Lời Mở Đầu
Trên thế giới nhiều nước tiên tiến công nghiệp hóa học đã phát triển từ rất lâu và nó
chiếm một vị trí quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, nó là một ngành sống còn cho
các ngành khác bởi vì nó tạo ra nguồn nguyên liệu cho các ngàng khác đi sâu vào sản
xuất tạo ra các ản phẩm có giá trị lớn. Còn tai Việt Nam do yếu tố về lịch sử nên công
nghiệp hóa học còn chưa phát triển, những năm gần đây chính phủ đã và đang đầu tư, đổi
mới về trang thiết bị lẫn con người nhằm thúc đẩy công nghiệp hóa học phát triển, đuổi
kịp các nước trong khu vực và trên thế giới.
Các sản phẩm của ngành công nghiệp hóa học ngày càng đa dạng, được sử dụng rộng rãi
trong công nghiệp và đời sống hàng ngày bởi những ưu điểm hết sức quí báu của nó mà
khó có thể thay thế được như nhẹ, bền cơ và nhiệt, hơn nữa giá thành sản xuất lại rẻ hơn
nhiều và nguồn nguyên liệu lại dồi dào hơn so với các loại vật liệu khác.
Anhydrit phtalic là một trong những sản phẩm trung gian có vai trò quan trong trong
ngành công nghiệp hóa học. Từ anhydrite phtalic chúng ta có thể sản xuất được nhiều sản
phẩm hóa học có giá trị kinh tế lớn. Anhydrit phtalic được sử dụng chủ yếu để sản xuất
các chất nhựa dẻo phthalate. Các ứng dụng chính của anhydrite phtalic bao gồm: Nhựa
phthalates (chủ yếu PVC), nhựa polyester không no, nhựa ankyl, polyol polyester, thuốc
nhuộm và bột màu, và các ứng dụng khác.
Nhu cầu toàn cầu đối với phthalic anhydride là 3.263 ngàn tấn (7,195 triệu bảng Anh) vào
năm 2005 tốc độ tăng trưởng toàn cầu tổng thể cho PAN dự kiến sẽ là khoảng 3,5% mỗi
năm trong năm năm tiếp theo. Bốn khu vực chính, Bắc Mỹ, Châu Âu, Trung Quốc và
Nhật Bản, chiếm 68% (4,864 triệu bảng) của nhu cầu. Phần còn lại của thế giới chiếm
phần còn lại bao gồm: các quốc gia châu Á khác, Mỹ Latin và các khu vực khác (bao
gồm cả Nam Phi và Trung Đông).
Do áp lực môi trường nhu cầu về anhydrite phtalic đã tăng chậm chạp ở châu Âu và Nhật
Bản. Nhu cầu trong phần còn lại của châu Á, đặc biệt là Trung Quốc lại có sự tăng trưởng
mạnh mẽ. Hiện tại Việt Nam chưa có nhà máy sản xuất anhydrite phtalic, nguồn nguyên
liệu chủ yếu nhập ngoại từ các nước phát triển. Tuy nhiên nhu cầu cho sản xuất ngày một
tăng, hy vọng trong tương lai sẻ xây dựng nhà máy sản xuất anhydrite cung cấp cho thị
trường trong nước.
Trong đồ án này em được giao và nhận đề tài “Thiết kế phân xưởng sản xuất anhydrit

phtalic”. Đây là một đề tài không mới nhưng cũng rất khó khăn trong quá trình nghiên
cứu, vì vậy em mong sự giúp đỡ của các thầy cô trong bộ môn, đặc biệt là sự giúp đỡ của
PGS.TS: Nguyễn Hồng Liên cùng toàn thể các bạn để đồ án được hoàn thiện hơn.
Phần I: Tổng Quan
Chương I: Giới Thiệu Chung Về Sản Phẩm Anhydrit Phtalic
1. Tính chất hóa học:
Anhydrit phtalic có công thức phân tử: C
6
H
4
(CO)
2
O.
Có công thức hóa học là:
Tên gọi IUPAC là: 2-benzofuran-1,3-Dione
Anhydrit phtalic là một chất trung gian có tính chất hóa học phong phú, nhờ có vòng
benzen và phản ứng nhị thức C=O.
a. Phản ứng thủy phân.
Anhydrit phtalic bị thủy phân bởi nước tạo thành axit ortho – phthalit:
6 4 2 2 6 4 2
C H (CO) O H O C H (COOH)
+
ˆ ˆ †
‡ ˆ ˆ
Đây là phản ứng thuận nghịch, khi làm nóng axit lên trên 180
o
C thì axit phtalic bị biến
đổi tạo thành anhydrit phtalic. Tuy nhiên axit phtalic dễ dàng bị mất nước do tạo thành
nhóm (CO)
2

