Nghiên cứu, mô phỏng công nghệ sản xuất dung dịch phụ gia formaldehyde của phân xưởng UFC85 formaldehyde nhà máy đạm phú mỹ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU, MÔ PHỎNG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT DUNG
DỊCH PHỤ GIA FORMALDEHYDE CỦA PHÂN XƯỞNG
UFC85/FORMALDEHYDE NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ

Trình độ đào tạo :

Đại học chính quy

Ngành

:

Công nghệ kỹ thuật hóa học

Chuyên ngành

:

Hóa dầu

Cán bộ hướng dẫn:

ThS. Hoàng Mạnh Hùng
KS. Nguyễn Thanh Phương

Sinh viên thực hiện:

Lý Hoàng Thanh

MSSV: 12030205

Lớp: DH12HD

Bà Rịa – Vũng Tàu, năm 2016


Trường Đại Học Bà Rịa Vũng Tàu

Khoa Hóa Học và CNTP

MỤC LỤC
MỤC LỤC ........................................................................................................... i
DANH MỤC BẢNG .......................................................................................... iv
DANH MỤC HÌNH ........................................................................................... vi
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ..................................................................viii
LỜI MỞ ĐẦU ..................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN PHÂN XƯỞNG UFC85/FORMALDEHYDE
NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ, NGUYÊN LIỆU MEOH VÀ SẢN PHẨM
FORMALDEHYDE, UFC85 ....................................................................................... 3
1.1. Tổng quan phân xưởng UFC85/Formaldehyde Nhà máy Đạm Phú Mỹ [1]
................................................................................................................................ 3
1.1.1. Tổng quan Nhà máy Đạm Phú Mỹ và phân xưởng
UFC85/Formaldehyde ......................................................................................... 3
1.1.2. Vai trò của phân xưởng UFC85/Formaldehyde ................................. 5
1.1.3. Công nghệ phân xưởng UFC85/Formaldehyde .................................. 5
1.2. Tổng quan về nguyên liệu sản xuất ........................................................... 6

1.2.1. Tổng quan nguyên liệu MeOH [2] ..................................................... 6
1.2.1.1. Tính chất vật lý ................................................................................................ 6
1.2.1.2. Tính chất hóa học ............................................................................................. 7
1.2.1.3. Ứng dụng của MeOH ....................................................................................... 8
1.2.1.4. Phương pháp sản xuất MeOH ........................................................................... 8

1.2.2. Tổng quan sản phẩm Formaldehyde [3]........................................... 10
1.2.2.1. Giới thiệu ........................................................................................................10
1.2.2.2. Tính chất vật lý ...............................................................................................10
1.2.2.3. Tính chất hóa học ............................................................................................11
1.2.2.4. Ứng dụng của Formaldehye.............................................................................11

1.2.3. Các phương pháp sản xuất Formaldehyde ....................................... 14
1.2.4. Công nghệ sản xuất Formaldehyde [3], [4],[5] ................................ 15
1.2.4.1. Công nghệ dehydro hóa và oxy hóa đồng thời MeOH ......................................15
1.2.4.2. Công nghệ oxy hóa MeOH thành Formaldehyde..............................................17

CHƯƠNG 2. NGHIÊN CỨU SƠ ĐỒ THIẾT KẾ, CÔNG NGHỆ TỔNG HỢP
DUNG DỊCH FORMALDEHYDE TỪ MEOH CỦA PHÂN XƯỞNG
FORMALDEHYDE/UFC85 NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ......................................... 20
2.1. Thông số thiết kế cơ sở........................................................................... 20
2.1.1. Nguyên liệu ..................................................................................... 20
2.1.1.1. Nguyên liệu MeOH [6]....................................................................................20
Đồ Án Tốt Nghiệp Khóa 2012 - 2016

Trang i


Trường Đại Học Bà Rịa Vũng Tàu

Khoa Hóa Học và CNTP

2.1.1.2. Dung dịch Urê [6] ...........................................................................................21
2.1.1.3. Nước nguyên liệu [7] ......................................................................................22
2.1.1.4. Dòng hơi thấp áp [7] .......................................................................................22
2.1.1.5. Dòng HTO ......................................................................................................22
2.1.1.6. Xúc tác sử dụng ..............................................................................................23

2.1.2. Sản phẩm phân xưởng [6]................................................................ 23
2.1.2.1. Sản phẩm Formaldehyde .................................................................................23
2.1.2.2. Sản phẩm UFC85 ............................................................................................24

2.1.3. Nghiên cứu cơ chế tổng hợp Formaldehyde ..................................... 25
2.1.3.1. Cơ chế phản ứng tổng hợp Formaldehyde [8] ..................................................25
2.1.3.2. Động học quá trình tổng hợp Formaldehyde [4],[9] .........................................26
2.1.3.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp Formaldehyde ...........................27

2.1.4. Sơ đồ khối quá trình sản xuất của xưởng Fomaldehyde/UFC85....... 29
2.1.5. Sơ đồ khối ....................................................................................... 29
2.1.6. Thuyết minh sơ đồ khối công nghệ.................................................. 29
2.2. Quy trình công nghệ PFD ....................................................................... 30
2.2.1. Sơ đồ công nghệ [10] ...................................................................... 30
2.2.2. Thuyết minh sơ đồ công nghệ [7] .................................................... 31
2.3. Các thiết bị chính trong phân xưởng ....................................................... 33
2.3.1. Cụm chuẩn bị nguyên liệu [11]........................................................ 33
2.3.2. Cụm tiền gia nhiệt ........................................................................... 33
2.3.2.1. Thiết bị hóa hơi MeOH, 20-E-2101-1,2 [12] ....................................................34
2.3.2.2. Thiết bị gia nhiệt khí đầu vào, 20-E-2102 [13] .................................................36
2.3.2.3. Thiết bị làm nguội (After Cooler 20-E-2104) [13] ...........................................38

2.3.3. Cụm thiết bị phản ứng [14].............................................................. 40
2.3.4. Cụm thiết bị hấp thụ [15],[16] ......................................................... 43
CHƯƠNG 3.
THIẾT LẬP MÔ PHỎNG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
FORMALDEHYDE PHÂN XƯỞNG UFC85/FORMALDEHYDE NHÀ MÁY ĐẠM
PHÚ MỸ
47
3.1. Phương pháp luận xây dựng sơ đồ mô phỏng ......................................... 47
3.2. Giới thiệu về Aspen Hysys [17].............................................................. 48
3.3. Nghiên cứu, mô phỏng phân xưởng UFC85/Formaldehyde nhà máy Đạm
Phú Mỹ bằng phần mềm Aspen Hysys. .................................................................. 49
3.4. Xây dựng trường hợp mô phỏng công nghệ sản xuất phân xưởng
UFC85/Formaldehyde ........................................................................................... 50
3.4.1. Thiết lập hệ nhiệt động (Fluid Package) .......................................... 50
Đồ Án Tốt Nghiệp Khóa 2012 - 2016

