sản xuất paraxylene

Nhóm đề tài:

• Nguyễn Như Phượng – 20092072

• Nguyễn Lê Tài Thu - 20093632

• Nguyễn Trọng Phú - 20092026

GVHD: PGS Phạm Thanh Huyền

Đề tài: Sản xuất para-Xylen

Nội dung

Lời mở đầu Tính chất kỹ

thuật chủ yếu

của pX

Một số nguồn

chủ yếu để

sản xuất pX

Công nghệ

sản xuất pX

Kết luận

Tài liệu

tham khảo

Phụ chú

Lời Mở Đầu Para-Xylen hay 1,4-dimetyl benzen là một trong

những đồng phân có nhiều ứng dụng quan trọng trong số các đồng phân của xylen C6H4-(CH3)2,

Para-Xylen được sử dụng trong công nghiệp chủ yếu để sản xuất axit terephtalic và dimetyl terephtalat, đây là các nguyên liệu đầu cho việc sản xuất sơ sợi, màng polieste và nhựa PET có ứng dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực đời sống xã hội.

Đây là sản phẩm còn ít được sản xuất trong nước

Sơ đồ 1: Lượng tiêu thụ xylen trên toàn thế giới năm 1999

Sơ đồ 2: Cân đối cung/cầu của p-Xylen trên thế giới

I. Tính chất kỹ thuật

p-Xylene ở trạng thái lỏng không màu hoặc ở

dạng tinh thể.

Là chất độc, dễ bắt cháy.

Dễ hòa tan trong etanol và ít hòa tan trong nước

Bảng 1: Một số đặc trưng kỹ thuật của BTX và cumen

[1]

Trên thực tế, người ta thường tách p-Xylene

trong hỗn hợp BTX từ các quá trình sản xuất hợp

chất thơm

Vậy các nguồn chính sản xuất hợp chất

thơm nói chung và xản xuất p-Xylen nói

riêng là các nguồn nào???

II. Các nguồn sản xuất chính

Nguồn từ dầu mỏ

Nguồn từ than đá

2.1. Nguồn từ dầu mỏ Reformate: Hỗn hợp xylen nói chung, cũng như p-xylen nói

riêng chủ yếu được tách từ sản phẩm của quá trình reforming xúc tác, với nguyên liệu đầu là phân đoạn napthta. Thành phần cũng của sản phẩm cũng như hàm lượng của p-xylen phụ thuộc vào cách tiến hành quá trình reforming cũng như là loại nguyên liệu naphta được sử dụng.

Xăng nhiệt phân

Chuyển hóa hydrocacbon:

Phân bố lại Toluen

Quá trình Cyclar

Isome hóa

Sản phẩm lỏng của quá trình steam cracking

Bảng 2: sự phụ thuộc của thành phần reformate vào nhiệt độ sôi của nguyên liệu đầu vào [2]

Bảng 3: Ảnh hưởng của nguyên liệu đầu vào đến lượng xăng

nhiệt phân và lượng hydrocacbon thơm C8 từ cracking hơi

nước [2]

2.2. Nguồn từ than đá Trên thực tế khoảng 10% lượng hydrocacbon thơm

tiêu thụ hiện nay trên thế giới ngày nay được sản xuất

từ than đá. Các hydrocacbon thơm được hình thành

thực chất là sản phẩm phụ của quá trình cốc hóa than ở

nhiệt độ cao.

Tổng năng suất 26.106 tấn

Reformer 83 %

Phân bố lại Toluen 10 %

Xăng nhiệt phân 6 %

Cốc hóa than đá 1 %

Bảng 4: Cơ cấu sản xuất hỗn hợp xylen trên thế giới năm

1994 [2]

III. Công nghệ sản xuất

Xử lý Naphta Reforming xúc

tác

Tách para-

Xylen từ hỗn

hợp BTX

3.1. Xử lý Naphtha Mục đích: Loại bỏ lưu huỳnh và Ni-tơ ra khỏi nguyên

liệu của quá trình reforming xúc tác, tránh gây ngộ độc

xúc tác

Xúc tác: Co-Mo/Al2O3

Công nghệ

[http://www.enggcyclopedia.com/2012/02/naph

tha-hydrotreating-unit/]

Hình 2: Sơ đồ tách Naphtha sau khi xử lý

[http://www.enggcyclopedia.com/2012/02/naphtha-

hydrotreating-unit/]

Chọn nguyên liệu là naphtha có khoảng nhiệt độ sôi

từ 107 – 1600C để cho đạt được hiệu quả thu para-

xylene là lớn nhất.

3.2 Quá trình Reforming xúc tác Các phản ứng chính diễn ra

Dehydro hóa các naphten (alkyl xyclohexan)

Dehydro vòng hóa parafin và isoparafin

Isome hóa parafin thành isoparafin

Isome hóa các alkyl xyclohexan

Hydrocracking parafin, naphten và tách metan

Tạo cốc

Đặc trưng nhiệt động học của mỗi phản ứng là khác nhau nhưng tổng quát chung thì đây là quá trình thu nhiệt và tăng thể tích thích hợp ở điều kiện nhiệt độ cao và áp suất thấp

Xúc tác

Bản chất xúc tác

Chức hydro hóa/dehydro hóa nhờ sự có mặt của kim

loại

Chức axit nhờ thành phần và cấu trúc của chất mang

Xúc tác thường được sử dụng

Xúc tác có chứa các oxit hay sunfit của Cr, Mo, Ni hay

W

Xúc tác có chứa các các kim quý là Pt, hay Pt kết hợp

với kim loại khác

Chất mang là Al2O3 có chứa các hợp chất halogen

Công nghệ CCR Platforming của UOP

Hình 3: Công nghệ CCR Platforming của UOP [4]

3.3. Tách para-xylen từ hỗn hợp các chất thơm thu được

Sơ đồ công nghệ

Hình 4: Tổ hợp chế biến hợp chất thơm của UOP [3]

Quá trình Tatoray

Các phản ứng chính

Phân bố lại toluen

Chuyển vị alkyl

Một số đặc điểm của quá trình

Tỷ lệ H2/Hydrocacbon ở dòng vào thiết bị là 5-20,

nồng độ hydro trong dòng khí tuần hoàn lớn hơn 70%

thể tích

Xúc tác loại T81 là dạng zeolit có chứa kim loại

chuyển tiếp, tái sinh xúc tác bằng quá trình đốt cốc

trong dòng không khí nghèo oxy, tuổi thọ của xúc tác

thường dài hơn 2 năm

Quá trình được tiến hành ở áp suất 3-4 MPa, nhiệt độ

tăng từ 410 đến 4700C

Vị trí trong tổ hợp sản xuất hợp chất thơm


Hình 5: Sơ đồ công nghệ Tatoray của UOP

Quá trình Isomer hóa

Các phản ứng chính

Phản ứng isome hóa Xylen

Phản ứng isome hóa Etyl benzen

Phản ứng Dealkyl Etylbenzen

Một số đặc điểm của quá trình

Quá trình được tiến hành trong dòng Hydro với tỷ lệ H2/RH

là 8-10, cho phép chuyển hóa cả etyl benzen tùy thuộc vào

lượng hydrocacbon này có trong hỗn hợp ban đầu

Xúc tác cho quá trình là Pt/SiO2-Al2O3 hoặc Al2O3 được

hoạt hóa bởi halogen hoặc hợp chất chứa halogen

Quá trình được tiến hành trong khoảng nhiệt độ từ 300-

5000C (thường là 400-4800C) và áp suất từ 1-3 MPa


Hình 6: Sơ đồ công nghệ UOP Isome

Quá trình Parex

UOP Parex là quá trình sử dụng phương pháp tách với

hệ hấp phụ zeolit sàng phân tử để thu hồi p-X từ hỗn

các đồng phân xylen

Hầu hết các quá trình Parex ngày nay được thiết kế để

sản xuất p-X có độ tinh khiết là 99,9 % khối lượng và

thu hồi được trên 97 % lượng đưa vào

Chỉ tiêu thành phần nguyên liệu [3]

Thành phần Chỉ tiêu

Para Xylen min, % khối lượng 18

Etyl Benzen max, % khối lượng 20

Toluen max, % khối lượng 0.5

Hydrocacbon C9+ max, % khối lượng 1.5

Hydrocacbon không thơm max, % khối lượng 0.3

Nitơ max, mg/kg 1.0

Lưu huỳnh max, mg/kg 1.0

Axit Không được có

Công nghệ UOP Parex

Hình 7: Sơ đồ công nghệ UOP Parex [3]

Hình 8: Sơ đồ công nghệ UOP Parex [3]

Hình 9: Mô hình tháp hấp phụ với lớp chất hấp phụ chuyển động

KẾT LUẬN Thực tế trên thế giới công nghệ sản xuất para

xylen ngày càng hiện đại và dần đạt tới hiệu xuất

tối đa. Ngành công nghiệp sản xuất para xylen là

ngành công nghiệp mang lại nhiều lợi nhuận với

nhu cầu tiêu thụ hàng năm luôn tăng. Các sản

phẩm sản xuất từ para xylen ngày càng có nhiều

ứng dụng rộng rãi trong mọi mặt đời sống xã hội.

Với thực tế ở Việt Nam thì đây là ngành đang

được bỏ ngỏ và giàu tiềm năng để phát triển

Tài liệu tham khảo [1] Phạm Thanh Huyền, Nguyễn Hồng Liên. Công

nghệ tổng hợp Hữu cơ – Hóa dầu

[2] Willey-VCH. ULLMANN'S Encyclopedia of

Industrial Chemistry

[3] Robert Meyers. Handbook of Petroleun Refining

Process

[4] http://www.uop.com/processing-

solutions/refining/gasoline/#naphtha-reforming

Phần Phụ Chú

Tách para xylene bằng phương pháp kết tinh

Trước khi có phương pháp Parex, đây là

phương pháp được dùng phổ biến để sản xuất

para xylen thương mại có độ tinh khiết lên tới 95%,

tuy nhiên hiện nay phương pháp này chỉ chủ yếu

sử dụng cho xử lý phần sản phẩm lỏng của quá

trình cốc hóa than đá.

Đặc tính tan chảy/kết tinh của hỗn hợp xylen

Hình 10: Bảng đặc tính tan chảy của hỗn hợp xylen [2]


Công nghệ làm lạnh trực tiếp

Công nghệ làm lạnh gián tiếp

Sơ đồ sản xuất para xylen đi từ sản phẩm lỏng

cốc hóa than đá

Quá trình Cylar

sản xuất paraxylene

Documents