O.
b. Phản ứng với ancol tạo thành este phtalate.
Giống như với các anhydrit khác phản ứng với ancol là cơ sở sản xuất este phtalate được
sử dụng rộng rãi trong sản xuất chất dẻo, đặc biệt là sản xuất PVC. Trong những năm
1980, khoảng 6,5 × 10
9
kg của các este được sản xuất hàng năm và quy mô sản xuất đã
gia tăng mỗi năm, tất cả từ alhydrit phthalic. Quá trình bắt đầu với phản ứng của phthalic
anhydride với rượu, cho monome este:
6 4 2 6 4 2 2
C H (CO) O ROH C H (COOH) CO R+ →
Các este hóa thứ hai khó khăn hơn và đòi hỏi phải loại bỏ các nước:
6 4 2 2 6 4 2 2
C H (COOH) CO R ROH C H (COOR) H O+ +
ˆ ˆ †
‡ ˆ ˆ
Các diester quan trọng nhất là bis (2-ethylhexyl) phthalate ("DEHP"), được sử dụng trong
sản xuất nhựa polyvinyl clorua.
c. Phản ứng với peroxit.
Đây là phản ứng mở vòng do tác dụng với peroxit, sản phẩm tạo thành là axit peroxy.
6 4 2 2 2 6 4 3 2
C H (CO) O H O C H (CO H) CO H
+
ˆ ˆ †
‡ ˆ ˆ
d. Phản ứng khử nước trong hợp chất nitro-ancol tạo thành các nitroanken.
Các nitroanken là những hợp chất nguồn để tổng hợp các polyme có ý nghĩa trong cuộc
sống.
2. Mức độ ứng dụng và tiêu thụ.
Anhydrid phthalic được sử dụng chủ yếu để sản xuất phthalate sử dụng để tạo hợp chất

