b BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI --- HUỲNH THANH DANH NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA HÀM LƯỢNG OXIT SẮT TRÊN CÁC CHẤT MANG KHÁC NHAU ĐẾN HOẠT TÍNH XÚC TÁC OXITIVE CRAC
Trang 2b
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
-
HUỲNH THANH DANH
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA HÀM LƯỢNG OXIT SẮT TRÊN CÁC CHẤT MANG KHÁC NHAU ĐẾN HOẠT TÍNH XÚC TÁC OXITIVE CRACKING PHÂN ĐOẠN DẦU NẶNG
Trang 5e
Trang 7g
Trang 8h
Trang 9i
Trang 173
Naphten xyclohexan olefin olefin
Trang 18 hydro cacbon parafin
Trang 19OAlO
Trang 217
+CnH2n+1 +CmH2m CnH2n + +CmH2m+1
+CnH2n+1 + CmH2m+2 CnH2n+2 + +CmH2m+1
Ph n ng cracking: Các ion cacboni có s nguyên t cacbon l n x y ra s phân hu
t m ch v trí so vi nguyên t n S n ph m phân hu là m t phân
t hydrocacbon trung hoà và ion cacboni m i có s nguyên t cacbon nh
trí
Trang 22C C C
Trang 25 c
Trang 26
Trang 2713
tác aluminosilicat z oC, 1atm trong
xúc tác aluminosilicat-o
Trang 28- ng C1 khá l n, C 2,C3 chng t quá trình cracking r t sâu và có th x y
ra quá trình cracking nhi t Vì quá trình cracking xúc tác c t m ch v a +C nên
Trang 2915
o ra s n ph m có nhánh iso Khác v i quá trình cracking nhi t ch x y ra u
mo nhi u C 1,C2i thí c s n ph m ch y u c a quá trình cracking xúc tác ch y
Trang 3016
7
3/ C4 hepten
Trang 3319
xúc tác, kìm hãm quá trình c
racking hydrocacbon naphten là các iso olefin
Trang 35K =
x1
V0
0 3/m3.h)
Trang 36
- Th nh t, s d ng xúc tác v i s ng lng v n t c ph n ng, cho phép ti n hành ph n ng u ki n m p và áp suth t không cao
- Th hai, chuy n t ng th xang d th p xúc pha gi a ch t
ph n ng và ch t xúc tác Ph n ng ti n hành liên t c vt cao
- Tìm lo i xúc tác m ng thenzym, zeolit m i
- Dùng các thit b hóa lý hi nghiên ca xúc tác
- Cái ti n các thi t b v ng ti p xúc pha gi a xúc tác và ch t
ph n ng
Trang 37H-
Trang 39- m b o v b n nhi Trong quá trình làm vi c, xúc tác c xát vt: i thành thi t b làm cho xúc tác d b v n th t áp su t qua l lên, làm m t mát xúc tác l n Vì v y, xúc tác ph m b b c nhit
i, khi nhi cao quá mà n b n nhi t thì có th b bi n
i c u trúc dn làm gi m các tính ch t c a xúc tác, t c là ph m b b n nhi t
- B n v i ch t gây ng c xúc tác: Tính ch t này giúp xúc tác ch ng l i nh ng tác nhân gây ng p ch t c a n nh, các kim lo i n ng, làm cho xúc tác kéo dài thi gian sng ( th i gian làm vi c)
- Xúc tác ph i có kh u c n thi t nh m nâng cao hi u
qu s n xu t, tit kim chi phí s n xu t, giúp dây chuy n công ngh làm vi c liên t c
- Xúc tác phm bthun nh t cao: Xúc tác c ng nh t v ành ph n, th
v c u trúc, v hình d ng và v u s t o ra nh ng vùng phân l p và có tr l ng th i, do s phân l c nên s phá v ch làm ving c a thi t b M ng
Trang 40 n c a tinh th zeolit là t di n t o b i Al, Si, O Tâm c a t di n là m t nguyên
