CÁC HỢP CHẤT PHI HYDROCARBON

CÁC HỢP CHẤT PHI HYDROCARBON Đây là những hợp chất, mà trong phân tử của nó ngoài cacbon, hydro còn có chứa oxy, nitơ, lưu huỳnh tức là những hợp chất hữu cơ của oxy, nitơ, lưu huỳnh.

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA VŨNG TÀU KHOA HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM

BÀI THUYẾT TRÌNH MÔN HÓA HỌC DẦU MỎ

ĐỀ TÀI

CÁC HỢP CHẤT PHI HYDROCARBON

GVHD: TS Lê Thanh Thanh

Thành viên:

1.Phan Xuân Dương.

2 Nguyễn Quang Ba.

3 Nguyễn Hoàng Tân.

4 Nguyễn Thanh Sang.

5 Trương Công Thắng.

6 Trần Đoàn Quốc Việt

Trang 2

Nội dung thuyết trình:

 Sơ lược các hợp chất phi hydrocarbon

 Tìm hiểu các hợp chất lưu huỳnh, oxi, nito

Trang 3

 Đây là những hợp chất, mà trong phân tử của nó ngoài

cacbon, hydro còn có chứa oxy, nitơ, lưu huỳnh tức là

những hợp chất hữu cơ của oxy, nitơ, lưu huỳnh

Trang 4

I Các hợp chất của lưu huỳnh trong dầu mỏ.

 Đây là loại hợp chất có phổ biến nhất và cũng đáng chú ý nhất trong số các hợp chất không thuộc loại hydrocacbon của dầu mỏ

 Dầu mỏ chia làm 3 loại:

+dầu chứa ít S: S <0,5%

+dầu có chứa S:S = 0,5÷2%

+dầu chứa nhiều S:S > 2%.

Trang 6

SH liênkết trực tiếp với gốc

hydrocacbon,có mùi thối.Chúng

không bền và dễ phân hủy ở nhiệt

độ cao:

2RSH 300 c ˚ R-S-R + H2S

RSH 500c ˚ R’-CH =CH2

Mercaptan

Trang 8

RSH + NaOH ⎯⎯⎯ RSNa + H2O→

 (đối với mercaptan thi thường cho oxy hóa bằng oxy không khí để tạo disunfit)

Trang 9

 2 Lưu huỳnh dạng Sunfua và Đisunfua :

 Lưu huỳnh dạng sunfua có thể ghép làm 3 nhóm: cấu trúc vòng no (tiophan) hoặc không no

(tiophen), các sunfua với các gốc hydrocarbon

thơm naphten.( ở phần nay chưa xét tới tiophan và tiophen)

 Lưu huỳnh đisunfua thường có chủ yếu trong phân đoạn nhiệt sôi cao.

 thường gặp trong phân đoạn có t0 sôi trung bình

và cao như trong phân đoạn gasoil nhẹ , gasoil nặng

Trang 11

Giới thiệu về các hợp chất dị vòng

-Đn: hợp chất dị vòng là các hợp chất hữu cơ mà phân tử của chúng có cấu tạo vòng kín và trong vòng có chứa một hay nhiều dị tố.

-Cách gọi tên:

• Cách gọi tên thông thường:được hình thành dựa trên tính chất đặt thù, phương pháp chế tạo,nguồn gốc tự nhiên hay lịch sử của chúng…

• Cách gọi tên hệ thống:

Số chỉ vị trí+số lượng dị tố+tên dị tố+ từ cơ bản và tiếp vị

Trang 12

tên dị tố:oxa-oxi,thia-lưu huỳnh,aza-nitơ, sela-selen…

số lượng dị tố: đi,tri,tetra….tương ứng với 2,3,4….

Trang 13

Từ cơ bản chỉ số cạnh vòng

và tiếp vị:

Trang 14

-Nếu vòng chứa các dị tố khác nhau đánh theo tên hệ thống và đánh

theo chiều nào để chỉ số nhỏ nhất

-Đối với vòng ngưng tụ thì có 2

cách đánh là đánh số từ phía trên vòng bên phải, cùng chiếu kim

đồng hồ;hoặc từ phía dưới vòng

bên phải ngược kim đồng hồ

Trang 17

 -Thường gặp trong các phân

đoạn có nhiệt sôi trung bình

và cao, trong phân đoạn gasoil

Trang 19

4.Lưu huỳnh dạng tự do:

 Ngoài các hợp chất chứa lưu huỳnh ở trên thì dầu mỏ còn chứa lưu

huỳnh dạng tự do và dạng H2S Tuy nhiên không phải dầu nao cũng có lưu huỳnh dạng này.

