Hiện nay dầu mỏ đã trở thành nguồn năng lượng quan trọng nhất của mọi quốc gia trên thế giới.Hiệu quả sử dụng của dầu mỏ phụ thuộc vào chất lượng của các quá trình chế biến, trong đó các quá trình xúc tác giữ vai trò quan trọng.Việc đưa dầu mỏ qua các quá trình chế biến sẽ nâng cao được hiệu quả sử dụng và tiết kiệm được nguồn tài nguyên quý hiếm này. Xăng là hỗn hợp các hydrocacbon từ C5 đến C10 có nhiệt độ sôi từ 35oC đến 200oC, dễ bay hơi và có tính tự cháy kém. Được dùng làm nhiên liệu cho động cơ đốt trong là chủ yếu, ngoài ra còn dùng làm dung môi cho công nghiệp trích ly dầu và pha chế mỹ phẩm. Trong công nghiệp sản xuất xăng, nhìn chung các quốc gia đều có xu hướng cải thiện và nâng cao chất lượng xăng nhằm đáp ứng yêu cầu kỹ thuật của động cơ và bảo vệ môi tường trong sạch. Vì vậy việc nâng cao chất lượng xăng trong đó quan trọng nhất là nâng cao trị số octan, giảm hàm lượng benzen, hàm lượng các hợp chất chứa oxy, hàm lượng olefin đang là vấn đề đặt lên hàng đầu. Trong các loại xăng công nghệ thì xăng alkyl hoá, đặc biệt là xăng alkyl hoá xúc tác H2SO4 có thể đáp ứng được các yêu cầu trên: nó có trị số octan cao (trên 95), không chứa bezen, có độ ổn định hoá học cao, áp suất hơi bão hoà thấp, hàm lượng độc trong khí thải thấp nên đáp ứng được yêu cầu về kỹ thuật của động cơ và góp phần bảo vệ môi trường trong sạch. Nguyên liệu của quá trình là các hydrocacbon ở dạng khí lấy từ phân xưởng cracking. Như vậy quá trình alkyl hoá là một công nghệ rất quan trọng trong nhà máy chế biến dầu mỏ, vì ngoài những ưu điểm của sản phẩm, đây còn là hướng sử dụng hợp lý nguyên liệu, tiết kiệm được nguồn năng lượng dầu mỏ ngày càng cạn kiệt. Do vậy việc phát triển và nâng cao công nghệ alkyl hoá trong các nhà máy chế biến dầu là rất cần thiết.
Trang 1QUÁ TRÌNH
ALKYL HÓA
Trang 3PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH ALKYL HÓA
Khái
niệm
1
Nguyên liệu
2
Cơ chế
3
Xúc tác
kiện công nghệ
Theo liên kết tạo thành
Theo nhóm alkyl đưa vào
Trang 4PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH ALKYL HÓA
Theo liên kết tạo
…
Trang 5PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH ALKYL HÓA
Trang 6PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH ALKYL HÓA
Nguyên liệu
2 Bảng 1.1 Ảnh hưởng của nguyên liệu đến hiệu suất sản phẩm
(PGSTS Lê Văn Hiếu Công nghệ chế biến dầu mỏ (1-228))
C4H8(80%) C4H8 C5H10Hiệu suất alkylat so với
Trang 7PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH ALKYL HÓA
cation
Trang 8PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH ALKYL HÓA
Xúc tác
3
2 loại xúc tác
Đồng thể
và zeolit AlCl3
HF,
H2SO4
Trang 9PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH ALKYL HÓA
Xúc tác
3
Nhược điểm
Dễ tách sản phẩm
Dễ tái sinh xúc tác
Giảm độc hạiGiảm ăn mòn thiết bịzeolit độ chọn lọc cao
Trang 10PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH ALKYL HÓA
Xúc tác
3 Bảng 1.2: So sánh quá trình alkyl hóa khi sử dụng xúc tác HF và H 2 SO 4
