MỤC LỤC

Công nghệ tách Hydrocacbon thơm

1


MỞ ĐẦU
Các hợp chất hydrocacbon thơm được đặc trưng bởi cấu trúc vòng bền vững nhờ sự xen phủ (cộng hưởng)
của các orbital π. Do đó, chúng khơng dễ dàng tham gia phản ứng cộng các tác nhân halogen và axit như là
các anken. Tuy nhiên các hydrocacbon thơm rất nhạy với phản ứng thế electrophil với sự có mặt của xúc tác.
Các hydrocacbon thơm thường là không phân cực. Chúng khơng hịa tan trong nước nhưng hịa tan tốt trong
các dung môi hữu cơ như hexan, dietyl ete và tetraclorua cacbon.
Benzen, toluene, các xylen, etylbenzen và cumen là các hydrocacbon thơm được ứng dụng rộng rãi nhất
trong công nghệ tổng hợp hóa dầu. Chúng là các chất đầu quan trọng cho nhiều q trình sản xuất hóa chất
và polyme thương mại như phenol, trinitrotoluene (TNT), nylon và chất dẻo.

Công nghệ tách Hydrocacbon thơm

2


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ HYDROCACBON THƠM
1.1 Benzen
Công thức phân tử: C6H6
Cơng thức hóa học:

Khối lượng phân tử: 78 g/mol
1.1.1 Tính chất vật lý của benzen
Benzen là chất lỏng khơng màu có mùi thơm đặc trưng. Vào mùa đơng, benzene đóng rắn thành khối tinh
thể màu trắng. Benzen là hợp chất dễ bắt cháy và cháy thành ngọn lửa có muội. Hơi benzene tạo thành hỗn

hợp nổ với khơng khí trong khoảng nồng độ rộng.
Benzen khơng tan trong nước, nhưng tan trong rượu, ete, dầu hỏa, xăng, nhiều dung mơi hữu cơ khác…
Benzen hịa tan được nhiều chất nhựa, lưu huỳnh và nhiều chất khác, không tan trong nước. Do đó benzene
là một dung mơi rất thơng dụng.
Bảng 1: Một số tính chất vật lý của benzene [1]
Thơng số
Khối lượng phân tử, đvC
Tỷ trọng ở 20oC
Nhiệt độ nóng chảy, oC
Nhiệt độ sôi, oC
Độ nhớt ở 20°C
Giới hạn nổ trong khơng khí (% thể tích)
Trên
Dưới
Nhiệt độ chớp cháy cốc kín, oC
Tỷ trọng hơi (khơng khí = 1)
Giới hạn tiếp xúc (ppm; giờ)
1.1.2 Tính chất hóa học của benzen

Benzen
78,11
0,879
5,53
80,1
0,649.10-3 N.s/m2
1,4
7,1
-11,1
2,77
5;8


Do cấu trúc đặc trưng của benzene nên phản ứng đặc trưng của nó là phản ứng thế electrophin, cịn phản ứng
cộng và ơxy hóa đồi hỏi điều kiện phản ứng rất khắc nghiệt: nhiệt độ, xúc tác, áp suất.
- Phản ứng cộng hợp
+ Phản ứng khử:

+ Tác dụng với Clo

Công nghệ tách Hydrocacbon thơm

3


- Phản ứng oxy hóa: Rất khó thực hiện.
Các chất oxi hóa thơng thường như KMnO 4, K2Cr2O7/ H2SO4 khơng có khả năng oxi hóa nhân benzen. Ở
nhiệt độ cao, benzen bị oxi hóa bởi oxi tạo anhydric với sự có mặt của xúc tác V2O5 – TiO2, tại 450°C :

- Phản ứng thế electrophyl SE
Benzen là một nguyên liệu rất quan trọng trong cơng nghiệp hóa chất. Những ngun tử hidro trong benzen
dễ bị thay thế bằng clo và các halogen khác, bằng các nhóm sunfo-, amino-, nitro- và các nhóm định chức
khác. Clobenzen, hexaclobenzen, phenol, anilin, nitrobenzen…
+ Phản ứng halogen hóa

+ Phản ứng nitro hóa

+ Phản ứng sunfo hóa

+ Phản ứng ankyl hóa :

Cơng nghệ tách Hydrocacbon thơm


4


+ Phản ứng axyl hóa :

1.1.3 Ứng dụng của benzen
- Benzen có vai trị quan trọng trong thực tế, là nguyên liệu chính để sản xuất các loại thuốc trừ sâu, thuốc
kháng sinh, chất kích thích tăng trưởng và vơ số các ứng dụng khác…… trong đởi sống.
- Người ta sử dụng benzen sản xuất phẩm nhuộm, keo dán…
- Không khi nào mà cuộc sống của con người lại không có sự xuát hiện của benzen, những chất như long
não, thuốc paracetamol, thuốc trừ sâu 666 ( đã bị ngăn cấm, song mở đầu cho ứng dụng thuốc trừ sâu cho
nơng nghiệp ), thuốc cảm aspirin…..
- Trong phịng thí nghiệm, benzen được sử dụng rộng rãi làm dung môi, hơi benzen độc và phải thận trọng
khi làm việc với nó.
- Sử dụng chế tạo tơ nhân tạo, nilon, thủy tinh tổng hợp hữu cơ, đồ chống cháy….. có nhiều vai trò trong
cuộc sống……
- Benzen là nguồn nguyên liệu quan trọng trong công nghiệp phẩm nhuộm anilin, dược phẩm, trong việc sản
xuất chất phụ để nâng cao chỉ số octan đối với nhiên liệu động cơ và máy bay.
- Benzen rất độc, có khả năng gây ung thư ở người rất cao
1.1.4 Tình hình tiêu thụ benzen
Hình 1: Biểu đồ tiêu thụ benzen trên thế giới năm 2016 [10]:

Công nghệ tách Hydrocacbon thơm

5


Benzene là loại sản phẩm hóa dầu phổ biến được sản xuất chủ yếu trong các nhà máy lọc dầu, hoặc là sản
phẩm phụ của sản xuất p-xylene. Nó thường được thu hồi từ các dịng hydrocacbon thơm có chứa toluene và

hỗn hợp xylen. Benzene được sản xuất chủ yếu như một sản phẩm trung gian; do đó, nguồn cung khơng phải
do nhu cầu benzene tồn cầu mà do nhu cầu về các sản phẩm khác (xăng, ethylene, p-xylene).
Benzene có nhiều ứng dụng đa dạng trong ngành cơng nghiệp hố chất, đóng vai trị quan trọng trong q
trình tổng hợp các hóa chất khác. Các hóa chất chính được sản xuất từ benzene là ethylbenzene, cumene,
cyclohexane, và nitrobenzene chiếm hơn 90% thị trường benzen toàn cầu vào năm 2016. Ngoài ra, benzen là
hợp chất trung gian để tổng hợp nên các hóa chất khác (ví dụ: styrenics, nylons, polycarbonate, nhựa
phenol-formaldehyde và polyurethane); do đó, việc tiêu thụ benzene là phổ biến, gắn liền với nền kinh tế nói
chung. Sự tiêu thụ Benzene ngày càng tăng ở Trung Quốc, nơi mà mức sống đang ngày càng cải thiện dẫn
đến thúc đẩy việc sử dụng nhiều loại polyme và hóa chất trong ngành xây dựng, cho các ứng dụng trong sản
xuất ô tơ, hoặc để sản xuất các loại hàng hóa và hàng tiêu dùng đa dạng.
Trong năm năm qua, mặc dù sự tăng trưởng của nền kinh tế đang dần dần chậm lại, Trung Quốc vẫn chiếm
hầu phần lớn lượng tiêu thụ Benzene trên toàn cầu, tăng trưởng với tốc độ trung bình gần 9% mỗi năm trong
giai đoạn 2011-2016.
Trong cùng thời kỳ, nhu cầu giảm ở tất cả các khu vực khác ngoại trừ Bắc Mỹ và Trung Đông, tăng trưởng
khiêm tốn dưới 0,5% mỗi năm.
Trên toàn cầu, sự tiêu thụ benzen chủ yếu là do sản xuất hai dẫn xuất chính: ethylbenzene và cumene. Năm
2016, hai thị trường này chiếm gần 70% lượng tiêu thụ benzene tổng thể. Ngoài ra, benzen được sử dụng
trong nhiều lĩnh vực kinh tế, tạo nên các sản phẩm trong các lĩnh việc xây dựng, điện tử và đồ gia dụng, bao
bì, vận chuyển, hàng tiêu dùng và y tế.
Trong thập kỷ qua, sự tiêu dùng benzene đã chuyển từ phương Tây (Tây Âu, Bắc Mỹ) về khu vực phía Đơng
(Đơng Bắc Á, Trung Đơng, Đơng Nam Á). Trung Quốc ngày càng có ảnh hưởng quan trọng đối với thị
trường benzen.

Công nghệ tách Hydrocacbon thơm

6


Năm 2016, Đông Bắc Á (chủ yếu là Trung Quốc) chiếm gần một nửa sản lượng benzene toàn cầu. Trong
khu vực này, khả năng cải tiến công nghệ tinh chế đã được nâng cao để đáp ứng nhu cầu xăng dầu đang tăng

nhanh chóng, cũng như nhu cầu đa dạng của tầng lớp trung lưu đang phát triển ở Trung Quốc. Đặc biệt, các
nhà máy p-xylene quy mô lớn đã được ủy nhiệm để cung cấp nguồn nguyên liệu cho q trình polime hóa
sản xuất sợi polyester đang có nhu cầu cao tại Trung Quốc, nơi đã trở thành trung tâm sản xuất hàng dệt may
tồn cầu. Nhìn chung, tỷ lệ bổ sung lượng benzen ở khu vực Đông Bắc Á đã tăng rất cao (khoảng 6,5% mỗi
năm trong thập kỷ qua), trong khi tăng trưởng tiêu thụ toàn cầu đã chậm lại, phản ánh sự suy giảm của nền
kinh tế Trung Quốc. Do đó tỷ lệ sản lượng của benzene đã giảm, dẫn đến việc giảm lợi nhuận và áp lực lên
các nhà sản xuất có chi phí cao hơn.
Trong giai đoạn tới, dự báo hiệu suất của nền kinh tế Trung Quốc sẽ vẫn là động lực quan trọng cho sự tiêu
thụ benzen; tuy nhiên, tốc độ tăng trưởng chậm hơn sẽ chiếm ưu thế đến năm 2021. Nhìn chung, tăng trưởng
tiêu thụ benzen dự kiến sẽ kém hơn tốc độ tăng trưởng GDP thế giới. Năng suất benzene dự kiến sẽ được
đưa ra từ đầu năm, mặc dù tốc độ chậm hơn do sự phát triển liên tục của các đơn vị sản xuất dầu mỏ ở Trung
Quốc sẽ tạo thành nguồn cung cấp etylen chủ yếu cho đến năm 2021 nhưng sẽ không đồng thời sản xuất
benzen. Mặc dù mở rộng quy mô sản xuất benzen thông qua các cải tiến công nghệ sản xuất p-xylene, Trung
Quốc vẫn dự kiến sẽ nhập khẩu lượng benzene tăng lên đến năm 2021. Tiêu thụ benzen toàn cầu được dự
báo sẽ tăng trưởng ở mức trung bình hàng năm là 2-3% trong giai đoạn 2016-2021.

Công nghệ tách Hydrocacbon thơm

7


1.2 Toluen
Cơng thức phân tử: C7H8
Cơng thức hóa học:

Khối lượng phân tử: 92 g/mol
1.2.1 Tính chất vật lý của toluen
Toluen cũng là một chất lỏng linh động, không màu và có mùi giống như benzene. Nó cũng rất dễ bắt cháy
(do nhiệt độ chớp cháy thấp), và cháy thành ngọn lửa có muội. Toluen có khả năng hịa tan trong benzene,
etanol, các xeton và phần lớn các dung môi hữu cơ, nhưng tan rất ít trong nước.

