Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
1 Giới thiệu tổng quan về nguyên liệu tổng hợp MTBE

1 Giới thiệu tổng quan về nguyên liệu tổng hợp MTBE

Tải bản đầy đủ - 0trang

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



GVHD : PGS.TS.VĂN ĐÌNH SƠN THỌ



Bảng 1: Các đại lượng vật lí của Metanol

(Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry)

Tỷ trọng (101.3KPa), lỏng(g/cm3)



Giá trị



00C

250C

500C



0.81

0.78664

0.7637



Áp suất tới hạn (MPa)

Nhiệt độ tới hạn( 0C )



8.097

239.49



Tỷ trọng tới hạn



0.2715



Thể tích tới hạn

Hệ số nén tới hạn

Nhiệt độ nóng chảy( 0C )

Nhiệt độ điểm ba

Áp suất điểm ba

Nhiệt độ sôi (101.3Kpa) ( 0C )

Nhiệt hoá hơi(101.3KPa)

Nhiệt cháy( lỏng, 250C ) (cal/mol)



117.9

0.224

-97.68

-97.56

0.10768

64.7

1128kj/mol

-173.65



Độ nhớt (250C, mPa/S )

lỏng

Hơi

Độ dẫn điện (250C ),



Vũ Ngọc Đức - 20123024



0,5513m.pas

9,6810m.pas

(2-7)10-9Ω-1.cm-1



Page 4



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



GVHD : PGS.TS.VĂN ĐÌNH SƠN THỌ



Điểm chớp cháy

Cốc hở ( 0C )

Cốc kín( 0C )



15,60C

12,20C



Giới hạn nổ

Nhiệt độ tự bắt cháy

Entanpy tạo thành tiêu chuẩn(KJ/ mol)

ở 250C(101.3KPa),hơi

ở 250C(101.3KPa),lỏng

Entanpy tạo thành tự do(KJ/mol)

ở 250C(101.3KPa),hơi

ở 250C(101.3KPa),lỏng

Nhiệt dung riêng(J/mol)

ở 250C(101.3KPa),hơi

ở 250C(101.3KPa),lỏng

Sức

căng

bề

mặt trong k/c

(mN/m)

Mômen lưỡng cực

Chỉ số khúc xạ n20D



5,5-:-44%V

-200,94kj/mol

-238,91kj/mol

-162,24kj/mol

-166,64kj/mol

44,06J.mol-1.K-1

81,08J.mol-1.K-1





(250C),



22,10mN/m

5,7606.1090 C.m

1,32840



1.1.1.2. Tính chất hố học

- Metanol có đầy đủ tính chất của một alcol no đơn chức. Các phản ứng hoá học đặc

trưng điển hình cho líp hợp chất này là khả năng phản ứng của nhóm OH. Các

phản ứng hố học xảy ra theo hướng đứt tách các liên kết C-O và O- H.

- Các phản ứng đặc trưng là:

+ Với axit hữu cơ:



CH3OH



+



CH3COOH



H2SO4



CH3COOCH3



t0 >= 180o



+



+ Với axit vô cơ



CH3OH



H2SO4



+



HCl



0



t >= 180



+ Tham gia phản ứng ete hoá

Vũ Ngọc Đức - 20123024



Page 5



o



CH3Cl



+



H2O



H2O



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



GVHD : PGS.TS.VĂN ĐÌNH SƠN THỌ

H2SO4



2CH3OH



0



0



t =140



O



CH3



CH3 + H2O



+ Tham gia phản ứng cộng với anken



CH3



CH3

xt



CH3OH



+



CH3



C



CH2



0



0



CH3



O



C



CH3



t =40-110



CH3

(MTBE)

+ Tham gia phản ứng oxi hoá với O2.

Metanol có thể bị oxi hóa bở CuO hoặc dung dịch KMnO4 tạo thành Fomandehit:

CH3OH + CuO



to



HCHO + Cu + H2O



Trong khơng khí metanol cháy tạo thành CO2 và H2O đồng thời tỏa nhiệt

CH3OH + 5/2O2



CO2 + 2H2O +Q



1.1.1.3. Ứng dụngcủa methanol

Metanol làm nguyên liệu cho quá trình tổng hợp MTBE là một loại phụ gia rất phổ

biến hiện nay nhằm thay thế phụ gia chì cho xăng .

