kiemtailieu.com cumen1

8/12/2019 Kiemtailieu.com Cumen1

1/16

I) Khi qut v cumen

Cng th c phn t : C 9H12Cumen cn g i l 1-metyletylbenzen ho c isopropyl benzen hay 2-phelnylpropan, l 1hydrocacbon thm v l dn xut ca benzen.1. Tnh ch t vt l

Cumen nhit th ng l m t cht lng khng mu, d bt la, c mi g n gingxng v khng ha tan vo nc nhng d tan trong cc dung mi h u c nh hexan, dietyl ete,tetraclorua cacbon. Cc gi tr v tnh ch t vt l ca cumen c th hin qua b ng sau:


2/16

T bng s liu trn ta d nhn thy cumen tuy kh chy hn cc cht khc song gi i hn chy l ir t cao nn khi b o qun s kh khn phc tp hn. Ngoi ra so v i cc ch t khc th cumen tngi c (ch km benzen) do phi ch b o m an ton trong qu trnh s n xut v s dng.

2. Tnh ch t ha h ca. Phn ng th

Cunen c th xy ra ph n ng th v i cc halogen cc v tr khc nhau trong phn t ty thu c vo xc tc v iu kin phn ng.

Ty thu c vo iu kin phn ng m ph n ng th c th xy ra cc v trkhcnhau trong phn t , khng nh ng th vo vng benzen m cn c th th vogc ankyl


3/16

Phn ng v i axit Nitric

b. Phn ng cngCumen c ch a vng benzen n n cng c th tham gia ph n ng cng v i Hydroto thnh isopropylxyclohexan, ho c cng c th tham gia ph n ng cng v i cchalogen nh Brom, Clo,...

c. Phn ng dehydro haCumen c ch a gc propyl trong phn t nn cng c nhng tnh ch t ha h c ctrng ca ankal nh phn ng tch 1 phn t hydro t o ra - Methylstyrene

d. Phn ng oxy haOxy ha khng hon ton t o cumen hydroperoxit


4/16


5/16

Phenol cng l mt trong nh ng h p cht hu c quan trng dng tng h p nncc h p cht quan tr ng khc. Qu trnh s n xut cng tng t nh sn xutAceton.

Dng lm dung miCumen c th c dng lm dung mi pha sn, men s v sn mi v sn xutaceton, phenol, dicumylperoxit v diisopropyl benzen.

II) Cc cng ngh sn xut cumen1. Hng CD tech

CUMENE:M t Thp CD 1 xy ra cc ph n ng cng h p v ho t ng ca cc phn on n gin.Qu trnh alkyl ha l qu trnh ng nhi t v xy ra nhit thp. Thp CD cng thc yqu trnh tch s n phm ra kh i vng ph n ng. Cc y u t ny h n ch l ng t p cht lntrong s n phm gip nng cao s n l ng v ch t l ng sn phm. Qu trnh ho t ng nhit v p su t thp cng gip lm gim vn u t, an ton cao v l ng kh th i thira l th p nht.Trong h thng phn ng 2 pha CD, propylene t p trung pha l ng v i nng r t th p

(


6/16

c propylene ha tan trong h thng cht nn c nh, thm ch l v i mt thit b phnng pumparound t tin v/ho c h thng tun hon benzene.Hi nh t hp CD c ngng t v hi lu sau khi tch propan v cc phn nh (P).Sn phm y c tch benzene hon ton ra kh i phn nng v cumene. Thp chngct s tch s n phm cumene v thu h i polyisopropylbenzene(PIPB) v m t s hydrocacbon thm nng t sn phm y. PIPB phn ng v i benzene trong thi t b phn

ng alkyl ha c l ng cumene l l n nht. iu kin hot ng kh m m v khnggy n mn; tiu chun thp cacbon c th dng cho m i thit b.2. Hng Washington Group International

M t: Cng ngh bao g m: thit b phn ng alkyl ha v i cht nn c nh, mt thit b alkyl ha ch t nn c nh v m t thit b chng ct. Hn h p lng propylene v benzene c tr nln v a vo thit b phn ng alkyl ha (1), ni m propylene c phn ng hon ton. Dng rat thit b phn ng alkyl ha c a vo thp chng ct. Mt khc, polyisopropylbenzene (PIPB) c thu h i v tr n v i benzene r i a vo thit b alkyl ha (2), ni m PIPB phn ngchuyn ha thnh cumene. Dng ra kh i thit b phn ng alkyl ha c a vo phn onchng ct. H thng chng ct bao g m 4 thp nh nhau. Propan c ly nh thp (3) em lmLPG. Benzen tch ra t thp (4) c hi lu b sung benzene cho thi t b phn ng. Cumene th c ly ra nh thp (5). PIPB l y t nh thp (6) a v thit b alkyl ha.