Toluen tạo một hỗn hợp đẳng phí với đa số paraffin, rượu,naphtalen…nhiệt độ đẳng phí của hỗn hợp rất gần
với nhiệt độ sơi của cấu tử thứ hai. Toluen không tạo hỗn hợp đẳng phí với một số chất như: heptan, metyl
cyclohexan, Cis-1,3-dimetyl cyclohexan.
Bảng 2: Một số tính chất vật lý của toluen [1]
Thơng số
Khối lượng phân tử, đvC
Tỷ trọng ở 25oC
Nhiệt độ nóng chảy, oC
Nhiệt độ sôi, oC
Độ nhớt (N.s/m2) tại 25°C
Giới hạn nổ trong khơng khí (% thể tích)
Trên
Dưới
Nhiệt độ chớp cháy cốc kín, oC
Tỷ trọng hơi (khơng khí = 1)
Giới hạn tiếp xúc (ppm; giờ)
1.2.2 Tính chất hóa học của toluen

Toluen
92,13
0,867
-94,99
110,6
0.56
1,3
6,8
4,4
3,14
50;8


- Phản ứng của vịng thơm
Nhóm thế CH3 là nhóm thế loại I với ảnh hưởng của hiệu ứng liên hợp và siêu liên hợp đến electron π trong
vòng benzene làm mật độ e trong vòng benzene tăng lên ở các vị trí ortho và para, đồng thời làm tăng tốc độ
phản ứng thế.
- Phản ứng tại nhóm thế CH3
+ Phản ứng halogen hóa :

+ Phản ứng oxy hóa với các điều kiện thích hợp :

Cơng nghệ tách Hydrocacbon thơm

8


Hoặc

+ Phản ứng hydro hóa tạo naphten, metylcyclohecxan :

+ Phản ứng Hydrodealkyl hóa

+ Phản ứng phân bố Toluene có mặt chất xúc tác:

Toluen có thể thu được từ than đá hay dầu mỏ nhưng hiện nay nguồn thu chủ yếu từ dầu mỏ bằng các q
trình chế biến hóa học khác nhau.
1.2.3 Ứng dụng của toluen
Trong công nghiệp và đời sống thì toluene đóng một vai trị quan trọng:
+ Là thành phần cấu từ làm tăng trị số octan, nâng cao giá trị của xăng, đặc biệt trong hoàn cảnh hiện nay
khi phụ gia chì đã gần như khơng cịn sử dụng do làm ơ nhiễm mơi trường thì tầm quan trọng của toluene
ngày càng lớn.


Công nghệ tách Hydrocacbon thơm

9


+ Bên cạnh đó toluen cịn là ngun liệu chính sản xuất thuốc nổ TNT, ứng dụng trong các lĩnh vực quốc
phịng, xây dựng, khai thác quặng …
+ Trong cơng nghiệp hóa chất, 54% toluene sử dụng để sản xuất benzene, ngồi ra cịn sự dụng làm dung
mơi, sản xuất sơn.
1.2.4 Tình hình tiêu thụ toluen
Hình 2: Biểu đồ tiêu thụ toluene trên thế giới năm 2015 [11]:

Toluene được sử dụng trong sản xuất benzen, p-xylene cho tổng hợp nhựa polyethylene terephthalate (PET),
toluene diisocyanates (TDI) cho tổng hợp polyurethane và dùng làm dung môi được sử dụng rộng rãi.
Trên khắp thế giới, việc tiêu thụ ở hầu hết các khu vực đã bị ảnh hưởng tiêu cực bởi suy thoái kinh tế trong
năm 2008 và năm 2009. Sản lượng ở Bắc Mỹ và Tây Âu giảm lần lượt là 8% và 12% mỗi năm, từ năm 2007
đến năm 2009. Tuy nhiên, Trung Đông, Đông Bắc Á, và Đông Nam Á tăng trong cùng thời kỳ. Trong 5 năm
tới, các khu vực phát triển nhanh nhất sẽ là Trung Đông, CIS và các quốc gia vùng Baltic và Ấn Độ.
Tuy nhiên, nhu cầu ở các khu vực đang phát triển như Trung Quốc, Thái Lan và Trung Đông tiếp tục tăng
trưởng trong thời kỳ này. Khi các nền kinh tế toàn cầu bắt đầu phục hồi, các thị trường toluene được dự kiến
sẽ được cải thiện.
Từ năm 2010, lượng tiêu thụ toluene thế giới đã tăng khoảng 1,5% mỗi năm. Trong các ứng dụng trong hóa
học và dùng làm dung mơi (ngoại trừ pha trộn vào xăng), tuy nhiên, tốc độ tăng trưởng chỉ là 0,8% mỗi năm.
Khoảng 50% lượng toluen được tiêu thụ để sản xuất benzene, xylen hỗn hợp và p-xylene vào năm 2015.
Trong 5 năm qua, thị trường này chỉ tăng khoảng 0,4% mỗi năm.
Năm 2015, lượng tiêu thụ toluene để pha trộn vào xăng chiếm khoảng 22% tổng lượng tiêu thụ toluene để
tăng trị số octane và để giảm áp suất hơi.
Trong 5 năm tới, nhu cầu cao từ ngành polyester sẽ dẫn đến lượng toluene cao hơn được chuyển thành hỗn
hợp xylen và p-xylene. Mức tiêu thụ Toluene đối với Benzene / Xylenes dự kiến sẽ tăng với tốc độ trung
bình khoảng 6,5% mỗi năm trong 5 năm tới.


Công nghệ tách Hydrocacbon thơm

10


Sản xuất TDI là thị trường độc quyền lớn nhất cho toluene. Nhu cầu polyurethanes cao hơn đã dẫn đến nhu
cầu toluen để sản xuất TDI ngày càng tăng. Các khoản đầu tư tiếp theo ở các nước đang phát triển và dự
kiến phục hồi trong các thị trường toàn cầu sẽ tạo ra tăng trưởng trung bình hàng năm cho sản xuất TDI chỉ
hơn 4%, với mức tăng trưởng hai con số dự đốn ở Trung Đơng và Ấn Độ.
Tiêu thụ ở ba khu vực Trung Quốc, Trung Đông và Đông Nam Á sẽ chiếm hơn 70% lượng tăng trưởng
toluene trong 5 năm tới vì nhu cầu toluene tăng khoảng 4% mỗi năm do sự tăng trưởng mạnh mẽ của các sản
phẩm trong chuỗi giá trị của nó, đặc biệt là benzene và p-xylene.

