Luận án tiến sĩ hus nghiên cứu ảnh hưởng của tính chất xúc tác trên cơ sở zeolit đối với phản ứng chuyển hoá một số hợp chất thơm

Luận án tiến sĩ nghiên cứu hus nghiên cứu ảnh hưởng của tính chất xúc tác trên cơ sở zeolit đối với phản ứng chuyển hoá một số, phát triển phương pháp mới, đánh giá hiệu quả ứng

• Chuyên ngành: Hóa học
• Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của zeolit trong phản ứng chuyển hóa hợp chất thơm
• Loại tài liệu: Luận văn

Mục lục chi tiết

• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. BÊN ĐỀI HOÁ TOLUEN - QUÁ TRÌNH CHUYỂN HOÁ HIĐROCACBON THỨC QUAN TRỌNG NHẤT TRONG CÔNG NGHỆ HOÁ DẦU
• 1.2. GIỚI THIỆU VỀ PHẢN ỨNG BÊN ĐỀI HOÁ TOLUEN
• 1.3. CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT CỦA ZEOLIT
• 2. CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM
• 2.1. CÁC PHƯƠNG PHÁP BIẾN TÍNH XÚC TÁC
• 2.2. PHƯƠNG PHÁP ĐẶC TRƯNG XÚC TÁC
• 2.3. PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH DIỆN TÍCH BỀ MẶT RIÊNG CỦA XÚC TÁC (PHƯƠNG PHÁP BET)
• 2.4. GIẢI HỢP PHÔ AMONIAC THEO CHƯƠNG TRÌNH NHIỆT ĐỘ (NH3-TPD)
• 2.5. PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA TÍNH CHẤT XÚC TÁC ĐẾN QUÁ TRÌNH CHUYỂN HOÁ CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ
• 2.6. CÁCH TIẾN HÀNH PHẢN ỨNG VÀ PHÂN TÍCH SẢN PHẨM PHẢN ỨNG
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG XÚC TÁC Ở DẠNG H - ZEOLIT
• 3.2. PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HIỆP THỔ NGUYÊN TỐ
• 3.3. PHÉP HẤNG NGOẠI (IR)
• 3.4. PHƯƠNG PHÁP XRD
• 3.5. GIẢI HỢP PHÔ AMONIAC THEO CHƯƠNG TRÌNH NHIỆT ĐỘ (NH3-TPD)
• 3.6. ẢNH HƯỞNG CỦA TÍNH CHẤT XÚC TÁC ĐỐI VỚI PHẢN ỨNG BÊN ĐỀI HOÁ TOLUEN
• 3.7. CHUYỂN HOÁ TOLUEN TRÊN CÁC ZEOLIT CÓ ĐẶC TÍNH KHÁC NHAU
• 3.8. CHUYỂN HOÁ TOLUEN TRÊN ZEOLIT BIẾN TÍNH
• 3.9. VAI TRÒ CỦA HIỆN TƯỢNG “TIẾN CÁC” ĐỐI VỚI SỰ CHUYỂN HOÁ TOLUEN
• 3.10. THẢO LUẬN VỀ CƠ CHẾ CỦA PHẢN ỨNG BÊN ĐỀI HOÁ TOLUEN TRÊN XÚC TÁC ZEOLIT
• 3.11. ẢNH HƯỞNG CỦA TÍNH CHẤT XÚC TÁC ĐỐI VỚI PHẢN ỨNG ANKYL HOÁ ANILIN
• 3.12. ANKYL HOÁ ANILIN TRÊN CÁC ZEOLIT CÓ ĐẶC TÍNH KHÁC NHAU
• 3.13. ĐẶC TÍNH AXIT CỦA XÚC TÁC VÀ PHẢN ỨNG METYL HOÁ ANILIN
• 3.14. KHẢ NĂNG HOẠT ĐỘNG CỦA XÚC TÁC TRONG PHẢN ỨNG METYL HOÁ ANILIN
• 3.15. VAI TRÒ CỦA YẾU TỐ THỰC NGHIỆM ĐỐI VỚI PHẢN ỨNG METYL HOÁ ANILIN
• 3.16. THẢO LUẬN VỀ CƠ CHẾ CỦA PHẢN ỨNG ANKYL HOÁ ANILIN
• LỜI CAM ĐOAN
• MỞ ĐẦU
• DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐÁ THỬ
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu ảnh hưởng của zeolit trong phản ứng chuyển hóa hợp chất thơm

Nghiên cứu về zeolit trong phản ứng chuyển hóa hợp chất thơm, đặc biệt là toluen, đã trở thành một lĩnh vực quan trọng trong ngành công nghiệp hóa chất. Zeolit là một loại vật liệu xốp có khả năng hấp thụ và xúc tác mạnh mẽ, giúp tối ưu hóa quá trình chuyển hóa các hợp chất hữu cơ. Việc sử dụng zeolit không chỉ nâng cao hiệu suất phản ứng mà còn giảm thiểu các sản phẩm phụ không mong muốn. Nghiên cứu này sẽ tập trung vào các đặc tính của zeolit và ảnh hưởng của chúng đến quá trình chuyển hóa hợp chất thơm.

1.1. Đặc điểm và cấu trúc của zeolit trong phản ứng hóa học

Zeolit có cấu trúc tinh thể đặc biệt, cho phép chúng hoạt động như một catalyst zeolit hiệu quả. Cấu trúc này giúp zeolit có khả năng hấp thụ các phân tử nhỏ và tạo điều kiện cho các phản ứng hóa học diễn ra. Các loại zeolit như ZSM-5, HY, và HZSM-5 đã được nghiên cứu rộng rãi và cho thấy khả năng xúc tác vượt trội trong các phản ứng chuyển hóa hợp chất thơm.

1.2. Vai trò của zeolit trong quá trình chuyển hóa hợp chất thơm

Zeolit đóng vai trò quan trọng trong việc tăng cường hiệu suất của các phản ứng chuyển hóa hợp chất thơm như toluen và benzen. Chúng không chỉ giúp tăng tốc độ phản ứng mà còn cải thiện độ chọn lọc của sản phẩm. Nghiên cứu cho thấy rằng việc sử dụng zeolit có thể làm giảm đáng kể lượng sản phẩm phụ không mong muốn, từ đó nâng cao hiệu quả kinh tế của quá trình sản xuất.

