Tiểu luận thiết bị nhà máy lọc dầu: quá trình alkyl hóa
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.36 MB, 50 trang )
QUÁ TRÌNH
ALKYL HÓA
GVHD: TS. Đào Quốc Tùy
NHÓM 4
1.
Nguyễn Duy Vũ
2.
Phạm Thị Loan
3.
Bùi Văn Thanh
4.
Bùi Thị Thư
5.
Hoàng Thị Mai
6.
Nguyễn An Giang
7.
Nguyễn Văn Dũng
8.
Lê Mạnh Linh
9.
Nguyễn Công Sơn
10. Nguyễn Thị Khuyên
PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH ALKYL HÓA
1
Khái
KHÁI NIỆM
niệm
2
Là quá trình
đưa thêm gốc
-R vào phân tử
chất hữu cơ
Nguyên
liệu
3
4
Cơ chế
2 cách
phân
loại
Xúc
tác
5
Theo liên kết
tạo thành
Theo nhóm
alkyl đưa vào
Điều
kiện
công
nghệ
PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH ALKYL HÓA
Theo liên kết tạo
thành
C alkyl hóa
Mạch vòng
N alkyl hóa
Mạch thẳng
O alkyl hóa
Theo cấu tạo nhóm
alkyl đưa vào
Aryl hóa
S alkyl hóa
Vinyl hóa
…
…
PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH ALKYL HÓA
2
Nguyên liệu
Đặc điểm
Butan
80 85% C4
Từ quá trình hấp phụ,
phân chia khí của khí FCC
Buten
Còn lại C3 ,C5
PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH ALKYL HÓA
2
Nguyên liệu
Bảng 1.1 Ảnh hưởng của nguyên liệu đến hiệu suất sản phẩm
(PGSTS. Lê Văn Hiếu. Công nghệ chế biến dầu mỏ (1-228))
Chỉ tiêu
C3H6
C3H6(40%)
C4H8(80%)
Hiệu suất alkylat so với
olefin %V
Tiêu hao
Izo-butan,%V
178
174
172
160
127
117
111
96
8992
9295
94 97
90 93
101,5 103
103,5 105
104,2 106,3
103103,6
87 90
90 93
92 94
90 92
RON( alkylat sạch)
RON(+ 0,8 ml TEP/l)
MON
C4H8
C5H10
PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH ALKYL HÓA
3
Cơ chế
C4H8 + H+
Buten
C4H8
Buten
C4H9 +
i-C4H9 +
i-C4H10
izo-Butan
n-C4H10
Tert-Butyl
cacbenium cation
i-C8H17 +
izo-Octyl cacbenium
cation
C4H8
Buten
i-C8H18
izo-Octan
H+
i-C4H10
izo-Butan
i-C12H26
H+
i-C16H34
PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH ALKYL HÓA
3
Xúc tác
HF,
H2SO4
Đồng
thể
AlCl3
2 loại
xúc tác
Dị thể
HF rắn
và zeolit
PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH ALKYL HÓA
3
Xúc tác
Ưu
điểm
Xúc tác dị thể
Dễ tách sản phẩm
Dễ tái sinh xúc tác
Nhược
điểm
Giảm độc hại
Giảm ăn mòn thiết bị
zeolit độ chọn lọc cao
Chưa được ứng dụng phổ biến trong
các quá trình alkyl hóa công nghiệp
cũng như trên thị trường thế giới
PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH ALKYL HÓA
3
Xúc tác
HF
+ Có thể tái sinh bằng chưng phân đoạn.
Bảng 1.2: So sánh quá trình alkyl hóa khi sử dụng xúc tác HF và H2SO4
(PGSTS. Lê Văn Hiếu. Công nghệ chế biến dầu mỏ(1-241))
H2SO4
+ Phải có một phân xưởng xử lý riêng.
+ t=30÷45oC và thiết bị phản ứng có thể làm lạnh bằng + t=5÷10oC, làm lạnh thiết bị phản ứng ở nhiệt độ phản
nước lạnh.
ứng dưới 10oC.
+ Yêu cầu khuấy trộn vùng phản ứng thấp hơn vì HF + Yêu cầu khuấy trộn vùng phản ứng cao hơn vì H2SO4
hòa tan izo-butan cao hơn (khoảng 0,3% izo-butan hòa tan izo-butan thấp hơn HF (0,1%).
trong axit).
+ Tiêu thụ izo-butan thấp hơn.
+ Tiêu thụ izo-butan cao hơn.
+ Ăn mòn kém hơn HF.
+ Ăn mòn mạnh.
+ H2SO4 cũng rất độc, nhưng ở điều kiện thường nó ở
+ Ở các điều kiện phản ứng HF hóa hơi và có tính độc thể lỏng nên việc xử lý an toàn và dễ dàng hơn nhiều.
hại cao , gây nguy hiểm cho con người.
PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH ALKYL HÓA
4
Điều kiện công nghệ
Tỷ lệ
izo-butan/buten
Nhiệt độ
Thời gian
Áp suất
Các yếu
tố ảnh
hưởng
Nồng độ izo-butan
trong vùng phản ứng
Nồng độ axit
PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH ALKYL HÓA
Công nghệ sản xuất
Công nghệ alkyl hóa dùng xúc tác HF của Phillips
4 công nghệ
5
Công nghệ alkyl hóa dùng xúc tác H2SO4 của hãng Kellogg-Exxon
Công nghệ alkyl hóa dùng xúc tác H2SO4 của hãng Stratco
Công nghệ alkyl hóa của UOP
a
Công nghệ alkyl hóa dùng xúc tác HF của Phillips
b
Cụng ngh alkyl húa dựng xỳc tỏc H2SO4 ca hóng Kellogg-Exxon
Sản phẩm propan
7
2
3
Chất làm lạnh
Izo - butan tuần hoàn
1
Sản phẩm butan
4
5
6
Nguyên liệu
olefin
Axit tuần hoàn
1 Thiết bị alkyl hoá
2. Thiết bị làm lạnh
3. Tháp tách propan
Izo - butan mới cất đựơc
4. Thiết bị phân ly
5. Tháp tách izo - butan
6. Tháp tách butan
7. Máy nén
Hình II.9 : Sơ đồ công nghệ alkyl hoá dùng xúc tác H2SO4 của hãng Kellogg
Sản phẩm alkylate
b
Công nghệ alkyl hóa dùng xúc tác H2SO4 của hãng Kellogg-Exxon
Hình 4:Hệ thống TBPƯ sản xuất xăng alkyl hoá
của Kellog-Exxon
Hình 5. Cấu trúc của lò phản ứng
c
Cụng ngh alkyl húa dựng xỳc tỏc H2SO4 ca hóng Stratco
2
5
S?n ph?m Propan
3
Sản phẩm
n.butan
6
1
4
S?n ph?m Alkylat
Nguyên Liệu
Olefin
START
Izo- Butan
START
1. Thiết bị Phản ứng
2. Thiết bị phân ly
3. Tháp tách lỏng khí
4. Tháp tách Izo-Butan
5. Thiết bị nén ép
6. Tháp tách Propan
Hình 1.6 : Sơ đồ công nghệ alkyl hóa dùng xúc tác H 2SO4 của hãng Stratco.Inc
c
Công nghệ alkyl hóa dùng xúc tác H2SO4 của hãng Stratco
Hình 7.TBPƯ alkyl hoá nằm ngang, làm lạnh qua thành của Stratco.
A-Thân TBPƯ nằm ngang.
B-Hệ ống làm lạnh chữ U.
C-Đầu thuỷ lực của TBPƯ.
D-Mô tơ.
E-Cánh khuấy.
F-Dòng nhũ tương tuần hoàn.
c
Công nghệ alkyl hóa dùng xúc tác H2SO4 của hãng Stratco
Hình 8.Hệ các TBPƯ khuấy, trao đổi nhiệt qua thành, mắc nối tiếp của Stratco
d
Hình 9. Sơ đồ công nghệ Alkyl hóa xúc tác HF của hãng UOP
Bảng 1.4.Thành phần sản phẩm
Ưu, nhược điểm của công nghệ
Ưu
Xúc tác có hoạt tính và độ chọn lọc cao,
độ chuyển hóa lớn
Quá trình làm việc liên tục, khả năng cơ
khí hóa, tự động hóa cao
Xúc tác có khả năng tái sinh nên hiệu
quả kinh tế cao
Tận dụng sản phẩm của các quá trình
khác làm nguồn nguyên liệu
Nhiệt độ và áp suất tương đối thấp
Nhược
Thiết bị dễ bị ăn mòn, sản phẩm
cần trung hòahết axit, chú ý tới
chất thải do có thể ảnh hưởng lớn
tới môi trường
Công nghệ phức tạp
CHƯƠNG II: CÁC THIẾT BỊ CHÍNH
Lò phản ứng alkyl hóa dạng TB TĐN
ống-vỏ (ống chùm)
FIG. 2. HF alkylation reactor with an
axial sparger system
FIG. 3A and 3B segmental baffle system for the reactor.
FIG. 4A and 4B variant form of reactor baffle system.
CHƯƠNG II: CÁC THIẾT BỊ CHÍNH
Hình 10. TBPƯ Alkyl hoá với xúc tác HF của hãng UOP
Sơ đồ 1 TBPƯ và và 2 TBPƯ làm việc liên tục
