ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT POLYPROPYLEN CÔNG SUẤT 320000 TẤNNĂM TỪ NGUYÊN LIỆU PROPYLEN CỦA QUÁ TRÌNH CRACKING NAPHTHA (FULL các bản vẽ CAD thiết bị, sơ đồ công nghệ và mặt băng)

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: TS. Nguyễn Hàn Long

MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG ............................................................................................................ i
DANH MỤC HÌNH ẢNH ..................................................................................................ii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ................................................................................. iii
MỞ ĐẦU .............................................................................................................................. 1
CHƯƠNG I.

TỔNG QUAN LÝ THUYẾT ............................................................... 2

I.1. Giới thiệu chung về polypropylen .......................................................................... 2
I.1.1. Lịch sử ra đời và nhu cầu thị trường .............................................................. 2
I.1.2. Các đặc tính cơ bản của polypropylen ............................................................ 4
I.1.3. Phản ứng trùng hợp PP và cơ chế chung của phản ứng trùng ..................... 9
I.2. Nguyên liệu propylen ............................................................................................ 12
I.2.1. Tính chất vật lý................................................................................................ 12
I.2.2. Tính chất hóa học ............................................................................................ 13
I.2.3. Các nguồn thu nhận propylen ...................................................................... 14
I.2.4. Các phương pháp sản xuất propylen ........................................................... 16
I.3. Sản xuất propylen từ quá trình cracking naptha. ............................................. 20
I.3.1. Quá trình cracking có sự tham gia của hơi nước......................................... 20
I.3.2. Công nghệ sản xuất ......................................................................................... 22
I.4. Công nghệ tổng hợp polyropylen.......................................................................... 25
I.4.1. Chất xúc tác và cơ chế phản ứng của quá trình ........................................... 25
I.4.3. Giới thiệu các công nghệ sản xuất ................................................................. 31
I.4.4. Ảnh hưởng của thông số công nghệ đến hiệu suất sản xuất PP ................. 46
I.5.4. Đánh giá lựa chọn công nghệ ......................................................................... 48
I.5.5. Quy trình công nghệ ....................................................................................... 51

CHƯƠNG II.

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ .................................................................... 54

II.1. Tính cân bằng vật chất ......................................................................................... 54
II.2. Cân bằng nhiệt lượng ........................................................................................... 66
II.2.1. Giai đoạn gia nhiệt nguyên liệu đầu ............................................................ 66
II.2.2. Giai đoạn duy trì nhiệt độ ở 70oC ................................................................ 67

SVTH: Lê Ngọc Sơn – 20143803


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: TS. Nguyễn Hàn Long

II.3. Tính toán thiết bị chính........................................................................................ 72
II.3.1. Thông số thiết kế............................................................................................ 72
II.3.2. Xác định kích thước hình học thiết bị chính ............................................... 73
II.3.3. Tính chiều dày thiết bị phản ứng ................................................................. 76
II.3.4. Lớp vỏ trao đổi nhiệt ..................................................................................... 77
CHƯƠNG III.

THIẾT KẾ MẶT BẰNG XÂY DỰNG............................................ 80

III.1. Xây dựng mặt bằng phân xưởng ....................................................................... 80
III.1.1. Yêu cầu chung .............................................................................................. 80
III.1.2. Địa điểm xây dựng ....................................................................................... 81
III.2. Tính toán kinh tế ................................................................................................. 85
III.2.1. Mục đích ....................................................................................................... 85

III.2.2. Xác định vốn đầu tư cho phân xưởng ........................................................ 85
III.2.3. Tính hiệu quả kinh tế .................................................................................. 90
CHƯƠNG IV. AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ PCCC ..................................................... 92
IV.1. Khái quát chung .................................................................................................. 92
IV.2. Những yêu cầu về an toàn lao động trong phân xưởng ................................... 93
IV.2.1. Yêu cầu về vệ sinh môi trường và mặt bằng ............................................. 93
IV.2.2. Yêu cầu về phòng chống cháy nổ trong phân xưởng ................................ 94
IV.2.3. Yêu cầu về an toàn giao thông trong phân xưởng .................................... 95
IV.2.4. Yêu cầu về phòng chống độc tính của hóa chất ........................................ 96
IV.2.5. An toàn cho công nhân ................................................................................ 97
KẾT LUẬN ....................................................................................................................... 99
[Danh mục tài liệu tham khảo] ...................................................................................... 100

SVTH: Lê Ngọc Sơn – 20143803


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: TS. Nguyễn Hàn Long
DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1. Mức tiêu thụ PP theo đầu người ở các nơi khác nhau trên thế giới ..................... 4
Bảng 1.2. Tính chất cơ lý của PP ......................................................................................... 7
Bảng 1.3. Thành phần chính của các loại xúc tác Ziegler – Natta ..................................... 28

Bảng 2.1. Thành phần dòng propylen đầu vào .................................................................. 54
Bảng 2.2. Thành phần dòng H2 .......................................................................................... 55
Bảng 2.3. Độ chuyển hóa propylen và hydro trong từng thiết bị phản ứng ....................... 55
Bảng 2.4. Bảng cân bằng vật chất của thiết bị preR ........................................................... 61
Bảng 2.5. Bảng cân bằng vật chất của thiết bị R1 .............................................................. 62

Bảng 2.6. Bảng cân bằng vật chất cho thiết bị R2.............................................................. 62
Bảng 2.7. Bảng cân bằng vật chất cho thiết bị tách cao áp ................................................ 63
Bảng 2.8. Bảng cân bằng vật chất cho thiết bị lọc sơ bộ .................................................... 63
Bảng 2.9. Bảng cân bằng vật chất cho thiết bị tách thấp áp ............................................... 64
Bảng 2.10. Bảng cân bằng vật chất cho tháp stripping ...................................................... 64
Bảng 2.11. Bảng cân bằng vật chất của thiết bị xử lý bằng hơi nước ................................ 65
Bảng 2.12. Bảng cân bằng vật chất của thiết bị lọc tay áo ................................................. 65

Bảng 3.1. Các hạng mục công trình ................................................................................... 82
Bảng 3.2. Kích thước phân xưởng ...................................................................................... 84
Bảng 3.3. Bố trí nhân công trong phân xưởng ................................................................... 88
Bảng 3.4. Chi phí sản xuất cho một tấn sản phẩm ............................................................. 90
Bảng 3.5. Giới hạn cháy nổ của hỗn hợp hydrocacbon với không khí .............................. 94

