QU TRèNH CRACKINH XC TC I.Gii thiu chung v quỏ trỡnh cracking xỳc tỏc I.1.S lc v lch s phỏt trin ca qỳa trỡnh cracking xỳc tỏc[1,106] Qỳa trỡnh cracking xỳc tỏc ó c nghiờn cu t cui th k XIX, nhng mói n nm 1923, mt k s ngi Phỏp tờn l Houdry mi ngh a qỳa trỡnh vo ỏp dng cụng nghip n nm 1936, nh mỏy cracking xỳc tỏc u tiờn c xõy dng M, ca cụng ty Houdry Process corporation Ban u cũn tn ti nhiu nhc im nh l hot ng giỏn on v rt phc cho hnh, nht l chuyn giao gia hai chu k phn ng v tỏi sinh xỳc tỏc cựng mt thit b.Cho n nay, sau hn 60 nm phỏt trin, quỏ trỡnh ny ngy cng c ci tin v hon thin, nhm mc ớch nhn nhiu xng hn vi cht lng xng ngy cng cao t nguyờn liu cú cht lng ngy cng kộm hn (t nhng phn cn nng hn) I.2 Mc ớch ca quỏ trỡnh cracking xỳc tỏc.[1,106]8 Mc ớch ca quỏ trỡnh cracking xỳc tỏc l nhn cỏc cu t cú tr s octan cao cho xng ụtụ hay xng mỏy bay t nguyờn liu l phn ct nng hn, ch yu l phn ct nng hn t cỏc quỏ trỡnh chng ct trc tip AD (Atmotpheric Distillation) v VD (Vacuum Distillation) ca du thụ ng thi ngoi mc ớch nhn xng ngi ta cũn nhn c c nguyờn liu cú cht lng cao cho cụng ngh tng hp hoỏ du v hoỏ hc Ngoi cũn thu thờm mt s sn phm ph khỏc nh gasoil nh , gasoil nng, khớ ch yu l cỏc phn t cú nhỏnh ú l cỏc cu t quý cho tng hp hoỏ du I.3.Vai trũ ca quỏ trỡnh cracking xỳc tỏc v cỏc iu kin cụng ngh.[1,107] Quỏ trỡnh cracking xỳc tỏc l quỏ trỡnh khụng th thiu c bt k mt nh mỏy ch bin du no trờn th gii, vỡ quỏ trỡnh ny l mt cỏc quỏ trỡnh chớnh sn xut xng cú tr s octan cao Xng thu c t qỳa trỡnh ny c dựng phi trn vi cỏc loi xng khỏc to cỏc mỏc xng khỏc Khi lng xng thu t quỏ trỡnh chim t l rt ln khong 70-80% so vi tng lng xng thu t cỏc quỏ trỡnh ch bin khỏc Lng du m c ch bin bng cracking xỳc tỏc chim tng i ln.Vớ d vo nm 1965, lng du m th gii ch bin c 1.500 tn/ngy thỡ ú cracking xỳc tỏc chim 800 tn ( tng ng 53%) Quỏ trỡnh cracking xỳc tỏc c tin hnh iu kin cụng ngh l : Nhit : 4700C 5500C ỏp sut vựng lng ca lũ phn ng : 0,27 Mpa Tc khụng gian th tớch : 120 m3/m3 h (tựy thuc vo dõy truyn cụng ngh) T l xỳc tỏc/nguyờn liu : 9/1 Bi s tun hon nguyờn liu : Cú th cn hoc khụng tu thuc mc bin i: Nu mc bin i thp hn 60% lng tun hon cú th ti a l 30% Khi mc chuyn hoỏ cao trờn 70% thỡ phi gim lng tun hon thm khụng cn tun hon Xỳc tỏc cho quỏ trỡnh cracking thng dựng l xỳc tỏc zeolit mang tớnh axớt Sn phm ca quỏ trỡnh l mt hn hp phc ca hydrocacbon cỏc loi khỏc , ch yu l hydrocacbon cú s cacbon t tr lờn, vi cu trỳc nhỏnh II.Bn cht hoỏ hc ca quỏ trỡnh cracking xỳc tỏc v c ch ca phn ng II.1.Bn cht hoỏ hc ca quỏ trỡnh cracking xỳc tỏc [2,97] Cracking l quỏ trỡnh b gy mch cacbon cacbon (ca hydrocacbon) ca nhng phõn t cú kớch thc ln ( cú trng lng phõn t ln) thnh nhng phõn t cú kớch thc nh hn( cú trng lng phõn t nh hn ).Trong cụng ngh du m, quỏ trỡnh ny c ng dng bin i cỏc phõn on nng thnh cỏc sn phm nh, tng ng vi khong sụi ca cỏc sn phm trng nh xng, kerosen, diezen.Quỏ trỡnh ny cú th thc hin di tỏc dng ca nhit (cracking nhit) v xỳc tỏc( cracking xỳc tỏc) II.2 C ch phn ng cracking xỳc tỏc.