Trang 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐỒ ÁN CHUYÊN NGHÀNH Thiết kế phân xưởng Reforming xúc tác năng suất 2000000 tấn/ năm Chữ kí GVCD Hà Nội, 09/2023 Giảng viên hướng dẫn: Sinh viên
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐỒ ÁN CHUYÊN NGHÀNH Thiết kế phân xưởng Reforming xúc tác suất 2000000 tấn/ năm Giảng viên hướng dẫn: TS Phan Thị Tố Nga Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hòa Bộ mơn: Cơng nghệ Hữu – Hóa Dầu Viện: Kỹ thuật Hóa Học Chữ kí GVCD Hà Nội, 09/2023 LỜI CẢM ƠN Em xin trân trọng gửi lời cảm ơn tới thầy cô giáo Bộ môn Công nghệ tổng hợp hữu – hóa dầu trường Đại học Bách Khoa Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ cho em suốt thời gian hoàn thành đồ án Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn chân thành lịng biết ơn tới giáo TS Phan Thị Tố Nga tận tình giúp đỡ hướng dẫn em suốt thời gian hoàn thành đồ án Qua việc hoàn thành đồ án giúp em hiểu sâu thêm kiến thức chuyên ngành Hữu Cơ – Hóa Dầu vấn đề cần thiết thiết kế phân xưởng sản xuất cơng nghệ hóa dầu Tuy nhiên thời gian khả có hạn nên đồ án em khơng tránh khỏi sai sót Em mong thầy cô Bộ môn bảo bổ sung để đồ án em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn thầy cô Sinh viên Nguyễn Đức Hịa VIỆN KỸ THUẬT HỐ HỌC BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI _ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH Họ tên: Nguyễn Đức Hịa MSSV: 20180730 Lớp: KTHH 06 – K63 Khóa: K63 I Đầu đề thiết kế: Thiết kế phân xưởng Reforming xúc tác suất 2.000.000 / năm II Các số liệu ban đầu: Công suất:2.000.000 / năm III Nội dung phần thuyết minh tính tốn: IV Tổng quan Tính tốn: + Tính cân vật chất + Tính cân nhiệt lượng Các vẽ Bản vẽ sơ đồ dây chuyền công nghệ: khổ A3 Bản vẽ lắp thiết bị chính: khổ A3 V Cán hướng dẫn: TS Phan Thị Tố Nga VI Ngày giao nhiệm vụ: VII Ngày phải hoàn thành: ngày tháng năm 2023 Phê duyệt Bộ môn ngày 29 tháng 09 năm 2023 Ngày 29 tháng 09 năm 2023 Người hướng dẫn ( Họ tên chữ ký) MỤC LỤC Phần 1: Tổng quan I Nguyên liệu sản phẩm q trình isome hóa 1.1 Giới thiệu trình reforming xúc tác [1-155] - Là q trình quan trọng cơng nghệ chế biến dầu Vai trị khơng ngừng tăng lên nhu cầu xăng chất lượng cao ngun liệu cho q trình tổng hợp hóa dầu ngày nhiều - Quá trình cho phép sản xuất cấu tử có trị số octan cao cho xăng, hợp chất hydrocacbon thơm BTX cho tổng hợp hóa dầu hóa học - Ngồi q trình cịn cho phép nhận khí Hydro kỹ thuật ( hàm lượng 85% H2) với giá rẻ so với trình khác 1.2 Nguyên liệu - Nguyên liệu trình reforming phân đoạn xăng chưng cất trực tiếp, có giới hạn sơi từ 60 – 210˚C, xăng q trình cracking nhiệt sử dụng phân đoạn xăng trình thứ cấp.