dẻo polyvinyl clorua linh hoạt trong cuộc sống của con người. Phthalic anhydride cũng
được sử dụng để sản xuất polyeste không no được sử dụng để sản xuất nhựa sợi thủy tinh
gia cố. Các công ty sử dụng các nhựa để chế tạo các quầy hàng hoa sen, đá hoa tổng hợp,
mờ tấm xây dựng, tàu thuyền và các phương tiện giải trí. Các công ty cũng sử dụng
alhydrit phthalic để làm cho nhựa alkyd sử dụng chủ yếu trong dung môi truyền qua lớp
phủ bảo vệ trong ngành công nghiệp sơn. Các công ty sử dụng alhydrit phthalic để làm
cho anhydrit halogen được sử dụng như chất chống lửa; polyol polyester urethane;
phthalocyanine sắc tố; thuốc nhuộm; nước hoa; dược phẩm; thuộc da; dung môi; thuốc
diệt côn trùng; và hóa học khác nhau trung gian.
Sự suy giảm trong sản xuất của alhydrit phthalic từ 1,040 triệu bảng Anh vào năm 1988,
tới 935 triệu bảng năm 1989, là kết quả của đổi mới sản phẩm, thay đổi công nghệ, sản
phẩm xảy ra trong ngành công nghiệp ô tô. Tuy nhiên, hàng tăng trưởng sản lượng của
alhydrit phthalic dự kiến sẽ phục hồi và tăng 2-3 phần trăm mỗi năm trong tương lai.
Các sản phẩm của phthalic anhydride sản xuất nhựa sử dụng cho gia cố trong vận chuyển
và xây dựng dự kiến sẽ tăng 3-5 phần trăm. Các nhu cầu dài hạn cho các dung môi dựa
trên lớp phủ epoxy hoặc sơn. Ngoài ra, còn sử dụng các alhydrit phthalic như một trung
gian để sản xuất thuốc nhuộm. Các nhu cầu dioctyl phthalate, chất dẻo nguyên sinh, sẽ
giảm bởi vì các quy định về môi trường.
Như vậy, các ứng dụng chính của anhydrite phtalic bao gồm: Nhựa phthalates (chủ yếu
PVC), nhựa polyester không no, nhựa ankyl, polyol polyester, thuốc nhuộm và bột màu,
và các ứng dụng khác.
3. Phương pháp sản xuất ra chất.
Anhydrit phtalic được sản xuất trong công nghiệp từ naphtalen hoặc o-xylen bằng các kỹ
thuật oxy hóa tương tự nhau. Naphtalen có nguồn gốc hóa than là nguồn nguyên liệu duy
nhất cho đến cuối đại chiến thế giới thứ hai, nhưng sau đó dần dần được thay thế bằng o-
xylen với tữ lượng lớn trong các phân đoạn dầu mỏ. Tuy nhiên nguồn naphtalen từ dầu
mỏ đã làm sống lại các công nghệ sử dụng loại nguyên liệu này. Năm 1965, khoảng 80%
nguyên liệu sử dụng là naphatalen, và một nửa trong số đó có nguồn gốc từ dầu mỏ.
Nhưng những năm gần đây, tình trạng này đã bị đảo ngược và o-xylen đã chiếm hơn 80%
quá trình tổng hợp anhydrit phtalic. Phần lớn các quá trình tổng hợp sử dụng nguyên liệu

naphtalen hay o-xylen đều tiến hành trong pha hơi, chỉ một phần nhỏ thực hiện trong pha
lỏng. Trong bản đồ án lựa chọn công nghệ đi từ o-xylen nên ta chỉ tìm hiểu về loại
nguyên liệu này.
4. Hóa học của phương pháp.
Các phản ứng liên quan tới quá trình tổng hợp gồm có:
Đi từ nguyên liệu naphtalen:
Các phản ứng phân hủy chính:
C
10
H
8
+ 9O
2
→
+ 6CO
2
+ 3 H
2
O
Đi từ nguyên liệu o-xylen:
Phản ứng phụ của của quá trình cũng là cháy hoàn toàn và hình thành anhydrit maleic.
Tất cả các phản ứng trên đều tỏa nhiệt mạnh, xảy ra với sự có mặt của xúc tác. Xúc tác
này có thể là cố định trong thiết bị phản ứng ống chùm với 5000 – 20000 ống. Nhiệt được
tách ra nhờ sử dụng lưu chất làm lạnh hoặc là muối nóng chảy ( nitrat/nitrit ) hoặc hỗn
hợp owtectic natri/kali làm việc ở 360-420
o
C. Xúc tác cũng có thể được sử dụng ở dạng
tầng sôi, có các hệ thống làm lạnh (ống xoắn ruột gà…). Nhiệt sinh ra được sử dụng để
sản xuất hơi áp suất cao.
Nhiệt tỏa ra về lý thuyết là 10500 Kj/Kg anhydrit phtalic, nhưng thực tế giá trị này lên