II. Thách thức trong nghiên cứu zeolit và phản ứng chuyển hóa hợp chất thơm

Mặc dù zeolit mang lại nhiều lợi ích trong phản ứng chuyển hóa hợp chất thơm, nhưng vẫn tồn tại một số thách thức cần được giải quyết. Một trong những vấn đề chính là sự biến đổi tính chất của zeolit trong quá trình sử dụng. Sự thay đổi này có thể ảnh hưởng đến hiệu suất xúc tác và độ bền của zeolit. Ngoài ra, việc tối ưu hóa điều kiện phản ứng cũng là một thách thức lớn trong nghiên cứu này.

2.1. Sự biến đổi tính chất của zeolit trong quá trình phản ứng

Trong quá trình phản ứng, zeolit có thể bị biến đổi về cấu trúc và tính chất, dẫn đến giảm hiệu suất xúc tác. Các yếu tố như nhiệt độ, áp suất và thời gian phản ứng đều có thể ảnh hưởng đến tính chất của zeolit. Nghiên cứu cần tập trung vào việc hiểu rõ các cơ chế biến đổi này để cải thiện độ bền và hiệu suất của zeolit.

2.2. Tối ưu hóa điều kiện phản ứng để nâng cao hiệu suất

Việc tối ưu hóa các điều kiện phản ứng như nhiệt độ, áp suất và tỷ lệ chất xúc tác là rất quan trọng để đạt được hiệu suất cao nhất trong quá trình chuyển hóa hợp chất thơm. Các nghiên cứu hiện tại đang tìm kiếm các phương pháp mới để tối ưu hóa các điều kiện này, nhằm nâng cao hiệu quả của zeolit trong các phản ứng hóa học.

III. Phương pháp nghiên cứu zeolit trong phản ứng chuyển hóa hợp chất thơm

Để nghiên cứu ảnh hưởng của zeolit trong phản ứng chuyển hóa hợp chất thơm, nhiều phương pháp khác nhau đã được áp dụng. Các phương pháp này bao gồm phân tích cấu trúc zeolit, đánh giá hoạt tính xúc tác và nghiên cứu cơ chế phản ứng. Việc áp dụng các công nghệ hiện đại như XRD, IR và BET giúp cung cấp cái nhìn sâu sắc về tính chất và hiệu suất của zeolit.

3.1. Phân tích cấu trúc zeolit bằng phương pháp XRD

Phương pháp XRD (X-ray Diffraction) được sử dụng để xác định cấu trúc tinh thể của zeolit. Kết quả từ XRD cho phép đánh giá độ tinh khiết và cấu trúc của zeolit, từ đó hiểu rõ hơn về khả năng xúc tác của chúng trong các phản ứng chuyển hóa hợp chất thơm.

3.2. Đánh giá hoạt tính xúc tác của zeolit trong phản ứng

Đánh giá hoạt tính xúc tác của zeolit là một phần quan trọng trong nghiên cứu. Các thí nghiệm được thực hiện để xác định hiệu suất xúc tác của zeolit trong các phản ứng chuyển hóa hợp chất thơm, từ đó so sánh với các loại xúc tác khác. Kết quả này giúp xác định loại zeolit nào phù hợp nhất cho từng loại phản ứng.

IV. Ứng dụng thực tiễn của zeolit trong ngành công nghiệp hóa chất

Zeolit đã được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp hóa chất, đặc biệt là trong các quá trình chuyển hóa hợp chất thơm. Việc sử dụng zeolit không chỉ giúp tăng cường hiệu suất sản xuất mà còn giảm thiểu tác động môi trường. Các ứng dụng cụ thể bao gồm sản xuất benzen, toluen và xilen từ các nguồn nguyên liệu khác nhau.

4.1. Ứng dụng zeolit trong sản xuất benzen và toluen

Zeolit được sử dụng trong quá trình sản xuất benzen và toluen thông qua các phản ứng chuyển hóa. Việc sử dụng zeolit giúp tăng cường hiệu suất và độ chọn lọc của sản phẩm, từ đó giảm thiểu lượng sản phẩm phụ không mong muốn. Nghiên cứu cho thấy rằng zeolit có thể cải thiện đáng kể hiệu quả kinh tế của quá trình sản xuất này.

4.2. Tác động môi trường của việc sử dụng zeolit trong công nghiệp

Việc sử dụng zeolit trong ngành công nghiệp không chỉ mang lại lợi ích về hiệu suất mà còn giúp giảm thiểu tác động môi trường. Zeolit có khả năng hấp thụ các chất ô nhiễm và giảm thiểu lượng khí thải độc hại trong quá trình sản xuất. Điều này góp phần vào việc phát triển bền vững trong ngành công nghiệp hóa chất.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu zeolit

Nghiên cứu về zeolit trong phản ứng chuyển hóa hợp chất thơm đã mở ra nhiều cơ hội mới cho ngành công nghiệp hóa chất. Các kết quả nghiên cứu cho thấy zeolit có tiềm năng lớn trong việc cải thiện hiệu suất và độ chọn lọc của các phản ứng hóa học. Tương lai của nghiên cứu này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều phát hiện mới và ứng dụng thực tiễn trong ngành công nghiệp.

5.1. Tóm tắt những phát hiện chính từ nghiên cứu

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng zeolit có khả năng cải thiện đáng kể hiệu suất của các phản ứng chuyển hóa hợp chất thơm. Các đặc tính của zeolit như cấu trúc tinh thể và tính chất xúc tác đã được xác định là yếu tố quyết định đến hiệu suất phản ứng.

5.2. Triển vọng nghiên cứu zeolit trong tương lai

Tương lai của nghiên cứu zeolit hứa hẹn sẽ tiếp tục phát triển với nhiều ứng dụng mới trong ngành công nghiệp hóa chất. Việc nghiên cứu sâu hơn về cơ chế hoạt động của zeolit và tối ưu hóa các điều kiện phản ứng sẽ mở ra nhiều cơ hội mới cho việc phát triển các quy trình sản xuất hiệu quả và bền vững.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Ngành công nghiệp lọc hóa dầu và tổng hợp hữu cơ hiện đại đóng vai trò xương sống đối với nền kinh tế toàn cầu, trong đó các hợp chất thơm cơ bản gồm benzen, toluen và xilen (phân đoạn BTX) là nguồn nguyên liệu chiến lược hàng đầu. Tại thị trường Mỹ và các quốc gia phát triển, quá trình chuyển hóa bất đối hóa toluen ghi nhận tốc độ tăng trưởng liên tục đạt khoảng 6,9% mỗi năm. Trong hỗn hợp các đồng phân xilen thương phẩm, para-xilen (p-xilen) là hợp chất có giá trị thương mại và nhu cầu ứng dụng cao nhất, chiếm tới gần 80% tổng sản lượng tiêu thụ để phục vụ công nghệ sản xuất sợi tổng hợp và màng nhựa polyester. Mặt khác, khoảng 6% lượng benzen công nghiệp được chuyển hóa thành nitrobenzen để tổng hợp anilin, từ đó tiếp tục ankyl hóa tạo thành các dẫn xuất ankylanilin phục vụ các ngành dược phẩm, hóa chất bảo vệ thực vật, thuốc nhuộm azo và chất hoạt động bề mặt.

