Sản phẩm dầu mỏ thương phẩm phần 9 pot

Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm khung chất mang. Sự hiện diện của nó cho phép làm tăng bề mặt riêng của chất mang do đó thuận lợi cho hoạt tính xúc tác của kim loại quý. Ngoài ra, vật liệu nền còn chứa những thành phần ổn định, chất dẽo (tăng khả năng bám dính lên chất mang) cũng như những kim loại khởi động cho hoạt động của xúc tác. Có 3 kim loại quý thường dùng để tráng lên vật liệu nền: Pt, Pd, Rh. hai chất đầu (Pt, Pd) dùng cho các phả n ứng xúc tác oxy hoá CO và HC còn Rhodium (Rh) cần thiết cho các phản ứng xúc tác khử NO x thành N 2 . Thành phần Pt/Pd được chọn lựa dựa trên một số yêu cầu về tính năng của xúc tác như hiệu quả xúc tác ở nhiệt độ thấp, độ bền, tuổi thọ. . . khối lượng kim loại quý dùng cho mỗi bộ xúc tác rất thấp 1 ÷ 2g cho mỗi ô tô. Ngoài ra, bộ xúc tác còn chứa những chất khác như: Ni, Cerium, Lanthan, Barium, Zicronium, sắt, silicium . . . với hàm lượng bé. Những chất này tăng cường thêm hoạt tính xúc tác, tính ổn định và chống s ự lão hoá của kim loại quý. Khung chất mang sau khi đã tráng lớp kim loại quý được đặt vào trong lớp vỏ bọc và sau đó được lắp đặt trên đường khí thải động cơ Đặt monolithe vào trong lớp vỏ bọc. ThS. Trương Hữu Trì Trang 121 Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm Khởi động bộ xúc tác. Bộ xúc tác ba chức năng chỉ phát huy tác dụng khi nhiệt độ làm việc lớn hơn 250 0 C. Khi vượt quá ngưỡng nhiệt độ này, độ chuyển hoá của các chất ô nhiễm của bộ dụng sau một khoảng thời gian nhất định để nhiệt độ của bộ xúc tác đạt được ngưỡng này còn trước khoảng thời gian này, các chất ô nhiễm trong khí xả hầu như không xúc tác tăng rất nhanh, đạt tỉ lệ trên 90%. Do đó, trên ô tô bộ xúc tác chỉ phát huy tác được xử lý. Thực nghiệm cho thấy bộ xúc tác đạt đượ c ngưỡng này sau khi ô tô chạy được 1÷ 3 km trong thành phố. nhiệt độ tại đó tỉ lệ biến đổi các chất ô nhiễm đạt 50%.  Hàm lượng CO, HC thấp hơn nhiều   Có mặt oxi dư trong khói thải Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự chuyển hoá các chất ô nhiễm Nhiệt độ khởi động bộ xúc tác TLO (temperature light off) được định nghĩa là b. Bộ xúc tác dùng cho động cơ diesel Đặc điểm khói thải động cơ Diesel. Động cơ Diesel vận hành với hỗn hợp nghèo, so với động cơ xăng làm việc với độ giàu gần b ằng 1, khói thải của động cơ Diesel có những đặc điểm như sau: Hàm lượng NO x thấp hơn một chút. ThS. Trương Hữu Trì Trang 122 Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm  Xuất hiện các hạt rắn (bồ hóng). kiện sử dụng khí xả người ta thường sử dụng bộ xúc  Nhiệt độ khói thải thấp hơn. Đặc điểm của bộ xúc tác và điều Đối với động cơ Diesel, để giảm chất thải trong tác oxi hoá. Bộ xúc tác này cho phép giảm nồng độ CO, HC và một phần bồ hóng. Về mặt nguyên tắc thì sự xúc tác oxi hoá diễn ra thuận l ợi. Khó khăn duy nhất liên quan đến nhiệt độ môi trường phản ứng thấp. Hình sau cho thấy nhiệt độ bộ xúc tác cần phải đạt đến 200 0 C thì các phản ứng chuyển hoá mới bắt đầu xãy ra. Biến thiên tỷ lệ oxi hoá theo tỷ lệ nhiệt độ khí xả. Vào khoảng 3 . Sự có mặt của lưu hu oại quý dùng cho bộ xúc tác Diesel chủ yếu là Platin và Pallad 300 0 C bộ xúc tác bắt đầu oxy hoá SO 2 thành SO ỳnh trong dầu Diesel, ngay cả khi hàm lượng rất thấp cũng gây ảnh hưởng đáng kể đến hoạt tính của bộ xúc tác, đặc biệt làm tăng nhiệt độ bắt đầu xãy ra các phản ứng chuyển hoá của bộ xúc tác. Về mặt kết cấu kim l ium hoặc hợp kim của hai chất này, trong đó Palladium được ưa chuộng hơ n vì nó khó oxi hoá SO 2 thành SO 3 . Trong bộ xúc tác này không sử dụng Rhodium (do không có quá trình khử NO x ) và không có Cerine. Hàm lượng kim loại quý trong xúc tác oxi hoá thấp hơn so với xúc tác ba chức năng: 10÷40g/cf ((foot) 3 ). Mục đích của ThS. Trương Hữu Trì Trang 123 Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm việc giảm này là để hàm lượng kim loại quý chỉ vừa đủ cho quá trình xúc tác oxi hoá CO và HC, tránh sự hình thành sulfate và làm giảm giá thành xúc tác. Hiệu quả của bộ xúc tác oxy hoá Diesel Kết quả thử nghiệm trên động cơ ô tô nhẹ theo chu trình ECE+EUDC (Econo Khử oxit nitơ trong môi trường có sự hiện diện của động cơ đánh lửa cưỡng bức làm hử NO X chủ yếu làm giảm NO. Sự phân giải NO X được viết như sau: 2NO → N 2 + O 2 Về phương diện nhiệt độ có thể xảy ra nhưng với tốc độ rất chậ ợp nghèo, sau đó giải  động hơn (O 3 , NO 2 )) . Đa số hạt bồ hóng có đường kính trung bìn mic Commission for Europe + Extra Urban Driving Cycle) cho thấy bộ xúc tác oxy hoá trên động cơ Diesel có thể làm giảm 35% CO, 30%HC, 25% đối với hạt rắn hoà tan. c. Kỹ thuật này được gọi là "khử NO X " được dùng trên việc với hỗn hợp nghèo và động cơ Diesel. Nó là đối tượng nghiên cứu của rất nhiều công trình nghiên cứu nhưng đến nay kỹ thuật này vẫn chưa được triển khai trong công nghiệp. Bộ xúc tác k ng học phản ứng trên m. Ngày nay, người ta đưa ra ba hướng nghiên cứu về vấn đề này như sau:  Sử dụng các chất khử (ure, amoniac hoặc hydrocacbon )  Bẫy NO x (hấp phụ NOx khi động cơ làm việc với hỗn h hấp và khử nó khi động cơ làm việc với hỗn hợp giàu). Sử dụng dòng Plasma lạnh (tạo N 2 hoặc các cấu tử hoạt d. Xử lý bồ hóng bằng phương pháp lọc Bồ hóng trong khí xả có kích thước rất bé h khoảng 1 µm. Lọc hạt cỡ này rất khó vì nó sẽ gây tổn thất lớn trên đường thải. Hạt bồ hóng xốp, có khối lượng riêng trung bình khoảng 0.07g/cm 3 nên lưới lọc bị tắt rất nhanh, do đó làm sạch thường xuyên bồ hóng bám trên lõi lọc là điều kiện cần thiết để đảm bảo lọc hoạt động bình thường. ThS. Trương Hữu Trì Trang 124 Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm Lọc bồ hóng tập trung giải quyết hai vấn đề cơ bản đó là lựa chọn kỹ thuật lọc và tái sinh lọc. Nguyên tắc lọc dòng khí xả Lõi lọc bằng lưới sợi gốm. Lõi lọc bằng sợi thép mạ nhôm. Sự tích tụ bồ hóng trên lõi