QUÁ TRÌNH ALKYL HÓA trong hóa học dầu mỏ

I . MC ĐCH    !"#$%& o  o '(  )$*+!, /01(2 34%5%67(8*+!, 9:: %67 /  '(()!34%5;!$8 8!/  < =$>?@ABCDE@ABCFG- %(HI/JK $8*+!3(LM!N =/   (3638'O!! *+!N!'P!!M! !%QR!8'2S/  0!M!!%QT%U 2*+! !%VW3(3/X& o AY8*+!!%%-7!=!%%$% !%%$37'/ o Z%[34%>!2%2GT%U O!=8!2 / o \M!2-V*''] o ZTT[34%*+!, / II . NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM II.1. Nguyên liệu  A!%QM!!%Q$(7(3/ 0!2$^:_^`a'(Z F 2I $%b8Z c Z ` /d$(7(381P $[ (% '2!*e%Q %!*e /  d$<%67!%VN!/d7(N !!%QM!!%VN!"!f%% T[O! VN!%67(!%V$[*e/JT$%U%Q. $%74%!%QT!.()! =%(/  Eg'OV%-74%UT!%VN!! %-7(4%f!8-'P!!%Q!M!!%Q/ A!%!"[%!*e%-(;!8"%1% Quá trình alkyl hóa trang 1 '2Mg%UM!$ (% '2h/E= 8!! !+!%-7(8-V*(i%"!7(/  j3!"!%Q34%[!%-V* -Vk%3733-Vk%Q=-M%[8 %-'P!2%%Q=!/0, -V kf!!$%CF7C^P=2"! 34%Z F *e%U%Q$=!/  A!%Q2$ N33('%3% % *el% *%-4%e!$-3(31 34%I!*%!%V"!=*%/  A!%!!%Q;!M!N8L% le!'m'P!l%*%+!%*%/A !! %Q8L%e!V%8%Ul% % *el%*%-4%2$%lh%!%Q/ II.2. Sản phẩm  n-Vk& o \[& o02 '(/ oZT'O!!%Q/ op%Q-"%[% `79:a/ o qVk& o5&< @A=$%Q'O! 82 *+!8!/ og!&%Q=-M%19r:÷c::  Z'O!%%Q '%363/ o d$(7('%3-VN!/ o A!%[N34%8q/  qVk[%67% r`÷^:aT[-Vk/Z $-Vk8!b8##F]#cF #cc7%333<%'O!!!<  %%Q/  Z8!*+!& o s+!818!&,  C`N[34%'(2N  %67/0f!-'P!T$%*+!T! 8!/ o s+!%Qf!'O!*+!( T+!%Q,/ Quá trình alkyl hóa trang 2 o 0!8g44%-% (i%%i%Q=/ Bảng 1. Trị số octan của một số sản phẩm chính của quá trình alkyl hóa izo-butan bằng buten j3 ?@A E@A t67(3 j37# j379 ##F7%33 #cF7%33 ##F7%33 #cc7%33 #c7'%33* #F7'%33* 9:: 9:c 9:: 9:D r9 D` 9:: CD 9:: CC rC r: III . XÚC TÁC  sef!8%c$%[-& o seZ c o sep # q@ F o sepu  A!%!(3633()!34%IT-'P!*e N63%3vR%%/ III.1. AlCl 3  Z c i$!%w2M!!'(*e  VN!/0%3N=pZ(w2T -!$!%h!-xh!M!! '(!$[l'+!.=VN!/  yT8*e!f%% -PpZQUO !'()$.=VN!!1!%% $2VN!Nf!8k(,l%Q VN!/ III.2. H 2 SO 4 và HF sep # q@ F sepu A%Q= dVN!iO!%Q=1 F79:  Z% (,VN!;! V%8$'l%9:  Z/ XO!%Q=T) !V!#`7F:  Z % (,VN!T 8$()!l/ z- #7c `7D A"!=- 'P! CF7CDa {|^ra 0f%!% VN! #:7c:e 9:7#:e Quá trình alkyl hóa trang 3 }8!%  #`7c:t(~O! •:9Ft(~O! €i! •%U%Qf!"$%'$! Th![=*‚'m '![!$%l%M%f! Z[=$%! !%!f% !Vi! M% f!/ \V+!I  ƒ/ A%U 0%-%*e  dV%=*i!*‚ %!/ ZT%-%()!! $/ „2 = ZpuV+!I %67(>:9aG/ 0V+!I %67( V!:ca/ Bảng2. So sánh xúc tác H 2 SO 4 và HF trong quá trình alkyl hóa  *%p # q@ F  8-'P!=!H%!'U%Q$%f! 8%-%()!!%Q=/0% p # q@ F [*%$'m$v$q@ # q@ c p # q!!