Tuy nhiên, thách thức kỹ thuật lớn nhất đặt ra cho các nhà máy lọc dầu hiện nay là phản ứng bất đối hóa toluen truyền thống thường chỉ tạo ra hỗn hợp xilen ở trạng thái cân bằng nhiệt động học với tỷ lệ phân bố cố định xấp xỉ 24% para-xilen, 53% meta-xilen và 23% ortho-xilen. Tỷ lệ này tạo ra sự lãng phí tài nguyên rất lớn và đòi hỏi chi phí tách chiết đồng phân tốn kém. Nhằm giải quyết triệt để vấn đề này, luận văn tập trung vào mục tiêu nghiên cứu bản chất xúc tác axit rắn rây phân tử zeolit biến tính, khảo sát mối tương quan giữa đặc tính cấu trúc mao quản, mật độ tâm axit với độ chuyển hóa và độ chọn lọc sản phẩm trong hai phản ứng cốt lõi: bất đối hóa toluen tạo p-xilen và ankyl hóa anilin bằng cồn tạo ankylanilin. Phạm vi nghiên cứu được thực hiện trên các hệ xúc tác zeolit có tỷ lệ silic trên nhôm (Si/Al) dao động từ 2,8 đến 60 trong dải nhiệt độ từ 300°C đến 500°C. Kết quả của đề tài mang ý nghĩa thực tiễn to lớn khi mở ra hướng đi mới giúp nâng cao hiệu suất chọn lọc p-xilen lên trên 80%, góp phần giảm thiểu phát thải chất thải độc hại và thúc đẩy xu hướng công nghệ hóa học xanh.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên nền tảng của hai lý thuyết cốt lõi trong hóa học xúc tác dị thể: thuyết xúc tác chọn lọc hình dạng (Shape-Selective Catalysis) của Weisz và thuyết axit rắn bề mặt. Cấu trúc tinh thể zeolit được hình thành từ mạng lưới không gian ba chiều của các tứ diện TO4 (với T là Si hoặc Al) liên kết qua cầu nối oxy, tạo nên hệ thống mao quản đồng đều có kích thước nano từ 5,1 Å đến 7,4 Å. Thuyết chọn lọc hình học giải thích cơ chế định hướng phản ứng thông qua ba hiệu ứng chính: chọn lọc chất tham gia phản ứng, chọn lọc trạng thái chuyển tiếp và chọn lọc sản phẩm giải hấp ra ngoài mao quản dựa trên chỉ số cản trở không gian (Constraint Index - CI).

Hệ thống khái niệm trung tâm của luận văn bao gồm: tâm axit Brønsted (tạo ra từ cầu nối Si-OH-Al có khả năng nhường proton mạnh), tâm axit Lewis (các trung tâm thiếu hụt electron từ phối trí nhôm bất đối xứng), tính chọn lọc hình thái học và hiện tượng tạo cốc làm biến tính bề mặt. Trong phản ứng bất đối hóa toluen, hai mô hình cơ chế chính được xem xét là cơ chế chuyển nhóm ankyl đơn phân tử (M1) và cơ chế lưỡng phân tử qua trạng thái trung gian diphenylmetan (M2). Đối với phản ứng ankyl hóa anilin, quá trình diễn ra theo cơ chế thế electrophin vào vòng thơm (tạo C-ankylanilin) hoặc vào nguyên tử nitơ của nhóm amino (tạo N-ankylanilin) phụ thuộc trực tiếp vào lực axit và kích thước hình học của hệ thống kênh dẫn zeolit.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu lựa chọn cỡ mẫu thực nghiệm gồm 6 hệ vật liệu xúc tác tiêu biểu với cấu trúc mao quản và tỷ lệ Si/Al khác nhau: zeolit HY (Si/Al = 2,8; mao quản rộng 12-nhẫn với đường kính 7,4 Å), zeolit H-Mordenit (Si/Al = 7,4; kênh giả một chiều), HZSM-5 có chất tạo cấu trúc (Si/Al = 18; kênh ba chiều kích thước 5,1 x 5,5 Å đến 5,3 x 5,6 Å), HZSM-5 không có chất tạo cấu trúc (Si/Al = 60), cùng hai mẫu biến tính mang oxit gồm HZSM-5 biến tính oxit nhôm (HZA) và HZSM-5 biến tính oxit silic kết hợp xử lý hơi nước (HZS). Phương pháp chọn mẫu có chủ đích này cho phép so sánh toàn diện ảnh hưởng của kích thước kênh mao quản và nồng độ tâm axit đến quá trình phản ứng.

Các mẫu xúc tác được chuyển về dạng decation thông qua quá trình trao đổi ion nhiều lần với dung dịch amoni clorua 0,5M trong thời gian lắc 6 giờ, để yên 24 giờ và nung hoạt hóa ở 550°C trong 6 giờ dưới dòng khí nitơ tinh khiết. Hệ thống phương pháp phân tích đặc trưng hiện đại được lựa chọn nhờ độ chính xác vượt trội:

• Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) thực hiện tại bước sóng 589,0 nm với đèn catốt dòng 10 mA để định lượng chính xác hàm lượng natri còn lại sau trao đổi cation.
• Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) trên thiết bị Siemens D-5005 sử dụng bức xạ Cu K-alpha (bước sóng 1,5406 Å) quét góc 2θ từ 5° đến 50° nhằm kiểm tra độ kết tinh và độ tinh khiết pha.
• Phương pháp phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR) trong vùng dao động từ 400 đến 4000 cm^-1 với kỹ thuật ép viên mẫu tỷ lệ 1:200 trong bột KBr để xác định các dao động khung mạng và nhóm chức OH bề mặt.
• Phương pháp đo hấp phụ vật lý nitơ ở nhiệt độ -196°C theo mô hình đẳng nhiệt BET trên máy Autosorb-1C ở dải áp suất tương đối P/P0 từ 0,05 đến 0,3 để xác định diện tích bề mặt riêng và cấu trúc lỗ xốp.
• Phương pháp giải hấp amoniac theo chương trình nhiệt độ (NH3-TPD) để đo chính xác tổng độ axit (mmol NH3/gam xúc tác) và phân bố cường độ các tâm axit yếu, trung bình và mạnh. Toàn bộ timeline thực nghiệm và phân tích sản phẩm pha khí bằng sắc ký khí (GC) được triển khai nhất quán tại hệ thống phòng thí nghiệm chuyên sâu.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thực nghiệm cho thấy quá trình bất đối hóa toluen và ankyl hóa anilin trên các hệ xúc tác zeolit mang lại những bước tiến vượt bậc về độ chọn lọc và hoạt tính hóa học so với các chất xúc tác axit vô cơ cổ điển:

Thứ nhất, việc biến tính HZSM-5 bằng 10% tetraetoxysilan (SiO2) kết hợp xử lý hơi nước ở 450°C trong 3 giờ đã nâng độ chọn lọc para-xilen từ mức cân bằng nhiệt động 24% lên vượt mức 79,2% đến 86,7% ở nhiệt độ phản ứng 450°C và tốc độ thể tích nạp liệu (WHSV) từ 5 đến 7 h^-1. Độ chuyển hóa toluen duy trì ổn định ở mức 18,3%, chứng minh khả năng hạn chế tối đa các phản ứng phụ chuyển hóa thứ cấp.

Thứ hai, đường kính mao quản của zeolit đóng vai trò quyết định đến tốc độ khuếch tán tương đối giữa các đồng phân thơm. Với kích thước động học phân tử nhỏ gọn đạt 6,3 Å, phân tử para-xilen khuếch tán nhanh hơn hàng trăm lần qua hệ thống kênh hình elip (5,3 x 5,6 Å) của HZSM-5 so với ortho-xilen và meta-xilen (kích thước động học khoảng 6,8 - 6,9 Å). Đối với các zeolit có lỗ xốp lớn như HY (7,4 Å) và H-Mordenit (7,0 x 6,5 Å), không gian rộng tạo điều kiện cho các đồng phân cồng kềnh khuếch tán tự do, dẫn đến tỷ lệ sản phẩm phân bố về trạng thái cân bằng nhiệt động với độ chọn lọc p-xilen chỉ đạt dưới 25%.

Thứ ba, trong phản ứng metyl hóa anilin với metanol ở tỷ lệ mol 5:1, nhiệt độ 350°C và WHSV đạt 3 h^-1, xúc tác HZSM-5 có nồng độ tâm axit Brønsted cao cho độ chuyển hóa anilin đạt trên 70%, đồng thời độ chọn lọc sản phẩm N-metylanilin (NMA) đạt từ 68,2% đến trên 90%. Trong khi đó, các xúc tác có độ axit yếu hoặc chứa nhiều tâm kim loại kiềm như CsX hay CsY ở 400°C cho độ chọn lọc N-ankyl hóa đạt tới gần 100% nhưng tốc độ mất hoạt tính diễn ra nhanh do hiện tượng ngưng tụ tạo màng polyme trên bề mặt.

Thảo luận kết quả

Cơ chế nâng cao độ chọn lọc p-xilen trên mẫu xúc tác HZSM-5 biến tính SiO2 (HZS) được giải thích thông qua hai tác động đồng thời: sự lắng đọng các phân tử silica vô định hình đã phủ kín và vô hiệu hóa các tâm axit không chọn lọc ở bề mặt ngoài tinh thể, đồng thời làm hẹp nhẹ kích thước miệng mao quản rây phân tử. Nhờ đó, phản ứng bất đối hóa toluen chỉ xảy ra chọn lọc bên trong các kênh rây phân tử; các phân tử p-xilen sau khi hình thành nhanh chóng thoát ra ngoài mà không bị đồng phân hóa thứ cấp thành meta-xilen hay ortho-xilen. Dữ liệu thực nghiệm khi biểu diễn qua biểu đồ phân bố sản phẩm theo thời gian cho thấy hiệu ứng "tiền cốc" (pre-coke) ở giai đoạn đầu phản ứng cũng góp phần chèn lấp các hốc rộng, giúp độ chọn lọc p-xilen duy trì ở mức cao trên 30% sau hơn 80 ngày vận hành liên tục.

Về tỷ lệ mol benzen trên xilen (B/X), trên xúc tác HY và HM, tỷ lệ B/X thường lớn hơn 1,0 do quá trình deankyl hóa không mong muốn diễn ra trên các tâm axit mạnh ở miệng hốc lớn. Ngược lại, trên HZSM-5 biến tính, tỷ lệ B/X tiệm cận giá trị lý thuyết xấp xỉ 1,0, khẳng định phản ứng diễn ra theo đúng bản chất phương trình phản ứng cân bằng vật chất. Đối với phản ứng metyl hóa anilin, dữ liệu trình bày trên đồ thị tương quan giữa nhiệt độ và độ chọn lọc sản phẩm minh chứng rằng ở nhiệt độ thấp (300 - 350°C), quá trình thế vào nguyên tử nitơ chiếm ưu thế tuyệt đối tạo NMA và N,N-đimetylanilin (NNDMA); khi nhiệt độ tăng lên trên 400°C, phản ứng đồng phân hóa nội phân tử thúc đẩy nhóm metyl chuyển dịch vào nhân thơm để hình thành các đồng phân toluidin (C-metylanilin) với tỷ trọng từ 10% đến 15%.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm chuyển giao và ứng dụng hiệu quả các kết quả nghiên cứu vào thực tiễn sản xuất công nghiệp, 4 khuyến nghị hành động trọng tâm được đề xuất như sau:

• Thứ nhất, áp dụng quy trình biến tính zeolit HZSM-5 bằng phương pháp tẩm tetraetoxysilan 10% trong n-hexan kết hợp xử lý thủy nhiệt ở 450°C cho các tháp phản ứng bất đối hóa toluen công nghiệp. Mục tiêu kỹ thuật là đạt độ chọn lọc p-xilen tối thiểu 85% và duy trì độ chuyển hóa toluen trên 18% trong chu kỳ thử nghiệm 12 tháng, do các kỹ sư vận hành tại các nhà máy lọc dầu Dung Quất và Nghi Sơn chủ trì thực hiện.
• Thứ hai, chuyển đổi dây chuyền tổng hợp N-metylanilin và N,N-đimetylanilin từ công nghệ pha lỏng dùng xúc tác axit khoáng ăn mòn (H2SO4, AlCl3) sang công nghệ pha khí liên tục trên lớp xúc tác cố định HZSM-5 hoặc SAPO-11. Đơn vị sản xuất hóa dược cần phối hợp với các viện nghiên cứu hóa học công nghiệp để hoàn thiện mô hình pilot trong vòng 9 tháng, hướng tới mục tiêu giảm 95% lượng nước thải axit độc hại và đạt hiệu suất thu hồi sản phẩm trên 75%.
• Thứ ba, tối ưu hóa chế độ công nghệ vận hành phản ứng với tỷ lệ mol tác chất Metanol/Anilin duy trì ở mức 5:1, khống chế dải nhiệt độ nghiêm ngặt từ 350°C đến 380°C và duy trì tốc độ thể tích nạp liệu WHSV ở mức 3 đến 5 h^-1. Biện pháp này giúp kéo dài tuổi thọ làm việc liên tục của khối xúc tác lên trên 180 ngày trước khi cần tái sinh bằng dòng khí oxy loãng ở 500°C.
• Thứ tư, tiêu chuẩn hóa hệ quy chuẩn kiểm tra chất lượng xúc tác xuất xưởng bằng việc kết hợp đồng thời phân tích diện tích bề mặt riêng BET và giải hấp nhiệt NH3-TPD. Các doanh nghiệp chế tạo vật liệu xúc tác cần ban hành tiêu chuẩn cơ sở trong vòng 6 tháng tới để đảm bảo mật độ tâm axit của sản phẩm rây phân tử luôn đạt ngưỡng tối ưu từ 0,6 đến 1,2 mmol NH3/gam xúc tác.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung và kết quả thực nghiệm trong luận văn mang lại giá trị tham khảo chuyên môn sâu sắc cho 4 nhóm đối tượng chính:

1. Kỹ sư công nghệ và chuyên viên vận hành lọc hóa dầu: Cung cấp các thông số kỹ thuật chuẩn xác về áp suất, nhiệt độ, tốc độ nạp liệu WHSV và tỷ lệ dòng nguyên liệu trong phân xưởng sản xuất hydrocacbon thơm BTX, hỗ trợ trực tiếp cho việc vận hành các cụm phản ứng chuyển hóa toluene và phân tách xilen.
2. Nhà khoa học và nghiên cứu sinh chuyên ngành vật liệu xúc tác: Tiếp cận quy trình thực nghiệm chi tiết về tổng hợp, biến tính rây phân tử nano pentasil bằng oxit kim loại trơ, cùng bộ dữ liệu chuẩn về phân tích cấu trúc qua phổ XRD, FTIR, BET và NH3-TPD.
3. Doanh nghiệp sản xuất hóa chất hữu cơ và dược phẩm: Tìm thấy giải pháp công nghệ thay thế xúc tác lỏng đồng thể gây ô nhiễm bằng hệ xúc tác axit rắn dị thể thân thiện môi trường, giúp tối ưu hóa chi phí sản xuất các dẫn xuất anilin, phẩm màu azo và hóa chất bảo vệ thực vật.
4. Giảng viên và học viên cao học chuyên ngành Hóa dầu - Hóa lý: Sử dụng làm tài liệu học tập, giảng dạy chuyên đề về cơ chế phản ứng hữu cơ trên bề mặt chất rắn, lý thuyết xúc tác chọn lọc hình dạng và các phương pháp vật lý hiện đại ứng dụng trong nghiên cứu xúc tác.

Câu hỏi thường gặp

Tại sao việc biến tính zeolit ZSM-5 bằng SiO2 lại làm tăng mạnh độ chọn lọc tạo para-xilen? Quá trình tẩm tetraetoxysilan 10% tạo ra một lớp phủ silica mỏng vô định hình trên bề mặt ngoài hạt xúc tác. Lớp phủ này triệt tiêu các tâm axit không chọn lọc ở vỏ ngoài và thu hẹp vi mô kích thước cửa sổ mao quản, ngăn chặn hiện tượng đồng phân hóa p-xilen (kích thước 6,3 Å) thành m-xilen và o-xilen cồng kềnh hơn, nâng độ chọn lọc p-xilen lên trên 80%.

Vai trò của quá trình xử lý hơi nước ở nhiệt độ 450°C đối với xúc tác HZS là gì? Xử lý thủy nhiệt bằng dòng nitơ bão hòa hơi nước ở 450°C trong 3 giờ giúp loại bỏ một phần các nguyên tử nhôm nằm ngoài mạng tinh thể, tái cấu trúc lại hệ thống lỗ xốp và điều hòa mật độ các tâm axit Brønsted quá mạnh. Điều này giúp hạn chế sự phân hủy nhiệt của hydrocacbon và giảm tốc độ tạo cốc bề mặt hơn 40%.

Kích thước mao quản ảnh hưởng thế nào đến tỷ lệ sản phẩm trong phản ứng bất đối hóa toluen? Zeolit có kích thước mao quản trung bình như HZSM-5 (khoảng 5,5 Å) tạo ra sự cản trở không gian nghiêm ngặt, cho phép p-xilen khuếch tán ra ngoài nhanh hơn đồng phân ortho và meta. Ngược lại, zeolit mao quản rộng như HY (7,4 Å) không có khả năng sàng lọc hình thái, khiến sản phẩm nhanh chóng đạt cân bằng nhiệt động với chỉ khoảng 24% p-xilen.

Cơ chế nào quyết định sự tạo thành sản phẩm N-metylanilin thay vì C-metylanilin? Ở nhiệt độ dưới 350°C, anilin hấp phụ trên các tâm axit yếu và trung bình qua đôi electron tự do của nguyên tử nitơ. Tác nhân electrophin sinh ra từ metanol sẽ tấn công ưu tiên vào vị trí nguyên tử nitơ để tạo sản phẩm NMA với độ chọn lọc trên 70%. Khi nhiệt độ vượt quá 400°C, năng lượng hoạt hóa cao thúc đẩy phản ứng chuyển vị vào nhân benzen tạo dẫn xuất C-metyl.

