SEMINAR Công Nghệ Tổng Hợp Hữu Cơ – Hóa Dầu (SORBEX, MOLEX, OLEX, PAREX,…)

SEMINAR
CÔNG NGHỆ TỔNG HỢP HỮU CƠ – HÓA DẦU
(SORBEX, MOLEX, OLEX, PAREX,…)

GVHD
SVTH

: PGS.TS. Trần Công Khanh
:
Lê Anh Duy
Tăng Mộng Điệp


I - Công nghệ Sorbex
1.Giới thiệu

Công nghệ sorbex được phát minh bởi
UOP (Universal Oil Products) vào những
năm 1960.
 Thuật ngữ Sorbex dùng để chỉ một hệ
thống các quá trình mô phỏng luồng xúc
tác chuyển động của chất hấp phụ với sự
ngược dòng liên tục của một chất lỏng
cấp qua lớp chất hấp phụ.





Phương pháp này cho phép thu hồi các đồng
phân hóa học với độ tinh khiết cao mà các

phương pháp khác khó có thể thực hiện
được.
Vì các cấu tử có nhiệt độ sôi xấp xỉ nhau
nên khó có thể tách triệt để bằng chưng cất
thông thường.


2. Tìm hiểu công nghệ sorbex.
Giả sử dòng vào là một hỗn hợp gồm 2
cấu tử A + B. Cấu tử A được hấp phụ
chọn lọc trên chất hấp phụ.
 Chất hấp phụ rắn sử dụng là Zeolit.
 Các thành phần chất lỏng có điểm sôi
khác xa nhau, điều này đảm bảo cho quá
trình chưng cất phân đoạn tách các cấu
tử.



I : hấp phụ A; II : giải hấp phụ chất B; III : giải hấp phụ chất A,
IV : khu vực cô lập

Sơ đồ hệ thống mô tả


Khu vực I
(Hấp phụ A)


Dòng nguyên liệu (A+B) vào và đi xuống

dươí , ngược dòng với dòng chất hấp phụ
rắn đi từ dưới lên.
+ Cấu tử A bị hấp phụ trên các lỗ trống
(các mao quản) của chất hấp phụ.
+ Đồng thời cấu tử D ở lỗ trống đi ra
ngoài và nhường chỗ cho A.


Khu vực II
(giải hấp phụ B)




Thành phần đi vào đáy của khu vực II chứa
một lượng lớn cấu tử A (có trong các lỗ trống
của chất hấp phụ), mặt khác các lỗ trống cũng
chứa lượng lớn cấu tử B.(nguyên nhân là do
dòng pha chiết từ khu I đi lên tiếp xúc với dòng
nguyên liệu mới được cấp vào)
Dòng chất lỏng đi vào khu II chỉ chứa A và D,
không có B.


Khu vực II


Vì gradient nồng độ, cấu tử B dần dần đi
ra khỏi lỗ trống, ưu tiên hấp phụ A và D
như chất hấp phụ, đi lên qua khu II.

Do đó tại đỉnh của khu II, trong các
lỗ trống của chất hấp phụ chỉ chứa A và
D.


Khu vực III
(giải hấp phụ A)








Chất hấp phụ đi vào đáy của khu III chỉ mang A và
D.
Chất lỏng đi vào đỉnh của khu III là thành phần D
nguyên chất.
do sự chênh lệch nồng độ( D >> A) nên cấu tử A
trong lỗ trống dần đi ra ngoài và nhường chỗ cho
cấu tử D.
Chất lỏng còn lại ở đáy của khu III bao gồm cả A và
D. Một phần được tháo ra ngoài theo pha chiết,
một phần tiếp tục đi xuống khu II.


Khu vực IV
(tách rời,cô lập)







Đây là nơi thành phần dòng trong khu I được
tách ra từ phần chiết trong khu III.
Tại đỉnh khu III các lỗ trống của chất hấp phụ
chứa hoàn toàn là D.
Thành phần vào đỉnh của (IV) là B và D
Bằng cách điều chỉnh tốc độ dòng chảy của
khu IV ( điều chỉnh bằng bơm), có thể ngăn
chặn thành phần dòng B đi vào khu III và do
đó tránh được sự nhiễm bẩn pha trích.


Tuy nhiên:
Trong thực tế rất khó có thể di chuyển một lớp
chất hấp phụ bền vững (chất hấp phụ rắn).
 Trong công nghệ sorbex, khi đã có sự ngược
dòng giữa dòng chất lỏng và chất hấp phụ thì
không có sự chuyển động vật lý của chất
rắn.
 Do vậy, thay vì sử dụng chất hấp phụ rắn
chuyển động , công nghệ sorbex cải tiến của
UOP đã sử dụng chất hấp phụ rắn, tĩnh và việc
phân phối chất lỏng trên các lớp chất hấp phụ
được thực hiện bằng một van quay.








