e. Tách từ hỗn hợp C8.
CH2-CH3 H
H C2H5 Zeol—O-H+ + CH2=CH2 → CH3-CH2+ + Zeol—O- CH3-CH2+ + → CH3-CH2+ → → + H+ Zeol—O- + H+ → Zeol—O-H+ C2H5 CH2=CH2 + → C2H5 + → 2 C2H5 + → + Phản ứng phụ
2.1.6. Thuyết minh dây chuyền sản xuất etylbenzen từ benzen bằng công nghệ Lummus/UOP EBOneTM của UOP.
Nguyên liệu Ethylen và benzene được đưa vào thiết bị alkyl hóa ở nhiệt độ 120 – 150oC và áp suất 3,5 MPa. Trong thiết bị phản ứng chứa xúc tác cố định là zeolite EBZ – 500TM. Tại đây sẽ xây ra phản ứng alkyl hóa tạo ra etylbenzen, polyalkylbenzen, các thành phần nhẹ…. Hỗn hợp sau khi ra khỏi thiết bị phản ứng thứ nhất có nhiệt độ 170 – 180oC sẽ được trộn cùng hỗn hợp ra của thiết bị chuyển hóa alkyl đưa sang tháp chưng thu hồi benzene. Trên đỉnh tháp thu được các cấu tử nhẹ và benzene sẽ đươc làm mát và đưa vào tháp tách hai pha, phần khí sẽ được đưa ra ngoài, phần lỏng chứa benzene sẽ được chia thành hai dòng, một dòng quay lại tháp chưng, một phần kết hợp với benzene mới được đưa vào thiết bị phản ứng chuyển nhóm alkyl. Trong thiết bị chuyên nhóm alkyl với xúc tác zeolite cố định sẽ có thêm dòng tuần hoàn polyetylbenzen từ đỉnh tháp tách polyetylbenzen. Thiết bị này làm việc ở nhiệt độ 200 – 210oC, áp suất 3,5 MPa. Dòng ra được đưa sang tháp thu hồi benzene. Tại đây, sản phẩm đáy chứa etylbenzen, polyetylbenzen, sản phẩm nặng sẽ được đưa ra ngoài, một phần được đun sôi trong thiết bị đun sôi đáy
tháp để tạo hơi tuần hoàn lại tháp chưng, phần còn lại được đưa sang tháp chưng tách etylbenzen. Đỉnh của tháp này chứa chủ yếu etylbenzen sẽ được đưa ra ngoài và làm mát và đưa vào thùng chứa. Một phần sẽ được bơm tuần hoàn lại tháp, phần sản phẩm etylbenzen thu được với độ tinh khiết 99,95 wt% min. Sản phẩm đáy chứa chứa chủ yếu polyetylbenzen và sản phẩm nặng được đưa ra ngoài, một phần được đưa vào thiết bị đun sôi đáy tháp để tạo hơi đưa vào tháp chưng, phần còn lại đưa vào tháp chưng tách polyetylbenzen. Sản phẩm đỉnh chứa chủ yếu etylbenzen sẽ được tuần hoàn quay trở lại thiết bị chuyển hóa alkyl và đồng thời cũng được đưa trở lại tháp để tạo dòng lỏng. Đáy tháp chứa chủ yếu sản phẩm nặng sẽ được đưa ra ngoài sử dụng cho mục đích khác.
2.2. Quá trình dehydro hóa sản xuất Styren từ Etylbenzen.
Trong bài tiểu luận này ta sản xuất Styren bằng quá trình dehydro hóa etylbenzen.
Quá trình dehydro hóa ethylbenzen xảy ra trong thiết bị phản ứng. Phản ứng chính là phản ứng dehydro hóa, phản ứng này tăng thể tích và thu nhiệt mạnh.
H2
∆H = 125 kJ/mol
Quá trình thích hợp ở nhiệt độ cao và áp suất thấp. Nếu không sử dụng xúc tác, quá trình tiến hành ở nhiệt độ 700 – 800oC, độ chuyển hóa sau một vòng phản ứng 20 – 30%, hiệu suất thấp hơn 50 – 60%. Quá trình thườn gồm các phản ứng hydrodealkyl hóa.
Quá trình có sử dụng hơi nước có vai trò:
• Cung cấp nhiệt cho phản ứng.
• Giảm lượng nhiệt cung cấp cho một đơn vị thể tích.
• Giảm áp suất riêng phần của hydrocacbon do vậy làm giảm lượng cốc tạo thành và duy trì hoạt tính của xúc tác.
Trong một số công nghệ mới, các nhà công nghệ đưa vào thiết bị phản ứng oxi hoặc không khí. Mục đích chính nhằm thực hiện phản ứng:
H2 + 0,5 O2 → H2O
vì đây là phản ứng tỏa nhiệt rất mạnh, nhiệt này sẽ đóng vai trò thúc đẩy phản ứng dehydro hóa xảy ra.
2.2.1. Tính chất của nguyên liệu. a. Tính chất vật lý của etylbenzen.
Etylbenzen là một hydrocacbon thơm có công thức là C6H5C2H5.
Bảng 4: Tính chất vật lý của etylbenzen
Công thức hoá học C8H10
Phân tử gam 106,167 g/mol
Bề ngoài Chất lỏng không màu
Chỉ số khúc xạ 1,49588 , 20
oC 1,49320 , 25oC
Tỷ trọng
0,87139 g/cm3, 15oC 0,8670 g/cm3, 20oC 0,86262 g/cm3, 25oC
Độ hoà tan trong nước 0,015 g/100 ml (20 °C)
Trong dung môi hữu cơ hòa tan với mọi tỷ lệ
Nhiệt độ nóng chảy -95 °C (188 K)
Nhiệt độ sôi 136 °C (409 K)
Độ nhớt 0,669 cP ở 20 °C
Nguy hiểm chính Dễ cháy: Giới hạn dưới 1,0 %
Giới hạn trên 6,7 %
Sức căng bề mặt 28,48 mN/m
Điểm bốc cháy 15-20 °C