[3,84] Hin cha cú s nht trớ hon ton vic gii thớch bn cht, c ch ca cỏc phn ng cracking xỳc tỏc nờn cũn nhiu ý kin vic gii thớch c ch xỳc tỏc quỏ trỡnh cracking Tuy vy, ph bin nht l cỏch gii thớch cỏc phn ng theo c ch ion cacboni C s ca lý thuyt ny da vo cỏc tõm hot tớnh l cỏc ion cacboni Chỳng c to cỏc phõn t hydrocacbon ca nguyờn liu tỏc dng vi tõm hot tớnh acid ca xỳc tỏc loi Bronsted (H+) hay Lewis (L) Theo c ch ny cỏc phn ng cracking xỳc tỏc din theo ba giai on sau: Giai on : Giai on to ion cacboni Giai on : Cỏc phn ng ca ion cacboni (giai on bin i ion cacboni to thnh cỏc sn phm trung gian ) Giai on : Giai on dng phn ng II.2.1.Giai on to thnh ion cacboni Ion cacboni to s tỏc dng ca olefin, hydrocacbon parafin, hydrocacbon naphten , hydrocacbon thm vi tõm axớt ca xỳc tỏc T olefin Ion cacboni to s tỏc dng ca olefin vi tõm axớt Bronsted ca xỳc tỏc + R1 CH C R2 + H + (xt) H R1 CH C R2 H H + (xt) Ion cacboni to thnh s tỏc dng ca olefin vi tõm axit Lewis ca xỳc tỏc: O RH + olefin O + Al O Si R H Al O Si O O hoc l CnH2n + H+ CnH2n+1 Trong nguyờn liu ban u thng khụng cú hydrocacbon olefin, nhng olefin cú th to s phõn hu cỏc hydrocacbon parafin cú phõn t lng ln Cỏc olefin to thnh ú lp tc tỏc dng vi tõm axit ri to ion cacboni Ion cacboni to thnh cỏc phn ng tuõn theo quy tc nht nh Nh olefin tỏc dng vi H + (xt) thỡ xỏc sut to alkyl bc hai ln hn alkyl bc mt + CH3 CH2 CH CH2 + H + (xt) CH3 CH2 CH CH2 dễ tạo thành + CH3 CH2 CH2 CH2 Khi olefin cú liờn kt ụi cacbon bc thỡ ion cacboni bc d to thnh hn cacbon bc hai + CH3 CH3 CH C CH3 + H + (xt) CH3 CH2 C CH3 CH3 dễ tạo thành + CH3 CH CH CH3 CH3 T hydrocacbon parafin: + R1 CH2 CH2 R2 + H + (xt) R1 CH2 CH R2 + H2 + XT Ion cacboni cú th c to thnh s tỏc dng ca parafin vi tõm axớt Bronsted ca xỳc tỏc: Ion cacboni cng cú th c to s tỏc dng ca parafin vi tõm axit Lewis: RH O Al O Si O + + + R O H Al O Si O hoc l: T hydrocacbon naphten: Khi hydrocacbon naphten tỏc dng vi tõm axit ca xỳc tỏc hay cỏc ion cacboni khỏc s to cỏc ion cacboni mi tng t nh quỏ trỡnh xy vi parafin T hydrocacbon thm ngi ta quan sỏt thy s kt hp trc tip ca H+ vo nhõn thm: CH2 CH3 H+ + + CH2 CH3 H Cỏc hydrocacbon thm cú mch bờn di thỡ s to thnh ion cacboni cng ging nh trng hp parafin Thi gian sng ca cỏc ion cacboni c to dao ng t phn triu giõy n hng phỳt Cỏc ion cacboni ny to nm lp cỏc phn t hp ph, chỳng l nhng hp cht trung gian rt hot ng i vi nhiu phn ng xy cracking II.2.2 Giai on bin i ion cacboni.