 án môn hc u Sinh viên  SHSV : 20090289 1 Mục Lục  2  3 I.Quá trình cracking xúc tác 3  4  4  4  5  5  5  5  6  6  6 b.  7  8  8  11  13  13  16  18  20  24  24  26  27  28  31 Tài liu tham kho 32  án môn hc u Sinh viên  SHSV : 20090289 2 Lời mở đầu                                       Thiết kế lò phản ứng của quá trình cracking xúc tác năng suất 3.500.000 tấn/ năm    gian q  án môn hc u Sinh viên  SHSV : 20090289 3 Phần 1: Tổng quan I.Quá trình cracking xúc tác                Xúc t                     60           100µm.                   cracking. -   -   -  0 C  550 0 C  án môn hc u Sinh viên  SHSV : 20090289 4 - ng : 0,27 Mpa -  120 m 3 /m 3 . h  -  9/1 -      II.Cơ sở lý thuyết của quá trình cracking xúc tác 1. Các phản ứng xảy ra trong quá trình a. Phản ứng phân huỷ các mạch CC, phản ứng cracking    +  C n H 2n+2 C m H 2m + C p H 2p+2 (n = m + p)  C n H 2n C m H 2m + C p H 2p (n = m + p) +              ArC n H 2n+1 ArC m H 2m+1 + C p H 2p (n = m + p)  C n H 2n C m H 2m + C p H 2p (n = m + p)  án môn hc u Sinh viên  SHSV : 20090289 5 naphten olefin olefin C n H 2n C 6 H 12 + C m H 2m + C p H 2p (n = m + p+ 6) naphten xyclohexan olefin olefin b. Phản ứng đồng phân hoá (izome hoá)   n-olefin izo-olefin n-parafin izo-parafin c. Phản ứng chuyển dời hydro dưới tác dụng của xúc tác    Naphten + olefin hydrocacbon th d. Phản ứng trùng hợp  C n H 2n + C m H 2m C p H 2p (n + m = p) e. Phản ứng alkyl hoá và khử alkyl hoá  ArH + C n H 2n Aromat C n H 2n+1      án môn hc u Sinh viên  SHSV : 20090289 6 f. Phản ứng ngưng tụ tạo cốc       2. Cơ chế của quá trình a. Giai đoạn tạo ion cacboni -  C n H 2n+1 +H 2 C n H 2n+2 + H + C n H 2n+3 C m H 2m+1 + C p H 2p C n H 2n+2 +L(H + ) + C n H 2n+1 + LH -  C n H 2n + H + + C n H 2n+1 C n H 2n + L + C n H 2n+1 + LH -  2 H 2 H 2 2  án môn hc u Sinh viên  SHSV : 20090289 7   parafin. -   +    b. Giai đoạn biến đổi ion cacboni     -  nhánh. RCCCC + CC + CCR  C 3 +  2 +  3 +  -   H + CH 2 CH 3 + CH 2 CH 3 H + + b CH 3 CH CH 2 R + RCH 3 CH CH 2 +  án môn hc u Sinh viên  SHSV : 20090289 8    C + n H 2n+1 + C m H 2m C n H 2n + C + m H 2m+1 C + n H 2n+1 + C m H 2m+2 C n H 2n+2 + C + m H 2m+1 c. Giai đoạn dừng phản ứng                 3. Đặc tính chi tiết dầu thô Bạch Hổ     0 API 38,6  0,03 - 0,05  0 C 33  0 C, cSt 9,72  0 C, cSt 6,58  0 C, cSt 4,73  0,65 -1,08 Asphanten,%tl 0,05 Wax, %tl 27  0 F,psi 2.5 V/Ni,ppm 2/2  0,067  22  án môn hc u Sinh viên  SHSV : 20090289 9  0,05  5 -95 0 C)  2,3  0 C, Kg/l 0,6825  0,001 Mercaptan,%tl 0,0002 Parafin,%tl 75,2 Naphten,%tl 18,4  6,4 N-parafin,%tl 42,0  5 -149 0 C)  10,1  0 C, Kg/l 0,7285  0,001 Mercaptan,%tl 0,0002 Parafin,%tl 60,5 Naphten,%tl 31,3  8,2 N-parafin,%tl 34,9 Kerosen (149 -232 0 C)  14,35  0 C,kg/l 0,7785  0,001  0,041      35  án môn hc u Sinh viên  SHSV : 20090289 10 khói,mm  13,0 Gasoil (232 -432 0 C)  23,05  0 C,kg/l 0,818  0,016  0,01  47,6  550 0 C)  0 C  14,2  0 C, Kg/l 0,811  0,07  1350 Asphanten,% Kh.l 0,05  58  15 [...]... : hàm nhiệt của cốc hoặc xúc tác, Kcal/kg C : là nhiệt dung riêng của cốc hay nhiệt dung riêng của xúc tác và tương ứng bằng 0,6 và 0,27 , Kcal/kg.độ t : nhiệt độ của xúc tác hay cốc  Hàm nhiệt của xúc tác đi vào ống phản ứng: qxtv = 0,27×600 = 162 Kcal/kg Nhiệt lượng của xúc tác mang vào ống phản ứng: QXtv = 2625.103×162 = 42,53.107 Kcal/h  Hàm nhiệt của xúc tác ra khỏi thiết bị phản ứng: qxtr =... em đã hoàn thành đề tài thiết kế lò phản ứng của quá trình cracking xúc tác có năng xuất 3.500.000 tấn/năm Qua bản đồ án này đã giúp em hiểu được cơ bản các bước về quá trình thiết kế một thiết bị phản ứng Bản đồ án này giúp em hiểu được việc đưa một thành quả của việc áp dụng nghiên cứu vào sản xuất là một quá trình hết sức phức tạp, nó đòi hỏi phải có