Trang ii


Trường Đại Học Bà Rịa Vũng Tàu

Khoa Hóa Học và CNTP

3.4.2. Thông số thiết lập đầu vào ban đầu phân xưởng .............................. 52
3.4.3. Thiết lập dòng vật chất và cấu tử trong hệ. ...................................... 53
3.4.4. Thiết lập các thiết bị trao đổi nhiệt .................................................. 55
3.4.4.1. Thiết bị phản ứng 20-E-2101 ...........................................................................55
3.4.4.2. Các thiết bị trao đổi nhiệt khác ........................................................................55

3.4.5. Thiết lập các phản ứng và thiết bị phản ứng [17], [18] ..................... 56

3.4.6. Tháp hấp thụ Formaldehyde [19]..................................................... 60
3.4.7. Công cụ lô-gic Recycle ................................................................... 61
3.4.8. Kết quả mô phỏng ........................................................................... 63
3.4.9. Nhận xét và so sánh kết quả mô phỏng thu được ............................. 64
3.4.9.1. Cân bằng vật chất cụm chuẩn bị nguyên liệu ...................................................64
3.4.9.2. Cân bằng vật chất cụm gia nhiệt nguyên liệu ...................................................65
3.4.9.3. Cân bằng vật cụm thiết bị phản ứng .................................................................66
3.4.9.4. Cân bằng vật chất cụm thiết bị hấp thụ. ...........................................................67
3.4.9.5. Nhận xét kết quả thu được ...............................................................................71
3.4.9.6. Cân bằng năng lượng ......................................................................................72
3.4.9.7. Thông số thiết kế các thiết bị chính trong sơ đồ công nghệ...............................73

KẾT LUẬN ....................................................................................................... 75
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................. 77

Đồ Án Tốt Nghiệp Khóa 2012 - 2016

Trang iii


Trường Đại Học Bà Rịa Vũng Tàu

Khoa Hóa Học và CNTP

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Tính chất vật lý MeOH ........................................................................ 6
Bảng 1.2. Tính chất vật lý Formaldehyde .......................................................... 10
Bảng 1.3. So sánh đặc điểm chính 3 phương pháp chuyển hóa .......................... 19
Bảng 2.1. Tiêu chuẩn MeOH nguyên liệu .......................................................... 20
Bảng 2.2. Tiêu chuẩn hạt Urê nguyên liệu ......................................................... 21

Bảng 2.3. .Tiêu chuẩn dung dịch Urê 71% dùng trong phân xưởng ................... 21
Bảng 2.4. Tiêu chuẩn nước khử khoáng............................................................. 22
Bảng 2.5. Tính chất dòng dầu HTO ................................................................... 22
Bảng 2.6. Xúc tác sử dụng tại phân xưởng ........................................................ 23
Bảng 2.7. Tiêu chuẩn Formaldehyde sản phẩm.................................................. 23
Bảng 2.8. Tiêu chuẩn UFC85 sản phẩm............................................................. 24
Bảng 2.9. Cơ chế phản ứng tổng hợp Formaldehyde.......................................... 25
Bảng 2.10. Danh mục các thiết bị chính ............................................................ 32
Bảng 2.11. Tiêu chuẩn thiết kế và lắp đặt bồn chứa MeOH ............................... 33
Bảng 2.12. Thông số thiết bị hóa hơi MeOH 20-E-2101,1 ................................. 34
Bảng 2.13. Thông số thiết bị hóa hơi MeOH 20-E-2101,2 ................................. 35
Bảng 2.14. Thông số thiết bị gia nhiệt khí đầu vào 20-E-2102 ........................... 37
Bảng 2.15. Thông số thiết bị làm nguội 20-E-2104............................................ 38
Bảng 2.16. Thông số thiết bị phản ứng Formaldehyde 20-E-2101 [13] .............. 42
Bảng 2.17. Thông số tháp hấp thụ Formaldehyde 20-T-2101 [14] ..................... 45
Bảng 3.1. Các hệ nhiệt động đề xuất cho quá trình mô phỏng ............................ 50
Bảng 3.2. Thông số thiết kế đầu vào phân xưởng .............................................. 52
Bảng 3.3. Thành phần dòng nguyên liệu MeOH ................................................ 53
Bảng 3.4. Thành phần dòng không khí .............................................................. 54
Bảng 3.5. Thành phần dòng khí hoàn lưu .......................................................... 54
Bảng 3.6. Cân bằng vật chất cụm chuẩn bị nguyên liệu ..................................... 65
Bảng 3.7. Cân bằng vật chất cụm thiết bị phản ứng Formaldehyde .................... 67
Bảng 3.8. Cân bằng vật chất cụm thiết bị hấp thụ .............................................. 68
Bảng 3.9. Bảng so sánh dòng sản phẩm Formalin thu được ............................... 71
Bảng 3.10. So sánh hiệu suất chuyển hóa .......................................................... 71
Đồ Án Tốt Nghiệp Khóa 2012 - 2016

Trang iv

Trường Đại Học Bà Rịa Vũng Tàu

Khoa Hóa Học và CNTP

Bảng 3.11. Bảng so sánh lưu lượng nước sử dụng tại Tháp hấp thụ ................... 72
Bảng 3.12. Bảng so sánh lưu lượng khí hoàn lưu tại đỉnh tháp .......................... 72
Bảng 3.13. Cân bằng nhiệt sử dụng trong phân xưởng sản xuất Formaldehyde .. 72
Bảng 3.14. Thông số chính thiết bị phản ứng Formaldehyde ............................. 73
Bảng 3.15. Thông số chính tháp hấp thụ Formaldehyde..................................... 73
Bảng 3.16. Thông số chính thiết bị trao đổi nhiệt............................................... 74

Đồ Án Tốt Nghiệp Khóa 2012 - 2016

Trang v


Trường Đại Học Bà Rịa Vũng Tàu

Khoa Hóa Học và CNTP

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Sơ đồ các phân xưởng Nhà máy đạm Phú Mỹ ...................................... 4
Hình 1.2. Một góc phân xưởng UFC85/Formaldehyde ........................................ 4
Hình 1.3. Tổng quan công nghệ xưởng Formaldehyde/UFC85 ............................ 5
Hình 1.4. Ứng dụng chính của MeOH ................................................................. 8
Hình 1.5. Nhựa polyme Urea-Formaldehyde ..................................................... 12
Hình 1.6. Cấu trúc hạt nhựa tổng hợp Phenol-Formaldehyde ............................. 13
Hình 1.7. Cấu trúc polyme Trimetilolmelamin-Formaldehyde ........................... 13
Hình 1.8. Sơ đồ công nghệ tổng hợp Formaldehyde theo quá trình BASF ......... 16
Hình 1.9. Sơ đồ công nghệ oxy hóa MeOH thành Formaldehyde – Quá trình

Formol ....................................................................................................................... 18
Hình 2.1. Xúc tác FK-2 ..................................................................................... 28
Hình 2.2. Sơ đồ khối công nghệ sản xuất Formaldehyde ................................... 29
Hình 2.3. Sơ đồ công nghệ phân xưởng UFC85/Formaldehyde ......................... 30
Hình 2.4. Sơ đồ PFD tháp hấp thụ ..................................................................... 31
Hình 2.5. Thiết bị hóa hơi MeOH 20-E-2101 .................................................... 34
Hình 2.6. Thiết bị gia nhiệt khí đầu vào, 20-E-2102 .......................................... 37
Hình 2.7. Thiết bị làm nguội 20-E-2104 ............................................................ 39
Hình 2.8. Cấu trúc thiết bị phản ứng Formaldehyde 20-E-2101 ......................... 41
Hình 2.9. Tháp hấp thụ Formaldehyde 20-T-2101 ............................................. 44
Hình 3.1. Giao diện mô phỏng phần mềm Hysys ............................................... 49
Hình 3.2. Sơ đồ lựa chọn mô hình nhiệt động .................................................... 51
Hình 3.3. Tính chất dòng không khí, MeOH (Trích xuất từ Hysys) ................... 54
Hình 3.4. Sơ đồ mô phỏng thiết bị 20-E-2101 ................................................... 55
Hình 3.5. Thiết lập mô phỏng thiết bị 20-E-2102............................................... 56
Hình 3.6. Mô hình hóa phản ứng dạng PFR ....................................................... 57
Hình 3.7. Vận tốc phản ứng tại mặt cắt dV ........................................................ 57
Hình 3.8. Thiết lập mô hình thiết bị phản ứng ................................................... 59
Hình 3.9. Thiết lập các tiêu chuẩn chạy tháp...................................................... 60
Hình 3.10. Mô hình mô phỏng tháp hấp thụ....................................................... 61
Hình 3.11. Công cụ Recycle trong quá trình mô phỏng ..................................... 61
Đồ Án Tốt Nghiệp Khóa 2012 - 2016

Trang vi


Trường Đại Học Bà Rịa Vũng Tàu

Khoa Hóa Học và CNTP

Hình 3.12. Trường hợp mô phỏng công nghệ sản xuất dung dịch Formaldehyde
37% ........................................................................................................................... 63
Hình 3.13. Sơ đồ mô phỏng cụm chuẩn bị nguyên liệu ...................................... 64
Hình 3.14. Sơ đồ mô phỏng cụm gia nhiệt nguyên liệu ...................................... 66
Hình 3.15. Kết quả thu được từ mô hình mô phỏng PFR ................................... 66
Hình 3.16. Kết quả mô phỏng tháp hấp thụ........................................................ 68
Hình 3.17. Sự thay đổi T, P theo chiều cao tháp ................................................ 69
Hình 3.18. Dữ liệu thông số biến thiên theo chiều cao tháp ............................... 70
Hình 3.19. Biến thiên nồng độ cấu tử theo chiều cao tháp ................................. 70

Đồ Án Tốt Nghiệp Khóa 2012 - 2016

Trang vii


Trường Đại Học Bà Rịa Vũng Tàu

Khoa Hóa Học và CNTP

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
STT

Từ viết tắt

Chú thích

1

STT

Số thứ tự

2

kl

Khối lượng

3

tt

Thể tích

4

BFW (Boiler Feed Water)

Nước cấp lò hơi

5

PFR (Plug Flow Reactor)

Dạng thiết bị phản ứng đẩy

6

HTO (Heat Transfer Oil)

Dòng dầu nóng

7

LPS ( Low Pressure Steam)

Dòng hơi thấp áp

8

MeOH

Methanol

9

UFC85

Dung dịch Urê-Formaldehyde

10

Formaldehyde

Formanđêhyt

11

RON

Chỉ số Octane nghiên cứu

12

MTBE

Phụ gia tăng chỉ số RON, methylter-butyl ether

13

PVFCCo

Tổng Công ty hóa chất và Phân bón Dầu khí

Đồ Án Tốt Nghiệp Khóa 2012 - 2016

Trang viii


Trường Đại Học Bà Rịa Vũng Tàu

Khoa Hóa Học và CNTP

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên em xin gửi lời cám ơn chân thành đến các anh, chị Phòng Công
nghệ Lọc dầu thuộc Trung tâm NC&PT Chế biến Dầu khí (PVPro) đã tận tình hướng
dẫn, truyền đạt cho em những kiến thức quý báu để thực hiện đề tài này.
Cảm ơn quý thầy, cô khoa Hóa Học và Công Nghệ Thực Phẩm, trường Đại Học
Bà Rịa Vũng Tàu đã dạy dỗ và truyền đạt những kiến thức hữu ích để giúp em trang bị

kiến thức cần thiết trong thời gian em học tập tại trường.
Xin chân thành cảm ơn đến quý thầy, cô trong hôi đồng chấm đồ án tốt nghiệp
đã dành chút thời gian quý báu để đọc và đưa những lời nhận xét giúp em hoàn thiện
hơn về đồ án này.
Cám ơn gia đình và bạn bè đã tiếp thêm niềm tin, nghị lực và giúp đỡ tôi trong
suốt thời gian qua.
Xin chân thành cảm ơn!
Tp Hồ Chí Minh, tháng 06 năm 2016
SVTH
Lý Hoàng Thanh

Đồ Án Tốt Nghiệp Khóa 2012 - 2016

Trang ix


Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu

Khoa Hóa Học và CNTP

LỜI MỞ ĐẦU
Hiện nay, Formaldehyde và UFC85 là những hợp chất hóa học quan trọng, có
nhiều ứng dụng trong công nghiệp hóa chất phụ trợ, ngành tổng hợp hữu cơ và nhiều
ngành khác. Đặc biệt, đối với công nghiệp sản xuất phân bón, các dung dịch này là
phụ gia cho quá trình tạo hạt Urê nhằm chống kết khối, gia tăng độ cứng sản phẩm,
giảm tỷ lệ vỡ hạt, tránh hiện tượng cháy lá khi bón phân hóa học cho cây trồng.
Tính đến thời điểm cuối Quý IV/2015, tất cả các nhà máy sản xuất phân đạm tại
Việt Nam đều phải nhập khẩu toàn bộ các phụ gia này từ nước ngoài. Với những lý do
trên, việc nghiên cứu đầu tư xây dựng dây chuyền sản xuất sản phẩm Formaldehyde và
dung dịch UFC85 là rất cần thiết nhằm giúp các nhà máy đạm giảm chi phí sản xuất,

hạ giá thành sản phẩm, tăng lợi thế cạnh tranh đồng thời giúp Việt Nam chủ động
được nguồn cung phụ gia cung cấp cho các đơn vị trong nước và xuất khẩu các nước
khu vực. Ngày 12/12/2015, Tổng Công ty Phân bón và Hóa chất Dầu khí (PVFCCo),
đơn vị thành viên của Tập đoàn Dầu khí Việt Nam (PVN) đã tổ chức khánh thành và
đưa vào hoạt động phân xưởng sản xuất UFC85/Formaldehyde với công suất thiết kế
15 ngàn tấn/năm UFC85 hoặc 25 ngàn tấn/năm Formaldehyde nồng độ 37% (hay còn
gọi là Formalin).
Phân xưởng sử dụng công nghệ hiện đại và phổ biến hiện nay để sản xuất
Formaldehyde là công nghệ oxy hóa MeOH có sử dụng xúc tác do nhà bản quyền công
nghệ Haldor Topsoe cung cấp. Quá trình tập trung chủ yếu vào lượng không khí dùng
để oxy hóa MeOH với sự có mặt của các dạng xúc tác rắn. Nhằm tìm hiểu rõ hơn về
công nghệ, quá trình sản xuất dung dịch Formaldehyde từ MeOH, cũng như các yếu tố
ảnh hưởng đến vận hành và chất lượng sản phẩm của xưởng UFC85 Nhà máy đạm
Phú Mỹ, tác giả tiến hành nghiên cứu thực hiện Đề tài “Nghiên cứu, mô phỏng công
nghệ

sản

xuất

dung

dịch

phụ

gia

Formaldehyde

của

Phân

xưởng

UFC85/Formaldehyde Nhà máy Đạm Phú Mỹ”.
Nội dung nghiên cứu và phạm vi công việc thực hiện của Đề tài bao gồm các
phần chính về:
 Tổng quan các công nghệ sản xuất Formaldehyde đi từ MeOH;
 Tổng quan về nguyên liệu MeOH và chỉ tiêu kỹ thuật MeOH dùng trong công
nghiệp tổng hợp UFC85/Formaldehyde;
Đồ Án Tốt Nghiệp Khóa 2012 - 2016

Trang 1


Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu

Khoa Hóa Học và CNTP

 Tổng quan về sản phẩm Formaldehyde, dung dịch Formalin và UFC85;
 Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sản xuất Formaldehyde;
 Nghiên cứu công nghệ xưởng UFC85/Formaldehyde Nhà máy đạm Phú Mỹ;
 Nghiên cứu các tài liệu thiết kế cơ sở, thiết kế cơ khí, phụ trợ xưởng công nghệ
sản xuất UFC85/Formaldehyde như các bản vẽ công nghệ (PFD và P&ID), Data
Sheet...làm cơ sở cho mô phỏng tĩnh trong Hysys;
 Xây dựng mô hình mô phỏng, sử dụng phần mềm Hysys mô phỏng tĩnh phần
công nghệ của phân xưởng UFC85/Formaldehyde;
 Đánh giá kết quả nhận được và đưa ra kiến nghị.

Đồ Án Tốt Nghiệp Khóa 2012 - 2016

Trang 2


Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu

Khoa Hóa Học và CNTP

CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN PHÂN XƯỞNG UFC85/FORMALDEHYDE
NHÀ MÁY ĐẠM PHÚ MỸ, NGUYÊN LIỆU MEOH VÀ SẢN PHẨM
FORMALDEHYDE, UFC85
1.1. Tổng quan phân xưởng UFC85/Formaldehyde Nhà máy Đạm Phú Mỹ [1]
1.1.1. Tổng quan Nhà máy Đạm Phú Mỹ và phân xưởng UFC85/Formaldehyde
Nhà máy Đạm Phú Mỹ sử dụng công nghệ của Haldor Topsoe (Đan Mạch) để
sản xuất Amoniac và công nghệ Snamprogetti (Ý) để sản xuất phân Urê. Đây là các
công nghệ hàng đầu trên thế giới với dây chuyền khép kín, nguyên liệu chính đầu vào
là khí thiên nhiên, không khí và đầu ra là amoniac và urê. Chu trình công nghệ khép
kín cùng với việc tự tạo điện năng và hơi nước giúp Nhà máy hoàn toàn chủ động
trong sản xuất kể cả khi lưới điện quốc gia có sự cố hoặc không đủ điện cung cấp.
Công nghệ nhà máy gồm có 4 phân xưởng chính là xưởng Amoniac, xưởng Urê,
xưởng phụ trợ, xưởng sản phẩm và các phòng/xưởng chức năng khác.
 Phân xưởng Amoniac: Phân xưởng Amoniac của Nhà máy Đạm Phú Mỹ sử dụng
công nghệ Haldor Topsoe đi từ khí thiên nhiên được thiết kế cho hai trường hợp
vận hành chính:
 1350 tấn NH3/ngày và 1650 tấn CO2/ngày, hoặc;
 1350 tấn NH3/ngày, 1790 tấn CO2/ngày.
 Phân xưởng Urê theo công nghệ Snamprogetti của Italia, sản phẩm Urê của Nhà
máy có các thông số kỹ thuật chính như sau:

 Công suất:

2200 tấn/ngày;

 Cỡ hạt:

1,4 – 2,8 mm (> 90%);

 Hàm lượng N:

> 46,3%;

 Độ ẩm:

< 0,4%.

