Quá trình cracking xúc tác ( phần 1)

Quá trình Cracking xúc tác (P1) Quá trình Cracking xúc tác trình quan trong nhà máy lọc dầu để sản xuất xăng có số octan cao từ phân đoạn nặng Đáp ứng yêu cầu chất lượng sản phẩm đề Giới thiệu chung: Cơ sở lý thuyết trình 2.1 Xúc tác cho trình Cracking Xúc tác cho trình cracking tầng sôi công nghiệp thuộc lọai axit rắn, có thành phần phức tạp sau: Thành phần xúc tác cracking tầng sôi công nghiệp 2.2 Điều chế xúc tác FCC Quy trình sản xuất xúc tác FCC đại mô tả theo sơ đồ sau (Grace-Davison): Hợp phần zeolit Y: Là Alumosilicat tinh thể ngậm nước với cấu trúc kiểu Faujazit vi lỗ xốp chiều đồng có kích thước cửa sổ ~ Å Về thành phần hóa học zeolít biểu diễn công thức: M 2/nO.Al2O3.x SiO2.y.H2O Ở đây: x > n hóa trị cation kim lọai M Zeolit tạo thành từ đơn vị cấu trúc Khi đơn vị cấu trúc nối với theo mặt cạnh ta có lọai zeolit A, nối với theo mặt cạnh ta có lọai zeolit X Y có cấu trúc tương tự Zeolit Y dạng khoáng tự nhiên, chủ yếu tổng hợp từ oxyt silic oxyt nhôm, từ trình tinh thể hóa đất sét nung (Qui trình Engelhard) Dạng Na-Zeolit điều chế phương pháp kết tinh gel alumosilicat natri Silicat Natri (Thu xử lý oxyt silic với dung dịch xút nóng) cho tác dụng với aluminat natri (thu hòa tan oxyt nhôm ngậm nước dung dịch hydroxyt natri)sẽ tạo thành hydrogel vô định hình Gel sau tinh thể hóa điều kiện kiểm sóat nghiêm ngặt để tạo Zeolit (Alumosilicat tinh thể) với ion aluminat silicat xắp xếp theo cấu trúc định Cấu trúc Aluminosilicat đơn vị cấu trúc zeolit Zeolit dạng Faujazit có khung tinh thể chiều tạo thành từ tứ diện SiO AlO4 Liên kết -Si-O-Al- tạo thành lỗ xốp bề mặt có đường kính cố định từ hốc, kênh có kích thước 4-8Å Các cation dễ dàng trao đổi đưa khỏi Zeolit Cấu tạo Faujazit mô tả hình: Các Zeolit Y đưa vào xúc tác FCC dạng khác nhau: + Trao đổi phần hòan tòan với dất hiếm, phần lại decation tạo dạng REHY REY + Biến tính phương pháp xử lý nhiệt (hoặc) xử lý hóa học tạo dạng zeolit decation siêu bền: H-USY, RE-H-USY dạng dealumin: H-DY, RE-H-DY Vai trò đất chủ yếu làm tăng độ bền nhiệt cho tinh thể (với zeolit dạng decation NH 4Y, nhiệt độ > 500oC tinh thể bị phá hủy với dạng REY, nhiệt độ > 900 oC bảo toàn tính chất tinh thể Một lọai zeolit thường đưa thêm vào xúc tác FCC, ZSM-5 nhằm tăng số octan xăng tăng olefin ZSM-5 có tỷ lệ Si/Al = 50, kích thước lỗ xốp tương đối nhỏ (5.5Å), hạn chế phân tử có kích thước lớn qua, không làm xảy cac phản ứng cracking chúng (Các parafin mạch nhánh, Alkyl benzen ) nhờ không làm giảm hợp phần cho số octan cao Hơn tăng olefin, không làm tăng hàm lượng cốc Hiện tại, 40% cụm FCC Tây âu đưa ZSM-5 phụ gia tăng số octan Hợp phần pha (Matrix): Trong trình sản xuất chất xúc tác, hợp phần đóng vai trò chất pha lõang chất kết dính Chất pha lõang phải chất trơ cao lanh,đóng vai trò tải nhiệt, hạn chế nhiệt tinh thể zeolit trình tái sinh, tăng độ bền học chất xúc tác, làm giảm lượng Na đầu độc xúc tác chất kết dính gel oxyt xilic, polymer chứa nhôm, hợp chất chứa đất sét, alumosilicat vô định hình Chất kết dính đóng vai trò gắn kết hợp phần xúc tác FCC, tạo tính đồng vật lý cho xúc tác Các nhà sản xuất xúc tác chia pha thành phần: Phần họat động alumosilicat vô định hình, oxit