công nghệ cyclar sản xuất aromatic từ lpg

CÔNG NGHỆ TỔNG HỢP HỮU
CƠ- HÓA DẦU
BÀI TẬP LỚN
ĐỀ TÀI: CÔNG NGHỆ CYCLAR SẢN XUẤT AROMATIC TỪ
LPG
GVHD: PGS. TS Nguyễn Hồng Liên
SVTH:
1. Phan Công Hoàng
2. Hoàng Văn Dân
3. Nguyễn Thị Nhường
4. Nguyễn Bá Sơn
5. Nguyễn Việt Hà
6. Chu Văn Dũng
7. Nguyễn Hữu Tùng Anh
I.1. Giới thiệu

Hợp chất hữu cơ vòng, là loại đặc biệt của hợp chất
không no: đơn vòng, đa vòng.

Ứng dụng rộng rãi nhất: Benzen, Toluen, các Xylen (gọi
chung là BTX), etylbenzen và cumen.
I.2. Tầm quan trọng.

Nguyên liệu quan trọng cho sản xuất hóa chất và
polyme: phenol, trimetyl toluen, nilon, các chất dẻo…

Quan trọng: BTX.
I. Aromatic
I. Giới thiệu về Aromatic.
II. Nguyên liệu LPG.
III. Công nghệ xúc tác.

IV. Xúc tác ZSM-5.
V. Sơ đồ công nghệ.
VI. Sơ đồ tái sinh xúc tác.
VII. Ưu, nhược điểm công nghệ.
Nội Dung

Benzen: TSL trung bình ~ 35triệu tấn/ năm. Lượng
tiêu thụ năm 1997 tại Mỹ:
I. Aromatic
46
21
13
5
15
Sx etyl benzen
sx cumen
sx xyclohexan
sx nitrobenzen
sx khác:clobenzen…

Toluen:
∗
Sản lượng năm 1994 tại Mỹ ~ 6.4 tỷ pound ( 3,1 triệu
tấn).
∗
Ứng dụng chủ yếu: tăng chỉ số octan, với phân bố
như sau:
I. Aromatic
54
16

8
22
sx benzen.
dung môi pha sơn.
tolylendiizoxyanat
sx caprolactam…

Xylen:
∗
SL ở Mỹ năm 1998: 9,5triệu pound ( 4.300 tấn ).
∗
Ứng dụng chủ yếu: cải thiện chỉ số octan của xăng.
∗
Công nghệ hữu cơ: sản xuất chất dẻo và sợi.
•
p- xylen ( quan trọng nhất ): tổng hợp axit terephtalic và
dimetyl terephtalat sản xuất sợi và phim polyeste.→
•
o- xylen: tổng hợp anhydrit phtalic sản xuất các chất dẻo, →
nhựa alkyt và polyeste.
•
m- xylen: tổng hợp axit izophtalic sản xuất chất dẻo.→
I. Aromatic
I.3. Tính chất kỹ thuật.

Lý tính:

Benzen, toluen; o-, m- xylen: lỏng, không màu, linh động, mùi thơm đặc
trưng; p- xylen: lỏng hoặc tinh thể không màu.


Dễ bắt cháy và cháy tạo muội.

Các BTX đều tan trong rượu nhưng tan ít hoặc không tan trong nước.

Hơi benzen tạo hỗn hợp nổ với không khí trong khoảng nồng độ rộng.

Hóa tính: tính chất vòng thơm, đặc trưng là phản ứng thế electrophyl SE (
alkyl hóa, nitro hóa…).
I. Aromatic
I. Aromatic
Sơ đồ công nghệ
I.4. Nguồn cung cấp.

Cốc hóa than đá.

Reforming xúc tác Naphtha.

Cracking xúc tác.

Quá trình Cyclar.

Cracking hơi Naptha.
I.5. Phương pháp sản xuất.

Chiết tách HC thơm từ sản phẩm reforming xúc tác naphtha, xăng nhiệt
phân, sản phẩm lỏng cốc hóa than.

Chế biến, tổng hợp nhờ chuyển hóa các HC thơm ít giá trị thành dạng có
nhu cầu lớn.
I. Aromatic


CCR Platforming của UOP.

Quá trình reforming chọn lọc khí hóa lỏng ( LPG) thành sản phẩm
HC thơm.

Sơ đồ công nghệ:
I. Aromatic

Quá trình Cyclar:

Chuyển đổi khí dầu mỏ hóa lỏng (LPG) vào một sản
phẩm lỏng thơm trong một hoạt động riêng biệt.

LPG bao gồm chủ yếu là propane và butane thu hồi
từ các lĩnh vực khí đốt và hoạt động tinh chế dầu khí.

Phản ứng chính:
I. Aromatic

Reforming xúc tác naphtha.

Mục đích:
∗
Tăng N0O của xăng chưng cất ở P thường
∗
Sx HC thơm cho CNHD.

Các phản ứng chính.
∗

Dehydro hóa các naphten tạo thành HC thơm: ∆H= 210 kJ/ mol.
∗
Dehydro vòng hóa các parafin thành HC thơm: ∆H= 250 kJ/ mol.

ĐK thuận lợi: P= 0.1 Mpa và t<= 3500C.