[2-127] - Tùy thuộc vào mục đích q trình reforming xúc tác để nhận xăng có trị số octan cao hay nhận hydrocacbon thơm riêng rẽ mà chọn giới hạn sôi phân đoạn xăng làm nguyên liệu khác [2-127] - Để sản xuất xăng có trị số octan cao, người ta dùng phân đoạn xăng có giới hạn sôi từ 85 – 180 ˚C, phân đoạn cho phép sản xuất xăng có trị số octan cao hạn chế tạo cốc [2-127] - Để sản xuất Hydrocacbon riêng rẽ, người ta sử dụng phân đoạn xăng hẹp: + Để sản xuất benzen dùng xăng có nhiệt độ sơi: 62 – 85 ˚C + Để sản xuất toluen dùng xăng có nhiệt độ sơi: 85 - 120 ˚C + Để sản xuất xylen dùng xăng có nhiệt độ sơi: 120 - 140 ˚C[2-127] Hình Quan hệ thành phần cất nguyên liệu với hiệu suất chất lượng sản phẩm reforming[1-162] Chú thích Ngun liệu có nhiệt độ sơi từ 60 – 180 ˚C Nguyên liệu có nhiệt độ sơi từ 85 – 180 ˚C Ngun liệu có nhiệt độ sôi từ 105 – 180 ˚C Thành phần cất nguyên liệu có ảnh hưởng nhiều đến hiệu suất chất lượng sản phâmr Nếu thành phần cất có nhiệt độ sơi q rộng, có chứa nhiều phần nhẹ làm cho hiệu suất chất lượng xăng giảm xuống, hình 1-1 thể rõ điều này[1-163] Thành phần hydro cacbon nguyên liệu ảnh hưởng đến hiệu suất xăng, để đánh giá chất lượng nguyên liệu reforming xúc tác thông qua thành phần hoá học nguyên liệu , hãng UOP đưa chuẩn số tương quan KUOP xác định theo biểu thức sau : 𝐾 = 12,6 - ( N + 2Ar ) /100 [1] N- hàm lượng % naphten; Ar- hàm lượng % hydrocacbon thơm Trong nguyên liệu reforming xúc tác , 𝐾 đặc biệt tổng số N+ 2Ar thay đổi khoảng rộng ( tổng N + 2Ar từ 30 đến 80 ) Nếu 𝐾 = 10 nguyên Bảng 1.1 : Ảnh hưởng thành phần nguyên liệu đến trình reforming xúc tác Xúc tác KP 104, p = 1,5 Mpa, t0C = 475) [1] - Tùy thuộc vào chế độ công nghệ xúc tác mà q trình hydro hóa làm đạt tiêu chất lượng cho nguyên liệu reforming xúc tác bảng 1.2 Bảng 1.2 Hàm lượng cho phép hợp chất phi hydrocacbon có mặt nguyên liệu reforming xúc tác[1-165] 1.3 Hydro hóa làm nguyên liệu[1-165] - Cơ sở lý thuyết + Tất trình reforming xúc tác thường áp dụng hai sơ đồ công nghệ thường trải qua hai sơ đồ cơng nghệ, tái sinh liên tục hay gián đoạn + Nhưng dù áp dụng sơ đồ nào, nguyên liệu trước đưa vào q trình reforming xúc tác cần phải qua cơng đoạn làm gọi hydro hóa làm hay xử lý hydro - Các phản ứng xảy bao gồm 1.4 Sản phẩm q trình reforming xúc tác [2-127] 1.4.1 Xăng có trị số octan cao - Chất lượng xăng phụ thuộc vào chất lượng nguyên liệu phụ thuộc vào xúc tác - Bảng 1.2 đưa ví dụ phụ thuộc chất lượng xăng vào thành phần nguyên liệu - Từ bảng 1.2 ta thấy, xăng có trị số octan xăng nhận từ nguyên liệu có hàm lượng parafin thấp có thành phần phân đoạn xăng nặng - so với xăng nhận từ nguyên liệu parafin cao Thành phần xăng reforming xúc tác sau: olefin không 3%, naphten khơng q 10%, cịn lại izo- parafin aromat - Số liệu bảng 1.3 cho thấy , xăng reforming xúc tác có chất lượng cao, đặc biệt hàm lượng olefin thấp (