t Si hay Al, nh là 4 nguyên t O Các tinh th h p l i thành m ng không gian
M ng không gian zeolit có các l r c kho ng 8Å
cn n i v nhau theo các m t 4 c nh ta có zeolit lo i A, n i v nhau theo i i các mt 6 cnh ta có zeolit X ho c Y Có th miêu t
Hình 1.1: Sodalit -
Trang 41l n
- b n nhi t quan tr b n nhi t c a zeolit
ng SiO2 c c a các cation kim lo i Quá trình cracking dùng zeolit lo i X, Y có ch a các nguyên t t hi m ho c
d c x lí bc bing th i k t h p v i
cá h p ph b n nhi t ho u ch c l Zeolit có hot tính cracking l n, vì th i ta dùng nó d ng h n h p v nh hình hoc aluminosilicat tinh th c g i là xúc tác ch c các yêu c u v n xúc tác aluminosilicat thông ng
a, các ch tiêu kinh t t t
- n t quá trình s n xu nguyên liu FCC mang vào Xúc tác m i ph ng Na càng th p càng t t Na làm gi
Trang 4228
b n thu nhi t c n ng v i các tâm axit, làm gi m ho t tính c a xúc tác Trong thi t b tái sinh, ion Na có kh ng, nó s trung hoà nh ng tâm axit mnh nh t
Trang 43- H khu ch tán: Ch t n n có m t h ng mao qu n v tr th c l n, mao
qu n r ng nên chúng s t u ki n thu n l i cho s v n chuy n
và ri khi b t m zeolit
- th zeolit trong m t th tích v t li u l i mu ch nh h p lí ho t tính c a xúc tác và tránh ph n ng c racking sâu
- Ch t t i nhi t: Có tác d ng t i nhi t trong các h t xúc tác FCC, vì th c
hing quá nhi t c c b làm cho c u tinh th c a Zeolit không b phá v trong quá trình cracking và hoàn nguyên xúc tác
Trang 44n n ho t tính th n giá tr octan c Tuy nhiên vì kh
t o c c và t o khí th p nên xúc tác FCC này có th hong trong nhu ki n kh c nghi chuy n hóa và c i thi n tr s octan gasolin nhi
- Chấ ềt n n có ho t tính xúc tác cao và trung bình ạ
Các ch t n n này có ho n yu so vi zeolit Hot tính c a ch t n c t o ra là do b m t riêng cao (> 150 m 2 axit b
mc mao qu n kho
Mt cht nn hong ho ng có th c hi n các ch th
- Cracking các phân t l t), vì các phân t
khu ch tán vào bên trong mao qu n zeolit
- C i thi n ch ng LGO, light cycle oil (giá tr
ng hydrocacbon aliphatic, vì các aliphatic n ng c c cracking d dàng nh ch t nn
- b n c i v i kim lo i, vì ch t n n có th cracking các phân
t n ng ch a kim lo và liên k t v i kim lo i i (ch y u v i Vanadi), nh t
n n b o v c cu trúc tinh th c c s t n công c a vanadi
- C i thi b n c i v i các h p ch u cracking
nh c b o v , không b ng c (suy gi m ho t tính) vì các h p cht ch
Trang 4531
- Gim thing phát th i SO x Ví d khi pha n n ch a oxyt nhôm ho t tính thì
s phát th i SO x t thi t b hoàn nguyên xúc tác có th c gi m xu
Trang 48
Hình 1.2 Cơ chế giảm hoạt tính và độ bền của xúc tác Zr/FeO x (a) và vai trò của Al2O3
(b)
Trang 4935
t h v t li u mc công b và tr m khu cho m t
c nghiên c u m i.H v t li u nà t tên là MCM-X (Mobil Crystalline of