Công nghệ tách Hydrocacbon thơm

11


1.3 Xylen
Cơng thức phân tử: C8H10
Cơng thức hóa học:

Khối lượng phân tử: 106 g/mol
1.3.1 Tính chất vật lý của xylen
Xylen thường tồn tại dưới dạng hỗn hợp 3 đồng phân octo-, meta-, para- khác nhau ở vị trí của 2 nhóm thế
metyl trong vịng benzene.
Trạng thái tồn tại của 3 đồng phân này cũng rất khác nhau: o-xylen và m-xylen tồn tại ở dạng lỏng khơng
màu, cịn p-xylen có thể ở trạng thái lỏng không màu hoặc dạng tinh thể. Cả 3 đồng phân đều dễ bắt cháy và
độc. Chúng hịa tan trong etanol và rất ít tan trong nước.

Bảng 3: Một số tính chất vật lý của xylen [1]
Thơng số
Khối lượng phân tử, đvC
Tỷ trọng ở 20oC
Nhiệt độ nóng chảy, oC
Nhiệt độ sôi, oC
Độ nhớt ở 20oC
Giới hạn nổ trong khơng khí (% thể tích)
Trên
Dưới
Nhiệt độ chớp cháy cốc kín, oC
Tỷ trọng hơi (khơng khí = 1)
Giới hạn tiếp xúc (ppm; giờ)
1.3.2 Tính chất hóa học của xylen

o-xylen
106,16
0,876
-25,2
144,4
0,812.10-3cP

m-xylen
106,16
0,86
-48
139
0,62.10-3cP

p-xylen

106,16
0,857
-13,3
138,4
0,34.10-3cP

1,1
6,4
17,2
3,7
100;8

1,1
6,4
25
3,7
100;8

1,1
6,6
25
3,7
100;8

- Phản ứng oxi hóa

Cơng nghệ tách Hydrocacbon thơm

12



- Phản ứng isome hóa

1.3.3 Ứng dụng của xylen
o-xylen chủ yếu dùng để sản xuất anhydrit phtalic làm hợp chất trung gian cho q trình sản xuất nhựa có
cấu trúc mạch thẳng.

Công nghệ tách Hydrocacbon thơm

13


m-xylen chủ yếu dùng để sản xuất axit iso phtalic làm hợp chất trung gian cho quá trình sản xuất nhựa PET.
p-xylen sử dụng chủ yếu trong công nghiệp để sản xuất axit terephalic và dimetyl terephtalat. Đây là nguyên
liệu đầu cho sản xuất sơ sợi, màng polieste và nhựa PET có ứng dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực của đời
sống xã hội.
Ngồi ra, xylen cịn dùng để sản xuất dung mơi hữu cơ trong cơng nghiệp.
1.3.4 Tình hình tiêu thụ xylen
Hình 3: Biểu đồ tiêu thụ xylen trên thế giới năm 2015 [12]:

Hỗn hợp Xylene là hydrocacbon thơm quan trọng xếp thứ hai về sản phẩm hóa chất tiêu thụ trên thế giới,
xếp hạng sau benzen và trước toluene.
Hỗn hợp Xylene bao gồm các đồng phân của xylen para-, ortho-, và meta- với các thành phần khác, chẳng
hạn như ethylbenzene.
Phần lớn hỗn hợp xylen chủ yếu để sản xuất p-xylene. Những khoản đầu tư này chủ yếu tập trung ở khu vực
Đơng Bắc Á, có lượng polyester cao. Các khu vực sản xuất hỗn hợp xylene lớn nhất dựa trên 2015 là châu Á
(69%) và Bắc Mỹ (13,5%).
Thị trường châu Á, với dân số lớn, nhu cầu sợi polyester (sợi, vải, thảm trải sàn) ngày càng tăng và nhựa
polyester (đồ đựng nước giải khát) và sự tăng trưởng tương ứng trong ngành công nghiệp polyester, đang
củng cố vị thế của nó như là trung tâm ảnh hưởng đến thị trường hỗn hợp xylen.

Trong năm năm tới, gần 66% năng suất toàn cầu dự kiến sẽ đạt được tại Châu Á (bao gồm cả Ấn Độ). Hầu
hết hỗn hợp xylen chủ yếu để sản xuất p-xylene. Tiêu thụ p-xylene chiếm 81% nhu cầu xylene toàn cầu năm
2015. Châu Á là khu vực sản xuất p-xylene lớn nhất, với gần 74% năng suất vào năm 2015; Bắc Mỹ có 10%
và Tây Âu ít hơn 5% năng suất p-xylene thế giới. Một lượng đáng kể p-xylene được trao đổi thương mại
nhưng sự khởi đầu của năng suất mới ở châu Á, Ấn Độ và Trung Đông sẽ làm thay đổi khuynh hướng
thương mại truyền thống. Xuất khẩu của Hoa Kỳ sẽ giảm trong khi xuất khẩu của Trung Đông và Ấn Độ sẽ
tăng lên. Ngoài ra, ở Châu Á, Nhật Bản và Hàn Quốc là các nhà xuất khẩu lớn và Trung Quốc là nước nhập

