Tiểu Luận - Công Nghệ Chế Biến Dầu Mỏ - Đề Tài - Xúc Tác Của Quá Trình Reforming

Xúc tác của quá trình Reforming Kiến thức cần nắm vững • Giới thiệu chung về xúc tác quá trình Reforming • Vai trò của từng bợ phận xúc tác đới với phản ứng • Tiêu ch̉n đánh giá mợt xúc tác Reforming • Sự thay đổi của xúc tác quá trình làm việc (sự gây độc của các độc tố và sự thay đởi tính chất xúc tác làm việc) • Phương pháp tái sinh xúc tác Nhóm 18: Xúc Tác Của Quá Trình Reforming Giới thiệu chung về xúc tác quá trình Reforming Là loại xúc tác đa chức (lưỡng chức) Chức OXH – Khử Có tác dụng làm tăng tốc độ các phản ứng hidro hóa – khử hidro Chức Axit Thúc đẩy các phản ứng sảy theo chế ion cacboni, đồng phân hóa và hidrocracking Nhóm 18: Xúc Tác Của Quá Trình Reforming Vai trò của từng bộ phận xúc tác đới với phản ứng • Lịch sử hình thành: – Năm 1940, người ta đã áp dụng quá trình Reforming đầu tiên với chất xúc tác là Oxit molipden mang nhôm oxit – Năm 1949, xúc tác Pt/Al2O3 được đưa vào công nghệ Reforming xúc tác, xúc tác này mang nhiều tính ưu việt, khắc phục được nhược điểm của xúc tác oxit molipden mang nhôm oxit  Vì vậy, ta sẽ nghiên cứu về xúc tác Pt/Al2O3 Nhìn chung thì xúc tác Reforming gồm thành phần chính: Chất mang có tính axit Kim loại platin (Pt) Nhóm 18: Xúc Tác Của Quá Trình Reforming a) Chất mang có tính axit  Nếu chất mang là Al2O3 hoặc hỗn hợp Al2O3 – SiO2  là xúc tác của Cat.Forming o Độ axit của nó được quyết định bởi quá trình xử lý đặc biệt nhằm tạo bề mặt riêng lớn (400m2/g) và tạo các tâm axit  Nếu chất mang là γ-Al2O3 hay η-Al2O3 hay η-Al2O3 hay ηAl2O3 được bổ sung các hợp chất halogen (clo, flo hay hỗn hợp clo+flo)  là xúc tác Plat.Forming hay ProCatalyse o Kích thước hạt khoảng 2mm, diện tích bề mặt khoảng 250m2/g o Độ axit tăng hàm lượng hàm lượng của halogen tăng Tuy nhiên, chỉ không chế hàm lượng halogen khoảng 1% so với xúc tác để tránh bị phân hủy mạnh o Halogen được đưa vào chế tạo hoặc quá trình tái sinh xúc tác Nhóm 18: Xúc Tác Của Quá Trình Reforming b) Kim loại Pt Platin là một cấu tử tuyệt vời cho xúc tác reforming: o Nó có khả hoạt tính rất tốt cho phản ứng dehidro – hidro hóa o Làm tăng tốc độ của phản ứng khử hidro các hidro cacbon naphtalen, khử hidro vòng hóa các hidrocacbon parafin để tạo thành các hợp chất thơm o Thúc đẩy các quá trình no hóa các hợp chất trung gian olefin diolefin o Làm giảm tốc độ tạo thành cốc bám xúc tác (đây là nguyên nhân chính làm giảm hoạt tính xúc tác)  Kim loại Pt được đưa vào xúc tác ở nhiều dạng khác nhau, phổ biến là dùng dung dịch axit platin clohidric Hàm lượng xúc tác chiếm khoảng 0.30.7% khối lượng Nhóm 18: Xúc Tác Của Quá Trình Reforming c) Các tiêu chí đánh giá của một xúc tác Reforminh tốt *Một xúc tác Reforming tốt cần phải tăng tốc độ các phản ứng bản và hạn chế các phản ứng phụ, nhất là các phản ứng