thiết kế phân xưởng cracking xúc tác năng suất 3 triệu tấn trên năm

Trong một nhà máy lọc dầu, quá trình cracking xúc tác chiếm một vị trí khá quan trọng. Do đó, các kiến thức cơ bản về hoá học quá trình cracking xúc tác và về công nghệ quá trình cracking là hết sức quan trọng đối với những ai đã, đang và sẽ làm việc (học tập, nghiên cứu và vận hành sản xuất) trong lĩnh vực lọc – hoá dầu. Cracking xúc tác là quá trình biến đổi các hợp chất có phân tử lượng lớn trong dầu mỏ dưới tác dụng của xúc tác để nhận sản phẩm nhẹ có giá trị cao. Trong nhà máy lọc dầu, phân xưởng cracking xúc tác được xem như là trái tim của nhà máy, cung cấp những sản phẩm đáng quý cho công nghiệp, đặc biệt là xăng. Với bản đồ án chuyên ngành thiết kế phân xưởng cracking xúc tác năng suất 3 triệu tấnnăm. Chúng em hy vọng rằng mình sẽ bổ xung thêm được kiến thức để góp phần nhỏ bé vào công cuộc đổi mới đất nước.

    !" #$%&'%()*+$ " ,-!$%(./01)2" #$%&'))2 3" #$%(4." ,5%)6%7%,8!,)49 )%3:;<!%. ));41& =>?)@A  B$%&'" #0%(,C%D<=-<EFGD6  HG6%IJ&',K;41<LM-%*  !<E&GN$%&',GD&OG%%J!  =<741<L," P%3<!,Q0%3&R 6%01, %($(<E&GN$%&'R4 =S %3 =TRB'O)U#490C& ,GD$%(.,K -<<H0V) ,C%6%,=G6 W&%E1/,8;#%'<,XO Y%%" ,KO-K,GD01, Z    1.  [I,+J" #$%&';= F-*45 &R&R0\ %3 <=Q/!J(  <  =  Q  /  \    "   #  G  =  @  %(<  ]  :]<O% %4%%>): %4%%>J Y%%I,+ ;&RGY%^;,GD1 %3 -=GD3 CD< )_%^ 4541<L<I$G 4%M!4%Q!$+J( <F-,-= F" P CD< `Z!Zabc 2.  !"#$% &' (')*+% d #$%&'" #$K%( ,GD0=$e (0%( (%6%!)#" #" # +41& =&R-*45fR ,GD\" #,GDg ,K<5%)6%h%&R$,Kh&R$ i5%GD &R \" #%(j3=6$1kaAlam4)6%CGD&R  \" #(0%($`Z!Zakc GD H,GD(0%(0U$%&'%(G/,5%6+I )RZnbo!GD H(%6%(0%(,GDZ!oaa=T#,- $%&'%(laa=:G/.oSm>`p!ZZqc 3. ,+%-#$% &' (')*+% r1.$%&'J( &102QJ&'B%2 J <1.<I =%2 )01=J&'!JG<I ) =GD %3 )453J" #" #! 5h49002QJ&'!%1h+J-#()%3 $%<Ih%h+J&'0U" #%4%&'J)= ,2(4." !,GD%1%" (,5%)6%$%%3< f',GDg$%GY&'s!&5<!- 5 %%CD<!)6%02Q%6`Z!ZZbc p   3.1. Bh%&' • Xúc tác triclorua nhôm AlCl 3 % <V<%(<1.N%3 ,=<paa,(Saa a B!t(h_GD,%K&'0*=h<. )6%0J %3 !,%2 $%3%(<&'%7&') %3 $5!%3 4 =)=GD&R=<`p!ZZnc • Aluminosilicat vô định hìnhf' %4%%),*#-+&%!,- &%sBEh+U02Q&'!-,h+), /f',8\,GD4FI%3<$%4 5SaR ,2 5%;<%J($uff • Zeolite và xúc tác chứa zeolite`Z!ZZbc vO%OD<=J %4%%!=%K-= ',Q0%3 B= 'J',GD,QG0Uhww!8!=H)6%  B=xO%,GD(hg)6%&' %4%%)6%,= 4V%%!