XÚC tác CHO QUÁ TRÌNH REFORMING xúc tác

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCK KHOA TPHCM KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC NGÀNH KỸ THUẬT HÓA DẦU XÚC TÁC CHO QUÁ TRÌNH REFORMING XÚC TÁC CBGD: Nguyễn Hữu lương Thực hiện: Nguyễn Hồng Thoan MSHV: 10400162 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com XÚC TÁC CHO QUÁ TRÌNH REFORMING XÚC TÁC NỘI DUNG I II III IV V Mở đầu Lịch sử phát triển trình Refroming xúc tác Xúc tác trình refroming xúc tác Những yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác Các biện pháp quy trình tái sinh xúc tác LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com XÚC TÁC CHO QUÁ TRÌNH REFORMING XÚC TÁC MỞ ĐẦU Sự phát triển nhanh chóng cơng nghiệp xe năm 30  nhu cầu xăng tăng cao  Sự cần thiết phải cho đời trình reforming xúc tác để thay cho trình reforming nhiệt Quá trình reforming xúc tác dùng xúc tác đa chức để chuyển hóa nguyên liệu xăng có số octane thấp  xăng có số octan cao LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com XÚC TÁC CHO Q TRÌNH REFORMING XÚC TÁC MỞ ĐẦU Hình 1: Vị trí phân xưởng REFORMING nhà máy lọc dầu LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com XÚC TÁC CHO QUÁ TRÌNH REFORMING XÚC TÁC Chương LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA QUÁ TRÌNH REFORMING XÚC TÁC 1940 Mỹ dùng xác tác molipden MoO2/Al2O3 theo mục đích nghiên cứu nhằm thu xăng có RON = 80  Ưu điểu: rẻ tiền, bền với lưu huỳnh  Nhược điểm:  Hoạt tính khơng cao  Thực nhiệt độ 3400C, áp suất thấp 14 20 at  Nhưng giảm áp suất lại thúc đẩy trình tạo cốc  Chính q trình khơng phát triển LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com XÚC TÁC CHO QUÁ TRÌNH REFORMING XÚC TÁC Chương LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA QUÁ TRÌNH REFORMING XÚC TÁC Đến năm 1949, hãng UOP Mỹ đưa vào sử dụng hệ thống reforming xúc tác (quá trình Platforming)  Chất xúc tác Pt chất mang Al2O3 clo hố với hoạt tính xúc tác cao  Quá trình tiến hành áp suất 70 bar, xúc tác tái sinh thời gian vài tháng  Hàm lượng Pt xúc tác từ 0,2  0,6%m, độ acid Al2O3 giảm dần nên cần phải tiến hành clo hoá để tăng độ acid LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com XÚC TÁC CHO QUÁ TRÌNH REFORMING XÚC TÁC Chương LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA QUÁ TRÌNH REFORMING XÚC TÁC Từ 1950 - 1960 có nhiều q trình reforming xúc tác phát triển từ xúc tác Pt, chất xúc tác sử dụng Pt/silice alumine, gọi xúc tác chức kim loại, giảm áp suất vận hành thiết bị xuống 30 bar  Xúc tác hai chức kim loại (bimétallique) cải tiến sau năm 1960 có độ bền cao, chống lại tạo cốc góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm, đồng thời giảm áp suất vận hành thiết bị 10 bar  LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com XÚC TÁC CHO QUÁ TRÌNH REFORMING XÚC TÁC Chương LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA QUÁ TRÌNH REFORMING XÚC TÁC Đầu năm 1970, cải tiến bật q trình reforming xúc tác đời q trình có tái sinh liên tục xúc tác UOP IFP  Xúc tác bị cốc hoá tháo liên tục khỏi thiết bị phản ứng (reactor) đưa quay trở lại  Nhờ khả tái sinh liên tục xúc tác bị cốc hố, q trình CCR cho phép dùng áp suất thấp thao tác liên tục  Cũng nhờ giảm áp mà hiệu suất thu hydrocarbon thơm H2 tăng lên đáng kể LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com XÚC TÁC CHO QUÁ TRÌNH REFORMING XÚC TÁC Chương LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA QUÁ TRÌNH REFORMING XÚC TÁC Năm 1988, UOP tiếp tục giới thiệu trình Platforming tái sinh xúc tác liên tục hệ thứ hai mà đặc điểm thiết bị Lock Hopper không dùng van, hoạt động áp suất cao Ngày nay, trình CCR với áp suất siêu thấp, làm việc áp suất 3,5at Hầu tất trình reforming xúc tác xây dựng trình CCR Các hãng đầu trình UOP IFP, đến năm 1996 UOP có 139 nhà máy IFP có 48 nhà máy CCR LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com XÚC TÁC CHO QUÁ TRÌNH REFORMING