TIỂU LUẬN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN DẦU đề tài sản xuất polymer từ propylene

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN KỸ THUẬT HĨA HỌC BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HỮU CƠ – HÓA DẦU - - TIỂU LUẬN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN DẦU Đề tài: Sản xuất polymer từ Propylene GVHD: PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ TS Phan Thị Tố Nga SVTH (Nhóm 2) MSSV Nguyễn Thị Hà 20174608 Trương Việt Hùng 20174743 Ngô Quang Trường 20175304 Lưu Quang Huấn 20174730 Nguyễn Bòng Quả 20175095 Lê Xuân Hải 201641289 Đỗ Thị Thương 20175220 Hà Nội, 05/2021 Mục lục I GIỚI THIỆU VỀ PROPYLENE: Tính chất vật lý 2.Tính chất hóa học Q trình phát triển nguồn thu nhận Ứng dụng Propylene II Giới thiệu Acrylonitril 11 II.1 Sơ lược acrylonitril 11 II.2 Tính chất vật lý 12 II.3 Tính chất hóa học 13 II.4 Ứng dụng 14 II.5 Tổng quan trình sản xuất Acrylonitril 16 II.5.1 Q trình Amoxy hóa 16 II.5.2 Nguyên liệu sản xuất 16 II.6 Hóa học sơ đồ cơng nghệ sản xuất AN Amon Oxi hóa Propylen 16 II.6.1 Nguyên tắc phản ứng 16 II.6.2 Động học chế phản ứng 17 II.6.3 Xúc tác trình 18 II.6.4 Điều kiện phản ứng .19 II.6.5 Thiết bị phản ứng 20 II.6.6 Thành phần sản phẩm 20 II.6.7 Sơ đồ công nghệ 21 III SẢN XUẤT POLYME ABS .26 III.1 Giới thiệu ABS .26 III.2 Cơ chế ghép .26 III.3 Công nghệ nhũ tương 27 III.4 Sản xuất ABS trùng hợp khối 29 III.5 Kết hợp trình 30 III.6 Vấn đề tái chế ABS 30 III.7 Vận chuyển bảo quản 32 IV Sản xuát PolyPropylen 33 IV.1 Giới thiệu PolyPropylen: .33 IV.2.Tính chất Polypropylen .33 IV.2.1.Cấu trúc không gian .34 IV.2.2 Tính chất vật lý 35 IV.2.3 Tính chất hóa học 35 IV.2.4 Đặc điểm 36 IV.3.Quy mô sản xuất 37 IV.3.1 Tình hình tiêu thụ nước .37 IV.3.2.Tình hình sản xuất giới 42 IV.4.DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT POLYPROPYLENE 46 IV4.1.CÔNG NGHỆ UNIPOL .46 IV.4.2CÔNG NGHỆ NOVOLEN: 49 IV.4.3.CÔNG NGHỆ INNOVENE: .52 IV.4.4.CÔNG NGHỆ HYPOL-II 54 IV.4.5 CÔNG NGHỆ SPHERIZONE CỦA LYONDELLBASELL .57 V PFD P&ID phân xưởng thu hồi propylen- đề etan hóa 60 V.1.PFD 60 V.2.P&ID 62 VI Tài liệu tham khảo 65 I GIỚI THIỆU VỀ PROPYLENE: Propylen (tên thông thường), có tên quốc tế Propen hydrocacbon khơng no, thuộc họ alken - Công thước phân tử: C3H6 - Cơng thức cấu tạo: Là nguồn ngun liệu để sản xuất Polypropylen Sản xuất Propylene lĩnh vực sản xuất quy mơ lớn, có mức tăng trưởng nhanh Propylene nguyên liệu cho nhiều sản phẩm hóa dầu quan trọng coi sản phẩm phụ sản phẩm đồng hành nhà máy lọc dầu (NMLD) nhà máy sản xuất Ethylene Về bản, toàn lượng Propylene sử dụng cho cơng nghiệp hóa chất sản xuất từ NMLD (cracking xúc tác) đồng sản phẩm Ethylene nhà máy cracking nước Ngồi ra, cịn lượng Propylene tương đối nhỏ sản xuất phương pháp khác như: Tách Hyđrogen khỏi Propane, phản ứng trao đổi Etylene – Butene, chuyển hoá từ Methanol (MeOH - UOP/Hydro MTO hay Lurgi MTP) Trong báo cáo thị trường tập chí Nghiên cứu thị trường cơng nghiệp hố chất giới tháng 11-2003, sản lượng Propylene giới khoảng 72 triệu đó: 61% từ cracking nước (tỉ lệ Propylene:Ethylene 3,5:10 đến 6,5:10); 36% từ NMLD; 3% q trình cịn lại Hình 1: Nguyên liệu trình sản xuất Propylene Tính chất vật lý Propylen có cơng thức phân tử (C3H6), công thức