[3,86] Giai on bin i ion cacboni to thnh sn phm trung gian Ion cacboni cú th bin i theo cỏc phn ng sau: + R CH2 CH CH3 + R CH CH2 CH3 + R C CH2 CH3 Phn ng ng phõn hoỏ: chuyn ri ion hydro(H+) ,nhúm metyl (CH3) to cu trỳc nhỏnh R C C C C+ C C+ C C R S chuyn di ion cacboni xỏc nh c bi n nh ca cỏc ion ú Theo nguyờn tc: n nh ion cacboni theo bc gim dn nh sau : C3+ bc > C3+ bc > > C3+ bc bn ca ion cacboni s quyt nh mc tham gia cỏc phn ng tip theo ca chỳng Vỡ cỏc ion cacboni bc cú bn cao nht nờn s cho phộp nhn hiu sut cao cỏc hp cht iso- parafin ng thi cỏc ion cacboni nhanh chúng li tỏc dng vi cỏc phõn t trung ho olefin ( C mH2m ) hay parafin (CmH2m +2) to thnh cỏc ion cacboni mi Phn ng cracking : cỏc ion cacboni cú s nguyờn t cacbon ln xy s phõn hu v t mch v trớ so vi nguyờn t cacbon tớch in Sn phm phõn hu l mt phõn t hydrocacbon trung ho v ion cacboni mi cú s nguyờn t cacbon nh hn [A] [B] + R C C C C C C C [C] C Vi ba v trớ ( [A] ,[B],[C] ) trờn thỡ xỏc sut t mch v trớ [A] ln hn v trớ [B] v cui cựng l v trớ [C] Vi ion cacboni mch thng: + + CH3 CH CH2 + R CH3 CH CH2 R i vi ion cacboni l ng ng ca benzen, vớ d nh : + C C C Nu ỏp dng quy tc v trớ bỡnh thng thỡ v trớ ú rt bn vng Ngi ta cho rng proton c kt hp vi mt nhng liờn kt CC nhõn thm to thnh nhng hp cht trung gian, sau ú mi phõn hu theo quy tc nờu trờn Khi phõn hu, in tớch ion cacboni s dch chuyn theo s sau: H C C + C C C C C + + + CH C C Nh vy hydrocacbon thm hiu ng tớch in nhõn thm l nguyờn nhõn quan trng hn so vi nguyờn nhõn l s bin i ion cacboni bc hai thnh bc ba Cỏc ion cacboni l ng ng ca benzen, mch bờn cng di thỡ tc t mch xy cng ln v cng d Ion cacboni izo-butyl benzen cú tc t mch ln hn 10 ln so vi izo-propyl benzen Cỏc nhúm metyl, etyl khú b t nhõn hydrocacbon thm (vỡ nng lng liờn kt ln) v ú khú to c CH3 v C2H5 iu ny gii thớch c ti xng cracking xỳc tỏc hm lng hydrocacbon thm cú mch bờn ngn rt ln v gii thớch c ti khớ ca quỏ trỡnh cracking xỳc tỏc cú hm lng ln cỏc hydrocacbon cú cu trỳc nhỏnh II.2.3 Giai on dng phn ng.[3,87] Giai on ny xy cỏc ion cacboni kt hp vi nhau, hoc chỳng nhng hay nhn nguyờn t hydro ca xỳc tỏc to thnh cỏc phõn t trung ho Nguyờn liu v sn phm ca qỳa trỡnh cracking xỳc tỏc I.Nguyờn liu dựng qỳa trỡnh cracking xỳc tỏc.[1,124] Theo lý thuyt thỡ bt k phõn on chng ct no ca du m cú im sụi ln hn xng u cú th dựng lm nguyờn liu cho qỳa trỡnh cracking xỳc tỏc Nhng gii hn vic s dng cỏc phõn on chng ct du m vo lm nguyờn liu cho cracking xỳc tỏc cú mt tm quan trng rt ln Nu la chn nguyờn liu khụng thớch hp s khụng a n hiu qu kinh t cao hoc s nh hng n hot tớnh ca xỳc tỏc Ngy ngi ta thng dựng cỏc phõn on nng thu c t quỏ trỡnh cracking nhit,cc hoỏ chm,cỏc phõn on du nhn chng ct chõn khụng v du mazỳt ó tỏch nha lm nguyờn liu cho cracking xỳc tỏc. trỏnh hin tng to cc nhiu quỏ trỡnh cracking xỳc tỏc cng nh trỏnh nhim c xỳc tỏc, nguyờn liu cn phi c tinh ch s b trc a vo ch bin Ta cú th dựng cỏc phõn on sau lm nguyờn liu cho cracking xỳc tỏc: Phõn on kerosen xola ca quỏ trỡnh chng ct trc tip Phõn on xụla cú nhit sụi 3000C 5500C ca quỏ trỡnh chng ct chõn khụng mazỳt Phõn on gasoil ca quỏ trỡnh ch bin th cp khỏc Phõn on gasoil nng cú nhit sụi 3000C 5500C III.Sn phm thu c t qỳa trỡnh cracking xỳc tỏc.