Đồ án môn học GVHD: PGS.TS Đào Quốc Tùy Mục lục Lời mở đầu Lời đầu tiên em xin trân trọng gửi lời cảm ơn tới các thầy cô giáo Viện kỹ thuật hoá học trường ĐHBK Hà nội, đã tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu tại trường. Đặc biệt em xin bầy tỏ lòng biết ơn tới thầy giáo: PGS.TS. Đào Quốc Tùy cùng các thầy, cô trong bộ môn Hữu cơ - Hoá dầu đã tận tình giúp đỡ trong thời gian em làm đồ án môn học tại bộ MSSV: 20081603 Trang 1 Đồ án môn học GVHD: PGS.TS Đào Quốc Tùy môn. Tuy nhiên do khả năng và thời gian có hạn nên đồ án của em không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong được các thầy, cô giáo trong bộ môn, hội đồng bảo vệ tốt nghiệp và các bạn sinh viên đóng góp ý kiến để đồ án tốt nghiệp của em được hoàn chỉnh hơn. Phần I TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT 1.Cơ sở lý thuyết Quá trình isome hóa được dùng để chuyển các hydrocacbon mạch thẳng thành mạch nhánh. Có ý nghĩa quan trọng trong việc tạo các cấu tử pha vào xăng nhằm nâng cao trị số octan của xăng như MTBE hay để nâng cao trị số octan của phân đoạn pentan- hexan của phần xăng sôi đến 70 o C . Xăng của quá trình isome hoá gọi là isomerate. Ưu điểm nổi bật của nó: chênh lệch giữa chỉ số octan nghiên cứu (RON) và chỉ số octan động cơ (MON) bé, hàm lượng lưu huỳnh, các hợp chất thơm, olefin chỉ tồn tại ở trạng thái vết. Nó có thể làm tăng RON của xăng tổng thêm 0.7 -1.5 đơn vị (isomerate RON = 79- 83) . Trong nhà máy lọc dầu, khi sử dụng công nghệ tuần hoàn (RON = 87 - 92) giá trị đạt được còn cao hơn nhiều. Ngoài ra quá trình isome hóa còn giúp đáp ứng nguồn nguyên liệu cho sản xuất tổng hợp các hợp chất cao su như isopren hay isobutan có ứng dụng rộng rãi. 1.1. Nguyên liệu của quá trình isome hóa Nguyên liệu thường được sử dụng là phân đoạn C5-C6 , do hàm lượng C5-C6 trong công nghiệp chế biến dầu ngày càng tăng mà giá trị về trị số octan đối với hai thành phần trên là không nhiều. Các nguồn nguyên liệu được đánh giá qua bảng số liệu dưới đây: Bảng 1.1: Thành phần cất tiêu biểu Nguån nguyªn liÖu Kuwait Mid continent X¨ng cÊt Arabia Condensat nhµ m¸y Dinh Cè n-pentan (C 5 ) 58.5 3.0 42.2 64.3 26.65 2-metylbutan 41.5 36.2 56.2 33.3 19.99 2,2-dimetylpropan - - - - - Xyclopentan 0.1 0.8 1.2 2.4 1.94 n-hexan (C 6 ) 43.2 41.6 27.7 46.6 20.95 2-metylpentan 22.4 26.3 32.5 40.5 - MSSV: 20081603 Trang 2 Đồ án môn học GVHD: PGS.TS Đào Quốc Tùy 3-metylpentan 16.9 14.3 12.5 - 2,2-dimetyl butan 2.0 0.5 0.75 3.9 - 2,3-dimetyl butan 4.2 0.5 0.75 - Metylxyclopentan 5.1 14.0 17.0 7.3 - Xyclohexan 4.2 2.2 4.5 - 1.61 Benzen 2.0 0.6 - 2.0 1.61 RON cña C 5 74.4 72.9 79.2 72.1 RON cña C 6 55.9 57.7 76.4 55.1 Bảng 1.2: Thành phần condensate Việt Nam (Dinh Cố) Cấu tử % mol Cấu tử % mol Cấu tử % mol propane 0.00 n-hexane 20.95 cyclopentane 1.94 isobutane 0.04 heptane 10.50 MeC 5 2.02 n-butane 0.96 octane 7.27 cyclohexane 1.61 isopentane 19.99 nonane 3.23 MeC 6 2.02 n-pentane 26.65 decane 1.21 benzen 1.61 Dựa vào bảng số liệu ta thấy: trong thành phần cất dưới 70 o C chứa rất nhiều các cấu tử từ C 5 -C 6 , nhưng nếu đem toàn bộ nguyên liệu qua quá trình isome hóa thì lại không hiệu quả. Vì vậy cần tách thành phần iso-parafin trước khi đưa nguyên liệu vào quá trình. Ngoài ra các parafin cao (>C 6 ) dễ xảy ra phản ứng phụ như cracking và phản ứng phân phối lại gây tạo cặn, nhựa làm cho sản phẩm có trị số octan thấp đi .Để hạn chế các phản ứng phụ và sự kìm hãm quá trình nên tiến hành phản ứng ở mức độ biến đổi vừa phải, rồi sau khi tách cho tuần hoàn trở lại nguyên liệu chưa biến đổi. Khi tiến hành thao tác như vậy, đã cho phép tăng cao trị số octan của phân đoạn lên tối thiểu là 20 đơn vị. Hiện nay, condensate chủ yếu thu nhận từ hai nhà máy xử lý và chế biến khí Dinh Cố (150.000 tấn /năm) và Nam Côn Sơn (90.000 tấn /năm). Dự kiến đến năm 2005 sẽ đưa vào khai thác mỏ Rồng Đôi sản lượng condensate đạt 90.000 tấn /năm. Năm 2008, mỏ Hải Thạch 730.000 tấn /năm. Như vậy trong 10 năm tới, với các mỏ hiện có và các mỏ sắp đưa vào khai thác, sản lượng condensate của chúng ta khá phong phú. B ng 1.3.Tr s octan vả ị ố à đi m s«i c a hydrocacbon Cể ủ 5 , C 10 .(II-b¶ng 10-1,243) Cấu tử Điểm sôi RON MON C 5 : n-pentan 36 61.7 61.9 2-metylbutan (izopentan) 28 92. 90.3 C 6 : n-hexan 66.75 24.8 26 2-metylpentan (izohexan) 60.3 73.4 73.4 3-metylpentan 63.25 74.5 74.3 MSSV: 20081603 Trang 3 ỏn mụn hc GVHD: PGS.TS o Quc Tựy 2.2-dimetylbutan (neohexan) 49.73 94.5 93.5 2.3-dimetylbutan 58 10.3 94 1.2.Sản phẩm của quá trình isome hóa Sản phẩm của quá trình isome hoá là các iso-parafin đây là những cấu tử cao octan, rất thích hợp cho việc sản xuất xăng chất lợng cao. Sản phẩm thu đợc từ quá trình isome hoá có trị số octan có thể đạt tới 88-99 (theo RON). Thành phần sản phẩm phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu nhng chủ yếu vẫn là các isopentan và 2,2-dimetylbutan. 2. c trng v nhit ng hc ca quỏ trỡnh Phn ng isome húa n- pentan v n- hexan l cỏc phn ng cú ta nhit nh, v mt nhit ng hc s khụng thun li khi tng nhit . Vỡ vy phi ly nhit ra khi phn ng. Bảng1. 