cấu tạo CH2 = CH – CH3 thành viên đơn giản thứ hai họ Alkene Propylen chất khí, khơng tan nước, dầu mỡ, dung dịch Amoni Đồng chất lỏng phân cực như: Ether, Etanol, Axeton, Fufurol Do phân tử có liên kết π , tan tốt nhiều sản phẩm hóa dầu quan trọng, chất khí dễ cháy nổ Propylen nguyên liệu khơng màu, khơng mùi, người ta thường pha thêm mercaptan có mùi gần giống tỏi vào thành phần để dễ dàng nhận biết − Sau số vật lý Propylen: − Khối lượng phân tử: 42,08 đvC − Áp suất tới hạn: Pc = 4.7MPa − Tỷ trọng trạng thái lỏng (15oC, 760mmHg): 0.51 − Tỷ trọng trạng thái (15oC,760mmHg): 1.49 − Độ tan (trong nước -50oC): 0.61g/m3 − Độ nhớt(20oC): 0.3cSt, (tại 20oC 1at 8.35.10-6N.s/m2) − Độ nhớt (16,7oC):8,34μ Pa*s − Nhiệt độ tới hạn: Tc = 92.3oC − Nhiệt nóng chảy: -185.2oC(88K) − Nhiệt độ sôi: -47.6oC (225.5K) − Nhiệt cháy: 10.94 kcal/kg 25oC − Điểm bốc cháy: -108oC − Giới hạn nồng độ hỗn hợp nổ với khơng khí: 2.0% ÷ 11,7% − Độ acid: 43 (44 in DMSO) − Hằng số khí R= 198 2.Tính chất hóa học Liên kết π nối đôi anken bền vững nên phản ứng dễ bị đứt để tạo thành liên kết σ với nguyên tử khác Vì liên kết đơi C=C trung tâm phản ứng gây phản ứng hóa học đặc trưng cho anken phản ứng cộng, phản ứng trùng hợp phản ứng oxi hóa Phản ứng cộng Hydro (Hydro hóa) Khi có mặt chất xúc tác Ni, Pt, Pd, với nhiệt độ thích hợp Propylen cộng Hidro vào nối đôi tạo thành Propan, phản ứng tỏa nhiệt: CH2=CH-CH3 + H2  CH3-CH2-CH3 Phản ứng cộng Halogen (Halogen hóa) Clo Brom dễ cộng hợp với Propylen để tạo thành dẫn xuất đihalogen khơng màu, tính chất làm màu dung dịch Clo (Brom) nên người ta thường dùng dung dịch nước Clo (brom) để nhận biết anken: CH2=CH-CH3 + Cl2  ClCH2-CHCl-CH3 (1,2 diclopropan) Phản ứng cộng Acid cộng nước •Cộng Acid Hydrogen halogenua, Acid sunfuric đậm đặc cộng vào Propylen CH2=CH-CH3 + Cl-H(khí)  CH3 -CHCl – CH3 Phản ứng xảy qua giai đoạn liên tiếp: - Phân tử H+-Cl- bị phân cắt, H+ tương tác với liên kết π tạo thành cacbocation, Cl - tách - Cacbocation tiểu phân trung gian không bền, kết hợp với anion Cl - tạo thành sản phẩm + Cộng nước (Hidrat hóa) Ở nhiệt độ thích hợp có xúc tác Acid, Propylen cộng hợp nước: CH2=CH-CH3 +H-OH > CH3- CH2 -CH2 - OH (Propanol) Quy tắc cộng hợp tuân theo quy tắc Mac - cơp – nhi - cơp, (Phần điện tích dương tác nhân cộng vào cacbon mang nhiều H (tức cacbon bậc thấp hơn), cịn phần mang điện tích âm tác nhân cộng vào cacbon mang H hơn) Phản ứng trùng hợp Propylen có khả cộng hợp nhiều phân tử lại với tạo thành phân tử mạch dài có khối lượng lớn điều kiện nhiệt độ, áp suất, xúc tác thích hợp: Phản ứng trùng hợp trình cộng hợp liên tiếp nhiều phân tử nhỏ giống tương tự tạo thành phân tử lớn gọi polymer Phản ứng Oxi hóa Propylen Hydrocacbon khác cháy tạo thành CO2, H2O tỏa nhiều nhiệt 2C3H6 + 9O2  6CO2 +6H2O Ngồi Propylen có khả làm màu quỳ tím Anken khác 3C3H6 + 2KMnO4 + 4H2O  3CH3-CH(OH)-CH2OH + MnO2 + 2KOH Quá trình phát triển nguồn thu nhận Những nguồn thu nhận propylen từ q trình cracking (crackinh xúc tác crackinh hơi) hydrocacbon Lúc đầu trình thiết kế để sản xuất sản phẩm khác, propylen sản phụ không mong muốn Quá trình sinh nhiều sản phẩm phụ, hàm lượng Propylen sinh tùy thuộc nguồn nguyên liệu điều kiện phản ứng Nguồn nguyên liệu dầu mỏ etan Khi dầu mỏ trở thành nguồn