SVTH: Lê Ngọc Sơn – 20143803

i


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: TS. Nguyễn Hàn Long
DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1. Biểu đồ doanh thu từ các loại nhựa ở Mỹ giai đoạn 2014 – 2026 ...................... 3
Hình 1.2. Cấu trúc isotactic polypropylen ............................................................................ 5
Hình 1.3. Cấu trúc atactic polypropylen ............................................................................... 5
Hình 1.4. Cấu trúc syndiotactic polypropylen ...................................................................... 6
Hình 1.5. Độ dãn dài của một số polyme thường gặp .......................................................... 7
Hình 1.6. Công thức cấu tạo propylen ................................................................................ 12

Hình 1.7. Các nguồn thu nhận propylen ............................................................................. 15
Hình 1.8. Các phản ứng chính xảy ra trong quá trình nhiệt phân ...................................... 20
Hình 1.9. Công nghệ sản xuất olefin bằng phương pháp cracking naphtha ....................... 23
Hình 1.10. Sơ đồ chưng cất tách sản phẩm khí của quá trình steam cracking nguyên liệu
naphta.................................................................................................................................. 24
Hình 1.11. Sơ đồ hoàn thiện của phân xưởng steam cracking .......................................... 25
Hình 1.12. Sơ đồ sản xuất PP theo công nghệ spheripol .................................................... 33
Hình 1.13. Sơ đồ sản xuất polypropylen theo công nghệ HYPOL .................................... 38
Hình 1.14. Sơ đồ sản xuất PP theo công nghệ NOVOLEN ............................................... 40
Hình 1.15. Sơ đồ công nghệ sản xuất PP theo công nghệ Unipol ...................................... 43
Hình 1.16. Sơ đồ sản xuất PP theo công nghệ Innovenve .................................................. 45
Hình 2.1. Phần ống uốn ...................................................................................................... 74
Hình 2.2. Phần ống chữ U .................................................................................................. 75
Hình 2.3. Phần ống ráp nối V3-2 ........................................................................................ 75
Hình 2.4. Thiết bị phản ứng chính ...................................................................................... 79

SVTH: Lê Ngọc Sơn – 20143803

ii


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: TS. Nguyễn Hàn Long
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Từ viết tắt

Tiếng Anh

Tiếng Việt

aPP

Atactic polypropylene

Cấu trúc vô định hình của PP

FCC

Fluid cracking catalyst

Quá trình cracking xúc tác

iPP

Isotactic poylropylene

Cấu trúc tinh thể trật tự của PP

MTO

Methanol to olefins

Chuyển hóa metanol thành olefin

MTP

Methanol to propylene

Chuyển hóa metanol thành propylen

PCCC

-

Phòng cháy chữa cháy

PDH

Propane dehydrogenation

Đề hydro hóa propan

PE

Polyethylene

Polyetylen

PP

Polypropylene

Polypropylen

preR

Preparative reactor

Thiết bị tiền phản ứng

PS

Polystyren

Polystyren

PVC

Polyvinyl clorua

Polyvinyl clorua

R1

Reactor 1

Thiết bị phản ứng thứ nhất

R2

Reactor 2

Thiết bị phản ứng thứ 2

RCP

Random copolypropylene

PP đồng trùng hợp ngẫu nhiên

sPP

Syndiotactic polypropylene

Cấu trúc tinh thể luân phiên trật tự
của PP

SVTH: Lê Ngọc Sơn – 20143803

iii


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: TS. Nguyễn Hàn Long

MỞ ĐẦU
Công nghiệp tổng hợp các hợp chất polyme là ngành khoa học nghiên cứu về việc tổng
hợp các chất hữu cơ có ứng dụng rộng rãi trong đời sống bằng cách tận dụng nguồn nguyên
liệu từ dầu mỏ. Nhu cầu sử dụng polyme trong công nghiệp cũng như các lĩnh vực khác
của đời sống đang tăng nhanh. Trong đó polypropylen (PP) là một loại polyme nhiệt dẻo
được sử dụng rộng rãi nhất trên thế giới vì khả năng ứng dụng cao của nó. Chất liệu
polypropylen có tính chất đặc trưng nên được sử dụng trong nhiều ngành như: Sản xuất
thành sợi trong bao bì sản phẩm; làm lớp màng phủ trên bề mặt sản phẩm; sử dụng chế tạo
các sản phẩm bằng nhựa cần độ an toàn cao như bình sữa cho trẻ em, đồ chơi, kim tiêm y
tế,…Sản xuất những dụng cụ trong phòng thí nghiệm như lọ, chai đựng hóa chất,…
Ở nước ta hiện nay có nhà máy lọc hóa dầu Dung Quất sản xuất PP đang hoạt động và
các dự án sắp đi vào hoạt động trong những năm tiếp theo như dự án sản xuất hạt nhựa

polypropylen Phú Mỹ, dự án sản xuất polyporopylen ở Bà Rịa – Vũng Tàu của công ty hóa
chất Hàn Quốc Hyosung. Vì vậy, việc nghiên cứu thiết kế xây dựng nhà máy sản xuất
polypropylen là yêu cầu rất cần thiết và cấp bách mang tính xã hội, kinh tế phù hợp với
nhịp độ tăng trưởng, phát triển chung của đất nước.
Từ những phân tích trên em quyết định chọn đề tài “ Thiết kế phân xưởng sản xuất
polypropylen công suất 320 000 tấn/năm từ nguyên liệu propylen của quá trình cracking
naptha” làm đề tài đồ án tốt nghiệp đại học của mình. Đồ án của em được chia làm 4
chương:
Chương I.

Tổng quan về sản phẩm và nguyên liệu

Chương II.

Tính toán thiết kế

Chương III.

Tính toán mặt bằng xây dựng và tính toán kinh tế

Chương IV.

An toàn lao động và phòng cháy chữa cháy

SVTH: Lê Ngọc Sơn – 20143803

1


Đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG I.