đến 17000Kj/Kg do quá trình cháy hoàn toàn. Các hệ xúc tác được sử dụng trên cơ sở
oxit V
2
O
5
và TiO
2
. Tuổi thọ của xúc tác phụ thuộc vào điều kiện làm việc, dao động trong
khoảng 2-3 năm. Quá trình oxy hóa diễn ra trong không khí với tỉ lệ mol
hydrocacbon/không khí là 60 – 120 đảm bảo thấp hơn giới hạn bắt lửa (1,7% mol o-
xylen/1mol không khí) để tránh sự phân hủy của xúc tác.
5. Công nhệ sản xuất.
Các quá trình pha hơi được chia thanh hai loại: xúc tá cố định và xúc tác tầng sôi.
Trước đây, có hai loại xúc tác cố định: một loại có thể làm việc ở nhiệt đdụng ộ thấp
(350-390
o
C), tốc độ thể tích thấp, hiệu suất cao, một loại có thể làm việc ở nhiệt độ cao
(450-550
o
C), tốc độ thể tích cao nhưng hiệu sất lại thấp hơn. Sự phát triển của các thế hệ
xúc tác mới đã giúp cho quá trình có thể vận hành ở 380-400
o
C, tốc độ thể tích cao nhưng
vẫn giữ được hiệu suất cao như quá trình làm việc ở nhiệt độ thấp. Đó là các công nghệ
của BASF, Flatital, Japan Catalytic Chemical, Lonza, Mitsu Toatsu, Rhoone-Poulenc,
Scientific Design, Veba…
Các quá trình công nghệ xúc tác tầng sôi chủ yếu sử dụng nguyên liệu naphtalen có hiệu
suất thấp hơn công nghệ xúc tác cố định, đặc biệt là khi sử dụng nguyên liệu là o-xylen.
Công nghệ điển hình là của hãng Sherwin-Williams/Badger.
a. Công nghệ BASF xúc tác cố định.

Cả hai dòng nguyên liệu o-xylen được gia nhiệt tới 140-150
o
C và không khí được lọc,
nén và gia nhiệt tới 160
o
C được dẫn vào thiết bị phản ứng ống chùm chưa 15000 ống
đường kính 2,5 cm, cao 3,2 m. Nhiệt độ được giữ ở 380
o
C nhờ tuần hoàn muối nóng
chảy. Hệ thống trao đổi nhiệt với dòng lưu chất tuần hoàn được sử dụng để sản xuất hơi
áp suấtt cao (6 Mpa). Xúc tác là hỗn hợp của các oxy vanadi và titan mang trên chất
mang trơ không có cấu trúc xốp. Hiệu suất anhydrit phtalic là 74% với lượng o-xylen tiêu
thụ 95%.
Dòng sản phẩm phản ứng trước hết được làm lạnh và tận dụng nhiệt sản xuất hơi áp suất
thấp (1 MPa) và khí dư được rửa bằng nước, sau đó được thải vào môi trường. Dòng sản
phẩm ngưng tụ nhận được sẻ tiếp tục chuyển tới các thiết bị ngưng tụ làm việc gián đoạn,
tại đó sản phẩm được nóng chảy ở 130
o
C và dẫn vào bể chứa. Sản phẩm thô được gia
nhiệt chân không với sự có mặt của phụ gia để phân hủy các tạp chất không bay hơi
(polyme, các sản phẩm màu). Sau đó nó được chuyển sang tháp chưng chân không thứ
nhất (15Kpa) tách anhydrit maleic và các axit benzoic và toluen ở đỉnh, rồi chuyển sang
tháp chưng chân không thứ hai, tại đây 99,5% khối lượng anhydrit phtalic được thu hồi ở
đỉnh.
b. Công nghệ Sherwin-Williams/Badger xúc tác tầng sôi.
Sơ đồ công nghệ của quá trình này, naphtalen tinh khiết ở dạng lỏng (nhiệt độ nóng
chảy> 80
o
C) được đưa vào phía dưới lớp xúc tác chứa trong thiết bị phản ứng. Ngay lập
tức nguyên liệu sẻ bị hóa hơi và phân tán vào môi trường rắn, tiếp xúc với xúc tác nóng

