Đề tài: Tổng hợp isoparafin bằng phương pháp isome hóa - Nhóm 2

Isoparafin là những parafin có số C ≥4 trở lên ở dạng mạch nhánh với mạch chính dài, mạch nhánh ngắn, chủ yếu là gốc metyl ở vị trí C số 2. Các isoparafin đều là những cấu tử quan trọng có trong dầu mỏ.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đề tài: Tổng hợp isoparafin bằng phương pháp isome hóa - Nhóm 2 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN KỸ THUẬT HÓA HỌC BÀI TẬP MÔN CÔNG NGHỆ TỔNG HỢP HỮU CƠ - HÓA DẦUĐề tài: Tổng hợp isoparafin bằng phương pháp isome hóa GVHD: PGS.TS. Phạm Thanh Huyền SVTH: Tống Hải Đăng 20103083 Nguyễn Hoàng Việt 20109743 Nguyễn Văn Linh 20109719 NỘI DUNGCHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNGCHƯƠNG 2.CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH ISOME HÓACHƯƠNG 3. SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ISOPARAFIN BẰNG PHƯƠNG PHÁP ISOME HÓACHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNGIsoparafin là những parafin có số C ≥4 trở lên ởdạng mạch nhánh với mạch chính dài, mạch nhánhngắn, chủ yếu là gốc metyl ở vị trí C số 2. Cácisoparafin đều là những cấu tử quan trọng có trongdầu mỏ.Trong xăng, isoparafin chủ yếu giúp cho xăng cótrị số octan cao cao. CHƯƠNG 2.CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH ISOME HÓA2.1 Khái niệm• Izome hóa là quá trình nhằm biến đổi các hyđrocacbon 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 – parafin (quá trình này còn gọi là quá trình đồng phân hóa) Ví dụ: n – butan → iso – butan n – pentan → iso – pentan• 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 nguồn iso – butan, là nguồn nguyên liệu để sản xuất alkylat, là thành phần trị số octan cao cho xăng máy bay . 2.2. Đặc trưng về nhiệt động và động học• Các phản ứng isome hoá n-pentan và n-hexan là các ph ản ứng t ỏa 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. 2.3. 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 nhẹ.• 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 l ượng sản phẩm. Sản Phẩm :• Iso-parafin dùng cho pha xăng và làm nguyên liệu cho tổng hợp hóa dầu2.4. Cơ chế của quá trình isome hóa 2.5. 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, Pt/Modenit, Pt/Al2O3, zeolite ZSM5,11.• Xúc tác zeolite: zeolit sử dụng phù hợp nhất cho quá trình isome hoá là ZSM5,11. 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 2.6. Các thông số ảnh hưởng đến quá trình• Áp suất H2 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 ược h ạthấp xuống còn khoảng 90 -1250C. 2.7. Các thông số ảnh hưởng đến quá trình Tốc độ thể tích• Tốc độ thể tích là nghịch đảo thời gian tiếp xúc giữa nguyên liệu và các sản phẩm trung gian với xúc tác trong phản ứng.• Năng suất của quá trình cao khi khắc phục được giai đoạn chậm. Do đó người ta cố gắng đưa vận tốc khuyếch tán xấp xỉ với vận tốc động học.• Khi nhiệt độ của phản ứng tăng lên 100C thì vận tốc động học tăng lên 2-3 lần còn vận tốc khuyếch tán tăng lên 1-1,5 lần.• Với quá trình isome hoá, khi tăng tốc độ thể tích thì phản ứng isome hoá chiếm ưu thế SO SÁNH CÔNG NGHỆ Công nghệ Penex Công nghệ ButamerNguyên liệu Phân đoạn C5 và Phân đoạn C4 : n- C6 : n-pentan và n- butan. hexan.Công nghệ Sản phẩm không Sản phẩm iso-butan được tuần hoàn được tuần hoàn trở trở lại. ...