Công nghệ tách Hydrocacbon thơm

14


khẩu lớn. Nhờ vào sự tăng trưởng tiêu thụ lớn, Trung Quốc sẽ tiếp tục là nước nhập khẩu chính p-xylene,
thậm chí với một lượng lớn năng suất bổ sung trong giai đoạn dự báo. Từ năm 2015 đến năm 2020, năng
suất p-xylene ở Trung Quốc sẽ tăng 0.8% mỗi năm, chậm hơn đáng kể so với mức 9.6% trong năm 20102015. Tuy nhiên, tốc độ tăng trưởng trong tương lai chỉ dựa trên khả năng bổ sung công bố mà khơng có khả
năng đầu cơ. Các khu vực khác, như Ấn Độ, Đông Nam Á và Trung Đông, sẽ có tốc độ tăng năng suất pxylene trong giai đoạn này, nhưng nhỏ hơn nhiều so với Trung Quốc.
ExxonMobil Chemical là nhà sản xuất hỗn hợp xylene lớn nhất trên thế giới, có hoạt động ở Bắc Mỹ, Tây
Âu và Đông Nam Á. Nhà sản xuất lớn thứ hai, JX Nippon, chỉ hoạt động tại Nhật Bản, trong khi Reliance
chỉ hoạt động ở Ấn Độ. Năm 2012, BP là nhà sản xuất lớn thứ tư.
Trong giai đoạn 2010-2015,mức tiêu thụ hỗn hợp xylen tăng với tốc độ trung bình hàng năm khoảng 3,5%.
Trong cùng thời kỳ, năng suất tăng 23%. Trong 5 năm tiếp theo (2015-2020), mức tiêu thụ dự kiến sẽ tăng
với tốc độ trung bình hàng năm khoảng 4,5%, trong khi năng suất sẽ tăng thêm 21%. Tốc độ hoạt động dự
kiến sẽ được cải thiện.

Công nghệ tách Hydrocacbon thơm

15



CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ TÁCH HYDROCACBON THƠM
2.1 Nguồn nguyên liệu và phương pháp sản xuất hydrocacbon thơm
Trong công nghiệp nguồn cung cấp benzen, toluen và các xylen chủ yếu là sản phẩm của quá trình
reforming xúc tác naphtha. Một nguồn cung cấp BTX quan trọng khác đó là cracking xúc tác, trong đó các
phân đoạn dầu thơ ít có giá trị và phần cặn nặng được phân hủy trong điều kiện có xúc tác tạo thành các cấu
tử hydrocacbon nhẹ. Naphtha có trị số octan cao nhờ các phản ứng thơm hóa xảy ra cùng với phản ứng
chính cracking.
Một q trình mới cũng được xem như một nguồn cung cấp BTX quan trọng, đó là q trình Cyclar. Ngun
liệu của q trình này là khí dầu mỏ hóa lỏng (chứa chủ yếu C3 và C4). Xúc tác của quá trình là dạng zeolite
có khả năng xúc tiến phản ứng dehydro hóa ngun liệu, polime hóa sản phẩm mới hình thành để tạo nên
các oligom không no, và tiếp tục dehydro hóa các oligome này tạo thành các hydrocacbon thơm. Hiệu suất
benzene từ quá trình Cyclar thường lớn hơn so với các quá trình reforming xúc tác.
Cracking hơi (steam cracking) naphtha chủ yếu nhằm sản xuất etylen, nhưng cũng là một nguồn cung cấp
đáng kể các hydrocacbon thơm, đặc biệt là benzene có trong sản phẩm lỏng của cơng nghệ này. Các
hydrocacbon thơm này được sinh ra từ các phản ứng cộng đóng vịng etylen mới hình thành và dehydro
vịng hóa xảy ra trong q trình cracking hơi.
Hydrocacbon thơm cũng có thể có nguồn gốc khơng phải từ dầu mỏ. Thực tế, khoảng 10% lượng
hydrocacbon thơm tiêu thụ trên thế giới ngày nay là được sản xuất từ than đá. Đây được xem là nguồn cung
cấp benzene và các sản phẩm thế benzene khác chủ yếu từ trước năm 1940. Các hydrocacbon thơm hình
thành thực chất là sản phẩm phụ của q trình cốc hóa than ở nhiệt độ cao.
Bên cạnh các nguồn cung cấp này, từng loại hydrocacbon thơm cũng có thể được tổng hợp hoặc chuyển hóa
các hydrocacbon thơm ít giá trị thành những dạng có khả năng ứng dụng lớn và có nhu cầu cao.
2.1.1 Từ q trình reforming xúc tác
Hydrocacbon nói chung 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 của
sản phẩm reformate cũng như hàm lượng hydrocacbon thơm 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 hydrocacbon. Bên cạnh thành phần, khoảng nhiệt độ sôi của naptha nguyên liêu cũng ảnh
hưởng đến hiệu xuất thu được BTX.
Bảng 4: Sự phụ thuộc của thành phần reformate vào nhiệt độ sôi của nguyên liệu đầu vào [1]

Công nghệ tách Hydrocacbon thơm

16


Khoảng nhiệt độ sôi của Naphtha, oC
60-160
107-160
90-160
Thành phần của nguyên liệu, % khối lượng
Paraffin
69,6
Naphten
19,5
Hydrocacbon thơm
10,9
Thành phần hydrocacbon thơm trong

62,2
21,2
16,6

64,2

22,2
13,6

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 sơi thích hợp nhất của Naphtha để làm nguyên liệu Reforming sản
xuất BTX là từ 140 đến 180oC.
2.1.2 Từ xăng nhiệt phân
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.
Chính vì vậy đây cũng là một nguồn đóng góp sản phẩm có giá trị cao 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 hydrocacbon
trong đó được quyết định bởi nguyên liệu sử dụng và điều kiện tiến hành sản xuất. Sản phẩm BTX 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 hydrocacbon 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 các
hydrocacbon trong đó lại tăng lên.
2.1.3 Từ q trình cốc hóa than đá
Dầu nhẹ, được hình thành như là sản phẩm của q 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 1000oC, khơng có khơng khí, sẽ xảy ra
các q 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 than đá nghèo hydro hơn so với dầu mỏ nên hiệu suất sản phẩm cốc tạo thành (7080%) lớn hơn rất nhiều so với sản phẩm lỏng (4-5%). Tuy nhiên, vì q trình cốc hóa diễn ra ở nhiệt độ cao
nên sản phẩm lỏng được thơm hóa hồn tồn (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 q trình hấp thụ ngược dịng bằng phân đoạn dầu mỏ có
nhiệt độ sơi cao, khoảng 300-400oC. Hỗn hợp được chưng tách trong tháp chưng cất lôi cuốn hơi nước liên
tục. Các hydrocacbon nhẹ được tách ra nhờ q trình chưng cất và sản phẩm thơ được rửa bằng dung dịch