im c trng Cng ngh cho php tng nng sut nh my cumene qua vi c lm s ch sn phm, nhu c u nguyn li u u vo v nhu c u c ch khc.3. Hng UOP


7/16

a. Gi i thiu qu trnh Q-Max

Q_MaxTM l qu trnh s n xut cumen ch t l ng cao t benzene v propylene b ng cchs dng cht xc tc zeolite. Q_Max l m t b c tin l n trong cng ngh sn xut cumen

bi nng sut c bit cao, ch t l ng sn phm v t tr i, kinh ph v n hnh v u tth p,gim thiu l ng cht thi, mi tr ng phn ng chng n mn. Cumen c sinh ra t phn ng alkyl ha benzen v i xc tc axit. Nhi u cht xc tc khcnhau c s dng, nh B(FO4)3,HF, AlCl 3 v H 3PO 4. Trong nh ng nm 30,UOP gi ithiu qu trnh ngng t xc tc, s dng cht xc tc l H3PO 4 r n (SPA) oligome hasn phm olefin nh t qu trnh craking nhi t , t thu c cc olefin n ng hn c th dng lm ph gia pha xng. Trong Th chin II, qu trnh ny c s dng sn xut cumen lm ph gia tng ch s octan cho xng my bay qun s. Ngy nay, cumen ko cn c s dng lm nhin li u, ngdng quan tr ng nht ca n l lm nguyn li u cho cng nghi p sn xut phenol.Mc d SPA l ch t xc tc r t hiu qa v kinh t nhng n c 2 hn ch quan tr ng:

Hiu sut cumen ko v t qu 95% do c cc ph n ng ph nh oligome ha propylene hay t o cc alkyl n ng.

Ko ti sinh c v ph i x l vo cu i mi chu k.Trong nh ng nm gn y, cc nh s n xut ng t r c thch th c phi ci thin cht l ng

nguyn li u cumen tng cht l ng sn phm phenol (cng cc s n phm ph nh axetonv _metylstyren). 25 n m tr c ng dng quan tr ng nht ca phenol l s n xut nha

phenolic cn axeton ch yu c s dng lm dung mi. Ngy nay, c phenol v axeton ung vai trn quan trng trong cng nhi p sn xut cc polime nh policacbonat hay nylon.Trong nh ng nm qua, xc tc SPA lin tc c ci tin ph h p v i yu c u v chtlng v nng sut ngy cng cao c a cumen, tuy nhin cc nh s n xut vn tm ki m mtcng ngh mi sn xut cumen v i cht lng v nng sut cao hn.Do c bit n v i kh nng chn lc nhiu phn ng xc tc axit, UOP b t u nghin

cu zeolite tm ki m cht xc tc m i khc phc nhng nhc im ca SPA. M c tiuca UOP l tm ki m mt cht xc tc c kh nng ti sinh ng th i c th tng sn l ngv h th p chi ph s n xut. Hn 100 vt liu khc nhau c chn la, bao g m


8/16

mordenites, MFIs,zeolite_Y, aluminasil icat v nh hnh v _zeolit. Cc vt liu c tri nvng nht c ci tin tng tnh chn lc sau c a vo qu trnh th nghimnghim ng t. Vo nm 1992 UOP chn c xc tc h a hn nht sn xut cumen d atrn nn tng l _zeolit. Sau h bt u thit k qu trnh s n xut cumen d a trn ch txc tc m i ny. K t qu l s ra i ca Q_Max v h thng cht xc tc QZ_2000.

b. C ch ca qu trnh

Tng h p cumene t benzene v propylene d a trn ph n ng alkyl ha Friedel-Crafts, cth c thc hin bng nhi u cht xc tc axit khc nhau. Ph n ng alkyl ha v c ch

phn ng c hin th trong hnh. 1.6.1. Olefin t o thnh m t ion cacboni trung gian, t ncng vng benzen theo c ch th electrophyl.Lin k t c hnh thnh cacbon th 2,

ph h p v i quy t c Markovnikov. Nhm isopropyl ho t ha vng benzen, gip ph n ngalkyl ha x y ra d dng hn, thc y phn ng to di-isopropyl- benzen (DIPB) cngnh cc sn phm nng ca qu trnh alkyl ha. Ch t xc tc QZ-2000 c tnh ch t nhaxit m nh. Trong ch t xc tc QZ-2000, ho t ng b mt ti cc v tr ca cu trc silica-nhm tng cc proton olefin h p ph. B i v QZ-2000 l m t axit m nh, n c th c s dng nhit r t th p.

