Đang tải... (xem toàn văn)
Cracking xúc tác và phân xưởng RFCC của NMLD dung quất LỜI MỞ ĐẦUTính cấp thiếtNhững năm gần đây, yêu cầu về số lượng và chất lượng các sản phẩm nhẹ, nguyên liệu cho các ngành công nghiệp hoá học là rất lớn. Nhu cầu các phân đoạn nhẹ và trung bình để sản xuất xăng, dầu hỏa, nhiên liệu phản lực và diezel nhiều hơn số lượng hiện có nếu chỉ chưng cất trực tiếp từ dầu thô. Do nhu cầu nguyên liệu cho hóa dầu như etylen, propylen, benzen, toluen, xylen...Ngoài ra yêu cầu chất lượng xăng phải có chỉ số octan cao nếu chì chưng c ất trực tiếp từ dầu thô thì không thể đáp ứng nhu cầu. Nhiều giải pháp công nghệ đã ra đ ời nhằm làm tăng trị số octan RON như công nghệ crackking, reforming, isome hóa, alkyl hóa …Cracking xúc tác đóng vai trò quan trọng để chuyển hoá các phần nặng của dầu thành các sản phẩm nhẹ và tạo nguyên liệu cho hoá dầu. Công nghệ cracking xúc tác vừa có thể đáp ứng nhu cầu đó, còn có nhiều ưu điểm vượt trội như tiết kiệm chi phí cung như thời gian sản xuất. Do vậy công nghệ cracking xúc tác là công nghệ quan trọng bậc nhất trong nhà máy lọc dầu.Hiểu được tầm quan trọng đó, em đã quyết định chọn đề tài Tìm hiểu quá trình cracking xúc tác và công nghệ phân xưởng cracking xúc tác phân đoạn cặn nhà máy lọc dầu Dung Quất làm đồ án tốt nghiệp của mình.Mục tiêu và nhiệm vụ khi thực hiện đề tàiTìm hiểu cơ sở lý thuyết quá trình cracking xúc tác như nguyên liệu, sản phẩm , cơ sở của quá trình tái sinh xúc tác, cơ chế phản ứng, các yếu tố ảnh hưởng đến xúc tác và quá trình cracking xúc tác. Đồng thời tìm hiểu các công nghệ cracking xúc tác hiện đại trên thế giới.Tìm hiểu thêm về công nghệ cracking xúc tác phân đoạn cặn nhà máy lọc dầu Dung Quất đang áp dụng.Cấu trúc đồ ánĐồ án của em được trình bày thành 4 chương với nội dung như sau. Chương 1, giới thiệu sơ lược về dầu mỏ và công nghệ chế biến dầu mỏ. Chương 2, trình bày tổng quan lý thuyết quá trình cracking xúc tác. Chương 3, tìm hiểu về một số công nghệ cracking xúc tác tiêu biểu và công nghệ cracking xúc tác của các hãng công nghệ nổi tiếng. Ở chương4, đi sâu vào công nghệ thực tế qua việc tìm hiểu phân xưởng cracking xúc tác phân đoạn cặn của nhà máy lọc dầu dung quất.
MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH 5 DANH MỤC BẢNG BIỂU 7 CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT 8 LỜI MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ DẦU MỎ VÀ CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN DẦU MỎ 2 1.1. Giới thiệu sơ bộ về dầu mỏ 2 1.1.1. Giới thiệu chung 2 1.1.2. Phân loại dầu mỏ 2 1.1.2.1. Phân loại theo bản chất vật lý 2 1.1.2.2. Phân loại theo bản chất hóa học 3 1.2. Sơ lược về công nghệ chế biến dầu mỏ 4 1.2.1. Chưng cất phân đoạn dầu mỏ 5 1.2.2. Những quá trình chế biến hóa học cơ bản 6 1.2.1.1. Các quá trình cracking 7 1.2.2.2. Quá trình hydrocacking 8 1.2.2.3. Quá trình reforming 9 1.2.2.4. Quá trình hydrotreating 10 1.2.2.5. Quá trình isome hóa 11 1.2.2.6. Quá trình polyme hóa 12 1.2.2.7. Quá trình alkyl hóa 12 1.2.2.8. Quá trình loại axit 13 1.2.2.9. Chế hóa bằng axit sunfuric 13 1.2.2.10. Quá trình tổng hợp ete 14 CHƯƠNG 2. QUÁ TRÌNH CRACKING XÚC TÁC 15 2.1. Mục đích và ý nghĩa c ủa quá trình cracking xúc tác 15 2.2. Nguyên