Nghiên cứu khôi phục xúc tác FCC thải sử dụng cho quá trình cracking dầu nhờn thải thu nhiên liệu1034

TRÍCH YẾU LUẬN ÁN TIẾN SĨ - Tên tác giả: Lê Quang Hưng Tên luận án: Nghiên cứu khôi phục xúc tác FCC thải sử dụng cho trình cracking dầu nhờn thải thu nhiên liệu Chuyên ngành: Kỹ thuật hóa học Mã số: 62520301 Tên sở đào tạo: Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Mục đích đối tượng nghiên cứu: Với mục đích khơi phục xúc tác FCC thải để sử dụng làm xúc tác cho trình cracking dầu nhờn thải thu nhiên liệu, luận án tập trung vào nghiên cứu nội dung sau:  Khơi phục xúc tác FCC thải nhằm giảm hàm lượng cốc, tăng bề mặt riêng, nâng cao độ axit để sử dụng làm xúc tác cho trình cracking;  Tổng hợp vật liệu có tính axit Biến tính xúc tác FCC thải vật liệu tổng hợp  Xử lý dầu nhờn thải để làm nguyên liệu cho trình cracking thu nhiên liệu;  Khảo sát điều kiện ảnh hưởng đến trình cracking dầu nhờn thải để tìm điều kiện tối ưu với mục đích thu tối đa nhiên liệu Đối tượng nghiên cứu : xúc tác FCC thải nhà máy lọc dầu Dung Quất dầu nhờn thải động xe giới Các phương pháp nghiên cứu sử dụng  Phương pháp kết tinh thủy nhiệt, trao đổi ion  Phương pháp hấp phụ hóa – lý, lọc ly tâm  Các phương pháp hóa lý đặc trưng xúc tác  Phương pháp cracking pha lỏng, cracking pha  Các phương pháp đặc trưng tính chất nguyên liệu dầu nhờn thải sản phẩm (kerosen, xăng, diesel) Các kết kết luận: a) Đã xác định tồn diện tính chất hóa lý xúc tác FCC th ải từ nhà máy lọc dầu Dung Quất Từ đặc trưng thu được, nghiên cứu tìm điều ki ện thích hợp để loại bớt cốc từ xúc tác này: nhiệt độ đốt cốc t 650-700oC, th ời gian đốt cốc gi ờ, q trình đốt cốc thực dịng khơng khí khơ Sau loại cốc, xúc tác FCC (FCC-TS) giữ cấu trúc, mao qu ản xúc tác, diện tích bề mặt lớn so với xúc tác thải (tăng từ 81 lên 165 m2 /g ), hàm lượng cốc đánh giá qua hàm lượ ng cacbon giảm từ 4,5% khối lượng xuống 3,0% khối lượng kích thước hạt có giảm chút so v ới kích thước hạt xúc tác thải, độ axit tăng lên so với xúc tác FCC thải không nhiều b) Tổng hợp thành công loại vật liệu axit rắn có tính axit khác nhau, sử dụng để biến tính FCC-TS, γ-Al2 O3, HY HZSM-5 Bằng phương pháp 27Al NMR rắn, khẳng định tồn tâm Al khung mạng Kết sau nung zeolit Y ZSM-5 tồn tâm Al phối trí IV, cho thấy Al khung mạng loại bỏ hoàn toàn chất tạo cấu trúc c) Đã nghiên cứu biến tính xúc tác FCC-TS cách phối trộn xúc tác FCC-TS với vật liệu có tính axit HZSM-5, HY γ-Al2O3 t ỷ lệ khác Lựa chọn hai hệ xúc tác biến tính ứng dụng cho m ục đích thu sản phẩm khác nhau: Hệ xúc tác có thành ph ần FCC-TS+1% HZSM-5+2% HY với mục đích thu