Metanol là một trong những nguyên liệu đầu quan trọng nhất cho công nghiệp hoá

học

Metanol được dùng để tổng hợp thuốc nhuộm,formadehit, hương liệu, dùng làm

dung môi pha sơn. Tổng sản lượng trên thế giới năm 1989 vào khoảng 21.10 6 tấn/năm.

Khoảng 85% lượng Metanol sản xuất ra dùng làm chất khởi đầu hoặc dung mơi cho cơng

nghiệp hố học. Phần còn lại dùng làm nguyên liệu.

1.1.1.4. Các phương pháp tổng hợp Metanol

Ngày nay Metanol được tổng hợp bằng một trong hai phương pháp sau:

Tổng hợp metanol từ oxi hóa trực tiếp metan

Vũ Ngọc Đức - 20123024



Page 6



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



GVHD : PGS.TS.VĂN ĐÌNH SƠN THỌ

CH4 + 1/2O2



100atm, 200oC



CH3OH



.

Tỷ lệ CH4: O2 = 1: 2 (theo thể tích) xúc tác là Cu, Fe hoặc Ni…

Tổng hợp metanol từ khí tổng hợp

Q trình tổng hợp dựa vào hai phản ứng tỏa nhiệt sau

CO + 2H2



CO + H2O



Phản ứng thứ 2 có thể xem như hệ quả của phản



ứng thứ nhất và phản ứng nghịch của q trình chuyển hóa CO bằng hơi nước.

Methanol có thể tỏng hợp từ hỗn hợp H2-CO hoặc H2-CO2 ,tuy nhiên hỗn hớp phản

ứng chứa đồng thời H2- CO- CO2 cho hiệu suất methanol cao gấp 6,7 lần .Tùy thuộc vào

thành phần CO và CO2 ,để đạt được độ chuyển hóa u cầu hỗn hợp khí phải có tỷ lệ mol

H/C bằng 2÷3 .Hỗn hợp này có thể thu được từ q trình oxy hóa khơng hồn tồn ,khí

hóa hoặc steam reforming.

Xúc tác được sử dụng trong quá trình :Hiện nay trong cơng nghiệp có hai loại xúc

tác được sử dụng

Xúc tác Zn- Cr : hệ xúc tác này sử dụng cho hầu hết các quá trình sản xuất metanol

trong cơng nghiệp cho đến những năm 1960 ,hoạt tính tương đối thấp ,đòi hỏi phải tiến

hành ở nhiệt độ 300 ÷ 400 °C ,áp suất duy trì 30 ÷ 35 MPa nên không kinh tế ,do vậy hệ

xúc tác này dần được thay thế bằng hệ xúc tác trên cơ sở Cu.

Xúc tác trên cơ sở Cu :hệ xúc tác này có hoạt tính cao hơn nhưng nhạy cảm với các

chất độc ,đặc biệt là các hợp chất chứa S và halogen ,làm việc ở điều kiện mềm hơn :

nhiệt độ 240 ÷ 270 °C ,áp suất 5 ÷ 10 Mpa .

1.1.1.5 Bảo quản và tồn chứa

- Vận chuyển:

+ Vận chuyển phuy chứa cẩn thận, tránh gây đổ

+ Sử dụng xe nâng phù hợp để vận chuyển.

- Bảo quản:

+ Bảo quản trong khu vực thống khí.

+ Để xa các nguồn phát lửa, phát nhiệt, đánh lửa.

+ Để xa các chất oxy hóa.

+ Đậy chặt nắp thùng chứa khi khơng sử dụng

Vũ Ngọc Đức - 20123024



Page 7



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



GVHD : PGS.TS.VĂN ĐÌNH SƠN THỌ



1.1.1.6 Chỉ tiêu yêu cầu chất lượng

Tên chất

Metanol

Etanol

Axeton

Axit axetic

Aminiac

Nước



Giới hạn cho phép (% khối lượng)

Min 99,88%

Max 0,002%

Max 0,001%

Max 0,003%

Max 0,003%

Max 0,1%



1.1.2. Isobutylene

Isobutylen có cơng thức phân tử là C4H8 .

Khối lượng phân tử M =56.1080

Công thức cấu tạo của isobutylen.

CH3 C



CH2



CH3



Isobutylen ( 2- metyl propene)



1.1.2.1. Tính chất vật lý

Iso buten là chất khí khơng màu, có thể cháy ở nhiệt độ phòng và áp suất khí quyển. Nó

có thể hòa tan vơ hạn trong rượu, ete và hydrocacbon nhưng ít hòa tan trong nước.