nhôm; phần không họat động chất trơ nhơ oxit silic, cao lanh Pha họat động có tính axit thấp có họat tính xúc tác độ chọn lựa thấp so với Zeolit Oxit nhôm có họat tính xúc tác thấp Al-Si vô định hình, người ta thường đưa vào trường hợp cracking phân đọan nặng Việc đưa pha vào hệ điều chỉnh tính axit xúc tác tổng thể, so với zeolit Al-Si vô định hình riêng lẻ Đặc tính xúc tác FCC phụ thuộc chủ yếu vào thành phần Zeolit pha họat động Tỷ lệ hợp phần xem xét thận trọng trình sản xuất nhằm đảm bảo nhu cầu riêng biệt nhà máy lọc dầu hiệu suất chất lượng sản phẩm 2.3 Cơ chế hình thành trung tâm hoạt động bề mặt xúc tác Xúc tác cho trình Cracking xúc tác axít Các trung tâm hoạt động bề mặt chất xúc tác tâm axit Bronsted Lewis Các trung tâm hình thành mạng tinh thể xúc tác này, bốn nguyên tử Oxi liên kết với Nhôm nên không cân hình thành điện tích âm Các ion Na+, Mg2+ hay proton trung hòa điện tích hình thành tâm axít Bronsted Khi tiến hành xử lý nhiệt khoảng nhiệt độ 400 – 500 oC xuất tâm axít Lewis theo sơ đồ sau: 2.4 Các giai đoạn phản ứng cracking có mặt chất xúc tác Sự khác cracking nhiệt cracking xúc tác phản ứng cracking có mặt chất xúc tác xảy theo chế định dễ khống chế Do sản phẩm cracking xúc tác có tính chọn lọc cao so với cracking nhiệt Các giai đoạn phản ứng cracking có mặt chất xúc bao gồm: Bước Hấp phụ ion Hydride tâm Lewis: Bước Phản ứng proton từ Bronsted với olefin: Bước Phản ứng ion cacboni sinh từ bước với hydrocacbon cách tạo ion hydride Các ion hydride không bền bị phân hủy thành mạch ngắn hơn, ví dụ như: Quá trình bẻ rảy mạch ion cacbonni tuân theo số qui luật sau: Các parafin mạch dài olefin đồng phân hoá trước bị cracking Sự cracking thường xảy mạch thực tế không nguyên tử C tính từ đầu mạch Các nhánh ankyl gắn vòng thơm bị cắt sát vòng nhánh ankyl gắn vòng no bị cắt vị trí từ nguyên tử C trở lên tính từ đầu mạch 2.5 Cơ chế phản ứng hoá học xảy trình cracking xúc tác Cơ chế phản ứng cracking xúc tác chế ion cacboni Các tâm họat tính ion cácboni tạo phân tử hydrocacbon nguyên liệu tác dụng với tâm axít xúc tác Tâm axít xúc tác có lọai: Lọai Bronsted (H+) Lewis (L) Tâm Bronsted tham gia phản ứng có khả cho proton hoạt động (H+) tâm Lewis thiếu electron nên có xu hướng nhận thêm điện tử Phản ứng cracking xúc tác sản theo giai đọan sau: - Giai đọan 1: tạo ion cacboni: Ví dụ: trường hợp hydrocacbon mạch thẳng (Alcan): Trường hợp phân hủy izo-propyl-benzen: Trên tâm axít kiểu xúc tác Lewis: Trên tâm axít kiểu xúc tác Bronsted: - Giai đọan 2: Các phản ứng ion cacboni tạo sản phẩm: Khi ion cacboni tao tham gia vào phản ứng biến đổi khác Phản ứng đồng phân hóa: Phản ứng cắt mạch theo quy tắc ß (cắt mạch vị trí ß so với cácbon mang điện tích) Các ion tiếp tục tham gia phản ứng đồng phân hóa, cắt mạch tiếp,alkyl hóa hay ngưng tụ Biến đổn ion cacboni tiếp diễn có cấu trúc bền vững Độ bền ion cacboni xắp xếp theo thứ tự: Ion cácboni bậc 3> Ion cácboni bậc >Ion cácboni bậc Độ bền cacboni định định mức độ tham gia phản ứng chúng.Chất lượng sản phẩm định phản ứng ion cacboni, đặc biệt phản ứng phân hủy, đồng phân hóa chuyển vị hydro - Giai đọan 3: giai đọan dừng phản ứng Khi ion cacboni kết hợp với nhau, nhường hay nhận nguyên tử hydro xúc tác