 Phân xưởng phụ trợ sử dụng nguồn khí thiên nhiên để sản xuất hơi nước (từ
nguồn nước sông Thị Vải) và điện cung cấp cho quá trình vận hành của nhà máy
và phụ vụ sinh hoạt;
 Phân xưởng sản phẩm và các Phòng, Ban chức năng khác.

Đồ Án Tốt Nghiệp Khóa 2012 - 2016

Trang 3


Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu

Khoa Hóa Học và CNTP

Nguồn: Nhà máy Đạm Phú Mỹ

Hình 1.1. Sơ đồ các phân xưởng Nhà máy đạm Phú Mỹ
Năm 2015, PVFCCo đã tiến hành đầu tư xây dựng thêm phân xưởng sản xuất
UFC85/Formaldehyde (nằm trong phần diện tích mở rộng của khuôn viên Nhà máy
đạm hiện hữu) với công suất thiết kế 15.000 tấn UFC85/năm hoặc 25.000 tấn
Formaldehyde/năm.

Nguồn: Technical Proposal, PVFCCo, 2015

Hình 1.2. Một góc phân xưởng UFC85/Formaldehyde

Đồ Án Tốt Nghiệp Khóa 2012 - 2016

Trang 4


Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu

Khoa Hóa Học và CNTP

1.1.2. Vai trò của phân xưởng UFC85/Formaldehyde
Phân xưởng UFC85/Formaldehyde được thiết kế với mục đích sản xuất các phụ
gia quan trọng, bao gồm UFC85, dung dịch Formalin 37% sử dụng trong quá trình tạo
hạt Urê nhằm chống lại hiện tượng kết khối phân bón, gia tăng độ cứng của hạt, giảm
tỷ lệ vỡ hạt…Bên cạnh đó, trong tương lai, các sản phẩm của phân xưởng cũng góp
phần chủ động được nguồn cung cho Nhà máy đạm Cà Mau (do PVN đầu tư xây
dựng) và các nhà máy đạm khác (đạm Ninh Bình, đạm Hà Bắc…) tại Việt Nam.
1.1.3. Công nghệ phân xưởng UFC85/Formaldehyde
Công nghệ sản xuất UFC85/Formaldehyde hiện đang sử dụng tại phân xưởng

UFC85/Formaldehyde là công nghệ oxy hóa MeOH có sử dụng xúc tác oxit kim loại
được cung cấp bởi hãng công nghệ bản quyền Haldor Topsoe (Đan Mạch).
Nguồn nguyên liệu MeOH được nhập từ nước ngoài. Sản phẩm của phân xưởng
là dung dịch Formaldehyde hoặc dung dịch UFC85 với công suất tương ứng 25.000
tấn Formaldehyde/năm hoặc 15.000 tấn UFC85/năm, cung cấp trực tiếp đến phân
xưởng Urê, xưởng phụ trợ hoặc xuất khẩu (tương lai).

Hình 1.3. Tổng quan công nghệ xưởng Formaldehyde/UFC85

Đồ Án Tốt Nghiệp Khóa 2012 - 2016

Trang 5


Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu

Khoa Hóa Học và CNTP

1.2. Tổng quan về nguyên liệu sản xuất
1.2.1. Tổng quan nguyên liệu MeOH [2]
1.2.1.1. Tính chất vật lý
Methanol, công thức phân tử CH3OH, là chất lỏng không màu, có tính độc, có
mùi tương tự Ethanol. Về tính hòa tan, MeOH tan nhiều trong nước, rượu, benzen, các
ester và trong nhiều dung môi hữu cơ khác. MeOH hòa tan tốt được các loại nhựa
nhưng ít hòa tan trong các chất béo và dầu.
Một số tính chất vật lý quan trọng của hợp chất MeOH được trình bày chi tiết
trong Bảng 1.1:
Bảng 1.1. Tính chất vật lý MeOH
STT

Tính chất

1

Khối lượng phân tử

2

Nhiệt độ tới hạn

3

Đơn vị

Giá trị

đv.C

32,00

o

C

239,49

Áp suất tới hạn

Mpa

8,10

4

Thể tích tới hạn

g/mol

117,90

5

Độ nén tới hạn

-

0,22

6

Nhiệt độ sôi (tại 101,3kPa)

o

C

64,70

7

Nhiệt độ nóng chảy (tại 101,3kPa)

o

C

-97,60

8

Nhiệt bốc hơi (tại 101,3kPa)

KJ/kg

1128,80

9

Tỷ trọng:
g/cm3

0,81

 Ở 0 oC

10

 Ở 25 oC

0,79

 Ở 50 oC

0,76

Hàm nhiệt tiêu chuẩn:
Ở 25oC ( 101,3 kPa ), pha khí

KJ/mol

o

Ở 25 C ( 101,3 kPa), pha lỏng
11

-162,24
-166,64

Nhiệt dung riêng:
Ở 25oC (tại 101,3 kPa ), pha khí
Ở 25oC (tại 101,3 kPa), pha lỏng

Đồ Án Tốt Nghiệp Khóa 2012 - 2016

J/moloK

44,06
81,05

Trang 6

Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu

STT
12

Khoa Hóa Học và CNTP

Tính chất

Đơn vị

Giá trị

mPa.s

0,55

Độ nhớt:
Pha lỏng

9,68.10-3

Pha hơi
13

Điểm chớp cháy (DIM51755)

6,50

o

Bình hở

C

Bình kín

15,60
12,20

Tại nhiệt độ phòng, MeOH là một chất lỏng phân cực và được sử dụng như một
chất chống đông, dung môi, nhiên liệu và cũng là một chất biến tính cho dung dịch
ethanol.
1.2.1.2. Tính chất hóa học
MeOH là hợp chất đơn giản đầu tiên trong dãy đồng đẳng các rượu no đơn chức
(CnH2n+1OH), do vậy, hóa tính của MeOH được quyết định chủ yếu bởi nhóm chức
hydroxyl [–OH]. Một số phản ứng tiêu biểu của MeOH như sau:
 Phản ứng cộng NaOH tạo muối ancolat:
CH 3OH  NaOH  CH 3ONa  H 2O

 Phản ứng cộng axit tạo este:
CH 3OH  CH 3COOH  CH 3COOCH 3  H 2O
CH 3OH  C2 H 5COOH  C2 H 5COOCH 3  H 2O