GVHD: TS. Nguyễn Hàn Long

TỔNG QUAN LÝ THUYẾT

I.1. Giới thiệu chung về polypropylen
I.1.1. Lịch sử ra đời và nhu cầu thị trường
Việc phát minh ra polypropylen bắt đầu từ đầu những năm 1950. Nổi bật là các nhóm
phát minh Montecatini (có sự góp mặt của các giáo sư Giulio Natta đồng đạt giải nobel
1963 với Karl Ziegler) và nhóm Ziegler.
Polypropylen hình thành từ quá trình trùng hợp (polyme hóa) phối trí với sự có mặt của
xúc tác Ziegler – Natta. Polypropylen được đưa ra thị trường lần đầu tiên vào năm 1957 bởi
công ty Montecatini, Italia. Ngay sau đó, nó được sản xuất hàng loạt tại châu Âu, Mỹ và
Nhật. Theo thời gian phát triển, công suất và chất lượng polypropylen thương mại ngày
càng được cải thiện.
Polypropylen được sản xuất bằng phương pháp hóa học được ứng dụng rộng rãi trong
tất cả các ngành. Hiện nay, polypropylen là loại nhựa dẻo thông dụng được sản xuất hàng
chục triệu tấn một năm trên toàn thế giới không thua kém gì PVC. Polypropylen có những
tính chất nhiệt, cơ, lý tuyệt vời khi sử dụng ở nhiệt độ phòng. PP tương đối cứng, có nhiệt
độ nóng chảy cao, khối lượng riêng thấp và khả năng chống va đập tương đối tốt [12].
Nhu cầu của thị trường nhựa toàn cầu đạt 26,73 triệu tấn với doanh thu trên 32% trong
năm 2016. Việc thay thế kim loại và hợp kim với các hợp chất nhựa (có khối lượng nhẹ
hơn) tương ứng là yếu tố then chốt ảnh hưởng đến mô hình tiêu thụ trong ngành nhựa.
Ngành công nghiệp nhựa phụ thuộc rất nhiều vào công nghệ tiên tiến, yêu cầu cao về tính
linh hoạt của vật liệu, ngoài ra các yếu tố khác như nguồn nguyên liệu sẵn có, quy trình sản
xuất, các sự kiện chính trị – xã hội cũng đã có tác động đáng kể đến quy mô ngành nhựa
những năm gần đây.

SVTH: Lê Ngọc Sơn – 20143803

2


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: TS. Nguyễn Hàn Long

Triệu USD

Hình 1.1. Biểu đồ doanh thu từ các loại nhựa ở Mỹ giai đoạn 2014 – 2026 [12]
Theo biểu đồ trên thì PP là sản phẩm tiêu thụ nhiều nhất chỉ sau PE. Ô tô, bao bì, hàng
tiêu dùng và máy móc công nghiệp là các lĩnh vực ứng dụng tăng trưởng chính. Về lĩnh vực
sản xuất ô tô, các quy định liên quan đến giảm trọng lượng xe cộ và hiệu suất nhiên liệu đã
thúc đẩy nhu cầu sử dụng các vật liệu nhựa. Các nguyên liệu chính như polypropylen (PP)
và polyethylen (PE) đang chứng kiến sự tăng trưởng to lớn về tiêu thụ trong ngành công
nghiệp ô tô, bao bì và xây dựng. Tuy nhiên nguyên nhân gây cản trở tăng trưởng của ngành
nhựa là vật liệu khó phân hủy và sử dụng hóa chất độc hại.
Bao bì dẫn đầu thị trường với thị phần hơn 50% trong năm 2014, tiếp theo là ô tô. Thiết
bị và công nghiệp cơ sở cũng sẽ là một trong những thị trường phát triển nhanh được dự
báo. Nhu cầu PP tăng cao trong các ngành công nghiệp bao bì thực phẩm và đồ uống, cùng
với nhu cầu tăng với các xe hạng nhẹ được dự đoán sẽ thúc đẩy thị trường PP trong những
năm tới.
Khu vực Châu Á – Thái Bình Dương là thị trường mới nổi nhất nhất với PP do nhu cầu
cao từ các ngành công nghiệp đang phát triển. Nhu cầu ở châu Âu dự kiến tăng do nhu cầu
sử dụng PP nhiều hơn các vật liệu thông thường như thủy tinh, kim loại. Trung Quốc nổi
lên như một ông lớn về sản xuất và tiêu thụ PP. Thị trường của Trung Quốc và Ấn Độ dự
kiến nhu cầu tiêu thụ PP là 12 triệu tấn trong giai đoạn từ 2011 – 2020 [12].

SVTH: Lê Ngọc Sơn – 20143803

3


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: TS. Nguyễn Hàn Long

Bảng 1.1. Mức tiêu thụ PP theo đầu người ở các nơi khác nhau trên thế giới
Nước – Khu vực

Tiêu thụ bình theo quân đầu người ( kg )

Thế giới

7,9

Trung Quốc

12,9

Tây Âu

17,7

Mỹ

17,9

Nam Mỹ

5,7

Thổ Nhĩ Kỳ

23

Việt Nam

8,8

Ấn Độ

2,6

Châu Phi

1,5

Nhìn vào mức tiêu thụ bình quân đầu người của các khu vực khác nhau ta thấy Châu Á
– Thái Bình Dương là khu vực có nhu cầu nhiều nhất. Xu hướng ngày càng tăng của khu
vực châu Á – Thái Bình Dương, Trung Đông, châu Phi dự kiến sẽ tiếp tục trong tương lai.

I.1.2. Các đặc tính cơ bản của polypropylen [8], [6]
I.1.2.1. Cấu trúc của PP
Polypropylen là một hợp chất cao phân tử có công thức hóa học chung là:

Ba loại cấu trúc lập thể của polypropylen là atactic polypropylen, syndiotactic
polypropylen, isotactic polypropylen.

SVTH: Lê Ngọc Sơn – 20143803

4


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: TS. Nguyễn Hàn Long

▪ Isotactic polypropylen:
Có các nhóm – CH3 cùng nằm về một phía mặt phẳng trong cấu hình đồng phân quang
học, dạng tinh thể. Có tính chất là không tan được trong heptan sôi và có nhiệt độ điểm
chảy khoảng 165oC.

Hình 1.2. Cấu trúc isotactic polypropylen
▪ Atactic polypropylen:
Có các nhóm - CH3 sắp xếp ngẫu nhiên không theo một quy luật nào, vô định hình và
kết dính tốt.

Hình 1.3. Cấu trúc atactic polypropylen
▪ Syndiotactic polypropylen:
Có các nhóm – CH3 sắp xếp luân phiên trật tự cả hai nữa mặt phẳng.

