Công nghệ Sản xuất izo octan

Bài tập lớn công nghệ tổng hợp hợp chất
trung gian
Sản xuất izo octan
GVHD: Nguyễn Hồng Liên
Sinh viên thực hiện:
Bùi Thái Hào
Vương Ngọc Anh 20113504

20090909

Vũ Quang Linh 20113105
Nguyễn Hồng Nho 20091971


Phần I: giới thiệu tổng quan về izo octan

 Iso-octan là chất lỏng không màu, không mùi, không tan trong nước, ít tan trong etanol và ete.
 Cực kỳ dễ cháy khi có mặt của oxy, và nó dễ dàng tạo thành hỗn hợp nổ với không khí.
 Nó là một thành phần quan trọng của xăng.


Công thức phân tử

C8H18

Khối lượng phân tử

114,23 g · mol 

Tỉ trọng

692 mg mL 

-1

-1

Điểm nóng chảy

-107,44°C; -161,39°F;165,71K

Điểm sôi

99,1°C; 210,3°F; 372,2 K

LogP

4,373

Áp suất hơi

5,5 kPa (ở 21°C)

k H

-1
-1
3,0 nmol Pa   kg 

UV-vis(λ max)

210 nm

Chỉ số khúc xạ(nD)

1,391


Ứng Dụng
 Là thành phần quan trọng của xăng, được dùng làm chất chuẩn trong xác định tính chống kích nổ của xăng
(xt. Trị số octan).

Xăng có iso-octan cao là một trong những phụ gia dần được lựa chọn hiệu quả bởi tính ưu việt của nó.

 Ngoài ra, iso-octan còn được dùng làm dung môi.


Sản Xuất
Iso-octan được sản xuất trên quy mô lớn trong ngành công nghiệp xăng dầu bằng cách
chưng cất dầu khí.

Iso-octan được sản xuất từ quá trình alkyl hóa iso-butan tác nhân iso-buten.


CHƯƠNG II. QUÁ TRÌNH ALKYL HÓA ISO-OCTAN

II.1. Quá trình alkyl hóa
 Alkyl hóa là quá trình đưa nhóm alkyl vào phân tử hợp chất hữu cơ hoặc vô cơ. Đây là loại phản
ứng có giá trị thực tế cao để đưa các nhóm alkyl vào hợp chất thơm, isoparafin, mercaptan, sunfit,
amin, các hợp chất chứa ete…Nó cũng là một giai đoạn trung gian trong quá trình sản xuất các
monome, các chất tẩy rửa…



Alkyl hóa alcan là quá trình phổ biến nhất để tạo xăng alkyl hóa. Đây là mục đích chủ yếu trong

công nghệ lọc hóa dầu.Từ các cấu tử ban đầu là khí (C 4H10 và C4H8) ta thu được xăng ( iso-C8H18)
có trị số octan cao.Trong các loại alcan chỉ có iso-alcan tham gia phản ứng, tác nhân alkyl hóa
thường sử dụng là olefin hoặc rượu, trong đó olefin là chủ yếu.


II.2. Alkyl hóa sản xuất iso-octan


Cơ chế :Khơi mào


Phản ứng dây chuyền



Phản ứng phụ


Xúc tác dùng cho quá trình :
Xúc tác H2SO4, HF :Trong công nghiệp, thường sử dụng H2SO4 từ 90 đến 99% hoặc HF. Nếu sử
dụng hai axit trên, cần lưu ý đến tỉ lệ olefin/iso-butan sao cho olefin là nhỏ nhất( tỉ lệ 1/5) vì các
olefin hòa tan tốt trong axit H2SO4,tạo điều kiện cho các phản ứng phụ xảy ra( như phản ứng trùng
hợp ).

 Iso-butan lại hầu như không hòa tan trong H2SO4, HF, do đó phải khuấy trộn mạnh để nồng độ isobutan trong khối phản ứng đạt cực đại.

