Tìm hiểu công nghệ nâng cấp xăng nhiệt phânn và xăng reforming

Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tiểu luận CNHD CB Polime BÀI TIỂU LUẬN MƠN CƠNG NGHỆ HĨA DẦU VÀ CHẾ BIẾN POLIME Đề tài: Tìm hiểu cơng nghệ nâng cấp xăng nhiệt phânn xăng reforming Nhóm sinh viên thực : Nhóm 11 Giáo viên hướng dẫn : Ths Nguyễn Thị Linh Nhóm sinh viên: 11 Lọc Hóa dầu – K52 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tiểu luận CNHD CB Polime Phần MỞ ĐẦU Trên giới, xăng dầu coi loại hàng hóa đặc biệt quan trọng kinh té quốc dân có ý nghĩa chiến lược nước, khu vực giới Ngày nay, bối cảnh Việt Nam không ngừng đổi vươn lên đường công nghiệp hóa, đại hóa đất nước, với máy móc mới, thiết bị mới, cơng nghệ mới… vai trị xăng dầu lại đặc biệt quan trọng, mang ý nghĩa kinh tế, trị xã hội, chức chủ đạo, bình ổn thi trường xăng dầu, đảm bảo nguồn xăng dầu sản phẩm hóa dầu để cung cấp phục vụ tốt cho nhu cầu cần thiết xã hội đất nước Xăng thương phẩm sử dụng động xăng tạo lên từ nhiều loại xăng q trình khác hợp phần tạo lên từ q trình cracking reforming,chính cao hiệu sử dụng hai loại xăng hữu ích.Do thời gian có hạn nên đồ án đề cập đến trình nâng nâng cao giá trị sử dụng xăng cracking reforming nên trình điều chế hai loại xăng lược bỏ Tiểu luận hoàn thành với sụ làm việc nhiệt tình bạn sinh viên nhóm, nhiên kiến thức cịn hạn chế nên khó tránh khỏi thiếu sót, mong nhận góp ý thầy cô giáo Xin chân thành cảm ơn ! Nhóm sinh viên: 11 Lọc Hóa dầu – K52 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tiểu luận CNHD CB Polime Phần Công nghệ nâng cấp xăng nhiệt phân xăng reforming Chương Giới thiệu chung xăng Chương Công nghệ nâng cấp xăng nhiệt phân xăng reforming Chương I : Giới thiệu chung xăng Xăng thương phẩm sủ dụng ngày phối trộn nhiều loại xăng q trình chế biến dầu mỏ phụ gia.Đó hỗn hợp xăng crackat,xăng reformat,xăng ankylat,xăng isomat nhiều phụ gia.Chúng ta thử đưa thành phần xăng thông dụng để thấy quan trọng xăng Xăng cracking 35% t.t Xăng reformat 30% t.t Xăng akyl hóa 20% t.t Xăng isome hóa 15% t.t Như xăng xăng cracking xăng reforming hai loại xăng thông dụng Dầu mỏ khai thác lên có giá trị giá trị sử dụng thấp, vậy, phải chế biến trình lọc dầu hóa dầu để nâng cao giá trị giá trị sử dụng Nhóm sinh viên: 11 Lọc Hóa dầu – K52 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tiểu luận CNHD CB Polime Theo Viện dầu mỏ Mỹ, ngày nay, với công nghệ chất lượng dầu thô ổn định mức trung bình thùng dầu thơ có dung tích quy đổi 42 Gallon Mỹ (tương đương với 158,96 lít) chế biến cho 42,2 gallon sản phẩm, đó: - 73,81 lít xăng loại - 34,82 lít dầu diezen dầu diezen nhẹ để đốt lị - 15,52 lít dầu hỏa nhiên liệu cho máy bay phản lực - 8,71 lít khí đốt lị cho lại dầu nặng - 7,19 lít khí gas lọc hóa lỏng - 7,19 lít khí gas chưng cất - 6,82 lít cặn cốc - 4,92 lít dầu rải đường nhựa đường - 4,54 lít sản phẩm đầu vào để chế biến hóa dầu - 1,89 lít dầu nhờn - 0,76 lít dầu hỏa - 1,14 lít sản phẩm khác Nếu tính theo tỷ lệ phần trăm (%) sản phẩm thu từ trình chưng cát trực tiếp dầu thô là: - Xăng: 25% - Dầu hỏa: 12% - Nhiên liệu đốt lò chưng cất trực tiếp:24% - Cặn nhiên liệu đốt lò 39% Xăng động loại nhiên liệu- loại hợp chất hóa học vơ phức tạp chứa đến hàng trăm loại hydrocacbon khác như: parafin, olefin, naphten, aromatic… Xăng thương phẩm thường lấy từ nhiều q trình lọc hóa dầu khác chưng cất, izome hóa, alkyl hóa, polime hóa, cracking, reforming,… Từ phần cặn chưng cất khí chưng cất chân không, gasoil, người ta dùng