%4 ,-,GD&FP0U<G/<<,Q0%3D<&' .xO%f'.xO%-h+!-,5)% )\<1%!)#(',GD4FI=8% 2<JxO%O!GY%-K0%K %t.<EF G4  p [ y] y &%y  y p S p p  ,-!A*J%$%h%[z&Au3%y p T] p y S )A45 <EFG6!N,E&{p 2= h!xO%,GDh\,/)*= '/01%,/)*= '4%:#ZZ>_( ,/)*5%)6% OQqh- xO%h%]_( 5%)6% OQbh!-xO%h%f|!-= 'G/@G} x%:#Zp>_GY%,8(h,GDR h%xO%!',GD,QG0N%$+G6~F4C•$ +I,Q GJ45h%xO%,GDg<C0%($%&',GD€ N01ZZ S   •1ZZQG/01J)%h%xO% #ZZ/)*= '/01JxO% #ZpB= 'xO%])f!| q vO% <- GY$+w 0#‚ ] _ p y] p y S %y p q!o p y SbSn f _ p y] p y S p!o%y p b p y kq | _ p y] p y S q!l%y p l!n p y kq [O% _ l y:] p y S > l :%y p > qa pq p y bkƒka:pnƒok> v[Ao)ZZ oqob   3.2. Bh#J&'`p!ZpZc f'$%GY4FINh4  Xúc tác dạng bụiB-$+G6h\ZAla„:<6qaAla„> Xúc tác dạng vi cầu B-$+G6h\oaAZoa„)6%&'0I%!&' )% +0*%^!);&'+0*C/ B1%h%&'h0I%))% ,GD4FI<C0%(35 $%)6%6<&'%14% Xúc tác dạng cầu lớnGY$+&'SAb02/J&' h%=5" #)%3+0*%^!+0*)Xh&' GY,GD4FI6<&' K, Xúc tác dạng trụB-,GY$+\SAq!%2 \SAo02 /$V!" #4JIt0*)X)I!% &'h%,GD 4FI35&'$%)6%6<&'?6%h%&'! ,02/6=$%%2 #I0U,GY$+ 3.3. %^J&'" #$%&'`p!ZZnc f'-I%1RGDh-J<1.+I!$%- Q&'NqaaAoaa a B!O}% K-/Zaaa,(Zaaaa 4)6%$%%3 _%!&'^-+!--$1RR; $,,2 h%<1.!-?G6O%2 -D% Sq|  ,5%)6%&'$%`p!Zpac f'$%<1%,101  4 ,E • h+&'<1%z • <1%z • C,*z • •2/!02%3:,K-K)%3N%3,>z •  =:)2= '!#h!$+G6>z • r1%02)6%EE,&'z • r1%-$1R%4%z • r1%t41& =)%h o   6%  #xO%Q&'.xO%H-%2 G ,%K /1 3.5. %4%&' f'0*=h+" #<1. E+5 h002Qh,J&'#(,K%4%&'!GY% <1%%(,550U$$+-^%4%i(" 1J"  #,55494%By)By p B<1.H%2 %3_% ^<1.$FD<=G  e B … y p → By p SSnpkƒSqabn[†T$ B … ZTpy p → By ZabpnƒZaSZq[†T$ By … ZTpy p → By p pSboaƒpSkoo[†T$  p … ZTpy p →  p y ZpZaaqSƒZpZapop[†T$  … y p → y p nZSpƒnppp[†T$ y p … ZTpy p → yS [Oy … y S → [Oy q [Oy q … q p → [Oy… p …S p y _%3GDH,GDg,K=<%3&')^<1.! %^,GDg,K41& =/%G6g _%3,%4%<I %2 )=&',GDg^% 4%[.,%4%<1%,GD$5(Q9,K$u,101, h+J&'^,101)=,2)34%%GY!)#($ -Q$+By p $+$-%1/7!" #‡$,K&1 N%3," +%3I0€6%<J&' $%%4%! GD5^h%&'<1%@%K ,K$%<I5%,,h+ &' 4. )$./'01$ (')*+% 4.1. QGJ %3 `Z!Zpqc b   _ %3 /01" #$%&'<=E$J Q $%G=$+" KB'GY.o÷Zam<E,h4% ,(Soa a B)-%3,4% 5%6%opa÷oqa a B%2 GYD<!GY%  ‡-Kg1<E,hMJG=$+" K!<E,h$O4OO A4%J$%%35)-K1<}%J" #$F 4<x ) 41& = YQ<E,hx J +$%h%B,QG" =J %3 -1GN" (,* ,(u% J" #$%<<E,h!U45,QG i!<-0!GD@A4<!GDh< =%/!G  e!$%h%)5 i%$%&'.xO%!-h+1GNJ <<E,hJ %3 $<1%( 5" d  ; GY$%R<M:^%,M>J %3 !