Tính chất vật lý của Iso – buten được thể hiện trong bảng dưới

Bảng 2: Một số tính chất vật lý của Isobutylene

(Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry)



Vũ Ngọc Đức - 20123024



Page 8



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



Đại lượng vật lý

Nhiệt độ sơi

Nhiệt độ nóng chảy

Nhiệt độ tới hạn

Áp suất tới hạn



Giá trị

-6,9

-140,34

147,5

4,00



Đơn vị

0

C

0

C

0

C

MPa



Tỷ trọng tới hạn



0,239



g/cm3



Tỷ trọng của lỏng



0,5879



g/cm3



2,582



kg/m3



Nhiệt hóa hơi ở áp 250C

suất bão hòa

ts 0C



366,9



J/g



394,2



J/g



Nhiệt dung riêng



Khí lý tưởng



1589



J/g.K



Lỏng; 101,3Kpa



2336



J/g.K



250C, P = const



-2702,3



kJ/mol



Tỷ trọng của khí



Nhiệt cháy



Điều kiện

101,3 KPa

101,3 KPa



GVHD : PGS.TS.VĂN ĐÌNH SƠN THỌ



00C; 101,3KPa



Giới hạn nổ với 200C; 101,3KPa

1,8 – 8,8

%TT

khơng khí

1.1.2.2.Tính chất hóa học

Iso-buten có các tính chất của một olefin đặc trưng với những phản ứng chính như:

phản ứng cộng, xúc tác axit, phản ứng cộng rượu tạo ete, những phản ứng cộng halogen

tạo dẫn xuất halogenua, phản ứng cộng nước tạo TBA, phản ứng polyme hoá tạo DIB,

phản ứng cộng CO và nước tạo axit cacbonxylic ((CH3)3CCOOH), phản ứng đehydro,

hoá phản ứng alkyl hoá, phản ứng oxy hoá, phản ứng Fromaldehyt tạo ra hợp chất dùng

để sản xuất iso-pren. Sau đây là một loạt phản ứng mà iso-buten có thể tham gia. Nó là

những tính chất hố học đặc trưng cho iso – buten :

+ Phản ứng cộng

+Cộng rượu tạo este



Vũ Ngọc Đức - 20123024



Page 9



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



GVHD : PGS.TS.VĂN ĐÌNH SƠN THỌ

CH3



CH2



CH3



C



+ CH3OH



CH3 C O CH3 + H+



CH3



CH3



Cộng nước tạo TBA

CH3

CH2



CH3



C



+ H2O



CH3 C O H



CH3



CH3



Cộng Hydro halogenua (HX)

CH3

CH2



C



CH3

+ HX



CH3



C



CH3



X



CH3



+ Phản ứng oxy hóa

CH3

CH2



C



CH3

+ 3/2O2 + NH3



CH2



CH3



C



CN + H2O



CH3



+ Phản ứng polymer hóa

CH3

nCH2



C(CH3)2



[



CH2



C



]n



CH3



1.1.2.3. Ứng dụng

Isobutylen có rất nhiều ứng dụng trong công nghiệp cũng như trong đời sống.

Isobutylen được dùng làm ngun liệu chính trong q trình sản xuất phụ gia MTBE cho

xăng, ngoài ra Isobutylen cũng được dùng để sản xuất TBA, Isobutylen cũng được dùng

trong tổng hợp hố học,…

1.1.2.4. Các nguồn Isobutene chính hiện nay

 Iso – buten lấy từ nguồn rafinat – 1, là hỗn hợp khí thu được từ xưởng sản xuất

etylen bằng quá trình cracking hơi nước. Nguồn ngun liệu này có ưu điểm là

Vũ Ngọc Đức - 20123024



Page 10



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

















GVHD : PGS.TS.VĂN ĐÌNH SƠN THỌ



nồng độ iso – buten tương đối cao (khoảng 44% và có thể sử dụng trực tiếp để sản

xuất MTBE).

Iso – buten từ phân đoạn C4 của q trình xúc tác tầng sơi (FCC ). So với phân

đoạn C4 của Crạking hơi nước thì nồng độ iso – buten lớn hơn nhiều. Do đó, nếu

sử dụng nguồn nguyên liệu này để sản xuất MTBE thì vốn đầu tư và giá thành sản

xuất sẽ cao hơn khi dùng nguồn cracking hơi nước.

