Download - sản xuất paraxylene
![Page 1: sản xuất paraxylene](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050712/557211dc497959fc0b8f9a6a/html5/thumbnails/1.jpg)
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
![Page 2: sản xuất paraxylene](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050712/557211dc497959fc0b8f9a6a/html5/thumbnails/2.jpg)
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
![Page 3: sản xuất paraxylene](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050712/557211dc497959fc0b8f9a6a/html5/thumbnails/3.jpg)
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
![Page 4: sản xuất paraxylene](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050712/557211dc497959fc0b8f9a6a/html5/thumbnails/4.jpg)
![Page 5: sản xuất paraxylene](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050712/557211dc497959fc0b8f9a6a/html5/thumbnails/5.jpg)
Sơ đồ 1: Lượng tiêu thụ xylen trên toàn thế giới năm 1999
![Page 6: sản xuất paraxylene](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050712/557211dc497959fc0b8f9a6a/html5/thumbnails/6.jpg)
Sơ đồ 2: Cân đối cung/cầu của p-Xylen trên thế giới
![Page 7: sản xuất paraxylene](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050712/557211dc497959fc0b8f9a6a/html5/thumbnails/7.jpg)
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
![Page 8: sản xuất paraxylene](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050712/557211dc497959fc0b8f9a6a/html5/thumbnails/8.jpg)
Bảng 1: Một số đặc trưng kỹ thuật của BTX và cumen
[1]
![Page 9: sản xuất paraxylene](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050712/557211dc497959fc0b8f9a6a/html5/thumbnails/9.jpg)
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???
![Page 10: sản xuất paraxylene](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050712/557211dc497959fc0b8f9a6a/html5/thumbnails/10.jpg)
II. Các nguồn sản xuất chính
Nguồn từ dầu mỏ
Nguồn từ than đá
![Page 11: sản xuất paraxylene](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050712/557211dc497959fc0b8f9a6a/html5/thumbnails/11.jpg)
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
![Page 12: sản xuất paraxylene](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050712/557211dc497959fc0b8f9a6a/html5/thumbnails/12.jpg)
Bảng 2: sự phụ thuộc của thành phần reformate vào nhiệt độ sôi của nguyên liệu đầu vào [2]
![Page 13: sản xuất paraxylene](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050712/557211dc497959fc0b8f9a6a/html5/thumbnails/13.jpg)
Bảng 3: Ảnh hưởng của nguyên liệu đầu vào đến lượng xăng
nhiệt phân và lượng hydrocacbon thơm C8 từ cracking hơi
nước [2]
![Page 14: sản xuất paraxylene](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050712/557211dc497959fc0b8f9a6a/html5/thumbnails/14.jpg)
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.
![Page 15: sản xuất paraxylene](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050712/557211dc497959fc0b8f9a6a/html5/thumbnails/15.jpg)
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]
![Page 16: sản xuất paraxylene](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050712/557211dc497959fc0b8f9a6a/html5/thumbnails/16.jpg)
III. Công nghệ sản xuất
Xử lý Naphta Reforming xúc
tác
Tách para-
Xylen từ hỗn
hợp BTX
![Page 17: sản xuất paraxylene](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050712/557211dc497959fc0b8f9a6a/html5/thumbnails/17.jpg)
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
![Page 18: sản xuất paraxylene](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050712/557211dc497959fc0b8f9a6a/html5/thumbnails/18.jpg)
Công nghệ
[http://www.enggcyclopedia.com/2012/02/naph
tha-hydrotreating-unit/]
![Page 19: sản xuất paraxylene](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050712/557211dc497959fc0b8f9a6a/html5/thumbnails/19.jpg)
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.
![Page 20: sản xuất paraxylene](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050712/557211dc497959fc0b8f9a6a/html5/thumbnails/20.jpg)
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
![Page 21: sản xuất paraxylene](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050712/557211dc497959fc0b8f9a6a/html5/thumbnails/21.jpg)
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
![Page 22: sản xuất paraxylene](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050712/557211dc497959fc0b8f9a6a/html5/thumbnails/22.jpg)
Công nghệ CCR Platforming của UOP
Hình 3: Công nghệ CCR Platforming của UOP [4]
![Page 23: sản xuất paraxylene](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050712/557211dc497959fc0b8f9a6a/html5/thumbnails/23.jpg)
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]
![Page 24: sản xuất paraxylene](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050712/557211dc497959fc0b8f9a6a/html5/thumbnails/24.jpg)
Quá trình Tatoray
Các phản ứng chính
Phân bố lại toluen
Chuyển vị alkyl
![Page 25: sản xuất paraxylene](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050712/557211dc497959fc0b8f9a6a/html5/thumbnails/25.jpg)
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
![Page 26: sản xuất paraxylene](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050712/557211dc497959fc0b8f9a6a/html5/thumbnails/26.jpg)
Vị trí trong tổ hợp sản xuất hợp chất thơm
![Page 27: sản xuất paraxylene](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050712/557211dc497959fc0b8f9a6a/html5/thumbnails/27.jpg)
Sơ đồ công nghệ
Hình 5: Sơ đồ công nghệ Tatoray của UOP
![Page 28: sản xuất paraxylene](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050712/557211dc497959fc0b8f9a6a/html5/thumbnails/28.jpg)
Quá trình Isomer hóa
Các phản ứng chính
Phản ứng isome hóa Xylen
Phản ứng isome hóa Etyl benzen
![Page 29: sản xuất paraxylene](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050712/557211dc497959fc0b8f9a6a/html5/thumbnails/29.jpg)
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
![Page 30: sản xuất paraxylene](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050712/557211dc497959fc0b8f9a6a/html5/thumbnails/30.jpg)
Vị trí trong tổ hợp sản xuất hợp chất thơm
![Page 31: sản xuất paraxylene](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050712/557211dc497959fc0b8f9a6a/html5/thumbnails/31.jpg)
Sơ đồ công nghệ
Hình 6: Sơ đồ công nghệ UOP Isome
![Page 32: sản xuất paraxylene](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050712/557211dc497959fc0b8f9a6a/html5/thumbnails/32.jpg)
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
![Page 33: sản xuất paraxylene](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050712/557211dc497959fc0b8f9a6a/html5/thumbnails/33.jpg)
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
![Page 34: sản xuất paraxylene](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050712/557211dc497959fc0b8f9a6a/html5/thumbnails/34.jpg)
Sơ đồ công nghệ
Vị trí trong tổ hợp sản xuất hợp chất thơm
![Page 35: sản xuất paraxylene](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050712/557211dc497959fc0b8f9a6a/html5/thumbnails/35.jpg)
Công nghệ UOP Parex
Hình 7: Sơ đồ công nghệ UOP Parex [3]
![Page 36: sản xuất paraxylene](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050712/557211dc497959fc0b8f9a6a/html5/thumbnails/36.jpg)
Hình 8: Sơ đồ công nghệ UOP Parex [3]
![Page 37: sản xuất paraxylene](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050712/557211dc497959fc0b8f9a6a/html5/thumbnails/37.jpg)
Hình 9: Mô hình tháp hấp phụ với lớp chất hấp phụ chuyển động
![Page 38: sản xuất paraxylene](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050712/557211dc497959fc0b8f9a6a/html5/thumbnails/38.jpg)
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
![Page 39: sản xuất paraxylene](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050712/557211dc497959fc0b8f9a6a/html5/thumbnails/39.jpg)
39
![Page 40: sản xuất paraxylene](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050712/557211dc497959fc0b8f9a6a/html5/thumbnails/40.jpg)
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
![Page 41: sản xuất paraxylene](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050712/557211dc497959fc0b8f9a6a/html5/thumbnails/41.jpg)
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.
![Page 42: sản xuất paraxylene](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050712/557211dc497959fc0b8f9a6a/html5/thumbnails/42.jpg)
Đặc tính tan chảy/kết tinh của hỗn hợp xylen
Hình 10: Bảng đặc tính tan chảy của hỗn hợp xylen [2]
![Page 43: sản xuất paraxylene](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050712/557211dc497959fc0b8f9a6a/html5/thumbnails/43.jpg)
Sơ đồ công nghệ
Công nghệ làm lạnh trực tiếp
![Page 44: sản xuất paraxylene](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050712/557211dc497959fc0b8f9a6a/html5/thumbnails/44.jpg)
Công nghệ làm lạnh gián tiếp
![Page 45: sản xuất paraxylene](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050712/557211dc497959fc0b8f9a6a/html5/thumbnails/45.jpg)
Sơ đồ sản xuất para xylen đi từ sản phẩm lỏng
cốc hóa than đá
![Page 46: sản xuất paraxylene](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050712/557211dc497959fc0b8f9a6a/html5/thumbnails/46.jpg)
Quá trình Cylar