Tiểu luân tổng hợp hữu cơ hóa dầu công nghệ molex

Mục lục

I)
a)
b)
c)
II)
a)
b)
c)

Các phương pháp tổng hợp n paraffin cao
Phương pháp kết tinh
Tạo phức cacbamit
Hấp thụ bằng rây phân tử
2
Công nghệ Molex –UOP
Xúc tác sử dụng ZSM5
Công nghệ Molex
Ứng dụng của quá trình Molex
Kết luận
Tài liệu tham khảo

I)
a)

1
1
1
2

2
3
6
8
9

Các phương pháp tổng hợp n paraffin cao

Phương pháp kết tinh
Nguyên tắc hoạt động của phương pháp này dựa vào sự chênh lêch về nhiệt
độ nóng chảy, kết tinh của các paraffin. Quá trình này có thể hỗ trợ thêm
bằng cách sử dụng dung môi, tùy từng trường hợp. Đối với gasoline và dầu
nhờn có độ nhớt thấp, nguyên liệu được làm lạnh đến 00C. Khi đó, paraffin


sẽ được kết tinh lẫn 30% hydrocacbon lỏng. Hỗn hợp này được lọc, tách lấy
phần rắn đem ép thành tấm. Khi đun nóng nhẹ các tạp chất này sẽ đucợ tách
ra và khối paraffin sản phẩm có độ tinh khiết cao 96 -99%.
Trong trường hợp nguyên liệu có nhiều tạp chất , quá trình tách sẽ được hỗ
trợ bằng cách sử dụng các dung môi có kahr năng hòa tan tốt các cấu tử như
isoparafin,naphten, hydrocacbon thơm… mà ít hòa tan n paraffin. Các dung
môi này thường là các xeton thấp, hydrocacbon thơm. Dung môi được hòa
tan vào nguyên liệu rồi làm lạnh đên -5 - -300C. Khi đó các n paraffin kết
tinh lại sẽ được tách và chuyển sang nung nóng để kết tinh lại, tách khỏi
dung môi có lẫn.
Trong một ố quá trình, người ta cũng sử đụng propan longrvoiws vai trò vừa
là dung môi vừa là tác nhân lạnh cho quá trình kết tinh. Nguyên liệu được
trộn với propan lỏng dưới áp suât. Giảm áp hôn hợp đi, propan sẽ bay hơi,
làm cho nhiệt độ hỗn hợp xuống -400C. Khi đó, n paraffin kết tinh. Lọc lấy
tách lấy paraffin, còn propan tuần hoàn lại tháp. Phương pháp này có độ

chọn lọc cao, có thê ứng dụng cho các phân doạn dầu mỏ.
b) Tạo phức cacbamit
Đây là phương pháp dựa trên kahr năng tạo phức cộng hợp với cacbamit của
n paraffin. Phản ứng xảy ra như sau:
RH + nCO(NH2)2  RH.nCO(NH2)2
Quá trình được tiến hành bằng cách trộn dầu với dung dịch nước hoặc với
rượu bão hòa cacbamit ở nhiệt đô 70 – 100 0C để phân hủy phức và tách bỏ
cacbamit, thu hồi n paraffin. Với các phân đoạn giàu paraffin, người ta có
thể sử dụng thêm dung môi dicloetan để pha loãng, tạo thuận lợi cho quá
trình lọc.
Phương pháp này có thể được áp dung cho mọi phân đoạn dầu. Tuy nhiên,
nó co nhược điểm là độ chon lọc thấp, sản phẩm n-parafin có lẫn isoparafin,
naphten, hydrocacbon thơm.
c) Hấp thụ bằng rây phân tử
Phương pháp này được áp dụng dựa trên nguyên tắc chất hấp phụ chỉ hấp
phụ n paraffin có kích thước nhỏ hơn lỗ xốp của zeolite, không hấp thụ các
chất hydrocacbon khác có kích thước lớn cồng kềnh như naphten và
isoparafin.