[2,102] Hiu sut v c tớnh ca cỏc sn phm cracking xỳc tỏc ph thuc vo bn cht nguyờn liu, cht lng xỳc tỏc v ch cụng ngh Sn phm chớnh ca quỏ trỡnh l xng, ngoi cũn thu thờm mt s sn phm ph nh khớ, gasoil nng, gasoil nh III.1 Sn phm khớ cracking xỳc tỏc.[3,66] Hiu sut khớ cracking xỳc tỏc chim khong 10 - 25% lng nguyờn liu em cracking.Nú cú th giao ng ph thuc vo bn cht ca nguyờn liu em cracking Hiu sut ny nhiu hay ớt ph thuc vo iu kin cracking.Nu cracking xỳc tỏc iu kin cng ( nhit cao, tc np liu nh, bi s tun hon ln) thỡ hiu sut khớ s ln,cũn nu cracking iu kin mm thỡ hiu sut khớ s ớt Thnh phn ca khớ cracking ph thuc vo bn cht ca nguyờn liu, vo bn cht ca xỳc tỏc Nu nguyờn liu cú hm lng lu hunh cao thỡ khớ cracking xỳc tỏc cha nhiu H2S Thnh phn ca khớ cracking xỳc tỏc: % lng C1,C2 10-25 C3 25-30 C4 30-50 C5 10-20 III.2 Xng cracking xỳc tỏc.[2,104] õy l sn phm chớnh ca quỏ trỡnh cracking xỳc tỏc, hiu sut xng thng dao ng khong t 30 -35% lng nguyờn liu em vo cracking Hiu sut v cht lng xng ph thuc vo cht lng nguyờn liu, xỳc tỏc, ch cụng ngh Nu nguyờn liu cú nhiu naphten thỡ xng thu c cú cht lng cao Nu nguyờn liu cú nhiu parafin thỡ xng thu c cú tr s octan thp Nu nguyờn liu cú nhiu lu hunh thỡ xng thu c cng cú nhiu lu hunh (thng chim 15% tng lng lu hunh cú nguyờn liu III.3 Sn phm gasoil nh.[3,69] Gasoil nh dựng lm cu t pha cho nhiờn liu diezel, lm nguyờn liu pha vo mazut lm tng cht lng ca du mazut Gasoil nh cracking xỳc tỏc cú c tớnh nh sau : T trng :0,84 -0,94 Thnh phn hoỏ hc: 1,7 -2,4% trng lng lu hunh, 30 -50% hydrocacbon thm, cũn li l naphten v parafin III.4 Sn phm gasoil nng.[2,105] Sn phm gasoil nng l phn cn cũn li ca quỏ trỡnh cracking xỳc tỏc, cú T s trờn 3500C, d420 = 0,890 0,990 Sn phm ny cha mt lng ln cht c hc Hm lng lu hunh cao hn nguyờn liu ban u khong 1,5 ln Nú c s dng lm nguyờn liu cho cracking nhit v cc hoỏ, hoc lm nguyờn liu t lũ, lm nguyờn liu sn xut b húng, hoc quay tr li quỏ trỡnh cracking Cỏc dõy chuyn cụng ngh cracking xỳc tỏc I Cỏc dõy chuyn cụng ngh cracking xỳc tỏc I.1.S lc v s phỏt trin h thng cracking xỳc tỏc [1,131] Nm 1936, dõy chuyn cracking xỳc tỏc u tiờn c a vo cụng nghip ch bin du, hot ng theo phng thc giỏn on vi lp xỳc tỏc c nh k s ngi phỏp Houdry thit k Nm 1941, xut hin quỏ trỡnh cracking vi lp xỳc tỏc chuyn ng thay th cho quỏ trỡnh Houdry.Dõy chuyn cracking xỳc tỏc loi ny Nga cú tờn l loi 43 -1 v 43 -102, cũn cỏc nc khỏc cú tờn l TCC.Cỏc dõy truyn cng v sau cng liờn tc c ci tin so vi cỏc dõy chuyn ban u khõu chuyn xỳc tỏc Nm 1942 dõy chuyn cracking xỳc tỏc lp sụi FCC u tiờn ó c a vo hot ng vi cụng sut 12.000 thựng nguyờn liu/ngy.Loi dõy chuyn ny cú tờn l (Up Flow).Xỳc tỏc c a t nh ca lũ phn ng v tỏi sinh Nm 1944 dõy chuyn mang tờn l Down Flow model II.Dõy chuyn cú thit b phn ng v thit b tỏi sinh cú ng kớnh ln hn trc v quỏ trỡnh tỏch hi sn phm c thc hin thit b phn ng, tỏi sinh xỳc tỏc dng tng sụi v quỏ trỡnh thi cng ngy cng c ci tin cho xỳc tỏc chuyn ng t phớa di v ly ngoi ỏy thit b v õy ngi ta cng ci tin c hỡnh dng ca xỳc tỏc Nm 1947, hóng UOP ó thit k loi FCC ú thit b phn ng v thit b tỏi sinh chng lờn trờn cựng mt trc Nm 1951, loi Orthor Flow u tiờn ca M.W Kellog xut hin Sau ú hóng Standard oil ó thit k mt loi FCC mi ú l ci tin ca model II v nú c ỏp dng cụng nghip vo nm 1952 I.2 Xu hng phỏt trin ca cracking xỳc tỏc.