Nguyên liệu: C3H6, khí tổng hợp CO và H2.
Hình 1.9: Công nghệ BASF sản xuất Butanal bằng phương pháp hydroformyl hóa propylen
H+, O2
Khí
Aldehyt
Nước thải
1- Máy nén. 4- Thiết bị phân tách khí lỏng. 2- Thiết bị chuyến hóa. 5- Thiết bị oxi hóa xúc tác. Cacbonyl trong môi trường H2. 6- Thiết bị phân tách pha. 3- Thiết bị phản ứng. 7- Thiết bị tái sinh xúc tác.
Xúc tác: Sử dụng xúc tác Coban phosphin dạng HCo(PPh3)(CO)3. Điều kiện công nghệ: T =150-190 ºC.
P = 4-8 MPa. CO/H2= 1-3/1.
Ưu điểm: Công nghệ đơn giản, độ chọn lọc đối với sản phẩm mạch thẳng (n-butanal) là khá cao (tỉ lệ n/iso đạt khoảng 88%). Xúc tác tương đối bền.
Nhược điểm: Hàm lượng sản phẩm phụ khá nhiều. Điều kiện phản ứng khắt khe, nhiệt độ cao, áp suất cao. Xúc tác này có hoạt tính thấp nên độ chuyển hóa không cao.
[32; 8]
2 c. Công nghệ Ruhrchemie Aldehyt thô 3 22 2 3 2 4 4 6 Propylen 5 H2/CO 11 1 Chất phụ gia Cobalt Phối tử 7 4 3 1
Hình 1.10: Công nghệ Shell sản xuất Butanal bằng phương hydroformyl hóa propylen
1 - Máy nén. 4 - Tháp chưng.
2 - Thiết bị phản ứng dạng khuấy. 7 - Thiết bị tái sinh xúc tác. 3 - Thiết bị phân tách pha.
Nguyên liệu: Propylen, khí tổng hợp CO, H2. Xúc tác: HCo(CO)4.
Điều kiện công nghệ: T =150 ºC. P = 30 MPa. CO/H2= 1-3/1.
Mô tả công nghệ: Khí tổng hợp (CO+H2) kết hợp với khí ( từ thiết bị phân tách khí lỏng ) đưa vào đỉnh của thiết bị phản ứng dạng cánh khuấy (2). Propylen và xúc tác (xúc tác mới+xúc tác đã tái sinh) cho vào đáy của thiết bị phản ứng (2). Tại đây xảy ra phản ứng hydroformyl hóa propylen tạo ra sản phẩm là n,iso-butanal và một số sản
Hình 1.11: Công nghệ Ruhrchemie sản xuất Butanal bằng phương pháp hydroformyl hóapropylen Butanal Axit Phần cặn Xúc tác Hơi C3H6
1-Thiết bị phản ứng cánh khuấy. 4- Thiết bị phân tách xúc tác Coban. 2- Thiết bị phân tách khí lỏng. 5- Tháp chưng.
3- Thiết bị kết tủa Coban. 6- Thiết bị tái sinh xúc tác.
phẩm phụ khác. Vì phản ứng tỏa nhiệt nên phải tiến hành tách nhiệt phản ứng bằng nước để sản xuất hơi. Sau đó hỗn hợp được đưa qua thiết bị phân tách khí lỏng, khí được tách ra quay lại thiết bị phản ứng (2) còn lỏng (xúc tác + sản phẩm) đi vào thiết bị (3) tại đây xúc tác Coban sẽ chuyển về dạng muối nhờ phản ứng với axit (có thể là axit formic hoặc axit axetic) để cho việc phân tách xúc tác và sản phẩm diễn ra dễ dàng hơn tại thiết bị tách (4). Sản phẩm tách ra được đưa sang thiết bị chưng (5), n và iso thu được ở đỉnh tháp còn đáy tháp là phần nặng (sản phẩm của phản ứng ngưng tụ aldol và hydro hóa và axetal hóa) đưa vào thiết bị tái sinh xúc tác (6) được sử dụng như là dung môi. Còn dung dịch xúc tác được tách ra từ thiết bị tách pha (4) sẽ đưa vào thiết bị tái sinh (6) có bổ sung xúc tác mới rồi tiếp tục quá trình.
Ưu điểm: Công nghệ đơn giản, độ chọn lọc đối với sản phẩm mạch thẳng (n-butanal) là khá cao (tỉ lệ n/iso đạt khoảng 88%).
Nhược điểm: Hàm lượng sản phẩm phụ khá nhiều. Điều kiện phản ứng khắt khe, nhiệt độ cao, áp suất cao.
1.3.3.2. Các công nghệ sử dụng xúc tác phức Rh
Đây là công nghệ được Union Cabide và Celanese tìm ra và sử dụng từ những năm 70 với nhiều ưu điểm vượt trội và hoạt tính mạnh nhất đối với propylen. Xúc tác này đắt, hoạt tính cao đối với các olefin mạch thẳng hay mạch ngán và kém hoạt tính đối với các anken mạch nhánh. Đối với các olefin mạch dài thì phải thu hồi lại xúc tác. Lợi thế lớn nhất của quá trình này là việc tách sản phẩm và xúc tác rất dễ dàng.