Chương I. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHIỆP DẦU KHÍ Ở VIỆT NAM
1.1.3. Ứng dụng của khí
Khí được ứng dụng trong các mục đích chính là làm nguyên liệu cho công nghiệp tổng hợp hóa dầu và làm nhiên liệu đốt.
1.1.3.1. Khí làm nguyên liệu cho tổng hợp hóa dầu a. Tổng hợp amoniac
Ammoniac (NH3) là nguyên liệu ban đầu để tổng hợp phân đạm [NH4NO3, (NH4)2SO4, NaNO3, (NH2)2CO v.v…]. Quá trình tổng hợp sử dụng chủ yếu là khí tự nhiên, qua các giai đoạn sau:
Đầu tiên chuyển hóa thành khí tổng hợp (quá trình reforming hơi nước):
CH4 + O 1 2 CO + 2H2 2
Trường DDH Bà Rịa - Vũng Tàu
CH4 + H2O CO + 3H2 CO + H2O CO2 + H2 Sau khi loại bỏ CO là tiếp đến giai đoạn tổng hợp ammoniac:
N2 + 3H2 2NH3 + Q b. Tổng hợp methanol
Metanol là một trong những nguyên liệu và dung môi quan trọng trong công nghiệp hóa học. Metanol còn được coi là nguồn nhiên liệu lý tưởng vì nó có khả năng cháy hoàn toàn không gây ô nhiễm môi trường, ngoài ra nó còn là một trong những phụ gia chứa oxy rất tốt để pha vào xăng nâng cao trị số octan
Có thể tổng hợp metanol bằng cách oxy hóa không hoàn toàn metan. Phản ứng xảy ra theo cơ chế chuỗi:
CH4 CH3● + H● CH3● + [O] CH3O● CH3O● HCHO + H●
CH3O● + CH4 CH3OH + CH3●
Thành phần sản phẩm thu được khi oxy hóa metan có thể tham khảo ở bảng 1.4.
Bảng 1.4. Thành phần sản phẩm khi oxy hóa metan
(Các điều kiện tối ưu: xúc tác V2O5/SiO2; NO: 0,3 ÷ 0,5%; He: 16,2%; CH4/O2: 2 ÷ 3%; metan: 55,6%; oxy: 33,7%; nhiệt độ: 800oK)
Độ chọn lọc sản phẩm, % * Tác nhân
phản ứng
Độ chyển hóa CH4,%
Hàm lượng NOx, %
Nhiệt độ
oK Tổng HCHO CH3OH CH3NO2 CH4-O2
CH4-O2-NO CH4-O2-NO2 CH4-O2-NO-NO2
1,5 10,0 10,0 10.0
0,5 0,5 0,5 0,5
763 802 808 806
56,6 52,2 60,9 56,6
45,3 24,1 24,5 23,8
8,9 22,1 27,3 23,8
2,4 9,0 9,1 9,0
* % còn lại là các khí CO, CO2.
c. Oligome hóa etylen thành nhiên liệu điezen
Etylen, propylene và các olefin nhẹ dễ dàng tham gia phản ứng oligome hóa dưới tác dụng của xúc tác mang tính axit. Đặc biệt là etylen có thể chuyển hóa thành các sản phẩm có khối lượng phân tử trong một khoảng rộng, phụ thuộc vào điều kiện phản ứng và các phương pháp xử lý xúc tác khác nhau. Chất lượng của sản phẩm điezen thu được có thể xem ở bảng 1.5.
Trường DDH Bà Rịa - Vũng Tàu
Bảng 1.5. Đặc điểm của sản phẩm điezel thu được từ quá trình oligome hóa etylen Tính chất Phân đoạn C10 trở lên Tiêu chuẩn SABS 342 Thành phần cất
- Tosôi đầu, oC
- Tosôi 20%
- Tosôi 50%
- Tosôi 90%
Trị số xetan Điểm đục, oC Điểm đông, oC
Cặn cacbon, % khối lượng Độ nhớt tại 40oC, mm2.s-1 Trọng lượng riêng ở 15oC, g/ml Chỉ số brom
180 202 220 295 68 +1 -20 0,11 2,32 0,8036
84,2
_ _ _ 362 max
45 min _ - 4 max 0,2 max 2,2 ÷ 5,3
_ _
Số liệu ở bảng 1.5 chỉ rõ những đặc tính tốt của điezel tổng hợp bằng phương pháp oligome hóa, đặc biệt là trị số xetan rất cao cho thấy tính ưu việt của hệ xúc tác sử dụng.
Ngoài các sản phẩm như metanol, formaldehyt, khí tổng hợp, nhiên liệu điezen… từ các khí khác nhau có thể tổng hợp được vô vàn các sản phẩm hóa học khác nhau như: các loại chất dẻo PVC, PE, sợi tổng hợp PA, PES, sơn tổng hợp, chất tẩy rửa tổng hợp... có nhiều ứng dụng trong đời sống, trong công nghiệp.
1.1.3.2. Khí làm nhiên liệu đốt
Ở nhiều nước đã dùng khí để phát điện (chiếm 70-80 % sản lượng khí) bằng các nhà máy điện chạy bằng tuabin khí, tuabin khí chu trình hỗn hợp.
Trong các ngành công nghiệp khác có thể sử dụng trong các lò đốt trực tiếp trong các nhà máy sản xuất vật liệu xây dựng, luyện cán thép, sản xuất đồ gốm, thủy tinh cao cấp, sản xuất hơi cho các mục đích sấy, tẩy rửa... và yêu cầu công nghệ khác của các nhà máy chế biến thực phẩm, dệt, sợi...
Trong giao thông vận tải LPG/CNG (khí tự nhiên nén) có thể thay thế các loại nhiên liệu được sử dụng trước đây là xăng, điezel cho các loại xe ô tô. Nó là loại nhiên liệu sạch, ít gây ô nhiễm môi trường.
Trường DDH Bà Rịa - Vũng Tàu
Ngoài ra khí còn làm chất đốt lý tưởng dùng cho đun nấu trong gia đình và các dịch vụ (khách sạn, nhà hàng), khí còn dùng cho các hệ thống sưởi ấm hoặc điều hòa nhiệt độ ở những trung tâm lớn.