TIỂU LUẬN MÔN CÔNG NGHỆ LỌC DẦU ĐỀ TÀI TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ IZOME HÓA

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP.HỒ CHÍ MINH TRUNG TÂM CƠNG NGHỆ HĨA KHOA CƠNG NGHỆ HĨA MƠN CHUN NGÀNH TIỂU LUẬN MƠN: CƠNG NGHỆ LỌC DẦU ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU CƠNG NGHỆ IZOME HĨA GVHD: Võ Đức Anh Nhóm thực hiện: Đặng Hoàng Dy Lý Thị Xuân Huệ Lê Hoàng Mai Phương Nguyễn Văn Thương Nguyễn Văn Xá CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CƠNG NGHỆ IZOME HĨA 1.1 Khái niệm: Izome hóa trình nhằm biến đổi hydrocacbon mạch thẳng thành mạch nhánh Quá trình thường dược dùng để nâng cao trị số octan xăng Mặt khác, phương pháp để tạo cấu tử cao octan pha vào xăng nhằm nâng cao chất lượng Phản ứng có ý nghĩa quan trọng lọc dầu izome hóa n- butan thành izo- buten, cấu tử ban đầu để tổng hợp MTBE làm phụ gia tái tạo lại xăng Đây phản ứng vừa izome hóa, vừa dehydro hóa Ngồi ra, izome hóa bao gồm phản ứng biến đổi vị trí nhóm vòng benzen 1.2 Mục đích q trình - Mục đích q trình isome hóa chế biến dầu tăng tính chống kích nổ xăng máy bay xăng tơ - Q trình isome hóa cơng nghiệp phát triển với mục đích nhằm tăng nguồn isobutan, nguyên liệu để sản xuất alkylat, thành phần trị số octan cao cho xăng máy bay - Giá trị to lớn q trình isome hóa làm ngun liệu sử dụng thành phần octan thấp, phân đoạn từ sôi đầu đến 62 độ rafinat reformin xúc tác Trong nguyên liệu chứa chủ yếu phân đoạn pentan hexan nguyên liệu đồng phân mơi trường có hydro tạo thành iso- parafin với trị số octan cao Tình chống kích nổ cao độ bay cao sản phẩm đồng phân hóa hydro cacbon C5, C6 khiến cho chúng trở thành cấu tử có giá trị cho xăng chất lượng cao CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA Q TRÌNH IZOME HĨA 2.1 Đặc trưng nhiệt động động học  Nhiệt động học Phản ứng izome hóa phản ứng thuận nghịch khơng làm thay đổi hệ nên cân nhiệt động học phụ thuộc vào nhiệt độ không phụ thuộc vào áp suất Phản ứng izome hóa phản ứng tỏa nhiệt nhẹ (68 KJ.mol) nên mặt động nhiệt học hình thành sản phẩm thuận lợi nhiệt độ thấp  Động học Yếu tố động học quan trọng vận tốc trình Nếu vận tốc thấp q trình khó đạt tới trạng thái cân 2.2 Ngun liệu cho q trình Thơng thường ngun liệu q trình izome hóa ngun liệu có tỉ lệ mol C5,C6 50.50 65.35 sử dụng nguyên liệu giàu C5 giàu C6 2.3 Cơ chế phản ứng  Tính acid  Tính lưỡng chức 2.4 Các thơng số trình 2.4.1 Nhiệt độ Tùy thuộc vào loại xúc tác lựa chọn, nhiệt độ q trình thay đổi khoảng 100-4500C 2.4.2 Áp suất chung áp suất riêng phần Áp suất riêng phần hydro tăng dẫn đến vận tốc trình tạo cốc giảm thời gian sử dụng xúc tác hai chu kì tái sinh tăng lên 2.4.3 Tốc độ nạp liệu (thời gian phản ứng): Tốc độ nạp liệu giảm (tương ứng với tăng thời gian phản ứng) dẫn đến tăng hiệu suất chuyển hóa n- alkan thành isoalkan 2.5 Xúc tác q trình izome hóa: Xúc tác cho q trình izome hóa thuộc loại xúc tác thúc đẩy phản ứng tạo thành ion carboni, tức xúc tác có tính acid Có thể chia thành nhóm xúc tác