Phn ng chnh:

C ch

Phn ng ph:

Nhit phn ng th p gip gi m t l olefin tham gia ph n ng oligome ha, chn lc cao hn v hn ch cc s n phm nng.


9/16

+) Ph n ng ankyl ha c a DIPB:D i tc d ng ca xc tc axit, m t nhm isopropyl c tch ra t mt phn t DIPB sau lin kt v i mt phn t benzen v thu c 2 phn t cumen.Cng ngh Q_Max bao g m mt l ph n ng alkyl ha,trong sn xut 85-95%

cumen v 5-15% DIPB sau khi thu h i cumen, DIPB c cho ph n ng v i dngcumen h i lu trong cc iu kin ti u thu thm cumen. V i cc l ph n ng

alkyl ha v alkyl ha ho t ng ng thi tn dng ti a cht xc tc, nngsut ca cumen c th t t i 99,7% kh i l ng sn phm.+) Cc ph n ng ph:Bn c nh phn ng alkyl ha c a benzen v i propylen, cc xc tc axit cn thcy mt s phn ng ph ko mong mu n mt mc nht nh:

Phn ng oligome ha olefin: Cc m hnh cho alkyl ha xc tc axit l ph bin ca cc olefin n mt v tr ho t ng bo ha v i Benzene ti p theoh p th v ph n ng. Mt phn ng ph c th xy ra l s k t h p ca ccion cacboni propyl v i propylene hnh thnh olefin C6, C9, C12, th m chl cc olefin n ng hn.

Alkyl ha benzen v i olefin n ng:sau olefin n ng c hnh thnh thngqua ph n ng oligome ha, n c th phn ng vi benzen to thnhhexylbenzene v alkylbenzen n ng hn.

Polialkyl ha: nhm propyl ho t ha vng benzen theo h ng d alkylha hn, nh h ng vo cc v tr meta v para, t dn n hnh thnhcc sn phm ph DIPB v alkylbenzen n ng.

Chuyn hidro ha:

Phn ng chnh:

Oligome ha:

Poliankyl ha:


10/16

Chuyn hidro ha:

c. M t cng ngh :- S cng ngh Q_Max c th hin trong hnh d i. L ph n ng alkyl ha baogm 4 ngn cha xc tc c t trong thi t b phn ng mt v. Benzen c a vo

phn trn c a thp tch propan loi bt nc sau c a vo l phn ng alkylha. Dng benzen h i lu c a t phn nh ca thp thu h i benzen n thit b alkyl ha v alkyl ha. H n h p bnzen m i v benzen h i lu c a vo nh thpalkyl ha. Dng propylen c a vo thp alkyl ha mt cch ng u c bn ngn.Benzen c cho d gim thiu cc ph n ng polialkyl ha v oligome ha olefin. Do

phn ng ta nhit nn m t phn hn h p sau ph n ng c hi lu tr li nh thp iu ch nh nhi t ging nh mt b tn nhit. Nhit ti mi ngn cng c iuchnh bng cch h i lu tr li dng dung d ch sau ph n ng.- Dung d ch ra kh i thp alkyl ha c a v thp tch propan loi propan v n c(c th ln trong ngu n c p propan). S n phm y ca thp tch propan c a vothp thu h i benzen, t i y benzen d c ly t nh thp v h i lutr li thit b alkyl ha. S n phm y ca thp thu h i benzen c a vo thp tch cumen, ysn phm cumen c ly ra t nh thp. Ph n sn phm y, cha ch yu ldiisopropylbenzen, c a n ct tch DIPB. Dng DIPB c ly t gn nh thpv hi lu tr li l alkyl ha. y thp tch DIPB ch yu l cc s n phm thm nngv c s dng pha vo d u nhin li u. Dng DIPB trc khi vo l alkyl ha c pha tr n v i dng benzen . T i y, mt l ng cumen n a c sinh ra t phn nggia benzen v DIPB. iu kin phn ng nh nhng v mi trng khng n mn cho

php s dng vt liu l thp cacbon xy d ng v thi t b phn ng loi th ng.