Công nghệ sorbex mô phỏng luồng ngược dòng bằng
việc thay đổi theo chu kỳ các vị trí của chất lỏng bơm
vào và lấy ra dọc theo một lớp cố định của chất hấp
phụ rắn.
Trong công nghệ SORBEX - hấp phụ và nhả liên tục
trên lớp chất hấp phụ tĩnh nhờ thay đổi dòng chảy
bằng van quay.
Trong công nghệ sorbex, hiệu quả (năng suất) của
toàn bộ quá trình thực chất được thực hiện bởi 2 bộ
phận:
+) van quay (để phân phối chất lỏng).
+) bơm (để tuần hoàn chất lỏng xuyên qua lớp
chất hấp phụ).


3. sơ đồ công nghệ sobex của UOP

c
a

b

d
e

a: tháp hấp
phụ.
b: van quay
d: tháp xử lý
pha trích
d: tháp xử lý
rafinat
e: bơm tuần
hoàn




Trong công nghệ sorbex, có 4 dòng chính được
phân phối đến các buồng hấp phụ do van
quay:
1.Feed in – dòng cấp hỗn hợp nguyên liệu
2.Extract out – dòng chất bị hấp phụ được
nhả
3.Raffinate out – dòng chất không bị hấp
phụ.
4.Desorbent in – tái chế chất hấp phụ bằng
cất phân đoạn.






Quá trình hấp phụ và nhả hấp phụ xảy ra
trong cùng một tháp.
 do vậy tiết kiệm được chi phí đầu tư
công nghệ.
Nhờ có van quay, cấu tạo thiết bị được
đơn giản hóa, giá thành giảm và đảm bảo
độ tin cậy.


4.Các công nghệ tương tự


CN Parex: tách p-xylen khỏi các hợp chất
thơm đồng phân C8.



CN Olex:



CN Molex: tách n-parafin khỏi các iso và
cyclic parafin.



CN Ebex:

tách olefin khỏi parafin.

tách etyl-benzene khỏi hốn
hợp đồng phân C8




CN Cresex: tách p,m-crezol khỏi các đồng
phân crezol khác.



CN Cymex: tách p,m-cymene khỏi các đồng
phân cymene khác.



CN Sarex:



CN MX Sorbex: tách m-xylen từ hỗn hợp C8.

tách fructose từ hỗn hợp đường.


Công nghệ MX Sorbex của UOP

II - Công nghệ MOLEX
(1964)
Nguyên lý:
Công nghệ Molex là phương pháp tách bằng
hấp phụ pha lỏng các n- parafin ra khỏi
isoparafin và xycloparafin trên cơ sở công
nghệ tách sorbex với chất hấp phụ là Zeolit.
2. Điều kiện công nghệ:
(*) pha: Thường tiến hành trong pha lỏng
đẳng nhiệt. Khi đó quá trình xử lý các nguyên
liệu nặng và khoảng rộng được dễ dàng hơn.
1.


Vì với quá trình tiến hành trong pha hơi:
++) quá trình hấp phụ: tỏa Q
quá trình nhả hấp phụ: thu Q
Do đó, để quá trình đạt hiệu quả phải có thêm
các thiết bị trao đổi nhiệt hoặc áp suất
trong chu trình hấp phụ - nhả hấp phụ.
++) tạo cốc bám trên lớp hấp phụ. Do
đó phải tiến hành xử lý cốc.
(*) Chất hấp phụ rắn: Zeolit 5A , trạng thái
tĩnh.




Chất hấp phụ chỉ hấp phụ n-parafin có kích
thước nhỏ hơn lỗ xốp của zeolit , không hấp

phụ các hydrocacbon có kích thước phân tử
lớn, cồng kềnh như isoparafin , naphten.

• Cấu trúc của Zeolit :
A-Bát diện cụt ; B-Zeolit A ; C-Zeolit X, Y.


• Quan hệ giữa kích thước hiệu dụng của lỗ
xốp một số loại zeolit và đường kính động
học.
1,3,5 trimetylbenzen
O2
CO2 n- butan
O- xylen
CCl
/C
H
4
6 6
N2
H2O
i- butan
H2

KA “3A”
NaA “4A”
CaA “5A”
ZSM-5/Silicalite-1
Mordenite
X,Y

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0.7

Kích thước hiệu dụng của lỗ xốp/đường kính động học
phân tử, mm

0,8


Sơ đồ Công nghệ MOLEX của UOP
Rafinat
Ng.Liệu

1

5

5

Ph.trích

44

3

22

Parafin &
isoparafin

7

7

6

isoparafin

Sp n-parafin

1- Tháp hấp phụ
2 - Van quay
3 - Tháp xử lý
rafinat
4-Tháp xử lý pha
trích

5-Thiết bị ngưng
6 - Thiết bị xử lý
nhả hấp phụ
7- Thiết bị gia
nhiệt






Công nghệ này cho phép sản xuất n-parafin
có độ tinh khiết 98 – 99% và khả năng thu
hồi 96 – 98% tùy thuộc tỷ lệ chất hấp phụ
so với thể tích nguyên liệu.
Ứng dụng của công nghệ Molex là để thu hồi
các n-parafin phục vụ sản xuất chất dẻo
hoặc chất tẩy rửa. Các n-parafin điển hình:
C6 – C10 dùng cho sản xuất chất dẻo.
C10 – C14 dùng cho alkyl hóa sản xuất alkyl
benzen.
C13 – C22 dùng cho tổng hợp rượu, chất tẩy
rửa.