Công nghệ tách Hydrocacbon thơm

17


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. Q trình hydro hóa loại bỏ các chất lưu huỳnh, nitơ
và các hợp chất khơng no cịn lại. Benzen được tách ra từ phân đoạn hydrocacbon thơm nhờ q trình chưng
trích ly với dung mơi sunfolan. Các đồng phân xylen được tách ra tương tự so với đi từ q trình Reforming
xúc tác.
Cơng nghệ sản xuất hydrocacbon thơm đi từ sản phẩm lỏng của q 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 cịn được sử dụng trơng một
số nhà máy ở Nam Phi và New ZeaLand.
2.2 Công nghệ tách hydrocacbon thơm

Sau các quá trình reforming xúc tác hoặc cracking hơi để tạp ra sản phẩm xăng giàu hydrocacbon thơm, một
bước quan trọng và không thể thiếu tiếp theo là xử lý và phân tách các hydrocacbon thơm này ra khỏi hỗn
hợp. Các cơng đoạn chính gồm:
- Xử lý sơ bộ các phân đoạn sản phẩm lỏng bằng chưng cất phân đoạn hoặc hydro hóa chọn lọc (đặc biệt
-

là cần thiết với sản phẩm xăng nhiệt phân).
Chiết dung môi để loại bỏ các dạng hydrocacbon khác.
Chưng cất để thu hổi benzene, toluene tinh khiết. Trong trường hợp reformat đơn thuần hoặc trộn với
xăng nhiệt phân sẽ được đưa qua các giai đoạn xử lý tiếp theo gồm có: Chưng cất siêu phân đoạn các
hydrocacbon C8, thu etylenbenzen và o-xylen sau khi đưa qua tháp tách phân đoạn nhẹ và phân đoạn
nặng: Thu hồi p-xylen ở nhiệt độ thấp, và sản phẩm phụ là dung dịch kết tinh giàu m-xylen.

Hàng loạt các kỹ thuật được áp dụng để chiết tách hydrocacbon thơm từ xăng cracking hơi hoặc xăng
reforming xúc tác với độ tinh khiết cao. Các kỹ thuật xử lý này chủ yếu dựa trên cơ sở các q trình hóa lý.
Về nguyên tắc, các kỹ thuật này đều thích hợp cho tất cả các loại xăng aromatic, nhưng để kinh tế, đôi khi
chúng được thiết kế riêng cho một số loại nguyên liệu hay điều kiện vận hành nhất định. Các kỹ thuật này
gồm có chưng cất, kết tinh, hấp phụ, chưng đẳng phí, chưng trích ly và chiết dung mơi.
Bảng 5: Một số tính chất kỹ thuật đặc trưng của benzene, toluene, các xylen, etylbenzen và cumen [1]
Thông số

Đơn vị

Benzen

Khối lượng đvC
78,11
phân tử
Tỷ trọng ở
0,879

20oC
Nhiệt
độ oC
5,53
nóng chảy
Nhiệt
độ oC
80,1
sơi
Giới hạn % thể
nổ
trong tích
khơng khí
Trên
1,4
Dưới
7,1

Toluen

o-xylen

p-xylen

106,16

mxylen
106,16

Cumen


106,16

Etyl
Benzen
106,17

92,13
0,867

0,876

0,86

0,857

0,867

0,86

-94,99

-25,2

-48

-13,3

-94,9


-96

110,6

144,4

139

138,4

136,2

152,6

1,3
6,8

1,1
6,4

1,1
6,4

1,1
6,6

0,99
6,7

1,1

8,0

Cơng nghệ tách Hydrocacbon thơm

120,19

18


Nhiệt
độ oC
-11,1
4,4
17,2
25
25
15
40,6
chớp cháy
(cốc
cốc kín
hở)
Tỷ
trọng
2,77
3,14
3,7
3,7
3,7
3,7

hơi (khơng
khí = 1)
Giới hạn
5;8
50;8
100;8
100;8
100;8
100;8
25;8
tiếp
xúc
(ppm; giờ)
Dựa vào tính chất vật lý, có thể lựa chọn các phương pháp khác nhau để tách hydrocacbon thơm

Công nghệ tách Hydrocacbon thơm

19


Tổ hợp sản xuất hydrocacbon thơm của UOP:

Hình 4: Tổ hợp sản xuất hydrocacbon thơm của UOP [7]
UOP Naphtha Hydrotreating Process: Loại bỏ hợp lưu huỳnh và hợp chất chứa nitơ trong phân đoạn naphta.
CCR PlatformingTM Process: chuyển hóa naphta thành hydrocacbon thơm BTX và thu hồi hydro có độ tinh
khiết cao.
Sulfolane Process: Chiết tách benzene và toluene ra khỏi hỗn hợp.
TatorayTM Process: Chuyển hóa toluene và C9 thành benzene và xylen.
UOP THDA Process: Hydro dealkyl hóa nhiệt toluene và phân đoạn hydrocacbon thơm nặng thành benzene.
ParexTM Process: Tách p-xylen với độ tinh khiết cao từ hỗn hợp đồng phân C8.

Isomar: Đồng phân hóa o-xylen, m-xylen và etyl benzen tạo thành p-xylen.
Thuyết minh sơ đồ:
-

Nguyên liệu ban đầu từ phân đoạn naphta trước tiên được đưa vào phân xưởng Naphta hydro treating

-

(NHT) để xử lý loại bỏ hợp chất chứa lưu huỳnh và các hợp chất chứa Nitơ.
Sau đó, được đưa sang phân xưởng CCR Platforming. Tại phân xưởng CCR Platforming, paraffin và

-

naphten được chuyển hóa thành các hydrocacbon thơm, đồng thời tách ra và thu hồi khí hydro.
Sản phẩm từ phân xưởng CCR Platforming được chuyển đến tháp chưng Reformate Spliter để tách phần

-

nhẹ gồm các phân đoạn C6, C7 và phần nặng gồm các phân đoạn C8, C9+.
Sau đó, phần nhẹ thu từ đinh tháp Reformate Spliter được đưa đến phân xưởng chưng trích ly Sunfolane
để chiết tách các cấu tử hydrocacbon thơm, đồng thời loại bỏ các hydrocacbon no còn lẫn trong hỗn hợp.
Phân đoạn C6, C7 cùng với dịng tuần hồn từ phân xưởng THDA và Tatoray được đưa đến tháp chưng

