Công nghệ của quá trình reforming xúc tác

Công nghệ của quá trình reforming xúc tác

Công nghệ của quá trình

reforming xúc tác

Nhóm thực hiện:

Nhóm 3

Giới thiệu chung

• Quá trình reforming xúc tác với tầng xúc tác cố định lần đầu tiên được áp dụng trong công

nghiệp vào năm 1940 và khi đó dùng xúc tác molipđen

• Song quá trình này không phát triển vì sự tạo cốc quá nhanh trên bề mặt xúc tác

• Vào năm 1949, quá trình reforming xúc tác sử dụng xúc tác Pt ra đời và quá trình này liên tục được cải tiến Kể từ đó đến nay nhiều nghiên cứu cải tiến đã được thực hiện theo hướng cải tiến xúc tác và cải tiến công nghệ đã mang lại những kết quả đáng kể

Giới thiệu chung

• Vào thập niên 60, xúc tác hai chức năng

và nhiều kim loại đã được phát hiện, loại này có độ bền cao, chống lại sự tạo cốc

đã góp phần nâng cao chất lượng sản

phẩm mà chi phí đầu tư và vận hành

không cao.

• Đầu những năm 70, một cải tiến nổi bật về quá trình reforming xúc tác ra đời, đó là

quá trình có tái sinh liên tục của UOP và

tiếp theo là IFP

• Xúc tác bị cốc hóa được tháo ra liên tục khỏi

thiết bị phản ứng và được quay lại sau khi đã

được tái sinh trong thiết bị riêng Quá trình này gọi là quá trình tái sinh liên tục CCR

• Nhờ khả năng tái sinh liên tục xúc tác bị cốc

hóa, quá trình CCR cho phép dùng áp suất thấp

và thao tác liên tục

• Cũng nhờ giảm áp suất mà hiệu suất

hydrocarbon thơm và H2 tăng lên đáng kể

• Ngày nay, quá trình CCR với áp suất

riêng phần thấp có thể làm việc ở áp suất 3,5 at Khi giảm áp suất làm việc đồng thời nâng cao mức độ biến đổi nguyên liệu thì kinh tế nhất là chọn CCR Nhờ tái sinh xúc tác liên tục mà không phải dừng quá trình

để tái sinh xúc tác như các dây truyền cũ, xúc tác được tái sinh liên tục chuyển vào thiết bị phản ứng.

• Điều đó làm cho xúc tác có độ hoạt tính

cao và ổn định hơn, làm việc ở điều kiện khắt khe hơn mà vẫn cho hiệu suất cao

hơn so với phương pháp tái sinh bán liên tục.

• Trong công nghệ phản ứng của phân xưởng

reforming xúc tác thì có hai loại thiết bị phản

ứng: thiết bị phản ứng xuyên tâm và thiết bị

phản ứng dọc trục

làm bằng thép carbon và tiếp theo là lớp lót

bằng bêtông phun, trong lò chứa đầy xúc tác,

phía trên và phía dưới lớp xúc tác là lớp đệm sứ

để xúc tác không bị mang theo dòng khí

• Trong thiết bị phản ứng dọc trục, khối khí

chuyển động qua lớp xúc tác dọc theo hướng

trục reactor

Thiết bị phản ứng xuyên tâm

• Thiết bị phản ứng xuyên tâm cũng có cấu trúc hình trụ, vỏ cũng có lớp lót bằng bêtông phun

• Nhưng để tạo chuyển động hướng tâm của

dòng hơi khí, người ta bố trí phía trong thiết bị một cốc hai vỏ hình trụ bằng thép có đục lỗ ở

thành, giữa hai lớp vỏ của cốc chứa xúc tác

• Hỗn hợp hơi khí đi qua các lỗ này, qua lớp xúc tác theo phương vuông góc với trục của lò rồi đi vào ống trung tâm và đi ra ngoài

• Ưu điểm: Thiết bị phản ứng xuyên tâm có tổn thất áp suất nhỏ, áp suất làm việc được giảm

xuống còn 3 ¸ 10 bar

Do những ưu điểm và nhược điểm mà ngày này thiết bị phản ứng dọc trục không còn được sử dụng nữa và được thay thế bằng thiết bị phản

ứng xuyên tâm

Hình 1: Thiết bị phản ứng dọc trục và xuyên tâm

Một số sơ đồ công nghệ của IFP và

UOP

Hình 2: Sơ đồ công nghệ Dualforming của IFP

IFP

Hình 3 : Sơ đồ công nghệ được cải tiến của IFP

• Hình 4 : Sơ đồ công nghệ Aromizing của IFP

• Quá trình Aromizing sử dụng xúc tác AR501 có

độ chọn lọc cao cho hiệu suất aromatic cao, kéo dài thời gian sống và giảm lượng tiêu thụ xúc

tác.