và không khí được đưa vào từ ghi phân phối phía dưới của hệ thống. Naphtalen bay hơi
và bị oxy hóa thành anhydrit phtalic ở nhiệt độ đồng nhất 340-385
o
C nhờ có sự khuấy
trộn mạnh của môi trường phản ứng do tác động của xúc tác tầng sôi. Xúc tác được sử
dụng cho quá trình này là oxit vanadi mang trên silicagen.
Nhiệt phản ứng được tách nhờ tuần hoàn nước trong các ống đặt trong lớp xúc tác, và
được tận dụng để sản xuất hơi ở áp suất cao. Các hạt rắn cuốn theo dòng khí ra khỏi thiết
bị phản ứng bị giữ lại nhờ các lưới lọc sứ và trở lại môi trường phản ứng. Anhydrit
phtalic tạo thành được ngưng tụ ở trạng thái lỏng và rắn. Sau đó chúng được chuyển tới
khu vực tinh chế, tại đây chúng sẻ được xử lý nhiệt để phân hủy các tạp chất không bay
hơi gây ra sự có màu của sản phẩm và chưng cất chân không. Hiệu suất anhydrit phtalic
theo công nghệ này là không cao so với công nghệ lớp xúc tác cố định đặc biệt là xúc tác
tầng sôi. Trong bản đồ án lựa chọn công nghệ đi từ o-xylen nên ta chỉ tìm hiểu về loại
nguyên liệu này.
Chương II: Giới Thiệu Chung Về Nguyên Liệu O-xylen
1. Tính chất vật lý:
O-Xylen hay 1,2-dimetyl benzen là một trong những đồng phân có nhiều ứng dụng quan
trọng trong số các đồng phân của xylen C
6
H
4
-(CH
3
)
2.
O-Xylen được sử dụng trong công
nghiệp chủ yếu để sản xuất polieste và nhựa PVC có ứng dụng rộng rãi trong mọi lĩnh
vực đời sống xã hội.
Ortho-xilene

Ortho xylen có khối lượng phân tử là 106,16 đvC, sôi ở 139,4
0
C, điểm nóng chảy ở nhiệt
độ -25.2
0
C, tồn tại ở dạng lỏng không màu, có mùi dễ chịu hay dạng tinh thể. O-xylen là
chất độc dễ bắt cháy, tan tốt trong etanol và ít tan trong nước.
Bảng 1: Một số đặc trưng kỹ thuật.
Thông số Đơn vị o-xylen
Khối lượng phân tử ĐvC 106,16
Tỷ trọng ở 20
0
C 0.876
Nhiệt độ nóng chảy
0
C -25,2
Nhiệt độ sôi
0
C 144,4
Giới hạn nổ trong không khí
Trên
Dưới
% thể tích
1,1
6,4
Nhiệt độ chớp cháy cốc kín
0
C 17,2
Tỷ trọng hơi(không khí=1) 2,77 3,7
Giới hạn tiếp xúc (ppm; giờ) 100;8

Xylene là một chất lỏng dễ cháy và có thể trở thành một hỗn hợp khí nổ đặc biệt khi chứa
trong các thùng rỗng và không sạch. Hơi Xylene thì không thể nhìn thấy được nhưng
nặng hơn không khí, có thể tràn và lan dài trên mặt đất.Tĩnh điện có thể sinh ra trong quá
trình vận chuyển (cũng như trong quá trình bơm rót).
Không sử dụng khí nén để đuổi hoặc nạp, dỡ tải hoặc xử lý Xylene.Xylene gây dị ứng
mạnh với da và mắt. Hơi Xylene kích thích với điểm gây hại cao. Vào lúc cao điểm, hơi
có thể được hấp thụ và gây ra các tác động dây chuyền như làm hại đến gan, thận và hệ
thần kinh trung tâm.
2. Tính chất hóa học:
O-xylen là dẫn xuất của benzen nên nó có đầy đủ tính chất của benzen, nên nó tham gia
phản ứng thế, phản ứng cộng, phản ứng oxi hóa.
2.1. Phản ứng thế.
a. Phản ứng halogen hóa:
Khi có bột sắt, o-xylen tác dụng với brom khan tạo thành dẫn xuất halogen và khí hiđro
bromua:
CH
3
CH
3
+

Br
2
Fe
CH
3
CH
3
Br
+

HBr
b. Phản ứng nitro hóa:
O-xylen tác dụng với hỗn hợp H
2
SO
4
và HNO
3
đậm đặc tạo thành dẫn xuất nitro của nó:
CH
3
CH
3
+