phương pháp nhiệt phân để thu xăng, xăng tạo xăng nhiệt phân hay xăng cracking Thể tích aromatic xăng nhiệt phân khoảng 60-80% , xăng nhiệt phân chứa nhiều hydrocacbon không no, hợp chất không no gây tạo cặn (gôm) động cơ; chứa hợp chất lưu huỳnh, oxi, nitơ, hợp chất gây trở ngại cho trình lưu trữ sử dụng xăng nên chúng cần phải nâng cấp trình hydrotreating Nhóm sinh viên: 11 Lọc Hóa dầu – K52 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tiểu luận CNHD CB Polime Xăng reformat xăng tạo từ trình reforming,đây trình chế biến sâu dầu khí.Q trình dựa phản ứng loại hydro đóng vịng hydrocacbon Chương Cơng nghệ nâng cấp xăng nhiệt phân xăng reforming A Công nghệ nâng cấp xăng nhiệt phân Xăng nhiệt phân nâng cấp q trình hydrotreating để loại thành phần không mong muốn lưu huỳnh, oxi, nitơ… hay để ổn định xăng chứa lượng lớn hợp chất không no Chúng nâng cấp để nâng cao trị số octan công nghệ reforming xăng nhiệt phân I Công nghệ hydrotreating xăng nhiệt phân Vì xăng nhiệt phân chứa nhiều hợp chất không no, oxy, lưu huỳnh, nitơ… nên chúng cần phải nâng cấp trình hydrotreating Quá trình hydrotreating xăng nhiệt phân trình hai giai đoạn, hydrocacbon không no xăng nhiệt phân chuyển hóa thành no sunfua hữu cơ, nitơ oxy loại bỏ Đặc điểm cơng nghệ  Xúc tác Pd, Ni sử dụng lò phản ứng hydro hóa bậc đầu tiên, hiệu suất cao, nhiệt độ thấp, tiêu tốn lượng  Với bất ổn nhiệt, hợp chất dien loại bỏ thời điểm với olefin hợp chất lưu huỳnh Hai bậc liên tiếp cần thiết trường hợp  Hydro hóa chọn lọc diolefin, cịn gọi hydrodedien hóa, hay hydro hóa giai đoạn đầu Nhóm sinh viên: 11 Lọc Hóa dầu – K52 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tiểu luận CNHD CB Polime  Hydrotreating sâu để chuyển háo gần tất hợp chất lưu huỳnh, độ chọn lọc hoàn toàn để tránh hydro hóa đáng kể aromatic Đây hydrodesulfua hóa, giai đoạn hydro hóa thứ hai I.1 Hydrodedien hóa (hydro sơ cấp) Việc hydro hóa phải tránh: - Sự hình thành gơm polymer hóa diolefin suốt q trình hoạt động - Hydro hóa olefin Trình tự phản ứng.: Trong k biểu diễn số tốc độ chuyển hóa, cần thiết cho phản ứng đàu tiên xảy nhanh cho olefin khuếch tán dễ dàng chúng no hóa Theo đó, k1/k2 phải lớn, điều đạt sử dụng yếu tố hoạt động với độ chọn lọc cao; ks/k2 phải lớn, yêu cầu phải dùng chất xúc tác mà đường kính lỗ rỗng 100 Ao Hydro hóa thực nhiệt độ thấp có thể, việc tăng lượng xúc tác Áp suất hydro phải đủ cao để tăng tốc độ phản ứng Diolefin + H2 -> olefin Quá trình với xúc tác Ni Chất xúc tác, phân thành hai lớp Gồm nikel nikel sunfua alumina Phản ứng diễn khoảng 120-160 oC, áp suất khoảng 2-6.106Pa áp suất hoạt động phụ thuộc vòa độ tinh khiết hydro, áp suất riêng phần phải từ 1-2.10 6Pa, tương ứng với thực tế tỷ lệ mol H2/C4- khoảng 0.05 -0.6 đầu lị phản ứng LHSV thơng thường 1-3 h-1 Duy trì phần lớn nguyên liệu pha lỏng giúp cho Nhóm sinh viên: 11 Lọc Hóa dầu – K52 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tiểu luận CNHD CB Polime loại bỏ viecj hình thành polime rửa liên tục chất xúc tác cải thiện tuổi thọ chúng, 2-4 năm, thời gian hoạt động 2-9 tháng (sau phải tái sinh), phụ thuộc vào trường hợp riêng Chất xúc tác tái sinh cách loại bỏ gôm bám lớp xúc tác cách xử lý nước điều khiển đốt cháy 400oC Quá trình với xúc tác sở paladi Hệ xúc tác ứng dụng chứa khoảng 0.3% khối lượng paladi nhiều phụ gia khác Chúng có diện tích bề mặt riêng thấp hoạt tính cao Chúng hoạt động nhiệt độ trung bình 80-160 oC, 2-3.106 Pa, với LHSV 3-8h-1 Sự hình thành polime hạn chế