 Lưu huỳnh nguyên tố thay đổi từ 0,008% đến 48% trong dầu mỏ, H2S

có thể rất ít(vết) hay đến 0,02%.

 Lưu huỳnh dạng H2S dễ thoát dàng thoát ra khỏi dầu khi đun nhẹ, nên chúng có thể gây ăn mòn đường ống, thiết bị trao đổi nhiệt chưng cất…

 Dựa vào hàm lượng H2S mà phân chia dầu theo 2 loại:dầu chua

H2S>3,7ml/1lit dầu,dầu ngọt H2S<3,7ml/1lit dầu

Trang 20

 5 Tác hại và cách loại bỏ các hợp chất của lưu huỳnh trong dầu mỏ:

 Tác hại:

+ Gây ngộ độc xúc tác trong quá trình chế biến.

+ Khí thải của động cơ chứ lưu huỳnh gây ôi nhiễm môi trường: mưa acid SO2>SO3>H2SO4.

+ Gây ăn mòn động cơ

+ Gây ăn mòn đường ống bể chứa,…

⇒ Vì vậy phải khử lưu huỳnh triệt để.

Trang 21

 Cách làm sạch:

-Một số phương pháp hóa hoc:

+ Làm sạch bằng H2SO4:

H2S + H2SO4 S + SO2 + 2H2O.

2RSH + H2SO4 RSSR + SO2 + 2H2O

+ Làm sạch bằng kiềm:

H2S +NaOH NaHS + H2O

RSH + NaOH RSNa +H2O

+ Làm sạch bằng dung dịch hấp thụ:

K3PO4 + H2S K2HPO4 +KHS.

+Hydrodesunfua hóa(HDS):

R-SH + H2 RH + H2S

Trang 22

 -Một số phương pháp sinh học:

Bản chất của phương pháp sinh học là

quá trình tách lưu huỳnh ra khỏi hợp chất

chứa lưu huỳnh sử dụng khả năng sống

và hoạt động của các vi sinh vật có ích để

phân hủy chất hữu cơ thành các thành

phần khác nhau mà vẫn giữ được các

thành phần co ích trong dầu mỏ.

Một số loại vi khuẩn thường dùng:

Rhodococcus, Argobacterium, Gordora

Cyks1….

Rhodococcus,

Trang 23

 II.Các hợp chất của Nitơ trong dầu mỏ

-Các hợp chất của nitơ đại bộ phận đều nằm trong

phân đoạn có nhiệt độ sôi cao của dầu mỏ Ở các phân đoạn nhẹ, các hợp chất chứa N chỉ thấy dưới dạng vết Hợp chất chứa nitơ có trong dầu mỏ không nhiều lắm, hàm lượng nguyên tố nitơ chỉ từ 0,01 đến 1%

-Các hợp chất thường có trong dầu mỏ: piridin,

quiolin, izo-quinolin, arrilin, pyrol, indol

Trang 24

-Những hợp chất chứa một nguyên tử nitơ được

nghiên cứu nhiều, chúng thường mang tính bazơ như pyridin, quinolin, izo quinolin, acrylin hoặc có tính chất trung tính như các vòng pyrol, indol, cacbazol,

Trang 25

- Một số tính chất hóa học quan trọng:

+Phản ứng hydrodenito hóa(pứ khử): chuyển hóa

thành amin rồi sau đó tách NH3 tạo các hydrocacbon

Trang 26

Trang 27

 Tác hại và những cách xử lý:

- Tác hại :

Trong quá trình đốt cháy tạo ra ra các khí NOx gây ăn mòn động cơ,cặn cứng bám động cơ, quá trình cháy không hoàn toàn Trong các phân đoạn sẽ gây ngộ độc xúc tác axit Làm ảnh hưởng đến màu sắc của nguyên liệu sẵm màu

Trang 28

 -Cách sử lý:

Sử dụng phương pháp hydrodenito hóa để loại hợp chất

chứa nito theo trình tự sau:

-hydro hóa làm no vòng chứa nitơ

-cắt liên kết C-N để tạo amin

-cắt lien kết C-NH2 để tạo hydrocacbon và NH3

 Vd: Pyrol+ 4H2 ⎯⎯⎯ C4H10 + NH3 →

 Piridin + 5H2⎯⎯⎯ C5H12 + NH3 →

 ( các phương pháp oxi hóa và khử nito, xúc tác dối với

các khí NOx chúng ta không xét đến)

Trang 30

III.Hợp chất chứa oxy

-Trong dầu mỏ, các hợp chất chứa oxy thường có dưới

dạng các axit (tức có nhóm -COOH) các xêtôn (có nhóm -C=O) các phenol, và các loại ester và lacton nữa Tuy vậy trong số này các hợp chất chứa oxy dưới dạng các axit và phenol là quan trọng hơn cả

-Thường gặp trong giai đoạn xăng thì rất ít nhưng thường là dạng phenol và đồng đẳng, phân đoạn kerosene là dạng phenol và axit naphtenice Nhiều nhất

và cực đại ở phân đoạn gasoil nhẹ là các dạng phenol Phân đoạn gasoil nặng chủ yếu là dạng axit

Trang 31

-Một số hợp chất chứa oxy thường gặp trong dầu mỏ:

+ Phenol thường gặp trong dầu mỏ thường gặp là phenol và đồng đẳng của nó Hàm lượng chiếm khoảng 0,1-0,2%

+ Xeton dạng mạch thẳng từ C2-C5 thấy trong phần nhệ của dầu mỏ

Trang 32

 Một số phản ứng hóa học đặc trưng:

tác dụng với kiềm:RCOOH,C6H5OH…

RCOOH + NaOH ⎯⎯⎯ RCOONa + H2O →

C6H5OH + NaOH ⎯⎯⎯ C6H5ONa + H2O →

Trang 33

Tác hại và phương pháp xử lý

các hợp chất chứa oxy như axit gây

ăn mòn, các muối của axit nay hòa tan vào nhiên liệu làm biến màu,đóng cặn, tăng độ ăn mòn…

Trang 34

- Một số chỉ tiêu các chất phi hydrocacbon trong sản phẩm dầu:

+Trong xăng: Tên chỉ tiêu Mức giới hạn Phương pháp thừ

1 Hàm lượng chì, g/l ,max 0,013 TCVN 7143:2006-Phương pháp quang phổ hấp

thụ nguyên tử.

2 Hàm lượng lưu huỳnh, mg/kg,max 500 TCVN 7760:2008-Phương pháp quang tử

ngoại TCVN 3172:2008-Phương pháp phổ huỳnh

quang tán xạ năng lượng tia X 3.Hàm lượng nitơ,% khối lượng 0,1 đến 2% TCVN vẫn chưa quy dịnh.

5 Hàm lượng kim loại (Fe,Mn),mg/l, max 5 TCVN 7331:2008- Phương pháp quang phổ

hấp thụ nguyên tử

3 Hàm lượng ôxy, % khối lượng,max 2,7 TCVN 7332:2006-Xác đinh hợp chất MTBE,

ETBE, TAME, DIPE, rượu tert-amyl và rượu

từ C1 đến C4 bằng phương pháp sắc kí khí.

Trang 35

+ Nhiên liệu điêzen

Hàm lượng các hợp chất chứa S,N và O bắt đầu tăng nhanh trong giai đoạn này.

1.Hàm lượng lưu huỳnh

Các hợp chất của lưu huỳnh chủ yếu ở dạng dị vòng disulfur.

Theo mức giới hạn hàm lượng lưu huỳnh, nhiên liệu điêzen gồm hai loại sau:

2.Hợp chất chứa oxy dạng axit naphtenic có nhiều và đạt cực đại ở phân đoạn này Ngoài ra còn có những chất dạng phenol như dimetylphenol

Trang 36

Qua những nội dung tìm hiểu giúp chúng ta hiều thêm về cấu trúc thành phần tính chất của các hợp chất phi hydrocacbon… những ảnh hưởng tác hại của chúng đến dầu mỏ và các quá trình sản xuất, ảnh hưởng tới nhiên liệu đến động cơ, môi trường từ đó có những phương pháp xử lý các dạng hợp chất này

Ngoài những tác hại trong dầu thi các hợp chất này còn có lợi cho ngành tổng hợp hóa chất, dược phẩm.thuốc bảo vệ thực vật, sản xuất polime….

Trong đề tài còn nhiều thiếu xót mong mọi người bổ sung góp ý cho đề tài được hoàn chỉnh hơn.

Trang 37

 Tài liệu:

 Tai lieu.vn

 Hóa học dầu mỏ-và khí-Đinh thị Ngọ

 Hóa học các hợp chất dị vòng-gs.tskh.nguyễn minh thảo

Trang 38

THE END

Định dạng
Số trang	38
Dung lượng	3,35 MB