để tạo thành phân tử trung hòa chúng cấu tử sản phẩm cracking xúc tác Quá trình Cracking xúc tác (P2): Quá trình hóa học (Đăng ngày 30.01.2008 11:27 & 3002 lượt xem) Quá trình hóa học xảy Giai đoạn cracking xúc tác phức tạp, nhiều phản ứng xảy ra, mong muốn không mong muốn Hóa học trình cracking xúc tác 3.1 Các phản ứng mong muốn Phản ứng cắt mạch (cracking ): xảy theo chế ion cacbonium Hoạt tính cracking hydrocacbon giảm dần theo thứ tự sau: Olefin > Ankyl Aromatic > Ankyl naphten, isoparafin> n-parafin, naphten>> nhân thơm Tốc độ cracking tăng số nguyên tử cacbon tăng, độ phân nhánh tăng Phản ứng isomer hoá: Thường xảy trước phản ứng cracking Nhưng sau cracking trình xảy thời gian lưu bình FCC ngắn mạch ngắn lên cản trở trình isomer hoá 3.2 Các phản ứng không mong muốn Phản ứng chuyển vị hydro: Phản ứng xảy chuyển vị phần tử hydro từ hydrocacbon sang hydrocacbon khác (không no) dẫn đến hình thành hợp chất no thơm Làm giảm olefin, tăng Aromatic → tăng khả tạo cốc Làm giảm số octan xăng (mất olefin) Làm xăng ổn định Phản ứng ngưng tụ: Polymer hoá olefin → đóng vòng → dehydro hoá → tạo Aromatic Ankyl hoá Aromatic → đóng vòng nhánh ankyl → hydro hoá → poly Aromatic (cốc) Cộng đóng vòng Diels Alder → dehydro hoá → poly Aromatic ⇒ Hai phản ứng cần hạn chế (tạo cốc) không loại bỏ (giảm olefin) Phản ứng tạo hydro: phản ứng dehydro hoá, xảy có mặt Ni làm chất xúc tác Phản ứng tạo C1 – C2: sinh phản ứng cracking nhiệt Các phản ứng hóa học xảy dạng hydrocacbon riêng lẻ trình bày bảng sau: Hydrocacbon Parafin Sản phẩm trình cracking xúc tác -Olefin parafin -Olefin hydro -iso-parafin -Các hợp chất olefin có trọng lượng phân tử thấp Olefin -Parafin dien -Parafin, naphten hydrocacbon thơm -Polyme, cốc Naphten -Olefin -Cyclohexan olefin -Hydrocacbon thơm Hydrocacbon -Parafin alkyl có mạch bên ngắn thơm -Đồng phân hóa, chuyển vị nhóm alkyl (alkyl thơm) -Sản phẩm ngưng tụ cốc Phản ứng bậc 2: -Hydrocacbon thơm Naphten+ Olefin -Parafin Hydrocacbon -Sản phẩm ngưng tụ cốc thơm +Olefin Nguyên liệu sản phẩm 4.1 Nguyên liệu Nguyên liệu cho trình cracking xúc tác thường có khỏang nhiệt độ sôi từ 300-500 oC, từ nguồn sau: − Phân đọan cất chưng cất khí dầu thô, khỏang sôi: 380410oC − Phân đọan cất chưng cất chân không dầu thô, khỏang sôi: 380550oC − Phần cất từ trình Coking dầu thô − DAO (cặn chân không deasphaltene) (550 oC) − Cặn chưng cất khí ( > 380oC) vài lọai dầu thô Nguyên liệu phần cất nhẹ cho sản phẩm có hiệu suất C3, C4 tăng H2 cốc giảm Những phận đọan nhẹ (200- 360oC) nhận từ chưng cất trực tiếp nguyên liệu tốt để sản xuất xăng ôtô xăng máy bay Nguyên liệu từ phân đọan nặng (các gasoil) chân không phổ biến trình cracking xúc tác Nhóm cho sản phẩm xăng phân đọan sản phẩm trắng, qua chưng cất chân không làm giảm cấu tử hợp chất có hại cho trình cracking Thực tế thành phần kim lọai nặng làm nhiễm độc xúc tác vanadi, niken thường có hợp chất kim, thành phần nhựa, asphalten phân tử lớn, có nhiệt độ sôi cao, chưng cất chân chất lại phần cặn chưng cất chân không, mà phần cất làm sạch, lọai giảm chất gây nhiễm độc xúc tác Cũng hợp chất nhựa, asphalten chứa kim lọai nặng mà chúng nguồn chuyển thành cốc nhiều nhất, làm giảm họat tính xúc tác Thành phần hóa học nguyên