Công nghệ tách Hydrocacbon thơm

20


tách benzene. Từ tháp tách benzene, phần nhẹ chứa benzene được lấy ra trên đỉnh tháp còn phần nặng
-


chứa toluene được lấy ra dưới đáy tháp, tuần hoàn về phân xưởng Tatoray và THDA.
Tại phân xưởng Tatoray, chuyển hóa toluene và C9 thành benzene và xylen.
Tại phân xưởng THDA: Hydro dealkyl hóa nhiệt toluene và phân đoạn hydrocacbon thơm nặng thành

-

benzene.
Sản phẩm của phân xưởng Tatoray và THDA được đưa đến tháp chưng tách benzene, toluene.
Phần nặng từ đáy tháp Reformate Spliter gồm các phân đoạn C8, C9+ được đưa đến tháp chưng tách
Xylen spliter để thu hổi xylen. Phần nhẹ gồm m-xylen và p-xylen, etylbenzen được lấy ra trên đỉnh tháp.

-

Phần nặng gồm o-xylen và phân đoạn C9+ được lấy ra dưới đáy tháp.
Phần nhẹ từ đáy tháp Xylen spliter gồm m-xylen và p-xylen, etylbenzen được đưa sang phân xưởng

-

Parex.
Tại phân xưởng Parex: thực hiện quá trình tách p-xylen với độ tinh khiết cao từ hỗn hợp đồng phân C8.
Hỗn hợp m-xylen, etylbenzen còn lại được đưa sang phân xưởng Isomar.
Tại phân xưởng Isomar diễn ra quá trình đồng phân hóa o-xylen, m-xylen và etyl benzen tạo thành p-

-

xylen.
Sản phẩm từ phân xưởng Isomar được đưa sang tháp tách Deheptan Column, thu được sản phẩm nhẹ

-


trên đỉnh tháp là phân đoạn C6, C7 còn phân đoạn nặng thu được dưới đáy tháp là C8 và C9+.
Dòng sản phẩm nặng từ đáy tháp Isomar được tuần hoàn về tháp tách Xylen spliter để thu hồi xylen.
Phần nặng từ đáy tháp Xylen spliter gồm có o-xylen, phân đoạn giàu hydrocacbon thơm nặng C9+ được
đưa sang tháp tách O-xylen spliter, trên đỉnh thu được o-xylen còn đáy tháp tách ra phần nặng giàu C9+
được đưa sang tháp Heavy Aromatics Column tách hydrocacbon nặng.

2.2.1 Chưng cất
Trong những năm gần đây chưng cất đơn giản thường ít được sử dụng, và thực tế, chỉ áp dụng cho phân
đoạn tách etylbenzen và o-xylen, mà thực ra là quá trình chưng cất siêu phân đoạn. Nguyên nhân chính là do
chênh lệch nhiệt độ sơi giữa các cấu tử quá nhỏ, kỹ thuật này không đủ khả năng phân tách các hydrocacbon
thơm ra khỏi các tạp chất lẫn trong hỗn hợp để đạt được độ tinh khiết như mong muốn cũng như thỏa mãn
các yêu cầu về kinh tế. Vì vậy chưng cất chỉ được sử dụng như một quá trình xử lý sơ bộ hoặc hỗ trợ cho các
kỹ thuật khác. Ví dụ, trong q trình sản xuất các hydrocacbon thơm bằng thơm hóa, để sản phẩm toluene và
các hydrocacbon thơm C8 đạt yêu cầu kỹ thuật cần thiết, chưng cất phân đoạn trong 3 tháp liên tiếp thường
được sử dụng để phân tách sản phẩm lỏng C6, C7, C8 với hàm lượng benzene, toluene và xylen cao hơn và
sản phẩm nặng là các hợp chất C9.
Công nghê chưng tách o-xylene
Việc tách o-xylen được thực hiện dễ dàng hơn so với etylbenzen. Tuy nhiên, để tách ra khỏi hỗn hợp C8 cần
1 thiết bị chưng tách có từ 80 đến 150 đĩa với chỉ số hồi lưu từ 7 đến 15. Các giá trị này phụ thuộc vào mục
tiêu tinh chế, thường sẽ nằm trung bình giữa từ 50 đến 98 %, phần tạp chất C8 có lẫn chiếm khoảng 1 đến
5%.
Vì thu o-xylen ở đáy, nên cần thực hiện chưng cất lần 2 để loại bỏ phần hydrocacbon thơm nặng C9 có lẫn
trong sản phẩm để thu được sản phẩm có dộ tinh khiết cao. Điều này được thực hiện trong điều kiện ít khắc

Cơng nghệ tách Hydrocacbon thơm

21



nghiệt hơn từ 40 đến 60 đĩa, chỉ số hồi lưu từ 1 đến 2, tuỳ thuộc vào hàm lượng của các hợp chất nặng ( từ 1
đến 3%) và yêu cầu về độ tinh khiết của sản phẩm (từ 99 đến 99,9%).

Hình 5: Sơ đồ chưng tách etylbenzen và o-xylen của Union Carbide [3]
2.2.2 Kết tinh
Phương pháp này chỉ được áp dụng cho 2 hydrocacbon thơm, đó là benzene và p-xylen. Đối với các quá
trình xử lý các phân đoạn giàu benzene như sản phẩm lỏng của quá trình cốc hóa than, phân đoạn C6 nhiệt
phân, kỹ thuật này đem lại giá trị kinh tế không thể phủ nhận được. Tuy nhiên cho đến nay, quá trình này (do
Newton Chamber thiết kế) vẫn chỉ được sử dụng cho xử lý sản phẩm lỏng của q trình cốc hóa than.
Ngun tắc của quá trình như sau: khi làm lạnh, benzene lỏng sẽ chuyển thành dạng tinh thể. Sau khi được
rửa bằng chính dung dịch tạo thành từ q trình nấu chảy một phần tinh thể benzene này, các tinh thể được
tinh chế tách tạp chất. Thành phần của các hợp chất khơng phải là hydrocacbon thơm có trong ngun liệu
sẽ quyết định hình dạng của đường cong kết tinh (nhiệt độ eutectic và thành phần) và do đó quyết định điều
kiện thực hiện quá trình.
Trong nhiều năm, kết tinh vẫn được xem là phương pháp duy nhất được sử dụng với quy mơ cơng nghiệp để
sản xuất p-xylen có độ tinh khiết đạt yêu cầu thương mại mà vẫn đạt hiệu quả kinh tế. Tuy nhiên, hiện nay,
hấp phụ một phương pháp cho phép đạt kết quá thu hồi cao, đang là quá trình cạnh tranh mạnh nhất với
phương pháp kết tinh.