5. Nhiệt tạo thành của một số cấu tử(II-bảng 10-2,244) Cấu tử H 298 Kcal/ml C 5 : 2-metylbutan(isopentan) - 1,92 MSSV: 20081603 Trang 4 Bng 1.4: Thnh phn sn phm t cỏc nguyờn liu khỏc nhau Cấu tử Nguyên liệu Lousianna Arbian Nguyên liệu %V Sản phẩm %V Nguyên liệu %V Sản phẩm %V n-pentan 16.3 4.8 29.1 7.1 Isopentan 11.6 23.1 11.3 33.3 n-pentan 19.0 4.4 30.4 4.1 2,2-dimetylbutan 1.9 20.7 0.0 25.2 2,3-dimetylbutan 2.1 5.0 0.7 4.6 2-metylpentan 15.3 11.4 11.3 12.0 3-metylpentan 9.4 6.2 6.6 5.1 Xyclopentan 2.3 1.8 0.7 0.1 Xyclohexan 6.4 15.5 1.5 6.6 Metylcyclopentan 10.8 2.2 5.4 0.9 Benzen 4.8 4.8 1.0 1.0 Trị số octan 98 98.5 Hiêu suất, % V >99 99 Đồ án môn học GVHD: PGS.TS Đào Quốc Tùy 2,2.dimetylpropan(neopentan) - 4.67 C 6 : 2-metyl pentan(isohexan) - 1,70 3-metylpentan - 1,06 2,2-dimetyl butan(neohexan) - 4,39 2,3-dimetylbutan - 2,53 Mặt khác phản ứng isome hóa n-parafin là phản ứng thuận nghịch và không tăng thể tích nên cân bằng động của phản ứng phụ thuộc chính vào nhiệt độ.(II-Hình 10-1,245) Từ đồ thị cho thấy khi tăng nhiệt độ nồng độ các isome đều giảm còn nồng các n-parafin lại tăng, khi đó nó làm giảm hiệu xuất của quá trình isome hoá và nếu nhiệt độ t o < 200 o C sẽ thiết lập được một hỗn hợp cân bằng có trị số octan cao. Khi isome hoá các n-parafin còn xảy ra một số phản ứng phụ như phản ứng cracking và phản ứng phân bố lại: 2C 5 H 12 ↔ C 4 H 10 + C 6 H 14 Để giảm tốc độ của phản ứng phụ này và duy trì hoạt tính của xúc tác, người ta phải thực hiện quá trình ở áp suất hydro 2 H P =2 ÷ 4 MPa và tuần hoàn khí chứa hydro. MSSV: 20081603 Trang 5 Đồ án môn học GVHD: PGS.TS Đào Quốc Tùy 3 .Xúc tác cho phản ứng 3.1. Xúc tác cho phản ứng Xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng lên hàng trăm, hàng nghìn lần. Bản chất của xúc tác là chất xúc tác chỉ có tác dụng đưa hệ nhanh chóng đạt đến trạng thái cân bằng, bằng cách làm giảm năng lượng hoạt hoá của phản ứng chứ không ảnh hưởng gì đến cân bằng hoá học. Các phản ứng hữu cơ thường xảy ra theo nhiều hướng, xảy ra theo nhiều cấp, đối với phản ứng thuận nghịch thì thêm chất xúc tác sẽ thúc đẩy phản ứng xảy ra theo chiều mà ta mong muốn. Chất xúc tác có khả năng làm tăng nhanh không đồng đều một số phản ứng nhất định. Tính chất này được gọi là tính chọn lọc của xúc tác, nhờ đó mà hiệu quả của phản ứng tăng nhiều lần. Sau phản ứng, chất xúc tác không thay đổi gì về thành phần hoá học, chỉ thay đổi một ít về tính chất vật lý. Xúc tác được chia làm hai nhóm chính là xúc tác đồng thể và xúc tác dị thể, mỗi loại lại được chia nhỏ hơn. Với xúc tác dị thể rắn-khí, đặc trưng nhất là xúc tác oxit, đa oxit, ngày nay phổ biến nhất là xúc tác kim loại trên chất mang. Xúc tác rắn trong công nghiệp thường có các dạng sau: - Bụi: có đường kính khoảng d = 1-150 µm - Vi cầu: d = 10-150 µm - Cầu lớn: d = 3-6 µm - Trụ d = 3-4 µm, chiều cao h = 3-5 mm. Xúc tác dạng cầu ít vỡ vụn, chúng có độ bền cơ rất cao. Dạng bụi và dạng vi cầu dùng trong xúc tác