II)

Công nghệ Molex –UOP


a)

Xúc tác sử dụng ZSM5

ZSM 5 (zeolite socony mobil 5) là loại hợp chất alumino silicat thuộc họ
pentasil của zeolite, nó công thức câu tạo NanAlnSi96–nO192·16H2O (0

phát minh bởi tập đoàn dầu Mobil từ năm 1975, nó có ứng dụng rộng rãi trong
công nghiệp lọc hóa dầu, như là tách hỗn hợp khí hoặc phản ứng isome hóa.
Cấu trúc của nó là họ tinh thể tám mặt liên kết với nhau bởi cầu oxy từ khung
tám mặt đó, mỗi mặt là vòng 5 cạnh. Ở mỗi mặt, các phân tử Al hoặc Si và 1
nguyên tử O được liên kết bền với nhau ở các đỉnh .Tám mặt này được liên kết với
nhau bởi cầu liên kết oxy gấp khúc tạo nên 10 vòng cạnh. Lớp liền kề của các mặt
được liên kết với nhau bằng các điểm tự do. Kích thước động học của ZSM 5 vào
khoảng từ 5,4 -5,6 A. cấu trúc tinh thế của mỗi phẩn ZSM5 gồm có 96 T (Si hoặc
Al), 192 phân tử O, và 1 số các ion dương tạo ra phụ thuộc vào tỉ lệ Si/Al từ 12 đến
vô cùng. Cấu trúc orthorhombic tồn tại ở nhiệt độ cao, nhưng lại bị tách ra thành
các mono khi nhiệt độ thấp, vào khoảng 300- 350K.
Cấu tạo một phân tử của ZSM 5

Cấu trúc của ZSM 5 tạo rây phân tử


b)

Công nghệ Molex

Công nghệ UOP Molex là một quá trình điển hình được sử dụng để phân
tách n-paprafin khỏi các isoparafin. Mặc dù công nghệ này không giới hạn cho một
quá trình sử lí riêng biệt nào hay chỉ sử dụng với một loại nguyên liệu có số
nguyên tử cacbon nhất định, quá trình Molex thường được ứng dụng phổ biến nhất
để thu hồi các n-parafin phục vụ sản xuất chất dẻo hoặc chất tẩy rửa. Các dạng nparafin điển hình từ C6 C10dungf cho sản xuất chất dẻo, C10 C14 dùng cho
alkyl hóa sản xuất alkyl benzen và C13 C20 (thường lớn hơn C16) dung cho tổng
hợp các rượu tẩy rửa…
Sơ đồ công nghệ Molex:

Công nghệ UOP Molex là một phương pháp tách bằng hấp phụ pha lỏng các
n-parafin ra khỏi isoparafinvaf xycloparafin trên cơ sở công nghệ tách Sorbex với
chất hập phụ là zeolit. Hấp phụ trong pha lỏng đẳng nhiệt làm cho quá trình xủ lý
các nguyên liệu nặng và khoảng rộng được dễ dàng hơn. Với các quá trình được
tiến hành trong pha hơi, để quá trình phân tách được hiệu quả, ngoài các thiết bị
làm mát và đun nóng thông thường, hệ thống còn cần một bộ phận làm thay đổi
nhiệt độ và/hoặc áp suất trong khoảng rộng trong suốt chu trình hấp phụ - nhả hấp
phụ.Các quá trình pha hơi này có xu hướng để lại một lượng cốc nhất định trên
chất hấp phụ, và do đó, sau những khoảng thời gian nhất định, hệ thống cần được
tạm dừng để tái sinh chất hấp phụ, loại bỏ cốc. Ngược lại, các quá trình thực hiện
trong pha lỏng có thể tiến hành liên tục không cần ngừng lại để tái sinh chất hấp
phụ. Hình vẽ miêu họa hệ thống sơ đồ nguyên lý của công nghệ Molex. 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.
Thuyết trình công nghệ:


Hỗn hợp nguyên liệu đầu được bơm và trộn cũng với dung môi đưa vào hệ
thống hấp phụ van quay. Thứ tự các phòng được bố trí như sau