liệu ảnh hượng lớn đến hiệu suất trình Với nhóm hydrocacbon parafin cho hiệu chuyển hóa cao Nhóm hydrocacbon thơm cho hiệu suất xăng lại tăng mức độ chuyển hóa tạo cốc Những chất phi hydrocacbon có hại cho trình cracking xúc tác, chúng gây ngộ độc cho xúc tác chuyển vào sản phẩm làm giảm chất lượng sản phẩm hợp chất lưu huỳnh Trong thực tế với tiến công nghệ, trình cracking xúc tác sử dụng cặn chưng cất khí làm nguyên liệu trực tiếp cho trình mà qua chưng cất chân không Qúa trình gọi trình cracking xúc tác cặn (RFCC) Những lọai dầu thô parafin, lưu hùynh thường có chất gây nhiễm độc xúc tác số cốc Conradson thấp thuân lợi cho việc dùng thẳng cặn chưng cất khí làm nguyên liệu cho trình RFCC Để tăng nguồn nguyên liệu, cặn chưng cất chân không làm nguyên liệu cho trình cracking xúc tác sau khử nhựa asphalten 4.2 Sản phẩm Chất lượng sản phẩm cracking xúc tác thay đổi phạm vi rộng phụ thuộc vào nhiều yếu tố nguyên liệu, lọai xúc tác thông số công nghệ trình Hỗn hợp sản phẩm trình cracking chuyển tiếp đến thiết bị chưng cất để phân phân đọan sản phẩm: - Sản phẩm khí, - Các phân đọan xăng, dầu hỏa, - Các phân đọan gasoil nhẹ nặng - Phân đọan cặn dùng làm nhiên liệu đốt lò Đặc điểm sản phẩm khí lỏng thu từ trình cracking xúc tác: Khí hydrocacbon Hiệu suất khí từ 10-25% nguyên liệu phụ thuổc vào nguyên liệu điều kiện cracking Trong điều kiện nhiệt độ cao, tốc độ nguyên liệu nhỏ, bội số tuần hòan xúc tác lớn hiệu suất sản phẩm khí lớn ngược lại hiệu suất khí nhỏ.Nguyên liệu có hàm lượng lưu hùynh cao sản phẩm khí có nhiều khí H 2S nguyên liệu có nhiều nitơ sản phẩm khí cracking có nhiều NH3 Sản phẩm khí, khí khô dùng làm nhiên liệu khí, Etylen Propylen nguyên liệu cho sản xuất nhựa Polyetylen(PE) Polypropylen (PP), Propan-propen làm nguyên liệu cho trình polyme hóa sản suất chất họat động bề mặt làm nhiên liệu đốt (LPG) Propan-propen, butan-buten làm nguyên liệu cho trình alkyl hóa để nhận cấu tử có trị số octan cao pha vào xăng, làm nguyên liệu cho trình tổng hợp hóa dầu Phân đọan xăng Phân đọan xăng thường có nhiệt độ 40-200oC, phân đọan cấu tử để pha trộn với cấu tử khác từ trình Reforming, alkylhóa, phân đọan naphta từ trình chưng cất trực tiếp để sản xuất lọai xăng ô tô, xăng máy bay Phân đọan xăng từ trình cracking xúc tác khác với phân đọan có khỏang nhiệt độ sôi từ trình chưng cất trực tiếp có trị số octan cao đặc biệt có thêm thành phần hydrocacbon olefin Phân đọan 200-280oC Dùng làm dầu hỏa phân đọan 200-350oC dùng để pha trộn sản xuất nhiên liệu diezen Các phân đọan > 350oC Được dùng làm nhiên liệu đốt lò F.O hay dùng làm nguyên liệu cho trình cốc hóa Quá trình Cracking xúc tác (P3): Công nghệ tiêu biểu (Đăng ngày 30.01.2008 12:29 & 4858 lượt xem) Quá trình Cracking xúc tác bắt đầu phát triển công nghệ từ năm 1936 kỹ sư người Pháp thiết kế tên Houdry Sau công nghệ bắt đầu cải tiến dần ngày đa dạng công nghệ, áp dụng cho loại nguyên liệu mục đích sản phẩm Các công nghệ cracking xúc tác tiêu biểu 5.1 Cracking với lớp xúc tác cố định Dây chuyền cracking xúc tác Houdry, kỹ sư người Pháp thiết kế đưa vào công nghiệp chế biến dầu từ năm 1936 Công nghệ họat động theo kiểu gián đọan với lớp xúc tác cố định Nhược điểm công nghệ họat động gián đọan phức