Xúc tác: Đa chức năng, gồm: hydro hóa/ dehydro hóa (tâm kim loại ), chức
axit ( thành phần và cấu trúc chất mang ).

Sơ đồ công nghệ:
I. Aromatic

Sơ đồ công nghệ:
I. Aromatic

Chất lượng sản phẩm:
•
Sản phẩm chính: BTX (~91%) , các aromatic nặng( ~9%).
•
TSL các Aromatic khoảng từ 58% khối lượng với tất cả nguyên liệu
propan sạch, đến 62% với tất cả loại butan.

So sánh và lựa chọn công nghệ:
•
Căn cứ vào yêu cầu khách quan như: mặt bằng xây dựng nhà máy,
đặc điểm của nguyên liệu, yêu cầu về chất lượng sản phẩm … và
các yếu tố kinh tế khác, cũng như yêu cầu về công suất nhà máy,
chi tiết xây dựng ban đầu, chi phí quá trình vận hành …
•
So sánh giữa CCR platforming và cyclar:

I. Aromatic
I. Aromatic
Cyclar

Nguyên liệu rẻ: LPG

Sản phẩm lỏng chứa
khoảng 92% BTX, 7-8% HC
thơm C9, C10

Sản phẩm không cần qua
chiết tách mà có thể
chuyển qua tháp chưng.
CCR platforming

Nguyên liệu rẻ : LPG

Quá trình làm việc liên tục

Tái sinh xúc tác liên tục

Xúc tác tự chảy từ trên
xuống, không dùng khí
nâng.

Hiệu suất chuyển hóa cao.

Khí dầu mỏ hóa lỏng( LPG) thu được từ quá trình chế
biến dầu được hóa lỏng, bao gồm các hydrocacbon
parafinic như propan, butan. Ngoài ra, tùy thuộc vào

phương pháp chế biến mà trong thành phần của nó còn
có thể có một lượng nhỏ olefin như propylen, butylen.

Nguồn cung cấp:

Phân đoạn C3, C4 trong nhà máy lọc dầu.

Phần lỏng của khí thiên nhiên.

Đặc tính:
II. Nguyên liệu LPG.

Độ sạch cao, không lẫn tạp chất ăn mòn và các tạp chất chứa lưu
huỳnh.

Không gây ăn mòn các phương tiện vận chuyển và tồn chứa.

Khi cháy, LPG ít gây ô nhiễm môi trường, không gây độc hại kể cả
khi LPG tiếp xúc trực tiếp với thực phẩm.

LPG là loại khí đốt thuận tiện cho việc vận chuyển và tồn chứa do
khả năng hóa lỏng ở áp suất không quá cao ở nhiệt độ thường ( 0,3
– 0,4 MPA).

Nhiệt độ của LPG khi cháy rất cao từ 1900 oC – 1950 oC → có khả
năng đốt cháy và nung nóng chảy hầu hết các chất.

Giới hạn cháy nổ của LPG trong không khí khá hẹp, chỉ từ 1.5 – 10 %
→LPG khá an toàn so với các nhiên liệu khác.
II. Nguyên liệu LPG.


Ứng dụng:

Nguyên liệu cháy hoàn toàn, không tro và hầu như không có khói.

Trong nông nghiệp: sử dụng LPG làm nhiên liệu trong sản xuất thức
ăn gia súc, chế biến, sấy nông sản, thực phẩm.

Trong giao thông vận tải: nhiên liệu thay thế cho xăng động cơ
nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

Trong công nghiệp hóa dầu: sản xuất tinh chế dầu nhờn, nguyên liệu
hóa học để tạo ra những monome để tổng hợp polime trung gian
như: Polyvynylclorua, Polypropylen, để sản xuất MTBE, để sản xuất
các hydrocacbon thơm…

Nhà máy điện: chất đốt để chạy các tuôcbin sản xuất ra điện.
II. Nguyên liệu LPG.
III.1. Công nghệ bán tái sinh.

Đặc điểm cơ bản:

Xúc tác cố định.

Dòng nguyên liệu chuyển từ thiết bị này sang thiết bị
khác.

Ngưng hoạt động toàn bộ hệ thống để tái sinh chất
xúc tác tại chỗ, ngay trong thiết bị phản ứng, khi lượng

cốc trên lớp xúc tác chiếm 15-20% trọng lượng.

Xúc tác: Pt có kèm theo một số chất phụ gia như Re,
Ir…
III. Công nghệ xúc tác.

Sơ đồ công nghệ:
III. Công nghệ xúc tác.
III.2. Công nghệ tái sinh liên tục ( CCR).

Đặc điểm cơ bản:

Lớp xúc tác được chuyển động nhẹ nhàng, liên tục trong
hệ thống thiết bị phản ứng với vận tốc vừa phải (trong
khoảng 3- 10 ngày).

Toàn bộ hệ thống được vận hành liên tục.

Lớp xúc tác sau khi ra khỏi hệ thống phản ứng được đưa
ra ngoài để tái sinh trong một hệ thống tái sinh riêng. Sau
đó được quay trở lại hệ thống phản ứng.

Cấu tạo lò phản ứng:
III. Công nghệ xúc tác.
III. Công nghệ xúc tác.
III. Công nghệ xúc tác.

Sơ đồ công nghệ octanizing của IFP:
III. Công nghệ xúc tác.