[4,25] K t i cho n nay, cracking xỳc tỏc ó tri qua mt thi k di gn 40 nm ci tin v hon thin dn cỏc quy trỡnh cụng ngh cng nh cỏc loi xỳc tỏc s dng t thit b cracking xỳc tỏc u tiờn vi lp xỳc tỏc tnh hot ng khụng liờn tc ngi ó khụng ngng ci tin thnh kiu cracking xỳc tỏc tng sụi hot ng liờn tc vi cht xỳc tỏc dng ht hoc dng bt trng thỏi chuyn ng Dn dn ngi ta thay th cỏc loi xỳc tỏc dng ht thnh dng bt cú ln vo khong 20 -100 micron v thu c hiu sut cao, nõng giỏ tr kinh t ca mt tn du thụ a vo ch bin Ngy nay, cracking xỳc tỏc lp tng sụi l mt phng phỏp hin i nht v c ỏp dng rng dói trờn th gii c bit l M, t l cracking xỳc tỏc lp tng sụi chim vo khong 72% nm 1995 v 10 nm sau ó tng lờn ti 82% so vi ton b cracking xỳc tỏc, cũn cỏc nc phỏt trin khỏc Tõy õu, t l ny chim vo khong 79% Trong 10 nm gn õy, xu hng tip tc xõy dng phõn xng cracking xỳc tỏc lp sụi vi cụng sut ln t 4,2 n 5,2 triu m3/nm Do cụng sut ln nờn u t cng nh chi phớ sn xut cho m nguyờn liu a vo r hn II Phõn tớch la chn cụng ngh cracking xỳc tỏc Qua lch s phỏt trin ca quỏ trỡnh cracking xỳc tỏc, ng thi qua phõn tớch ỏnh giỏ cỏc yờu cu khỏc nh ch lm vic, nguyờn liu xỳc tỏc ta thy quỏ trỡnh FCC cú rt nhiu u im v thun li, h thng ny c s dng ngy cng ph bin cụng nghip du m, nú c cỏc hóng cụng nghip hng u lnh vc ny nh UOP, Kellogg, Shell, IFP, Exxon nghiờn cu hon thin hn nhm mc ich t nng sut hiu qu cao nht, s dng nguyờn liu nng hn, tit kim c xỳc tỏc v phi l kinh t nht Qua thc t dựng h thng cracking xỳc tỏc lp sụi s dng xỳc tỏc dng bi hay vi cu, ngi ta thy nú cú nhiu u im hn h thng cracking xỳc tỏc lp xỳc tỏc chuyn ng Nhng u im ú l: Cỏc thit b chớnh ca quỏ trỡnh l thit b phn ng v thit b tỏi sinh u cú cu to rt n gin, so vi cỏc dng thit b khỏc ca quỏ trỡnh cracking thc t chỳng l hỡnh rng S tun hon xỳc tỏc t thit b phn ng n thit b tỏi sinh v ngc li l nh s chuyn liờn tc ca hi v khớ mt gii hn rng Do s khuy trn mnh m ca xỳc tỏc v hi nguyờn liu dn n s ng nht v nhit ton b th tớch lp xỳc tỏc thit b phn ng cng nh thit b tỏi sinh, khc phc c hin tng quỏ nhit cc b H thng ny cú kh nng ch bin cỏc dng nguyờn liu khỏc nhau, nh t nguyờn liu l phõn on kerosen n nguyờn liu nng l mazut, lm tng tớnh nng ca h thng H thng ny cú cụng sut lm vic ln v cú thi gian tip xỳc ngn (thi gian tip xỳc gia nguyờn liu v xỳc tỏc l cc tiu) dn n vic t c hiu sut xng cc i v olefin nh khụng xy phn ng ngng t bc hai m ó to xng ng dng phng phỏp tỏi sinh (chỏy hon ton CO thit b tỏi sinh) dn n t hm lng ct cn rt thp xỳc tỏc Vi nhng u im n bt ú nờn ta chn s cụng ngh xỳc tỏc lp sụi FCC vi thi gian tip xỳc ngn cho quỏ trỡnh cracking xỳc tỏc III S cụng ngh xỳc tỏc lp sụi(FCC) vi thi gian tip xỳc ngn.