Trong công nghệ Ethermax iso-C4= phản ứng một cách chọn lọc với methanol tạo sản phẩm MTBE.Phản ứng tiến hành trong pha lỏng ở điều kiện êm dịu với sự có mặt xúc tác nhựa acid sufnonic trao đổi ion
Phản ứng hầu như đạt độ chọn lọc 100% ngoại trừ một số phản ứng phụ xuất hiện do sự có mặt của các tạp chất trong nguyên liệu.Lượng nước trong nguyên liệu cũng làm tăng tương đương với lượng TBA trong sản phẩm,hoặc isoamylene tương ứng với TAME.Những sản phẩm phụ này thường không quan trọng vì nó cũng được sử dụng như các tác nhân pha trộn vào xăng.Do đó,không cần phải tách chúng ra khỏi sản phẩm MTBE nếu hàm lượng không quá cao.
Công nghệ Ethermax kết hợp công nghệ thiết bị phản ứng tầng cố định (phát triển bởi Huels) với thiết bị phản ứng Koch Engineering’s RWD với công nghệ chưng cất để vượt qua giới hạn phản ứng cân bằng với thiết bị phản ứng xúc tác tầng cố định thông thường.MeOH và C4 được kết hợp,gia nhiệt và chứa trong mao quản xúc tác.Trong thiết bị phản ứng,dưới điều kiện êm dịu MeOH và iso- C4= ngưng kết.Chìa khóa thành công của công nghệ này là sự phân bố một cách
thích hợp giữa lỏng và hơi trong vùng phản ứng,sự kết hợp giữa chất phản ứng và xúc tác hiệu quả,phân tách sản phẩm sau phản ứng tức thời
3.3 Sản xuất MTBE từ Tert-butyl ancohol (TBA)
Đây là quá trình sản xuất MTBE đi từ nguyên liệu iso buten của quá trình dehyđrat TBA. TBA thu được là đồng sản phẩm trong quá trình sản xuất propylen oxit.
Sơ đồ quá trình:
Quá trình sản xuất MTBE từ TBA do hãng Texaco thực hiện có sơ đồ như sau:
Hình 3.12: Công nghệ sản xuất MTBE từ TBA của Texaco
1. Lò đốt 2. Thiết bị phản ứng
3. Thiết bị phản ứng đoạn nhiệt 4. Thiết bị phản ứng chưng cất 5. Tháp hấp thụ Metanol 6. Tháp tái sinh Metanol
I. Nguyên liệu TBA II. Nhiên liệu
V. Nguyên liệu Metanol VI. Iso-buten VII. Sản phẩm MTBE
Nguyên liệu TBA được đưa vào hệ thống gồm 4 lò đốt liên tiếp. sản phẩm ra khỏi lò đốt là iso-buten được kết hợp với dòng nguyên liệu methanol sau đó được đưa vào thiết bị phản ứng 2. Sản phẩm đỉnh ra khỏi thiết bị 2 được đưa phản ứng tiếp ở thiết bị phản ứng đoạn nhiệt 3. Sau khi phản ứng xong, sản phẩm được lấy râ ở đáy thiết bị 3, được đưa sang thiết bị chưng cất . sản phẩm đáy của tháp 4 chủ yếu là MTBE. Sản phẩm đỉnh là methanol và các cấu tử nhẹ như isobutene.. được đưa sang thiết bị hấp thụ methanol để tách methanol ra. Sản phẩm đỉnh của tháp 5 là hỗn hợp raffinat C4. Sản phẩm đáy được đưa sang tháp tái sinh methanol.
3.4 Đánh giá và lựa chọn công nghệ
Có thể thấy rằng phương pháp sản xuất MTBE sử dụng nguồn nguyên liệu isobuten từ Steam Cracking hoặc FCC-BB chỉ áp dụng với quy mô sản xuất nhỏ do nguồn nguyên liệu bị hạn chế.
Có thể sử dụng công nghệ CDTech, công nghệ UOP,… để sản xuất MTBE từ nguồn nguyên liệu hỗn hợp Raffinat C4 hoặc từ quá trình FCC-BB để đạt độ chuyển hóa cao và đơn giản, hay được lắp đặt trong các nhà máy lọc dầu.
Tuy nhiên hiện nay công nghệ sản xuất MTBE mới có triển vọng là công nghệ sản xuất MTBE đi từ khí dầu mỏ. Song đầu tư ban đầu cho dây chuyền công nghệ khá tốn kém nhưng có thể sản xuất với công suất lớn do nguồn nguyên liệu dồi dào. Công nghệ mới của UOP gồm các quá trình: Butamer, Olefex, Ethermax có nhiều ưu điểm hơn so với các hãng khác như Lummus… vì quá trình tái sinh xúc tác được tiến hành liên tục do đó xúc tác luôn có hoạt tính cao.
Sản xuất MTBE theo công nghệ ARCO của Texaco có vốn đầu tư khoảng 67,8 triệu USD, giá thành sản xuất khoảng 264USD/tấn MTBE, phương pháp này cũng có thể sản xuất MTBE với công suất lớn tuy nhiên giá thành sản xuất đắt hơn và phải kết hợp với quá trình sản xuất Propylen ôxit( PO).
Bên cạnh đó nước ta có trữ lượng khí tương đối lớn: trữ lượng khí ước tính khoảng 2800 tỷ m3 trong đó trữ lượng đã được xác minh là 680 tỷ m3, trữ lượng đã được thẩm lượng và đang được khai thác là 400 tỷ m3.
Từ những đánh giá trên kết hợp nhu cầu MTBE ngày một tăng cao của nước ta thì có thể thấy công nghệ sản xuất MTBE từ khí tự nhiên của UOP là phù hợp nhất.
Tài liệu tham khảo
1. Nguyễn Hồng Liên, Phạm Thanh Huyền. Công nghệ tổng hợp hữu cơ – hóa dầu. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 2006
2. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2004 3. Handbook of Petroleum Refining Processes, 2011
4. http://www.sciencedirect.com/
5. www.Lummus.CBI.com : CATOFIN Dehydrogenation
6. www.uop.com : Butamer Process
7. Fahad S.Al-Harth: Modeling and simulation of Reactive Distillation Unit for Production of MTBE