%3 4 =0h%B S !B q )&R, R!^%3 4 = p )5%1 & 5_(  %3 <=E$-+<E,hQ:ˆZq÷Zom> 49R*45J&R‡G%3 4 =&RB^( RGD @A4<)$%h%49&= ,%u% J" # U45,QGi,GDg,K<Eh% H)<E,hO <i%4FI %3 $%)6%i-%*49 <V<Ru% J$%&' BD<=<%0=-h%$%&'!' $uE,&'^ K)41<L!%1=GD 41<L+I4@<E05JD<=G  e)41<L$%G 4 :mi4)6% %3 > p pa,(Saz&Rp,(oz<E,h4% Zno a BSa,(baz5o,(Za  %3 $%&'$-Q<E,hM- %3,4%ˆpaa a B)#$%<E j49h%2 $+%1%3 4 =&R) %11*45J&R_ %3 $<V<.GD6 0/,)^:)#" #tGIh5002Q &'>!4<)h<=._) k   _ %3 Q.%2 4<)$%h%!$%$% <1%" &FP0U4h,K;,GD %3 -=GD " #$%&' _-%-h%!G6$%,G %3 )" #$%&'!' <1%%. $‰=GDJ %3 !h%&'g) eO,%2 $%3$‰ ;!%3 " 1J<G/<<4h %3     %3 gGY%" (,*<G/<<4h %3 +D< %3<$%&'!GY%-K4FI - %3 4  • _-Z- %3 M-<E,h$O4OOA4;,GD\ " #G=@%(<)-%6%h4%\pZa,(Sba a BB'-j  0#\alba,(alSaGD<EF 0#)$1 Zna÷paaE- %3 5=g,K41& =&R)&R 0 • _-p- %3 =\<E,h4%G=E$- %3,4%\Saa,(oaa a B:ooa a B>_--,QGj  0#\alla,(anpa!GD<EF 0#\pla,(SSa • _-S- %3 -<=!)-%6%h4%\pZa÷ oaa a B • _-q- %3 -%3,4%\Saa÷qoa a B 45- %3 $K#-4%E$<C0%( =" #$%&'7R,E!$% %3 5h)=$%(h,GD&'$%6%)3 6%-%3 " 1/!GY%%(6%4FI %3 Q/! =GD&= /)€<V<;,GD&R)6%R4 =)= GD5-& G61%%(" #$%&'%3,h%) G/% 5. 23'456"#$% &' (')*+% 5.1. i+0`p!ZZoc l   %3 4 =41<L$+%(ZaƒZom %3 ,O$%!-K ,<I ) %3 ),%2 $%3$% ,%2 $%3%3,!5, %3 H!0%45 &' 6#%3 4 =41<L$+496)GDh%#%3 4 =$+H_ %3 -GDG  e#41<L$+-%2 $+ p )$% %3 -%2 %/#41<L$+$%-%2 _ S  <$+$%^<I 0N%h%&',GD4FI:)+I G01Zp> •1Zp<$+$%<I 0N%h%&',GD4FI B= F0 f'.xO% f'. %4%%  p   p B q B p  q B p  b B S  b B S  l AB q  l %AB q  l AB q  Za %AB q  Za qn aZ Zb pk Zl pSZ kn Zbb ok bq plZ Sb SZ la bn pl po!b ok Zba ZaZ Sa Zop ŠIJ$+$%&' • 1<L<<A<<O %3 " #<O)"  #414 ==,02Q • rE,h$+<<A<<O!0 A0 O %3 41& =$+ Hr! %3 $-,K;= F-*45<) &R!)$+,5EI! %3 CD<-  5.2. rE,h&R`p!ZZkc E41<L+J" #$%&'!%3 4 =&RGY ,$1\SaASomGD %3 ,O)$%%3 4 = )=GD&R<I )=GD %3 !&'!(, 3 • _(  %3 -%2 <O#&R ,GD-=GD • _(  %3 -%2 <}%#&R ,GD-*45=< n   • _(  %3 -%2 G  e#&R ,GD‡-%2 G  e:GY%(ZomCGDG  e- %3 > •1ZSBu% J&R$%&'`Z!Zpbc pa  q akp÷akk GD:mi> aaZ÷apa *45‹y_ lk÷no *45[y_ kl÷lo <0:m> 0/ po÷qa yO}% Zo÷Sa _<O p÷Za r}% So÷ba:%xŒ<}%%(< +> 5.3. rE,h4%/Zno a B rE,h,GD% • rE,hZno÷Soa a B)<Q-%3,/Soa a B • rE,hZno÷pka a Bg,K(h%%3 $O4O • rE,hZno÷Soa a Bg,K(h%%3 %OxO • rE,hpka÷qpa a B %3 ,K41& =0$‰ ; • rE,h6/Soa a B6/qpa a B,GDg•y %3 " #5 •1Zq<)+=,QGJ<E,h$O4O−4% Za Bu% rE,h-%3,4%! a B Zno÷pka pka÷Soa Soa÷qpa {qpa 20 4 d _%3,,,Q! a B *45&O *45%!TZaa 0/!m 54!mi alb÷ano −qa÷−ba pa÷So Za÷pa alb÷ank −pa÷−oa o÷Za ba÷la aao÷Za anb÷ann a÷o S÷o oa÷ko o÷Za Z÷ZZ Za÷po [...]