tiểu luận công nghệ lọc dầu '''' tìm hiểu công nghệ izome hóa ''''

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HỒ CHÍ MINH
TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ HÓA
TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ HÓA
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA
MÔN CHUYÊN NGÀNH
MÔN CHUYÊN NGÀNH
TIỂU LUẬN MÔN: CÔNG NGHỆ LỌC DẦU
TIỂU LUẬN MÔN: CÔNG NGHỆ LỌC DẦU
ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ IZOME HÓA
ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ IZOME HÓA
GVHD: Võ Đức Anh
GVHD: Võ Đức Anh
Nhóm thực hiện:
Nhóm thực hiện:




1. Đặng Hoàng Dy
1. Đặng Hoàng Dy




2. Lý Thị Xuân Huệ
2. Lý Thị Xuân Huệ

3. Lê Hoàng Mai Phương
3. Lê Hoàng Mai Phương




4. Nguyễn Văn Thương
4. Nguyễn Văn Thương


5. Nguyễn Văn Xá
5. Nguyễn Văn Xá


CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG NGHỆ
IZOME HÓA
1.1 Khái niệm:
Izome hóa là quá trình nhằm biến đổi các hydrocacbon
mạch thẳng thành mạch nhánh. Quá trình này thường dược
dùng để nâng cao trị số octan của xăng. Mặt khác, cũng là
phương pháp để tạo ra các cấu tử cao octan pha vào xăng
nhằm nâng cao chất lượng.
Phản ứng có ý nghĩa quan trọng trong lọc dầu là izome
hóa n- butan thành izo- buten, là cấu tử ban đầu để tổng hợp
MTBE làm phụ gia tái tạo lại xăng. Đây là phản ứng vừa
izome hóa, vừa dehydro hóa.
Ngoài ra, izome hóa còn bao gồm phản ứng biến đổi vị
trí nhóm thế trong vòng benzen.

1.2. Mục đích của quá trình
- Mục đích của quá trình isome hóa trong chế biến dầu
là tăng tính chống kích nổ của xăng máy bay và xăng ô tô.
- Quá trình isome hóa công nghiệp phát triển với mục
đích nhằm tăng nguồn isobutan, là nguyên liệu để sản xuất
alkylat, là thành phần trị số octan cao cho xăng máy bay.
- Giá trị to lớn của quá trình isome hóa làm nguyên liệu
được sử dụng là các thành phần octan thấp, như phân đoạn
từ sôi đầu đến 62 độ rafinat của reformin xúc tác. Trong các
nguyên liệu này chứa chủ yếu là phân đoạn pentan và hexan
các nguyên liệu này được đồng phân trong môi trường có
hydro tạo thành iso- parafin với trị số octan cao. Tình chống
kích nổ cao và độ bay hơi cao của sản phẩm đồng phân hóa
các hydro cacbon C
5
, C
6
khiến cho chúng trở thành các cấu
tử có giá trị cho xăng chất lượng cao.


CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH
IZOME HÓA
2.1. Đặc trưng về nhiệt động và động học.

Nhiệt động học
Phản ứng izome hóa là phản ứng thuận nghịch và không
làm thay đổi của hệ nên cân bằng nhiệt động học chỉ phụ

thuộc vào nhiệt độ và không phụ thuộc vào áp suất.
Phản ứng izome hóa là phản ứng tỏa nhiệt nhẹ (68
KJ.mol) nên về mặt động nhiệt học sự hình thành sản phẩm
thuận lợi ở nhiệt độ thấp.

Động học
Yếu tố động học quan trọng là vận tốc quá trình. Nếu
vận tốc quá thấp thì quá trình khó có thể đạt tới trạng thái
cân bằng.


2.2. Nguyên liệu cho quá trình
Thông thường nguyên liệu của quá trình izome hóa là
nguyên liệu có tỉ lệ mol C
5
,C
6
là 50.50 hoặc 65.35 nhưng
cũng có thể sử dụng nguyên liệu giàu C
5
hoặc giàu C
6
.
2.3 Cơ chế phản ứng

Tính acid

Tính lưỡng chức

2.4. Các thông số của quá trình
2.4.1. Nhiệt độ
Tùy thuộc vào loại xúc tác lựa chọn, nhiệt độ của quá trình
có thể thay đổi trong khoảng 100-450
0
C.
2.4.2. Áp suất chung và áp suất riêng phần.
Áp suất riêng phần của hydro tăng dẫn đến vận tốc quá trình
tạo cốc giảm và như vậy thời gian sử dụng xúc tác giữa hai
chu kì tái sinh sẽ được tăng lên.
2.4.3. Tốc độ nạp liệu (thời gian phản ứng):
Tốc độ nạp liệu giảm (tương ứng với tăng thời gian phản
ứng) dẫn đến tăng hiệu suất chuyển hóa n- alkan thành iso-
alkan.