ngun liệu hàm lượng Propylen sản xuất tăng lên Sự tiêu thụ tăng lên dẫn đến tăng độ nghiêm ngặt trình cracking xúc tác nhà máy lọc dầu, kết tăng lượng sản phẩm Propylen Propylen thu từ trình crackinh xúc tác nhà máy lọc dầu làm trình chưng cất để loại bỏ Propan phần khơng tinh khiết khác Propylen loại thương mại hóa (xấp xỉ 95% propylen) loại trùng hợp (>99,5% Propylen) có tạp chất chủ yếu Propan Propylen sản xuất chuyển vị buten etylen Quá trình đưa vào nhà máy lọc dầu phân xưởng crackinh để tăng sản phẩm propylen Lúc đầu trình phát triển Phillip quyền ABB LUMMUS Ngoài Propylen sản xuất cách khử hydro Propan tác dụng xúc tác, trình dự đốn q trình cung cấp Propylen Trung Đơng Hai q trình áp dụng trình Catofin trước phát triển Houdry cấp phép ABB Lummus trình Oleflex cấp phép UOP Khí thiên nhiên dùng nguyên liệu cho trình sản xuất PP cách thêm trình Lugri MTP vào nhà máy sản xuất methanol thông thường Nhìn chung, bản, tồn lượng Propylen sử dụng cho cơng nghiệp hóa chất sản xuất từ NMLD (crackinh xúc tác) đồng sản phẩm Etylen nhà máy crackinh Ngồi cịn lượng Propylen tương đối nhỏ sản xuất phương pháp khác như: Tách Hydro khỏi Propan, phản ứng trao đổi Etylen – Butene, chuyển hóa từ Methanol • Q trình làm khí nhiệt phân Sản phẩm sau nén, tách lưu huỳnh, sấy, làm lạnh ngưng tụ đến -100 oC đưa vào tháp chưng nhiệt độ thấp để tách phân đoạn C1, C2, C3…tạp chất axetylen khử hydro hoá chọn lọc xúc tác kim loại Hình 2: Sơ đồ làm khí nhiệt phân A.Nén, tách lưu huỳnh sấy Tại áp suất khí nhiệt độ sơi metan, eten etylen tương ứng -161,6 , -88,9 -103,7oC Trong điều kiện thường, để tách hợp chất chưng luyện đòi hỏi nhiệt độ thấp, để trình chưng tách khí dễ dàng hơn, sản phẩm khí nhiệt phân sau rời thiết bị chưng cất sơ cấp phải nén làm lạnh để chuyển sang dạng lỏng Khí sau khỏi thiết bị làm lạnh nén hệ thống nén đa cấp tới khoảng 3,2-3,8 MPa Sau giai đoạn nén, phần lỏng tách phần khí xử lý với hỗn hợp kiềm-rượu-amin để tách khí có chứa S ( H2S, COS, mercaptan) CO2 Khí sấy khơ cách đưa qua zeolit oxyt nhôm để giảm hàm lượng nước xuống 5ppm, tránh tạo thành hydrat băng trình làm lạnh B.Chưng tách khí nhiệt phân Q trình chưng cất tách phân đoạn từ C1-C4 kết hợp hydro hoá trình bày sơ đồ sau Hydro metan tách thiết bị tách metan( tháp 1) sử dụng làm nhiên liệu đốt làm lạnh sâu trước sử dụng Quá trình thực áp suất 3,2 MPa, metan hydro thu đỉnh nhiệt độ khoảng -100oC Sản phẩm đáy thiết bị tách metan có chứa sản phẩm C2 C2+ đưa 3: vào thiết bị tách etan ( tháp 2), axetylen, etylen etan tách đỉnh Lượng axetylen có lẫn khí sản phẩm loại bỏ thiết bị hydro hoá chọn lọc (3) xúc tác Pd Ni Hỗn hợp etan, etylen đưa sang tháp chưng cất phân đoạn C2 (tháp 4) chứa 110-120 đĩa, tiến hành áp suất 1,9 MPa Tại etylen tách đỉnh tháp nhiệt độ -35oC, etan thu sản phẩm đáy đưa lại lò cracking Sản phẩm thiết bị tách etan (2) ( gồm RH C 3+ ) đưa sang thiết bị tách propan (5) Sản phẩm đỉnh tháp tách propan (5) RH C đưa sang thiết bị hydro hoá chọn lọc (3) để loại bỏ metylaxetylen propadien Propylen lại tách khỏi propan tháp (6), propan đáy đưa tuần hoàn lại thiết bị cracking Nếu sử dụng nguyên liệu đầu naphta hỗn hợp sản phẩm thu phức tạp Sản phẩm đáy thiết bị tách propan (5) lại đưa sang tháp tách butan, sản phẩm đỉnh tháp phân