SVTH: Lê Ngọc Sơn – 20143803

5


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: TS. Nguyễn Hàn Long

Hình 1.4. Cấu trúc syndiotactic polypropylen
I.1.2.2. Tính chất cơ lý
Polypropylen (PP) có tính bền cơ học cao (bền xé và bền kéo đứt), khá cứng vững,
không mềm dẻo như PE, không bị kéo giãn dài do đó được chế tạo thành sợi. Tuy nhiên,
có thể bị xé rách dễ dàng khi có một vết cắt hoặc một vết thủng nhỏ. Polypropylen trong
suốt, độ bóng bề mặt cao cho khả năng in ấn cao, nét in rõ. Polypropylen không màu, không
mùi, không vị, không độc. Polypropylen cháy sáng với ngọn lửa màu xanh nhạt, có dòng
chảy dẻo, có mùi cháy gần giống mùi cao su.
Polypropylen chịu được nhiệt độ cao hơn 1000C. Tuy nhiên nhiệt độ hàn dán mí (thân)
bao bì PP (1400C) cao so với PE nên có thể gây chảy hư hỏng màng ghép cấu trúc bên
ngoài, nên thường dùng PP làm lớp trong cùng. Polypropylen có tinh chất chống thấm oxi,
hơi nước, dầu mỡ và các khí khác.
▪ Nhiệt độ nóng chảy cao: Tnc = 160 ÷170°C
▪ Ổn định ở 150°C khi không có tác dụng ngoại lực
▪ Chịu được nước sôi lâu, không bị biến dạng
▪ Ở 155°C, PP vẫn còn ở thể rắn nhưng đến gần nhiệt độ nóng chảy PP chuyển sang
dạng mềm cao (giống cao su)
▪ Khi giảm từ nhiệt độ nóng chảy xuống 120°C thì PP bắt đầu kết tinh
▪ PP có độ dãn dài (ở nhiệt độ cao) thấp nhất trong các polyme thường gặp.

SVTH: Lê Ngọc Sơn – 20143803

6


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: TS. Nguyễn Hàn Long

5

Hình 1.5. Độ dãn dài của một số polyme thường gặp
(1) PE tỉ trọng thấp; (2) Polymetylmetaacrylat;
(3) PE tỉ trọng cao; (4) PVC ; (5) PP
PP cứng hơn nhiều so với PE. Độ bền cơ học của PP phụ thuộc rất nhiều vào tốc độ chất
tải. PP chịu lạnh kém hơn PE, dễ bị oxi hóa, tính bám dính kém, trọng lượng phân tử trong
khoảng 80000 ÷ 200000
Bảng 1.2. Tính chất cơ lý của PP

SVTH: Lê Ngọc Sơn – 20143803

7


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: TS. Nguyễn Hàn Long

I.1.2.3. Độ bền hóa học
Ở nhiệt độ thường PP không tan trong các dung môi hữu cơ, ngay cả khi tiếp xúc lâu
dài mà chỉ trương trong các cacbuahydro thơm và clo hóa. Ở nhiệt độ trên 80°C PP bắt đầu
tan trong một số dung môi hữu cơ. Tròn ba dạng iPP, sPP, aPP thì aPP thể hiện độ tan cao
nhất trong ba dạng trên. Độ bền hóa học cao của iPP làm cho nó khó bị biến màu và được
sử dụng trong acquy xe ô tô. iPP còn có khả năng kháng nước, bền với nhiều axit và bazơ
vô cơ mạnh.
Giống như các polyolefin khác, PP cũng bị tấn công bởi các tác nhân oxi hóa như axit
sunfuric 98%, axit clohidric 30% ở nhiệt độ cao (~1000C) và axit nitric, nó bốc khói ngay

ở nhiệt độ thường. PP phản ứng với O2 bằng nhiều cách khác nhau gây ra đứt mạch và giòn,
đồng thời giảm khối lượng phân tử. Phản ứng này càng xảy ra mạnh ở nhiệt độ cao, ánh
sáng. Do đó, phụ thuộc vào từng ứng dụng mà một lượng lớn các loại chất ổn định được
thêm vào trong quá trình gia công để bảo vệ sản phẩm.
I.1.2.4. Phân loại
Polypropylen là một loại nhựa nhiệt dẻo được sản xuất bởi quá trình polime hóa
propylen. Có nhưng tính chất nhiệt, vật lý, hóa học thỏa mãn được các yêu cầu của người
dùng khi sử dụng ở nhiệt độ phòng.
Trong công nghiệp người ta chia polypropylen thành các họ lớn với các tên gọi như sau:
- Homopolypropylen (polypropylen đồng thể) là sản phẩm được polyme hóa chỉ duy nhất
monome propylen. Nó là loại được sử dụng rộng rãi nhất trong các loại sản phẩm của
PP, nó được sản xuất từ những thiết bị phản ứng khác nhau có sử dụng xúc tác để liên
kết các monome lại với nhau thành dạng có cấu trúc không gian cố định.
Homopolypropylen là một hệ hai pha, vì nó chứa cả tinh thể và vô định hình.
- Random copolypropylen (Polypropylen đồng trùng hợp) (RCP) là sản phẩm được đồng
polyme hóa của monome propylen với các monome (thường dùng là comonome ethylen
với tỷ lệ thấp 7%). Đa số copolyme có cấu tạo không trật tự, trong mạch phân tử của

SVTH: Lê Ngọc Sơn – 20143803

8


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: TS. Nguyễn Hàn Long

chúng có các mắc xích cơ sở (monome A và B) khác nhau sắp xếp một cách hỗn độn và
không thể tách ra các đoạn mạch lặp đi lặp lại một cách tuần hoàn. Đồng trùng hợp có
các ứng dụng lớn trong thực tế vì nó cho phép thay đổi tính chất của các hợp chất cao

phân tử trong một giới hạn rộng. Đồng trùng hợp được sử dụng rộng rãi trong công
nghiệp cao su tổng hợp.
…–A – A – A – A – B – A – B – B – A –…
- Copolypropylen block (polypropylen đồng trùng hợp khối): Khác với các copolyme
thông thường, trong đại phân tử của chúng các đơn vị monome riêng biệt phân bố theo
từng cụm luân phiên nhau và sắp xếp không theo một trật tự trong mạch.
…– A – A – A – A – B – B – B – B – B – A – A – …
I.1.2.5. Ứng dụng của sản phẩm PP

- Dùng làm bao bì một lớp chứa đựng bảo quản thực phẩm, không yêu cầu chống oxy hóa
một cách nghiêm ngặt.

