bài giảng công nghệ chế biến dầu mỏ chương 10 hydro treating (hydroprocessing)

Nguồn cung cấp Hydro2.3 Từ quá trình Steam reforming Metan • Quá trình reforming sẽ chuyển hóa các khí nguyên liệu metan, etan và các thành phần nặng hơn thành hydro, CO2 • Sản phẩm hydr

Nguyễn Hữu Sơn

1 Mục đích của quá trình

Các quá trình hydrotreating có thể kể đến như:

• Quá trình loại Nitơ (Hydrodenitro).

• Quá trình loại Oxi (Hydrodeoxygen).

2 Nguồn cung cấp Hydro

2.1 Nguồn hydro từ Reforming

• Quá trình liên tục có thể cung cấp 90%V lượng hydro cho nhà máy

• Quá trình bán liên tục có thể cung cấp 80%V

2 Nguồn cung cấp Hydro

2.2 Nguồn hydro khí offgas của FCCU

• Nguồn khí offgas từ quá trình FCCU chứa

khoảng 5% là hydro

• Một số phương pháp được sử dụng để thu hồi nguồn hydro

• Ngưng tụ nhiệt độ thấp

2 Nguồn cung cấp Hydro

2.3 Từ quá trình Steam reforming Metan

• Quá trình reforming sẽ chuyển hóa các khí

nguyên liệu (metan, etan và các thành phần

nặng hơn) thành hydro, CO2

• Sản phẩm hydro thu được từ quá trình này có

độ tinh khiết khoảng 90 đến 95%

2 Nguồn cung cấp Hydro

2.3 Từ quá trình Steam reforming Metan

2 Nguồn cung cấp Hydro

2.4 Nguồn hydro từ khí tổng hợp

• là quá trình oxi hóa riêng phần các phân đoạn nặng như asphalt, resid, và các phân đoạn lỏng nặng khác

• Sản phẩm thu được từ quá trình này chủ yếu là

CO và H2, ngoài ra nó còn chứa khoảng 5%

CO2 và một lượng nhỏ các khí khác như metan, nitơ, nước và lưu huỳnh

2 Nguồn cung cấp Hydro

2.4 Nguồn hydro từ khí tổng hợp

• hydro sẽ được thu hồi từ khí tổng hợp bằng các phương pháp như sử dụng chất hấp phụ, dùng màng lọc phân tách,…

• hydro thu hồi từ quá trình này đắt hơn quá

trình reforming

3 Hóa học của Hydroprocessing

• Sử dụng lượng hydro để bẻ rảy liên kết và tách các chất ra khỏi sản phẩm

• là phản ứng tỏa nhiệt nên cần phải lưu tâm đến vấn đề an toàn

3 Hóa học của Hydroprocessing

3.1 Quá trình tách Lưu huỳnh (Hydrodesunfua)

• hydrodesulfur vẫn được ứng dụng chủ yếu cho

xử lý cặn dầu

• quá trình Hydrodesunfua, lưu huỳnh có trong nguyên liệu được chuyển hóa thành H2S

3 Hóa học của Hydroprocessing

3.1 Quá trình tách Lưu huỳnh (Hydrodesunfua)

3 Hóa học của Hydroprocessing

3.2 Quá trình tách Nitơ (Hydrodenitro)

• hàm lượng nhỏ hơn lưu huỳnh 5 –20 lần

• Nitơ được loại trừ ra khỏi nguyên liệu bằng

cách chuyển nó thành dạng NH3 dưới tác dụng của hydro

3 Hóa học của Hydroprocessing

3.2 Quá trình tách Nitơ (Hydrodenitro)

• Nitơ ở các dạng như Pyridin hay Pyrrol

3 Hóa học của Hydroprocessing

3.3 Quá trình tách Oxy (Hydrodeoxygen)

• là quá trình tách loại oxy ra khỏi nguyên liệu dưới dạng H2O

• Oxy hiện diện trong nguyên liệu dưới dạng các hợp chất như phenol và peoxit

3 Hóa học của Hydroprocessing

3.3 Quá trình tách Oxy (Hydrodeoxygen)

• Để thực hiện quá trình tách loại oxy thì phải

thực hiện quá trình hydro hóa các aromatic

trước

• Lượng hydro cần cho quá trình hydrodeoxygen gấp khoảng hai lần so với quá trình

hydrodesunfua

3 Hóa học của Hydroprocessing

3.4 Quá trình ổn định các Hydrocacbon (Saturation)

• hydro hóa các olefin nhằm nâng cao tính ổn định của sản phẩm

• Các olefin thường có nhiều trong các sản phẩm của các quá trình có xảy ra phản ứng cracking quá trình

visbreaking, cracking xúc tác

3 Hóa học của Hydroprocessing

3.5 Xu hướng phát triển của quá trình Hyroprocessing

• lượng hydro thường thiếu hụt ngày càng tăng

• xu hướng phát triển của các quá trình sử dụng hydro chịu

sự chi phối của các tác nhân như:

huỳnh trong F.O ngày càng thấp.

• Lượng hydro tiêu tốn nhiều hơn cho việc bảo vệ chất xúc tác.

Do nhu cầu về các sản phẩm coke phải có chất lượng cao

4 Xúc tác

Là xúc tác kim loại, có hai dạng thường được như sau:

• Xúc tác Co-Mo là loại xúc tác rất tốt cho quá trình

Hydrodesunfua và ổn định định các olefin, nó có ưu

điểm là hoạt động ở chế độ rất “mềm” và ít tiêu tốn hydro.

• Loại xúc tác thứ hai là Ni-Mo, có hoạt tính rất cao đối với các phản ứng Hydrodenitro và ổn định các hợp hất

5 Một số quá trình hydroprocessing tiêu biểu

Một số quá trình hydrotreating tiêu biểu

trong nhà máy lọc dầu bao gồm:

• Naphtha hydrotreating

• Distillate (light and heavy) hydrotreating

• Gas oil hydrotreating

5 Một số quá trình hydroprocessing tiêu biểu

5 Một số quá trình hydroprocessing tiêu biểu

5.1 Naphta Hydrotreating

5 Một số quá trình hydroprocessing tiêu biểu

5.2 Distillate Hydrotreating

Nâng cao chất lượng, ổn định các hợp chất olefin để nâng cao chỉ số cetan của diesel

5 Một số quá trình hydroprocessing tiêu biểu

5.3 Gas Oil Hydrotreating

nhằm mục đích loại lưu huỳnh, mở vòng thơm, tách các kim loại