đoạn C4 giàu butadien Sản phẩm nặng tiếp tục chế biến để thu RH thơm sử dụng làm nguyên liệu sản xuất xăng Hình 4: Biểu đồ ứng dụng Propylene Ứng dụng Propylene         Ứng dụng cho propylene polypropylene (PP), chiếm gần hai phần ba lượng tiêu thụ propylene toàn cầu. Trong năm 1990, nhu cầu PP tăng khoảng 10%/năm, vượt qua nhựa nhiệt dẻo lớn khác Một số lý giải thích tăng trưởng thay polyme khác PP tốn Giá propylene thấp Kể từ giá lượng sản xuất propylene đã tăng tương đối so với hóa chất sở khác giá PP tương tự loại polyme khác Tăng trưởng nhu cầu PP giữ mức trung bình 5-6%/năm phần nitơ cung cấp cho hộ tiêu thụ nitơ áp suất thấp, phần nitơ khác nén đến mức xấp xỉ - Phần polyme hóa khử khí polymer  Propylene tinh khiết đưa vào lò phản ứng thẳng đứng với máy khuấy học Chất xúc tác cocat, chất cho khí chứa hydro nén đưa lên thượng nguồn lò phản ứng Quá trình trùng hợp propylen liên tục diễn lò phản ứng điều kiện sau: o Áp suất: khoảng 2,2-3,0 MPa; o Nhiệt độ: 65-90oC o Thời gian cư trú: khoảng 1,0-1,2  Nhiệt phản ứng trùng hợp loại bỏ monome tuần hồn Monomer tuần hồn từ đỉnh lị phản ứng đưa qua xyclon lọc, phần ngưng tụ bình ngưng nước thu lại thiết bị phân tách Khí tuần hồn máy nén tuần hồn từ bình tách đến dây chuyền tạo thành propylen Một phần nhỏ khí tuần hồn từ đỉnh lò phản ứng xả qua xyclon tới lửa Nhà máy lọc dầu để loại bỏ chất trơ  Monomer lỏng từ thiết bị phân tách bơm lên đỉnh lò phản ứng, nơi monomer bay với làm mát lớp polyme  Bột polyme monome loại bỏ xả theo chu kỳ từ đỉnh lò phản ứng đến thùng xả qua van xả Sự tách monome khỏi polyme cung cấp trống xả Các monome tách cung cấp cho phận thu hồi monome thông qua xyclon lọc  Bột polyme từ trống xả đưa đến thùng lọc hai nạp quay Trong lời nhắc bin monomer (chủ yếu propylene) thoát khí nitơ Lọc bột ngăn ngừa tích tụ hydrocacbon hệ thống vận chuyển bột Khí khử thùng lọc chuyển đến màng nơi monomer tách khỏi nitơ Nitơ tái chế đến trống xả tách monomer đến đơn vị thu hồi monomer  Bột polyme từ thùng lọc chuyển nitơ đến silo chứa bột - Silo đệm để pha chế bột polyme peroxit  Bột polyme thu thập hai silo Một silo sử dụng làm đệm máy đùn ngừng hoạt động silo khác - cấp polyme thay đổi 51  Bột polyme từ silo cung cấp cho máy đùn  Peroxide (một chất phụ gia để giảm khối lượng phân tử polyme) đưa từ chai vào trống nạp liệu - Phần đùn ép  Máy cấp liệu trục vít thơng qua thiết bị đo lường cung cấp bột polyme từ silo đệm đến thùng cấp liệu máy đùn để trộn với chất phụ gia dạng viên rắn Máy cấp liệu kiểm soát việc cung cấp phụ gia dạng viên từ trống cấp liệu đến thùng cấp liệu máy đùn  Các chất phụ gia rắn đưa từ phễu xả đến hai máy trộn song song với việc đo thêm chúng vào thùng cấp liệu máy đùn Máy xay song song cung cấp để có thay đổi phụ gia nhanh chóng trường hợp thay đổi cấp polyme  Các chất phụ gia lỏng dễ chảy, atmer peroxide đo trực tiếp vào máy đùn  Bột polyme chất phụ gia nấu chảy, đồng nhất, tạo gel lọc máy đùn  Một lượng nhỏ nước khử khoáng bơm vào máy đùn để khử hoạt tính chất xúc tác  Bất kỳ chất nhắc nhở chạy trốn (nước, sản phẩm phụ phản ứng có trọng lượng phân tử thấp, nitơ propylen) loại bỏ khỏi polyme tan chảy máy đùn chân khơng  Đóng viên cung cấp máy tạo viên mảng bám  Các viên polyme vận chuyển cách tuần hoàn (khử