... 81.5 49.2 11.6 3. 7 32 .3 3.2 66.8 7.7 25 .3 420 70.2 76.7 49.7 16.0 4.5 27.0 2.8 61.9 8.5 29.6 435 72.1 74.4 49.1 18.2 4.8 25 .3 2.6 56.5 9.6 33 .9 450 75.5 69.9 47.5 22.2 5.8 22.4 2.1 50.8 10.8 38 .4 470 74.4 61.9 38 .6 29.5 6.5 22.5 2.9 39 .6 13. 9 46.5 485 74.9 59.7 33 .2 32 .6 7.8 24.7 2.4 28.6 15.0 56.4 500 73. 8 52.5 31 .3 37.2 7.2 21.0 3. 2 28.6 14.8 56.4 7.5 Ảnh hưởng của áp suất [1, 130 ] Tăng áp suất... du = 2. 538 + 8 .35 5 + 0.050 + 0.166 = 11.109( kg / kg ) V = VO2 + VN 2 + VO2 du + VN 2 du = 1.777 + 6.684 + 0. 035 + 0. 133 = 8.628( m3 / kg ) Hệ số dư của không khí tái sinh xúc tác là: β= L 11.109 = = 1.020 L0 10.892 Lượng cốc còn lại trên xúc tác sau khi đã tái sinh GCdu = 0.002* Gc = 0.002 *31 .34 5 = 0.0 63( T / h) Lượng cốc đã đốt cháy GCchay = Gc − GCdu = 31 .34 5 − 0.0 63 = 31 .282(T... + 6.684 + Vkkdu Vkkdu = VO2 du + VN 2 du = 0.168(m3 / kg ) VO2 Ta lại có tỉ lệ VN 2 = 0.21 0.79 VO2 du = 0. 133 (m3 / kg ) = 0.0 13 (i) thay vào (i) ta tính được: và VN 2 du = 0. 035 (m3 / kg ) Suy ra, Khối lượng oxy dư là: Khối lượng nito dư là: mO2 du = mN 2 du = 32 *VO2 du 22.4 28* VN 2 du 22.4 = 32 * 0. 035 = 0.050(kg / kg ) 22.4 = 28* 0. 133 = 0.166( kg / kg ) 22.4 Vậy thể tích sản phẩm... phương trình trên ta tính được khối lượng khí SO2 sinh ra như sau mSO2 = mS2 *0.998 + mO2 = 0. 03* 0.998 + nO2 *32 = 0. 03* 0.998 + VSO2 = Và • mS2 mSO2 64 64 * 2 *32 = 0. 03* 0.998 + * 22.4 = 0. 03* 0.998 * 2 *32 = 0.060( kg / kg ) 64 0.09 * 22.4 = 0. 032 (m3 / kg ) 64 Tính toán lượng tổng cộng các sản phẩm đốt cháy các thành phần : Dựa vào kết quả đã tính toán trong các phần trên ta có:... GVHD: TS Lê Thanh Thanh CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN CÔNG NGHÊ 1 Số liệu ban đầu Năng suất: 3, 000,000 tấn /năm; Thời gian làm việc của phân xưởng trong 1 năm: 33 0 ngày; Nhiệt độ cracking 560 0C; Lượng xúc tác tuần hoàn GCatalyst: 4040.404 (T/h); Tỷ trọng lớp giả sôi: 400 (kg/m3); Nhiệt độ xúc tác ra khỏi lò: 500 – 530 0C; Nhiệt độ không khí đưa vào lò: 290 0C; Kích thước cực đại... 12.907( m3 / kg ) mC = ∑ m + mN 2 + mO2 du + m N 2 du = 3. 