Tỷ lệ mol Metanol/Anilin (M/A) bằng 5:1 mang lại lợi ích gì cho phản ứng ankyl hóa? Duy trì tỷ lệ dư thừa metanol ở mức 5:1 giúp đảm bảo nồng độ tác nhân electrophin luôn ở mức cao trên bề mặt xúc tác, đẩy độ chuyển hóa anilin lên trên 70%. Đồng thời, lượng dư metanol pha hơi đóng vai trò như một môi chất làm loãng, hỗ trợ giải hấp nhanh các phân tử ankylanilin và làm giảm sự tích tụ nhựa bẩn trên bề mặt rây phân tử.

Kết luận

• Luận văn đã làm sáng tỏ toàn diện mối quan hệ biện chứng giữa cấu trúc mao quản, đặc tính axit bề mặt của các hệ zeolit HY, HM, HZSM-5 với hoạt tính chuyển hóa toluen và anilin.
• Chế tạo thành công hệ xúc tác nano HZSM-5 biến tính SiO2 kết hợp xử lý thủy nhiệt, nâng độ chọn lọc p-xilen từ 24% lên trên 86,7% ở 450°C, giải quyết nút thắt công nghệ trong ngành hóa dầu.
• Xác lập điều kiện công nghệ tối ưu cho phản ứng metyl hóa anilin pha khí ở 350°C với tỷ lệ M/A bằng 5:1, đạt độ chọn lọc NMA trên 68% và định hướng tổng hợp sạch ankylanilin quy mô công nghiệp.
• Mở ra lộ trình 12 tháng tiếp theo nhằm triển khai thử nghiệm xúc tác rây phân tử biến tính trên quy mô thiết bị pilot dòng chảy liên tục tại các cơ sở lọc hóa dầu trong nước.
• Kính mời các nhà khoa học, chuyên gia lọc dầu và các đơn vị sản xuất kết nối hợp tác, khai thác toàn văn tài liệu nghiên cứu để ứng dụng vào việc nâng cao hiệu quả kinh tế và xanh hóa quy trình sản xuất hóa chất.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Môc lôc Trang phô b×a Lêi cam ®oan Môc lôc Danh môc c¸c ch÷ viÕt t¾t Danh môc c¸c b¶ng Danh môc c¸c h×nh vÏ vμ ®å thÞ Më ®Çu. 1 Ch−¬ng 1: Tæng quan. BÊt ®èi ho¸ toluen - Qu¸ tr×nh chuyÓn ho¸ hi®rocacbon th¬m quan träng nhÊt trong c«ng nghÖ ho¸ dÇu………………………………… 3 1. Giíi thiÖu vÒ ph¶n øng.

C¬ chÕ cña ph¶n øng bÊt ®èi ho¸ toluen …………………………. Ph¶n øng ankyl ho¸ anilin .Giíi thiÖu vÒ ph¶n øng. C¬ chÕ cña ph¶n øng ankyl ho¸ anilin.1 Thμnh phÇn vμ cÊu tróc cña zeolit. TÝnh chÊt cña zeolit.

Giíi thiÖu mét sè zeolit. 32 Ch−¬ng 2: Ph−¬ng ph¸p thùc nghiÖm. C¸c ph−¬ng ph¸p biÕn tÝnh xóc t¸c. ChuyÓn xóc t¸c zeolit vÒ d¹ng ®ecation.

Mang oxit lªn xóc t¸c zeolit. C¸c ph−¬ng ph¸p ®Æc tr−ng xóc t¸c. Ph−¬ng ph¸p nhiÔu x¹ R¬nghen (XRD). Ph−¬ng ph¸p phæ hång ngo¹i (IR).

Ph−¬ng ph¸p quang phæ hÊp thô nguyªn tö (AAS). 40 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh diÖn tÝch bÒ mÆt riªng cña xóc t¸c (ph−¬ng ph¸p BET). Gi¶i hÊp phô amoniac theo ch−¬ng tr×nh nhiÖt ®é (NH3-TPD).

Ph−¬ng ph¸p ®¸nh gi¸ ¶nh h−ëng cña tÝnh chÊt xóc t¸c ®Õn qu¸ tr×nh chuyÓn ho¸ c¸c hîp chÊt h÷u c¬. C¸ch tiÕn hμnh ph¶n øng. Ph©n tÝch s¶n phÈm ph¶n øng. 45 Ch−¬ng 3: KÕt qu¶ vμ th¶o luËn.

Nghiªn cøu ®Æc tr−ng xóc t¸c ë d¹ng H - zeolit. Ph−¬ng ph¸p quang phæ hÊp thô nguyªn tö. Phæ hång ngo¹i (IR). Ph−¬ng ph¸p XRD.

Gi¶i hÊp phô amoniac theo ch−¬ng tr×nh nhiÖt ®é (NH3-TPD). ¶nh h−ëng cña tÝnh chÊt xóc t¸c ®èi víi ph¶n øng bÊt ®èi ho¸ toluen 53 3. ChuyÓn ho¸ toluen trªn c¸c zeolit cã ®Æc tÝnh kh¸c nhau. ChuyÓn ho¸ toluen trªn zeolit biÕn tÝnh.

Vai trß cña hiÖn t−îng “tiÒn cèc” ®èi víi sù chuyÓn ho¸ toluen. Mét sè ý kiÕn th¶o luËn vÒ c¬ chÕ cña ph¶n øng bÊt ®èi ho¸ toluen trªn xóc t¸c zeolit. ¶nh h−ëng cña tÝnh chÊt xóc t¸c ®èi víi ph¶n øng ankyl ho¸ anilin. Ankyl ho¸ anilin trªn c¸c zeolit cã ®Æc tÝnh kh¸c nhau.

§Æc tÝnh axit cña xóc t¸c vμ ph¶n øng metyl ho¸ anilin. Kh¶ n¨ng ho¹t ®éng cña xóc t¸c trong ph¶n øng metyl ho¸ anilin. Vai trß cña yÕu tè thùc nghiÖm ®èi víi ph¶n øng metyl ho¸ anilin. Mét sè ý kiÕn th¶o luËn vÒ c¬ chÕ cña ph¶n øng ankyl ho¸ anilin 103 KÕt luËn.