CH
3
CH
3
+
HNO
3
H
2
SO
4
NO
2
H
2

O
Khi ở vòng benzen đã có sẵn nhóm ankyl (hay các nhóm −OH,−NH2,−OCH3, ), phản
ứng thế vào vòng sẽ dễ dàng hơn và ưu tiên xảy ra ở vị trí ortho và para. Ngược lại, nếu ở
vòng benzen đã có sẵn nhóm −NO2 (hoặc các nhóm −COOH,−SO3H, ) phản ứng thế
vào vòng sẽ khó hơn và ưu tiên xảy ra ở vị trí meta.
2.2. Phản ứng cộng:
Khi đun nóng có xúc tác Ni hoặc Pt, o-xylen cộng với hiđro thành xicloankan.
CH
3
CH
3
+

CH
3
CH
3
H
2
Pt
2.3. Phản ứng oxi hóa:
Các ankylbenzen khi đun nóng với dung dịch KMnO4 thì chỉ có nhóm ankyl bị oxi hóa.
CH
3
CH
3
KMnO
4
, H
2

O
100
0
C
COOH
COOH
3. Các nguồn cung cấp nguyên liệu:
3.1. Từ quá trình Reforming xúc tác.
Hỗn hợp xylen nói chung, cũng như o-xylen nói riêng chủ yếu được tách từ sản phẩm của
quá trình reforming xúc tác, với nguyên liệu đầu là thường là phân đoạn napthta. Trước
khi đi vào quá trình thì nguyên liệu cần phải được xử lý tạp chất đặc biệt là lưu huỳnh, vì
lưu huỳnh rất nhảy cảm tới hệ xúc tác Pt – Re của quá trình reforming. Thành phần cũng
của sản phẩm reformate cũng như hàm lượng của p-xylen phụ thuộc rất nhiều vào cách
tiến hành quá trình reforming cũng như là loại nguyên liệu naphta được sử dụng. Thành
phần của phân đoạn naphtha đặc biệt là hàm lượng naphthen hay các hydrocacbon thơm
có ảnh hưởng lớn nhất đến đến chất lượng của sản phẩm reformate thu được.
Trên thực tế naphtha thu được từ quá trình chưng dầu naphtenic thì sẽ phù hợp nhất cho
quá trình reforming sản xuất hợp chất thơm. Tuy nhiên phân đoạn naphtha được sản xuất
từ quá trình hydrocracking thường cũng thu được giàu hàm lượng naphthen nên rất phù
hợp để làm nguyên liệu đầu cho quá trình reforming sản xuất các đồng phân xylen. Bên
cạnh thành phần, khoảng nhiệt độ sôi của naptha nguyên liêu cũng ảnh hưởng đến hiệu
xuất thu được xylen.
Bảng 2: Sự phụ thuộc của thành phần reformate vào nhiệt độ sôi của nguyên liệu đầu
vào.
Khoảng nhiệt độ sôi của Naphtha,
0
C
60-160 107-160 90-160
Thành phần của nguyên liệu, % khối
lượng

Paraffin 69,6 62,2 64,2
Naphten 19,5 21,2 22,2
Hydrocacbon thơm 10,9 16,6 13,6
Thành phần hydrocacbon thơm trong
Reformat, % khối lượng
Benzen 9,3 1,6 5,2
Toluen 21,7 19,0 25,1
Hydrocacbon thơm C8 20,8 34,3 26,2
Hydrocacbon thơm C9+ 8,8 15,2 11,2
Như số liệu trong bảng, khoảng nhiệt độ sôi thích hợp nhất của Naphtha để làm nguyên
liệu Reforming sản xuất para xylen là từ 106 đến 160
0
C.
3.2. Từ quá trình cracking hơi nước.
Xăng nhiệt phân có thành phần từ C5 trở lên là sản phẩm của quá trình cracking hơi nước
các phân đoạn lỏng. Thành phần của xăng nhiệt phân có chứa hàm lượng lớn các
hydrocacbon thơm, đặc biệt là benzen, và một lượng tương đối các đồng phân xylen.
Chính vì vậy đây cũng là một nguồn đóng góp sản phẩm có giá trị cáo cho cả công nghệ
sản xuất xăng cũng như công nghệ tổng hợp hữu cơ hóa dầu. Sản lượng xăng nhiệt phân
cũng như hàm lượng các đồng phân xylen trong đó được quyết định bởi nguyên liệu sử
dụng và điều kiện tiến hành sản xuất.
Bảng 3: Ảnh hưởng của nguyên liệu đầu vào đến lượng xăng nhiệt phân và lượng
hydrocacbon thơm C8 từ cracking hơi nước trong điều kiện khắc nhiệt với dòng C2, C3
tuần hoàn
Nguyên liệu Sản lượng xăng
nhiệt phân (C5-
200
0
C), %
Sản lượng