giả sôi, dạng cầu lớn được dùng trong xúc tác chuyển động, còn dạng trụ dùng trong công nghệ xúc tác lớp tĩnh. Kích thước hạt xúc tác phụ thuộc vào thiết bị phản ứng. Khi các chất phản ứng là khí bay hơi thì chỉ có hai loại là thiết bị phản ứng lớp xúc tác cố định và tầng sôi. -Với thiết bị phản ứng lớp xúc tác cố định: Là ống đứng đựng xúc tác, dòng chất phản ứng được thổi qua lớp xúc tác. Do trở lực, áp suất sẽ giảm xuống khi qua lớp xúc tác, vì thế cần tạo ra một áp suất dương ở đầu vào reactor để đảm bảo tốc độ dòng thích hợp. Độ giảm áp suất qua lớp xúc tác tăng theo chiều tăng của tốc độ dòng, chiều dày của lớp xúc tác và chiều giảm kích thước hạt. -Với thiết bị phản ứng lớp xúc tác tầng sôi: MSSV: 20081603 Trang 6 Đồ án môn học GVHD: PGS.TS Đào Quốc Tùy ở đây lớp xúc tác gồm các hạt mịn và khi dòng khí thổi từ dưới lên qua lớp xúc tác, dần dần đạt đến tốc độ tới hạn thì lớp xúc tác bắt đầu “sôi”. Thể tích của lớp giãn ra đáng kể, các hạt ở trạng thái chuyển động liên tục. Xúc tác tầng sôi có ưu điểm hơn lớp cố định về khả năng truyền nhiệt tốt hơn nhiều, sự tổn thất áp suất nhỏ hơn so với lớp cố định… 3.1.1. Xúc tác cho pha lỏng Xúc tác cho quá trình isome hoá thuộc loại xúc tác thúc đẩy phản ứng tạo thành ion cacboni tức là xúc tác mang tính axit. Trước đây người ta dùng xúc tác Lewis như AlCl 3 được hoạt hoá bằng HCl. Gần đây người ta vẫn sử dụng xúc tác trên cơ sở AlBr 3 và hỗn hợp AlCl 3 + SbCl 3 , ưu điểm của loại xúc tác mới này là hoạt tính rất cao, ở nhiệt độ 90 0 C đã hầu như chuyển hóa hoàn toàn các parafin. Nhược điểm của loại xúc tác này là mau mất hoạt tính, độ chọn lọc thấp và dễ bị phân huỷ. Độ axit mạnh của xúc tác dễ gây ăn mòn thiết bị. Ngoài các xúc tác trên thì cũng còn sử dụng một số xúc tác như : (I-156) - H 3 PO 4 ở 26-135 0 C - C 6 H 5 SO 3 H ở 76 0 C để isome hóa buten-1và buten-2 - H 3 PO 4 /chất mang là đất nung ở 325-360 0 C để isome hoá n-anken và iso-anken 3.1.2: Xúc tác axit rắn - BeO: Dùng để biến đổi xyclohexan thành metylxyclopentan ở 450 0 C. - Cr 2 O 3 : Dùng để biến đổi hexadien-1,5 thành hexadien-2,4 ở 225-250 o C - ThO 2 : Isome hóa olefin ở 398- 440 0 C - TiO 2 : Dùng để biến đổi heptylen thành metylxyclohexen ở 450 0 C - Al 2 O 3 -Cr 2 O 3 , Al 2 O 3 -Fe 2 O 3 , Al 2 O 3 -Co, Al 2 O 3 -MnO 2 (tất cả đều trộn theo tỷ lệ khối lượng là 4:1) dùng để isome hoá metylbutylen ở 294-370 0 C. - Cr 2 O 3 -Fe 2 O 3 : Chuyển vị trí nối đôi, nối ba trong hợp chất không no ở 220-300 0 C mà không thay đổi cấu trúc mạch cacbon. - MoS 3 : Dùng để biến đổi n-parafin thành iso-parafin. - Al 2 O 3 -V 2 O 5 : Được dùng để biến đổi xyclohexan thành metylxyclopentan. Theo (I-157) MSSV: 