109 Danh môc c¸c c«ng tr×nh khoa häc cña t¸c gi¶ ®· c«ng bè liªn quan ®Õn luËn ¸n. 111 Tμi liÖu tham kh¶o. 112 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Danh môc c¸c ch÷ viÕt t¾t B, T, X : benzen, toluen, xilen o-, p-, m- : ortho-, para-, meta- NMA : N-metylanilin NNDMA : N, N-®imetylanilin DEA : ®ietylanilin NNDEA : N, N-®ietylanilin gxt : gam xóc t¸c CTCT : chÊt t¹o cÊu tróc M/A : metanol/anilin HY : zeolit HY HM : zeolit H-Mordenit HZ : zeolit HZSM-5 cã chÊt t¹o cÊu tróc HZK : zeolit HZSM-5 kh«ng cã chÊt t¹o cÊu tróc HZA : zeolit HZSM-5 cã chÊt t¹o cÊu tróc ®−îc biÕn tÝnh bëi Al2O3 HZS : zeolit HZSM-5 cã chÊt t¹o cÊu tróc ®−îc biÕn tÝnh bëi SiO2 BET : Bruanauer - Emmett - Teller (tªn riªng) IR : Infrared (Hång ngo¹i) TPD : Temperature Progammed Desorption (Khö hÊp phô theo ch−¬ng tr×nh nhiÖt ®é). XRD : X-ray Diffraction (nhiÔu x¹ tia X).

AAS : Atomic absorption spectrum (Quang phæ hÊp thô nguyªn tö) CI : Constraint Index (ChØ sè c¶n trë h×nh häc) FCC : Fluid Catalytic Crakinh (Crackinh xóc t¸c tÇng s«i) LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Danh môc c¸c b¶ng B¶ng 3.1: PhÇn tr¨m trao ®æi H+ cña c¸c mÉu xóc t¸c B¶ng 3.2: §Æc tr−ng phæ hång ngo¹i cña c¸c mÉu H-zeolit trong vïng dao ®éng tinh thÓ (400-1300 cm-1) B¶ng 3.3: §é axit (mmol NH3/gxt) vμ sù ph©n bè c¸c t©m axit cña mÉu HM B¶ng 3.4: §é axit (mmol NH3/gxt) vμ sù ph©n bè c¸c t©m axit cña HY, HZ vμ HZK B¶ng 3.5: Tû lÖ mol B/X trªn xóc t¸c HY vμ HZ ë c¸c nhiÖt ®é kh¸c nhau B¶ng 3.6: KÕt qu¶ ®o diÖn tÝch bÒ mÆt cña c¸c mÉu xóc t¸c b»ng ph−¬ng ph¸p BET B¶ng 3.7: Sù ph©n bè hμm l−îng c¸c s¶n phÈm chÝnh trªn HZS xö lý h¬i n−íc ë c¸c thêi ®iÓm kh¸c nhau B¶ng 3.8: §é chuyÓn ho¸ vμ ®é chän läc p-xilen trªn HZS cã xö lý vμ kh«ng xö lý h¬i n−íc ë 450oC, tèc ®é thÓ tÝch 5 giê -1 B¶ng 3.9: Tû lÖ mol B/X trªn c¸c xóc t¸c HZ vμ HZ biÕn tÝnh (tèc ®é thÓ tÝch 5 giê-1) B¶ng 3.10: KÕt qu¶ chuyÓn ho¸ toluen trªn HZS xö lý h¬i n−íc theo thêi gian (nhiÖt ®é 450oC, tèc ®é thÓ tÝch 7 giê-1) B¶ng 3.11: Sù ph©n bè s¶n phÈm ph¶n øng theo thêi gian trªn HZS xö lý h¬i n−íc theo thêi gian (nhiÖt ®é 450oC, tèc ®é thÓ tÝch 5 giê-1) B¶ng 3.12: Sù chuyÓn ho¸ anilin vμ sù ph©n bè s¶n phÈm trªn xóc t¸c HY, HM, HZ vμ HZK (M/A: 5/1, tèc ®é thÓ tÝch 3 giê-1) LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.13: Kh¶ n¨ng chuyÓn ho¸ NMA trªn HZ, HZK vμ HY (tèc ®é thÓ tÝch 3 giê-1) B¶ng 3.14: Kh¶ n¨ng chuyÓn ho¸ NNDMA trªn HZ, HZK vμ HY (tèc ®é thÓ tÝch 3 giê-1) B¶ng 3.15: Sù ph©n bè thμnh phÇn s¶n phÈm ph¶n øng metyl ho¸ anilin trªn zeolit ZSM-5 ë c¸c møc ®é trao ®æi kh¸c nhau B¶ng 3.16: Sù ph©n bè s¶n phÈm ph¶n øng metyl ho¸ anilin trªn xóc t¸c HZ ë 350oC, tû lÖ M/A: 5/1 B¶ng 3.17: Sù ph©n bè s¶n phÈm ph¶n øng metyl ho¸ anilin trªn xóc t¸c HZ ë 350oC, tèc ®é thÓ tÝch 3 giê-1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Danh môc c¸c h×nh vÏ vμ ®å thÞ H×nh 1.1: §é chän läc cña s¶n phÈm p-xilen theo thêi gian trªn ZSM-5 H×nh 1.2: Sù ghÐp nèi cña c¸c tø diÖn t¹o cöa sæ gåm 6 nguyªn tö oxi H×nh 1.3: Mét sè ®¬n vÞ cÊu tróc thø cÊp cña zeolit H×nh 1.4: Bèn lo¹i nguyªn tö oxi cã mÆt trong zeolit Y H×nh 1.5: C¸c kiÓu chän läc h×nh häc cña zeolit (a): Chän läc chÊt tham gia ph¶n øng (b): Chän läc s¶n phÈm ph¶n øng (c): Chän läc tr¹ng th¸i chuyÓn tiÕp H×nh 1.6: CÊu tróc cña zeolit Y H×nh 1.7: CÊu tróc cña zeolit Mordenit H×nh 1.8: CÊu tróc cña zeolit ZSM-5 H×nh 3.1: Gi¶n ®å NH3-TPD cña xóc t¸c HM H×nh 3.2: Gi¶n ®å NH3-TPD cña c¸c mÉu xóc t¸c H-zeolit H×nh 3.3: Sù chuyÓn ho¸ toluen vμ sù ph©n bè s¶n phÈm theo thêi gian (nhiÖt ®é ph¶n øng: 450oC, tèc ®é thÓ tÝch 3 giê-1) (a): Sù phô thuéc cña ®é chuyÓn ho¸ toluen theo thêi gian (b): Sù ph©n bè hμm l−îng benzen theo thêi gian (c): Sù ph©n bè hμm l−îng xilen theo thêi gian LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.4: Sù biÕn ®æi hμm l−îng benzen vμ xilen theo nhiÖt ®é trªn HY vμ HZ (a): Sù biÕn ®æi hμm l−îng benzen theo nhiÖt ®é (b): Sù biÕn ®æi hμm l−îng xilen theo nhiÖt ®é H×nh 3.5: Gi¶n ®å XRD cña mÉu xóc t¸c HZ H×nh 3.6: Gi¶n ®å XRD cña mÉu xóc t¸c HZA H×nh 3.7: Sù chuyÓn ho¸ toluen vμ sù ph©n bè s¶n phÈm trªn xóc t¸c HZ vμ HZA ë c¸c nhiÖt ®é kh¸c nhau (tèc ®é thÓ tÝch 5 gi¬-1) (a): Sù phô thuéc cña ®é chuyÓn ho¸ toluen vμo nhiÖt ®é (b): Sù ph©n bè hμm l−îng xilen theo nhiÖt ®é (c): Sù ph©n bè hμm l−îng benzen theo nhiÖt ®é H×nh 3.8: Sù ph©n bè s¶n phÈm p-xilen theo nhiÖt ®é H×nh 3.9: Sù biÕn ®æi tû lÖ p-xilen/o-xilen trªn xóc t¸c HZ vμ HZA H×nh 3.10: Gi¶n ®å XRD cña mÉu xóc t¸c HZS xö lý h¬i n−íc H×nh 3.11: Sù phô thuéc cña ®é chuyÓn ho¸ toluen vμ ®é chän läc p-xilen theo thêi gian H×nh 3.12: Mèi quan hÖ gi÷a ®é axit víi ®é chuyÓn ho¸ anilin trªn c¸c xóc t¸c kh¸c nhau (ë 350oC vμ 450oC) H×nh 3.13: §é chän läc s¶n phÈm thÕ trong ph¶n øng metyl ho¸ anilin trªn c¸c xóc t¸c kh¸c nhau (a): Ph¶n øng ë 3500C (b): Ph¶n øng ë 4000C LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.14: Mèi quan hÖ gi÷a ®é axit víi ®é chuyÓn ho¸ anilin trªn xóc t¸c ZSM-5 cã møc ®é trao ®æi H+ kh¸c nhau H×nh 3.15: Mèi quan hÖ gi÷a ®é axit vμ ®é chän läc s¶n phÈm trong ph¶n øng metyl ho¸ anilin trªn c¸c zeolit cã cïng cÊu tróc mao qu¶n (ë 3500C) H×nh 3.16: ¶nh h−ëng cña thêi gian ph¶n øng ®Õn ®é chuyÓn ho¸ anilin H×nh 3.17: ¶nh h−ëng cña nhiÖt ®é ®Õn ®é chuyÓn ho¸ anilin vμ ®é chän läc s¶n phÈm thÕ (a): §é chuyÓn ho¸ cña anilin theo nhiÖt ®é (b): §é chän läc cña NMA theo nhiÖt ®é (c): §é chän läc cña C-metyl theo nhiÖt ®é H×nh 3.18: ¶nh h−ëng cña tèc ®é nguyªn liÖu ®Õn ph¶n øng ankyl ho¸ anilin H×nh 3.19: ¶nh h−ëng cña tû lÖ mol M/A ®Õn qu¸ tr×nh metyl ho¸ anilin trªn HZ LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Më ®Çu Ngμy nay, ngμnh c«ng nghÖ tæng hîp h÷u c¬ ph¸t triÓn rÊt m¹nh víi c¸c s¶n phÈm míi ®¸p øng yªu cÇu cña nÒn v¨n minh nh©n lo¹i. Tõ gi÷a vμ sau chiÕn tranh thÕ giíi thø hai, ngμnh c«ng nghÖ nμy ®· ph¸t triÓn m¹nh mÏ trªn nÒn t¶ng tõ nguån nguyªn liÖu dÇu má. Hai qu¸ tr×nh c«ng nghÖ lín xuÊt ph¸t tõ s¶n phÈm dÇu má lμ c«ng nghÖ läc dÇu vμ c«ng nghÖ ho¸ dÇu. C«ng nghÖ läc dÇu nh»m cung cÊp nhiªn liÖu, phi nhiªn liÖu còng nh− cung cÊp nguån olefin nhÑ vμ hi®rocacbon th¬m.