Hydrocacbon thơm
C8, %
Phần hydrocacbon
thơm C8 trong xăng
nhiệt phân, %
Etan 1,7
Propan 6,6
Butan 7,1 0,4 5,6
Naphtha cố nhiệt
độ sôi trung bình
18,7 1,8 9,6
Dầu chưng ở áp
suất khí quyển
18,4 2,2 12,0
Dầu chưng ở áp
suất chân không
19,3 1,9 9,8
Sản phẩm xylen từ xăng nhiệt phân là sản phẩm phụ của quá trình sản xuất etylen và
propen, tuy nhiên trong một số trường hợp việc tách các đồng phân xylen lại mang lại
hiệu quả về mặt kinh tế.
Việc điều chỉnh điều kiện sản xuất tuy không tối đa hóa sản lượng của xylen nhưng cũng
có ảnh hưởng đáng kể, cụ thể là nếu tăng nhiệt độ phản ứng, giảm thời gian lưu, giảm
thời gian lưu bằng cách tăng lượng hơi vào thì sẽ làm giảm đáng kể lượng xăng nhiệt
phân thu được, tuy nhiên hàm lượng của xylene trong đó lại tăng lên.
Bảng 4: Ảnh hưởng của điều kiện phản ứng (thành phần etylen trong sản phẩm) của
quá trình cracking hơi nước đến năng xuất và thành phần của xăng nhiệt phân.
Điều kiện (% Etylen) Xylen + Etylbenzen (trong
tất cả các sản phẩm), %
khối lượng
Xylen + Etylbenzen trong

xăng nhiệt phân, % khối
lượng
Thấp (24,4) 0,9 3,5
Trung binh (28,5) 1,6 7,2
Cao (33,4) 1,7 10,7
3.3. Các quá trình chuyển hóa Hydrocacbon
a. Isome hóa.
Vì o-xylen là đồng phân có giá trị nhất để xản xuất PVC nên bên cạnh việc thu nhận nó
từ quá trình tách hỗn hợp đồng phân xylen bằng kết tinh phân đoạn hoặc hấp phụ, hiệu
suất o-xylen còn được tăng cường nhờ quá trình isome hóa p -, m-xylen và cả etylbenzen.
b. Phân bố lại Toluen.
Quá trình này được phát triển thành quy mô công nghiệp nhằm mục tiêu tăng sản lượng
benzen và hỗn hợp xylen trên cơ sở chuyển hóa toluen ít có giá trị ứng dụng hơn. Bằng
cách kết hợp với quá trình phân tách o-xylen theo phương pháp kết tinh hoặc hấp phụ,
hoặc kết hợp Isome hóa, công nghệ này có thể được sử dụng để sản xuất lượng tương đối
lớn o, p-xylen mà không cần tăng lượng reformat xử lý.
c. Quá trình Cyclar.
Bản chất quá trình Cyclar là chuyên hóa có xúc tác LPG, một hỗn hợp của propan và
butan, thành sản phẩm giàu hydrocacbon thơm. Giai đoạn đầu tiên được giả thiết là phản
ứng dehydro hóa của propan và butan thành các olefin tương ứng. Tiếp đó, các olefin này
sẽ oligome hóa thành các olefin C6, C7 và C8. Phản ứng tiếp theo là dehydro vòng hóa
tạo thành các hydrocacbon thơm BTX. Mặc dù olefin là các hợp chất trung gian của quá
trình này nhưng sản phẩm cuối cùng của quá trình có nồng độ olefin rất thấp. Toàn bộ
quá trình phản ứng là thu nhiệt do tính trội của phản ứng dehydro hóa và cracking. Metan
và etan là các sản phẩm phụ hình thành từ phản ứng Cracking. Hiệu suất hydrocacbon
thơm đạt 63-66% tùy thuộc vào thành phần nguyên liệu. Thành phần sản phẩm lỏng chứa
tới 92% khối lượng BTX, 7-8% hydrocacbon thơm C9 và C10, và rất ít lượng
hydrocacbon không thơm. Nếu chỉ sử dụng propan làm nguyên liệu thì lượng
hydrocacbon thơm C8 thu được là 17,3% khối lượng, còn sử dụng butan thì thu được
19,8% khối lượng hydrocacbon thơm C8. Lượng xylen thu từ quá trình này đạt được