(PGSTS Lê Văn Hiếu Công nghệ chế biến dầu mỏ(1-241))
+ Có thể tái sinh bằng chưng phân đoạn
+ t=30÷45oC và thiết bị phản ứng có thể làm lạnh bằng
nước lạnh
+ Yêu cầu khuấy trộn vùng phản ứng thấp hơn vì HF
hòa tan izo-butan cao hơn (khoảng 0,3% izo-butan
trong axit)
+ Tiêu thụ izo-butan cao hơn
+ Ăn mòn mạnh
+ Ở các điều kiện phản ứng HF hóa hơi và có tính độc
hại cao , gây nguy hiểm cho con người
+ Phải có một phân xưởng xử lý riêng
+ t=5÷10oC, làm lạnh thiết bị phản ứng ở nhiệt độ phảnứng dưới 10oC
+ Yêu cầu khuấy trộn vùng phản ứng cao hơn vì H2SO4hòa tan izo-butan thấp hơn HF (0,1%)
+ Tiêu thụ izo-butan thấp hơn
+ Ăn mòn kém hơn HF
+ H2SO4 cũng rất độc, nhưng ở điều kiện thường nó ởthể lỏng nên việc xử lý an toàn và dễ dàng hơn nhiều
Trang 11PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH ALKYL HÓA
Điều kiện công nghệ
4
Các yếu
tố ảnh hưởng
Nhiệt độ
Thời gian
Nồng độ axit
Tỷ lệ izo-butan/buten
Nồng độ izo-butan trong vùng phản ứng
Áp suất
Trang 12PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH ALKYL HÓA
Công nghệ sản xuất
5
Công nghệ alkyl hóa dùng xúc tác HF của Phillips
Công nghệ alkyl hóa dùng xúc tác H 2 SO 4 của hãng Kellogg-Exxon
Công nghệ alkyl hóa dùng xúc tác H 2 SO 4 của hãng Stratco
Công nghệ alkyl hóa của UOP
Trang 13a Công nghệ alkyl hóa dùng xúc tác HF của Phillips
Trang 14b Cụng nghệ alkyl húa dựng xỳc tỏc H2SO4 của hóng Kellogg-Exxon
Nguyên liệu olefin
Sản phẩm propan
Sản phẩm butan
Sản phẩm alkylate Izo - butan mới cất đựơc
Izo - butan tuần hoàn Chất làm lạnh
Axit tuần hoàn
4 1
1 Thiết bị alkyl hoá 4 Thiết bị phân ly
2 Thiết bị làm lạnh 5 Tháp tách izo - butan
3 Tháp tách propan 6 Tháp tách butan
7 Máy nén Hình II.9 : Sơ đồ công nghệ alkyl hoá dùng xúc tác H 2 SO 4 của hãng Kellogg
Trang 15b Công nghệ alkyl hóa dùng xúc tác H2SO4 của hãng Kellogg-Exxon
Hình 4:Hệ thống TBPƯ sản xuất xăng alkyl hoá
Trang 16c Công nghệ alkyl hóa dùng xúc tác H2SO4 của hãng Stratco
START START
S¶n phÈm n.butan
S?n ph?m Alkylat S?n ph?m Propan
Nguyªn LiÖu Olefin
1
2
3
4 5
6
Trang 17c Công nghệ alkyl hóa dùng xúc tác H2SO4 của hãng Stratco
Hình 7.TBPƯ alkyl hoá nằm ngang, làm lạnh qua thành của Stratco
A-Thân TBPƯ nằm ngang B-Hệ ống làm lạnh chữ U C-Đầu thuỷ lực của TBPƯ D-Mô tơ
E-Cánh khuấy
F-Dòng nhũ tương tuần hoàn.
Trang 18c Công nghệ alkyl hóa dùng xúc tác H2SO4 của hãng Stratco
Hình 8.Hệ các TBPƯ khuấy, trao đổi nhiệt qua thành, mắc nối tiếp của Stratco
Trang 19d Hình 9 Sơ đồ công nghệ Alkyl hóa xúc tác HF của hãng UOP
Trang 20Bảng 1.4.Thành phần sản phẩm
Trang 21Ưu, nhược điểm của công nghệ
Ưu Xúc tác có hoạt tính và độ chọn lọc cao,
Nhiệt độ và áp suất tương đối thấp
Nhược Thiết bị dễ bị ăn mòn, sản phẩm
cần trung hòahết axit, chú ý tớichất thải do có thể ảnh hưởng lớntới môi trường
Công nghệ phức tạp
Trang 22Lò phản ứng alkyl hóa dạng TB TĐN
ống-vỏ (ống chùm) FIG 2 HF alkylation reactor with an axial sparger system
CHƯƠNG II: CÁC THIẾT BỊ CHÍNH
Trang 23FIG 3A and 3B segmental baffle system for the reactor.