• Các quá trình công nghệ của IFP có hệ thống

tái sinh xúc tác hiện đại, tự động hoá hoàn toàn các thao tác, cốc được đốt ở 2 tầng nên đảm

bảo tái sinh triệt để.

• Hệ thống side-by-side reactor, cấu trúc đơn

giản, ống dẫn giữa thiết bị phản ứng với lò đốt ngắn và hệ thống khôi phục chi phí thấp.

Quá trình RZ Platforming được sử dụng để sản xuất aromatic Quá trình RZ Platforming sử dụng xúc tác RZ-100, có khả năng có chọn lọc chuyển hoá những thành phần nguyên liệu khó (C6 và C7 paraffin) thành hydrocarbon thơm.

Quá trình RZ Platforming cho năng suất thu benzene, toluene và hydro cao Thời gian tái sinh xúc tác khoảng 8 đến 12 tháng Đặc điểm của quá trình RZ Platforming:

• Tính chọn lọc

hydrocarbon thơm: độ chọn lọc hydrocarbon thơm của xúc tác RZ-

100 khoảng 80% hay cao hơn thậm chí khi

xử lý các thành phần nguyên liệu khó (C6

và C7 paraffin).

Hình 6 : So sánh hiệu suất thu

aromatics của RZ và CCR Platforming

• Năng suất hydro cao:

hình trên cho thấy năng suất hydro của xúc tác RZ-100 gấp hai lần của xúc tác CCR Platforming Các phản ứng chuyển

hoá paraffin nhẹ thành các hydrocarbon thơm ít tiêu tốn hydro hơn và sản phẩm hydro tăng

Hình 7: So sánh hiệu suất thu hydro của RZ và CCR Platforming

Công nghệ CCR Platforming của

UOP

Hình 8 : Sơ đồ công nghệ CCR Platforming của UOP

Công nghệ CCR Platforming của

UOP

• Quá trình CCR Platforming được sử dụng

rộng rãi trong công nghiệp dầu mỏ và

công nghiệp hóa chất Quá trình này sản xuất hydrocarbon thơm và hydro từ

napthen và paraffin.

• Những đặc tính và những lợi ích:

• Tối ưu hóa chất xúc tác và điều kiện quá

trình: sự phát triển của kỹ thuật đã cho

phép cải tiến xúc tác kết hợp với cải thiện những điều kiện làm việc.

• Môi trường: CCR Platforming ít tác động

đến môi trường và hiệu suất năng lượng cao Công nghệ Chlorsorb trong CCR

được sử dụng để phục hồi tính chloride.

Quá trình Cyclar chuyển đổi khí dầu mỏ hóa lỏng

(LPG) thành hydrocarbon thơm Với sự phát triển

chung của BP và UOP, quá trình Cyclar mở rộng sử dụng LPG để sản xuất hydrocarbon thơm giá trị cao LPG có thành phần chủ yếu là propane và butane.

Hóa học quá trình công nghệ Cyclar

• Quá trình đựoc tiến hành ở nhiệt độ cao

Hóa học quá trình

• Quá trình còn thu được một lượng lớn

hydro, tuy nhiên một số sản phẩm

trung gian có thể tham gia phản ứng hydrocracking tạo thành methane,

ethane làm giảm năng suất của quá trình.

Mô tả quá trình

• Sơ đồ công nghệ Cyclar tương tự CCR

Platforming được chia thành 3 khu vực

Chất lượng sản phẩm và năng suất

• Những sản phẩm chất lỏng chính từ quá trình

Cyclar là benzene, toluene, xylene (BTX), và

những hợp chất thơm nặng hơn.

• Năng suất các hydrocarbon thơm khoảng từ

58%m đối với nguyên liệu là propane đến 62% đối với nguyên liệu là butane đồng thời hàm

lượng khí thu được cũng giảm dần.

• Với nguyên liệu là propane hay butane, sản

phẩm lỏng thu được chứa khoảng 91% BTX và

9% hydrocacbon thơm nặng hơn

Tầng xúc tác bán liên tục và tầng

xúc tác di động

Công nghệ, xúc tác, áp suất vận

hành và mức tiêu thụ hydro

Các hãng đi đầu trong quá trình

reforming xúc tác

Vị trí của quá trình Reforming xúc