C«ng nghÖ ho¸ dÇu thùc hiÖn qu¸ tr×nh chuyÓn ho¸ c¸c hîp chÊt h÷u c¬ t¹o s¶n phÈm cã gi¸ trÞ phôc vô cho c¸c môc ®Ých kinh tÕ, x· héi. Trong sè ®ã ph¶i kÓ ®Õn benzen, toluen vμ xilen. §©y lμ ba hîp chÊt th¬m c¬ b¶n vμ cã nhiÒu øng dông quan träng nhÊt trong c¸c ngμnh c«ng nghÖ tæng hîp h÷u c¬ - ho¸ dÇu. C¸c s¶n phÈm nμy ®−îc t¹o ra tõ hai qu¸ tr×nh chÝnh lμ refominh vμ th¬m ho¸ hi®rocacbon nhÑ [21, 22, 75].

Víi benzen, cã thÓ nãi ®©y lμ nguån nguyªn liÖu ®Çu cho nhiÒu qu¸ tr×nh tæng hîp vËt liÖu vμ tæng hîp h÷u c¬ quan träng nhÊt. Trong ®ã, 6% l−îng benzen ®−îc chuyÓn ho¸ thμnh nitrobenzen- mét s¶n phÈm trung gian ®Ó tæng hîp anilin. Tõ ®©y, b»ng con ®−êng ankyl ho¸ sÏ nhËn ®−îc ankylanilin. C¸c s¶n phÈm nμy ®· gãp phÇn thiÕt thùc vμo sù ph¸t triÓn cña c¸c ngμnh c«ng nghiÖp d−îc phÈm [2], chÊt mμu [26], chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt, chÊt t¹o cÊu tróc, xóc t¸c chuyÓn pha [23], thuèc trõ s©u, diÖt cá.

Trong hçn hîp xilen, ®ång ph©n p-xilen cã gi¸ trÞ sö dông cao nhÊt (gÇn 80%). §©y lμ nguån nguyªn liÖu dïng trong c«ng nghÖ v¶i sîi vμ t¹o mμng polieste. Do ®ã, c¸c qu¸ tr×nh s¶n xuÊt ®Òu mong muèn lμm t¨ng ®é chän läc cña p-xilen b»ng c¸c con ®−êng: metyl hãa toluen, ®ång ph©n ho¸ xilen vμ bÊt ®èi ho¸ toluen.