%V%Q -$/\%"!=*e3$ -4'm(i%%Q=$8+I H!*%p # q@ F /  sepu$$[.%!*eN=8!h 9`ap # @9#a'(g!T!%V"!=*e/  A!!f%H%*epu'$!w',T!$% %TR%(Y& o 0 8%'puh![+I$=$%'Y %QM%f! o y=$[!!puh! o Jm-VkH',T*e/  0%%%67(()!(3-'P!*ep # q@ F 8 -Vk8!%'O!*epu/ Quá trình alkyl hóa trang 4 A!%Q34% pu p # q@ F 97j3 #7j3 %67j3 j3>!(G C#÷CF CF÷CD C9÷Cc C#÷CF C`÷Cr C`÷Cr ^^÷C: Cc÷C` Bảng 3. Trị số octan cho bởi loại xúc tác và olefin nguyên liệu III.3. Xúc tác chứa zeolit  seN63%f!$%ZA%„}p„g(%Q*e$% 63%3„NZ!.% /  seN63%3[*VVN!P&3*%'m *e-Vk$%% /0%%'!*e %Q=-VN!V%%'O!*epu/ VI. BẢN CHẤT HÓA HỌC VI.1. Đặc trưng nhiệt động học của phản ứng alkyl hóa  %67(()!!%Q34%5f!-'P!!%Q $Z # …Z F N34% (% /†" VN!(V& %67Z F p 9: oZ # p F ###c7'%3( %67Z F p 9: oZ c p D → #c#F7'%33 %67Z F p 9: oZ F p ^ %67Z ^ p 9^ >%67G  %674%()!34%=h%Q‡3!%V 8!/JY%!%V%Q=+!--ˆY8% !‰()!T',U[$-Vk/  03v!%Q/%QVN!-& d3 9C`~! j3 9r`~! d33 140 ~! VI.2. Cơ sở của quá trình alkyl hóa izobutan bằng butylen  qVk'O!  $*+!'i-iU (VVN!'P!%67(l%(33%g*e *%$T$%67!%,!*+!VN! *V3 %(%/\V+!VN!34%!f! 88!%()!N=$(%/ ?Zp # 7Zp|Zp # op o ?Zp # 7 o Zp7Zp c ?Zp # 7Zp|Zp # oju c ?Zp # 7 o Zp7Zp # 7ju c ?Zp # 7Z # |Zp # oZ c Š?Zp # … o Zp…Zp c ‹Z F 7  Z  %%Qg! -v3! (/0f%!%"$%(%'=!!V!f%!% ,P=e%QN!%!V+!-/  y=(U%(%T8* 3Nv!%V'2-& jYc{jY#{jY9 Quá trình alkyl hóa trang 5 CH2 = C CH3 CH3 CH3 - C+ CH3 CH3 + H+ (bậc 3) CH2 = C CH3 CH3 +CH2 - CH CH3 CH3 + H+ (bậc 1)  qv$(%;!3%w,/\%'P!p o l%(3%$(%(Y#(Y9& Zp c 7Zp # 7Zp|Zp # op o Zp c 7Zp # 7 o Zp7Zp c >(Y#G Zp c 7Zp # 7Zp|Zp # op o Zp c 7Zp # 7Zp # 7 o Zp # >(Y9G  A (3el%%M%i[β-ˆ(%(Yc %U(Y9&  A !%Q$Z F !%U%QTO!8 $'(g!!%V"!=*e/  XU(VVN!%67(()!(3(!"(!%%$& o †%%$(% o †%%$%T$ o †%%$$-Vk VI.3. Các phản ứng không mong muốn 7dVN!%!3&Z ^ p ^ oZ F p ^ Z 9# p #D Z #: p F# - d3&#Z c p D Z D p 9# 7ZT'&#%67Z F p 9: oZ D p 9# Z ^ p 9^ Z D p 9F  7dVN!(.$%&#Z ^ p 9^ Z r p 9F oZ C p #:  7Z%!&Z 9# p #D Z r p 9F oZ ` p 9#  t67Z F oZ ^ p 9^ V. CHẾ ĐỘ CÔNG NGHỆ QUÁ TRÌNH ALKYL HÓA  p%Q-8!8*,M!<'[ !%Q*eI'Vi!%U%QM!!Q (!"& o A%Q=VN!/ o 0f%!%VN!/ o 0ŒQ%67(~(3/ o A"!=*%/ Quá trình alkyl hóa trang 6 0 20 40 6 0 80 100 MON t0CCCCC 88 89 90 91 92 93 o A"!=%67(!O!VN!/ o z-&SO!--% Y8%"! f%'$!%Vi!/ V.1. Nhiệt độ phản ứng  n(!"VN!h%Q%Q=V i!N$ / Hình 1. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến trị số Octan của alkyl hoá.  \%%Q=+!=l!%V*.!'x +!f! V+!=VN!% *el%. !%V8+!8!=%$%ekVN!P 3%!3*+!'.=VN!$ /\ V!%V=SS!%V"!= %%U8!*%!%V8!>!%V, =R, G/  \%!%V%Q= =!%l%$,-ˆ$Y8% +!=SS!%V%*e+!%Q- 8!/A!"!f%%Q!%V%Q=;!!%V "!=%'$[*e!%.+!8!/JV%= V!%Q=O8/  0!M!!%Q%Q=[8.%l%*e-& o sep # q@ F %Q=&F…9: : Z o sepu%Q=&#:…c` : Z o se%'w%Q=*e%'h!/  †%,PT%Q=VN!8S2[ Vi! M! <%% -V(V8!%Q -/ Quá trình alkyl hóa trang 7 0 90 92 90 94 96 98 % axit 92 94 96 98 100 100 NO  03f%!%VN!"!=*e!%V$[*e!%V!f% T+!%Q=#÷c  Z!V!KT(O$%$[ *e)'%Q-M!R%/ V.2. Độ axit Hình 2. Sự phụ thuộc thuộc giữa nồng độ axit và chất lượng alkylat  yT% $Z F !f%'O!p # q@ F  pu"!=1 ^^7C^a>.1CF…CDaG "!=*%-ˆVi! V +!*$M!!. "!=*%-ˆ +!.=VN!P3'x .=!%V/  n$Y.v$%%"!=34%I> PG*ee!()!8!%(%$!%VN! /  A!%%QVIP=V+!=.T +!% *e!%*eVN!/  0!%Q"!=*%!%V*.!'%![ o J[;!*%8>3-3N$%' '(///G o JH!(i%l8$1VN!P-•! !%Q[;$%/  \%=2*eV%8h%b8VN!(O =8!l%"!=/}8!*%%V!`÷r!~9::[ /  pb8VN!Q%Q.! (;!!Vi! "!=*% (=Y M!V+!KY;!.-ˆ$%U%Q%  Quá trình alkyl hóa trang 8 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Hiệu suất alkylat %V Tỷ lệ I/O (mol/mol) Hình 3. Ảnh hưởng của tỷ lệ I/O tới hiệu suất alkylat 100 95 90 85 80 VN!PM!!.Y-ˆ!%V"!=*%;! %Q-8!/ V.3. Nồng độ izo-butan  JV+!I%67(!*%h.+!.= VN!"!=%67(2V%$v$%!O!VN!!% !f%%  (=Y=g(%Q!VN!;!T+! V+!I%67(!*%/  @34%2INf%!*%8!34%2V% 8%hT$ VN!P/0!M!!%Q!(<Q %67(~(3>t~@GR%1`~979`~9/  \%-'P!8!'%67(-l%(3-ˆ$ VN!Pg (%QVN!334%Vi!. %Q- +!8!-Vk!.+!, !%V% *e/0YM!'O!8!'l%67(%% [%-%-VN!-ˆ/  Z8!PT[.![R-Vk+! %+!"!=%67(8!%67(%8'O!T !%8!/ V.4. Thời gian phản ứng  0f%!%VN!8*,(i%% . (V& o 0.=%Qh%O!VN!V%T!%%Q=O! VN!HS/ o 0f%!%T%67(I*%V(V *V!.*VVN!P/  yT$%Q-v$%f%!%% *el%*ep # q@ F f!1#:7c: eIpu9:7#:e/ Quá trình alkyl hóa trang 9  0<Q!%%''(!% (,VN!8.! ! V!9~9 #~9!V!-ˆ8!./ #: F: `: #` r` 9:: D: ^: 9:: aX A@ Hình 4. Ảnh hưởng của tỷ lệ axit/RH đến chất lượng của alkylat VI. SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ ALKYL HÓA VI.1. Quá trình alkyl hóa sử dụng xúc tác H 2 SO 4 VI.1.1. Sơ đồ khối tổng quát. VI.1.2. Sơ đồ công nghệ của hãng Kellogg a. Sơ đồ công nghệ Quá trình alkyl hóa trang 10 [...]... Ngọ 3 Cơ sỡ lý thuyết chung về quá trình alkyl hóa https://www.google.com.vn/url? sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=6&ved=0CFkQFjAF&url=http%3A%2F %2Fs1.downloadmienphi.net%2Ffile %2Fdownloadfile2%2F192%2F1402366.docx&ei=5XNxU-LnBcyuATdnYHQCQ&usg=AFQjCNGqBrc1K6MPt76plHqS0viLoVsFg&sig2=whr0o_R79MQWqrvP6cVufQ MỤC LỤC Quá trình alkyl hóa trang 20 Lời mở đầu Quá trình alkyl hóa trang 21 ... nhiệt độ nơi mà quá trình alkyl hóa bị hạn chế và năng lượng được cung cấp bởi cánh khuấy không chạm tới được.Nhờ sự tuần hoàn cao này tránh được bất kỳ sự chênh lệch nhiệt độ đáng kể giữa các điểm khác nhau trong lò phản ứng  Trong thời gian gần đây thiết kế của lò phản ứng đã có những sự thay đổi làm nâng cao chất lượng alkylat và giảm giá thành vận hành: Quá trình alkyl hóa trang 16 o Ống... phẩm alkylat, sản phẩm đỉnh được đưa qua cột tách C 3 (6), một phần hoàn lưu cung cấp nhiệt cho thiết bị Izo-butan tuần hoàn được đưa trở lại thiết bị phản ứng Một phần HF hòa tan được tách ra khỏi propan nhờ tháp rửa bằng KOH và được đua vào cột tinh cất HF Người ta cũng làm vậy đối với nbutan và alkylat để tách vết HF b Sơ đồ công nghệ Quá trình alkyl hóa trang 17 Quá trình alkyl hóa trang... dàng hơn  Điều kiện làm việc của thiết bị alkyl hóa như sau: - Nhiệt độ: 4 ÷ 10oC - Áp suất: 1 ÷ 3 kG/cm2 Bậc No % izo-butan Tỷ lệ izo-butan/olefin 1 83 30,5 2 76 28,2 3 68,5 22,1 4 59,8 18,1 5 50,5 14,3 Trung bình 67,6 22,2 Quá trình alkyl hóa trang 12 Bảng 4 Sự thay đổi nồng độ của các cấu tử vào nồng độ phản ứng trong reactor  Đặc tính chủ yếu của quá trình: o Sử dụng công nghệ tự làm lạnh với... trong một thiết bị chính để làm hạ giá thành của dây chuyền công nghệ VI.1.3 Sơ đồ công nghệ của hãng Stratford a Sơ đồ công nghệ Quá trình alkyl hóa trang 13 1,2,3,4 Thiết bị phản ứng 5,6 Thiết bị phân ly 7 Bình ngưng 15 Tháp tách izo-butan 20 Máy bơm Quá trình alkyl hóa 8 Máy nén 9 Thiết bị làm lạnh 10 Tháp tách lỏng 16 Tháp tách n-butan 22 Thiết bị trao đổi nhiệt trang 14 11,18,19,21 Bể chứa... sản phẩm alkylat và được xử lý tại tháp bay hơi (7) Phần đỉnh của tháp là sản phẩm butan c Cấu trúc lò phản ứng Quá trình alkyl hóa trang 11  Reactor thường có 5 bậc, trong mỗi bậc đều có bộ phận khuấy trộn mạnh nên tạo được nhũ tương thích hợp cho phản ứng Các bậc được cách nhau bằng tấm chắn hình chữ L Cuối cùng là phòng lắng gồm hai vùng, vùng 1 là vùng chứa axit, vùng 2 là vùng chứa alkylat... quá trình alkyl hóa xúc tác HF