phân đoạn lỏng nhẹ (xăng kerosen) lớn nhất, Hệ xúc tác hai có thành phần FCC-TS + 1% HY + 5% γ Al2 O3 với mục đích thu tối đa phân đoạn lỏng nặng, có diesel d) Nghiên cứu trình tạo hạt xúc tác v ới chất kết dính K-sil tìm kích thước hạt phù hợp cho hai hệ xúc tác Hệ xúc tác 1a có thành ph ần: 92% FCC-TS+1% HZSM-5+2% HY+5% K-sil với kích thước hạt 0,35 mm Hệ xúc tác tái sử dụng lần, lượng xúc tác hao hụt sau lần phản ứng cuối 2,5% khối lượng, độ bền nén hạt xúc tác 30,5 x 106 N/m2 , cho hiệu suất thu tổng phân đoạn lỏng hiệu suất thu phân đoạn lỏng nhẹ cao, đồng thời dễ lắng tách xúc tác khỏi phần cặn để lọc rửa; Hệ xúc tác 2a có thành phần: 89% FCC-TS +1% HY+ 5% γ-Al2O3+5% K-sil với kích thước hạt 0,35 mm Hệ xúc tác tái sử dụng đến lần, lượng xúc tác hao hụt sau lần phản ứng cuối 2% khối lượng, độ b ền nén hạt xúc tác 32,2 x 106 N/m2 , cho hiệu suất thu t phân đoạn lỏng hi ệu suất thu phân đoạn lỏng nặng cao, dễ lắng tách xúc tác khỏi phần cặn e) Đã tìm phương pháp thích hợp để xử lý sơ dầu nhờn thải để làm nguyên liệu cho q trình cracking thu sản phẩm lỏng Các thơng s ố kỹ thuật thích hợp cho q trình xử lý bao gồm: ch ất hấp phụ sử dụng để xử lý bentonit biến tính, nhiệt độ trình xử lý 90oC f) Khảo sát, tìm điều ki ện tối ưu cho trình cracking dầu nhờn thải với mục đích thu tối đa sản phẩm lỏng Điều kiện tối ưu cho hai hệ xúc tác là: nhiệt độ cracking 450oC, thời gian cracking 45 phút, tốc độ khuấy trộn khối phản ứng 350 vòng/phút t ỷ lệ xúc tác/nguyên liệu 1/15 (khối lượng) Với h ệ xúc tác biến tính 1a (92% FCC-TS+1% HZSM-5+2% HY + 5% K-sil): thu tối đa phân đoạn lỏng nh ẹ (xăng + kerosen) 24,6%, phân đoạn di esel đạt tới 47,6% Với hệ xúc tác biến tính 2a (89% FCCTS +1% HY + 5%γ-Al2O3 +5% K-sil): hi ệu suất thu phân đoạn diesel đạt tối đa 64,4%, sản phẩm khí lỏ ng nh ẹ thấp Các tiêu kỹ thu ật phân đoạn xăng, kerosen, diesel đa phần nằm giới hạn cho phép phối trộn để tạo nhiên liệu thương phẩm TM Tập thể hướng dẫn GS.TS Đinh Thị Ngọ Nghiên cứu sinh Lê Quang Hưng ... tìm điều ki ện tối ưu cho trình cracking dầu nhờn thải với mục đích thu tối đa sản phẩm lỏng Điều kiện tối ưu cho hai hệ xúc tác là: nhiệt độ cracking 450oC, thời gian cracking 45 phút, tốc độ...hệ xúc tác biến tính ứng dụng cho m ục đích thu sản phẩm khác nhau: Hệ xúc tác có thành ph ần FCC- TS+1% HZSM-5+2% HY với mục đích thu phân đoạn lỏng nhẹ (xăng kerosen) lớn nhất, Hệ xúc tác hai... bền nén hạt xúc tác 30,5 x 106 N/m2 , cho hiệu suất thu tổng phân đoạn lỏng hiệu suất thu phân đoạn lỏng nhẹ cao, đồng thời dễ lắng tách xúc tác khỏi phần cặn để lọc rửa; Hệ xúc tác 2a có thành