lọc gây trở lực trên đường xả và do đó làm giảm tính năng của động cơ. Vì vậy cần phải loại bỏ lượng bồ hóng tích tụ này. Các giải pháp thông ThS. Trương Hữu Trì Trang 125 Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm thường là đốt, rung, rửa hay dùng dòng khí nén thổi ngược Hình bên giới thiệu bộ đốt để tái sinh lọc. Hệ thống này làm việc một cách tự động. Trở lực trên đường xả được đo liên tục và ghi vào bộ nhớ ECU (Electric Control Unit). Khi P> Pmax, ECU khởi động vòi đốt. Nhiên liệu được phun bằng khí nén. Ngọn lửa được khơi mào bằng tia lửa điện xuất hiện giữa hai cực của bộ đánh lửa. ECU cắ t nhiên liệu qua vòi đốt để kết thúc quá trình tái sinh khi áp suất trên đường xả nhỏ hơn một giá trị định trước. 5.5.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành chất độc hại trong khói lò và các giải pháp khắc phục 5.5.1.1.Yếu tố ảnh hưởng đến nồng độ chất thải Trong khói thải của lò đốt thì các chất độc hại đáng quan tâm là bụi, bồ hóng và khí SO x , ngoài ra thì NO x cũng góp một phần đáng kể. Khí SO x có mặt trong khói lò có nguồn gốc từ nhiên liệu. Khi bị đốt cháy thì chúng kết hợp với oxy để tạo ra SO 2 sau đó khí này có thể chuyển một phần thành SO 3 . Hàm lượng lưu huỳnh trong nhiên liệu càng lớn thì nồng độ SO x trong khói thải càng nhiều. Khi NO x được hình thành trong quá trình cháy nhiên liệu từ các hợp chất chứa nitơ và cả nitơ và oxy của không khí ở nhiệt độ cao kết hợp với nhau. Như vậy khi nhiệt độ ngọn lửa càng cao thì nồng độ các chất này càng lớn. Bụi và bồ hóng được hình thành trong khói lò cũng tương tự như trong động cơ tức là chúng phụ thuộc cả chất lượng nhiên liệu, thiết bị đốt và lò. 5.5.1.2. Giải pháp nhằm giả m thiểu nồng độ chất độc hại Qua nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến việc hình thành các chất độc hại trong khói lò người ta đưa ra các giải pháp nhằm hạn chế nồng độ của nó như sau:  Sử dụng các loại nhiên liệu sạch hơn trong quá trình cháy  Cải tiến hệ thống đốt cháy nhiên liệu  Sử lý làm sạch khí thải trước khi xả vào bầu khí quyển. ThS. Trương Hữu Trì Trang 126 Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm Sự lựa chọn các giải pháp kỹ thuật cho các vấn đề nêu trên phụ thuộc vào đặc điểm của chất ô nhiễm, quá trình phát sinh chất ô nhiễm và mức độ xử lý yêu cầu. Tuỳ theo thành phần và khối lượng khí thải mà người ta lựa chọn phương pháp xử lý thích hợp. Việc chọn các phương pháp này phải tính đến mọi yếu tố có liên quan, đặc biệt là tính hiệu quả và tính kinh tế. Giải pháp liên quan đến nhiên li ệu Như trong phần trước ta đã thấy, dầu FO dùng cho lò công nghiệp hiện nay được lấy từ những phần cặn có chất lượng rất thấp, chúng chứa nhiều lưu huỳnh, nitơ đồng thời nhiều hợp chất aromatic ngưng tụ nhiều vòng, tất cả các chất này đều làm gia tăng nồng độ chất độc hại trong khói thải. Giải pháp được dùng nhằm giảm thiểu ch ất độc hại là:  Sử dụng nhiên liệu sạnh hơn để thay thế dầu FO  Dùng các quá trình chuyển hoá nhằm làm giảm nồng độ các chất không mong muốn trong dầu FO. Trong thực tế ngày nay người ta thường sử dụng khí thiên nhiên hoặc khí hoá lỏng để thay thế dầu FO. Các khí này chứa hàm lượng nitơ, lưu huỳnh rất thấp và hầu như không chứa aromatic. Trong công nghiệp thường sử dụng quá trình HDS để xử lý các hợ p chất không mong muốn trong, quá trình này cho phép giảm được hàm lượng nitơ, lưu huỳnh, và aromatic xuống giới hạn cho phép. Cải thiện hệ thống đốt cháy nhiên liệu Trong phần trước ta đã thấy nhiên liệu trước khi bị đốt cháy chúng được xé nhỏ thành các hạt sương dầu, từ các hạt sương này chúng bay hơi và trộn lẫn với không khí để được đốt cháy. Chất lượng của quá trình cháy phụ thuộc rất nhiề u vào các thiết bị tạo sương nhiên liệu và cấu tạo của buồng đốt nhằm giúp cho quá trình bay hơi và trộn lẫn được tốt. Như vậy các thiết bị liên quan đến quá trình đốt cháy nhiên liệu này ảnh hưởng đến nồng độ khói thải trên hai phương diện sau: ThS. Trương Hữu Trì Trang 127 Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm Tăng nhanh quá trình bóc hơi của nhiên liệu lỏng Quá trình bay hơi của nhiên liệu phụ thuộc vào nhiệt độ và bề mặt của nhiên liệu tiếp xúc với không khí, khi nhiệt độ cao và bề mặt lớn thì quá trình bay hơi càng nhanh. Để đạt được điều đó ta cần phải duy trì nhiệt độ buồng lửa tương đối cao, tìm cách tối ưu hoá kết cấu miệng phun sương để đảm bảo chất l ượng hạt dầu nhỏ và đồng đều. Tăng nhanh quá trình hỗn hợp giữa hạt nhiên liệu và không khí Để thực hiện yêu cầu này phải tăng nhanh sự khuếch tán hỗn lưu và đối lưu giữa hơi dầu và không khí. Để đảm bảo dòng phun sương sau miệng phun dễ dàng bắt lửa, cần sử dụng dòng khí chuyển động xoáy tạo thành vùng hồi lưu khói nóng sau miệng phun, với mục đích hút khói nóng vào gốc ngọ n lửa để gia nhiệt cho dòng phun sương và phải qua cơ cấu phân phối gió để điều chỉnh tỷ lệ gió nóng phù hợp. . Cấu tạo buồng đốt Ngoài ra khi lò được thiết kế sao cho cường độ hấp thụ nhiệt của lò càng lớn tức nhiệt của quá trình cháy truyền cho chất mang nhiệt (nước, hơi) bằng phương thức nhiệt bức xạ, đối lưu của lò càng nhanh thì nhiệt độ cực đại trong lò càng giảm khi đó sự hình thành khí NO x cũng được hạn chế. Làm sạch khói lò trước khi thải ra môi trường Giảm thiểu bụi và bồ hóng trong khói thải Tuỳ theo nồng độ bụi, tính chất vật lý, hoá học của bụi mà chia thành ba mức làm sạch: ThS. Trương Hữu Trì Trang 128 Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm  Làm sạch thô: chỉ tách được các hạt bụi to (kích thước lớn hơn 100µm).  Làm sạch trung bình: giữ lại được không những các hạt bụi to mà cả bụi trung bình và một phần hạt nhỏ. Nồng độ bụi trong không khí sau khi làm sạch chỉ còn khoảng 50-100 mg/m 3 .  