khoáng) nước đến thiết bị phân tách để tách polyme nước tiếp tục làm khơ khơng khí  Nước tách thu thập thùng phuy sau tái chế máy bơm đến máy tạo viên thông qua máy làm mát  Viên polyme từ máy sấy cung cấp cho máy phân loại viên Viên nén tiêu chuẩn chuyển không khí đến phận khử mùi, viên nén khơng tiêu chuẩn thu thập thùng chứa IV.4.3.CÔNG NGHỆ INNOVENE: - Cơng nghệ INNOVENE có cách tiếp cận độc tạo polypropylene Thay có lò phản ứng đứng, lò phản ứng nằm 52 ngang Lị phản ứng kiểu “dịng cắm” kích động có thời gian chuyển tiếp ngắn nhất, với tính đồng sản phẩm Cơng nghệ INNOVENE có hệ thống xúc tác riêng - Công nghệ dường có khả sản xuất nhiều loại sản phẩm từ đồng trùng hợp đa đến đồng trùng hợp tác động cao Lò phản ứng thứ hai sử dụng để sản xuất copolyme va chạm có kích thước với lò phản ứng thứ nhất, khác với hầu hết quy trình khác Có thể có liên kết đường ống phù hợp để có khả sản xuất polypropylene thể bạn có hai đơn vị riêng biệt - Các loại nhựa polypropylene Innovene có phân bố trọng lượng phân tử sắc nét hẹp Hình 17: Sơ đồ CN Innovene - Cung cấp chất xúc tác  Chất xúc tác Ti-Mg CSTR hệ thứ dạng bùn dầu khoáng chất xúc tác Co - TEAL đậm đặc (xấp xỉ 100%) đưa đến lò phản ứng  Tỷ lệ chất xúc tác kiểm sốt xác để đạt tốc độ sản xuất mong muốn tạo loại sản phẩm mong muốn 53 - Phản ứng trùng hợp  Khí propylene thơ tinh khiết, chất xúc tác, chất đồng chất xúc tác, chất cho khí chứa hydro nén thích hợp (92,27% mol Hydro) cung cấp từ Nhà máy đưa đến lò phản ứng nằm ngang với máy khuấy học Trong lò phản ứng, hạt polyme tạo thành liên tục phản ứng trùng hợp pha khí propylen điều kiện sau: o Áp suất: khoảng 2.0 MPa o Nhiệt độ: 70 oC o Thời gian cư trú: khoảng 1,4-1,5  Tất hạt lò phản ứng khơng khuấy động tồn thể tích lị phản ứng, mà chúng cịn chuyển động với vận tốc thời gian cư trú lò phản ứng giống tất hạt Tất tính dẫn đến tính đồng sản phẩm  Monomer bay để lại phía lị phản ứng trộn với monomer thu hồi sau làm mát ngưng tụ phần trao đổi nhiệt làm mát nước cung cấp cho thiết bị phân tách để trộn với propylene tạo thành từ Phần tinh lọc Propylene  Propylene lỏng từ đáy thiết bị phân tách tái chế máy bơm đến đỉnh lò phản ứng để loại bỏ nhiệt phản ứng cần thiết cách bay propylene Dòng chảy nhỏ chất lỏng từ phân tách bơm từ bơm xả đến giới hạn pin để loại bỏ chất trơ Dịng chất lỏng kiểm sốt để đạt nhiệt độ mong muốn lò phản ứng  Khí tái chế từ đỉnh thiết bị phân tách kết hợp với hydro nén xuống đáy lò phản ứng  Phản ứng trùng hợp dừng lại, cần, cách bơm “khí diệt” (CO) (được bao phủ thiết bị Phần trùng hợp) - Làm polypropylene  Propylen lỏng cấp polyme (99,6% trọng lượng) từ Kho chứa trung gian bơm đến Bộ phận làm Propylen Trong Phần propylen làm khô rây phân tử để loại bỏ H2O xử lý xúc tác  Dấu vết COS lại Cần có phận bảo vệ này, tất chất xúc tác trùng hợp nhạy cảm với số tạp chất có sẵn nguyên liệu 54 IV.4.4.CƠNG NGHỆ HYPOL-II - Mitsui Chemicals tạo cơng nghệ Hypol-II cho sản xuất PP nhận thuộc tính xuất sắc cách sử dụng hệ thống phản ứng đại với chất xúc tác sáng tạo Hình 18: Sơ đồ CN Hypol-II - Hệ thống phản ứng đại  Homopolymerization: o Lò phản ứng số lượng lớn nhiều giai đoạn: hiệu cao, đồng tốt hơn, điều khiển MWD dễ dàng  Copolymerization: o Lò phản ứng pha khí: Hàm lượng Copolymer cao, Khả hoạt động ổn định, Kiểm soát thành phần dễ dàng - Chất xúc tác sáng tạo  Chất xúc tác Ti-Mg rắn HY-HS hệ  Đa dạng: dạng hạt, dạng hình cầu - Chất đồng trùng hợp va đập với khả chống va đập tuyệt vời 55 - Phản ứng trùng hợp  Trong phần hoạt hóa chất xúc tác, chất xúc tác lơ lửng dầu mỡ trộn với đồng chất xúc tác chất cho tiếp tục trộn với phần nhỏ propylene lỏng để tiền trùng hợp lò phản ứng vòng nhỏ  Phản ứng trùng hợp thực pha lỏng hai lò phản ứng nối tiếp Các lị phản ứng có thể tích hoạt động điều kiện, sau: o Áp suất - 4,5 MPa o Nhiệt độ - 80oC o Tổng thời gian cư trú 1,5  Khí chứa hydro từ giới hạn pin cung cấp cho phần thu hồi hydro (lên đến 99,5% thể tích) phần nén với nguồn cung cấp thêm cho đường cấp propylene thượng nguồn lò phản ứng Propylene lỏng từ trống nạp propylene hydro cung cấp cho hai lò phản ứng Một số phần propylen làm bay ngược dòng lò phản ứng để kiểm soát áp suất trống tăng áp Trống cung cấp để lấp đầy hoàn toàn lò phản ứng tránh tượng xoay áp suất lò phản ứng  Hỗn hợp từ phần kích hoạt chất xúc tác bơm vào dịng propylene cấp cho lò phản ứng 56  Bùn polyme từ lò phản ứng vòng cấp trực tiếp đến lò phản ứng vòng thứ hai để hồn thành q trình trùng hợp Bùn polypropylene từ lò phản ứng thứ hai thải qua đường ống có vỏ bọc đến thiết bị phân tách áp suất cao để tách polyme khỏi propylene tái chế - Thu hồi propylene  Khí tách cặn nén, trộn với khí tách áp suất cao cung cấp cho tháp thu hồi propylen Hơi cao tháp ngưng tụ tái chế lại tháp dạng hồi lưu  Propylene thu hồi cân thu thập thu nơi propylene tinh khiết cung cấp  Propylen từ thu đưa đến lò phản ứng trùng hợp Đáy tháp thu hồi propylene cung cấp cho đầu vào lọc polyme thơng qua đường ống có vỏ bọc  Công nghệ HYPOL-II với ưu điểm vượt trội sử dụng nhiều trình sản xuất Polypropylene Nhà máy lọc dầu Dung Quất sử dụng cơng nghệ đến từ Mitsui Chemicals IV.4.5 CƠNG NGHỆ SPHERIZONE CỦA LYONDELLBASELL - Đặc điểm công nghệ:  Ứng dụng: để sản xuất polypropylene bao gồm polymer đồng nhất, polymer đồng trùng hợp ngẫu nhiên copolymer tính (chịu va đập)  Quy trình Spherizone cơng nghệ lị phản ứng vịng khí độc quyền LyondellBasell dựa lò phản ứng tuần hoàn đa vùng (MZCR) Multi-Zone Circulating Reactor  Các polyme khác tạo theo cách luân phiên tuần hồn thơng qua q trình trùng hợp liên tục Điều cho phép trộn lẫn polyme khác cách chặt chẽ nhất, tạo đồng vượt trội sản phẩm cuối 57 Hình 19: Sơ đồ CN Spherizone - Thuyết minh sơ đồ công nghệ:  Hỗn hợp vào thiết bị phản ứng gồm có propylene, hydro ethylene Xúc tác dạng rắn vào phần cuối thiết bị phản ứng Trong vùng thứ (1a), polyme giữ chế độ tầng sơi nhanh; khí khỏi vùng tuần hồn trở lại với dịng ngun liệu, polyme qua vùng thứ hai (1b) khỏi thiết bị phản ứng, xúc tác tách khỏi polymer tuần hoàn trở lại vùng phản ứng (1a) Monomer chưa phản ứng hầu hết thu hồi tái chế trở lại lị phản ứng thơng qua máy nén sản phẩm polyme đưa đến lị phản ứng pha khí tầng sơi (4) Tại ethylene propylene hydro bổ sung để tăng hiệu cho trình Sản phẩm khỏi thiết bị phản ứng đưa tới thiết bị phân tách trung gian khí chưa phản ứng tuần hồn trở lại thiết bị phản ứng polymer thu đưa tới tháp tách khí nước làm khơ khí nitơ đưa đến bước kết hợp phụ gia (8)  Một tái lưu thông chất rắn hoàn chỉnh lớn thu hai