sau: 2.5.1 Xúc tác pha lỏng 2.4.2 Xúc tác acid rắn 2.4.3 Xúc tác lưỡng chức Đó loại xúc tác Pt/ Al2O3 tạo R+ 500C Sau người ta dùng xúc tác Pt/ mordenit, Pt/ zeolit khác, với xúc tác phản ứng nhiệt độ 2500C Phổ biến loại xúc tác Pt/Al2O3, có 7% clo xúc tác Dùng CCl4 để clo hóa CHƯƠNG CƠNG NGHỆ IZOME HĨA 3.1 Cơng nghệ izome hóa pha lỏng với xúc tác AlCl3 Các q trình zome hóa có từ lâu loại phổ biến để izome hóa n- butan thành izobutan 3.1.1 Quá trình izomate (Standart Oil Co Indiana) 3.1.2 Quá trình Shell Devlopment Co Quá trình dùng để chế biến phân đoạn nbutan thành izo- butan sử dụng để chế biến phân đoạn C5 Là q trình liên tục khơng tái sinh xúc tác Xúc tác dung dịch HCl khan tricloantimoan hoạt hóa HCl khan Vùng phản ứng giữ áp suất hydro để hạn chế phản ứng phụ 3.1.3 Quá trình hãng Esso Research & Engineering Co Quá trình thực nhiệt độ từ 25- 500C Đặc điểm trình tiến hành độ chuyến hóa nên khơng cần phải tuần hoàn lại nguyên liệu chưa phản ứng 3.2 Q trình izome hóa pha Q trình isome hóa pha sử dụng xúc tác rắn, lưỡng chức kim loại quý chất mang acid Đây nguyên lý chung q trình này: 3.2.1 Izome hóa n- butan (q trình butamer) 3.2.2 Cơng nghệ đồng phân hóa hãng British Petrolum 1.Lò nung; 2,3 lò phản ứng; thiết bị phân tách; 5.máy nén khí hydro; 6.tháp ổn định; thiết bị làm lạnh khơng khí I Khơng khí; II.thêm hợp chất hữu cơ; III.hydro bổ sung; IV Hidrocacbon nhẹ; V isomerate 3.2.3 Công nghệ đồng phân hóa gian đoạn cuả hãng Shell (Hysome) Khí thải Tuần hồn hydro • Ngun Liệu LPG Hệ thơng lò Phản ứng • Cung cấp hydro Máy nén ísomerate 3.2.4 Cơng nghệ đồng phân hóa hãng Union Carbide (q trình TIP) 1.Thiết bị nung; phận tách iso n- parafin; lò phản ứng; thiết bị làm lạnh; phận tách khí; tháp ổn định I Nguyên liệu(isomerate max); II.Nguyên liệu(RON max); III.Hydrocacbon nhẹ; IV.isomerate 3.2.5 Cơng nghệ đồng phân hóa hãng UOP (q trình penex) 1.Tháp isopenta; 2.lò phản ứng; 3.thiết bị sấy; 4.tháp ổn định; 5.tách pentan; 6.thiết bị phân tách; 7.máy nén khí tuần hồn I.Ngun liệu; II.iso pentan; III.pentan; IV.hydrocacbon bổ sung; V.hydrocacbon nhẹ; VI.pentan & hexan; VII.hydro tuần hồn; VIII.isohexan; IX.isomerate Kết luận • Cơng nghệ izome hóa áp dụng vào khoảng năm 1930-1940 trình ngày áp dụng rộng rãi hãng UOP, IFP…Ngày cải thiện nguyên liệu nặng thành sản phẩm có trị số octan cao dùng ơtơ máy bay • Q trình nhiều nước áp dụng vào nhà máy lọc dầu đại  ... nghĩa quan trọng lọc dầu izome hóa n- butan thành izo- buten, cấu tử ban đầu để tổng hợp MTBE làm phụ gia tái tạo lại xăng Đây phản ứng vừa izome hóa, vừa dehydro hóa Ngồi ra, izome hóa bao gồm phản... clo xúc tác Dùng CCl4 để clo hóa CHƯƠNG CƠNG NGHỆ IZOME HĨA 3.1 Cơng nghệ izome hóa pha lỏng với xúc tác AlCl3 Các q trình zome hóa có từ lâu loại phổ biến để izome hóa n- butan thành izobutan... tăng thời gian phản ứng) dẫn đến tăng hiệu suất chuyển hóa n- alkan thành isoalkan 2.5 Xúc tác q trình izome hóa: Xúc tác cho q trình izome hóa thuộc loại xúc tác thúc đẩy phản ứng tạo thành ion