Tiểu Luận - Công Nghệ Chế Biến Dầu Mỏ - Đề Tài - Cơ Sở Lý Thuyết Của Quá Trình Cracking Xúc Tác

Trang 3 Giới thiệu chung về quá trình Cracking xúc tácGiới thiệu chung về quá trình Cracking xúc tácCracking xúc tác là quá trình chuyển hóa các phân đoạn dầu nhiệt sôi cao thành những t

Trang 1

Cơ sở lý thuyết của

quá trình CRACKING XÚC TÁC

Cơ sở lý thuyết của

quá trình

CRACKING XÚC TÁC

Trang 3

Giới thiệu chung về quá trình Cracking xúc tác

Cracking xúc tác là quá trình chuyển hóa các phân đoạn dầu nhiệt sôi cao thành những thành phần cơ bản có chất lượng cho xăng động cơ,

xăng máy bay và distilat trung gian là gasoil

Trang 4

Xúc tác cho cracking thường sử dụng là

zeolite mang tính axit Thời gian trước đây có

sử dụng xúc tác trên cơ sở zeolit tinh thể và

có chứa kim loại đất hiếm.

Trang 5

Mục đích của quá trình cracking xúc tác là nhận các cấu tử có chỉ số octan cao cho xăng

ô tô hay xăng máy bay từ nguyên liệu là phần cất nặng hơn, chủ yếu là phần cất từ quá

trình chưng cất trực tiếp AD và VD của dầu thô.

Trang 6

Sản phẩm của quá trình là một hỗn hợp phức tạp của hydrocacbon các loại khác nhau, chủ yếu là hydrocacbon có số cacbon từ 3 trở lên, với cấu trúc nhánh.

Trang 7

Cơ sở lý thuyết của quá trình Cracking xúc tác

Trong điều kiện tiến hành quá trình cracking xúc tác, một số lượng lớn các phản ứng hóa học xảy ra và chúng quyết định chất lượng, hiệu suất của quá trình Đó là:

 Phản ứng phân hủy cắt mạch C-C, phản ứng cracking.

 Phản ứng đồng phân hóa.

 Phản ứng chuyển vị hydro, phản ứng

ngưng tụ, polyme hóa và phản ứng tạo cốc.

Trang 8

Cơ chế của quá trình này là cơ chế

cacboni Cơ sở của lý thuyết này dựa vào các tâm hoạt tính là các ion cacboni, được tạo ra khi các phân tử hydrocacbon của nguyên liệu tác dụng với tâm axit của xúc tác loại

Bronsted () hay Lewis (L).



Trang 9

GIAI ĐOẠN 1

GIAI ĐOẠN

TẠO ION

CACBONI

GIAI ĐOẠN 2

CÁC PHẢN ỨNG CỦA

ION CACBONI

GIAI ĐOẠN 3

GIAI ĐOẠN DỪNG PHẢN ỨNG

Trang 10

a Giai đoạn tạo cacboni

Trang 11

Ion cacboni tạo thành do sự tác dụng của olefin với tâm axit Lewis của xúc tác:

Trang 13

*Từ hydrocacbon naphten:

khi hydrocacbon naphten tác dụng với tâm axit cảu xúc tác hay các ion cacboni khác sẽ tạo ra các ion cacboni mới tương tự như quá trình xảy ra với parafin

Trang 14

Cơ sở lý thuyết của quá

trình Cracking xúc tác

*Từ hydrocacbon thơm:

Từ hydrocacbon thơm người ta quan sát thấy

sự kết hợp trực tiếp của H+ vào nhân thơm:

𝑪𝑯𝟐− 𝑪𝑯𝟑

+

𝑪𝑯𝟐− 𝑪𝑯𝟑

Trang 15

b Các phản ứng của ion cacboni

Ion cacboni được tạo ra từ giai đoạn trên lại nhanh chóng tham gia vào các phản ứng biến đổi khác nhau.

* Phản ứng đồng phân hóa:



Trang 16

* Phản ứng cracking theo qui tắc β (cắt mạch

ở vị trí β so với C mang điện):

𝑹𝟏 − 𝑪 − 𝑪 − 𝑪 − 𝑪 − 𝑹 → 𝑪 − 𝑪+¿− 𝑪 − 𝑪 − 𝑹 +𝑪+ ¿𝑯𝟑¿

¿

C C

(1)

(2)

(3)

Trang 17

Đồng thời ion cacboni lại nhanh chóng tác

dụng với olefin hay parafin theo phản ứng

vận chuyển ion hydrit:

+ + 𝑪 𝒎 𝑯 𝟐𝒎 𝑪 𝒏 𝑯 𝟐 𝒏 + 𝑪 𝒎 𝑯 𝟐𝒎+𝟏

+ + 𝑪 𝒎 𝑯 𝟐𝒎+𝟐 𝑪 𝒏 𝑯 𝟐 𝒏+𝟐 + 𝑪 𝒎 𝑯 𝟐𝒎+𝟏

Trang 18

Các ion này có thể tham gia phản ứng

đồng phân hóa, cracking, alky hóa hay ngưng

tụ Biến đổi của ion cacboni tiếp diễn cho đến khi nó có cấu trúc bền vững nhất, có độ bền cao nhất Có thể sắp xếp độ bền của các ion theo thứ tự sau:

Ion cacboni bậc 3 > Ion cacboni bậc 2 > Ion cacboni bậc 1

Trang 19

c Giai đoạn dừng phản ứng

Giai đoạn này xảy ra khi các ion cacboni kết hợp với nhau, hoặc chúng nhường hoặc nhận nguyên tử hydro của xúc tác để tạo

thành các phân tử trung hòa.