Công nghệ tách Hydrocacbon thơm

22


Hình 6: Hỗn hợp cân bằng pha lỏng -rắn m-xylen và p-xylen [3]

Hình 7: Nhiệt độ hịa tan của phân đoạn hydrocacbon thơm C8 [3]

Công nghệ tách Hydrocacbon thơm


23


Hình 8: Nhiệt độ hỗn hợp eutectic theo thành phần nguyên liệu (giả định chỉ gồm m-xylen và p-xylen) [3]
Nguyên tắc
p-xylen có thể đạt được độ tinh khiết cao bằng cách kết tinh từ phân đoạn hydrocacbon thơm C8.
Bên cạnh p-xylen, phân đoạn hydrocacbon thơm C8 còn bao gồm cả o-xylen và ethylbenzene. Tùy thuộc
vào sự sắp xếp các giai đoạn khác nhau của quá trình xử lý và sự có mặt của các tạp chất mà các thành phần
trong phân đoạn có thể được tách ra với một lượng đáng kể hoặc chỉ được thu hồi một phần.
Nhiệt độ kết tinh phụ thuộc vào thành phần của hỗn hợp cần xử lý. Biểu đồ nhiệt độ cho thấy eutectic tồn tại
giữa p-xylen và mỗi cấu tử khác của hỗn hợp. Trong trường hợp hệ 2 cấu tử m-xylen và p-xylen eutectic bao
gồm 13% p-xylen và nóng chảy ở -52oC. Đường cong phân chia 2 pha lỏng: ME đạt cân bằng pha với tinh
thể m-xylen, PE đạt cân bằng pha với tinh thể p-xylen. Với điều kiện hỗn hợp bao gồm nhiều hơn 13% pxylen, tinh thể p-xylen tinh khiết sẽ được kết tinh ở nhiệt độ -52 oC và nước cái là một thành phần của
eutectic. Tuy nhiên, điều đó cho thấy rằng sự tồn tại của eutectic dẫn đến hạn chế trong quá trình thu hồi, và
việc thu hồi này đòi hỏi cần trao đổi nhiệt ở nhiệt độ thấp.
Trong thực tế, sự có mặt của các hydrocacbon thơm khác ảnh hưởng đáng kể đến biểu đồ 2 pha rắn/ lỏng
của hỗn hợp. Trên thực tế, đường cong thể hiện độ hòa tan của các đồng phân trong dung dịch hydrocacbon
thơm C8 được coi là lý tưởng, p-xylene là hợp chất kết tinh đầu tiên khi nhiệt độ hạ xuống.
Theo quy tắc, sự có mặt một lượng nhỏ o-xylen và ethylbenzene trong nguồn nguyên liệu dẫn đến nhiệt độ
hình thành eutectic của m-xylen, p-xylen bị giảm xuống cùng với hàm lượng p-xylen. Sự thu hồi cần được
cải thiện.
Do đó, nhiệt độ và thành phần của eutectic có thể được tính tốn nhanh chóng cho một nguồn ngun liệu
nhất định bằng cách phân tích hỗn hợp m-xylen và p-xylen. Điều này có thể được thực hiện bằng cách đề

Cơng nghệ tách Hydrocacbon thơm

24


cập và xác định nhiệt độ yêu cầu từ nồng độ m-xylen và p-xylen ban đầu, sau đó xác định tỷ lệ thu hồi pxylen từ giá trị thu được, theo yêu cầu kết quả có thể được điều chỉnh cho sự hình thành hệ hai hoặc ba

eutectic.
Quá trình:
Theo quy tắc, công nghệ kết tinh p-xylen bao gồm làm lạnh nguồn nguyên liệu sao cho nhiệt độ cao hơn so
với eutectic. Tinh thể được tách ra bởi ly tâm hoặc lọc. Theo lý thuyết, các tinh thể bị ướt bởi dung dịch
nước cái giàu m-xylen. Để tinh chế p-xylen lẫn tạp chất, lặp lại q trình làm nóng chảy và làm lạnh đến
nhiệt độ trung bình giữa nhiệt độ bắt đầu eutectic và nguyên liệu (-30 oC đến -20oC). Tinh thể bị tách ra và bị
làm ướt bởi dung dịch giàu p-xylen. Độ tinh khiết đạt khoảng 99% hoặc lớn hơn. Để đáp ứng các đặc điểm
kỹ thuật thương mại (độ tinh khiết tối thiểu 99,5%), các quá trình xử lý phụ trợ đôi khi cần thiết. Nước cái
của giai đoạn kết tinh thứ hai được tuần hoàn trở lại giai đoạn kết tinh thứ nhất.
Các phương pháp khác nhau đã được sử dụng để nâng cao hiệu quả hoạt động, đặc biệt là để tạo điều kiện
tăng trưởng và tách các tinh thể và sử dụng tối đa công suất làm lạnh. Các phương pháp khác nhau có chung
các đặc điểm sau:
-

Sắp xếp theo các giai đoạn (sấy khô, tiền xử lý, kết tinh và tách các tinh thể, tinh chế bổ sung, chu trình

-

làm lạnh, tuần hồn….)
Phương pháp làm lạnh ( tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp….)
Phân loại, thiết kế và điều kiện vận hành của thiết bị (hấp thụ, kết tinh, gia nhiệt, trao đổi nhiệt, ly tâm,

-

nóng chảy, …)
Thu hồi nhiệt: tuần hồn các dịng chất lỏng khác nhau

Hình 9: Sơ đồ cơng nghệ Phillips tách p-xylen bằng phương pháp kết tinh [3]

Công nghệ tách Hydrocacbon thơm


25