Mục Lục
Mục Lục 1
Mở đầu 1
Phần 1.Tổng Quan 2
1.1.Giới thiệu của nguyên liệu LPG 2
1.1.1.Các đặc tính của LPG : 3
1.1.2.Các phương pháp tồn chứa và bảo quản 5
1.2.Giới thiệu về sản phẩm 6
1.2.1.Các nguồn cung cấp hydrocacbon thơm 7
1.2.2.Các tính chất vật lý của Aromatic Các hydrocacbon thơm thường là không phân
cực. Chúng không hòa tan trong nước nhưng hòa tan tốt trong các dung môi hữu cơ như
hexan, dietyl-ete, và teraclorua cacbon 7
1.2.3.Tính chất hóa học của Benzen-Toluen-Xylen 8
1.2.4. Ứng dụng của hợp chất thơm: 11
2.1.Quá trình phát triển của công nghệ Xyclar 13
2.2.Sơ đồ công nghệ 14
2.3. Quá trình biến đổi hóa học 14
2.4.Xúc tác của quá trình 16
2.5.Các thiết bị chính và lưu trình công nghệ 17
2.5.1. Bộ phận lò phản ứng Reactor 17
2.5.2.Bộ phận tái sinh xúc tác 19
2.6.Sản phẩm của quá trình 21
Phần 3.So sánh và lựa chọn công nghệ 21
Các công nghệ sản xuất BTX 21
Kết luận 24
Tài liệu tham khảo 24
Mở đầu
Năm 1859,ngành công nghiệp Dầu mỏ ra đời đánh dấu bước nhảy vọt trong
công nghiệp nhiên liệu và năng lượng.Cùng với sự phát triển nhanh của
mình,nó đã dần vượt lên ngành công nghiệp than.
Sản phẩm của ngành công nghiệp Hóa dầu rất đa dạng.Một trong những sản

.
• Nguyên liệu:
- Lấy từ khí đồng hành.
- Lấy từ phân đoạn C
3
,C
4
trong nhà máy lọc dầu .
- Lấy từ phần lỏng của khí thiên nhiên (NMCBK).
• Các ứng dụng chủ yếu của LPG :
Sinh viên:Nguyễn Văn Mạnh Tiểu Luận Công Nghệ Xyclar
-LPG là nhiên liệu cháy hoàn toàn , không tro và hầu như không có khói , LPG
có độ sạch cao , không lẫn các tạp chất ăn mòn , là nhiên liệu ít gây ô nhiễm
môi trường .
-LPG được xem là một loại nhiện liệu công nghiệp nhưng đồng thời nó cũng là
nhiên liệu dùng trong gia đình . Khả năng vận chuyển dễ dàng và có nhiệt
lượng cao nên LPG có nhiều ứng dụng trong công nghiệp và thương mại . Ở
nước ta , LPG được sử dụng rất nhiều trong các ngành của nền kinh tế quốc
dân , nó đã mang lại nhiều lợi ích to lớn :
• Cung cấp cho người tiêu dùng loại năng lượng sạch , thân thiện với môi
trường , tiết kiệm điện năng . LPG có nhiệt cháy cao nằm trong khoảng
11.300-12.000 Kcal/kg tương đương nhiệt trị của 1,3l dầu hỏa hoặc 1.5l
xăng .Sử dụng LPG tạo cho các cơ sở công nghiệp không những sử dụng
nhiên liệu sạch mà còn nâng cao chất lượng sản phẩm (rõ ràng nhất là sản
xuất đồ gốm)
• Trong nông nghiệp : sử dụng LPG làm nhiên liệu trong sản xuất thức ăn
gia súc , chế biến , sấy nông sản , thực phẩm .
• Trong giao thông vận tải : LPG đã được sử dụng làm nhiên liệu thay cho
động cơ xăng nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường .
• Trong công nghiệp hóa dầu : Sử dụng LPG trong quá trình sản suất tinh

o
C.Vì vậy tại nhiệt độ và áp
suất thường LPG hóa hơi rất mạnh .
LPG gây bỏng nặng trên da khi tiếp xúc trực tiếp , nhất là với dòng LPG rò rỉ
trực tiếp vào da nếu không có trang bị bảo hộ lao động .
Nhiệt của LPG khi cháy rất cao từ 1900
o
C 1950
o
C ,có khả năng đốt cháy và
nung nóng chảy hầu hết các chất.
c.Khối lượng riêng
Khối lượng riêng
Tại t = 15
o
C ,p=760mmHg:
Thể lỏng:C
3
= 507.3kg/m
3

