3.2.3.1 Các tính chất của NMP
Các tính chất vật lý cơ bản của NMP được nêu trong bảng 3.5 có công thức hóa học C4H6ONCH3 được khai triển như sau:
So vơi dung môi furfural, NMP có các ưu và nhược điểm sau:
+ Ưu điểm
- Độ ổn định tốt hơn - Độ bền oxy hóa tốt hơn
- Ít bị kéo theo trong pha raffinat và pha extrait - Khả năng hòa tan các aromatic cao hơn - Nhiệt độ làm việc thấp hơn
- Độc tính thấp hơn
+ Nhược điểm
- Tỉ trọng thấp hơn - Độ chọn lọc thấp hơn - Nhiệt độ sôi cao hơn 3.2.3.2 Mô tả sơ đồ công nghệ
Sơ đồ công nghệ trích ly bằng NMP được cho trong hình 3.9, dưới đây là một số điểm khác nhau của nó đối với công nghệ trích ly bằng furfural.
a. Khu vực nhập liệu nguyên liệu
Do NMP ổn định hơn nhiều so với furfural, vì vậy giai đoạn tách không khí cho nguyên liệu là không cần thiết và nguyên liệu distilat được nạp trực tiếp vào trong tháp trích ly duới sự điều chỉnh nhiệt độ và lưu lượng.
b. Khu vực nạp liệu dung môi
Khả năng hòa tan của NMP là rất đáng kể đối với các hợp chất aromatic, nhưng cũng đáng kể đối với các hợp chất parafin vì độ chọn lọc của nó kém furfural nên nó hòa tan cả naphten và parafin, điều này có hậu quả làm giảm hiệu suất pha raffinat. Để điều chỉnh khả năng hòa tan của NMP, ta thêm vào đó một lượng nhỏ nước (0,8-3,2 %) và dung môi lưu chuyển trong công đoạn thực tế là hỗn hợp NMP và nước.
Để đạt được sự vận hành tốt, cần phải làm việc ở chế độ nồng độ nước không đổi, điều này có nghĩa là phải kiểm tra thường xuyên nồng độ nước trong dung môi, bởi vì nước đi theo trong nguyên liệu cũng sẽ đi theo trong dung môi. Một khu vực sấy làm việc gián đoạn có nhiệm vụ loại định kỳ lượng nước dư có trong dung môi.
Độ nhạy của nước đối với dung môi đã dẫn đến việc phải thay thế hơi stripping (đối với các phân xưởng sử dụng furfural) trong các khu vực thu hồi dung môi bằng khí N2 đối với các phân xưởng sử dụng NMP.
Dung môi được bơm phun vào ở đỉnh tháp theo lưu lượng và nhiệt độ:
• Tỷ lệ dung môi/nguyên liệu sử dụng trong trích ly bằng NMP là 1,5 là nhỏ hơn so với trường hợp trích ly bằng furfural (3-12) do khả năng hòa tan lớn hơn của NMP
• Nhiệt độ bơm phun dung môi thấp hơn từ 10-20°C so với khi dùng furfural (tiết kiệm năng lượng) để có cùng một chỉ số độ nhớt VI cần tìm và ở cùng một hiệu suất thu pha lọc.
Tài liệu tham khảo dành cho sinh viên 10H5 năm học 2013-2014 87
Hình 3.9 Sơ đồ công nghệ phân xưởng trích ly bằng dung môi NMP (lưu lượng khối lượng) c. Khu vực thu hồi dung môi trong pha lọc và trong pha trích
Nhiệt độ sôi và nhiệt hóa hơi cao hơn của NMP có hậu quả là nhiệt độ trong các khu vực thu hồi dung môi (310-340°C) là cao hơn so với trường hợp sử dụng furfural (200-225°C), do vậy tiêu thụ năng lượng đáng kể hơn so với sử dụng furfural.
d. Khu vực sấy NMP
Sau quá trình làm lạnh đến khoảng 50°C, NMP còn chứa chừng 30% nước được tạm thời lưu trữ trong bể chứa. Khi bể chứa đã đạt được đủ mức quy định, khu vực khử nước sẽ được khởi động. Hệ thống thiết bị khử nước bao gồm chủ yếu một tháp chưng cất. Nguyên liệu cho tháp này (NMP chứa từ 15-30% nước) được gia nhiệt sơ bộ đến 170°C để đạt được sự phân tách tốt nước-NMP. Nước có chứa vài chục ppm NMP được thu hồi ở đỉnh tháp. NMP có chứa 15-20% nước được thu hồi ở đáy tháp và được chuyển đến lại bể lưu trữ. Điều này giải thích rằng hàm lượng NMP của bể lưu trữ NMP ẩm có thể thay đổi từ 15-30% nước. Vì lưu lượng nước bị pyrolle hóa là rất nhỏ (0,1kg/m3 nguyên liệu distilat xử lý) và vì hàm lượng NMP của nước nhỏ hơn 50 ppm, nên dòng nước này được chuyển đến công đoạn xử lý nước cặn của nhà máy lọc dầu mà không có tác động đáng kể đến nhu cầu oxy hóa hóa học (C0D).