Công nghệ Sorbex ( Đại học Bách Khoa Hà Nội)

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

GVHD
Khanh
SVTH

: PGS.TS. Trần Công
:

Lê Anh Duy
Tăng Mộng


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:
đồng

tách p,m-cymene khỏi các
phân cymene khác.



CN Sarex:
đường.

tách fructose từ hỗn hợp



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


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
H
H2O

trimetylbenzen

O2 n- butan
2CO
2 N2

O- xylen
CCl4/C6H6

0,3

0,5

i- butan

KA “3A”
NaA “4A”
CaA “5A”
ZSM-5/Silicalite-1

Mordenite
X,Y

0

0,8

0,1

0,2

0,4

0,6

0.7

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


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 nparafin 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.