bài giảng công nghệ chế biến dầu mỏ chương 4 cracking nhiệt (thermal cracking)

CRACKING NHIỆT CHƯƠNG 4 1. Tổng quan về Cracking nhiệt  Cracking: là quá trình chuyển hóa các phân đoạn khác nhau thành sp lỏng và khí  Sp chứa nhiều olefin 1. Tổng quan về Cracking nhiệt  Các quá trình Cracking: Quá trình Nguyên liệu Sản phẩm chính Nhiệt độ , 0 C Áp suất, kg/cm 3 Cracking hơi Etan Axetylen 1000 –1400 0,2 – 0,5 Cracking hơi Etan Etylen 800 – 850 0,2 – 2 Cracking hơi Propan – butan Etylen – propan 770 –800 0,2 – 2 Cracking hơi Xăng nhẹ Etylen –propylen 720 –770 0,5 – 2 Cracking hơi Gasoil nhẹ Etylen – propylen 720 -750 0,5 – 2 Cracking nhiệt Gasoil nhẹ Xăng 469 – 510 20 – 70 Cốc hoá Cặn nặng Cốc 480 – 530 1 – 10 Vibreking Cặn nặng Giảm độ nhớt 440 - 480 20 - 70 1. Tổng quan về Cracking nhiệt  Thermal cracking uses heat to break down the residue from vacuum distillation.  The lighter elements produced from this process can be made into distillate fuels and petrol.  Cracked gases are converted to petrol blending components by alkylation or polymerisation.  Naphtha is upgraded to high quality petrol by reforming.  Gas oil can be used as diesel fuel or can be converted to petrol by hydrocracking.  The heavy residue is converted into residual oil or coke which is used in the manufacture of electrodes, graphite and carbides. 2. Hóa học quá trình  2.1 Cơ chế hóa học Theo Rice nó xảy ra theo cơ chế gốc tự do - Phát triển chuỗi: - Tạo gốc tự do: - Dừng phản ứng : ** l t l RRRR +→− * 2 * RHHRH +→+ * 1 * 1 RRHRHR +→+ RHHR →+ ** 21 * 2 * 1 RRRR −→+ 2 2 HH → + 2. Hóa học quá trình Cracking nhiệt  2.2 sự biến đổi parafin C n H 2n+2 → C m H 2m + C p H 2p+2 Khi n ≤ 4 thì liên kết C – C bền hơn C – H 2. Hóa học quá trình Cracking nhiệt  2.3 sự biến đổi olefin  Nhiệt độ thấp, áp suất cao → olefin dễ trùng hợp.  Nhiệt độ tăng → phản ứng phân huỷ tăng.  Ngưng tụ, ankyl hoá với naphten tạo thành nhựa và cốc. 2. Hóa học quá trình Cracking nhiệt  2.4 sự biến đổi Napthen  Khử nhánh ankyl  Khử hydro → olefin vòng → Aromatic  Phân huỷ naphten đa vòng → đơn vòng.  Khử naphten đơn vòng → parafin + olefin / diolefin. 2. Hóa học quá trình Cracking nhiệt  2.5 sự biến đổi Aromatic  Khử nhánh ankyl.  Ngưng tụ vòng → cốc (cacboit) Tác hại của cốc :  Giảm tốc độ truyền nhiệt.  Giảm năng suất bơm.  Tăng chi phí vận hành. 3. Quá trình Cracking nhiệt 3.1 Nguyên liệu  Phân đoạn mazut của AD  Gasoil nặng của FCC  Cặn nặng của quá trình làm sạch (DAO). [...]...3 Quá trình Cracking nhiệt 3.2 Sản phẩm Khí cracking:  Thành phần chủ yếu là các hydrocacbon không no  Nhiên liệu  Sử dụng cho hoá dầu, Alkyl và polymer 3 Quá trình Cracking nhiệt 3.2 Sản phẩm Xăng cracking nhiệt: Loại xăng Xăng chưng cất trực tiếp Olefin Aren 12 Xăng cracking nhiệt từ mazut 25 - 35 12-17 Naphten Parafin 26 62 5-8 40 – 45 Xăng cracking nhiệt từ gasoil 40 - 45 18 - 20 15 - 20... giữ nhiệt độ phản ứng cao ứng với thời gian phản ứng thích hợp 