C
4
= 584,6kg/m
3

Như vậy khối lượng riêng của LPG ở thể lỏng khỏng bằng nửa khối lượng riêng
của nước
Thể hơi :C
3

Sinh viên:Nguyễn Văn Mạnh Tiểu Luận Công Nghệ Xyclar
Người ta có thể bảo quản và tồn chứa LPG trên mặt đất hoặc trong lòng đất tùy
theo mức độ tồn chứa , khả năng tiêu thụ và điều kiện ở mỗi vùng khác nhau.
• Tồn chứa trên mặt đất :
Các thiết bị chứa LPG là các thiết bị chịu áp lực được thiết kế và chế tạo
theo hình trụ nằm ngang , hai đầu là các hình bán cầu , hoặc có thể tồn
chứa LPG ở những bồn chứa hình cầu vì nó có khả năng chịu áp lực cao.
Trên các bồn chứa đều được lắp đặt các thiết bị bảo vệ an toàn trong quá
trình tồn chứa dù cho thời gian ngắn hay dài . Tùy theo nhu cầu của thị
trường hoặc mục đích yêu cầu chứa LPG mà người ta sử dụng các bồn
chứa to nhỏ tùy theo các mức dung tích khác nhau.
• Tồn chứa trong lòng đất :
Người ta có thể tồn chứa LPG trong lòng đất , trong hang động muối hoặc
mỏ . Cách tồn chứa này an toàn và hiệu quả , song chỉ thực hiện ở một số
nước có nền công nghiệp phát triển như Mỹ, Anh,Canada.
LPG là chất rất rễ cháy nổ trong quá trình tồn trữ và bảo quản , vận
chuyển , vấn đề an toàn được đặc biệt quan tâm .LPG dễ bắt lửa , nếu
thoát ra ngoài sẽ giải phóng ra một lượng khí dễ cháy nổ rất lớn .Do LPG
nặng hơn không khí và nhẹ hơn nước nên khi bị dò rỉ ra ngoài môi trường
thì dễ ngưng tụ lại ở những chỗ thấp , nếu để lâu trong phòng kín nó sẽ
choáng hết chỗ của không khí và gây ngạt thở , nếu có nguồn lửa sẽ gây
cháy nổ .
Nói chung , việc tồn chứa LPG hiện nay đa số được tồn chứa và bảo quản
trong các bồn chứa khác nhau. Các loại bồn chứa này có thể chịu áp suất
từ vài MPa đến vài trăm MPa và chứa từ vài chục m3 đến vài trăm nghìn
m
3
LPG.
1.2.Giới thiệu về sản phẩm
Hydrocacbon thơm là loại hợp chất hữu cơ vòng.Các hợp chất này là loại đặc

C
T
0
nóng
chảy
0
C
T
0
bắt
lửa
0
C
Tỷ
trọng
d
20
/d
4
Benzen
Toluen
o-xylen(1,2
dimetylxylen)
m-xylen(1,3
dimetylxylen)
p-xylen(1,4 dimetyxylen)
80.1
110.6
114.4
139.1

cộng vòng
Benzen,phản ứng S
R
oxi hóa gốc ankyl.Phản ứng S
E
là phản ứng quan trọng nhất
trong hai loại hợp chất này.
a)Phản ứng thế S
E
của Benzen:
Tất cả các phản ứng thế electrophin vào nhân benzene (hay nhân thơm) dễ
xảy ra bằng cách tấn công của tác nhân elcetrophin E
+
(Cation hay đầu dương
của liên kết phân cực) vào hệ electron thơm để tạo thành sản phẩm cưới cùng
qua nhiều giai đoạn:

Tổng quát các phản ứng thế quan trọng của benzen:
Sinh viên:Nguyễn Văn Mạnh Tiểu Luận Công Nghệ Xyclar
b)Phản ứng halogen hóa
Benzen phản ứng với Clo và Brom khi có xúc tác Lewis như AlCl
3
,FeBr
3
….
Chẳng hạn,Brom phản ứng với Benzen khi có FeBr
3
:
Hợp chất trung gian ion Bromoni ổn định bằng sự giải tỏa điện tích dương cho
ba vị trí trong vòng benzen mà tiêu biểu bằng 3 công thức Lewis và ion giải tỏa:

NO
2
+ H
2
SO
4
ß H
3
O
+
+ NO
2
+
+ HSO
4
-
2H
2
SO
4
+ HONO
2
ß H
3
O
+
+ NO
2
+
+ 2HSO

Tác nhân electrophin là SO
3
có trong axit đặc hay hình thành do phản ứng:
2H
2
SO
4
H
3
O
+
+ HSO
4
-
+ SO
3
i)Phản ứng alkyl hóa (phản ứng Friedel-Crafts)
Benzen phản ứng với ankylhalogennua tạo thành alkylbenzen khi có xúc tác
Lewis:
C
6
H
6
+ (CH
3
)
3
CCl
FeCl3


II.Bằng phương pháp oxy hóa toluene kết hợp với xúc tác, có thể chế biến
được cồn, benzen, axit benzoic, anhydricmaleic và nhiều sản phẩm hóa
học khác.
• Xylen: là dung môi tốt cho các chất béo, hắc ín, sáp và nhiều loại
nhựa,xylen được làm dung môi và chất pha loãng trong sơn, tráng men,
làm nguyên liệu mực in, keo dính, thuốc trừ sâu, chất màu và tẩy rửa tổng
hợp. Trong công nghiệp chế biến xylen còn chủ yếu: chuyển hóa xylen
thành dẫn xuất nitro.
Sinh viên:Nguyễn Văn Mạnh Tiểu Luận Công Nghệ Xyclar
Phần 2.Công nghệ Xyclar
2.1.Quá trình phát triển của công nghệ Xyclar
Năm 1991,lần đầu tiên thử nghiệm công nghệ Xyclar được công bố thành công
bởi UOP/BP.Quá trình thử nghiệm được tiến hành tại nhà máy lọc dầu của BP
tại Anh trong vong 7 tháng với năng suất 1500 thùng/ngày nguyên liệu.
Năm 1994,công nghệ Xyclar được ứng dụng lần đầu tiên tại Scotland với năng
suất 1000 thùng mỗi ngày.
Năm 1999,công nghệ này tiếp tục được sử dụng tại nhà máy Yanbu -Saudi
Arabia với năng suất 45000 BPD/ngày.
Và từ đây,công nghệ Xyclar chỉ do UOP quản lý.
Sinh viên:Nguyễn Văn Mạnh Tiểu Luận Công Nghệ Xyclar
2.2.Sơ đồ công nghệ
Hình 1.Sơ đồ công nghệ quá trình xyclar của UOP/BP.
2.3. Quá trình biến đổi hóa học
Quá trình Cyclar biến đổi trực tiếp LPG thành sản phẩm aromatics lỏng.
Các giai đoạn trong quá trình Cyclar:
• Dehydro hóa thành olefin
CH
3
-CH
2

CH
2
CH=CH
2

• Dehydro hóa vòng cyclo tạo aromatic

Điều kiện nhiệt độ tốt nhất là 535°C. Quá trình dehydro hóa các paraffin
nhẹ (propane và butane) thành olefin là bước hạn chế tốc độ. Sau khi hình thành,
olefins được phản ứng oligome hóa tạo thành các sản phẩm trung gian lớn hơn.
Sinh viên:Nguyễn Văn Mạnh Tiểu Luận Công Nghệ Xyclar
Sau đó nhanh chóng đóng vòng tạo ra vòng xyclo (naphthenes). Tất cả các phản
ứng dehydro hóa, oligome hóa, đóng vòng đều dùng xúc tác axit. Xúc tác
thường được dùng cho quá trình Cyclar là Ga
2
O
3
/H-ZSM 5 hoặc Ga
2
O
3
/H-ZSM
11. Độ chọn lọc hình dáng của zeolit sẽ thúc đẩy phản ứng tạo vòng và giới hạn
kích thước vòng tạo thành. Bước phản ứng cuối cùng là dehydro hóa xyclo
thành vòng thơm tương ứng.
Hình 2.Sự biến đổi hóa học trong quá trình Xyclar
Tuy nhiên một số sản phẩm trung gian có thể tham gia phản ứng phụ
hydrocracking tạo thành metan, etan. Kết quả làm giảm năng suất của quá trình
bởi vì metan và etan trơ ở điều kiện hoạt động Cyclar.
Vì olefin là sản phẩm chính của phản ứng trung gian, nên olefin cũng có thể là