- Tạo thành sợi, dệt thành bao bì đựng lương thực, ngũ cốc có số lượng lớn.
- PP cũng được sản xuất dạng màng phủ ngoài đối với màng nhiều lớp để tăng tính chống
thấm khí, hơi nước, tạo khả năng in ấn cao, và dễ xé rách để mở bao bì (do có tạo sẵn
một vết đứt) và tạo độ bóng cao cho bao bì.

- Dùng làm chai đựng nước, bình sữa cho bé, hộp bảo quản thực phẩm
- Một số sản phẩm làm từ nhựa PP có khả năng chịu nhiệt tốt dùng được trong lò vi sóng.
I.1.3. Phản ứng trùng hợp PP và cơ chế chung của phản ứng trùng
Trùng hợp là phản ứng kết hợp một số lớn các phân tử monome với nhau tạo thành hợp
chất cao phân tử, không giải phóng sản phẩm phụ có phân tử lượng thấp vì thế mắt xích cơ
sở của polyme có cùng thành phần với monome. Phương trình tổng quát của phản ứng trùng
hợp gốc có thể viết:

nM→ (- M- )n

(1.1)

Dựa vào bản chất của trung tâm hoạt động, người ta chia quá trình trùng hợp thành các

loại:

SVTH: Lê Ngọc Sơn – 20143803

9


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: TS. Nguyễn Hàn Long

- Trùng hợp gốc
- Trùng hợp ion.
Trong đó phản ứng trùng hợp gốc (trung tâm của phản ứng là gốc tự do) là một trong
những phương pháp phổ biến nhất để tổng hợp các hợp chấtcao phân tử. Hầu hết các polyme
mạch cacbon được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như cao su, sợi, chất dẻo...
đều được sản xuất bằng phương pháp trùng hợp gốc từ các monome tương ứng. Điều kiện
để monome tham gia phản ứng trùng hợp gốc là các monome có liên kết đôi hoặc có cấu
tạo vòng. Phản ứng trùng hợp nói chung, phản ứng trùng hợp gốc nói riêng bao gồm 3 giai
đoạn chính đó là: khơi mào, phát triển mạch và ngắt mạch.
Giai đoạn khơi mào:
Mục đích của giai đoạn khơi mào là tạo thành các gốc tự do ban đầu cần thiết, làm trung
tâm cho các phản ứng để phát triển mạch phân tử. Tuỳ theo bản chất của từng phương pháp
dùng để tạo gốc tự do ban đầu mà chúng ta có 4 trường hợp khơi mào:

- Khơi mào nhiệt
- Khơi mào quang hóa
- Khơi mào bức xạ
- Khơi mào hóa chất
Trong đó khơi mào hóa chất là phương pháp được ứng dụng rộng rãi nhất trong nghiên

cứu và sản xuất. Người ta sử dụng các hợp chất có chứa các liên kết kém bền như peoxyt
(−O−O−), các hợp chất azô (−N=N−)... dễ bị phân huỷ tạo thành các gốc tự do ở nhiệt
độ không cao lắm và được gọi là chất khơi mào.
Giai đoạn khơi mào gồm 2 phản ứng:

- Phản ứng tạo thành các gốc tự do đầu tiên do sự phân cắt đồng li của chất
khơi mào I:

I→2Ro

- Phản ứng của gốc tự do với monome: Ro + M → R1 o

SVTH: Lê Ngọc Sơn – 20143803

(1.2)
(1.3)

10


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: TS. Nguyễn Hàn Long

Giai đoạn phát triển mạch:
Ở giai đoạn này xảy ra một loạt những bước cộng hợp liên tục các monome vào gốc
đang phát triển. Mỗi bước cộng hợp như vậy tạo thành một gốc mới có kích thước lớn hơn
gốc cũ một nhóm monome.
R1o + M → R2 o

(1.4)

R2o + M → R3 o

(1.5)

R3o + M → R4 o

(1.6)

Rn-1o + M → Rn o

(1.7)

Kết quả là giai đoạn phát triển mạch sẽ tạo thành các gốc có kích thước rất lớn, hay
được gọi là các đại gốc. Tốc độ của phản ứng phát triển mạch rất lớn, quá trình sẽ dừng lại
bằng những phản ứng ngắt mạch làm mất đi các đại gốc đang phát triển.
Giai đoạn ngắt mạch:
Sự ngắt mạch là quá trình bão hoà các điện tử tự do của gốc đang phát triển (đại gốc)
làm mất đi các gốc tự do trong hệ. Tuỳ thuộc vào bản chất và điều kiện của phản ứng mà
cơ chế của sự ngắt mạch có thể là kết quả của một hay nhiều quá trình sau:
(a) Các đại gốc tương tác với nhau theo hai hướng:
- Tái kết hợp
- Tái phân bố
(b) Gốc tự do từ chất khơi mào kết hợp với đại gốc.
(c) Các chất ức chế kết hợp với đại gốc.
Nếu cùng một lúc sự ngắt mạch xảy ra theo nhiều cơ chế thì cơ chế nào xảy ra với tốc
độ lớn hơn sẽ quyết định sự ngắt mạch của quá trình. Thông thường giai đoạn ngắt mạch
xảyra chủ yếu theo cơ chế (a).

SVTH: Lê Ngọc Sơn – 20143803

11


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: TS. Nguyễn Hàn Long

I.2. Nguyên liệu propylen [17], [18], [19]
I.2.1. Tính chất vật lý
Nguồn nguyên liệu chính để sản xuất polypropylen là propylen. Polypropylen được tạo
ra bằng cách trùng hợp các phân tử propylen (đơn vị monome) thành mạch polyme dài.
Propylen (tên thông thường), có tên quốc tế là propen là một hydrocacbon không no, thuộc
họ alken.
▪ Công thức phân tử C3H6
▪ Công thức cấu tạo

Hình 1.6. Công thức cấu tạo propylen
Các đại lượng vật lý cơ bản của propylen:
Khối lượng phân tử:

42,08 đvC

Áp suất tới hạn:

4,7Mpa

Tỉ trọng ở trạng thái lỏng (15°C,1atm):

0,51

Tỉ trọng ở trạng thái hơi (15°C,1atm):

1,49

Độ tan trong nước (-50°C):

0,61g/m³

Độ nhớt (20°C):

0,3 cSt

Nhiệt độ sôi:

-47,6°C

Nhiệt độ nóng chảy:

-85,2°C

SVTH: Lê Ngọc Sơn – 20143803

12


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: TS. Nguyễn Hàn Long

I.2.2. Tính chất hóa học
Liên kết π ở nối đôi của anken kém bền vững nên trong phản ứng dễ bị đứt ra để tạo
thành liên kết σ với các nguyên tử khác. Vì thế liên kết đôi C = C là trung tâm phản ứng
gây ra những phản ứng đặc trưng cho alken như phản ứng cộng, phản ứng trùng hợp và
phản ứng oxi hóa.
▪ Phản ứng cộng H2
Khi có mặt chất xúc tác Ni, Pt, Pd với nhiệt độ thích hợp thìpropylen cộng Hydro vào
nối đôi tạo thành Propan, phản ứng tỏa nhiệt.