- S sn xut cumen theo cng ngh Q_Max:


11/16

- Cc ch v nguyn li u: Tc ng ca t p cht:Trong qu trnh Q- Max, tc ng ca cc ph n ng ph khng mong mu n l ti thiu,v

cc t p cht trong s n phm cumen ch c tm th y dng vt.Do ho t tnh cao c aQZ-2000 nn thi t b c th c vn hnh nhit r t th p, lm gi m ng k l ngolefin tham gia ph n ng oligome ha v cc s n phm nng. V v y nn trong qu trnhQ_Max. t p cht trong s n phm cumen ch yu l t p cht trong nguyn li u u vo.

cymen v etylbenzen cymen c hnh thnh t phn ng alkyl ha toluen v i propylen. toluen c th ln trong dng benzen ho c c hnh thnh trong l ph nng alkyl ha t benzen v metanol. etylbenzen ch yu c hnh thnh t t pcht etylen l n trong dng propylen. Tuy nhin, gi ng nh cymen, etylbenzencng c th c hnh thnh t etanol. M t l ng nh etanol v metanol i khi c thm vo dng c u t C3 bo v ng ng trnh kh i hin tng ng bng.Mc d QZ_2000 c th ch u c nhng loi r u ny, vi c loi b chng

khi dng nguyn li u vn l c n thit gim thiu l ng t p cht cymen vetylbenzen trong s n phm. butylbenzen: butylbenzen ch yu c hnh thnh t cc v t butylen l n trong

dng nguyn li u, tuy nhin chng cng c th sinh ra t phn ng oligome haolefin. Tuy nhin, nhi t phn ng ca cng ngh Q_Max l r t th p, khngthun li cho phn ng oligome ha nn l ng t p cht butylbenzen sinh ra theo ng ny l r t nh.

- Alkyl ha v polime ha: n-propylbenzen(NPB): NPB sinh ra t vt ca xiclo propanln trong dng propylen. Ho t tnh c a xiclopropan gi ng nh mt olefin, n ph n ngv i benzen t o thnh cumen ho c NPB. Khi nhi t thp, xu h ng chnh l t o thnhcumen thay v NPB. Nhng tht khng may, nhi t thp cng lm gim hot tnh xctc. V tnh n nh ca Q_Z2000, cng ngh Q_Max c th tng th i gian cho m t chu k duy tr l ng t p cht NPB mc ch p nhn c. V d , v i mt ngun c p propylen


12/16

in hnh, ch a l ng t p cht xiclopropan trung bnh, s n phm cumen ch c l ng NPB mc 250ppm v chi u di m t chu k c th ch p nhn c.

Di y l cc phn ng to t p cht chnh c a qu trnh:

d. Thit b phn ng


13/16

e. Cc yu t gy ng c xc tcDanh sch cc ch t gy ng c xc tc c lit k trong b ng sau:


14/16

Tt c cc ch t c lit k trn u c xu h ng v hi u ha tnh axit c a zeolit. N ctrong mi tr ng alkyl ha c th hot ng nh mt baz Bronsted v trung ha cc axitmnh, Tuy nhin, do ho t tnh cao c a QZ_2000, v i nguyn li u c m thng th ng,n c khng nh h ng nhi u n cc ph n ng alkyl ha v alkyl ha.Vi hm lng nc thng th ng (500-1000 ppm), ch t xc tc Q_Max c th x lnguyn li u n nh m khng c b t k nh hng no n hot tnh xc tc.Lu hunh, tn ti trong dng benzen v propylen v i hm l ng trung bnh, khng nhh ng ln n hot tnh c a cht xc tc Q_Max. Tuy nhin,lng lu hunh trong s n

phm cumen c th nh hng n vic sn xut mt s monome (nh phenol hydrocaprolactam). Trong cng ngh Q_Max, ph n ln lu hunh tn ti trong d ng mercaptanv thiophen s c bin i thnh cc s n phm c nhi t si cao (so v i cumen).Hm lng lu hunh trong cumen khng ph thuc vo lng lu hunh tn ti trongcc dng nguyn li u. Lu hunh tn ti trong dng propylen v benzen ( mc

thng) qua cc b c x l thng th ng ca Q_Max s tn ti trong s n phm cumen mc d i 1 ppm (th a mn ch tiu k thut).


15/16

Thnh cng v i cc ngu n nguyn li u propylen khc nhau cho thy s linh ho t cacng ngh Q_Max.

f.

Hiu sut ca qu trnhHng Q- Max tn dng nguyn li u th cao v t i thiu 99.7% kh i l ng ton b snl ng cumen d a trn cch s dng propylene c trng v ngun nguyn li u

benzene.0,3% kh i l ng cn l i hoc t hn l cc sn phm ph d i dng h p chtthm nng.Cht l ng sn phm cumene c tng k t trong B ng 1.6.3 l i din cho tnh thngmi ca hng Q-Max, nguyn li u u c ch t l ng cao. Ch t l ng ca sn phmcumene c a Q-Max b nh h ng mnh m b i cc t p cht c trong nguyn li u u.Propane l n vo nguyn li u propylene trong qu trnh ny khng ph n ng v c tchra b i thit b tch propan.


16/16

kiemtailieu.com cumen1

Documents