2.5. Xúc tác của quá trình izome hóa:
Xúc tác cho quá trình izome hóa thuộc loại xúc tác thúc
đẩy phản ứng tạo thành ion carboni, tức là các xúc tác có tính
acid. Có thể chia thành 3 nhóm xúc tác sau:
2.5.1. Xúc tác pha lỏng
2.4.2. Xúc tác acid rắn
2.4.3. Xúc tác lưỡng chức
Đó là các loại xúc tác Pt/ Al
2
O
3
có thể tạo ra ngay R
+
ở

50
0
C. Sau này người ta dùng xúc tác Pt/ mordenit, hoặc Pt/
zeolit khác, với xúc tác đó phản ứng ở nhiệt độ 250
0
C. Phổ
biến là loại xúc tác Pt/Al
2
O
3
, có 7% clo trên xúc tác. Dùng
CCl
4
để clo hóa.


CHƯƠNG 3. CÔNG NGHỆ IZOME HÓA
CHƯƠNG 3. CÔNG NGHỆ IZOME HÓA
3.1 Công nghệ izome hóa pha lỏng với xúc tác AlCl
3
Các quá trình zome hóa này đã có từ rất lâu và là loại
phổ biến để izome hóa n- butan thành izobutan.
3.1.1. Quá trình izomate (Standart Oil Co. Indiana)


3.1.2. Quá trình của Shell Devlopment Co.
Quá trình này được dùng để chế biến phân đoạn n-
butan thành izo- butan và cũng được sử dụng để chế biến
phân đoạn C
5

. Là một quá trình liên tục và không tái sinh
xúc tác. Xúc tác là một dung dịch của HCl khan và triclo-
antimoan được hoạt hóa bằng HCl khan. Vùng phản ứng
được giữ ở áp suất hydro để hạn chế các phản ứng phụ.
3.1.3. Quá trình của hãng Esso Research &
Engineering Co.
Quá trình này được thực hiện ở nhiệt độ từ 25- 50
0
C.
Đặc điểm chính của quá trình tiến hành ở độ chuyến hóa
nên không cần phải tuần hoàn lại nguyên liệu chưa phản
ứng.


3.2. Quá trình izome hóa pha hơi
Quá trình isome hóa pha hơi sử dụng xúc tác rắn, lưỡng
chức kim loại quý trên chất mang acid. Đây là nguyên lý
chung của quá trình này:


3.2.1. Izome hóa n- butan (quá trình butamer)


3.2.2 Công nghệ đồng phân hóa của hãng British Petrolum
1.Lò nung; 2,3. lò phản ứng; 4. thiết bị phân tách; 5.máy nén khí hydro; 6.tháp ổn định; 7.
thiết bị làm lạnh bằng không khí.
I. Không khí; II.thêm các hợp chất hữu cơ; III.hydro bổ sung; IV. Hidrocacbon nhẹ;
V. isomerate

3.2.3 Công nghệ đồng phân hóa một gian đoạn cuả hãng
Shell (Hysome).
•
•
Nguyên
Liệu
Tuần hoàn hydro
Hệ thông lò
Phản ứng
Máy nén
ísomerate
Cung cấp
hydro
LPG
Khí thải


3.2.4 Công nghệ đồng phân hóa hãng Union Carbide (quá
trình TIP)
1.Thiết bị nung; 2. bộ phận tách các iso và n- parafin; 3. lò phản ứng; 4. thiết bị
làm lạnh; 5. bộ phận tách khí; 6. tháp ổn định.
I. Nguyên liệu(isomerate max); II.Nguyên liệu(RON max); III.Hydrocacbon
nhẹ; IV.isomerate


3.2.5
3.2.5
C
C
ô

ô
ng nghệ đồng phân hóa của hãng UOP (quá trình
ng nghệ đồng phân hóa của hãng UOP (quá trình
penex).
penex).
1.Tháp isopenta; 2.lò phản ứng; 3.thiết bị sấy; 4.tháp ổn định; 5.tách pentan; 6.thiết bị
phân tách; 7.máy nén khí tuần hoàn.
I.Nguyên liệu; II.iso pentan; III.pentan; IV.hydrocacbon bổ sung; V.hydrocacbon nhẹ;
VI.pentan & hexan; VII.hydro tuần hoàn; VIII.isohexan; IX.isomerate


Kết luận
Kết luận
•
Công nghệ izome hóa được áp dụng đầu tiên
vào khoảng năm 1930-1940. quá trình này
ngày càng được áp dụng rộng rãi và được các
hãng UOP, IFP…Ngày càng cải thiện các
nguyên liệu nặng thành sản phẩm có trị số
octan cao dùng trong ôtô và máy bay.
•
Quá trình này càng được nhiều nước áp dụng
vào trong các nhà máy lọc dầu hiện đại.