Xúc tác AlCl3 + HCl: Xúc tác AlCl3 + HCl cho phép phản ứng thực hiện ở nhiệt độ thấp(-15 đến
25oC) dễ chế tạo, cho sản phẩm ít nhánh phụ.

Xúc tác BF3 + HF: Phản ứng trên xúc tác này thường thực hiện ở nhiệt độ cao hơn ( 40-45 oC) tạo
nhiều sản phẩm phụ của quá trình isome hóa.


Các zeolit có mao quản rộng, tỷ lệ Si/Al cao như : zeolit USY, zeolit
USY: với xúc tác này, sự mất hoạt tính xảy ra rất nhanh, khi tăng thời gian phản ứng, chất lượng
alkylat giảm. Mặt khác, trên xúc tác đã mất hoạt tính, chỉ có oligome hóa xảy ra.

zeolit

: có tác dụng gần giống như USY, tuy nhiên nồng độ của 2,2,2-TMP trong phân đoạn C8 là

nhỏ hơn, chứng tỏ rằng sự khuếch tán của sản phẩm bị giới hạn bởi kích thước mao quản


II.3. Công nghệ NExOCTANE kết hợp alkyl hóa sản xuất isoctan

•Nguyên liệu từ quá trình FCC: tích hợp chính trong các nhà máy lọc hóa dầu.


Đi từ Butane: phức tạp hơn.


Quá trình phản ứng:

Quá trình hydro hóa


Sơ

đồ công nghệ: sản xuất izo-octan với công nghệ

NExOCTANE kết hợp với alkyl hóa:


H2 O

Sơ đồ công nghệ: sản xuất izo-octan với công nghệ NExOCTANE kết hợp với alkyl hóa:


Trong các lò phản ứng alkyl hóa:
Nguyên liệu olefin được sấy khô cùng với C4 và isobutene hồi lưu được đưa vào phần lò phản ứng của nhà
máy. Nguyên liệu đi vào vỏ của các lò phản ứng thông qua một số vòi phun để duy trì một nhiệt độ đồng đều
trong toàn bộ lò phản ứng. Việc loại bỏ nhiệt của phản ứng được thực hiện bởi trao đổi nhiệt với một số
lượng lớn nước làm mát chảy qua các ống. Nếu nước làm mát được sử dụng, sau đó nó có thể tiếp tục sử
dụng trong các đơn vị khác. Nước thải từcác lò


Điều kiện phản ứng:
Nhiệt độ: 70-100oF.
Nồng độ axit: 83-92%. (hàm lượng nước không quá 1%).
Tỉ lệ isobutane/olefin: Tỷ lệ càng cao thì chất lượng càng cao,
ít phản ứng phụ nhưng thực tế chúng tùy thuộc vào công nghệ tỷ
lệ dao động từ 5:1 đến 15:1.

Lò phản ứng đime hóa
 Các phản ứng đime của isobutylen xảy ra trong lò phản ứng đoạn nhiệt dime hóa trên một lớp cố
định nhựa trao đổi ion. . 

Trong các lò phản ứng dime hóa, rượu được sản sinh thông qua các phản ứng của một số lượng nhỏ
nước trong nguyên liệu olefin mặc dù nước có thể được thêm vào. Trong lò phản ứng nồng độ cồn
được giữ ở mức thường vì thế sản phẩm iso-octene chứa ít hơn 10% oligomer.


Thu hồi sản phẩm:
Trong việc thu hồi sản phẩm dimerization, sản phẩm

isooctene được tách ra từ các

phần không phản ứng của là C4 raffinate và cũng hình thành rượu rồi cho tuần hoàn
đến phần dimerization. Phần raffinate C4 tạo ra thích hợp cho quá trình alkyl hóa vì
vậy nó được chuyển làm nguyên liệu cho quá trình alkyl hóa.


Giai đoạn hyđro hóa:
Hình. Thiết bị Hyđro hóa