CH2 = CH − CH3 + H2

to, xt
CH3-CH2-CH3

(1.8)

▪ Phản ứng cộng halogen (Halogen hóa)
Clo và Brom dễ cộng hợp vàopropylen để tạo thành dẫn xuất dihalogen không màu, do
tính chất làm mất màu dung dịch Clo (Brom) nên người ta thường dùng dung dịch nước
Clo (Brom) để nhận biết dung anken.
CH2 = CH – CH3 + Cl2

ClCH2-CHCl-CH3 (1,2 diclopropan) (1.9)

▪ Phản ứng cộng axit và cộng nước:
Cộng axit:
Hydrogen halogenua, Axit sunfuric đậm đặc… có thể cộng vào propylen
CH2=CH-CH3 + Cl-H (khí)

CH3 – CHCl – CH3

(1.10)

Phản ứng xảy ra qua 2 gia đoạn liên tiếp:
− Phân tử H+ − Cl- bị phân cắt, H+ liên kết với liên kết π tạo thành cacbocation còn Cl tách ra
− Cacbocation là tiểu phân trung gian không bền kết hợp ngay với anion Cl tạo thành
sản phẩm.
Cộng nước (hydrat hóa):
Ở nhiệt độ thích hợp và có xúc tác acid,propylen có thể cộng hợp nước
SVTH: Lê Ngọc Sơn – 20143803

13


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: TS. Nguyễn Hàn Long
CH3 – CH2 – CH2 -OH (Propanol)

CH2=CH2-CH3 + H-OH

(1.11)

Quy tắc cộng hợp tuân theo quy tắc Mac-côp-nhi-côp (Phần điện tích dương của tác nhân
cộng vào C mang nhiều H hơn (cacbon bậc thấp hơn), còn phần mang điện tích âm của
tác nhân sẽ cộng vào cacbon mang ít H hơn.
▪ Phản ứng trùng hợp
Propylen có khả năng cộng hợp nhiều phân tử lại với nhau tạo thành những phân tử
mạch rất dài và có khối lượng rất lớn trong điều kiện nhiệt độ, áp suất, xúc tác thích hợp:

n CH3–CH = CH2
▪

to,p, xt

CH3
(– CH – CH2 –)n (Polypropylen) (1.12)

Phản ứng oxi hóa
Propylene cũng giống Hydrocacbon khác khi cháy tạo thành CO2, H2O và tỏa nhiều

nhiệt.
2 C3H6 + 9 O2

6 CO2 + 6 H2O

(1.13)

Ngoài rapropylen cũng có khả năng làm mất màu quỳ tím như những anken khác.
3 C3H6 + 2 KMnO4 + 4 H2O

3 CH3-CH(OH)-CH2OH + MnO2 + 2 KOH

(1.14)

I.2.3. Các nguồn thu nhận propylen
Những nguồn thu nhận chính của propylen là từ quá trình cracking (cracking xúc tác
hoặc cracking hơi) các hydrocacbon. Lúc đầu quá trình này được thiết kế để sản xuất những
sản phẩm khác, propylen chỉ là sản phụ không mong muốn. Quá trình này sinh ra nhiều sản

phẩm phụ, hàm lượng propylen sinh ra tùy thuộc nguồn nguyên liệu và điều kiện phản ứng.
Nguồn nguyên liệu chính là dầu mỏ và etan. Khi dầu mỏ trở thành nguồn nguyên liệu chính
thì hàm lượng propylen sản xuất được tăng lên. Sự tiêu thụ tăng lên dẫn đến tăng độ khắc
nghiệt (cracking sâu) trong quá trình cracking xúc tác của nhà máy lọc dầu, kết quả là tăng
lượng sản phẩm propylen. Propylen thu được từ quá trình cracking xúc tác của nhà máy lọc

SVTH: Lê Ngọc Sơn – 20143803

14


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: TS. Nguyễn Hàn Long

dầu được làm sạch bằng quá trình chưng cất để loại bỏ propan và phần không tinh khiết
khác.

Hình 1.7. Các nguồn thu nhận propylen
Propylen loại thương mại hóa (xấp xỉ 95% propylen) và loại trùng hợp (>99,5%
propylen) có tạp chất chủ yếu là propan. Propylen cũng được sản xuất bằng sự chuyển vị
giữa buten và etylen. Quá trình này được đưa vào nhà máy lọc dầu hoặc phân xưởng
cracking hơi để tăng sản phẩm propylen. Lúc đầu quá trình này được phát triển bởi Phillip
nhưng bây giờ bản quyền là của ABB Lummus. Ngoài ra, propylen còn được sản xuất bằng
cách khử hydro của propan dưới tác dụng của xúc tác, quá trình này được dự đoán là quá
trình cung cấp propylen chính ở Trung Đông. Hai quá trình chính đang áp dụng là quá trình
Catofin trước đây được phát triển bởi Houdry và giờ cấp phép bởi ABB Lummus và quá
trình Oleflex được cấp phép bởi UOP. Khí thiên nhiên có thể được dùng như nguyên liệu
cho quá trình sản xuất PP bằng cách thêm quá trình Lugri MTP vào nhà máy sản xuất
metanol thông thường.

Về cơ bản các công nghệ tạo ra sản phẩm propylen trong quá trình chế biến dầu mỏ có
các phương pháp sau:

SVTH: Lê Ngọc Sơn – 20143803

15


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: TS. Nguyễn Hàn Long

-

Quá trình cracking bằng hơi nước.

-

Quá trình cracking dầu thô có xúc tác – quá trình FCC (fluid cracking catalyst).

-

Dehydro hóa khí propan.

-

Tổng hợp propylen bằng quá trình methathesis.

-

Chuyển hóa methanol thành propylen (MTP), chuyển hóa methanol thành olefin
(MTO).

Trong số các phương pháp sản xuất trên, hai phương pháp đầu là phổ biến nhất hiện nay.
Trong đó phương pháp cracking naphta bằng hơi nước chiếm tỉ lệ 59%, phương pháp FCC
chiếm 33%, chỉ có 8% cho các phương pháp còn lại.

I.2.4. Các phương pháp sản xuất propylen [20]
▪

Cracking naphta bằng hơi nước ưu tiên tạo ra propylen
Naphta là một sản phẩm của quá trình chưng tách dầu thô (chiếm khoảng 4%) nằm giữa

đoạn tách xăng nhẹ và benzin nặng hơn. Đây là một nguyên liệu rất quan trọng cho ngành
hóa dầu. Nó là nguyên liệu để sản xuất ra olefin trong quá trình cracking naphta bằng hơi
nước không có mặt oxy không khí. Trong quá trình này các hydrocacbon bị chuyển hóa,
tạo ra các sản phẩm olefin (etylen, propylen, butadien) và các chất thơm (benzen, toluen,
xylen). Các sản phẩm này lại là nguyên liệu cho quá trình tổng hợp tiếp theo các chất khác
như nhựa tổng hợp polyetylen, polypropylen, nhựa PS, sợi tổng hợp, hóa chất công nghiệp,
dung môi công nghiệp, v.v...
Methathesis là một phương pháp tuy cổ điển nhưng nay được cải tiến để ưu tiên tách
propylen từ dòng hỗn hợp olefin trong quá trình cracking naphta. Theo tài liệu của Hãng
ABB Lummus, một khi quá trình methathesis được tích hợp vào quá trình cracking naphta
bằng hơi nước, có thể tăng hiệu suất tách propylen/ etylen từ 0,65/1 lên 1,1/1, đồng thời
làm giảm giá thành của cả 2 sản phẩm, tăng lãi suất cho nhà máy.
Công nghệ mới nhằm tăng tỉ lệ tách propylen/ etylen từ 0,65/1 lên 0,85/1 cũng được
hãng Lurgi - Oil - Gas - Chemie ở Franfurt (Đức) nghiên cứu. Công nghệ này có tên là

SVTH: Lê Ngọc Sơn – 20143803

16


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: TS. Nguyễn Hàn Long

Propylur, trong đó olefin C4 lấy từ các quá trình cracking naphta bằng hơi nước, từ quá
trình cracking FCC hay raffinat từ nhà máy sản xuất butadien. Phản ứng chuyển hóa xảy ra
ở 4200C, áp suất 1,3 ÷ 2 bar, xúc tác là zeolit dạng viên.
Hãng UOP cũng phát triển công nghệ OCP (Olefin - Cracking - Process) chuyển hóa
olefin C4 ÷ C8 thành propylen và etylen nhằm tích hợp với quá trình cracking naphta bằng
hơi nước để tăng hiệu suất tách propylen/ etylen đến 30%, đạt tỉ lệ 0,8/1,0 và cao hơn.
Trong quá trình này olefin phản ứng trên xúc tác zeolit ở điều kiện nhiệt độ 5000C - 8000C,
áp suất 1 ÷ 5 bar. Công nghệ này cũng đã được triển khai ở tổ hợp lọc dầu của liên doanh
UOP - ATOFINA ở Antwerp (Bỉ).
Công nghệ cracking có xúc tác (FCC) sản phẩm olefin thành propylen, etylen và butylen
trên cơ sở xúc tác ZSM - 5 được các hãng Exxon Mobil, Lurgi, Kellogg Brown & Root
phát triển. Công nghệ mới này cho kết quả tách từ nguyên liệu naphta 30 ÷ 40% propylen,
10 ÷ 20% etylen.
▪

Cracking FCC ưu tiên tạo ra propylen
Propylen sản xuất từ quá trình này chiếm vị trí thứ hai. Quá trình ưu tiên tạo ra propylen

có thể thực hiện hoặc bằng cách sử dụng xúc tác chọn lọc hoặc thay đổi thông số công nghệ.
Hãng UOP đã triển khai công nghệ Petro FCC nhằm tăng tỉ lệ sản phẩm propylen/ propan
từ 6÷8% lên 25% từ quá trình FCC. Công nghệ này cho phép quá trình FCC làm việc ở
cường độ cao hơn bằng cách tăng cường hồi lưu xúc tác nhưng không làm tăng tiêu tốn
nhiệt cho quá trình và một số giải pháp khác. Tổng hợp tất cả các giải pháp trên có thể nâng

hiệu suất sản phẩm propylen lên tới 25% trong các nhà máy lọc dầu sử dụng công nghệ mới
FCC của UOP.
▪

Phương pháp dehydro hóa propan (PDH)
Đây là phương pháp đơn giản nhất để sản xuất propylen. Có thể dehydro hóa lượng

propan thành 88% propylen. Phương pháp sản xuất này có nhược điểm là giá của sản phẩm
propylen phụ thuộc rất nhiều vào giá của nguyên liệu propan nên hiệu quả kinh tế của quá

SVTH: Lê Ngọc Sơn – 20143803

17


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: TS. Nguyễn Hàn Long

trình sản xuất thấp. Sự thật là một số nhà máy PDH kiểu này thời gian trước (1980 - 1990)
đã phải đóng cửa vì giá nguyên liệu tăng quá mức chịu đựng. Một số hãng lọc dầu cố gắng
khắc phục bằng các giải pháp cải tiến công nghệ và thiết kế để tiết kiệm chi phí năng lượng
nhằm giảm giá thành sản xuất.
Hiện tại chỉ có 2 công nghệ PDH được sử dụng thực tế: đó là quá trình Olefex của Hãng
UOP sử dụng xúc tác platin và Catofin Technology của hãng Lummus sử dụng xúc tác
crom - Al2O3 có hiệu suất chuyển hóa propan thành propylen khá cao (85%). Các nhà máy
sản xuất lớn thực hiện quá trình chuyển hóa propan thành propylen thường được xây dựng
ở các nước Trung đông, Nga, Đông Nam Á nơi có giá thành propan thấp.
▪

