Slide Lọc Hóa Dầu Tìm hiểu về quá trình HYDROCRACKING

ĐỀ TÀI TÌM HIỂU Q TRÌNH HYDROCRACKING • • • • • • • • • Lớp: Lọc hóa dầu A-K56 Nhóm:4 Vũ Văn Lực Trần Xuân Cường Phạm Văn Tuấn Vũ Đình Trung Trần Ngọc Anh Đặng Xuân Hội Phạm Ngọc Hưng • GVHD: • PGS.TS: Bùi Thị Lệ Thủy I II III IV V Tổng quan trình Hydrocracking Hóa học q trình Hydrocracking Xúc tác trình Hydrocracking Cơ chế phản ứng yếu tố ảnh hưởng Các công nghệ tiêu biểu TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH HYDROCRACKING 1.1 Khái niệm Hydrocracking trình bẻ gãy mạch C - C với tham gia hydro xúc tác, sản phẩm cuối thu hydrocacbon no Đó kết hợp trình cracking xúc tác hợp chất ban đầu hydro hóa hợp chất khơng no vừa tạo 1.2 Mục đích Cũng trình chế biến dầu mỏ khác reforming xúc tác, cracking, isomer hóa,… q trình hydrocracing nhằm chế biến phần cất dầu mỏ thành sản phẩm nhiên liệu, loại dầu bôi trơn sản phẩm trung gian cho công nghiệp tổng hợp hóa dầu Ngun liệu sản phẩm • Nguyên liệu cho trình hydro cracking đa dạng Hóa học q trình hydrocracking • 2.1 Nhiệt động học • • Phản ứng cracking hydro hóa: Phản ứng cracking tạo ra và cung cấp olefn cho q trình hydro hố ngược lại, phản ứng hydro hố cung cấp nhiệt lượng cho trình cracking Nhiệt tỏa từ q trình  hydro hóa >nhiệt tỏa ra từ q trình cracking, xem xét  tồn q trình có thể xem hydrocracking phản ứng tỏa nhiệt Các phản ứng q trình hydrocracking như: -Hydro hóa hợp chất dị nguyên tố -Hydro đồng phân hóa alkane -Hydro hóa vịng thơm -Hydro phân vịng naphtene -Cắt mạch parafn mạch nhánh alkyl -Cắt vòng naphten Phản ứng phụ -Phản ứng HDS, HDN -Phản ứng cốc hoá • • • • • 2.2 Động học tốc độ phản ứng Tốc độ phản ứng vừa mang tính nối tiếp, vừa mang tính song song Tốc độ phản ứng phụ thuộc: -Bản chất của hợp chất, -Độ hoạt động xúc tác Hiệu suất cực đại sản phẩm có ích đảm bảo chọn lựa xúc tác phù hợp, cách hạn chế độ sâu biến đổi nguyên liệu tuần hoàn phần nguyên liệu chưa bị biến đổi •  Để đạt được hiệu biến đổi cao: • -xúc tác cần có khả thúc đẩy mạnh q trình cracking • - Xúc tác phải có khả izomer hố cao • -xúc tác  phải có hoạt tính hydro hóa định • Do chức cracking chức hydro hóa nên chọn điều kiện tối ưu  Hình 2 : Cơ chế phản ứng Hydrocracking  4.2 Xúc tác bị hoạt tính tái sinh xúc tác • 4.2.1 Xúc tác bị hoạt tnh - Sự tích tụ cốc: Cốc hình thành sản phẩm phụ trinh cracking Lớp cốc chất xúc tác tượng nhiệt độ sau thời gian dài tiếp xúc nhiệt độ  phản ứng  cao  hơn nhiệt độ chất xúc tác có thể chịu được, nó làm giàm chức năng hoạt hóa xúc tác - Đầu độc thuận nghịch: Chất xúc tác bị đầu độc chủ yếu kết của q trình hấp thụ hóa học tạp chất hoạt động xúc tác -Sự thiêu kết thành phần hydro: Một hình thức phục hoạt tính chất xúc tác thiêu kết thành phần hydro hóa chất xúc tác Nó gây điều kiện hoạt hóa chất xúc tác, phần kết hợp áp suất cao phần nước nhiệt độ cao tồn thời gian dài Tái sinh có thể khơi phục lại hoạt tính ban đầu chất xúc tác • Các kim loại tích tụ: • Tích tụ kim loại gây đầu độc xúc tác khơng thể hồn ngun được.Vì trước đưa vào trình craking xúc tác cần phải loại bỏ kim loại nguyên liệu 4.2.2 Tái sinh xúc tác -Cốc thường tái sinh trình đốt cháy dịng oxy pha lỗng khơng khí Tái sinh xúc tác thực chỗ chuyển vị Phần lớn tái sinh chất xúc tác thương mại thực chuyển vị vấn đề mơi trường xúc tác tái sinh tốt Có số cơng ty thực chuyển vị tái sinh cách sử dụng thiết bị đốt cháy cốc khác 4.3.Các yếu tố ảnh hưởng tới q trình Khả cracking dịng sản phẩm mong muốn phụ thuộc vào điều kiện hoạt động xác định trình Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động q trình kể đến như: chất xúc tác sử dụng, tốc độ dòng, áp suất tổng, áp suất riêng phần hydro … 4.3.1. Ảnh hưởng nhiệt độ • Đây phản ứng toả nhiệt, q trình thích hợp nhiệt độ thấp Nhưng nhiệt độ thấp tốc độ phản ứng giảm, nhiệt xem tác nhân trì hoạt tính xúc tác • Thơng thường, chế độ hoạt động nhẹ nhiệt độ trình dao động từ 650oF đến 750oF, cịn chế độ hoạt động khắc khe thì địi hỏi khoảng nhiệt độ từ 750oF đến 850oF 4.3.2. Ảnh hưởng áp suất lượng hydro sử dụng • Lượng hydro sử dụng trình vừa tham gia phản ứng vừa có tác dụng bảo vệ bề mặt xúc tác, hạn chế q trình tạo cốc • Q trình Hydrocracking q trình tăng số mole nên nó thích hợp hoạt động ở áp suất thấp Thông thường áp suất khoảng 1.200 psig, lượng hydro tiêu thụ khoảng 1000 – 2000 scf/bbl • Nhưng chế độ hoạt động khắc khe địi hỏi phải phá hủy hợp chất nặng mở vịng nên cần áp suất khoảng 2000 psig lượng hydro tiêu thụ khoảng từ 3000 – 4000 csf/bbl trở lên • Lượng hydro sử dụng nhiều có lợi mặt chuyển hóa, khoảng 25% cho phản ứng loại lưu huỳnh bảo hịa hợp chất olefn, aromatic • • 4.3.3. Ảnh hưởng của nguyên liệu Xúc tác hydrocracking phải làm việc với nhiều nguyên liệu khác nhau, có nhiều nguyên liệu nặng chứa nhiều hydrocacbon chứa phân tử lượng cao, hợp chất lưu huỳnh, nitơ hữu cơ, oxit kim loại khiến cho q trình khó khăn hơn, hoạt độ tuổi thọ xúc tác giảm MỘT SỐ CƠNG NGHỆ TIÊU BIỂU • 5.1 Q trình Hydrocracking cấp • Q trình hydrocracking cấp có bình phản ứng, thường sử dụng cho nguồn nhập liệu từ gasoil Q trình địi hỏi phải giới hạn hàm lượng H2S nguyên liệu cho khơng ảnh hưởng đến xúc tác • Hydrogen Hydrogen makeup makeup H2 recycle H22 recycle Compresser Compresser 100F, 75psig H2 Purge Light ends Butane Hydrogen Feed Furnace Gasoline Naphtha Hydrocracking Reactor 700F, 1.200 psig Fractionator Distillate Recycle Fuel Oil  Hình 3: Quá trình Hydrocracking cấp Chất xúc tác desunfua thường nằm lớp bình phản ứng xúc tác hydrocraccking nằm phía Các phản ứng ổn định olefn thường phản ứng gây nên tượng nhiệt cục bộ, hydro thường bổ sung  ở lớp xúc tác nhằm mục đích làm mát Phản ứng hydrocracking bậc đơn giản, kinh tế cho phép thu distilat trung bình tối đa Tuy nhiên sơ đồ bậc không cho phép thu hiệu suất xăng cao, hạn chế ứng dụng thực tế  Hình 4: Sơ đồ cơng nghệ hydrocracking cấp 1- Lị nung; 2- lò phản ứng; 3- tháp tách áp suất cao; 4- tháp tách áp suất thấp; 5- tháp debutan; 6- tháp chưng cất 5.2 Q trình hydrocracking hai cấp • Sơ đồ cơng nghệ hydrocracking hai cấp cơ động, chế biến nguyên liệu với hàm lượng tạp chất đầu độc xúc tác  hydrocracking cao Thay đổi điều kiện trình cho phép thu sản  phẩm mong muốn với hiệu suấtcao xăng, nhiên liệu phản lực diesel Trong trường hợp bậc đầu tiến hành làm băng hydro cracking phần, bậc hai hydroccracking Gasoline Naphtha From Stripper Fraction ator Hydrogen Makeup H2 Recyde Compresser 100F, 75psig H2 Purge Fel Fuel Hydrogen Light ends Diesid Furnace Hydrocracking Reactor 2nd 500oF, 2500 psig Recycle ben Stripper Feed  Hình 5: Quá trình hydrocracking hai cấp Puge to Fuel Oil 1.Bình tách cao áp 2.Thiết bị tách áp suất thường 3.Cột chưng cất Trong sơ đồ công nghệ này, sau phản ứng bậc thứ tiến hành làm lạnh tách sản phẩm phản ứng tách hydrosulfur, ammoniac khí hydrocacbon nhẹ khỏi sản phẩm CẢM ƠN CÔ VÀ CÁC BẠN ĐÃ CHÚ Ý LẮNG NGHE ... trình Hydrocracking Hóa học q trình Hydrocracking Xúc tác trình Hydrocracking Cơ chế phản ứng yếu tố ảnh hưởng Các công nghệ tiêu biểu TỔNG QUAN VỀ Q TRÌNH HYDROCRACKING 1.1 Khái niệm Hydrocracking. .. phản ứng? ?hydrocracking  Bảng 4: Các tâm hoạt động kim loại thường dùng q trình hydrocracking? ? Kim loại Ứng dụng Khả hidro hóa Co-Mo HDS Trung Bình Ni-Mo HDN, hydrocracking Cao Ni-W HDN, hydrocracking. .. 6- tháp chưng cất 5.2 Q trình hydrocracking hai cấp • Sơ đồ cơng nghệ hydrocracking hai cấp cơ động, chế biến nguyên liệu với hàm lượng tạp chất đầu độc xúc tác ? ?hydrocracking cao Thay đổi điều