Đầu tiên sử dụng công nghiệp trình hydro hóa chọn lọc có mặt niken Bảng 1a 1b cho biết hiệu q trình dedien hóa đặc tính dịng sản phẩm thu được, nằm toàn phân đoạn xăng, chứa phân đoạn C6-C8 Trong trường hợp thứ nhất, có mặt aromatic olefin đảm bảo cho sản phẩm có trị số octan cao, dùng làm xăng thương phẩm nhiên, tỷ trọng q cao nên khơng thể dùng trực tiếp làm xăng động cơ, trộn với xăng khác trường hợp thứ hai, dù diolefin styrene chuyển hóa hồn tồn, nồng độ cao olefin, đặc biệt lưu huỳnh, không cho phép sử dụng trực tiếp phần hydrotreating làm dầu xăng thương phẩm Bảng sau cho số liệu số thành phần xăng nhiệt phân (ts=200oC) trước sau dedien hóa Nhóm sinh viên: 11 Lọc Hóa dầu – K52 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tiểu luận CNHD CB Polime I.2 Hydrodesulfua hóa (hay hydro hóa thứ cấp) Việc khác với việc hydrodesulfua hóa thơng thường lượng nhỏ hợp chất sunfua ban đầu có mặt chí lượng nhỏ yêu cầu cho sản phẩm, hai chất lưu huỳnh (1 ppm cho phân đoạn 60-150oC) olefin (50 ppm) Hơn nữa, cấu tử phải loại thiophen, đòi hỏi điều kiện hoạt động khắc nghiệt (nâng nhiệt độ áp suất hydro cao) để cải thiện khả phản ứng Tuy nhiên, tồn lượng cặn diolefin nguyên liệu chống lại dedien hóa, đặc biệt olefin, xu hướng tạo môi trường phản ứng Để điều khiển nhiệt tỏa phản ứng, nhiều công nghệ thiếu làm lạnh trung bình lị phản ứng để trì tốc độ desulfua hóa thích hợp, cơng nghệ phải bù lại tốc độ khơng gian thấp hay hệ xúc tác có hoạt tính cao hơn., đặc biệt nguy polime hóa quy cho cặn diolefin hay olefin, mà hydro hóa đầu tiên, hoạt động cần thiết đỉnh lò phản ứng nhiệt độ thấp với áp suất riêng phần hydro lớn Xúc tác sử dụng dựa coban, niken, molipden vonfram sunfit, thường kêt hợp với nhôm phân tán nhôm Công thức ứng dụng rộng rãi hợp phần sulfit molipden coban nhôm Thời gian cảm ứng tuổi thọ xúc tác dài so với hệ xúc tác ứng dụng hydro hóa bước đầu Nhóm sinh viên: 11 Lọc Hóa dầu – K52 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tiểu luận CNHD CB Polime tiên Tương ứng 6-12 tháng 3-5 năm, phương pháp tái sinh giống Sự chuyển hóa diễn nhiệt độ trung bình khoảng 280-350oC với áp suất riêng phần hydro khoảng 1,5.106 Pa Sơ đồ dòng (hình 2.21a) có gia nhiệt ngun liệu hydro thiết bị trao đổi nhiệt với dòng khỏi lò phản ứng qua lò gia nhiệt, bên lò phản ứng, chứa xúc tác tầng cố định mơt dịng chất lưu lạnh (tuần hồn sản phẩm lạnh) phun, nhanh áp suất dòng để tách sản phẩm nhẹ, phần mà tuần hoàn máy nén, ổn định phân đoạn lỏng chưng cất Hai lị phản ứng hydrodesunfua hóa dedien hóa đặt cạnh nhau, yêu cầu phân đoạn trung bình(phân đoạn C5- 200oC, hình 2.21a) (phân đoạn C6-C8, hình 2.21b) đặc tính C6-C8 dedien desulfua cho bảng 2.14b chuyển hydrocacbon thơm thành naphten thấp, khoảng 0.5% Nhóm sinh viên: 11 Lọc Hóa dầu – K52 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tiểu luận CNHD CB Polime Sơ đồ sử dụng với mục đích thu hồi phân đoạn hydrocacbon thơm C6-C8 Nguyên liệu xăng nhiệt phân vào đỉnh lò phản ứng hydro hóa đầu tiên, lị phản ứng tháp loại đệm, lớp đệm lớp chất xúc tác cố định., chất xúc tác Ni niken sunfit /Al dùng xúc tác niken, xúc tác sở paladi, chia thành hai lớp đệm, việc có tác dụng làm giảm độ tổn hao áp suất tháp Tại lò phản ứng thứ này, nhiệt độ áp suất thích hợp (đã trình bày trên) phản ứng dedien hóa xảy Áp suất thực tế lò phản ứng phu thuộc vào độ tinh khiết hydro Và áp suất phải cao để tránh hình thành polime Hỗn hợp phản ứng khỏi đáy tháp có nhiệt độ cao (do phản ứng tỏa nhiệt) trao đổi nhiệt với dòng nguyên liệu vào tháp, sau vào thiết bị tách áp suất nhanh, dịng khí tách đỉnh gồm chủ yếu H2, phần quay trở lại nhập với dòng hydro ban đầu để dòng nguyên liệu vào lò phản ứng Phần lỏng đáy tháp tách xăng dedien hóa Nhóm sinh viên: 11 Lọc Hóa dầu – K52 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tiểu luận CNHD CB Polime c Isome hóa n-parafin thành isoparafin alkylcyclopentan thành alkylcyclohexan phản ứng tỏa nhiệt nhẹ, (ΔH=-10đến -20 kJ/mol) nhanh điều kiện hoạt động bình thường đó, khơng bị ảnh hưởng thay đổi nhiệt độ áp suất, ức chế aromatic hình thành dehydrocyclo hóa Cân nhiệt phản ứng isome liên tục thay đổi hai phản ứng trước d Sự hình thành cốc, kết từ crackinh mạnh hydrocacbon, hóa nhiệt độ cao áp suất thấp điều ảnh hưởng xấu tới thiết bị phản ứng dẫn tới giảm hoath tính chất xúc tác sử dụng hạn chế trì áp suất hydro- dẫn tới phản ứng hydrocracking e Hydrocracking phản ứng tỏa nhiệt ΔH=-40 kJ/mol, hoàn toàn phù hợp điều kiện nhiệt động điều kiên thường., bị giới hạn tốc độ phản ứng thấp nhiệt độ cao hơn, chuyển hóa trở nên quan trọng isome hóa dehydro hóa Hơn nữa, tăng khoảng rộng với tăng nồng độ aromatic Sự hoạt hóa xúc tác Các loại xúc tác Phản ứng kích thích chất xúc tác có khả isome hóa cyclo hóa dehydro hóa Hệ xúc tác sử dụng loại đa chức, theo lý thuyết chúng có: (a) Một chức hydro hóa./dehydro hóa, cung cấp có mặt kim loại Kim loại phải hoạt động ổn định nhiệt độ phản ứng (500 oC) lượng kim loại phải điểu khiển để ngăn chặn hay làm tối thiểu phản ứng demetan hóa (b) Một chức axit, phân tán chất nền, có khơng thêm hợp chất halogen, làm cho phản ứng isome hóa cyclo hóa xảy độ axit phải điều khiển để làm bớt phản ứng hydrocracking Hai loại xúc tác xem xét thực tế: (a) xúc tác chứa oxit hay sunfit Cr, Mo, Ni W Nhóm sinh viên: 11 Lọc Hóa dầu – K52 13 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tiểu luận CNHD CB Polime (b) xúc tác chứa kim loại quý, thường Pt kết hợp với kim loại khác Oxit sunfit dùng chúng khơng ảnh hưởng hợp chất lưu huỳnh dịng ngun liệu đó, độ chọn lọc thấp, nhiên, chúng thay kim loại quý chất xúc tác khác Các q trình cơng nghệ reforming Có nhiều q trình dùng ngày : - Các công nghệ đặc trưng: Ultraforming, Houdriforming, Powerforming, Platforming, - Các công nghệ biến đổi cách kết hợp với q trình cơng nghệ kháchay ứng dụng riêng: iso-plus, selectforming, aromizing, aromaticreforming Hai cơng nghệ dùng: a Bán tái sinh, với việc xử lý xúc tác chỗ, suốt trình tái sinh hệ thống ngừng hoạt động, tháng năm phải tái sinh lần b Công nghệ tái sinh liên tục, sử dụng thêm lò phản ứng ống nâng , để thay cho lị phản ứng khác q trình tái sinh liên tục, đảm bảo sản phẩm liên tục - Một tái sinh trình tái sinh xuất với phát triển hệ xúc tác đa kim loại chúng hoạt động liên tục dòng sản phẩm tái sinh liên tục chất xúc tác Công nghệ áp dụng để sản xuất xăng, đặc biệt xăng aromatic chịu điểu kiện xử lý khắc nghiệt, cho phép cyclo hóa nhanh paraffin, loại bỏ phản ứng hydrocracking, hydrodealkyl hóa các hợp chất nặng Điều kiện hoạt động Ba hay bốn lò phản ứng đặt nối tiếp nhau, theo yêu cầu, gia nhiệt sơ nguyên liệu đun nóng trung bình dịng Nhóm sinh viên: 11 Lọc Hóa dầu – K52 14 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tiểu luận CNHD CB Polime Sơ đồ công nghệ bán tái sinh chất xúc tác Nhóm sinh viên: 11 Lọc Hóa dầu – K52 15 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tiểu luận CNHD CB Polime Sơ đồ công nghệ UOP – công nghệ tái sinh liên tục xúc tác Tái sinh xúc tác Hai công nghệ bán tái sinh tái sinh liên tục chất xúc tác sơ đồ dịng thực chất giống Nó gồm có ba hay bốn lị phản ứng nối tiếp làm việc luân phiên lò gia nhiệt Nguyên liệu gia nhiệt sơ thiết bị trao đổi nhiệt với dòng ra, dòng sau làm mát cho phép thu hồi phần tuần hoàn sau nén lại dòng hydro, cuối ổn định cách loại bỏ thành phần nhẹ chứa (C2, C3) Lò phản ứng ống nâng cung cấp để tái sinh liên tục chất xúc tác  Các công nghệ nâng cấp xăng nhiệt phân trình bày công nghệ dùng nhiều công nghiệp nhằm ổn định nâng cao trị số octan xăng Ngồi người ta cịn nâng cấp xăng nhiệt phân q trình isome hóa hydrocacbon mạch thẳng sau tách hydrocacbon thơm có xăng nhiệt phân Nhóm sinh viên: 11 Lọc Hóa dầu – K52 16 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tiểu luận CNHD CB Polime I CÔNG NGHỆ NÂNG CẤP XĂNG REFORMING Reforming q trình biến đổi hóa học làm biến đổi hydrocacbon naphten va hydrocacbon parafin phân đoạn xăng thành aromatic để tạo xăng reformat có trị số ON cao Từ naphta nặng ban đầu với số octan thấp sau trình reforming thu sản phẩm với hiệu suất sau : Reformat 80 – 92 % C4 – 11 % C5 – % Khí nhiên liệu C1 – C2 – % Hidro 1,5 – 3,5 % Trong sản phẩm quan trọng xăng reformat,các hợp chất benzene,toluene,xylem ( hợp chất BTX ) khí hidro kĩ thuật a Quá trình sử dụng xăng reformat Xăng thu từ q trình reformat có đặc tính q q trị số ON cao lại không mang tạp chất lưu huỳnh kim loại nặng.Thành phần chủ yếu : - Thành phần cất : thông thường từ 35 - 190 oC - Tỉ trọng : 0,76 - 0,78 - Trị số ON Ron 94 – 103 - Thành phần hydrocacbon chủ yếu gồm aromatic,prafin,naphten < 10%,và olefin không đảng kể Chúng ta thấy xăng reformat có số ON cao thành phần aromatic giàu nghèo olefin nều đem xăng sử dụng mặt kinh tế khơng hiệu cịn mặt kĩ thuật khơng đảm bảo.Vì hàm lượng aromatic xăng cao nên đưa vào sử dụng trực tiếp gây tạo cặn động cơ,do hợp chất thơm gây hại cho sứ khỏe cong người điều cản trở cho xăng reformat.Xăng lại có áp suất bão hịa thấp khó khởi động động xe.Vì lý người ta tìm cách nâng cấp xăng reformat để việc sử dụng hiệu an toàn cho người Do trình điều chế xăng reformat xử lý trình hydrotreating nên tạp chất lưu huỳnh kim loại nặng tồn xăng Nhóm sinh viên: 11 Lọc Hóa dầu – K52 17 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tiểu luận CNHD CB Polime khơng đáng kể.Chính việc nâng cấp xăng đơn giản,người ta đưa công nghệ sau : Pha chế thêm loại xăng khác xăng ankylat,xăng crackat,xăng isomat Pha thêm phụ gia khác methanol,etanol,butanol phụ gia chống tạo cặn buồng đốt b Pha trộn xăng reformat (nâng cấp) - Do chứa cấu tử aromatic nên xăng gốc reformat có áp suất bão hịa thấp việc pha chế cho xăng thương phẩm có RVP đạt yêu cầu điều cần lưu ý,một phần xăng reformat có trị số ON cao nên pha với xăng có số ON thấp để cải thiện trị số ON cho xăng đó.Tuy nhiên việc phối trộn loại xăng với khơng để đạt mục đích không đơn giản việc phối trộn hai hợp phần với nhau.Về mặt công nghệ,pha chế xăng từ cấu tử hợp phần không bao gồm trình biến đổi hóa học,mà đơn giản trình pha trộn vật lý thành phần theo tỉ lệ tính tốn kĩ nhằm đạt tiêu theo yêu cầu.Nhưng việc lựa chọn thành phần pha chế tỉ lệ chúng trình pha chế để tạo sản phẩm vấn đề phức tạp Trong tiêu kĩ thuật xăng,có tiêu đại lượng cộng tính ( đại lượng pha chế tn thủ theo đại lượng tuyến tính ) việc tính tốn tỉ lệ pha chế tn theo tỉ lệ thuận bình thường,các tiêu tuyến tính cụ thể thường gặp pha chế xăng : hàm lượng lưu huỳnh ( % khối lượng ); hàm lượng nước ( %thể tích) ; hàm lượng benzene ( %thể tích);hàm lượng olefin ( %thể tích); tỷ trọng kg/m3; hàm lượng aromat ( %thể tích)… mặt tốn học hàm lượng thỏa mãn phương trình : Pb = WiPi Trong : Pb tổng giá trị đại lượng cường tính sau pha trộn Pi giá trị đại lượng cường tính tương ứng với cấu tử thứ i Wi thành phần khối lượng ( phần thể tích hay phần mol ) Một số tiêu pha trộn lại không tuân theo qui luật tuyến tính,để tính tốn tỉ lệ pha chế ,trước hết người ta chuyển chúng dạng số pha chế,sau số pha chế coi đại lượng cộng tính áp dụng mơ hình tuyến tính.Thuộc loại gồm có : trị số octan,áp suất bão hịa… Nhóm sinh viên: 11 Lọc Hóa dầu – K52 18 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tiểu luận CNHD CB Polime Qui trình pha chế xăng reformat thành xăng thương phẩm chủ yếu gồm công đoạn sau :  Yêu cầu kĩ thuật xăng thương phẩm cần pha chế : sở để lựa chọn cấu tử xăng gốc,phụ gia,tỷ lệ pha trộn  Lựa chọn xăng gốc : thông thường xăng gốc ưu tiên lựa chọn xăng gốc có sẵn nhà máy ta chọn xăng reformat  Lựa chọn phụ gia : phụ gia pha xăng thông thường chọn tính chất xăng gốc định,do xăng gốc reformat nên ta cần chọn phụ gia chống tạo cặn buồng đốt,phụ gia làm chế hịa khí,phụ gia chống ăn mịn xupap,phụ gia chống oxy hóa…  Thiết lập đơn pha chế : trình bày để thiết lập đơn pha chế xăng thương phẩm không đơn giản.Đơn pha chế cần đảm bảo yếu tố yếu tố kĩ thuật,tính kinh tế tính linh hoạt đơn pha chế.Đơi khó để đạt yếu tố nên cần dung hòa yếu tố đên khả chấp nhận  Phân tích tiêu hóa lý : tiến hành phân tích tiêu hóa lý xăng gốc , phụ gia xăng thương phẩm giúp người pha chế đưa điều chỉnh phù hợp với xăng cần pha trộn Chúng ta tham khảo cách phối trộn số loại xăng nhà máy lọc dầu Dung Quất mà xăng gốc chủ yếu cracking reforming : Đây xăng A92 Nhóm sinh viên: 11 Lọc Hóa dầu – K52 19 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tiểu luận CNHD CB Polime Xăng A90 Xăng A95 Nhóm sinh viên: 11 Lọc Hóa dầu – K52 20 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tiểu luận CNHD CB Polime Xăng reformat pha trộn với xăng crackat xăng ankylat xăng thương phẩm cần thiết.Chúng ta thấy áp suất bão hòa xăng gốc reformat thấp có 18 kpa sau phối trộn xăng khác áp suất xăng thành phẩm 57 kpa đạt tiêu chuẩn sử dụng.Hàm lượng hợp chất thơm xăng gốc reforming cao ví dụ aromatic 77%V sau pha trộn tỉ lệ từ 36 – 41% thấp nhiều ban đầu.Điều giúp cho xăng thành phẩm đảm bảo tiêu môi trường tiêu kĩ thuật cho động Phụ gia cho xăng reformat Do đặc điểm xăng reformat có số ON cao hàm lượng tạp chất thấp lại chứa nhiều aromatic nên áp suất bão hịa nhỏ điều cản trở đến việc khởi động động nhiệt độ ngồi trời xng thấp.Chính điều nên cơng nghệ nâng cấp xăng reformat việc sử dụng phụ gia pha xăng cần đảm bảo yếu tố :  Nâng cao áp suất bão hòa RVP cho xăng  Chống tạo cặn buồng đốt động cơ,và chế hòa khí sử dụng xăng reformat a Các phụ gia chứa oxygenat Nhóm sinh viên: 11 Lọc Hóa dầu – K52 21 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tiểu luận CNHD CB Polime Các phụ gia chứa oxy có trị số ON cao,áp suất bão hịa cao nên lựa chọn dùng cho xăng reformat.Một điều quan trọng việc phụ gia có nguồn nguyện liệu phong phú khơng phụ thuộc vào dầu mỏ thành phần khí thải độc hại với mơi trường người.Các phụ gia thuộc nhóm úng dụng nhiều công nghệ nâng cấp cho xăng reformat nên xin đưa vài phụ gia phù hợp +Phụ gia etanol Etanol tinh khiết chất lỏng khơng màu,nó với tất tỉ lệ nước axeton,benzene vài dung môi hữu