ mơc ®Ých øng dơng) Nguyªn liƯu khÝ... hóa dầu QN Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất DME f.Phản ứng Metan hoá CO + 3H2 ⇔ CH4 + H2O III.Giới thiệu về nguyên liệu Methanol(CH3OH) III.1 Tính chất vật lí của Methanol Methanol là chất lỏng không màu, có mùi đặc trưng tương tự etanol, trung tính tan tốt trong rượu, este, nước và hầu hết các dung môi hữu cơ khác, nó ít hoà tan trong chất béo và dẻo bởi tính phân cực của nó Ngoài ra, methanol . hóa dầu QN Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất DME 2CH 3 OH C 2 H 2 + 2H 2 O Tô Đình Sơn 16 Lớp hóa dầu QN Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng sản xuất DME III.2.4. Phản ứng Đehydrat. 20000 tấn DME được sản xuất, trong đó có 9000 tấn DME được dùng sản xuất dimethylsulphat. Đến năm 1998 thì đã có 50000 ngàn tấn DME được sản xuất và có khoảng 15000 tấn được dùng để sản xuất dimethyl. dầu 1. Đầu đề thiết kế: Thiết kế phân xưởng sản xuất Dimetyl ete (DME) Năng suất 100.000 tấn/năm. 2. Nội dung phần thuyết minh và tính toán: *Tổng quan lý thuyết về nguyên liệu và sản phẩm *Công