Quá trình hấp phụ xảy ra lần lượt và tuần tự trên từng vùng của tháp, van quay thay
đổi liên tục để các vùng liên tục xảy ra các quá trình tiếp liệu, hấp thụ, nhả hấp thụ
và tuần hoàn lại liên tục. Nhờ vậy quá trình Molex được diễn ra liên tục, không
giống như các quá trình hấp phụ khác, làm việc gián đoạn. Thực tế, quá trình
Molex là quá trình Sorbuten đã được cải tiến để phù hợp cho việc tách loại n
parafin.
Quá trình thực hiện trong nhiệt độ trên 1000C và áp suất thường cho quá
trình hấp phụ và được đẩy lên trên 1800 đến dười 3800C, áp suất từ 2 bar đến 7 bar
cho quá trình giải hấp phụ. Điều kiện tương đồi giống với quá trình Sorbutne.

ưu điểm của quá trình là thu được n parafin có độ tinh khiết cao 98-99%, khả
năng thu hồi là 96-99%. Quá trình được tiến hành liên tục và không cẩn phải dừng
lại gián đoạn như các quá trình hấp phụ thông thường. Ngoài ra, quá trình này kinh
tế hơn quá trình kết tinh do không phải hạ nhiệt độ xuống thấp. Do đó, quá trình
này được ứng dụng rộng rãi và phổ biến.
c)

Ứng dụng của Molex trong thực tế

Molex là quá trình tách n parafin ra khỏi hỗn hợp hydrocacbon nên ứng dụng
trong công nghệ chế biên kerosene và dầu nhờn, làm giảm điểm đông đặc của
nguồn này xuống phù hợp với các quá trình làm việc của chúng trong từng điều
kiện khắc nghiệt.
Công nghệ Molex sử dụng chủ yếu trong quá trình sản xuất chất hóa dẻo (C6C10, clo parafin), tiền chất hoạt động bề mặt (C13-C22 LAB), sản xuất alkyl
benzene (C10-C14).
Một số công nghệ điển hình như:

Tách n parafin ra khỏi phân đoạn kerosene


Sơ đồ công nghệ sản xuất LAB từ nguyên liệu hỗn hợp
Các n parafin còn sử dụng nhiều trong công nghiệp chất hóa dẻo,chất dẻo như:
- Paraffin chlor hóa là một chất hóa dẻo rất phổ biến và là 1 phụ gia chống cháy

có nhiều tính chất vật lý và hóa học có thể đáp ứng yêu cầu cho nhiều ứng dụng.
Celeclor không tan trong nước và trơ với hầu hết các loại hóa chất. Ngoài ra đây là
một chất có tính bay hơi rất thấp. Vì thế Cereclor là một chất hóa dẻo rất tốt cho
sơn bảo vệ thép, masonry và các ứng dụng tàu biển có tính năng cao.
Sơn tàu biển và sơn bảo vệ cho thép là loại sơn đặc trưng dùng cho cao su

chlor hóa, sơn xây dựng nhựa acrylic cũng thường dùng.
Thường paraffin được dùng với 1 hoặc nhiều mục đích sau :
-

Là chất hóa dẻo chống cháy, không saponine hóa và chống hóa học.

-

Tăng khả năng chống cháy

-

Là 1 nhựa cải biến hoặc resin extender.


Kết luận
Công nghệ Molex được sử dụng phổ biến trong quá trình tách n parafin, tuy công
nghệ mới được phát triển (1995) nhưng tính đến nay đã có hơn 35 phân xưởng đã
được xây dựng, tăng sản lượng n parafin từ 5,5 triệu tấn đến nay là 340 triệu tấn.
Điều đó có thế thấy được công nghệ này phát triển mạnh và nhanh, còn tiềm năng
phát triển lớn trong tương lai.
Ở nước ta, công nghệ này chưa được áp dụng do chưa có nhà máy sản xuất các
chất lấy n parafin làm nguyên liệu. Tuy nhiên, trong tương lai không xa, chúng ta
có thể áp dụng nó một cách hiệu quả và kinh tế nhất để phát triển các ngành công
nghiệp lớn, đặc biệt là công nghiệp hóa chất.


Tài liệu tham khảo
1, Handbook of Petroleum Refining Processes;
2, www.uop.com;

3, />4, />