2
O
3
/H-ZSM 5 có bổ sung thêm Zn, là
xúc tác axit rắn có các đặc điểm sau:
 Công thức dạng ngậm nước:Nan.Aln.Si96-n.O192.16H2O
 Loại xúc tác và kích thước:
 Xúc tác lưỡng chức.
 Giàu Si:tỉ lệ Si/Al=100.
 Có mao quản trung bình:5,1A°-5,7A°.
 Diện tích bề mặt: 150-400 m2/g
 Cấu trúc tinh thể:dạng tứ diện TO4(T là Si hoặc Al)
Vai trò của các thành phần:
Sinh viên:Nguyễn Văn Mạnh Tiểu Luận Công Nghệ Xyclar
Ga được bổ sung vào thành phần tạo khung tinh thể cùng với Alumino.
Sự phân tán của Ga trong ZSM-5 đem lại hoạt tính tối ưu giữa tính axit và tính
oxi hóa khử của Zeolit. Ga cũng góp phần tăng cường chọn lọc các hợp chất
thơm trong chuyển đổi Propane. Zn là nguyên tố kim loại chuyển tiếp. Zeolite
có bổ sung thành phần kim loại quý như Pt, Pd, Rh, Ru, và Ir. Pt mang chức
năng oxy hóa khử, xúc tiến cho quá trình Dehydro hóa tạo vòng thơm. Hàm
lượng kim loại chuyển tiếp là từ 0.1-50% khối lượng, tốt nhất là 1-30%. Hàm
lượng kim loại quý là từ 0.05-5% khối lượng, tốt nhất là từ 0.2-1%. Tỷ lệ
nguyên tử trong zeolite Si/(Ga + Al) tốt hơn là lớn hơn 2. Một ví dụ của một tỷ
lệ chấp nhận được đối với khung zeolite là Si/(Ga + Al) nguyên tử tỷ lệ trong
khoảng từ 10 đến 200.
2.5.Các thiết bị chính và lưu trình công nghệ
Một chu trình Cyclar được chia thành ba phần chính. :
• Thiết bị phản ứng bao gồm các lò phản ứng xuyên tâm loại xếp chồng
(stacked), kết hợp trao đổi nhiệt với dòng nguyên liệu, thiết bị gia nhiệt,
và tiền gia nhiệt.