tạo cốc  Do đó, tương quan giữa phản ứng tạo cốc với phản ứng bản có ý nghĩa rất quan trọng Tỷ số phản ứng tạo cốc / tổng số phản ứng phải cực tiểu Để tăng tốc độ phản ứng bản ta có thể tăng nhiệt độ hoặc giảm tốc độ nạp liệu *Độ chọn lọc của xúc tác: điều chế ta cần phải điều chỉnh tương quan giữa chức của xúc tác, cho đạt đc độ chọn lọc mong muốn Độ chọn lọc được đánh giá thông qua biểu thức: Ý nghĩa: Giá trị của R càng lớn, độ chọn lọc của xúc tác càng cao Do vậy, việc tạo nên sự cân bằng giữa chức của xúc tác giữ vai trò quan trọng quá trình điều chế xúc tác • *Đợ hoạt tính của xúc tác: Được đánh giá thông qua hiệu suất và chất lượng Reformat đã ổn định thu được quá trình • Đợ hoạt tính: phụ tḥc vào hàm lượng Pt và và bộ phận phân tán của nó chất mang axit Nếu các hạt phân tán có kích thước nhỏ 10angstrong thì đó là các tâm hoạt tính mạnh Nếu kích thước lớn 70 angstrong thì đó là các tâm hoạt động yếu Các tiêu chí khác: • Đợ bền nhiệt và khả tái sinh tốt bền nhiệt và khả tái sinh tớt.t và khả tái sinh tớt • Bền với các chất gây ngộ bền nhiệt và khả tái sinh tốt độ bền nhiệt và khả tái sinh tốt.c lưu huỳnh, oxi, nito, muối của các kim loại nặng, các tạp ng, các tạp chất khác • Đợ bền nhiệt và khả tái sinh tốt ổn đinh cao (khả bảo toàn hoạt tính suốt thời gian hoạt độ bền nhiệt và khả tái sinh tớt.ng) • Giá thành hạ, dễ chế tạo Nhóm 18: Xúc Tác Của Quá Trình Reforming SỰ THAY ĐỔI CỦA XÚC TÁC TRONG QUÁ TRÌNH LÀM VIỆC Sự gây độc của các độc tố Sự thay đổi các hoạt tính xúc tác làm việc 10 a) Sự gây độc độc tố a.Sự gây độc các hợp chất chứa S  Các hợp chất chứa S dễ gây độc xúc tác Platin Þ Ảnh hưởng xấu đến chức hydro hóa- dehydro hóa của xúc tác  Mức đợ ảnh hưởng của từng hợp chất chứa S đối với xúc tác là khác Trong điều kiện reforming các hợp chất chứa lưu huỳnh dễ dàng chuyển hóa thành H2S, đầu độc chức kim loại hình thành sulfua platin: Pt + H2S↔ PtS + H2 Hợp chất mercaptan ( R-S-H)và sunfit làm giảm HTXT mạnh các hợp chất tiophen, H2S,S nguyên tố mercaptan>sunfit>thiophen> H2S> S nguyên tố  Để đảm bảo thời gian làm việc lâu dài cho xúc tác hợp chất chứa lưu huỳnh cần loại bỏ khỏi nguyên liệu trước đưa vào lị phản ứng b.Sự gây đợc của các hợp chất chứa Nitơ Các hợp chất nitơ hữu dễ dàng chuyển hóa thành amoniac điều kiện reforming.Chất này sẽ tác d ụng với Cl xúc tác tạo NH4Cl NH3 + Cl2 = NH4Cl  Làm giảm chức axit của chất xúc tác  NH4Cl dễ bay vùng phản ứng làm tăng nhiệt độ thiết bị và kết tinh ở phần lạnh của hệ thống làm hư hỏng thiết bị  Hàm lượng Nitơ cho phép nguyên liệu ≤ 1ppm => Đa số các quá trình reforming đều áp dụng quá trình hydro hóa làm sạch nguyên liệu 11 c,Ảnh hưởng của nước • Hàm lượng nước nguyên liệu không chỉ giảm nhanh chức axit của xúc tác mà còn làm tăng quá trình ăn mòn thiết bị • Hàm lượng nước được khớng chế khoảng: 10-15ppm • Biện