khoảng 15% khối lượng nguyên liệu đưa vào.
3.4. Nguồn từ than đá.
Dầu nhẹ, được hình thành như là sản phẩm của quá trình cacbon hóa than (cốc hóa) ở
nhiệt độ cao, có chứa khoảng 60% benzen và 12-20 % toluen. Trong điều kiện cốc hóa ở
1000
0
C, không có không khí, sẽ xảy ra các quá trình chuyển hóa sâu (phân hủy nhiệt và
thơm hóa) phần hữu cơ của than tạo thành cốc, các sản phẩm lỏng và khí. Do thanh đá
nghèo hydro hơn so với dầu mỏ nên hiệu suất sản phẩm cốc tạo thành (70-80%) lớn hơn
rất nhiều so với sản phẩm lỏng (4-5%). Tuy nhiên, vì quá trình cốc hóa diễn ra ở nhiệt độ
cao nên sản phẩm lỏng được thơm hóa hoàn toàn (95-97%), vì vậy lượng hydrocacbon
thơm là rất đáng kể. Các sản phẩm hydrocacbon thơm hình thành từ quá trình phân hủy
nhiệt và thơm hóa phần hydrocacbon của than là benzen, toluen, xylen, thiophen,
pyridin…
Các hydrocacbon thơm có thể được tách ra nhờ quá trình hấp thụ ngược dòng
bằng phân đoạn dầu mỏ có nhiệt độ sôi cao, khoảng 300-400
0
C. Hỗn hợp được chưng
tách trong tháp chưng cất lôi cuốn hơi nước liên tục. Các hydrocacbon nhẹ được tách ra
nhờ quá trình chưng cất và sản phẩm thô được rửa bằng dung dịch axit sunfuric đặc để
loại bỏ hoàn toàn các hợp chất lưu huỳnh, các hydrocacbon được tiếp tục chuyển về bể
chứa, trung hòa hết phần axit dư và rửa lại bằng nước. Quá trình hydro hóa loại bỏ các
chất lưu huỳnh, nitơ và các hợp chất không no còn lại. Benzen được tách ra từ phân đoạn
hydrocacbon thơm nhờ quá trình chưng trích ly với dung môi sunfolan. Các đồng phân
xylen được tách ra tương tự so với đi từ quá trình Reforming xúc tác.
Công nghệ sản xuất hydrocacbon thơm đi từ sản phẩm lỏng của quá trình cốc hóa
than trên thực tế chỉ phổ biến khi dầu mỏ chưa được biết đến và khai thác. Ngày nay công
nghệ này chỉ còn được sử dụng trông một số nhà máy ở Nam Phi và Niudilan.
4. Ứng dụng:
Sản xuất sơn và nhựa :

- Dùng Xylene làm dung môi cho sơn bề mặt vì nó có tốc độ bay hơi chậm hơn
Toluene và khả năng hoà tan tốt. Nó được dùng trong tráng men, sơn mài, sơn tàu biển,
các loại sơn bảo vệ khác và dùng trong sản xuất nhựa alkyd.
Thuốc trừ sâu:
- Xylene được sử dụng làm chất mang trong sản xuất thuốc trừ sâu hoá học.
Mực in:
- Xylene dùng làm dung môi cho mực in vì nó có độ hoà tan cao.
Keo dán:
- Xylene được dùng trong sản xuất keo dán như keo dán cao su.