vùng Thành phần khí liên quan đến chất kết thúc chuỗi (hydro) comonomer thay đổi hai vùng MZCR Điều thực cách tiêm monome từ hệ thống bên (2) vào nhiều điểm vùng thứ hai (1b) hai nhiều polyme khác (MFR / loại hàm lượng comonomer) có 58 thể phát triển hạt Trong hạt tái chế qua nhiều vùng, polyme khác tạo theo cách luân phiên tuần hồn thơng qua q trình trùng hợp liên tục Điều cho phép trộn lẫn polyme khác cách chặt chẽ nhất, tạo đồng vượt trội sản phẩm cuối  Các chất đồng trùng hợp ngẫu nhiên tạo cách thêm ethylene butene vào lò phản ứng Việc bổ sung etylen vào lò phản ứng thứ hai chuỗi sử dụng để sản xuất copolymer tính 59 V PFD P&ID phân xưởng thu hồi propylen- đề etan hóa V.1.PFD Hình 20: PFD phân xưởng thu hồi Propylen - đề Etan hóa - Thuyết minh sơ đồ PFD:  Dòng hỗn hợp C3- bơm từ phân xưởng tách C3/C4 có nhiệt độ 51 ℃ vào đĩa 21 tháp chưng tách đề etan Dựa vào nhiệt độ sôi khác nhau, ta thu được: Ở đỉnh hỗn hợp C2 C3 lẫn có nhiệt độ 42,7 ℃ áp suất 27 kg/cm2.g Hỗn hợp trao đổi nhiệt với dòng propylen từ thiết bị tách propan propylen để giảm nhiệt độ dịng hỗn hợp xuống cịn 32,5℃ Sau vào tháp tách pha để tách khí etan, nước C3 Dòng etan trao đổi nhiệt với dịng naptha nặng từ phân xưởng FCC(có nhiệt độ 149 ℃ ) để nâng nhiệt độ lên 60 50℃ đưa vào hệ thống Fuel Gas Dòng nước đưa sử dụng cho thiết bị D-2107 Còn dòng C3 lẫn C2 bơm trở lại đỉnh tháp chưng tách để tiếp tục tách triệt để C2 Ở đáy thu hỗn hợp C3 có nhiệt độ 67,2℃ , áp suất 27,6 kg/cm2g Dịng làm mát nước lạnh đưa đến thiết bị tách propan propylen 61 V.2.P&ID Hình 21: P&ID phân xưởng thu hồi Propylen - đề Etan hóa - Thiết bị E-2106 thiết bị trao đổi nhiệt: trao đổi nhiệt dịng hỗn hợp khí C2/C3[114] từ tháp chưng tách với dòng propylen[116] từ phân xưởng chưng tách propan/propylenđể hạ nhiệt độ dịng [114] xuống:  Size, D×H L = 1400/800/6000/263  Design/IPE press(kg/cm2g) = 22.0/32.0  Design/IPE Temp(℃ ) = 60/95 - Thiết bị D-2103: tháp tách pha: pha nước, pha etan pha khí cịn lẫn:  Size, D×H L = 1600×4200  Design/IPE press(kg/cm2g) = 32+FV2160℃ /27.0  Design/IPE Temp(℃ ) = 95&160/32.5 - Thiết bị trao đổi nhiệt E-2107: nâng nhiệt độ dòng etan khỏi tháp tách pha dòng phần dòng naphta nặng từ phân xưởng RFCC:  Size, D×H L = 202.7/2000/2.7  Design/IPE press(kg/cm2g) = 32.0/22+FV2160℃  Design/IPE Temp(℃ ) = 95/190 - Bơm P-2104A: bơm hỗn hợp C2/C3 đến thiết bị T-2102 phân xưởng khác: 62  Size, D×H L = 0.418  Design/IPE press(kg/cm2g) = 100  Design/IPE Temp(℃ ) = 87 - Bơm P-2104B hoạt động có thông số tương tự bơm P-2104A, hai bơm hoạt động song song nhau, bơm A gặp lỗi dừng lại, bơm B hoạt động ĐỌC BẢN VẼ P&ID - Dịng hỗn hợp khí C2/C3 [114] từ tháp chưng tách có nhiệt độ T=42,7℃ ; P = 27 kg/cm2g ống có đường kính 8’’, vật liệu làm ống BOLR(tạm thời) ống lớp bảo ơn (No Insulation):  Các ống nối với qua ống nối(spool piece), sau qua van mở( spectacle blind-open) để vào thiết bị gia nhiệt E-2106 Tại thiết bị gia nhiệt này, dòng nguyên liệu trao đổi nhiệt với dòng propylen từ phân xưởng thiết bị E-2110 phân xưởng 021-10-003 để giảm nhiệt độ dòng nguyên liệu ban đầu xuống cịn 32,5℃  Dịng hỗn hợp khí C2/C3 khỏi thiết bị trao đổi nhiệt qua ống nhỏ hơn, có đường kính 6’’ có tính chất tương tự ống dẫn ban đầu Dòng ống điều khiển định nhiệt độ 33℃ (Temperature Indicate) trước vào thiết bị de-etan D-2103 - Thiết bị đề etan hóa D-2103:với áp suất thiết kế 27 kg/cm2.g nhiệt độ thiết kế 32,5℃ , điều khiển áp suất dụng cụ áp suất có màng ngăn 25 kg/cm2.g Vỏ thiết bị làm BOLR(tạm thời) với lớp bảo ôn HC Thiết bị hoạt động tháp tách pha:  Dịng khí etan cần tách ra phía có áp suất 10 kg/cm2.g, ống có đường kính 3’’, với vật liệu BOLR khơng có lớp bảo ơn Dịng kiểm sốt tốc độ(Speed Control) van tay mở, sau vào thiết bị trao đổi nhiệt E-2107, trao đổi nhiệt với dòng naphta nặng lấy từ phân xưởng FCC, để gia nhiệt sơ cho dòng etan từ 32,5℃ lên 50℃ Dòng naphta nặng từ phân xưởng FCC dẫn ống có đường kính 8’’, vật liệu B1AP với lớp bảo ôn HC, định nhiệt độ 16℃ , áp suất kg/cm2.g, chia thành dòng: dòng cho thiết bị E-2108 phần khác; dòng đưa vào thiết bị trao đổi nhiệt E-2107 Dòng etan khỏi thiết bị TĐN chia thành dịng: dịng đưa ngồi; dòng điểu khiển lưu lượng 63 van, sau vào đột mở mở rộng đường kính ống Phần điểu khiển định nhiệt độ(Temperature Indicate Control 15℃ , lấy phần để sử dụng tương lai, định nhiệt độ 125℃ để link liệu điều khiển lưu lượng máy tính Sau vào đột thu để giảm đường kính ống, sau chia thành đường: đường dẫn ống có đường kính 3’’, vật liệu B1AP sử dụng lớp bảo ơn HC, dịng etan ống định lưu lượng với áp suất sau qua van an toàn(FO-Fail Open) đưa ngoài, trước sau van có sử dụng block van-upstream downstream block van (3’’ 4’’) để cô lập lại dịng muốn sửa chữa, bên có sử dụng van ¾’’ để xả áp kín lập,tránh để ống cịn dư lượng áp suất cao gây hỏng đường ống, muốn di chuyển van an toàn để bảo dưỡng sửa chữa,sẽ mở bypass van đóng block van lại hệ thống hoạt động bình thường; đường cịn lại đưa đến thiết bị D-2101  Dòng nước lấy phần đáy thiết bị tách pha:đi ống có đường kính 1’’ với vật liệu ống AOLR không sử dụng lớp bảo ôn đưa thiết bị D-2107 sử dụng cho phần khác  Dịng propan có tạp chất khác hỗn hợp đưa trở lại phẩn đỉnh tháp chưng để tách tiếp: Dòng dẫn qua ống có đường kính 8’’ với vật liệu ống BOLR không sử dụng lớp bảo ôn chia thành phần: phần xử lý điều khiển tương tự vào bơm P-2104 hoạt động độc lập nhau, bơm A hỏng dừng lại sửa chữa hoạt động bơm B q trình ln vận hành Dòng khỏi bơm chia thành dòng: dòng đưa trở lại tháp tách ba pha, dòng đưa lên đỉnh tháp chưng để tách triệt để etan dư 64 VI Tài liệu tham khảo Link tài liệu: https://www.plasticsinsight.com/resin-intelligence/resin-prices/polypropylene/ https://bsr.com.vn/vi/da-dang-hoa-san-pham-bsr-san-xuat-va-xuat-ban-san-pham-hat-nhua-moi-t3050.htm https://nhandan.com.vn/thong-tin-doanh-nghiep/bsr-dang-huong-toi-su-on-dinh-lau-dai-tranh-phu-thuoc-nhomloi-ich-341188 65 ... sản xuất xăng Hình 4: Biểu đồ ứng dụng Propylene Ứng dụng Propylene         Ứng dụng cho propylene polypropylene (PP), chiếm gần hai phần ba lượng tiêu thụ propylene toàn cầu. Trong năm 1990, nhu... (ACN), propylene oxide (PO), số rượu, acid cumene acrylic  Có ba loại propylene sử dụng: lớp polymer với độ tinh khiết tối thiểu 99,5% Propylene hóa học có độ tinh khiết tối thiểu 93-94% propylene. .. tốn Giá? ?propylene? ?thấp Kể từ giá lượng sản xuất? ?propylene? ?đã tăng tương đối so với hóa chất sở khác giá PP tương tự loại polyme khác Tăng trưởng nhu cầu PP giữ mức trung bình 5-6%/năm  Propylene