4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình Cracking nhiệt Mối tương quan giữa hiệt độ và độ chuyển hóa phản ứng Cracking nhiệt n-C16H 34 Nhiệt độ (0C) Độ chuyển hoá (%) Hiệu suất phản ứng (% khối lượng) Sản phẩm phân hủy (xăng khí) Sản phẩm trùng hợp Tỷ lệ phân hủy/ trùng hợp 375 55,2 55 44 ,2 1,26 40 0 53,5 62,2 37,8 1,65 42 5 50,8 72 ,4 27,6 2,26 4. .. trình Cracking nhiệt 3.2 Cân bằng vật chất Nguyên liệu vào, % Phân đoạn > 350oC (dầu Romakinski) Phân đoạn > 46 0oC (dầu Arlanski) Phân đoạn gasoil của cracking xúc tác Cracking nhiệt 100 100 Vibreking 100 Sản phẩm ra, %: Khí hydrocacbon LPG Xăng Kerosen – gasoil Cặn cracking Tổng 3,5 3,6 19,7 5,3 67,9 100 10,7 2,3 23,3 28,5 35,5 2,3 3,0 6,7 88,0 100 100 4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình Cracking nhiệt. .. 1,65 42 5 50,8 72 ,4 27,6 2,26 4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình Cracking nhiệt 4. 3 Áp suất Chỉ ảnh hưởng đến hỗn hợp nguyên liệu nhẹ  Đảm bảo trạng thái lỏng của hỗn hợp phản ứng  Áp suất cao, nhiệt độ cao sẽ cracking ở đầu mạch  Áp suất cao và nhiệt độ thấp sẽ cracking ở giữa mạch 4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình Cracking nhiệt 4. 4 Thời gian lưu Thời gian lưu càng lâu thì sản phẩm tạo thành dễ... reforming 33 – 37 19 - 20 14 - 16 27 - 32 3 Quá trình Cracking nhiệt 3.2 Sản phẩm Đặc tính của Xăng cracking:  Chứa nhiều hydrocacbon không no  Kém ổn định  ON trung bình khá 3 Quá trình Cracking nhiệt 3.2 Sản phẩm Gasoil cracking:  Chứa nhiều hydrocacbon vòng  Hàm lượng S cao  Smoke point thấp  Chỉ số Cetan thấp 3 Quá trình Cracking nhiệt 3.2 Sản phẩm Sản phẩm cặn cracking: (nhập chung với gurdon)... Cracking nhiệt 4. 1 Nguyên liệu Chất lượng, hiệu suất sản phẩm và chế độ vận hành phụ thuộc hoàn toàn vào nguyên liệu Nguyên liệu Giới hạn sôi (oC) Hiệu xuất xăng (%khối lượng) Phân đoạn ligroil 180 - 220 12,1 Phân đoạn kerozen 220 - 270 14, 9 Phân đoạn gasoil 270 - 300 15,8 Phân đoạn sola 300 - 350 18,0 4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình Cracking nhiệt 4. 2 Nhiệt độ Cracking là phản ứng thu nhiệt Để tăng... đến quá trình Cracking nhiệt 4. 4 Thời gian lưu Thời gian lưu càng lâu thì sản phẩm tạo thành dễ bị ngưng tụ, dẫn đến tạo nhựa, tạo cốc => Thời gian lưu phải ngắn (nhiệt độ cao) 5 Công nghệ Cracking nhiệt tiêu biểu Sơ đồ công nghệ Cracking nhiệt . 5 - 8 40 – 45 Xăng cracking nhiệt từ gasoil 40 - 45 18 - 20 15 - 20 20 – 25 Xăng reforming 19 - 20 14 - 16 27 - 32 33 – 37 3. Quá trình Cracking nhiệt 3.2 Sản phẩm Đặc tính của Xăng cracking: . CRACKING NHIỆT CHƯƠNG 4 1. Tổng quan về Cracking nhiệt  Cracking: là quá trình chuyển hóa các phân đoạn khác nhau thành sp lỏng và khí  Sp chứa nhiều olefin 1. Tổng quan về Cracking nhiệt  Các. khí) Sản phẩm trùng hợp 375 55,2 55 44 ,2 1,26 40 0 53,5 62,2 37,8 1,65 42 5 50,8 72 ,4 27,6 2,26 4. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình Cracking nhiệt 4. 3 Áp suất Chỉ ảnh hưởng đến hỗn hợp