538 + 8 .35 5 + 0.050 + 0.166 = 12.109( kg / kg ) Tính lượng hệ số dư của không khí khi tái sinh xúc tác Tính khối lượng và thể tích không khí lý thuyết tiêu hao để đốt cháy 1 kg cốc L0 = mO2 + mN 2 = 2. 538 + 8 .35 5 = 10.8 93( kg / kg ) • Trang 33 Đồ án môn học GVHD: TS Lê Thanh Thanh V0 = VO2 + VN 2 = 1.777 + 6.684 = 8.461( m3... tiếp xúc ngắn cho quá trình cracking xúc tác 9.2 Dây chuyền FCC với thời gian tiếp xúc ngắn Trước hết nguyên lý quá trình cracking xúc tác có thể miêu tả bằng sơ đồ sau: Nguyên Chuẩn bị Lò Sản phẩm liệu xử lý phản ứng qua chưng tách Xúc tác đã Xúc tác đã làm việc tái sinh Lò tái sinh xúc tác Trang 22 Đồ án môn học GVHD: TS Lê Thanh Thanh Quá trình cracking xúc tác thường được... ứng: Lượng khí cracking là: Gk = GNL * %Hk = 0.18 *37 8.789 = 68.182 (T/h) Lượng xăng là: Gx = GNL * % Hx = 0.50 *37 8.789 = 189 .39 4 (T/h) Lượng gasoil nhẹ là: Ggnh = GNL * % Hgnh = 0.15 *37 8.789 = 56.818 (T/h) Lượng gasoil nặng là: Ggn = GNL * % Hgn = 0.12 *37 8.789 = 45.455 (T/h) Lượng cốc là: Gc = GNL* % Hc Lượng mất mát là: Gm = GNL * % Hmm = 0.01 *37 8.789 = 3. 789 = 0.04 *37 8.789 = 15.152... là 7kg/1tấn xúc tác Như vậy lượng hơi nước quá nhiệt tiêu tốn (Gn2) se là: Gn2 = 7* GCatalyst = 7 *3, 409.092 = 23, 8 63. 636 (Kg/h) = 23. 864 (T/h) Vậy Suy ra tổng lượng tiêu hao hơi nước bằng: GH2Ohv = Gn1 + Gn2 = 6.061 + 23. 864 = 29.925 (T/h) 3 Tính toán lò tái sinh 3. 1 Tính toán 3. 1.1 Tính toán cân bằng vật chất cho lò tái sinh • Tính toán khối lượng CO2 và CO Biết lượng cacbon... phản ứng (năng suất của phân xưởng), (T/h); Gk : Lượng sản phẩm khí tạo thành, (T/h); Gc : Lượng cốc tạo ra, (T/h); Gx : Lượng sản phẩm xăng tạo thành, (T/h); Ggnh : Lượng gasoil nhẹ, (T/h); Ggn : Lượng gasoil nặng, (T/h); Gmm : Lượng mất mát, (T/h); N : Là năng suất của phân xưởng cracking, (tấn /năm) ; Tlv : Là thời gian làm việc của phân xưởng trong một năm, h Năng suất .  %3 ,O$%!-K ,<I )  %3 ),%2 $ %3 $% ,%2 $ %3  %3 ,!5,  %3 H!0%45 &' 6# %3 4.  %3 0, _-,GD4FI   %3 $% %3 )5Q% %3 ,5^_ GY%^g-  %3 41& =0- 6. 784 3& apos;9') B/(<1.$%&'/(%0%BE+ %0%,GDh$%<EF0J. i%4FI&'-h+ ⇒ -KR5,h< %3  ⇒ R R4 =%(0* • i%R5,h< %3 !( R %3 ,<1.!49R*45J &R)R %3 4 =O}%$+ 7 .3. j 3 %7GD&'T