 Oxi hóa hoàn toàn tạo khí cacbonic và nước:
CH 3OH 

3
O2  CO2  H 2 O

2

 Oxi hóa không hoàn toàn tạo Formaldehye:
CH 3OH 

1
O2  HCHO  H 2O
2

Qua các tính chất hóa lý của MeOH, có thể thấy khả năng bốc cháy và tạo thành
hỗn hợp hơi cháy nổ của MeOH là một trong những vấn đề cần quan tâm về sự an toàn
khi sử dụng và bảo quản. Ngọn lửa bốc cháy của MeOH hầu như không nhìn thấy
được dưới ánh sáng ban ngày, điều này gây nên những khó khăn trong vấn đề phát
hiện sự bốc cháy của MeOH, đồng thời, ngọn lửa của MeOH không sinh ra bồ hóng
mặc dù có Formaldehyde và CO sinh ra trong quá trình bốc cháy. Do vậy, trong thực
Đồ Án Tốt Nghiệp Khóa 2012 - 2016

Trang 7


Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu

Khoa Hóa Học và CNTP

tế, để đánh giá hợp chất MeOH, người phân tích phải xem xét đến các tính chất về giới
hạn điểm sôi, tỷ trọng, số Permanganat, chỉ số màu, chỉ số axít, hàm lượng nước và
phần khô cặn.
1.2.1.3. Ứng dụng của MeOH
MeOH là một trong những nguồn nguyên liệu được ứng dụng rộng rãi cho việc
sản xuất Formaldehyde, dimetyl terephtalat, metyl methacrylat, cao su tổng hợp. Ngoài

ra, MeOH còn nguyên liệu cho các quá trình sản xuất các sản phẩm như amin
polyvinyl clorit, nhựa trao đổi ion, sản phẩm nhuộm.
Theo số liệu của Tổng Cục Thống kê, năm 2014, tại Việt Nam, khoảng 25%
MeOH được ứng dụng như một loại dung môi cho ngành công nghiệp sơn, 6% MeOH
là dung môi cho ngành điện tử và 3% MeOH còn lại là dung môi cho các ngành khác
như ngành công nghiệp giấy, mực in, chất tẩy rửa kim loại, dung môi phòng thí
nghiệm…

Hình 1.4. Ứng dụng chính của MeOH
MeOH còn là nguyên liệu sản xuất MTBE, đây là chất phụ gia cho sản phẩm
xăng nhằm tăng khả năng chống kích nổ cho xăng, thay thế chất phụ gia có chứa chì
trước đây nhằm bảo vệ sức khỏe, môi trường.
1.2.1.4. Phương pháp sản xuất MeOH
Công nghiệp sản xuất MeOH hiện nay trên thế giới tập trung vào hai phương
pháp cơ bản sau:
 Phương pháp thu MeOH tự nhiên;
Đồ Án Tốt Nghiệp Khóa 2012 - 2016

Trang 8


Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu

Khoa Hóa Học và CNTP

 Phương pháp thu MeOH tổng hợp.
Các phương pháp sản xuất MeOH tự nhiên bao gồm quá trình chưng cất gỗ hoặc
tiến hành lên men. Về cơn bản, phương pháp này có nhiều điểm tương đồng với
phương pháp sản xuất cồn etyllic (ethanol), tuy nhiên phương pháp này rất ít được sử
dụng vì cho hiệu suất thấp và sản phẩm MeOH có độ tinh khiết không cao, chứa nhiều

các tạp chất hữu cơ.
Hướng công nghệ mới hiện nay sản xuất MeOH đi từ khí tổng hợp theo phương
trình phản ứng sau:
o

200 atm ,300 C
CO  H 2 
 CH 3OH

Với sự phát triển của hoạt động tìm kiếm, thăm dò dầu khí, các nguồn khí thiên
nhiên ngày càng đóng vai trò quan trọng trong công nghiệp hóa dầu. Các hãng công
nghệ trên thế giới đã nghiên cứu và phát triển phương pháp sản xuất MeOH từ khí
đồng hành và khí tự nhiên thu được từ các mỏ dầu và mỏ khí theo phương trình phản
ứng sau:
P ,T , xt
2CH 4  O2 
 2CH 3OH

Công nghệ chuyển hóa khí thiên nhiên thành MeOH đã được thương mại hóa
rộng rãi trên thế giới. Các nhà cung cấp bản quyền tiêu biểu trong lĩnh vực này là
Haldor Topsoe, Toyo, Air Liquid (GmbH), Casale, Johnson Matthey Davy
Technologies và Kellogg Brown & Root (KBR).
Công nghệ sản xuất MeOH tổng hợp trải qua 2 giai đoạn:
 Giai đoạn 1: Sản xuất khí tổng hợp (H2 + CO);
 Giai đoạn 2: Chuyển hóa khí tổng hợp thành MeOH.
Trong trường hợp cần sản xuất hydro, khí tổng hợp (H2 + CO) được tạo ra từ giai
đoạn 1 có thể được trích ra một dòng rồi đem qua phân xưởng tinh chế để tách loại
CO. Khí hydro thu được có độ tinh khiết lên đến 99%.
Các phương pháp trên là được sử dụng rộng rãi nhất, bên cạnh đó còn các
phương pháp sản xuất MeOH khác như:

 Oxy hóa trực tiếp Hydrocacbon;
 Xà phòng hóa Methylclorua;
 Hydrat hóa Dimethylete.

Đồ Án Tốt Nghiệp Khóa 2012 - 2016

Trang 9


Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu

Khoa Hóa Học và CNTP

1.2.2. Tổng quan sản phẩm Formaldehyde [3]
1.2.2.1. Giới thiệu
Formaldehyde là một trong những hóa chất công nghiệp cơ bản, có rất nhiều ứng
dụng trong công nghiệp tổng hợp hữu cơ, phụ gia phân bón. Sản lượng Formaldehyde
thế giới hiện nay khoảng 20 triệu tấn/năm và tăng hàng năm khoảng 5%, đứng thứ 4
trong bảng xếp hạng các loại hóa chất thông dụng.
1.2.2.2. Tính chất vật lý
Formaldehyde, công thức phân tử là CH2O. Tại điều kiện thường, Formaldehyde
là chất khí có mùi hắc, là loại khí độc mạnh và ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Tại
nhiệt độ thấp Formaldehyde dễ dàng tan trong các dung môi không phân cực như
nước, Toluene, ether, Ethyl acetate…
Dung dịch chứa 37-50% khối lượng HCHO trong nước gọi là Formalin. Một hiện
tượng khá phổ biến khi bảo quản Formalin là nó dễ bị polyme hóa và kết tủa. Để
khống chế quá trình polyme hóa sâu và kết tủa của Formalin, trong công nghiệp, người
ta thường bổ sung thêm 7 - 12 %kl MeOH trong sản phẩm Formalin đóng vai trò như
chất ổn định.
Khí HCHO rất dễ cháy, có thể tạo thành hỗn hợp cháy nổ với O2 không khí ở