c t ng h p b i phòng thí nghi m c a Mobil Coporation Thông qua vi c
qu nh nhi t l c cao t o cho v t li u SBA-
có ting d ng l n trong công nghi p
c a ph n ng hình thành c u trúc d ng l c giác c a mao qu n hình thành Sol-Gel silica v i ch t t o c u trúc và ti n ch ng quát
Trang 5036
Quá trình liên k t các phân t monome t o thành chu i và ti p t c liên k t t o thành mng l ng (sol) cu i cùng hình thành gel
- u tiên các acid b y phân: th
H3O+ + Si(OR)4 HO Si (OR)- - 3 + ROH + H+
- Quá trình th y phân c a ti n ch t silica t o thành nhóm silanol -OH, các nhóm Si
theo ki u oxo hóa ho c ancolxo hóa hình thành nên silica oligome
Si(OR)3OH + HO-Si(OR)3 (RO)3Si-O-Si(OR)3 + H2O
Si(OR)3OR + HO-Si(OR)3 (RO)3Si-O-Si(OR)3 + ROH
- Cui cùng các ti u phân này liên k t theo ki +X-I+ (hay S0H+ X-I+) (S: ch t ho ng b m u trúc c a v t liu mao qu n trung bình
Trang 5137
Hình 1.3 Sơ đồ phân hủy nhiệt của các dạng nhôm hydroxyt
Al2O3 hydroxyt Boehmit 600 Al2O3
200 C
-Al2O3 50-300m2/g
Trang 532O3/FCC và Fe2O3/Al2O3
:
Trang 5440
u ch xúc tác trên ch t mang FCC và Al 2O3
Khng s t nitrat và th c s d ng trong quá trình t m (tính
d ng dt 0.15 M, và 5 g ch t mang) c cho trong b ng 2.1 và b ng 2.2
Trang 57r N A M
r m và Am
Xác định Am
m
16 3 / 2
10
m
-
Trang 5844
- (g/cm3)
- f
16
3 / 2
10
091
Xác định xm
m
s m
m s
Cx
CCxPP
x
P
P
/.1
1)/
/
s
s
P P x
P P
O
Trang 59sP P x
P P
vào P/ Ps
a C x
Trang 6450
Advance Bruker
Trang 6551
- Khng h th ng MAT 5000, kh ng máy tính, ki m tra tính nh c a máy tính, m các van khí nén, khí Nito
Hình 2.3: Giao diện củaa hệ thống MAT - 5000
- N p nguyên li n nng nguyên liu, kho ng
ng nguyên li u, chú ý m túi áp su t trên nguyên li u
chy xuc S d y hút nguyen li u nhi u l n cho quá
Trang 6652
u t t nh t N c vào xilanh c a h th ng cung c c cho quá trình cracking N p xúc tác vào thi t b phn ng vng 1g cho m t l n ch y ph n
t các thông s c n thi t cho quá trình
- M các van khí N 2, không khí nén V i các dòng l t: van KV-24 là 30 sccm; van KV-22 là 10 sccm; van KV-23 là 10 sccm Ti n hành th kín h ng, v th c
nh y áp su t min = 0.5 psig, lên trên 2 psig thì h th
- Tin hành gia nhi t cho nguyên li u nhi 50 o m b o nguyên li u
u luôn tr ng thái l ng thì xilanh m y d dàng Gia nhi t cho h th ng cung
cc cho quá trình cracking 250 oC Gia nhi t lò ph n ng v i nhi tùy thuc vào nhi mu n th c hi n ph n ng, c v i nhi 480 oC, 500
và th i khí thêm 15 phút
- K t thúc ph n ng, ghi l i th ng GC s c ký khí Cân th
ng s n ph m l c, và nâng nhi lò ph n ng lên 600 oC chu n b cho quá
t c c, thu khí CO2 Sau khi nâng lên 600 oC, chuyn van ba ngã v dòng không khí nén, chuyn van xoay t ng v V- t c t 500 oC chuy n toàn
b c c v CO2 Thu th h COtíc 2 ta tính toán cân b ng v t ch t toàn b quá trình
5000
Trang 6753
tích
Ngoài ra, MAT
racking xúc tác