khác.Etanol khan hút ẩm đạt tới 0,3 – 0,4 %, vài tính chất Etanol khan thể bảng sau: Tính chất Etanol Xăng C2H5OH C4 - C12 46 100 - 105 52,2%C; 13,1%H; 34,7%O - 0,794 0,72 - 0,78 Áp suất bão hòa (RVP), psi 2,3 – 15 Nhiệt độ sôi (oC) 78,5 30 – 215 Nhiệt độ đông đặc (oC) -114 -40 Công thức phân tử Phân tử lượng Thành phần nguyên tố (%KL) Tỷ trọng 150C Độ tan 21oC Không Etanol nước 100% Nước Etanol 100% Nhiệt bay hơi, kcal/kg 200 83 Nhiệt trị (NHV) kcal/kg 6380 10000 - 10500 RON 108 90 – 100 MON 92 81 – 90 Nhóm sinh viên: 11 Lọc Hóa dầu – K52 22 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tiểu luận CNHD CB Polime Ảnh hưởng Etanol đến trị số ON: Trị số ON pha trộn Etanol thay đổi theo thành phần xăng Reformat hiệu ứng pha trộn ON Etanol cao trạng thái tinh khiết Thông thường Etanol pha vào xăng với tỷ lệ 210% V, tăng 2-3 ON theo TCVN6776:2005 hàm lượng Oxy xăng pha chế khơng vượt 2,7% khối lượng hàm lượng Etanol sử dụng vượt 7,8% RON 130 MON 96 (RON+MON)/2 118 RVP pha trộn, 12-27 psi Ảnh hưởng Etanol tới áp suất bão hòa xăng: dạng ngun chất Etanol có áp suất bão hịa thấp có liên kết hydro thấp xăng Tuy nhiên, pha Etanol vào xăng Refomat áp suất bão hịa xăng tăng mạnh đạt giá trị cực đại pha 5-7% Etanol Áp suất bão hòa tăng dễ làm mát phần nhẹ vận chuyển tồn chứa, làm giảm chất lượng xăng Để trì RVP xăng phải giảm bớt phần C4 thực tế điều không cần thiết cho xăng Reformat Ảnh hưởng Etanol đến khả bay xăng Reformat: Ngồi điểm sơi đầu Etanol 99,5o có tác dụng làm tăng 10C cịn thành phần độ sơi khác tác dụng lại giảm Sự giảm biểu không lớn T90 EBP khoảng 0-5 oC thể lớn T10% T50% Ảnh hưởng Etanol đến hàm lượng nước xăng pha trộn: Etanol chất hút ẩm tan vô hạn nước nên tồn nước xăng hòa tan lượng đáng kể Etanol pha trộn kết làm giảm tỷ lệ Etanol nghĩa giảm trị số ON làm hỏng động xăng sử dụng chúng lý nên Etanol khơng pha trộn nhà máy lọc dầu mà pha trộn điểm bán Ảnh hưởng Etanol đến nhiệt trị, nhiệt cháy xăng pha trộn: nhiệt trị, nhiệt cháy Etanol thấp nên làm xăng Reformat giảm theo Ảnh hưởng Etanol đến khí thải, an tồn sức khỏe mơi trường xăng pha trộn: Etanol gọi nhiên liệu xanh có tái tạo mùa vàng nơng vụ lương khí CO nước sinh xăng thơng thường không lẫn tạp chất độc hại - Việc sử dụng Etanol pha trộn vào xăng Reformat làm tăng trị số ON áp suất bão hòa RVP xăng gốc Reformat, điều đặc biệt quan trọng công nghệ nâng cấp sử dụng xăng Reformat mà khơng ảnh hưởng đến mơi trường Nhóm sinh viên: 11 Lọc Hóa dầu – K52 23 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tiểu luận CNHD CB Polime + Phụ gia butanol Trong thời gian gần người ta quan tâm tới đến dạng đồng phân butanol n-butanol metyl-tert-butyl ancol ( TBA ).Tính chất hóa lý butanol thể qua bảng sau : Butanol có đặc điểm tương tự với methanol điểm ý độ nhớt động học cao nên pha trộn nhiều vào xăng gốc gây số trục trặc trình hoạt động động đặc biệt hệ thống bơm vận chuyển nhiên liệu trình khởi động.So với etanol butanol có số đặc điểm sau : - Nhiệt cháy butanol (104,800 BTU/gallon) cao so với etanol (84,250 BTU/gallon ) - Ít gây ăn mịn bay thấp so với etanol - Ít tách lớp nước so với etanol nên dễ dàng vận chuyển phân phối - Xăng pha etanol có áp suất bão hòa tăng dần theo tỉ lệ etanol với butanol ngược lại Nhóm sinh viên: 11 Lọc Hóa dầu – K52 24 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tiểu luận CNHD CB Polime - - Butanol pha thể pha với xăng reformat tỷ lệ cao so với pha với etanol mà không cần thiết phải thay đổi tỷ lệ khơng khí / nhiên liệu động lượng tạo thành gần xăng Nhiệt hóa butanol thấp nửa so với etanol nên động sử dụng butanol dễ khởi động Việc pha chế butanol vào xăng gốc reformat mang lại hiệu tương tự với etanol làm tăng trị số ON quan trọng tăng RVP cho xăng lên nhiều + Metanol Việc sử dụng metanol tương tự với etanol butanol môt nhược điểm quan trọng độc hại với người giá thành lại cao.Về mặt kĩ thuật nhiệt trị etanol lại thấp nhiều so với loại phụ gia ( 21,1.106 J/kg ) đặc tính kĩ thuật xăng reformat pha trộn với metanol theo hàm lượng thể bảng sau : Nhóm sinh viên: 11 Lọc Hóa dầu – K52 25 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tiểu luận CNHD CB Polime Trường Đại học Mỏ - Địa chất Phụ gia metanol làm giảm áp suất bão hòa lại độc hại với người nên việc sử dụng chúng ít,và phần tính kinh tế khơng cao loại phụ gia b Phụ gia làm chế hịa khí - Phụ gia có tác dụng ngăn cản đóng băng nước cách hịa tan nước tích tụ khí hịa khí,chức phụ gia làm giảm nhiệt độ tạo tinh thể nước đá nước đặc biệt điều kiện nhiệt độ môi trường thấp.Các phụ gia thường hợp chất amin với hàm lượng khoảng 50ppm, số rượu , glycol , dimetylformamid… c Phụ gia chống tạo cặn buồng đốt Do xăng reformat chứa nhiều aromatic nên q trình sử dụng tạo cặn buồng đốt cần sử dụng phụ gia chống tạo lớp cặn này.Tác hại loại cặn dẫn đến tượng : - Tỷ số nén động cao cách không mong muốn làm tăng yêu cầu trị số ON cao so với thiết kế ban đầu Tăng lượng khí thải Tăng va chạm học đầu đỉnh pittong đầu xilanh,được gọi tiếng gõ cacbon Các phụ gia chống tạo cặn buống đốt có tác dụng tẩy cặn bẩn,cặn q trình cháy khơng hết nhiên liệu, cặn cacbon…đồng thời ngăn cản hình thành cặn tiếp theo.Cơ chế phụ gia bám bề mặt chi tiết ngăn cản bám dích cặn bẩn.Các phụ gia thường sử dụng amin,dẫn xuất andehit polyisobutensusiccinic, polypropyl-phenol… với hàm lượng khoảng 50 – 125 ppm  Trên số công nghệ nâng cấp xăng reformat tiêu biểu,do xăng gốc reformat có đặc tính q có hai nhược điểm áp suất bão hòa thấp hàm lượng aromatic cao nên dễ tạo nên công nghệ nâng cấp loại xăng tập trung hai yếu tố PHẦN KẾT LUẬN Vì tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm nhiên liệu ngày nghiêm ngặt nhằm đáp ứng tiêu kỹ thuật môi trường nên ngày người ta phải sử dụng phương pháp nâng cấp xăng Các cơng nghệ mà chúng em tìm hiểu cơng nghệ phổ biến hầu hết nhà máy chế biến dầu mỏ sử dụng nhiều năm trở lại Và để đáp ứng Nhóm sinh viên: 11 Lọc Hóa dầu – K52 26 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tiểu luận CNHD CB Polime tiêu chuẩn ngày cao đòi hỏi nhà sản xuất phải có đổi mới, cải tiến công nghệ TÀI LIỆU THAM KHẢO Hóa học dầu mỏ khí tự nhiên – Phan Tử Bằng Các sản phẩm dầu mỏ hóa dầu – Kiều Đình Kiểm Petrochemical Process Synthesis Gas Derivatives and Major Hydrocarbons Www.congnghedaukhi.com Nhóm sinh viên: 11 Lọc Hóa dầu – K52 27 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... Polime Phần Công nghệ nâng cấp xăng nhiệt phân xăng reforming Chương Giới thiệu chung xăng Chương Công nghệ nâng cấp xăng nhiệt phân xăng reforming Chương I : Giới thiệu chung xăng Xăng thương... reformat xăng tạo từ trình reforming, đây q trình chế biến sâu dầu khí.Q trình dựa phản ứng loại hydro đóng vịng hydrocacbon Chương Công nghệ nâng cấp xăng nhiệt phân xăng reforming A Công nghệ nâng cấp. .. nâng cao trị số octan công nghệ reforming xăng nhiệt phân I Công nghệ hydrotreating xăng nhiệt phân Vì xăng nhiệt phân chứa nhiều hợp chất khơng no, oxy, lưu huỳnh, nitơ… nên chúng cần phải nâng