Đề tài: Tổng hợp isoparafin bằng phương pháp isome hóa - Nhóm 1

Trong công nghiệp thì người ta thường dùng nguyên liệu cho quá trình isome hoá là: C4,C5,C6 hay hỗn hợp của chúng là phần naphta nhẹ.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đề tài: Tổng hợp isoparafin bằng phương pháp isome hóa - Nhóm 1 Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Viện Kỹ Thuật Hóa Học BÀI TẬP MÔN CÔNG NGHỆ TỔNG HỢP HỮU CƠ - HÓA DẦU Đề Tài: Tổng Hợp isoparafin bằng phương pháp isome hóaGVHướngDẫn: PGS.TS.PHẠMTHANHHUYỀN SVThựcHiện: NguyễnHàMinhMSSV:20109800 LưuBáMạnhMSSV:20109788 LãVănChươngMSSV:20109706 NỘI DUNGI. GIỚI THIỆU CHUNGII. CƠ SỞ HÓA LÝ CỦA QUÁ TRÌNH ISOME HÓAIII. SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ISOPARAFIN BẰNG PHƯƠNG PHÁP ISOME HÓA GIỚI THIỆU CHUNGIsoparafin là parafin có số C ≥4 trở lên ở dạng mạchnhánh trong đó mạch chính dài, mạch nhánh ng ắn, vàmạch nhánh đó ở vị trí C số 2, chủ yếu là gốc metyl.Các isoparafin đều là những cấu tử quan trọng có trongdầu mỏ.Trong xăng, isoparafin chủ yếu giúp cho xăng có trị sốoctan cao.Iso-butan Iso-pentan Iso-hexan GIỚI THIỆU CHUNG• Izome hóa là quá trình nhằm biến đổi các hiđro cacbon mạch thẳng thành mạch nhánh. Mặt khác, cũng là phương pháp để tạo ra các cấu tử cao octan pha vào xăng nhằm nâng cao trị số octan của xăng. n– parafin → iso – paraffin (quá trình này còn gọi là quá trình đ ồng phân hóa) Ví dụ: n – butan → iso – butan n – pentan → iso – pentan GIỚI THIỆU CHUNG• Mục đích của quá trình:+ Mục đích của quá trình izome hóa trong chế biến dầu là tăng tính chống kích nổ của xăng máy bay và xăng ô tô .+ Trong công nghiệp phát triển với mục đích tăng ngu ồn iso – butan, là nguồn nguyên liệu để sản xuất alkylat, là thành phần trị số octan cao cho xăng máy bay .II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH IZOME HÓAĐặc trưng về nhiệt động và động họcNguyên liệu và sản phẩm đầu của quá trìnhisome hóaSản phẩm của quá trình isome hóaCơ chế của quá trình isome hóaXúc tác của quá trình izome hóaCác thông số ảnh hưởng đến quá trình isome hóa Đặc trưng về nhiệt động và động học• Các phản ứng isome hoá n-pentan và n-hexan là các phản ứng có tỏa nhiệt nhẹ. Bảng số liệu dưới đây cho thấy nhiệt phản ứng để tạo thành các isome hoá từ các cấu tử riêng biệt: C Ấ U TỬ H298 Kcal/mol C5: 2-metylbutan(isopentan) - 1,92 2,2.dimetylpropan(neopentan) - 4.67 C6: 2-metyl pentan(isohexan) - 1,70 3-metylpentan - 1,06 2,2-dimetyl butan(neohexan) - 4,39 2,3-dimetylbutan - 2,53 Do đó các phản ứng isome hoá là tỏa nhiệt thuận nghịch và không có sự tăng thể tích, vì thế cân bằng của phản ứng chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ. Nhiệt độ thấp sẽ có lợi cho quá trình.Nguyên liệu và sản phẩm của quá trình isome hóa Nguyên liệu• Trong công nghiệp thì người ta thường dùng nguyên liệu cho quá trình isome hoá là: C4,C5,C6 hay hỗn hợp của chúng là phần naphta nh ẹ.• Thông thường hàm lượng n-parafin chỉ chiếm khoảng nhỏ hơn 60%. Để đạt được hiệu suất cao thì cần phải tách phần iso-parafin ra khỏi nguyên liệu.• Đặc trưng của nguyên liệu sẽ quyết định đến chế độ công nghệ và chất lượng sản phẩm. Sản Phẩm :• Iso-parafin dùng cho pha xăng và làm nguyên liệu cho tổng h ợp hóa d ầuCơ chế của quá trình isome hóa Xúc tác của quá trình izome hóaXúc tác lưỡng chức: Thường xúc tác này gồm hai phần:• Phần kim loại có đặc trưng hyđro hoá, kim loại thường dùng là : Pt, Pd…• Phần chất mang axit (Al2O3 , Al2O3 + ,halogen ,aluminosilicat…).• Một số loại xúc tác:• Pt/Al2O3 chỉ sử dụng ở nhiệt độ 450-510oC.• Pt/Modenit có thể sử dụng ở 250oC.• Được dùng phổ biến là Pt/Al2O3 có 7% clo trên xúc tác.• Hiện nay được quan tâm nhiều nhất là zeolite. (ZSM5,11) Xúc tác của quá trình izome hóa• Xúc tác zeolite: zeolit sử dụng phù hợp nhất cho quá trình isome hoá là ZSM5,11. Vì chúng có kích thước khá phù hợp cho phép độ chọn lọc của quá trình cao h ơn. Xúc tác Nhiệt độ phản ứng khi sử dụng Nhiệt độ phản ứng khi sử dụng Fiedel Crafts AlCl3.AlBr3 80-1000C Pha lỏng gây ăn mòn Oxit Al2O3,Cr2O3,BeO 200-4500C Pha hơi Pt/Al2O3 350-5000C Pha hơi Pt/Al2O3 clo hoá 80-1500C Pha hơi Pt/zeolite 250-3000C Pha hơi Pt/zeolite-X 300-3300C Pha hơi Pt/zeolite-Y 300-3300C Pha hơi Pt/ZSM5 300-3300C Pha hơi Các thông số ảnh hưởng đến quá trình • Áp suất H2 +Với áp suất cao của H2 +H2 sẽ cản trở quá trình tạo cốc và phản ứng cracking +Đuổi nước và các hợp chất chứa lưu huỳnhNgày nay, xúc tác cho quá trình ngày càng hoàn thi ện h ơndo đó áp suất H2 ngày càng giảm dần, dao động trongkhoảng 21-70 atm.Khi ở nhiệt độ cao, áp suất của H2 ít ảnh hưởng tới độchuyển hoá của nguyên liệu và ngược lại. Các thông số ảnh hưởng đến quá trình • Nhiệt độ của phản ứng+Nhiệt độ quá trình phản ứng ảnh hưởng trực tiếp đến thành ph ần sảnphẩm thông qua hiệu ứng nhiệt các phản ứng và ảnh h ưởng t ới v ận t ốcphản ứng.+Về nhiệt động thì nhiệt độ cao không có lợi cho phản ứng isome hoánhưng về động học thì rất tốt.Khi tăng nhiệt độ thì các ph ản ứng crackingvà các phản ứng đề hyđro hoá chiếm ưu thế.+Nhiệt độ thấp rất có lợi cho phản ứng isome hoá nhưng hiệu suất củaquá trình không cao+Ngày nay đối với quá trình dùng xúc tác thì nhi ệt đ ộ ph ản ứng đã đ ư ...