điều kiện áp suất thường trong giới hạn từ 7,5-72 %tt và hỗn hợp HCHO với không
khí từ 65 – 70 %tt. So với hyđrocacbon có cùng số nguyên tử C trong phân tử (CH4),
nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi của Formaldehyde cao hơn. Nhưng so với anlcol đơn
chức (1 nhóm [OH]) có cùng số nguyên tử C (CH3OH) thì nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng
chảy của HCHO lại thấp hơn.
Một số tính chất vật lý quan trọng của Formaldehyde được thể hiện tại Bảng 1.2:
Bảng 1.2. Tính chất vật lý Formaldehyde
STT
1
2
3
4
5
6
7
9

Thông số
Khối lượng phân tử
Nhiệt độ sôi
Nhiệt độ nóng chảy
Nhiệt độ hóa lỏng
Nhiệt độ đóng rắn
Nhiệt trị cháy, 25 oC
Nhiệt hóa hơi, 19,2oC
Tỷ trọng:
Ở -20 oC
Ở -80 oC

Đồ Án Tốt Nghiệp Khóa 2012 - 2016

Đơn vị
đvC
o
C
o
C
o
C
o
C
KJ/mol
KJ/mol

Giá trị
30,03
-21,00
-92,00
-19,20
-118,00
561,50
23,32

kg/m3

0,81
0,79
Trang 10

Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu

Khoa Hóa Học và CNTP

1.2.2.3. Tính chất hóa học
Liên kết [–CHO] trong công thức phân tử quyết định các tính chất hóa học của
Formaldehyde. Các phản ứng hóa học điển hình mà Formaldehyde tham gia gồm các
phản ứng oxy hóa khử, phản ứng cộng hydrogen…
 Phản ứng cộng H2:
o

Ni , t C
HCHO  H 2 
 CH 3OH

 Phản ứng oxi hóa hoàn toàn:
HCHO  O2  CO2  H 2O

 Phản ứng tráng gương:
NH 3
HCHO  Ag 2O 
 HCOOH  2 Ag 

 Phản ứng khử với Cu(OH)2/NaOH:
HCHO  4Cu  OH  2  2 NaOH  Na2CO3  2Cu2O  6 H 2O

 Phản ứng với O2 không hoàn toàn: Phản ứng này chủ yếu được sử dụng để điều
chế axít hữu cơ:
HCHO 

1
Mn 2
O2 
 HCOOH
2

 Với các dung dịch oxi hóa khác:
HCHO  KMnO4  H 2 SO4  HCOOH  K 2 SO4  MnSO4  H 2O

 Phản ứng trùng ngưng:
Đây là phản ứng các phân tử monome tự kết hợp tạo ra polyme đồng thời xảy ra
đồng tời tách các phân tử nhỏ như H2O…
OH

OH

OH

OH

xt, axit

+

nHCHO
n-

nH2O

2

1.2.2.4. Ứng dụng của Formaldehye
Formaldehyde có rất nhiều ứng dụng trong cuộc sống, các ngành y tế, thực phẩm
và đặc biệt là trong ngành tổng hợp hữu cơ, sản xuất phụ gia.

Đồ Án Tốt Nghiệp Khóa 2012 - 2016

Trang 11


Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu

Khoa Hóa Học và CNTP

Formaldehyde dùng làm chất sát trùng, diệt khuẩn. Ngoài ra, do có khả năng làm
đông tụ protit, làm protit không thối rửa nên Formaldehyde được ứng dụng rộng rãi
làm chất ướp thơm, chất bảo quản xác động thực vật.
Khi cho Formaldehyde tác dụng với ammoniac ở điều kiện 70 oC và áp suất 350
mmHg thu được metylen-tetramin còn gọi là Urotropin. Chất Urotropin được dùng để
sản xuất chất dẻo và dược phẩm.
Đặc biệt, hiện nay phần lớn Formaldehyde được dùng trong công nghiệp chất
dẻo. Một số loại nhựa tổng hợp được đi từ dẫn xuất Formaldehyde là:
 Đa tụ Formaldehyde với Urê tạo thành nhựa Urê-formaldehyde: Nhựa Urêformaldehyde được ứng dụng làm dán ép, trong đánh cá và đặc biệt đóng vai trò
như một phụ gia quan trọng trong quá trình chống kết khối phân bón, tăng độ
cứng hạt, giảm tỷ lệ vỡ hạt vì tại điều kiện thường phân bón bị oxy hóa làm cho
sản phẩm vón cục, kết khối, ảnh hưởng đến tính chất sản phẩm;
OH

OH
H 2 NCONH 2

+

C H 2O H

+

OH

OH

OH

OH
C H 2O H

CH 2 NHCONH 2

CH 2OH

C H 2O H

CH2
n

OH
C H 2N H C O N H CH 2O H
OH

OH

H 2NC O N H C H 2O H

+

C H 2O CH 2N H C O N H 2

C H 2O H

OH
HOCH2

C H 2N H C O N H 2

Hình 1.5. Nhựa polyme Urea-Formaldehyde
 Đa tụ Formaldehyde với Phenol ta được nhựa Phenolformadehyde: đây là loại
nhựa được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp và đời sống. Từ nhựa
Phenolformaldehyde, người ta có thể chế tạo các loại vật liệu khác như vật liệu
Đồ Án Tốt Nghiệp Khóa 2012 - 2016

Trang 12


Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu

Khoa Hóa Học và CNTP

tạo hình, đây là loại vật liệu khi đóng rắn vật phẩm thì không cần dùng áp suất
cao như faolit, giấy tẩm vải, tẩm sợi thủy tinh...Vật liệu grafit, than không thấm,
grafit không thấm và antegơmit là loại vật liệu than grafit, các chất này có khả
năng chịu hóa chất cao. Ngoài ra, còn được sử dụng làm nhựa đúc, keo dán, sơn;