[1,147] Thuyt minh s cụng ngh: Dõy truyn cụng ngh FCC gm cỏc b phn chớnh sau : Thit b phn ng Lũ tỏi sinh v tn dng nhit ca khớ khúi B phn phõn chia sn phm 1.Thit b phn ng Nguyờn liu mi t b cha nguyờn liu (1) c cho qua thit b trao i nhit ng chựm (2) Nguyờn liu mi cú th em trn vi mt phn tun hon HCO ( phõn on du nng ca quỏ trỡnh cracking xỳc tỏc ) v cn ỏy thit b (3), sau ú cho qua lũ t núng nguyờn liu cracking (4) Nguyờn liu cracking c tip xỳc vi xỳc tỏc núng ó tỏi sinh ỏy ca ng ng (5), ú nguyờn liu bay hi cựng vi hn hp ca hi núng v xỳc tỏc c i lờn phớa trờn ti nh ca ng ng, ng thi xy cỏc phn ng cracking xỳc tỏc Hu ht nguyờn liu u tham gia phn ng v chuyn hoỏ ng ng, cũn thit b phn ng (6) c c dựng nh mt thit b tỏch xỳc tỏc v hi hydrocacbon Mt b phn c thit k c bit, b trớ gn van chn, dựng hi nc thi xỳc tỏc v du iu ny s hn ch mc ti a hin tng trn quay tr li ca xỳc tỏc v hi khớ ó lm vic.Sau tỏch xỳc tỏc, hi sn phm núng c chuyn sang ct phõn on (7) Xỳc tỏc ó lm vic c cho qua vựng tỏch hi ( cũn gi l b phn xỳc tỏc) (8) bng cỏch thi hi nc vo.B phn khụng ch lm nhim v ui ht hydrocacbon hp ph trờn xỳc tỏc m cũn lm ti cỏc ht xỳc tỏc chỳng khụng dớnh vo trc sang lũ tỏi sinh.Tc hi cn c iu chnh thớch hp v cn phi kim tra cht ch thi gian lu ca xỳc tỏc b phn trỏnh phi dựng quỏ nhiu khụng khớ lũ tỏi sinh Ap sut thit b phn ng c khng ch bng b phn iu chnh ỏp sut ca ct phõn on 2.Lũ tỏi sinh v tn dng nhit ca khúi lũ Xỳc tỏc cú cha cc c chuyn qua van iu khin (9) v khng ch bi kim tra mc xỳc tỏc lũ phn ng,sau ú i vo lũ tỏi sinh (10) Xỳc tỏc vo lũ tỏi sinh Xỳc tỏc vo lũ tỏi sinh theo hng tip tuyn vi thnh lũ Mc ớch ca tỏi sinh l t chỏy cc bỏm trờn xỳc tỏc ó lm vic bng oxy khụng khớ, sn phm to thnh l CO v CO 2, hi nc vy m tr li b mt hot tớnh cho xỳc tỏc Sau nộn khụng khớ t c a vo ỏy lũ tỏi sinh, qua li phõn phi trn cú hiu qu gia khụng khớ v xỳc tỏc.S chỏy cng xy lp sụi v t c iu ú thỡ tc ca khụng khớ phi ln hn m/s Xỳc tỏc ó tỏi sinh c chuyn vo ng ng sau ó ui sch khớ qua mt van lỏ (11) m s hot ng ca van ny c khng ch, iu khin t ng nh b phn iu chnh nhit ca thit b phn ng, ri sau ú xỳc tỏc c trn vi nguyờn liu cracking v hon thnh mt chu trỡnh ng thi ta tin hnh thỏo xỳc tỏc bn ó gi hoỏ v tip tc b xung xỳc tỏc mi m bo hot tớnh n nh ca xỳc tỏc quỏ trỡnh lm vic Khớ ca quỏ trỡnh chỏy cc v cỏc ht xỳc tỏc chuyn ng t "pha c vo pha loóng" nh lũ tỏi sinh, qua hai cp xyclon (12) gi li cỏc ht xỳc tỏcv khớ tỏch Sau ú, khớ khúi c qua bung lng (13) tỏch tip bi xỳc tỏc, ri qua b phn tn dng nhit (14), sau ú khớ khúi c lm sch bi xỳc tỏc bng lc in (15) ri i ngoi theo ng khúi (16) 3 B phn phõn chia sn phm Hi sn phm c np vo ct phõn on chớnh chia thnh cỏc sn phm khỏc nhau: Xng v phn nh hn c cho qua b phn ngng t (17) ri vo thit b tỏch khớ (18) Sau tỏch khớ, ta nhn c phõn on C1 ,C2 Cỏc sn phm ny cú th c dựng lm khớ nhiờn liu cho dõy chuyn Phõn on C3 ,C4 cha nhiu propen v buten c dựng lm nguyờn liu cho dõy chuyn alkyl hoỏ v sn phm tip theo l xng ó kh butan T ct phõn on chớnh ta cũn nhn c naphta nng , LCO, HCO Phn HCO cú th cho tun hon li ng ng ca thit b phn ng v sn phm cui cựng l phn du cn ó c lm sch bựn xỳc tỏc Xỳc tỏc s dng cho quỏ trỡnh Reforming Xỳc tỏc reforming l xỳc tỏc lng chc nng thnh phn ca nú cha hai pha cú th thc hin hai chc nng chớnh sau: - Chc nng hydro-dehydro húa c thc hin bi cỏc kim loi dng phõn tỏn - Chc nng axit nhm sp xp li cỏc mch cacbon (ng phõn húa, úng vũng ) c thc hin bi oxyt nhụm cú b mt riờng ln v c clo húa iu chnh lc axit thớch hp Chc nng kim loi úng vai trũ chớnh, giỳp hỡnh thnh cỏc hp cht hydrocacbon khụng no v dehydro hoỏ cỏc naphten Cn thit lp c s cõn bng gia hai chc nng cú th cú hot tớnh xỳc tỏc cao v la chn tt Nu xỳc tỏc quỏ axớt s d xy cracking lm gim nhanh hot tớnh xỳc tỏc Trong cụng nghip ngi ta luụn kim tra hm lng Cl- a vo m bo cõn bng trờn luụn n nh S di õy mụ t tng quỏt cỏc phn ng chớnh xy quỏ trỡnh reforming vi s tham gia ca hai loi tõm xỳc tỏc: Nghiờn cu cỏc phn ng dehydro húa v dehydro úng vũng húa cỏc hydrocacbon riờng r nh cyclohexan, n-heptan ngi ta thy vic a cỏc kim loi ph gia nh Re, Sn, Ir, Ge (cũn gi l cỏc cht xỳc tin) ó lm tng tc phn ng dehydro húa v dehydro vũng húa (nht l vựng ỏp sut thp) ca h xỳc tỏc lng kim so vi xỳc tỏc ch cha Pt vựng ỏp sut thp, cỏc kim loi ph gia cng úng vai trũ quan trng vic gim tc cracking v hydro phõn (hydrogenolysis) t ú lm gim kh nng to cc v tng hiu sut sn phm chớnh nh ca kim loi th n quỏ trỡnh dehydro húa Cyclohexan Trong s cỏc h xỳc tỏc lng kim, chỳng ta thy hai h xỳc tỏc Pt-Sn v Pt-Re t u vit hn c, chỳng cho phộp lm vic ỏp sut thp ([...]... KP-108, KP-110 1 Sự mất hoạt tính xúc tác Ảnh hưởng đầu độc xúc tác Các chất xúc tác reforming rất nhậy với các tạp chất có trong nguyên liệu và khí tuần hoàn (H2, N2) Ảnh hưởng đầu độc có thể là thuận nghịch và không thuận nghịch Ảnh hưởng thuận nghịch là sau khi chất độc thôi tác dụng, bằng biện pháp xử lý đặc biệt (quá trình tái sinh xúc tác) , bề mặt và tính chất xúc tác được phục hồi trở lại Ảnh hưởng... nghịch là bề mặt và tính chất xúc tác không thể khôi phục lại được Các chất đầu độc thuận nghịch Nước và các hợp chất chứa oxy: Tác dụng với clo có trong xúc tác làm giảm tính axit của xúc tác, từ đó dẫn tới làm giảm hoạt tính xúc tác Các hợp chất chứa oxy thì lại dễ dàng tạo thành nước trong điều kiện reforming Cân bằng H2O/Cl cần được quan tâm để giữ độ axit ổn định cho xúc tác việc đưa thêm Cl vào hệ... lượng cho phép < 0,5 ppm) Các hợp chất chứa nitơ: Các hợp chất nitơ hữu cơ dễ dàng chuyển hóa thành amoniac trong điều kiện reforming Chất này sẽ tác dụng với Cl trong xúc tác tạo NH4Cl, làm giảm chức năng axit của chất xúc tác, kéo theo sự giảm hoạt tính xúc tác, làm tăng sự hình thành hydro NH4Cl lại dễ bay hơi trong vùng phản ứng làm tăng nhiệt độ thiết bị Mặt