XÚC TÁC Chương LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA QUÁ TRÌNH REFORMING XÚC TÁC Năm 1997, UOP cho đời trình “New Reforming” Xúc tác sử dụng cho công nghệ UOP zeolit, xúc tác có đặc điểm:  Tính chọn lọc hình học cho q trình vịng hố Tính chọn lọc hình học zeolit làm hạn chế kích thước phân tử hợp chất sản phẩm trung gian cho sản phẩm chủ yếu hydrocarbon thơm vòng  So với phản ứng reforming bình thường khác, trình “New Reforming” tạo cốc bám xúc tác nhiều việc tái sinh xúc tác phải áp dụng cơng nghệ CCR hay sử dụng lị dự trữ LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com XÚC TÁC CHO QUÁ TRÌNH REFORMING XÚC TÁC Chương 2: XÚC TÁC CỦA QUÁ TRÌNH REFORMING XÚC TÁC Chất xúc tác bimétallique:  Ngồi Pt, xúc tác cịn thêm nguyên tố Ir, Sn, Re, Ge  S < ppm  Ir = 0,02 0,6%m Ir làm tăng hoạt tính xúc tác điều kiện vận hành  Re = 0,2 0,6%m Re làm giảm áp suất vận hành trình với chu kỳ làm việc xúc tác  Sn = 0,25 0,5%m Sn làm tăng hiệu suất thu sản phẩm LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com XÚC TÁC CHO QUÁ TRÌNH REFORMING XÚC TÁC Chương 3: NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HOẠT TÍNH CỦA XÚC TÁC 3.1 Thay đổi tính chất xúc tác làm việc: Sự thay đổi xúc tác trình reforming xúc tác thường tính chất vật lý với tiếp xúc với độc tố nhiệt độ cao Sự thay đổi phân hai loại sau:  Thay đổi tính chất tạm thời: tạo cốc hay ngộ độc thuận nghịch hợp chất O, N, S  Thay đổi tính chất vĩnh viễn: thay đổi khơng có khả tái sinh Những thay đổi làm lão hóa giảm tuổi thọ xúc tác LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com XÚC TÁC CHO QUÁ TRÌNH REFORMING XÚC TÁC Chương 3: NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HOẠT TÍNH CỦA XÚC TÁC 3.2 Sự gây ngộ độc độc tố:  Các hợp chất hữu chứa S, N, O kim loại nặng chất độc xúc tác reforming LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com XÚC TÁC CHO QUÁ TRÌNH REFORMING XÚC TÁC Chương 3: NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HOẠT TÍNH CỦA XÚC TÁC 3.2.1 Gây ngộ độc hợp chất lưu huỳnh: Các hợp chất lưu huỳnh nguyên liệu làm giảm hoạt tính xúc tác Pt, ảnh hưởng xấu đến chức dehydro dehydro vịng hóa Pt + H2S PtS + H2  Từ đó, chức quan trọng xúc tác dehydro, dehydro đóng vịng hóa bị đầu độc H2S có tính axit nên cịn gây ăn mịn thiết bị  LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com XÚC TÁC CHO QUÁ TRÌNH REFORMING XÚC TÁC Chương 3: NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HOẠT TÍNH CỦA XÚC TÁC Ngồi cịn làm biến đổi Al2O3 tạo thành kết tủa sunfat nhôm Al2(SO4)3 Mercaphtan > sunfit > thiophen > H2S > S nguyên tố Khi hàm lượng lưu huỳnh nguyên liệu tăng hiệu suất chất lượng xăng giảm cần phải nâng tỷ lệ H2/RH  Yêu cầu hàm lượng lưu huỳnh nguyên liệu tuỳ thuộc vào loại xúc tác sử dụng:  Đối với xúc tác monométallique: hàm lượng lưu huỳnh phải nhỏ 10  15 ppm  Đối với xúc tác bimétallique: hàm lượng lưu huỳnh phải nhỏ ppm LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com XÚC TÁC CHO QUÁ TRÌNH REFORMING XÚC TÁC Chương 3: NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HOẠT TÍNH CỦA XÚC TÁC 3.2.2 Gây ngộ độc hợp chất nitơ:  Trong điều kiện reforming: Các hợp chất nitơ hữu NH3 + Cl2 NH4Cl  Làm giảm chức axit chất xúc tác  NH4Cl lại dễ bay vùng phản ứng làm tăng nhiệt độ thiết bị  NH4Cl dễ kết tinh phần lạnh hệ thống, gây hư hỏng thiết bị:  Hàm lượng nitơ cho phép nguyên liệu phải nhỏ ppm LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com XÚC TÁC CHO QUÁ TRÌNH REFORMING XÚC TÁC Chương 3: NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HOẠT TÍNH CỦA XÚC TÁC LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com XÚC TÁC CHO QUÁ TRÌNH REFORMING XÚC TÁC Chương 3: NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HOẠT TÍNH CỦA XÚC TÁC 3.2.3) Ảnh hưởng nước:  Sự có mặt nước nguyên liệu làm giảm tính acid xúc tác gây ăn mịn thiết bị điều kiện vận hành  Hàm lượng nước nguyên liệu