20081603 Trang 7 ỏn mụn hc GVHD: PGS.TS o Quc Tựy 3.1.3. Xỳc tỏc lng chc Liờn h vi vic ch to xỳc tỏc reforming ngi ta ó tỡm ra xỳc tỏc mi cho quỏ trỡnh isome hoỏ v hydroisome hoỏ isome hoỏ n-parafin. Xỳc tỏc ny gm hai phn: - Phn kim loi cú c trng hydro hoỏ, kim loi thng dựng l Pt, Pd. - Phn cht mang axit (alumin, alumin + halogen, aluminsilicat). Loi xỳc tỏc ny cú chn lc cn thit khi isome hoỏ nguyờn liu C 5 -C 6 nhng linh hot ca nú khỏ thp vỡ th ũi hi nhit phn ng phi cao. Vỡ vy m bo c hiu sut ca quỏ trỡnh thỡ ngi ta cho tun hon. Xỳc tỏc reforming loi Pt/Al 2 O 3 dựng rt cú hiu qu khi isome hoỏ phõn on C 5 -C 6 nhng t c tc phn ng cn thit, chỳng ch c s dng nhit t 450-510 0 C. hot tớnh ca xỳc tỏc lng chc c tng lờn bng cỏch tng axit ca cht mang. Xỳc tỏc Pt/Al 2 O 3 to ra ngay c ion cacboni nhit 50 0 C. Sau ny ngi ta dựng xỳc tỏc Pt/Modenit, zeolit. Vi xỳc tỏc ny cú th to ra c phn ng cú hiu qu nhit 250 0 C. Nhng ph bin nht vn l xỳc tỏc Pt/Al 2 O 3 c b xung clo. Xỳc tỏc c quan tõm nhiu nht hin nay l zeolit. 3.1.4. Zeolit v xỳc tỏc cha zeolit Zelit l hp cht ca Alumino-silic. ú l hp cht tinh th cú cu trỳc c bit, cu trỳc ca chỳng c c trng bng mng cỏc l rng, rónh rt nh thụng nhau. Cỏc zeolit c ch to cựng lỳc vi xỳc tỏc Alumino-silicat hay vi t sột thiờn nhiờn, ri sau ú c x lý bng cỏc phng phỏp c bit hp thnh xỳc tỏc cha zeolit. Xỳc tỏc cha zeolit cú hot tớnh rt cao, chn lc tt v li cú giỏ thnh va phi cú kh nng tỏi sinh vỡ th chỳng c s dng rng rói. Thnh phn hoỏ hc ca zeolit c biu din di dng cụng thc nh sau: M 2/n Al 2 O 3 .xSiO 2 .yH 2 O Trong ú: x>2 v n l hoỏ tr ca cation kim loi M. Bảng1.6. Một số xúc tác zeolit thờng dùng Zeolit Thành phần hoá học Đờng kính trung bình lỗ A A Na 2 O. Al 2 O 3 .2SiO 2 .4,5H 2 O 3,6-3,9 MSSV: 20081603 Trang 8 Đồ án môn học GVHD: PGS.TS Đào Quốc Tùy X Na 2 O. Al 2 O 3 .2,5SiO 2 .6H 2 O 7,4 Y Na 2 O. Al 2 O 3 .4,8SiO 2 .8,9H 2 O 7,4 Mordenit Na 8 (Al 2 O 3 )4,8(SiO 2 ) 40 .24H 2 O 2,9-5,7 ZSM5 vµ 11 5,4-5,6 Về cấu tạo zeolit được tạo thành từ các sodalit. Nếu các đơn vị này nối nhau theo các mặt bốn cạnh thì tạo nên zeolit mà người ta gọi là zeolit loại A. Còn khi các đơn vị này nối nhau theo các mặt sáu cạnh thì zeolit tạo thành người ta thường gọi là zeolit loại X hay Y, có cấu trúc tương tự như các faurazit. Ngày nay, người ta đã chế tạo được hàng trăm loại zeolit khác nhau đủ mọi kích cỡ. 3.1.