khác, NH4Cl dễ kết tinh ở những phần lạnh... trên xúc tác lưỡng chức năng Cơ sở lý thuyết: Xúc tác công nghiệp đầu tiên cho quá trình đồng phân hoá cấu trúc n-parafin chính là platin mang trên nhôm oxit hoặc aluminosilicat Nhưng các xúc tác này có hoạt độ không cao, cho nên nhiệt độ phản ứng phải nâng lên ở khoảng 320 – 450oC Đương nhiên, ở những nhiệt độ như vậy hiệu suất của quá trình không thể cao, vì vậy người ta phải kết hợp với quá trình tách... viễn tâm kim loại không phục hồi lại được.Từ dó làm mất chức năng chính là hydo-dehydro hoá của xúc tác Các kim loại này còn tích tụ trong cả 4 lò phản ứng, làm giảm nhiệt độ vùng phản ứng, dẫn tới mất hoạt tính xúc tác tổng thể (hàm lượng cho phép đối với mỗi kim loại là 5 ppb) Để bảo vệ hữu hiệu các chất xúc tác reforming biện pháp bắt buộc và hiệu quả trong công nghệ là phải có phân xưởng xử lý sơ bộ... các hợp chất chứa clo vào hệ phản ứng cũng gây ra quá trình ăn mòn thiết bị phản ứng Xúc tác platin mang trên zeolit không đòi hỏi phải clo hoá cho nên không gây phiền phức bởi quá trình ăn mòn thiết bị Loại xúc tác này cũng không nhạy cảm với các chất độc cho nên không đòi hỏi phải làm sạch nguyên liệu Tuy nhiên, xúc tác lưỡng chức năng trên cơ sở zeolit đòi hỏi nhiệt độ phản ứng khoảng 250 – 270oC,... gia vào các phản ứng khác, trong đó quan trọng nhất là tương tác với các phân tử 187anken trong pha khí để hình thành các các polime và cuối cùng là các sản phẩm ngưng kết (cốc) Nhưng ngay cả trong trường hợp nồng độ các tâm kim loại đủ lớn thì hiện tượng cốc hoá bề mặt xúc tác vẫn có thể xẩy ra nếu áp suất hiđro không đủ lớn Đối với xúc tác lưỡng kim loại trên H-zeolit các kết quả nghiên cứu cho thấy,... phân hoá cũng chỉ là các hiđrocacbon parafin mạch thẳng (n-parafin) Phản ứng đồng phân hoá cấu trúc các n-parafin có thể diễn ra trên các xúc tác axit theo cơ chế cacbocation, tuy nhiên, hiện nay trong công nghiệp quá trình này chủ yếu được thực hiện trên các xúc tác lưỡng chức năng với sự có mặt của hiđro Do vậy, quá trình còn có thể được gọi là hiđro-đồng phân hoá (hydroisomerization) Thông thường,... hồi lưu vào chu trình phản ứng Để nâng cao độ axit của xúc tác, một lượng (ở mức độ ppm) ion clo (dưới dạng hợp chất chứa clo) phải được liên tục bổ sung vào dòng phản ứng Bằng cách đó có thể giữ độ axit cao liên tục và, do đó, hạ nhiệt độ phản ứng xuống còn khoảng 150oC Tuy nhiên, trong trường hợp này, nguyên liệu phải được làm sạch, vì chất xúc tác rất dễ bị đầu độc, đặc biệt là bởi hơi nước Ngoài... dẫn đến cốc hoá bề mặt xúc tác, đồng thời làm giảm nồng độ sản phẩm mong muốn trong hệ, cho nên nhiệt độ thuận lơị cho phản ứng là phải không được cao quá để cân bằng nhiệt động cho phép nhận được tỉ lệ n-parafin/isoparafin chấp nhận được và không được thấp quá để phản ứng xẩy ra với tốc độ cũng chấp nhận được Giới hạn thấp của nhiệt độ phản ứng phụ thuộc vào hoạt độ của chất xúc tác, đặc biệt là hoạt