Trang 20

- Sản phẩm khí

- Các phân đoạn xăng, dầu hỏa

- Các phân đoạn gasoil nhẹ và nặng.

- Phân đoạn cặn dùng làm nhiên liệu đốt lò

Trang 21

So sánh sản phẩm quá trình cracking xúc tác và quá trình cracking nhiệt

* Khí hydrocacbon:

Hiệu suất khí có thể từ 10÷25% nguyên liệu phụ

thuổc vào nguyên liệu và điều kiện cracking.Trong điều kiện nhiệt độ cao, tốc độ nguyên liệu nhỏ, bội số tuần

hoàn xúc tác lớn thì hiệu suất sản phẩm khí sẽ lớn và

ngược lại thì hiệu suất khí nhỏ Nguyên liệu có hàm

lượng lưu hùynh cao thì sản phẩm khí có nhiều khí và khi nguyên liệu có nhiều nitơ thì sản phẩm khí cracking

có nhiều



Trang 22

So sánh sản phẩm quá trình cracking xúc tác và quá trình cracking nhiệt

Trang 23

Sản phẩm khí, khí khô được dùng làm nhiên liệu khí, etylen và propylen là nguyên liệu cho sản xuất nhựa polyetylen(PE) và polypropylen (PP),

Propan–propen làm nguyên liệu cho quá trình

polyme hóa và sản suất các chất họat động bề mặt

và làm nhiên liệu đốt (LPG)

Propan–propen, butan–buten còn làm nguyên

liệu cho quá trình alkyl hóa để nhận cấu tử có trị số octan cao pha vào xăng, và làm nguyên liệu cho các quá trình tổng hợp hóa dầu

Trang 24

* Phân đoạn xăng:

Phân đoạn xăng thường có nhiệt độ 40÷200C, phân đoạn này là cấu tử cơ bản để pha trộn với những cấu tử khác từ các quá trình Reforming, alkylhóa, và các phân đoạn naphta từ quá trình chưng cất trực tiếp để sản xuất các loại xăng ô tô, xăng máy bay.

Phân đoạnxăng từ quá trình cracking xúc tác khác với các phân đoạn có cùng khoảng nhiệt độ sôi từ quá trình chưng cất trực tiếp là có trị số octan cao hơn và đặc biệt là có thêm

thành phần hydrocacbon olefin.

Trang 25

* Các phân đoạn 200÷350oC

Phân đoạn 200÷280oC dùng làm dầu hỏa và phân đoạn200÷350oC được dùng để pha trộn và sản xuất nhiên liệu diezen

Các phân đoạn >350oC được dùng làm nhiên liệu đốt lò FO hay được dùng làm nguyên liệu cho quá trình cốc hóa

Trang 26

* Sản phẩm khí

Khí cracking nhiệt thành phần gồm có các hydro cacbon nhẹ sau: Metal, etal, propan, n-butan,

isobutan và khí elifin như etylen propylen,

butylen và có lẫn 1 ít khí Hàm lượng các cấu tử khí trong thành phần khí phụ thuộc vào chất

lượng nguyên liệu và chế độ công nghệ nhiệt độ

và áp suất của quá trình Thành phần khí là 1

hàm số của nhiệt độ và áp suất



Trang 28

Khí của quá trình cracking nhiệt sau khi phân chia tách khí khô còn lại phân đoạn khí propan – propylen và butan – butaldien sử dụng làm

nhiên liệu và làm nguyên liệu cho một số quá

trình chế biến tiếp

Trang 29

* Sản phẩm lỏng

- Xăng cracking nhiệt chiếm hàm lượng lớn hydrocacbon thơm và olefin trong khi xăng thu được từ chưng cất trực

tiếp lại chủ yếu là hydrocacbon parafin

và naphten Về sau này xăng cracking nhiệt không đảm bảo cho yêu cầu của xăng ô tô và hiệu suất đạt không cao

như quá trình cracking xúc tác.

Trang 30

- Sản phẩm gasoil của quá trình cracking

nhiệt:

Thu được từ phân đoạn có nhiệt độ sôi từ

200- 350 Nó dùng làm cấu tử pha vào nhiên

liệu mazut tàu biển và sau khi đã làm sạch bằng phương pháp hydro sẽ làm nhiên liệu diezel



Trang 31

- Sản phẩm cặn cracking nhiệt

Là phân đoạn tách ra từ hỗn hợp sản phẩm cracking nhiệt có nhiệt độ sôi 350 Nó dùng làm nhiên liệu nồi hơi như mazut từ cặn chưng cất trực tiếp cho các nhà máy nhiệt điện tàu biển và lò công nghiệp.

Cặn cracking nhiệt có chất lượng nhiên liệu tốt hơn cặn mazut chưng cất trực tiếp Vì hàm lượng nhiệt của

nó cao hơn, nhiệt độ đông đặc và độ nhớt thì thấp hơn chỉ tiêu Chỉ tiêu độ nhớt thấp thì dễ vận chuyển trong đường ống hơn và sự phun trong lò dễ dàng hơn.



Trang 32

Thank You !

www.powerpoint.vn

Tiêu đề	Cơ Sở Lý Thuyết Của Quá Trình Cracking Xúc Tác
Thể loại	tiểu luận

Định dạng
Số trang	32
Dung lượng	2,63 MB