CÁC QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT MTBE HIỆN ĐANG SỬ DỤNG TRÊN THẾ GIỚ
4Nguyªn liÖu C
Nguyªn liÖu C giµu iso-buten c4 -Raffinat-2 5 mtbe 4 3 1 2 Metanol
Hình 1: Sơ đồ công nghệ sản xuất MTBE 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
Sơ đồ công nghệ này sử dụng nguyên liệu là hỗn hợp C4 từ quá trình cracking hơi nước hoặc hỗn hợp khí FCC-C4. Thiết bị phản ứng thứ nhất là thiết bị ống chùm thực
hiện phản ứng đẳng nhiệt, thiết bị phản ứng thứ 2 thực hiện phản ứng đoạn nhiệt. Xúc tác được sắp xếp sao cho việc điều khiển nhiệt độ là dễ dàng nhất và độ chuyển hoá đạt xấp xỉ 100%.
Nguyên liệu đầu gồm metanol và hỗn hợp khí C4 giàu iso-buten được đưa vào thiết bị phản ứng ống chùm (1). Thiết bị này cho phép tiến hành phản ứng ở chế độ đẳng nhiệt. Sau đó, hỗn hợp phản ứng được đưa sang thiết bị (2) để tiếp tục phản ứng theo chế độ đoạn nhiệt. Sản phẩm từ đáy (2) được dẫn vào tháp tách (3), MTBE lấy ra ở đáy còn lại là metanol và hỗn hợp C4 chưa phản ứng được đưa qua tháp hấp thụ bằng nước (4) để tách hỗn hợp C4 ở trên đỉnh. Dung dịch hấp thụ metanol được đưa qua tháp (5) để thu hồi metanol cho tuần hoàn trở lại cùng dòng nguyên liệu đầu đi vào thiết bị phản ứng (1).
IV.1.2. Công nghệ sản xuất MTBE của Hiils sử dụng nguyên liệu là hỗn hợp khí Raffinat-1 [12-34]
Quá trình tổng hợp MTBE theo công nghệ này độ chuyển hóa iso-buten 99,9% mol. (Sơ đồ xem hình 2)
Giai đoạn 1:
1. Lò phản ứng dạng ống (ống chùm) 2. Lò phản ứng đoạn nhiệt
3. Tháp chưng cất C4 thứ nhất 4. Tháp chưng cất hỗn hợp đẳng phí MTBE-Metanol . C4
Hình 2: Công nghệ sản xuất Hiils-MTBE hai giai đoạn
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.
IV.1.3. Công nghệ CD-Tech[4-26]
Công nghệ này có thể sử dụng nguyên liệu là hỗn hợp hydrocacbon C4 hoặc
iso-buten từ quá trình dehydro hoá iso-butan. Công nghệ CD-Tech sử dụng 2 thiết bị phản ứng. Thiết bị phản ứng thứ nhất (1) là thiết bị phản ứng đoạn nhiệt, thiết bị phản ứng thứ 2 là thiết bị chưng tách. Thiết bị này vừa thực hiện phản ứng vừa chưng tách.Trong thiết bị phản ứng chưng tách (2) người ta bố trí những khoảng để chưng tách và những khoảng chứa xúc tác để thực hiện phản ứng nhằm tăng độ chuyển hoá. Đây là công nghệ mới sử dụng kỹ thuật phản ứng chưng tách, tháp (3) là tháp tách C4 chưa phản ứng khỏi metanol, (4) là tháp tách Metanol-H2O, công nghệ cho ta độ chuyển hoá iso- buten tới 99,9% mol. Nhiệt mang vào cột chưng tách được tiết kiệm nhờ nhiệt từ thiết bị phản ứng thứ nhất. Ngoài ra còn có các công nghệ khác cũng sử dụng nguyên liệu hỗn hợp C4 như công nghệ IFB, công nghệ Phillip (xem hình 3).
Raffinat C Metanol
Iso-buten
H O MTBE
Hình 3: Sơ đồ công nghệ sản xuất MTBE của 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.
Hình 4: Sơ đồ công nghệ của Phillip.
1,2. Thiết bị phản ứng 3. Tháp tách MTBE 4. Tháp hấp thụ Metanol 5. Tháp tái sinh Metanol.
Iso-buten cùng với metanol nguyên liệu và metanol tuần hoàn đã được làm giàu tới bộ phận lò phản ứng (1, 2) chứa nhựa trao đổi ion axit. Ở thiết bị (1) dưới xúc tác cố định ở giai đoạn 1 được làm lạnh bên ngoài. Công nghệ này cho phép chất xúc tác dễ thay đổi mà không ngừng hoạt động và đồng thời cho sản phẩm MTBE chất lượng cao.
MTBE từ đáy tháp tách được làm lạnh trước khi vào bể chứa. Phần lỏng ra khỏi đỉnh có chứa khí C4, Metanol dư và các hydrocacbon nhẹ khác được bay hơi qua van tiết lưu sau đó đi vào tháp rửa bằng nước, tại đây Metanol được tách ra theo nước vào tháp chưng cất để thu Metanol hồi lưu lại quá trình ete hóa còn nước quay trở lại tháp rửa khí. Phần khí ra khỏi tháp rửa được xử lý để hồi lưu lại iso-buten tới nhà máy để dehydro hóa.
IV4 4 III 3 2 I 1 II
Hình 5: Sơ đồ công nghệ Ethermax của UOP.
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-C4