Phương pháp chuyển hóa metanol thành olefin (MTO: methanol - olefin)
Phương pháp này có ưu điểm lớn tại những vùng có nguồn khí thiên nhiên dồi dào, giá

rẻ, không cần vận chuyển xa. Khí thiên nhiên đầu tiên được chuyển hóa thành metanol, sau
đó chuyển hóa tiếp thành olefin. Nhà máy này sản xuất metanol theo công nghệ của Haldor
- Topsoe A.S. lớn nhất thế giới với công suất 7500 tấn metanol/ngày, đảm bảo sản xuất ra
400 000 tấn/năm mỗi loại propylen (và etylen) và tiếp tục sản xuất ra nhựa PE, PP ngay tại
nhà máy. Công nghệ của UOP - Norsk Hydro A.S. chuyển hóa metanol thành propylen và
etylen với tỉ lệ 50/50. Phản ứng chuyển hóa diễn ra trong tháp phản ứng dạng tầng sôi ở
điều kiện 350÷ 550oC, áp suất 1 ÷ 3 bar, sử dụng xúc tác silicoaluminophotphat.
Theo phân tích của UOP, nhà máy sử dụng công nghệ MTO xây dựng ở Nigeria hoàn
toàn có thể cạnh tranh với các tổ hợp hóa dầu cracking sản xuất propylen có cùng công
suất. Theo tính toán của UOP thì thời gian thu hồi vốn của nhà máy MTO này là 4 năm, ít
hơn 1 năm so với nhà máy cracking naphta.
Hãng Lurgi cũng có công nghệ của riêng mình cho quá trình chuyển hóa metanol thành
propylen. Đầu tiên metanol chuyển hóa qua xúc tác thành dimetyl ete, metanol dư và hơi
nước. Hỗn hợp này sau đó phản ứng ở tháp phản ứng kiểu tầng sôi ở 420÷ 4900C, áp suất
1,3÷ 1,6 bar nhờ xúc tác zeolit để tạo ra propylen. Công nghệ này được triển khai sản xuất
tại nhà máy sản xuất metanol của hãng Statoil, Tjeldbergodden (Na Uy).
SVTH: Lê Ngọc Sơn – 20143803

18


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: TS. Nguyễn Hàn Long

Lựa chọn phương pháp sản xuất propylen tại Việt Nam:
Có nhiều yếu tố cần phải xem xét khi lựa chọn, đánh giá về một phương án sản xuất

propylen. Tuy nhiên yếu tố hàng đầu và quan trọng nhất tất nhiên là chỉ tiêu về kinh tế.
Ngoài ra, các yếu tố không kém phần quan trọng chủ yếu để xem xét, đánh giá để chọn một
phương pháp là: khả năng cung cấp nguyên liệu, giá nguyên liệu chính, khả năng thay thế
nguồn nguyên liệu, hiệu suất propylen, sản lượng và các đồng sản phẩm, chi phí đầu tư xây
dựng nhà máy, v.v...
Khi xác định rõ nguồn nguyên liệu với giá hợp lý và độ linh động thay thế nguồn nguyên
liệu thì dễ dàng định hướng phương pháp nào có lợi hơn. Hiệu suất chuyển hóa propylen là
yếu tố chủ yếu để xác định lượng nguyên liệu cần thiết, lượng sản phẩm phụ tạo ra để xác
định các yếu tố tác động của nó lên dòng sản phẩm chính (propylen). Sản lượng sản phẩm,
chi phí đầu tư, xây dựng nhà máy, tính phù hợp của cơ sở có sẵn cũng là những yếu tố cần
tính đến để dự án trở nên hấp dẫn, khả thi. Vấn đề cuối cùng liên quan tới chính sách cụ thể
của nhà đầu tư nhằm tăng sản lượng và đa dạng hóa sản phẩm cũng như tận dụng các nguồn
tài nguyên, kêu gọi, lôi kéo đầu tư, tạo công ăn việc làm cho người lao động tại địa phương
đặt nhà máy.
Trên cơ sở phân tích các công nghệ ưu tiên sản xuất propylen, dựa trên hoàn cảnh cụ
thể của nước ta, mà ta lựa chọn phương án 1 là cracking naphta bằng hơi nước có xúc tác
hoặc phương án 2 là quá trình cracking FCC có xúc tác là hợp lý. Các quá trình này được
tích hợp với các dây chuyền lọc tách dầu thô trong các tổ hợp lọc - hóa dầu của nước ta.
Trên đây phân tích các giải pháp nhằm ưu tiên tạo ra sản phẩm propylen trong quá trình
chế biến dầu khí tại Việt Nam, với nguồn naphtha dồi dào, giá thành rẻ từ quá trình chế
biến dầu mỏ, công nghệ tân tiến thu được propylen có hiệu suất cao, vì vậy em lựa chọn
thiết kế phân xưởng sản xuất polypropylen với nguyên liệu propylen thu được từ cracking
naphtha bằng hơi nước cho đồ án tốt nghiệp này.

SVTH: Lê Ngọc Sơn – 20143803

19


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: TS. Nguyễn Hàn Long

I.3. Sản xuất propylen từ quá trình cracking naptha.
I.3.1. Quá trình cracking có sự tham gia của hơi nước
Quá trình cracking với sự tham gia của hơi nước (gọi tắt là cracking hơi nước) là quá
trình nhiệt phân các hydrocacbon bão hòa có nguồn gốc từ khí tự nhiên hoặc dầu mỏ trong
sự có mặt của hơi nước. Quá trình này chủ yếu để sản xuất etylen và propylen, sau đó là
những nguyên liệu hóa dầu quan trọng. Tùy theo nguồn nguyên liệu sử dụng, người ta có
thể tạo ra phân đoạn C4 giàu butadien và phân đoạn C5+ (hydocacbon có 5 nguyên tử cacbon
trở lên) chứa nhiều chất thơm, đặc biệt là benzen. Ngoài ra, còn phải kể đến các cấu tử nhẹ
và nặng, là sản phẩm của quá trình cracking, được sử dụng làm nhiên liệu. Thực tế, sự đa
dạng của sản phẩm của quá trình cracking hơi nước đã làm cho quá trình này trở thành một
quá trình then chốt trong công nghiệp hóa dầu [19].
Các phản ứng chính xảy ra trong quá trình này gồm: Dehydro hóa, nhiệt phân, dehydro
vòng hóa, dealkyl hóa.
▪

Các phản ứng hóa học chính

Hình 1.8. Các phản ứng chính xảy ra trong quá trình nhiệt phân [19]

SVTH: Lê Ngọc Sơn – 20143803

20