d. Phản ứng dehydro hóa:
2.4.3.1Isome hóa khí mỏ n-butan thành iso-butan
Isome hóa khí mỏ n-butan tạo thành iso-butan quá trình xảy ra ở nhiệt độ thấp (150oC÷ 200oC) và áp suất là 200÷ 400 psia và chúng xảy ra trong pha hơi. Xúc tác cho quá trình là Pt hoặc Al2O3 hoặc Pt/Al2O3 có tẩm một lượng hợp chất hữu cơ dẫn xuất clo để thúc đẩy mạnh phản ứng isome hóa.
Khí n-butan đưa vào sẽ chuyển hóa iso-butan ở gần điểm cân bằng. Một số quá trình isome hoá để thực hiện isome n-butan tạo thành iso-butan đó là quá trình isome hoá của Lummus, quá trình Butamer (UOP)...
Hình II - 27 : Sơ đồ công nghệ isome hóa Butamer của UOP [10]
1. Tháp tách 2,9.Thiết bị lắng
3,4. Lò phản ứng 5,6.Thiết bị sấy 7. Thiết bị lắng 8. Thiết bị chưng tách 10. Tháp rửa
I- Nguyên liệu butan II- Iso-butan III-Nhiên liệu khí IV-Na2CO3
Quá trình isome hóa đã sử dụng xúc tác AlCl3 trong thời gian từ năm 1940 trở lại đây. Vào năm 1959, một quá trình isome hóa butan sử dụng xúc tác Pt/Al. Quá trình nghiên cứu liên tục đến công thức hoạt độ xúc tác ở nhiệt độ thấp.
Khi dùng xúc tác không tái sinh hai lò phản ứng đã sử dụng với thời gian làm việc của xúc tác 1÷2 năm. Sự khử hoạt tính xúc tác xảy ra trong một thiết bị tái sinh xúc tác liên tục. Cấu hình phản ứng này xúc tác được tháo ra liên tục không đòi hỏi dừng để thay thế xúc tác.
Mặt khác, xúc tác cho quá trình isome hóa có thể dùng là Pt hoặc Al2O3 hoặc Pt/Al2O3 có tầm một lượng hợp chất hữu cơ dẫn xuất clo. Khí n-butan đưa vào sẽ chuyển hóa thành iso-butan ở gần điểm cân bằng. Ngoài ra còn có quá trình isome hóa để thực hiện isome hóa n-butan thành iso-butan như quá trình isome hóa của hãng Lummus (hình II-7) [10].
Hình II - 28 : Sơ đồ công nghệ isome hóa của Lummus [10]
1. Tháp tách iso-butan 2. Tháp sấy
3,4.Lò phản ứng 5. Thiết bị chưng tách
6. Tháp ổn định 7. Tháp rửa khí
8. Máy nén
I- Nguyên liệu n-butan II- C5+ và hydrocacbon III-Sản phẩm iso-butan IV-Khí nhiên liệu
V- Na2CO3 đã sử dụng VI-Na2CO3.
Quá trình đồng phân hóa với một tầng xúc tác chứa Pt cố định, n-butan được đồng phân hóa thành iso-butan ở nhiệt độ và áp suất thấp. Tháp tách (1) sản xuất 99% trọng lượng iso-butan như là một sản phẩm chưng cất lỏng.
2.4.3.2Quá trình dehydro hóa iso-butan thành iso-buten
Iso-buten tạo ra từ quá trình dehydro hóa iso-butan ở nhệt độ khoảng 540÷ 650oC và áp suất thấp, xúc tác cho quá trình là Cr/Al2O3 hoặc Pt/Al2O3. Sản phẩm thu được là 75÷ 85% iso-buten và iso-butan, còn lại là các sản phẩm phụ khác như Propan, Propylen, Etylen, Metan, Propan...
Hiện nay, trên thị trường thương mại có sử dụng 4 loại công nghệ khác với các loại xúc tác khác nhau nhằm nâng cao chất lượng cũng như năng suất iso-buten. Dưới đây là các công nghệ dehydro hóa [10]:
Tên công nghệ Hãng Xúc tác
Oleflex UOP Kim loại hiếm
Catofin ABB Lummust Crest Inc Crom-Nhôm STAR Phillips Petroleum Co Kim loại hiếm
FBD-4 Sanmprogetti SPA Crom-Nhôm