khoảng chứa xúc tác hình bán khuyên. Hơi nạp vào mỗi khoang phản ứng đều
được gia nhiệt đến nhiệt độ phản ứng.
Sản phẩm từ khoang phản ứng cuối cùng được làm lạnh do trao đổi nhiệt với
dòng nguyên liệu rồi được đưa đến thiết bị tách để tách lỏng-hơi.Ở thiết bị tách,
sản phẩm được chia thành sản phẩm lỏng và khí giàu H
2
. Sản phẩm lỏng được
gửi đến một thiết bị chưng tách, thu sản phẩm thơm C6. Hơi từ thiết bị tách sản
phẩm được nén rồi đưa tới phân đoạn thu hồi gas. Qua phân đoạn này thu được
dòng sản phẩm Hydro tinh khiết tới 95%, một dòng gas nhiên liệu của cấu tử
nhẹ bão hòa (Fuel gas) và một dòng thu hồi LPG chưa chuyển hóa. Hydro không
được thu hồi.
Sinh viên:Nguyễn Văn Mạnh Tiểu Luận Công Nghệ Xyclar
2.5.2.Bộ phận tái sinh xúc tác
Hình 3.Bộ phận tái sinh xúc tác
Bởi vì cốc hình thành và bám trên chất xúc tác theo thời gian ở điều
kiện phản ứng nên xúc tác sẽ giảm hoạt tính nên ta cần tái sinh.
Quá trình:
Xúc tác được lọc tại phễu lọc với sự có mặt của khí trơ Nitơ. Xúc tác sau khi đã
lọc được nâng lên với nitơ đến phễu tách, nằm trên đỉnh của tháp tái sinh xúc
tác. Ở bộ phận tách này, người ta bổ sung thêm một lượng khí H
2
tuần hoàn để
tách các hạt bụi mịn của xúc tác và mang chúng ra ngoài với khí vào ống tập
trung bụi, còn xúc tác rơi xuống đáy bộ phận tách bụi rồi chảy xuống lò tái sinh.
Tháp phản ứng và tháp tái sinh riêng biệt, mỗi thiết bị hoạt động trong điều kiện
tối ưu. Ngoài ra, thiết bị tái sinh có thể được tạm thời hoạt động để bảo trì mà
không ảnh hưởng đến hoạt động của lò phản ứng và bộ phận thu hồi sản phẩm.
Tái sinh xúc tác gồm 5 bước: đuổi hydrocarbon ra khỏi xúc tác bằng khí trơ,
thổi không khí nóng vào để đốt cốc, tiến hành clo hoá xúc tác nhằm tăng hoạt

2
. Khí khử được đốt nóng nhờ lò đốt nóng riêng để đảm bảo cho nhiệt độ
vào vùng khử.
Sau khi khử, xúc tác được đưa theo đường dẫn xúc tác vào ống nâng thứ hai,
tốc độ chảy được khống chế để đảm bảo chu trình khử và tái sinh xảy ra. Tiếp
theo xúc tác được khí H
2
vận chuyển và nâng lên bunke chứa đặt ở phía trên của
đỉnh thiết bị phản ứng thứ nhất, tiếp tục chuyển động vào các thiết bị phản ứng
làm việc.
Chuyển động của xúc tác từ thiết bị phản ứng này xuống thiết bị phản ứng khác
được khống chế và phân phối qua tám ống dẫn hay nhiều hơn để đảm bảo điều
hòa, phân phối đều, tránh chảy tháo xúc tác hay đứt quãng lớp xúc tác.
Sinh viên:Nguyễn Văn Mạnh Tiểu Luận Công Nghệ Xyclar
2.6.Sản phẩm của quá trình
Sản phẩm lỏng chính của cúa trình là BTX và aromatic C9+.
Thành phần sản phẩm phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu như sau:
Với nguyên liệu là propan và butan thu được 91% BTX và 9% C9+
Sản phẩm propan Butan
benzen 27 22
toluen 43 44
xylen 21 25
Phần 3.So sánh và lựa chọn công nghệ
Các công nghệ sản xuất BTX
• CCR flatforming của UOP
-Làm việc liên tục
-Xúc tác chuyển động
-Làm việc ở áp suất thấp
-Xúc tác tự chảy nên giảm được năng lượng.
-Hiệu suất có thể đạt được :64% khối lượng.

Xyclar.Qua đó em cũng tích lũy thêm được kiến thức cho bản thân về quy
trình,điều kiện công nghệ tối ưu của quá trình Xyclar và vai trò của nó đối với
ngành công nghiệp sản xuất BTX nói riêng,ngành công nghiệp hóa dầu nói
chung.Tóm lại,công nghệ Xyclar là giải pháp hỗ trợ và thay thế đầy hiệu quả
cho việc sản xuất BTX.Nó đem lại chất lượng sản phẩm và hiệu quả kinh tế cao.
Sau bài tiểu luận này,em sẽ cố gắng tìm hiểu các công nghệ khác nữa để tích lũy
kiến thức cho bản thân mình được tốt nhất trước khi trở thành một kỹ sư hóa
dầu.

Tài liệu tham khảo
1.McGraw-Hill Handbooks - Handbook of Petroleum Refining Processes, Third
Sinh viên:Nguyễn Văn Mạnh Tiểu Luận Công Nghệ Xyclar
Edition.
2. Cyclar Process, UOP.
3.Bài giảng Công nghệ tổng hợp hữu cơ hóa dầu,