pháp tách nước : là phải xử lí trước bằng quá trình làm khô dùng “ Dây Phân tử” hoặc phun khí clorua vào nguyên liệu chứa nước Ví dụ : quá trình Ultra-forming nguyên liệu chứa 15 ppm người ta phun clorua vào xúc tác đã tái sinh thời gian cần thiết khôi phục lại HTXT ban đầu Người ta sử dụng 1,5 ppm hợp chất điclopropylen phun vào hàm lượng nước nguyên liệu tới 50ppm d, Ảnh hưởng của kim loại nặng khác • Các kim loại nặng ở là Cu, As, Hg, Pb, Si sẽ là những chất gây ngộ độc xúc tác vĩnh viễn, làm giảm hoạt tính xúc tác không có khả tái sinh được.Chúng làm thay đởi nhanh HTXT • Yêu cầu hàm lượng các kim loại này nguyên liệu phải nhỏ ppb • Hàm lượng cho phép của chì thường nhỏ 0.02 ppm và của asenic nhỏ 0.001ppm 12 e, Ảnh hưởng của hàm lượng Olefin và cớc •Các hợp chất hydrocarbon olefin thành phần nguyên liệu hoặc quá trình phản ứng tạo sẽ không bền, dễ bị oxy hoá tạo nhựa •Olenfin thì thúc đẩy nhanh quá trình tạo cốc ảnh hưởng ntn còn nguyên liệu chứa hc đa vòng hay chính là olefin và diolefin được tạo quá trình reforming •Hàm lượng của chúng ngun liệu cần nhỏ 2% •Cớc tạo che phủ tâm hoạt tính làm giảm độ hoạt tính của xúc tác Nhóm 18: Xúc Tác Của Quá Trình Reforming 13 b) Thay đổi các tính chất của xúc tác làm việc Thay đởi tạm thời: Có thể khôi phục lại các tính chất ban đầu qt tái sinh xúc tác Là thay đổi tạo cốc hay ngộ độc thuận nghịch các hợp chất của O,N,S Thay đổi vĩnh viễn: Không có khả tái sinh Sự thay đởi này dễ xảy nếu xúc tác là Đơn Kim Loại hay không khống chế nhiệt độ chặt chẽ Nhóm 18: Xúc Tác Của Quá Trình Reforming 14 Phương pháp tái sinh xúc tác TÁI SINH XÚC TÁC REFORMING Độ hoạt tính và độ hoạt động của xúc tác sau thời gian làm việc thường bị giảm đáng kể so với xúc tác mới Để khôi phục khả làm việc của xúc tác người ta đã áp dụng những biện pháp dưới Dùng phương pháp oxi hóa( phương pháp đớt) Bở sung hợp chất clo Dùng phương pháp khử Nhóm 18: Xúc Tác Của Quá Trình Reforming 15 Phương pháp tái sinh Phương pháp OXH - Thực cách đốt cháy cốc bám xúc tác, dùng oxy của kk nhiệt độ: 300500ºC - Chỉ khôi phục phần xúc tác nên tái sinh sau nhiều lần thay xúc tác mới Dùng phương pháp khử Bổ sung hợp chất clo -Sau đốt cốc,xúc tác thường - Trong qt làm việc lượng khử hydro để hoàn clo chất mang giảm nguyên các tâm kim loại và giải dần nên cần bở sung thêm phóng các hợp chất lưu huỳnh các hợp chất hữu chứa tích đọng xúc tác clo vào sau đốt cốc - Tiến hành Pcao( P≥2 at) và -Có tác dụng nâng cao hoạt nồng độ H2 ≥10 tính axit mà tác dụng tác các hợp chất kim loại lắng đọng xúc tác - Hàm lượng clo xúc tác mức 1% khối lượng Nhóm 18: Xúc Tác Của Quá Trình Reforming 16 Nhóm 18: Xúc Tác Của Quá Trình Reforming 17

Tiểu Luận - Công Nghệ Chế Biến Dầu Mỏ - Đề Tài - Xúc Tác Của Quá Trình Reforming

Thông tin tài liệu

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan