Bài tập lớn CN hóa dầu quá trình hydrotreating
TRƯỜNG ĐH CN VIỆT TRÌ KHOA CN HÓA HỌC BÀI TẬP LỚN CN HÓA DẦU PHẦN 1: MỞ ĐẦU ! "#$%&'()%&(*+,"-$%&.% ,/$%&0 1))2"3(*45'6'789:; )<$=6!60><?";)<$ 9%:"#@/A(!/'(9$)<$ 4?9('(0 1;%2)%$B9%! %&(($4.69C$+/ %2%2+!D+!/%2A #(E/$2,)<$9<$(* '0 1F%&'(+G+HI$+(2 %&(%JKL9M+HN9K)0O)P:'( %&I4?FQ/+G+HI('(0>)< P.4L+'9*8'R("# R STT(*/%20 1()$6O(U((/4%2(*%&85 01) OV51:IE6 @B)3()$6"-"/F9/W): @B)3%"XT()$6!YZ/[Z# 1:\0O!*!/%2@B)3()$6/"-()$6 YZ/$4=)]N&2,'# GVHD: Ths. Phan Minh Tân SVTH: Nhóm 5 LỚP : CH1Đ11 11 TRƯỜNG ĐH CN VIỆT TRÌ KHOA CN HÓA HỌC BÀI TẬP LỚN CN HÓA DẦU )01()$6"-'/"#R $%&=6^/L)<$=_(! 0Y!(*=)()`a$/ (*/%20 >(=(A)*!!6%2 (T5/@P(4b$/$2!^N= 60O/@P(=A)*!!'#$#$%& +!5#EA8)-#E$</,0cC'('!C 5@P(A!'##E;4/?0M,)! =6-2(#E%?[#E)!9')$!9 ')$!9$)`!\A;4,C4'8$& #E) d3!C5/@P(=(A)*!6 !(T PR)=(A)*!9 !'#+L4B S/9!e$"/"#R5=(A > =( A ! 6 %2 ( T 5 @P ( A =( A H)`4]V=69Z( AH)`@%&@`$4=(A5)*$+ '-%f9$%g9?h00)!NiI]( "#RA!E4$%&$2(&/'9P^ %&B/$<*]"-S`a@ B0 O!*!=(A)`$4%2C$2 0>%2B)%"XT(=(A)*!S *$(](B+01))%"XT=(A GVHD: Ths. Phan Minh Tân SVTH: Nhóm 5 LỚP : CH1Đ11 22 TRƯỜNG ĐH CN VIỆT TRÌ KHOA CN HÓA HỌC BÀI TẬP LỚN CN HÓA DẦU )`=(A/$%&##?9V# %;%?0 H?=(A)`!*"XT=(A#42 5(B+CC9$+('$+C! %2+&/?'9!*"XTP$/-[!/$%&% "#R%?+\0H)`)4]V=6 (()+0K/,?(T)` 0A8)<E(*)` $,"E!!<, %2!0 GVHD: Ths. Phan Minh Tân SVTH: Nhóm 5 LỚP : CH1Đ11 33 TRƯỜNG ĐH CN VIỆT TRÌ KHOA CN HÓA HỌC BÀI TẬP LỚN CN HÓA DẦU PHẦN 2: TỔNG QUAN QUÁ TRÌNH I.CƠ SỞ HÓA HỌC CỦA QUÁ TRÌNH HYDROTREATING H)`$4=(A)*()' *)*(9N)*$"+(C! [%@5=(A-!9@'h\0H)`C %=(Ai:)(-$<'0d3I) - " "0cTV5=(A$$+(]-[19j9d\)<$*"# R+%&(<R5)<$0U+('$6! )<$!)<$0 Z(A@()`(+)' "k"a?9@@?A%&$+0 1. Nguyên liệu cho quá trình hydrotreating c4(?#!*@`C$4'`%&+ 4 B($(@`E("$l`($l`B?!'- $%&BX$24$<T$($l`'(0 O("$l`$(BXE+!'-$%&BX$2? QQQ9!,B?9!E,(+m9(])<- [d919j\('$+C[19\0 O($l`!'-$%&BX/?"$l`0OP%&+ (BX)[HO\a9`?0OP. E(])<-('$+C%2$%&/?0 GVHD: Ths. Phan Minh Tân SVTH: Nhóm 5 LỚP : CH1Đ11 44 TRƯỜNG ĐH CN VIỆT TRÌ KHOA CN HÓA HỌC BÀI TẬP LỚN CN HÓA DẦU 1. Các phản ứng xảy ra trong quá trình hydrotreating GL(#EJ`)!9`)^!9)!9"` !01^!(#ET9)'#%;4+4 4,5@P(0M!$(#EJ no#EB5)'X(&/!E@)9?9$%g9 H p d91H q 9H p j0 no#EB5)(&/E'$+$`#E%T (&/',%$`a9$`a2()?9 r+&/3-(<,C@P(0 A*(*=(A`a@P(9%#+2E -=(A+-0>3"#@/%%N(@/ L4)C("$<T@P([KOO\0 sa ct t cWt d#R' )$`[t\)$`@[c\t$` ct cWt ` `) `$')$ tu"sau"`vs```)$ uuuuuu twt@V9cwc`9uwH)'Y``)$[c\9 GVHD: Ths. Phan Minh Tân SVTH: Nhóm 5 LỚP : CH1Đ11 55 TRƯỜNG ĐH CN VIỆT TRÌ KHOA CN HÓA HỌC BÀI TẬP LỚN CN HÓA DẦU uuwoa"`v9uuuwY`))$v0 Hình 1.Sơ đồ các phản ứng chính trong quá trình reforming xúc tác 1.1.Phản ứng dehydrohóa o#E`)!$$+#EV*+)?0 o# E ) @#) - 2 ` % $ @)$` @)$`@ [@)$`%,?@)$`@\9@)$`@]`)!3 +&/?0 CH 3 CH 3 xqH p [xQy$W$\ MB)$#E+0y4#("/A "/)?"k$<0>`<E/)9b"- H p WKH)<$!#%;',BS5#E`) !`"3#)!*N$+S45=(A0y $%&)`)<$9=(A`a"k$ z$%&)0Y!{$36@X$_)< $*!*+%&TV-JC)?!] "-@9C*8)?<[G9>9|\0d3 ]"-5@.^T4$%&sa%] IE"#RAP!]"-'(/0A8)9 #E`)!`9.(#E'("# #%&=#5=(A`a0 o#E`)!`9!C%/$#E`) !@)$`@r@/5!9!-4'($2'N@P(!E o01$%&+!'#pQy$W$0 GVHD: Ths. Phan Minh Tân SVTH: Nhóm 5 LỚP : CH1Đ11 66 TRƯỜNG ĐH CN VIỆT TRÌ KHOA CN HÓA HỌC BÀI TẬP LỚN CN HÓA DẦU o#ELB!`^+F+$+$#E !EE/[y$W$\9<'4ABS )*],V+^`+0 }B)#EV5`a;QQ~O9L4BS`)$ @)$`•$€01%-4#E`)!@#)B S5#ELB!!,')*!@)$`@ #E9L45`%])*!•^€01%8)9 #E`)!`!-4=(A`a "k8%&,)?)0Y#E+9 %##E-,]#E*8 %&4)*!0 1.2.Phản ứng dehydro vòng hóa n-parafin o%?AI=(!+J KsOsOsOsOsOsO R x•H p [‚ZwFQy$W$\ o#E`)^!sa@#)'!?"2#E5` 0O•;42!*8%&"/)?('*0 y,+a9S"-BS+) ?.%&$<9,!*;"-$# Bảng 1:Ảnh hưởng của nhiệt độ và chiều dài mạch cacbon tới hằng cân bằng của phản ứng dehydro vòng hóa parafin [ 7-1 ] Phản ứng 400˚K 600˚K 800˚K GVHD: Ths. Phan Minh Tân SVTH: Nhóm 5 LỚP : CH1Đ11 77 TRƯỜNG ĐH CN VIỆT TRÌ KHOA CN HÓA HỌC BÀI TẬP LỚN CN HÓA DẦU sO F H • ƒO F H F x•H p q9p0Q sp Q9F„ q9F0Q sO „ H F ƒO „ H x•H p F9•0Q sQ q9„„ 9Qq0Q F sO H ƒO F H O p H xH p „90Q sQ q9• 9„0Q „ sO H pQ ƒO F H O q H „ x•H p 9•p0Q s F9Qp 90Q „ y4S"-BS5#E`)^!a $</9?"2##E`)!`01%- 4#E`)^!$+/+)@2"3)I("/Cb"-) <)<$01$%&+45#E5#E)I p •Q'$W$9'N@P(O p j q Wt$ p j q 9^'N@P(oWt$ p j q $ pQqQ'$W$0>-4#E'"-)<X BXa9,!r2$%&)?"# R#E.$<0d-$#p*z,)0 Bảng 2: Dehydro vòng hóa parafin trên xúc tác Pt loại RD . 150 ở điều kiện t˚ = 496˚C , p = 15KG /cm 2 . Tốc độ không gian thể tích truyền nguyên liệu V/ H /V bằng 2,0 -2,6.Tỷ số H 2 / RH = 5 [ 7-2 ] Nguyên liệu Hydrocacbon thơm ,% khối lượng / nguyên liệu Độ chuyển hóa % V sO „ H F q9 „9Q sO p H pF FQ9p F„9Q GVHD: Ths. Phan Minh Tân SVTH: Nhóm 5 LỚP : CH1Đ11 88 %mol Toluen %mol Benzen H2/RH=4 H2/RH=4 H2/RH=10 H2/RH=10 35 ktg/cm2 H2/RH=4 35 ktg/cm2 100 80 60 40 20 n-C7 0 n-C6 P=18 kg/cm218 kg/cm2 H2/RH=4 H2/RH=10 H2/RH=10 100 80 60 40 20 550 510 500 445 400 500 510 450 480 TOC TOC TRƯỜNG ĐH CN VIỆT TRÌ KHOA CN HÓA HỌC BÀI TẬP LỚN CN HÓA DẦU Y`)^!a*+)?$4 #E==65`a@P(01#E){ I4$%&$2(&/!]"-/5)<$ )?$(/X!]"-0[]"-5sO „ wQ ^]"-5$`wpQ\0o#E@#)%<+(r @/5`v`2"-$%&3+9!`)$V@=0Om+; •F~O9)<$$p9qD`)$`@A#E^!@#)^ '! ? 0 1% 4 $< < Q~ O9 A "/ )? (&/<$+$<#ELB! $)I/P5+')$0 Hình 2:Cân bằng n- C 6 -benzen trong Hình 3:Cân bằng n-C 7 -toluen phản ứng dehydro vòng hóa trong phản ứng dehydro vòng hóa 1.3.Phản ứng isome hóa 1%%#E)u"`!$+J a.phản ứng Isome hóa n-parafin: GVHD: Ths. Phan Minh Tân SVTH: Nhóm 5 LỚP : CH1Đ11 99 TRƯỜNG ĐH CN VIỆT TRÌ KHOA CN HÓA HỌC BÀI TẬP LỚN CN HÓA DẦU O(#E"`!s`s`@$(#E …0G#q/)#E*+("` (/X<0 O/X ‚H p 9'$W$ O Jps`)$["`\ p9ps`)$[``\ O F Jps`)$`["`@\ qs`)$` p9ps`)$[``@\ p9qs`)$ s9p s•9F„ s9„Q s9QF s•9q sp9 Bảng 3:Nhiệt phản ứng để tạo thành các isome từ các cấu tử riêng Y (#E"`!$<,C469#E"k' 8$&'40cC'(9#E"`!sa$#E 8]'!"3*V9ABS5#E•T 4,4014/+,'+("` {8%&f&;,'BS!]"-0ML]A•[ 99\/)"3T4L4BS5("`!s` s`@%&@B)3 V( 30> L]/)' 49L45("`,#9^L45(sa 0O. L][A•\/)9~†pQQ~O"k$8%&4f& BS!]"-0 GVHD: Ths. Phan Minh Tân SVTH: Nhóm 5 LỚP : CH1Đ11 1010 [...]... toluen, xylen (BTX) chủ yếu nhận được từ quá trình reforming xúc tác Khi kết hợp với các quá trình khác như GVHD: Ths Phan Minh Tân SVTH: Nhóm 5 29 LỚP : CH1Đ11 TRƯỜNG ĐH CN VIỆT TRÌ KHOA CN HÓA HỌC BÀI TẬP LỚN CN HÓA DẦU phân chia ,tái phân bố, hydrodealxyl, isome hóa cho phép nhận B, T, X rất thích hợp cho các quá trình tổng hợp hóa dầu và hóa học ♦ Bezen: trong quá trình reforming ,benzen thường được... CH1Đ11 R +H+ TRƯỜNG ĐH CN VIỆT TRÌ KHOA CN HÓA HỌC +H+ BÀI TẬP LỚN CN HÓA DẦU phản ứng cao.Một phần n- hepten (n- C 7H16) chuyển hóa thanh toluen theo những +H+ cách được thể hiện theo sơ đồ ở (hình 5) -H+ Hình 5: Sơ đồ tổng quát reforming n – C7H16 GVHD: Ths Phan Minh Tân SVTH: Nhóm 5 17 LỚP : CH1Đ11 -H+ C1 C5 TRƯỜNG ĐH CN VIỆT TRÌ KHOA CN HÓA HỌC (đóng vòng BÀI TẬP LỚN CN HÓA DẦU (-A-) Cuối cùng chính... 1,3 1,6 2,2 Xăng reforming trọng Hiệu suất % 2.Xử lý nguyên liệu trước khi đưa vào quá trình reforming 2.1 .Quá trình hydro hóa làm sạch nguyên liệu Cở sở lý thuyết của quá trình hydro hóa làm sạch: GVHD: Ths Phan Minh Tân SVTH: Nhóm 5 26 LỚP : CH1Đ11 TRƯỜNG ĐH CN VIỆT TRÌ KHOA CN HÓA HỌC BÀI TẬP LỚN CN HÓA DẦU Tất cả quá trình reforming xúc tác thường áp dụng một trong hai loại sơ đồ công nghệ ,đó là... được quá trình tạo cốc của quá trình reforming 2.Cơ chế phản ứng reforming xúc tác 2.1.Cơ chế phản ứng reforming hydrocacbon parafin Có thể tóm tắt các phản ứng chính của quá trình reforming như sau: GVHD: Ths Phan Minh Tân SVTH: Nhóm 5 15 LỚP : CH1Đ11 TRƯỜNG ĐH CN VIỆT TRÌ KHOA CN HÓA HỌC BÀI TẬP LỚN CN HÓA DẦU Naphten → aren + H2 n- C7 → aren + n-C7 → iso- C7 n-C6 → bezen + H2 H2 Năng lượng hoạt hóa. .. 2.2.3.Khí hydro kỹ thuật và khí hóa lỏng Là khí chứa hydro với hàm lượng hydro lớn hơn 80% và là một sản phẩm quan trọng của quá trình reforming xúc tác Khí hydro này là một phần được trở lại quá trình reforming, còn phần lớn được dẫn sang bộ phận làm sạch, xử lý nguyên GVHD: Ths Phan Minh Tân SVTH: Nhóm 5 30 LỚP : CH1Đ11 TRƯỜNG ĐH CN VIỆT TRÌ KHOA CN HÓA HỌC BÀI TẬP LỚN CN HÓA DẦU liệu và các phân đoạn... hoạt tính của chất xúc tác sẽ không đảm bảo được để quá trình xảy ra với hiệu suất cao Để làm sạch các kim loại chì và asen người ta dùng phương pháp hydro hóa GVHD: Ths Phan Minh Tân SVTH: Nhóm 5 34 LỚP : CH1Đ11 TRƯỜNG ĐH CN VIỆT TRÌ KHOA CN HÓA HỌC BÀI TẬP LỚN CN HÓA DẦU IV- CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ 4.1.Ảnh hưởng của nhiệt độ Quá trình reforming xúc tác tiến hành trong điều kiện... thấp nên quá trình reforming phải thực hiện ở điều kiện cứng: vận tốc thể tích thấp ( 0,5h -1), nhiệt độ cao ( 340˚C ) Ở điều kiện này các phản ứng hydro cracking xảy ra rất mạnh Để tăng độ chọn lọc của quá trình phải thực hiện ở áp suất thấp, nhưng áp suất thấplại là tiền GVHD: Ths Phan Minh Tân SVTH: Nhóm 5 31 LỚP : CH1Đ11 TRƯỜNG ĐH CN VIỆT TRÌ KHOA CN HÓA HỌC BÀI TẬP LỚN CN HÓA DẦU đề cho quá trình. .. nếu tiến hành ở điều kiện thích hợp Nguyên liệu là xăng của quá trình cracking không tốt bằng xăng chưng cất trực tiếp vì hàm lượng olefin cao Tuy nhiên, gần đây do GVHD: Ths Phan Minh Tân SVTH: Nhóm 5 23 LỚP : CH1Đ11 Hiệu suat hdro TRƯỜNG ĐH CN VIỆT TRÌ KHOA CN HÓA HỌC BÀI TẬP LỚN CN HÓA DẦU sự phát triển của quá trình làm sạch sản phẩm dầu mỏ bằng hydro,các hợp chất olefin ,các hợp chất chứa S, N,... Phan Minh Tân SVTH: Nhóm 5 11 LỚP : CH1Đ11 TRƯỜNG ĐH CN VIỆT TRÌ KHOA CN HÓA HỌC BÀI TẬP LỚN CN HÓA DẦU Với n- C6 là 30% ; n- C5 là 40% ; n-C4 là 60% Các phản ứng này có vai trò quan trọng trong quá trình reforming xúc tác vì với các n – parafin nhẹ, sự isome hóa làm cải thiện trị số octan Olefin cũng có thể bị isome hóa nhưng thường là hydro isome hóa do sự có mặt của hydro trong môi trường phản ứng... phản ứng hydro hóa tạo ra aromatic Vậy quá trình reforming xúc tác phải được thực hiện dưới áp suất cao và hydro sản phẩm được hoàn lại vùng phản ứng GVHD: Ths Phan Minh Tân SVTH: Nhóm 5 20 LỚP : CH1Đ11 TRƯỜNG ĐH CN VIỆT TRÌ KHOA CN HÓA HỌC BÀI TẬP LỚN CN HÓA DẦU Phản ứng hydrocracking thích hợp ở nhiệt độ và áp suất riêng phần của hydro cao, phản ứng này thường không muốn trong quá trình reforming . Tân SVTH: Nhóm 5 LỚP : CH1Đ11 33 TRƯỜNG ĐH CN VIỆT TRÌ KHOA CN HÓA HỌC BÀI TẬP LỚN CN HÓA DẦU PHẦN 2: TỔNG QUAN QUÁ TRÌNH I.CƠ SỞ HÓA HỌC CỦA QUÁ TRÌNH HYDROTREATING H)`$4=(A)*()' *)*(9N)*$"+(C! [%@5=(A-!9@'hH)`C %=(Ai:)(-$<'0d3I). Phan Minh Tân SVTH: Nhóm 5 LỚP : CH1Đ11 44 TRƯỜNG ĐH CN VIỆT TRÌ KHOA CN HÓA HỌC BÀI TẬP LỚN CN HÓA DẦU 1. Các phản ứng xảy ra trong quá trình hydrotreating GL(#EJ`)!9`)^!9)!9"` !01^!(#ET9)'#%;4+4 4,5@P(0M!$(#EJ no#EB5)'X(&/!E@)9?9$%g9 H p d91H q 9H p j0 no#EB5)(&/E'$+$`#E%T (&/',%$`a9$`a2()?9 r+&/3-(<,C@P(0 A*(*=(A`a@P(9%#+2E -=(A+-0>3"#@/%%N(@/ L4)C("$<T@P([KOO sa ct. CH1Đ11 55 TRƯỜNG ĐH CN VIỆT TRÌ KHOA CN HÓA HỌC BÀI TẬP LỚN CN HÓA DẦU uuwoa"`v9uuuwY`))$v0 Hình 1.Sơ đồ các phản ứng chính trong quá trình reforming xúc