Trang 24FIG 4A and 4B variant form of reactor baffle system.
Trang 25Hình 10 TBPƯ Alkyl hoá với xúc tác HF của hãng UOP
Sơ đồ 1 TBPƯ và và 2 TBPƯ làm việc liên tục
CHƯƠNG II: CÁC THIẾT BỊ CHÍNH
Trang 26Hình 14.TBPƯ alkyl hoá với xúc tác rắn theo công nghệ Alkylene của UOP
đứng có thêm thiết bị tái sinh
ở nhiệt độ cao hơn
Tái sinh xúc tác:
Trang 27CHƯƠNG II: CÁC THIẾT BỊ CHÍNH
Thiết bị tách iso-butan
2
Hình 10.Sơ đồ chưng tách iso-butan
Trang 28CHƯƠNG II: CÁC THIẾT BỊ CHÍNH
Thiết bị tách iso-butan
2
Hình 11.Cấu tạo tháp chưng luyện
Trang 29Tháp đệm
a
Hình 12.Cấu tạo tháp đệm
Trang 30Các loại đệm
Các đệm bằng gốm
Để bề mặt tiếp xúc phía trong vòng gốm người ta làm các tấm chắn, người ta xếp đệm trên các đĩa có hai loại lỗ khác nhau Các lỗ nhỏ (phía dưới) để chất lỏng đi qua và
lỗ lớn (phía trên) để cho hơi
đi qua
Nhược điểm của loại đĩa này là: tiếp xúc giữa pha hơi và pha lỏng không tốt
Nhưng khi tháp d< 1m, thì hiệu quả của tháp này không kém tháp đĩa chóp, thường dùng để chưng luyện gián đoạn với công suất thiết bị
không lớn.
Trang 31Tháp đĩa
b
Hình 14.Cấu tạo tháp đĩa
Trang 32Tháp đĩa
b
Hình 15:Đĩa lỗ
Trang 33Tháp đĩa
b
Hình 15:Đĩa chóp
Trang 34và năng suất lớn hơn tháp đĩa (trên 1m đường kính) khi tỉ lệ lỏng/hơi cao
- Làm việc được với chất lỏng bẩn nếu dùng đệm cầu có
của chất lỏng.
- Trở lực tương đối thấp.
- Hiệu suất khá cao.
- Khá ổn định.
- Hiệu suất cao.
Trang 35- Dễ tắc khi có lẫn bụi bẩn và phân
bố lỏng không đều khi đường kính tháp lớn.
- Không làm việc được với chất lỏng bẩn.
- Kết cấu khá phức tạp.
- Có trở lực lớn.
- Tiêu tốn nhiều vật tư, kết cấu phức tạp.
Trang 363 Thiết bị tách lỏng – khí, thiết bị tách propan
Nguyên lý hoạt động: dựa vào trọng lực, chất lỏng
có khối lượng riêng lớn hơn lắng xuống đáy thiết
bị, hơi nhẹ hơn đi lên trên
Tấm
chắn
Giảm tốc độ dòng nguyên liệu
Giúp cho lỏng nặng rơi xuống đáy thiết bị
Giúp tách sơ bộ khí – lỏng
Trang 37So sánh các loại tháp tách
TB tách 2 pha nằm ngang TB tách 2 pha thẳng đứng
Phạm vi,
ứng dụng
- Tách thể tích hỗn hợp nguyên liệu vào lớn
- Tỉ lệ hơi/lỏng không quá cao
- Lưu lượng dòng vào nhỏ
- Tỉ lệ hơi trên lỏng cao
- Không gian lắp đặt thiết bị hạn chế
Ưu điểm
- Đường kính nhỏ hơn khi cùng lượng khí
- Bề mặt bay hơi lớn
- Dòng khí không cản trở thoát nước của phần tách sương
- Có đủ không gian thoát khí ở trên
- Phần không gian thoát khí hẹp
- Chiếm nhiều diện tích xây lắp
- Khó điều khiển mức chất lỏng ra
- Đừơng kính lớn hơn TB nằm ngang
- Khó khăn trong việc lắp đặt, sửa chửa,…
Trang 38CHƯƠNG III: CÁC THIẾT BỊ PHỤ TRỢ
Thiết bị phụ trợ
Bơm
Máy nén
Van
Đo nhiệt độ
Đo áp suất
Đo mức chất lỏng
Trang 39Bơm bánh răng
Trang 40a Bơm ly tâm
Bơm được nhiều loại chất lỏng như nước, dầu, hóa chất
kể cả hỗn hợp các chất lỏng và chất rắn
Kết cấu nhỏ gọn, chắc chắn làm việc tin cậy
Hiệu suất của bơm tương đối cao 0.65- 0.9
Giá thành không cao lắm
Nguyên lý hoạt động
Trang 41• Theo số bậc: bơm 1 cấp, 2 cấp, nhiều cấp, ở đó chất lỏng đi qua nhiều guồng nối tiếp nhau, qua mỗi guồng áp suất tăng dần lên.