sự liên quan đến quá trình sản xuất Bản đồ án... tốc cho phép của hơi ở trong tiết diện tự do của lò phản ứng, m/s Đối với thiết bị cracking xúc tác thì vận tốc trung bình của hơi trong tiết diện tự do của lò phản ứng là 0,63 m/s Khi đó V được xác định theo công thức: V= [6,123] Trong đó: : là lượng hỗn hợp hơi ở trong lò phản ứng, Kmol/h : là nhiệt độ ở trong lò phản ứng, oC tp : áp suất tuyệt đối ở bên trên lớp giả sôi của lò phản ứng, ta lấy bằng... 4 Lò phản ứng Cấu tạo lò phản ứng 1.Hỗn hợp sản phẩm và xúc 2.Xyclon 3 Pha loãng 4 Ống cuối của xyclon 5.Van 6 Pha đặc của xúc tác 7 Vùng rửa 8 .Xúc tác sang lò tái sinh 9.Hơi nước 10 .Xúc tác và nguyên liệu 11.Ống ứng 12 Cửa của xyclon Nguyên lý hoạt động: Nguyên liệu cracking được tiếp xúc với xúc tác nóng đã tái sinh(10) đi vào đáy của ống ứng( 11), khi đó nguyên liệu bay hơi cùng với hỗn hợp của. .. thổi xúc tác và dầu, làm như vậy sẽ hạn chế đến mức tối đa hiện tượng trộn quay trở lại của xúc tác và hơi khí đã làm việc Vùng ống ứng và bộ phận tách hơi của reactor được thiết kế cho quá trình FCC với thời gian tiếp xúc ngắn giữa xúc tác và dầu Sau khi tách khỏi xúc tác, hơi sản phẩm nóng (1) được chuyển tới cột phân đoạn Xúc tác đã làm việc (8) được cho qua vùng tách hơi (còn gọi là bộ phận rửa xúc. .. toán thiết bị phản ứng III.1 Tính đường kính lò phản ứng Đường kính của lò phản ứng được xác định theo công thức: D = 1,128 Sinh viên : Mai Ngọc Chiến SHSV : 20090289 [6,122] 24 Đồ án môn học GVHD: PGS.TS Lê Văn Hiếu Trong đó: D: là đường kính lò phản ứng, m S : là diện tích tiết diện ngang của lò phản ứng, m2 S được tính theo công thức: S= Trong đó: V : là thể tích đi qua mặt cắt ngang của lò phản ứng, ... ứng , m3 V : Thể tích hơi đi qua mặt cắt ngang của lò phản ứng ,m3/s Suy ra Vống =  V Sinh viên : Mai Ngọc Chiến SHSV : 20090289 27 Đồ án môn học GVHD: PGS.TS Lê Văn Hiếu Như vậy đường kính của ống ứng là : d= 4. V =  H = 2,14 Chọn đường kính ống phản ứng là d = 2 ,m ,m IV.Cyclon của lò phản ứng Ta đặt cyclon ở trong lò phản ứng nhằm mục đích thu hồi bụi xúc tác bị cuốn theo hơi sản phẩm phản ứng. .. khỏi vùng tách Qmm : mất mát nhiệt vào môi trường Qpư : nhiệt lượng tiêu hao cho phản ứng cracking Dựa vào các tài liệu và thực tế công nghiệp ta chọn nhiệt độ của các thành phần lúc đi vào thiết bị phản ứng như sau: - Nhiệt độ của xúc tác vào thiết bị phản ứng là: txtv = 600oC - Nhiệt độ của hơi nước đưa vào ống vận chuyển là tH2Ov1 = 600oC ( áp suất 40 at) - Nhiệt độ của hơi nước đưa vào vùng tách: tH2Ov2... với hỗn hợp của hơi nóng và xúc tác được đi lên phía trên tới đỉnh của ống ứng, đồng thời xảy ra các phản Sinh viên : Mai Ngọc Chiến SHSV : 20090289 11 Đồ án môn học GVHD: PGS.TS Lê Văn Hiếu ứng cracking xúc tác Hầu hết nguyên liệu đều tham gia phản ứng và chuyển hoá trong ống ứng, còn reactor được dùng như một thiết bị tách xúc tác và hơi hydrocacbon Một bộ phận được thiết kế đặc biệt, bố trí ở gần... chỉnh áp suất của cột phân đoạn Sinh viên : Mai Ngọc Chiến SHSV : 20090289 12 Đồ án môn học GVHD: PGS.TS Lê Văn Hiếu Phần II: Tính toán cân bằng vật chất và nhiệt lượng I.Tính cân bằng vật chất  Tổng lượng vật chất vào lò phản ứng bằng tổng lượng vật chất ra khỏi lò phản ứng :Gvào = Gra Gk Gx Gc GNL Ggnh Ggn Gmm Cân bằng vật chất của lò phản ứng  Phương trình cân bằng vật liệu của lò phản ứng có dạng: .        Thiết kế lò phản ứng của quá trình cracking xúc tác năng suất 3. 500. 000 tấn/ năm   . 21,84 231 ,0 31 ,71 30 9 42,42 C 4 H 8 22 ,31 6 148,9 33 , 23 214,0 47,76 285 63, 60 C 4 H 10 16,499 159,5 26 ,31 231 ,0 38 ,11 30 8 50,82  100 1 63, 10 233 ,64 30 9,89 .   II.Cơ sở lý thuyết của quá trình cracking xúc tác 1. Các phản ứng xảy ra trong quá trình a. Phản ứng phân huỷ các mạch CC, phản ứng cracking   