Iso – buten từ quá trình đề Hydrat hóa Tert butyl alcol (TBA), trong đó TBA thu

được từ đồng sản phẩm của quá trình tổng hợp propylene hơi oxit (chiếm 15%

nguyên liệu MTBE được sản xuất ).

Isobutene thu được từ q trình hydro hóa chọn lọc butadien từ hỗn hợp C 4 của

quá trình steam cracking.

Isobutene thu được từ q trình dehydro hóa isobutane trong đó iso – butan có thể

nhận được từ q trình lọc dầu hoặc từ q trình isome hóa khí mỏ n – butan. Đây

là nguồn nguyên liệu hứa hẹn sẽ đáp ứng được nhu cầu MTBE và là hướng phát

triển có triển vọng. Mặc dù đầu tư cho sản xuất đòi hỏi cao hơn.

Bảng 3: Thành phần chính của phân đoạn hydrocacbon C4 của quá trình Steam

Crackers (Rafinat 1) và Fluid Catalytic Crackers (FCC-C4)

(Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry)



Compound

Isobutane

n-Butane

Isobutene

Butene-1

cis-Butene-2

trans-Butene-2

Butadiene-1,3

Balance



Rafinat 1,wt%

4

12

44

24

6

9

0.5

0.5



Pseudoraffinate,wt%

2

7.5

24

39

8

19

0

0.5



FCC-C4,wt%

36

13

15

12

9

14

0.3

0.7



1.1.2.5. Các công nghệ sản xuất Isobutene tiêu biểu

a. Công nghệ sản xuất Isobutene từ q trình Hydrat hóa phân đoạn C4 của quá

trình steam cracking và catalytic cracking



Vũ Ngọc Đức - 20123024



Page 11



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



GVHD : PGS.TS.VĂN ĐÌNH SƠN THỌ



Hình 1 : Sơ đồ công nghệ CFR tách Isobuten bằng quá trình Hydrat hóa

(Phạm Thanh Huyền ,Nguyễn Thị Hồng Liên ;Cơng nghệ tổng hợp hữu cơ – hóa

dầu ;Nxb khoa học và kỹ thuật ;2006)



b. Bên cạnh đi từ phân đoạn C4 của hai q trình trên thì isobutene còn được tổng

hợp bằng q trình Isome hóa n-butan từ khí mỏ thành isobutan (cơng nghệ

Butamer của UOP) ,sau đó sử dụng cơng nghệ dehydro hóa isobutan thành

isobutene (cơng nghệ Oleflex của UOP,Catofin của ABB Lummus …)

 Công nghệ Butamer của UOP



Vũ Ngọc Đức - 20123024



Page 12



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



GVHD : PGS.TS.VĂN ĐÌNH SƠN THỌ



Hình 2 : Sơ đồ cơng nghệ Butamer của UOP

(Handbook Of Petroleum Refining Processes-McGraw-Hill Professional ,2003)



 Công nghệ Oleflex của UOP

(Handbook Of Petroleum Refining Processes-McGraw-Hill Professional ,2003)

Hình 3: Công nghệ Oleflex của UOP



Vũ Ngọc Đức - 20123024



Page 13



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP



GVHD : PGS.TS.VĂN ĐÌNH SƠN THỌ



1.1.2.6 Bảo quản và tồn chứa

-



Vận chuyển:



+ Vận chuyển phuy chứa cẩn thận, tránh gây đổ

+ Sử dụng xe nâng phù hợp để vận chuyển.

-



Bảo quản:



+ Bảo quản trong khu vực thống khí.

+ Để xa các nguồn phát lửa, phát nhiệt, đánh lửa.

+ Để xa các chất oxy hóa.

+ Đậy chặt nắp thùng chứa khi không sử dụng

1.1.2.7 Chỉ tiêu yêu cầu chất lượng

Tên chất

Isobutylene

1,3 Butadiene

n – Butane

Isobutane

Propane

Propylene

Butenes

Sulfur

Water



Vũ Ngọc Đức - 20123024



Giới hạn cho phép (% khối lượng)

99,7 % +

< 25 PPM

< 100 PPM

< 100 PPM

< 50 PPM

< 3 PPM

< 1 PPM

< 0.50 PPM

< 3 PPM



Page 14



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

1 Giới thiệu tổng quan về nguyên liệu tổng hợp MTBE

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×