liệu của quá trình cracking xúc tác 15 2.2.1. Các đặc trưng về nguyên liệu cho cracking xúc tác 15 2.2.1.1. Phân loại hydrocacbon 15 2.2.1.2. Các tạp chất 17 2.2.2. Nguyên liệu dùng cho quá trình cracking xúc tác 19 2.3. Các sản phẩm của quá trình cracking xúc tác 21 2.4.1. Các loại xúc tác 21 2.4.1.1. Xúc tác triclorua nhôm AlCl 3 21 2.4.1.2. Aluminosilicat vô định hình 22 2.3.1. Khí khô 26 2.3.2. LPG 27 2.3.3. Gasoline 28 2.3.4. LCO (light cycle oil) 28 2.3.5. HCO và dầu gạn (DO) 28 2.3.6. Cốc 28 2.4. Xúc tác cho quá trình cracking 29 2.4.2. Vai trò của xúc tác 29 2.4.3. Yêu cầu đối với xúc tác cracking 29 2.4.3.1. Hoạt tính xúc tác phải cao 30 2.4.3.2. Độ chọn lọc xúc tác phải cao 31 2.4.3.3. Độ ổn định phải lớn 31 2.4.3.4. Đảm bảo độ bền cơ và bền nhiệt 31 2.4.3.5. Xúc tác phải đảm bảo độ thuần nhất cao 31 2.4.3.6. Xúc tác phải bền với các chất làm ngộ độc xúc tác 32 2.4.3.7. Xúc tác phải có khả năng tái sinh 32 2.4.3.8. Xúc tác phải dễ sản xuất và rẻ tiền 32 2.4.4. Tái sinh xúc tác 32 2.5. Cơ sở hóa học của cracking 33 2.5.1. Phản ứng phân huỷ các mạch C-C, phản ứng cracking 33 2.5.2. Phản ứng đồng phân hoá (izome hoá) 34 2.5.3. Phản ứng chuyển dời hydro dưới tác dụng của xúc tác 34 2.5.4. Phản ứng trùng hợp 34 2.5.5. Phản ứng alkyl hoá và khử alkyl hoá 34 2.5.6. Phản ứng ngưng tụ tạo cốc 34 2.6. Cơ chế phản ứng cracking 35 2.6.1. Giai đoạn tạo ion cacboni 35 2.6.2. Giai đoạn biến đổi ion cacboni 36 2.6.3. Giai đoạn dừng phản ứng 38 2.7. Đặc điểm động học quá trình cracking xúc tác 38 2.8. Cracking xúc tác các hợp chất hydrocacbon riêng lẻ 39 2.8.1. Cracking hydrocacbon parafin 39 2.8.2.Cracking hydrocacbon naphten 40 2.8.3.Cracking cyclohexan 41 2.8.4. Cracking hydrocacbon thơm (aromat) 41 2.9. Các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng cracking xúc tác 42 2.9.1. Nguyên liệu 42 2.9.2. Độ chuyển hóa 42 2.9.3. Tốc độ nạp liệu 43 2.9.4. Tỷ lệ xúc tác/nguyên liệu 43 2.9.5. Nhiệt độ 43 2.9.6. Áp suất 44 CHƯƠNG 3. MỘT SỐ CÔNG NGHỆ CRACKING XÚC TÁC TIÊU BIỂU 45 3.1. Sơ lược về công nghệ cracking xúc tác 45 3.1.1. Cracking với lớp xúc tác cố định 45 3.1.2. Cracking với lớp xúc tác tầng sôi (tuần hoàn) 45 3.2. Giới thiệu các sơ đồ cracking xúc tác dạng xúc tác hạt tiêu biểu 45 3.2.1. Sơ đồ cracking xúc tác hạt cầu chuyển động 45 3.2.2. Sơ đồ cracking xúc tác trong lớp xúc tác giả sôi 47 3.3. Công nghệ FCC ngày nay 49 3.3.1. Quá trình của hãng UOP 49 3.3.2. Quá trình của Kellog 52 3.3.3. Quá trình của hãng SHELL 53 3.3.4. Quá trình của Stone & Webster 55 3.3.5. Quá trình của hãng Exxon 57 3.3.6. Quá trình cracking xúc tác của hãng IFP 58 CHƯƠNG 4. PHÂN XƯỞNG CRACKING XÚC TÁC PHÂN ĐOẠN CẶN NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT 60 4.1.Tổng quan về nhà máy lọc dầu Dung Quất 60 4.1.1. Các cụm phân xưởng trong nhà máy lọc dầu Dung Quất 61 4.1.2. Sản phẩm thương mại của nhà máy 64 4.2. Tổng quan về phân xưởng cracking xúc tác tầng sôi cặn (U015) 64 4.2.1. Giới thiệu chung 64 4.2.2. Mô tả công nghệ 66 4.2.2.1. Hệ thống phản ứng 70 4.2.2.2. Hệ thống tái sinh xúc tác 75 4.2.2.4. Hệ thống thu hồi khí 82 4.2.2.5. Xử lý khí thải 85 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 86 DANH MỤC HÌNH STT Số hình vẽ Tên hình vẽ Trang 1 Hình 2.1 Đơn vị cấu trúc cơ bản của zeolit 23 2 Hình 2.2 Cấu trúc cơ bản của Aluminosilicat 23 3 Hình 2.3 Cấu trúc của zeolit A và X, Y 24 4 Hình 2.4 Zeolit dạng Faujazit 24 5 Hình 2.5 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất các sản phẩm 44 6 Hình 2.6 Ảnh hưởng áp suất đến hiệu suất và chất lượng xăng 44 7 Hình 3.1 Sơ đồ cracking xúc tác hạt cầu chuyển động 46 8 Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lý quá trình cracking xúc tác một bậc trong lớp xúc tác giả sôi 48 9 Hình 3.3 Sơ đồ RCC tái sinh 1 cấp của hãng UOP 50 10 Hình 3.4 Sơ đồ RCC loại tái sinh 2 cấp của hãng UOP 51 11 Hình 3.5 Sơ đồ thiết bị phản ứng cracking với thời gian siêu ngắn (MSCC) của UOP 52 12 Hình 3.6 Sơ đồ RFCC của hãng Kellog 52 13 Hình 3.7 Sơ đồ RFCC của hãng Sheell 54 14 Hình 3.8 Sơ đồ công nghệ RFCC của Stone & Webster 56 15 Hình 3.9 Quá trình RFCC của hãng Exxon 57 16 Hình 3.10 Sơ đồ công nghệ cracking xúc tác R2R của IFP 59 19 Hình 4.1 Sơ đồ tổng thể vị trí nhà máy lọc dầu Dung Quất 61 20 Hình 4.2 Sơ đồ các cụm phân xưởng nhà máy lọc dầu Dung Quất 62 21 Hình 4.3 Sơ đồ phân xưởng RFCC 67 22 Hình 4.4 Sơ đồ dòng công nghệ cụm phản ứng và tái sinh 69 23 Hình 4.5 Bố trí các vòi phun nguyên liệu 70 24 Hình 4.6 Ống nâng 72 25 Hình 4.7 Thiết bị phản ứng 72 26 Hình 4.8 Lớp đệm và các vòng h ơi nư ớc của thiết bị nhả hấp phụ 73 27 Hình 4.9 Ống đứng dẫn xúc tác đã phản ứng. 74 28 Hình 4.10 Thiết bị tái sinh xúc tác 75 29 Hình 4.11 Bố trí hệ thống xyclon 77 30 Hình 4.12 Hệ thống cung cấp và rút xúc tác 79 31 Hình 4.13 Hệ thống tách phân đoạn sản phẩm 80 32 Hình 4.14 Hệ thống thu hồi khí của phân xưởng RFCC 84 33 Hình 4.15 Xử lý khí thải 85 [...]... Tìm hiểu quá trình cracking xúc tác và công nghệ phân xưởng cracking xúc tác phân đoạn cặn nhà máy lọc dầu Dung Quất " làm đồ án tốt nghiệp của mình Mục tiêu và nhiệm vụ khi thực hiện đề tài Tìm hiểu cơ sở lý thuyết quá trình cracking xúc tác như nguyên liệu, sản phẩm , cơ sở của quá trình tái sinh xúc tác, cơ chế phản ứng, các yếu tố ảnh hưởng đến xúc tác và quá trình cracking xúc tác Đồng thời tìm... bảng Trang 1 1.1 Phân loại dầu thô theo viện dầu mỏ Nga 3 2 2.1 Các hợp phần chính của xúc tác FCC 22 3 2.2 Sự phụ thuộc thành phần khí cracking xúc tác vào nguyên liệu 26 4 2.3 Thành phần khí cracking phụ thuộc vào xúc tác sử dụng 27 5 2.4 Tính chất của xúc tác FCC 30 6 2.5 Cracking xúc tác đối với hydrocacbon riêng lẻ 42 7 3.1 Chế độ công nghệ của quá trình 47 8 4.1 Tính chất của xúc tác mới 66 ASTM... bền, dễ tham gia các phản ứng dễ chuyển hóa b Cracking xúc tác Công nghệ cracking xúc tác là quá trình kỹ thuật nhằm mục đích chế biến các phân đoạn nặng và trung bình, chủ yếu là VGO và AR thành phân đoạn xăng trong đó phản ứng cracking xảy ra dưới tác dụng của chất xúc tác ở nhiệt độ cao • Mục đích Mục đích của quá trình cracking xúc tác là biến đổi các phân đoạn dầu mỏ có nhiệt độ cao thành các cấu... quá trình cracking xúc tác Chương 3, tìm hiểu về một số công nghệ cracking xúc tác tiêu biểu và công nghệ cracking xúc tác của các hãng công nghệ nổi tiếng Ở chương 4, đi sâu vào công nghệ thực tế qua việc tìm hiểu phân xưởng cracking xúc tác phân đoạn cặn của nhà máy lọc dầu dung quất CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ DẦU MỎ VÀ CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN DẦU MỎ 1.1 Giới thiệu sơ bộ về dầu mỏ 1.1.1 Giới thiệu chung... dùng để chế biền các phân đoạn nặng thành các sản phẩm nhẹ Có thề thực hiện phản ứng dưới tác dụng của nhiệt độ và dưới tác dụng của xúc tác a .Cracking nhiệt Cracking nhiệt là quá trình hydrocacbon bị phân hủy, chủ yếu là do sự đứt gãy mạch cacbon của phân tử, tạo ra những hydrocacbon có phân tử lượng bé hơn khi bị đun nóng dưới tác dụng của nhiệt đến nhiệt độ đủ cao • Mục đích của quá trình Nhằm thu... nghệ cracking xúc tác hiện đại trên thế giới.Tìm hiểu thêm về công nghệ cracking xúc tác phân đoạn cặn nhà máy lọc dầu Dung Quất đang áp dụng Cấu trúc đồ án Đồ án của em được trình bày thành 4 chương với nội dung như sau Chương 1, giới thiệu sơ lược về dầu mỏ và công nghệ chế biến dầu mỏ Chương 2, trình bày tổng quan lý thuyết quá trình cracking xúc tác Chương 3, tìm hiểu về một số công nghệ cracking xúc. .. : 55, 72, 86 ( C) Ete có tác dụng làm giảm tính độc hại của khí thải, tăng ON của xăng nhưng làm giảm nhiệt cháy CHƯƠNG 2 QUÁ TRÌNH CRACKING XÚC TÁC 2.1 Mục đích và ý nghĩa củ a quá trình cracking xúc tác Cracking xúc tác chiếm một vị trí đặc biệt quan trọng trong công nghiệp chế biến dầu mỏ Lượng dầu mỏ dùng để chế biến bằng cracking xúc tác là tương đối lớn.Ví dụ như : vào tháng một năm 1965 tổng... làm việc của xúc tác kéo dài 2.3 Các sản phẩm củ a quá trình cracking xúc tác Các sản phẩm chủ yếu của phân xưởng bao gồm: Khí khô, LPG, gasoline, LCO, HCO, dầu gạn và cốc [3] 2.4.1 Các loại xúc tác 2.4.1.1 Xúc tác triclorua nhôm AlCl3 o Triclorua nhôm cho phép tiến hành phản ứng ở nhiệt độ thấp 200 ÷ 300 C [2,3,4], dễ chế tạo Nhược điểm là xúc tác bị mất mát do tạo phức với hydrocacbon thơm của nguyên... niken vanadi và natri có trong dầu thô Các kim loại đó là chất xúc tác và trợ xúc tác cho nhiều phản ứng không mong muốn như Dehydro hóa và ngưng tụ, làm cho hiệu suất hydro và cốc tăng lên, hiệu suất tạo xăng giảm Hầu như tất cả các kim loại có trong nguyên liệu FCC đều được giữ lại trên các chất xúc tác cracking - Niken(Ni) Khi tiếp xúc với xúc tác, niken lắng đọng trên pha nền Niken trợ xúc tác cho phản... 1500 tấn/ngày trong đó có 800 tấn/ngày (tức khoảng 53%) được chế biến bằng cracking xúc tác [1] Quá trình cracking xúc tác là một quá trình chủ yếu để sản xuất xăng cho ô tô và một ít cho xăng máy bay Chính vì v ậy mà không có nhà máy lọc dầu nào lại thiếu phân xưởng cracking xúc tác Mục đích quá trình cracking xúc tác là biến đổi phân đoạn dầu mỏ có nhiệt độ sôi cao thành các cấu tử xăng có chất lượng . cracking xúc tác tiêu biểu và công nghệ cracking xúc tác của các hãng công nghệ nổi tiếng. Ở chương 4, đi sâu vào công nghệ thực tế qua việc tìm hiểu phân xưởng cracking xúc tác phân đoạn cặn của. với lớp xúc tác cố định 45 3.1.2. Cracking với lớp xúc tác tầng sôi (tuần hoàn) 45 3.2. Giới thiệu các sơ đồ cracking xúc tác dạng xúc tác hạt tiêu biểu 45 3.2.1. Sơ đồ cracking xúc tác hạt. phụ thuộc vào xúc tác sử dụng 27 5 2.4 Tính chất của xúc tác FCC 30 6 2.5 Cracking xúc tác đối với hydrocacbon riêng lẻ 42 7 3.1 Chế độ công nghệ của quá trình 47 8 4.1 Tính chất của xúc tác mới 66 CÁC