Tiểu luận tìm hiểu tính chất lý hóa, ứng dụng, công nghệ sản xuất MTBE

Môn học: Công nghệ tổng hợp hữu cơ- hóa dầu Đề tài: Tìm hiểu tính chất lý hóa, ứng dụng, công nghệ sản xuất MTBE MTBE (Metyl tert-butyl ete ) M Ở Đ ẦU  Trị số octan xăng từ phân đoạn chưng cất trực tiếp đạt kho ảng 30 đ ến 60, mà yêu cầu trị số octan ngày cho xăng thương phẩm 80 dùng phụ gia để nâng cao trị số octan xăng MTBE (Metyl tert-butyl ete ) Giới thiệu chung MTBE  Sơ lược lịch sử phát triển MTBE : - Năm 1904, tổng hợp lần đầu Williamson - Trong chiến tranh giới thứ II, MTBE nghiên cứu sâu Hoa Kỳ - Năm 1973, nhà máy thương mại vào hoạt động t ại Ý - Những năm 1970, gia tăng mạnh mẽ nhu cầu MTBE - Năm 1997, giới sản xuất khoảng 19 triệu t ấn Giới thiệu chung MTBE  Ứng dụng MTBE: - Phụ gia làm tăng số octan xăng - Các ứng dụng khác(lọc hoá dầu, dung môi …) Ứng dụng MTBE  Phụ gia làm tăng số octan xăng: - Hơn 95% MTBE sản xuất sử dụng xăng - Khả tăng cường số octan phụ gia xăng - MTBE có RON=115 – 123: 15% MTBE xăng (trị số octan gốc 87) t ạo lên hỗn hợp có trị s ố RON nằm khoảng 91- 92 , làm tăng từ đến đơn vị octan, t ương đ ương v ới hàm lượng chì từ 0,1 đến 0,15 g/l Ứng dụng MTBE  Phụ gia làm tăng số octan xăng: - Khi thêm MTBE (khoảng 20%V) vào xăng làm giảm áp xuất bão hoà Làm giảm tính bay Đồng thời cháy tạo CO , giảm hàm lượng hydrocacbon không cháy hết Khởi động động dễ dàng nhiệt độ thấp, ngăn cản tao muội Ứng dụng MTBE  Các ứng dụng khác: - Nguyên liệu trình tổng hợp hữu thu izo-buten - Sử dụng số phản ứng hóa học sản xuất methacrolein axit methycrylic isoprene - Một dung môi cho phản ứng hóa học, phản ứng Grinha Dung môi t ốt sử dụng cho việc phân tích, sử dụng chất chiết tách Nguyên liệu, sản phẩm, chế xúc tác trình sản xu ất MTBE Nguyên liệu Methyl tert-butyl ether (MTBE) tạo thành phản ứng ete hóa gi ữa isobutene metanol Nguyên liệu a Metanol - Tính chất vật lý: Thông số Giá trị Kh ối l ượng phân t ử, dvC 32,042 Metanol chất lỏng không màu, trung tính, độc tan vô h ạn nước, tan nhiều rượu,este tan h3ầu hết dung môi hữu o T ỷ t r ọng pha l ỏng (25 C, 101.3KPa), g/cm Áp su ất t ới h ạn, MPa 0.78664 8.097 Th ể tích t ới h ạn, cm /mol 117.9 o Nhi ệt đ ộ t ới h ạn, C 239.49 o Nhi ệt đ ộ nóng ch ảy, C -97.68 o Nhi ệt đ ộ sôi (101.3Kpa), C 64.7 Nguyên liệu a Metanol -Tính chất hóa học : +Phản ứng với kim loại kiềm (tính axit yếu) +Phản ứng este hóa với axit hữu axit vô +Phản ứng đề hydro hóa (loại nước) +Phản ứng oxy hóa Cơ chế trình  Cơ chế Eley-Rideal Cơ chế trình  Cơ chế Langmuir-Hinshelwood: Xúc tác cho phản ứng Chất xúc tác thích hợp axit rắn, zeolit nhựa trao đổi ion có tính axit a Xúc tác nhựa trao đổi ion: - Quá trình tổng hợp MTBE sử dụng xúc tác nhựa trao đ ổi ion d ạng cation - Nhựa trao đổi ion polyme đồng trùng hợp có nhóm -SO 3H Xúc tác cho phản ứng b, Xúc tác - Chất xúc tác mang tính axit thay hạn chế nhựa sulfonic đ ược nghiên cứu, chủ yếu zeolite - Zeolite : mordenite, betazeolite, Y-zeolite, ZSM-5( ưu vi ệt nh ất), ZSM-11 Các trình công nghệ sản xuất MTBE Sơ đồ khối chung sản xuất MTBE Công nghệ hãng Snamprogetti Sơ đồ công nghệ hãng Snamprogetti Thiết bị phản ứng ống chùm Thiết bị phản ứng đoạn nhiệt Tháp tách MTBE Tháp hấp thụ Metanol Tháp tách Metanol Công nghệ hãng Hills Sơ đồ công nghệ hãng Hills hai giai đoạn Giai đoạn 1: 1, Lò phản ứng 2, lò phản ứng đoạn nhiệt 3, Tháp chưng cất C4 thứ 4, Tháp chưng hỗn hợp đẳng phí MTBE Metanol Giai đoạn 2: 5, Lò phản ứng thứ cấp 6, Tháp chưng cất C4 thứ 7, Tháp hấp thụ Metanol 8, Tháp tách Metanol Công nghệ hàng Phillip Sơ đồ công nghệ hãng Phillip 1,2 Thiết bị phản ứng 3, Tháp Tách MTBE 4, Tháp hấp thụ Metanol 5, Tháp Tái sinh Metanol 4.Công Nghệ CD – Tech Sơ đồ công nghệ hãng CD- Tech 1, Thiết bị phản ứng có lớp xúc tác cố định 2, Thiết bị phản ứng chưng tách xúc tác 3, Tháp hấp thụ Metanol 4, Tháp chưng cất Metanol Công nghệ Ethermax Sơ đồ công nghệ Ethermax 1, Thiết bị phản ứng 2, Tháp chưng cất 3, Tháp rửa khí nước 4, Tháp chưng cất rượu nước I, iso-buten II, Metanol III, MTBE IV, Raffinat C Thiết bị chưng cất xúc tác Cấu tạo đĩa xúc tác Cấu tạo kiểu chụp KẾT LUẬN -MTBE có ý nghĩa vô ngành công nghiệp d ầu mỏ -Là phụ gia làm tăng số octan xăng; giúp gi ảm thi ểu thải hydrocacbon CO từ xe cộ sử dụng nhiên liệu, giúp cho trình cháy xảy hoàn toàn -Là nguyên liệu trình tổng hợp hữu -Quá trình tổng hợp MTBE tiến hành pha lỏng nhiệt độ 50-80 oC, p= 0,7-1,5 MPa; xúc tác nhựa trao đổi cation, thiết bị phản ứng với l ớp xúc tác c ố đ ịnh [...]... ZSM-11 Các quá trình công nghệ sản xuất MTBE Sơ đồ khối chung sản xuất MTBE 1 Công nghệ của hãng Snamprogetti Sơ đồ công nghệ của hãng Snamprogetti 1 Thiết bị phản ứng ống chùm 2 Thiết bị phản ứng đoạn nhiệt 3 Tháp tách MTBE 4 Tháp hấp thụ Metanol 5 Tháp tách Metanol 2 Công nghệ của hãng Hills Sơ đồ công nghệ của hãng Hills hai giai đoạn Giai đoạn 1: 1, Lò phản ứng 2, lò phản ứng đoạn nhiệt 3, Tháp... 0,5879 o 3 T ỷ t r ọng c ủa khí ( C; 101,3kPa), kg/m 2,582 Nguyên liệu b Isobuten -Tính chất hóa học : Iso-buten có đầy đủ các tính chất của một olefin điển hình +Phản ứng cộng : cộng rượu tạo ete, cộng nước tạo TBA, cộng hydro halogenua +Phản ứng oxy hóa +Phản ứng polyme hóa Sản phẩm MTBE -Tính chất vật lý: MTBE là chất lỏng không màu, linh động, độ nhớt thấp, Thông số dễ cháy, tan vô hạn trong các... đẳng phí MTBE Metanol Giai đoạn 2: 5, Lò phản ứng thứ cấp 6, Tháp chưng cất C4 thứ 2 7, Tháp hấp thụ Metanol 8, Tháp tách Metanol 3 Công nghệ của hàng Phillip Sơ đồ công nghệ của hãng Phillip 1,2 Thiết bị phản ứng 3, Tháp Tách MTBE 4, Tháp hấp thụ Metanol 5, Tháp Tái sinh Metanol 4 .Công Nghệ CD – Tech Sơ đồ công nghệ của hãng CD- Tech 1, Thiết bị phản ứng có lớp xúc tác cố định 2, Thiết bị phản ứng chưng... ỷ t r ọng (20 C; 27,21MPa), kg/m 740.7 Sản phẩm MTBE - Tính chất hóa học: + Phản ứng với các axit vô cơ mạnh (HCl, H2SO4) tạo muối + Phản ứng với HI + Phản ứng với oxy tạo hợp chất peroxyt không bền, dễ gây nổ Cơ chế và xúc tác của quá trình sản xu ất MTBE Cơ chế: Phản ứng tạo MTBE: Cơ chế quá trình Theo cơ chế ion: Cơ chế quá trình Động học của sự hình thành MTBE được mô tả đầy đủ bằng cả 2 mô hình... Tháp hấp thụ Metanol 4, Tháp chưng cất Metanol 5 Công nghệ Ethermax Sơ đồ công nghệ Ethermax 1, Thiết bị phản ứng 2, Tháp chưng cất 3, Tháp rửa khí bằng nước 4, Tháp chưng cất rượu nước I, iso-buten II, Metanol III, MTBE IV, Raffinat C 4 Thiết bị chưng cất xúc tác Cấu tạo một đĩa xúc tác Cấu tạo kiểu chụp hơi KẾT LUẬN -MTBE có ý nghĩa vô cùng trong ngành công nghiệp d ầu mỏ -Là phụ gia làm tăng chỉ số...  Cơ chế Langmuir-Hinshelwood: Xúc tác cho phản ứng Chất xúc tác thích hợp là axit rắn, như zeolit và nhựa trao đổi ion có tính axit a Xúc tác nhựa trao đổi ion: - Quá trình tổng hợp MTBE sử dụng xúc tác nhựa trao đ ổi ion d ạng cation - Nhựa trao đổi ion là polyme đồng trùng hợp có nhóm -SO 3H Xúc tác cho phản ứng b, Xúc tác mới - Chất xúc tác mang tính axit thay thế những hạn chế của nhựa sulfonic...Nguyên liệu b Isobuten -Tính chất vật lý: Thông số là chất khí không màu, có thể cháy ở nhi ệt đ ộ phòng Giávà t rị áp su ất khí quy ển Iso-buten Kh ối l ượng phân t ử, dvC 56,106 Nó có thể hoà tan vô hạn trong rượu, ete và hyđro cacbon nhưng... CO từ xe cộ sử dụng nhiên liệu, giúp cho quá trình cháy được xảy ra hoàn toàn -Là nguyên liệu trong quá trình tổng hợp hữu cơ -Quá trình tổng hợp MTBE tiến hành trong pha lỏng ở nhiệt độ 50-80 oC, p= 0,7-1,5 MPa; xúc tác nhựa trao đổi cation, thiết bị phản ứng với l ớp xúc tác c ố đ ịnh