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến xúc tác * Chất mang có tính axit Xúc tác chỉ có tác dụng ở lớp bên ngoài trên bề mặt có độ dày khoảng 100  300 A o , còn ở phía bên trong chỉ làm nhiệm vụ liên kết mạng tinh thể. Như vậy người ta thay lớp bên trong bằng một lớp chất mang rẻ tiền và dễ điều chế hơn. Mặt khác khi dùng chất mang có thể tăng độ bền cơ, độ bền nhiệt và tăng bề mặt riêng của xúc tác. Chất mang có thể là oxit nhôm hoặc hỗn hợp Al 2 O 3 -SiO 2 , sau này người ta còn dùng zeolit hay modenit vì zeolit là một trong các axit rắn có đặc tính rất quý: Độ axit cao, là một rây phân tử, do vậy có thể cho phép ta tách được những phân tử có kích thước khác nhau. Tốt hơn cả là dùng xúc tác ZSM-5 của hãng Mobil-Oil (Hoa Kỳ). Tuy nhiên phổ biến hơn cả sử dụng chất mang Al 2 O 3 có bổ sung Clo. Độ axit của chất mang được quyết định bởi quá trình xử lý đặc biệt để tách nước bề mặt nhằm tạo ra bề mặt riêng lớn (400m 2 /g) và tạo ra các tâm axit. Chất mang có thể là γ -Al 2 O 3 hoặc là η -Al 2 O 3 với diện tích bề mặt khoảng 250m 2 /g được bổ sung các hợp chất halogen như flo, clo hay hỗn hợp của chúng. Độ axit tăng khi tăng hàm lượng halogen, có khoảng 57% clo trên xúc tác. Dùng CCl 4 hoặc các hợp chất clo hữu cơ khác, hiện nay người ta thường dùng axit HCl, để có ít nhất 2 nguyên tử clo trên một nguyên tử Al. MSSV: 20081603 Trang 9 Đồ án môn học GVHD: PGS.TS Đào Quốc Tùy * Kim loại Kim loại có đặc trưng thúc đẩy phản ứng dehydro hoá parafin thành olefin, đồng thời hydro hoá các olefin thành các iso-parafin. Thường dùng là các kim loại quí sau Pt, Pd, Ni, trong đó Pt là kim loại được sử dụng nhiều nhất. Trong quá trình isome hoá, Pt làm tăng tốc độ khử hydrocacbon no, khử hydro vòng hoá parafin tạo hydrocacbon thơm thúc đẩy quá trình no hoá, làm giảm lượng cốc bám trên xúc tác. Hơn nữa, Pt có khả năng phân ly phân tử H 2 SO 4 dễ dàng, các anken không bị hấp phụ quá mạnh và Pt là xúc tác yếu của phản ứng nhiệt phân hydro. Vì vậy, các phản ứng isome hoá n-parafin dễ dàng xảy ra trên Pt ngay cả trường hợp không có tâm axit. Platin được đưa vào xúc tác ở dạng khác nhau nhưng phổ biến là dùng dung dịch của axit platin clohidric (H 2 PtCl 6 ). Platin là cấu tử tốt cho xúc tác đồng phân hoá. Hàm lượng Pt trên xúc tác chiếm khoảng 0,30,7% khối lượng. Chất lượng tốt của một chất xúc tác là có độ hoạt tính cao, độ chọn lọc cao và độ ổn định cao. độ hoạt tính của xúc tác được đánh giá thông qua hiệu suất và độ chuyển hoá của sản phẩm thu được. Độ hoạt tính phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng kim loại Pt và đặc biệt là độ phân tán của Pt trên chất mang axit. Qua các kết quả nghiên cứu, người ta cho rằng: Nếu các hạt phân tán có kích thước nhỏ hơn 10A o thì có tâm hoạt tính mạnh, còn khi kích thước hạt lớn hơn 70A o thì xúc tác không có hoạt tính đối với phản ứng isome hoá. Vì thế hàm lượng Pt chỉ chiếm tối đa 1% bề mặt chất mang. Xúc tác lưỡng chức năng có độ chọn lọc cao hơn xúc tác trong pha lỏng nhưng độ hoạt tính của nó thường thấp hơn, vì thế phải đòi hỏi nhiệt độ phản ứng phải cao hơn và phản ứng phải được thực hiện trong pha hơi. nhưng do tăng nhiệt độ mà phản ứng isome hoá n-parafin không thuận lợi về mặt nhiệt động. Do đó, cần phải tuần hoàn nguyên liệu chưa biến đổi để nâng cao hiệu suất của quá trình isome hoá. 3.1.6. Lùa chän xóc t¸c Trong tất cả các loại zeolit thì zeolit sử dụng phù hợp nhất cho quá trình isome hoá là ZSM5,11. Vì chúng có kích thước khá phù hợp cho phép độ chọn lọc của quá trình cao hơn. Sau đây là một số đặc trưng của quá trình isome hóa. MSSV: 20081603 Trang 10 [...]... PGS.TS o Quc Tựy Hình Sơ đồ công nghệ isome hóa của BP 1 Lũ gia nhit nguyờn liu 2 Lũ phn ng 4 Ct n nh 3 Tỏch khớ 5 Mỏy nộn khớ 6 Ngng t u nhc im ca cụng ngh: u im: sn phm cú tr s octan khỏ cao, trờn 80 Lm vic n nh Nhc im: ch to thit b khú khn do ũi hi kh nng chng n mũn rt ln 3.4.2.6 Quỏ trỡnh isome húa ca Shell (UCC Shell Hysomer ) Quá trình đợc dùng để isome hóa phân đoạn C5- C6 của xăng cất trực tiếp... 83 (theo RON) Xúc tác cho quá trình thuộc loại xúc tác đa chức năng với kim loại quý hiếm trên chất mang zeolit với hàm lợng natri nhỏ nhất Nguyên liệu sau khi đợc cho qua quá trình hydro hóa làm sạch khỏi các tạp chất của lu huỳnh và đợc sấy khô để loại hơi nớc nhằm hạn chế khả năng ăn mòn thiết bị của các hợp chất này mới cho vào isome hóa Xúc tác của quá trình này không nhạy với các loại hợp chất... điểm: - Nhiệt độ và áp suất không quá cao nên thuận lợi về mặt nhiệt động, thuận lợi cho việc gia công thiết bị, không sử dụng nhiều các máy nén đắt tiền - Dây chuyền hoạt động liên tục nên có khả năng tự động hóa, giảm đợc số nhân công sử dụng trong phân xởng - Xúc tác có thời gian làm việc khá lâu, hoạt tính cao Nhợc điểm: - Xúc tác khó hoạt tính cao, thời gian làm việc lâu nhng khả năng tái sinh rất... quỏ trỡnh isome húa s dng xỳc tỏc pha lng v isome húa s dng xỳc tỏc trong pha hi Quỏ trỡnh pha lng tin hnh vi xỳc tỏc cú axit mnh nh xỳc tỏc Friden- Craf Nhit quỏ trỡnh thng nm trong khong 90-150 oC Cũn quỏ trỡnh trong pha hi thng s dng xỳc tỏc lng chc v nhit cao 3.4.1 Quỏ trỡnh isome húa n-parafin trong pha lng vi xỳc tỏc AlCl3 Cỏc quỏ trỡnh isome húa loi ny ra i t rt sm v l loi ph bin isome húa... liệu Bộ phận tách Lò Sơ đồ nguyên lý làm việc của quá trình isome hóa pha hơi 3.4.2.1 Quỏ trỡnh isome húa n-Butan (UOP Butamer process ) Mc ớch ca quỏ trỡnh ny l sn xut isobutan t n-butan cung cp nguyờn liu cho cụng ngh alkyl hoỏ v sn xut MTBE Nguyờn liu ca quỏ trỡnh chớnh l n- butan Xỳc tỏc c s dng l aluminoplatin hot hoỏ bng clo Quỏ trỡnh isome hoỏ c tin hnh trong pha hi, vi s cú