và H2SO4 Quá trình alkyl hóa trang 19 Loại xúc tác HF H2 SO4 1 Hãng thiết kế Philips UOP Stratford Co Kellogge 2 Ưu điểm + Nhiệt độ phản ứng: 25 – 40o C + Thời gian phản ứng ngắn hơn + Reactor nhỏ hơn, tiêu hao xúc tác ít + Chú ý đến môi trường và an toàn + 2 – 10oC + RON cao hơn khi nguyên liệu là olefin C4 1,7 – 2,0 95 -96/92 -93 0,05 – 0,15 lb/thùng alkylat 1,7 – 2,0... -97/92 – 94 20 – 30 lb/thùng alkylat 30 – 40 oC 2 – 10 o C 6 – 8 kG/cm2 8 – 15 3 – 4 kG/cm2 4 – 12 3 Chỉ tiêu + Tỉ lệ C5 + alkylat/C4 + Tỉ số izo-C4/Olefin nhỏ + Không cần chú ý đặc biệt đến môi trường + RON/MON + Tiêu hao axit 4 Điều kiện phản ứng - Nhiệt độ phản ứng - Áp suất - Tỉ lệ izo-C4 /olefin Tài liệu tham khảo: 1 Công nghệ chế biến dầu mỏ - Lê Văn Hiếu 2 Hóa học dầu mỏ và khí – Đinh Thị Ngọ... thiết bị phản ứng (1) Trong thiết bị phản ứng (1) xảy ra quá trình alkyl hóa; hỗn hợp từ thiết bị phản ứng (1) bao gồm alkylat tạo thành, izo-butan dư, xúc tác H 2SO4, propan và n-butan được đưa sang thiết bị phản ứng (2) cùng với lượng hydrocacbon mới có chứa olefin để tiếp tục phản ứng Hỗn hợp từ thiết bị phản ứng (2) có thành phần hoá học như ở thiết bị phản ứng (1) được đưa sang thiết... HF trong thiết bị phản ứng (1).Sau đó, qua bộ phận ổn định (2) để tách HF và được bơm trở lại tháp phản ứng.Sản phẩm tách ra ở thiết bị ổn định (2) được đưa qua cột phân đoạn chính (3).Ở đây, tách các sản phẩm propan, n-butan và alkylat Một lượng nhỏ acid bị cuốn theo propan sẽ được tách ra ở cột 4 và tuần hoàn lại, còn vết HF sẽ tiếp tục được tách tinh ở cột 5 VI.3 So sánh quá trình alkyl . của alkylat VI. SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ ALKYL HÓA VI.1. Quá trình alkyl hóa sử dụng xúc tác H 2 SO 4 VI.1.1. Sơ đồ khối tổng quát. VI.1.2. Sơ đồ công nghệ của hãng Kellogg a. Sơ đồ công nghệ Quá trình alkyl. (,VN!/E=2puI8h%f ()!@p8=%pu/A!f%;!Y.%l%7 (T pu/ b. Sơ đồ công nghệ Quá trình alkyl hóa trang 17 Quá trình alkyl hóa trang 18 VI.2.2. Công nghệ sử dụng xúc tác HF của hãng UOP / Sơ đồ công. (, R,>#G8=$[>cG/•-Vk 7(/E=8!h%'(,.3-ˆ8 i=F2$%I pu-ˆ% P8%i=`/ VI.3. So sánh quá trình alkyl hóa xúc tác HF và H 2 SO 4 Quá trình alkyl hóa trang 19 Loại xúc tác HF H 2 SO 4 9/pH!%  d%%- •@d q4'Z/ 3!!3 #/‘%T oA%Q=VN!&#`…F:  Z o0f%!%VN!!w  o?3h% *e[ oZe‚