Bài giảng chế biến khí : QUÁ TRÌNH ALKYL HÓA part 5

Hỗn hợp hydrocacbon trung tính được đưa đi chưng cất tại cột chưng phân đoạn (10). Tại cột này phân đoạn i-butan mới được đưa vào. Một phần i-butan được đưa trở lại tháp chưng (10), còn phần lớn sẽ đưa qua thùng chứa (2) và từ đây đi vào thiết bị phản ứng. Như vậy sẽ thực hiện một chu trình vận chuyển của i-butan. Từ sản phẩm đáy cột chưng (10) sẽ thu được alkylat sản phẩm. ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng chế biến khí : QUÁ TRÌNH ALKYL HÓA part 5thiết bị (8) sau đó tách ra khỏi lớp nước trong thiết bị tách (9). Hỗn hợphydrocacbon trung tính được đưa đi chưng cất tại cột chưng phân đoạn (10). Tại cộtnày phân đoạn i-butan mới được đưa vào. Một phần i-butan được đưa trở lại thápchưng (10), còn phần lớn sẽ đưa qua thùng chứa (2) và từ đây đi vào thiết bị phảnứng. Như vậy sẽ thực hiện một chu trình vận chuyển của i-butan. Từ sản phẩm đáycột chưng (10) sẽ thu được alkylat sản phẩm.§3. ALKYL HÓA THEO NGUYÊN TỬ OXY, LƯU HUỲNH VÀ NITƠ Các quá trình O- alkyl hóa , S- alkyl hóa và N- alkyl hóa là các phương phápcơ bản để tổng hợp các hợp chất với liên kết ete, mercaptan và amin. I. O-alkyl hóa Trong số các quá trình O-alkyl hóa có 2 quá trình được ứng dụng trong sảnxuất công nghiệp: alkyl hóa rượu và phenol bằng các dẫn xuất Clo; alkyl hóa rượubằng olefin. Trong đó quá trình alkyl hóa rượu bằng olefin được sử dụng rộng rãi đểsản xuất các ete MTBE (metyl ter-butyl ete); ETBE (etyl ter-butyl ete) và TAME(ter-amyl metyl ete). Đây là các phụ gia tăng chỉ số octan cho xăng thay thế chonước chì. (Phần này sẽ được học theo chương Ete hóa - Môn Các quá trìnhchuyển hóa hóa học)II. S-alkyl hóa Đây là quá trình cơ bản để tổng hợp các Mercaptan, chẳng hạn như: • Etylmercaptan - nguyên liệu trong sản xuất một loại thuốc trừ sâu nổi tiếng là Mercaptophos, được tổng hợp từ quá trình alkyl hóa Hydrosulfid natri bằng dẫn xuất Clo là Etylclorua: C2H5Cl + NaSH C2H5SH + NaCl • Etylmercaptan, Pentylmercaptan được sử dụng làm chất tạo mùi cho khí đốt dân dụng. Pentylmercaptan được tổng hợp từ quá trình alkyl hóa bằng Clopentan: C5H11Cl + NaSH C5H11SH + NaCl Ngoài ra còn một vài mercaptan khác có ứng dụng trong tổng hợp các chấttẩy rửa không ion, hay trong quá trình tổng hợp cao su nhân tạo....III. N- alkyl hóa Để alkyl hóa ammoniac hoặc amin theo nguyên tử nitơ, người ta sử dụng tácnhân alkyl hóa là các dẫn xuất Clo và rượu, trong đó gần đây rượu được sử dụngnhiều hơn, bởi vì các dẫn xuất Clo đắt tiền hơn. Các amin phổ biến nhất là Metylamin CH3NH2 (ts ≈ - 70C), Dimetylamin(CH3)2NH (ts = 70C), Trimetylamin (CH3)3 N (ts = 40C), Etylamin C2H5NH2 (ts =150C), Dietylamin (C2H5)2NH (ts = 560C), Trietylamin (C2H5)3N (ts = 900C), ... Tấtcả các hợp chất này đều có thể trộn hợp với nước ở bất kỳ tỷ lệ nào; với không khíchúng tạo thành hỗn hợp dễ nổ và cũng như các amin khác chúng là những chất rấtđộc. Chúng được dùng làm nguyên liệu lỏng cho các động cơ tên lửa (nhưMetylamin, Etylamin); được dùng làm dung môi hấp thụ cho các quá trình xử lý khíacid; được dùng làm hợp chất trung gian trong tổng hợp hữu cơ... 1. Hóa học và cơ sở quá trình Sự tác dụng của rượu với ammoniac và amin theo phương trình: → RNH2 + H2O ROH + NH3 Đây là quá trình toả nhiệt và không thuận nghịch. Chế độ công nghệ: các quá trình có giá trị cao trong sản xuất công nghiệp khithực hiện ở: • Pha khí • Nhiệt độ: 350 ÷ 450oC • Xúc tác: xúc tác dạng acid như Oxyt nhôm Al2O3; aluminosilicat; .... • Cơ chế: tác dụng của xúc tác dị thể được thể hiện ở sự hoạt hóa liên kết C-O trong rượu do sự hấp phụ hóa học trên các tâm acid của chúng: + NH3 ROH + H+ RO+H2 RN+H3 RNH2 + H+ - H2O • Phản ứng phụ: o Phản ứng dehydrat: 2 ROH ↔ ROR + H2O (1) → RCH=CH2 + RCH2 - CH2OH H2O (2) o Phản ứng alkyl hóa hóa nối tiếp - song song: phản ứng của ammoniac với rượu, cũng như với các dẫn xuất Clo là quá trình nối tiếp - song song kèm theo sự thế liên tiếp các nguyên tử H của ammoniac. Kết quả là sinh ra hỗn hợp amin bậc nhất, bậc hai và bậc ba. + ROH + ROH + ROH NH3 RNH2 R2NH - H2O - H2O - H2O o Phản ứng chuyển vị các nhóm alkyl: 2 RNH2 R2NH + NH3 2 R2NH RNH2 + R3N 2. Công nghệ: Sơ đồ công nghệ sản xuất Metylamin được biểu diến như sau: ...