mt ca hydro vi lp... phản ứng cracking thành các phân tử nhẹ hơn Sơ đồ công nghệ đợc mô tả nh hình trên: Hình Sơ đồ công nghệ của SELL 1 Thiết bị phản ứng ; 2 Tháp tách; 3 Máy nén ; 4.Tháp ổn định Điều kiện của công nghệ: - Nhiệt độ của quá trình : 245-2470C - áp suất của quá trình : 300-500 Psi - Tỷ lệ H2/RH : 1/4 - Thời gian làm việc xúc tác là : 5-10 năm - Tốc độ nạp liệu : 1- 3h-1 Hiệu suất của quá trình từ 97 đến... clohydric Túm li, xỳc tỏc cho quỏ trỡnh isome húa xy ra theo hai giai on sau: + Giai on u: l giai on tỏch hydro, vai trũ xỳc tỏc l cỏc tõm kim loi pt + Giai on sau: Giai on ng phõn húa, vai trũ xỳc tỏc l cỏc tõm axit 3.4 Cỏc quỏ trỡnh isome húa trong cụng nghip Trong cụng nghip hin nay, cú rt nhiu cụng ngh isome húa sn xut xng cú tr s octan cao, trong ú cú quỏ trỡnh isome húa Quỏ trỡnh da trờn xỳc tỏc... xng ngay hay l tỏch ly cỏc cu t cha chuyn hoỏ cho tun hon tr li thit b phn ng 3.4.2 Quỏ trỡnh isome húa n-parafin trong pha hi i vi quỏ trỡnh isome húa pha hi, xỳc tỏc s dng l xỳc tỏc rn, lng chc kim loi quý trờn cht mang oxit (nh Al2O3, t sột hay zeolit) Quỏ trỡnh ny c thc hin nhit cao hn so vi quỏ trỡnh isome húa trong pha lng nhng bự li quỏ trỡnh ny khụng to ra mụi trng n mũn, chn lc rt cao v... Bảng 1.7 Đặc trng của xúc tác isome hóa Nhiệt độ phản ứng khi sử dụng Xúc tác FiedelCrafts AlCl3.AlBr3 80-1000C Oxit Al2O3,Cr2O3,BeO 200-4500C Pt/Al2O3 350-5000C Pt/Al2O3 clo hoá 80-1500C Pt/zeolite 250-3000C Pt/zeolite-X 300-3300C Pt/zeolite-Y 300-3300C Pt/ZSM5 Nhiệt độ phản ứng khi sử dụng Pha lỏng gây ăn mòn 300-3300C Pha hơi 3.2 Phn ng húa hc chớnh xy ra * Vi phn ng isome húa n-Butan tng hp MTBE:... ng isome húa n-Butan tng hp MTBE: CH3 - CH2 - CH2 - CH3 to xt, CH3 - C = CH2 CH 3 iso- Buten *Với phân đoạn C5 - C6 CH3 - CH2 - CH2 - CH2 - CH3 to xt CH3 - CH - CH2 - CH3 CH 3 iso-pentan CH 3 CH3 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH3 to,xt CH3 - C - CH3 CH 3 neo hexan 3.3 C ch phn ng isome húa n-parafin 3.3.1 Isome húa n-parafin với xúc tác trong pha hơi Trong cỏc quỏ trỡnh ch bin du, tựy theo loi xỳc tỏc . axit. 3.4. Các quá trình isome hóa trong công nghiệp Trong công nghiệp hiện nay, có rất nhiều công nghệ isome hóa để sản xuất xăng có trị số octan cao, trong đó có quá trình isome hóa. Quá trình dựa. nhiệt độ cao. 3.4.1. Quá trình isome hóa n-parafin trong pha lỏng với xúc tác AlCl 3 Các quá trình isome hóa loại này ra đời từ rất sớm và là loại phổ biến để isome hóa n-butan thành isobutan quá trình isome hóa. Quá trình dựa trên xúc tác có thể phân ra thành hai nhóm là quá trình isome hóa sử dụng xúc tác pha lỏng và isome hóa sử dụng xúc tác trong pha hơi. Quá trình pha lỏng tiến