• Theo cách đặt trục bơm: bơm nằm ngang và bơm thẳng đứng dùng
phổ biến là loại nằm ngang có trục nối trực tiếp với động cơ điện, vỏ bơm hình xoắn ốc, loại này hiệu suất cao Loại thẳng đứng chủ yếu hút chất lỏng từ những giếng sâu.
• Theo chuyển động của chất lỏng: có định hướng và không định hướng.
• Theo cấu tạo của bánh guồng: bơm có của vào của chất lỏng ở 1 phía hay hai phía, loại cửa vào hai phía năng suất hơn.
• Theo số vòng quay (bơm quay nhanh, bơm quay chậm và bơm quay trung bình) theo áo suất bơm (bơm áp suất thấp (dưới 20m cột nước),
áp suất trung bình (từ 20 – 60m) và áp suất cao ( trên 60m))…
Phân lọai bơm ly tâm :
Trang 42b Bơm bánh răng
Kết cấu đơn giản dễ chế tạo
Độ tin cậy cao, kích thước nhỏ gọn
Số vòng quay và công suất trên 1 đơn vị trọng lượng lớn
Có khả năng chịu quá tải trong 1 thời gian ngắn
Trang 43a) Bơm pittông thường: 1- xi lanh; 2- pittông; 3- cán pittông.
b) Bơm pittông trụ: 1- buồng công tác; 2- pittông trụ.
Trang 442 Máy nén trục vít
Hoạt động theo nguyên lý thay đổi thể tích
Lưu lượng từ 1,4m/phút, có thể lên tới 60m/phút
Số vòng quay của trục vít từ 3000 vòng/phút trở lên thậm trí đến 15.000 vòng/phút
Bảo dưỡng đơn giản và có chế độ tự động hoàn toàn
Nhược điểm: khó chế tạo và sửa chữa
Trang 453 Van
Van cầu,van cổng, van 1 chiều
- Van bướm để điều chỉnh lượng khí làm mát đi vào 2 thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm
- Van dùng khí nén điều khiển để điều khiển tự động lượng nước làm mát, lượng khí công nghệ đi vào thiết bị lọc sương…
- Van xylanh điều khiển bằng khí nén dùng để đóng mở van thay đổi chế độ làm việc của tháp hấp thụ bằng silycagel
- Van an toàn
Trang 463 Van
Van an toàn là một cơ cấu van dùng để tự động xả khí, hơi từ trong lò hơi, bồn chứa áp suất hoặc những hệ thống khác khi áp suất hoặc nhiệt độ vượt qúa giới hạn cho phép đã cài đặt trước đó
Nhiệm vụ: bảo vệ thiết bị khỏi
sự tăng áp vượt giá trị định mức
Trang 474 Thiết bị đo nhiệt độ
Nhiệt độ từ môi trường sẽ được cảm biến hấp thu, tại đây tùy theo cơ cấu của cảm biến
sẽ biến đại lượng nhiệt này thành một đại lượng điện nào đó Sau đó bộ phận xử lý trung tâm sẽ thu nhận tín hiệu này để xử lý
Trang 485 Thiết bị đo áp suất
Trang 50THE END
THANKS FOR
LISTENING