OH

OH
CH2
+

H

C

CH2

H 3O

O

H

OH
H 2C

CH2

CH2

CH2
OH
CH2

CH2

OH
H 2C

Hình 1.6. Cấu trúc hạt nhựa tổng hợp Phenol-Formaldehyde
 Đa tụ Formaldehyde với amin để tạo nhựa Melaminformaldehyde: Cũng như
nhựa Phenolformaldehyde, nhựa melaminformaldehyde dùng để sản xuất lột ép,
chất dẻo tấm, sơn, keo dán…Ngoài ra nhựa Melamin còn dùng để làm giấy bền
nước, làm giảm độ co nhăn của vải;

N
H2N

3H O
2

N
N

N

HN

NH2

NH2

N
HN
CH2OH

3H O
2

N
N

CH2OH

HOH2C

CH2OH

N

N

HOH2C
NH

CH2OH
N

HOH2C

N

N
CH2OH

CH2OH

Hình 1.7. Cấu trúc polyme Trimetilolmelamin-Formaldehyde
 Đa tụ Formaldehyde với anilin tạo thành nhựa Anilinformadehyde.

Đồ Án Tốt Nghiệp Khóa 2012 - 2016

Trang 13


Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu

Khoa Hóa Học và CNTP

1.2.3. Các phương pháp sản xuất Formaldehyde
Hiện nay, trong công nghiệp Formaldehyde chủ yếu được sản xuất từ hai phương
pháp sau:
 Phương pháp thực hiện dehydro hóa và oxy hóa đồng thời nguyên liệu MeOH;
 Phương pháp oxy hóa trực tiếp MeOH.
Cả hai phương pháp này đều sử dụng nguyên liệu của là MeOH và oxy không
khí. Tỷ lệ nguyên liệu đầu vào (MeOH/O2), loại xúc tác sử dụng cũng như các điều
kiện công nghệ tiến hành làm cho hai quá trình này khác nhau. Mỗi quá trình điều có
ưu, nhược điểm khác nhau, tùy vào mục đích sử dụng mà có thể lựa chọn quy trình
phù hợp với điều kiện thực tiễn.
Phương trình phản ứng chính sản xuất Formaldehyde :
CH 3OH  HCHO  H 2
CH 3OH 

1
O2  HCHO  H 2O
2

H O  85,3 KJ / mol
H O   156,3 KJ / mol

Khi điều chế Formaldehyde, ngoài các phản ứng cơ bản trên còn xảy ra các phản
ứng phụ oxy hóa, dehydro hóa tạo thành axit hữu cơ HCOOH.
CH 3OH  O2  HCOOH  H 2O

Hoặc bị oxy hóa hoàn toàn tạo thành khí CO2 và H2O:
CH 3OH 

3
O2  CO2  2 H 2O
2

Đồng thời MeOH có thể bị khử tại điều kiện nhiệt độ, áp suất cáo tạo thành khí
CO và H2 theo phản ứng:
CH 3OH  CO  2 H 2

Do vậy, trong quá trình sản xuất Formalin cần phải có phương pháp hạn chế đến
mức thấp nhất việc các phản ứng phụ xảy ra hoặc có cách xử lý để tách chúng ra khỏi
dòng sản phẩm.
Bên cạnh đó, những năm gần đây người ta sản xuất Formaldehyde bằng cách
dùng tác nhân oxy hóa khí tự nhiên dưới sự có mặt của oxít nitơ ở 400 ÷ 600 oC.
Quá trình xảy ra như sau:
CH 4  O2  HCHO  H 2 O

(Phản ứng chính )

2CH 4  O2  2CH 3OH

(Phản ứng phụ )

Đồ Án Tốt Nghiệp Khóa 2012 - 2016

Trang 14


Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu

Khoa Hóa Học và CNTP

Ngoài ra còn một số phương pháp sản xuất Formaldehyde như oxy hóa etylen,
thủy ngân cloruametyl. Tuy nhiên, các phương pháp này rất ít được sử dụng trong sản
xuất công nghiệp.
1.2.4. Công nghệ sản xuất Formaldehyde [3], [4],[5]
1.2.4.1. Công nghệ dehydro hóa và oxy hóa đồng thời MeOH
Phản ứng chính xảy ra trong quá trình:
CH 3OH  HCHO  H 2

H O  85, 3 kJ / mol

CH 3OH  O2  HCHO  H 2O

H O  156,3 kJ / mol

Ngoài ra, còn xảy ra các phản ứng phụ:
1
O2  HCOOH
2

1
HCOOH  O2  CO2  H 2O
2
CH 3OH  H 2  CH 4  H 2O
CH 3OH 

CO2  H 2  CO  H 2O

Trong 2 phản ứng chính, có thể lựa chọn tỷ lệ của các phản ứng sao cho phản
ứng tổng cộng là toả nhiệt và để tận dụng nhiệt lượng nhiệt này, trong công nghiệp có
thể tuần hoàn tận dụng nhiệt phản ứng để gia nhiệt dòng nguyên liệu ban đầu đến nhiệt
độ phản ứng hoặc sản xuất hơi nước thấp áp, gia nhiệt nước cấp lò hơi.
Thực nghiệm các phản ứng trong phòng thí nghiệm cho thấy: khi quá trình có độ
chuyển hóa khoảng 55% đối với quá trình oxy hóa và 45% đối với quá trình dehydro
hóa thì có thể sử dụng thiết bị phản ứng dạng đoạn nhiệt. Theo tỷ lệ này, hỗn hợp
nguyên liệu không khí ban đầu chứa khoảng 45 %tt MeOH nhằm nằm trên giới hạn nổ
của MeOH trong không khí là 34,7 %tt.
Trong phương pháp này có 2 công nghệ chính:
 Dehydro oxy hóa bằng không khí với sự có mặt của xúc tác Ag, hơi nước và
lượng dư CH3OH ở nhiệt độ 680 – 720°C. Độ chuyển hóa của CH3OH là 97 98%. Quá trình này gọi là quá trình BASF;
 Dehydro oxy hóa bằng không khí với sự có mặt của xúc tác Ag, hơi nước và
lượng dư CH3OH ở nhiệt độ 600 – 650°C và thu hồi CH3OH bằng chưng cất. Độ
chuyển hóa của CH3OH là 77 - 87%.
 Công nghệ quá trình BASF
Đồ Án Tốt Nghiệp Khóa 2012 - 2016

Trang 15