Làm sạch tinh: Các hạt bụi nhỏ dưới 10µm cũng được lọc ra tới 60-99%. Nồng độ bụi còn lại trong không khí sau khi làm sạch là 1-10mg/m 3 . Có rất nhiều loại thiết bị khác nhau được sử dụng để tách bụi. Khi căn cứ vào nguyên lý hoạt động thì người ta phân thành 4 nhóm:  Thiết bị thu tách bụi cơ học: Buồng lắng, cyclone  Thiết bị thu gom bụi ướt : ống Venturi  Thiết bị lọc túi  Thiết bị lọc bụi tĩnh điện 1- Khí vào; 2- Khí sạch thoát ra; 3- Nắp van điều chỉnh; 4- Cửa dọn vệ; 5-xả cn Sơ đồ cấu tạo của buồng lắng bụi nhiều tầng được áp dụng khá phổ biến trong công nghiệp. ThS. Trương Hữu Trì Trang 129 Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm Ưu điểm chính của kiểu buồng lắng này là nhờ chia thành nhiều tầng nên kích thước của buồng lắng được thu gọn, ít chiếm diện tích nhưng vẫn lọc được một lưu lượng khí lớn với hiệu suất lọc cao. Nhược điểm chủ yếu của loại này là khó dọn vệ sinh khi bụi bám trên các tầng. Đôi khi người ta phải dùng biện pháp phun nước áp lực mạnh để t ẩy rửa. Cũng với mục đích vừa nêu, buồng lắng có cấu tạo ở hình sau (Prockat 1950) là một bước phát triển tiếp theo bằng cách cho khí vào buồng lắng qua khe hình vành khăn của phễu cấp gió. Các dạng buồng lắng bụi có tận dụng lực quán tính ThS. Trương Hữu Trì Trang 130 [...]... Trì Trang 133 Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm Chương VI BITUM 6.1 Thành phần hoá học của Bitum 6.1.1 Giới thiệu chung về Bitum Bitum là một sản phẩm được ứng dụng nhiều trong thực tế cho các công trình giao thông, thuỷ lợi, xây dựng, công nghiệp Bitum đã xuất hiện từ lâu, nó có thể thu nhận từ công nghiệp chế biến than hoặc công nghiệp chế biến dầu mỏ Khi ngành công nghiệp chế biến dầu mỏ đã phát triển... biến dầu mỏ Khi ngành công nghiệp chế biến dầu mỏ đã phát triển mạnh mẻ thì các sản phẩm từ công nghiệp chế biến dầu mỏ nói chung và Bitum nói riêng có thể thu được với số lượng lớn và giá cả rẻ nhất Vì vậy, ngày nay Bitum được dùng trong thực tế phần lớn chỉ thu nhận từ dầu mỏ Mặc dù Bitum đã được biết đến từ lâu nhưng thành phần hoá học và cấu trúc của nó vẫn chưa được xác định một cách rỏ ràng bởi đây... chất sử dụng của Bitum 6.1.2 Thành phần hoá học của Bitum Cũng giống như tất cả các sản phẩm dầu mỏ khác, trong thành phần của Bitum chứa nhiều các hợp chất của cacbon và hydro, nhưng trong Bitum thì hàm lượng các hợp chất dị nguyên tố (hợp chất ngoài cacbon và hydro còn chứa thêm các nguyên tố khác như lưu huỳnh, oxy, nitơ) cũng chứa một hàm lượng đáng kể Bởi vậy, thành phần hoá học của Bitum rất phức... tan trong nước hay dễ phản ứng với các dung dịch hấp thụ như là khí thải có chứa SO2, HF, HCl lượng dung dịch hấp thụ trong thiết bị khoảng 1,3-2,6 lít/m3 khí ThS Trương Hữu Trì Trang 132 Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm Tháp đệm có ưu điểm là hiệu suất xử lý cao vì bề mặt tiếp xúc khá lớn, cấu tạo đơn giản, trở lực trong tháp không lớn lắm, giới hạn làm việc tương đối rộng Nhược điểm của nó là khó làm.. .Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm Ưu nhược điểm của từng loại thiết bị thu tách bụi Thiết bị Ưu điểm Nhược điểm Buồng lắng -Vốn đầu tư thấp -Chi phí bảo dưỡng thấp -Cồng kềnh -Hiệu quả thấp, chỉ lọc được các hạt bụi có... dưỡng -Lọc được cả các hạt bụi cao kim loại có kích thước nhỏ -Túi lọc dễ bị thủng, nhất ảnh hưởng đến công -Hiệu suất lớn 98 -99 % suất lọc -Chi phí đầu tư thấp hơn -Không lọc được thiết bị lọc bụi tĩnh điện khí nóng và có ăn mòn hoá học Phạm dụng Lọc điện -Hiệu suất làm sạch cao 90 -99 % -Năng lương tiêu hao ít - Kích thước lớn, tĩnh -Có thể tiến hành ở nhiệt cồng kềnh độ cao, môi trường ăn mòn -Chi phí... có kích thước lớn -Lọc sơ bộ trước khi khí được lọc trong các thiết bị lọc túi vải, lọc bụi điện -Được ứng dụng để lọc khí thải có hàm lượng lớn, các hạt bụi có kích thước rất nhỏ Trang 131 Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm Phương pháp xử lý SO2 Xử lý khí SO2 trong khí thải có thể thực hiện bằng cách dựa vào khả năng hấp thụ và hấp thụ của chúng tỏng quát thì người ta chia thành hai phương pháp sau: Phương... khác như lưu huỳnh, oxy, nitơ) cũng chứa một hàm lượng đáng kể Bởi vậy, thành phần hoá học của Bitum rất phức tạp, do đó quá trình nghiên cứu nó thường dựa trên ThS Trương Hữu Trì Trang 134 Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm việc phân tách Bitum thành các nhóm chất nhờ vào khả năng hoà tan của chúng trong các dung môi khác nhau Sau đây ta sẽ nghiên cứu các quá trình này 6.1.2.1 Quá trình xử lý Bitum bằng dung... trong thiên nhiên như cacbon graphit Trong dầu mỏ nguyên khai không có mặt của dạng hợp chất này, chúng chỉ xuất hiện trong quá trình chế biến, nhất là các quá trình với sự có mặt của oxy ở nhiệt độ cao Cho Bitum hoà tan trong dung môi tetracloruacacbon (CCl4), phần không tan thu được tiếp tục hoà tan trong dung môi sulfua cacbon (CS2), khi đó ta thu được hai phần Phần thứ nhất không tan trong dung môi... cacboit, phần thứ hai tan trong dung môi sulfua cacbon (CS2) được gọi là cacben (thường thì hàm lượng của cacben không quá 0.2%) Cũng tương tự như cacboit, cacben không có trong dầu mỏ nguyên khai chúng chỉ hình thành trong quá trình chế biến Nếu cho Bitum vào tan trong dung môi là các hydrocacbon no nhẹ như pentan, hexan, heptan, octan thì phần tan trong các dung môi này được gọi là malten phần không . ThS. Trương Hữu Trì Trang 133 Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm Chương VI BITUM 6.1. Thành phần hoá học của Bitum 6.1.1. Giới thiệu chung về Bitum Bitum là một sản phẩm được ứng dụng nhiều trong. chế biến than hoặc công nghiệp chế biến dầu mỏ. Khi ngành công nghiệp chế biến dầu mỏ đã phát triển mạnh mẻ thì các sản phẩm từ công nghiệp chế biến dầu mỏ nói chung và Bitum nói riêng có thể. nhiều tầng được áp dụng khá phổ biến trong công nghiệp. ThS. Trương Hữu Trì Trang 1 29 Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm Ưu điểm chính của kiểu buồng lắng này là nhờ chia thành nhiều tầng nên kích thước