tạp vận hành (quá trình cracking ứng xúc tác sản phẩm tái sinh xúc tác thiết bị) Dây chuyền nhanh chóng cải tiến năm năm sau, năm 1941 xuất trình cracking với lớp xúc tác chuyển động 5.2 Cracking với lớp xúc tác tầng sôi Qúa trình cracking có lớp xúc tác chuyển động thay trình Houdry Qúa trình phản ứng xúc tác tái sinh xúc tác thực thiết bị riêng biệt: thiết bị phản ứng (lò phản ứng) thiết bị tái sinh xúc tác (lò tái sinh) Xúc tác làm việc có chứa cốc chảy từ lò phản ứng vào lò tái sinh sau tái sinh lại ngược lò phản ứng (hoặc tự chảy cưỡng bức) tạo thành chu trình liên tục Năm 1942 quy trình cracking có lớp xúc tác chuyển động (FCC) đưa vào họat động có tên Up Flow Năm 1944 người ta tăng đường kính lò phản ứng lò tái sinh, tách sản phẩm thực lò phản ứng tái sinh xúc tác dạng tầng sôi trình thổi cho xúc tác chuyển động từ phía lấy ngòai đáy lò Dây truyền họat động có tên Down Flow Người ta liên tục cải tiến thiết bị hình dạng xúc tác Hình dạng xúc tác phổ biến dạng viên hình cầu nhằm làm giảm mát xúc tác giảm mài mòn thiết bị nâng cao hiệu tách xyclon Model I, tỷ lệ xúc tác/nguyên liệu đạt tối đa model II tăng tối đa 10 Hãng M.B.Kellog thiết kế lọai cân áp suất Model III năm 1946 Hãng Standard-Oil (New Jersey) thiết kế lọai FCC (Model IV) từ cải tiến Model II đưa vào họat động từ 1952 Công nghệ FCC ngày cải tiến nhằm đạt hiệu suất chất lượng xăng cao hơn, với chất lượng nguyên liệu ngày xấu Công nghệ FCC số hãng công nghiệp tiếng gồm có: 5.3 Công nghệ hãng UOP Qua bước cải tiến liên tục, hiên công nghệ FCC UOP áp dụng cracking nhằm chuyển hóa cặn dầu nặng Qúa trình UOP đựơc công ty Ashland OilCo phát triển Chính hãng UOP thiết kế lọai FCC: lọai lò tái sinh đốt cháy hòan tòan cấp lọai tái sinh hai cấp Lọai lò tái sinh đốt cháy hòan tòan cấp: lọai thông dụng tòan giới, UOP cải tiến hệ thống phân phối nguyên liệu phần cuối ống riser, hệ thống tái sinh xúc tác, phận làm lạnh xúc tác, xúc tác để nâng cao tính linh động nguyên liệu sản phẩm trình Xúc tác sau phản ứng đốt dạng tầng sôi, tốc độ cao, nhằm chuyển hóa hòan tòan CO thành CO2, không sử dụng thêm phụ gia khác hàm lượng cacbon lại bề mặt xúc tác sau tái sinh thấp so với công nghệ thông thường Lọai Lò tái sinh hai cấp: Cơ công nghệ FCC thông thường thiết kế đặc biệt cho nguyên liệu cặn nặng (RFCC, với 4-10 % cặn cacbon conradson nguyên liệu) Lò tái sinh xúc tác chia làm hai tầng, với phận làm lạnh xúc tác bố trí bên cải tiến để kiểm sóat lượng cốc, lượng nhiệt cho phần phản ứng Tầng thứ phía có nhiệm vụ đốt cháy phầm hàm lượng cốc bề mặt xúc tác, tầng thứ hai, lượng cốc lại bề mặt xúc tác đốt cháy hòan tòan Điều dẫn đến hàm lượng cacbon lại bề mặt xúc tác < 0.05 % khối lượng 5.4 Công nghệ Kellog Sự vận chuyển xúc tác thực theo phương thẳng đứng thuận lợi dùng van chặn để điều khiển trình tuần hòan xúc tác Qúa trình cracking thực hòan tòan lò phản ứng dạng ống đứng (lò ống đứng) Hệ thống xyclon đặt cửa ống đứng Trong lò tái sinh xúc tác không khí tiếp xúc ngược chiều Kiểu RFCC trình bày hình 10 Đặc điểm model vòi phun nguyên liệu cải tiến nhằm tăng cường tiếp xúc xúc tác nguyên liệu, phận làm nguội thay đổi cách từ đặt pha đặc thay cho pha lõang lò tái sinh để tránh ăn mòn, mài mòn trang thiết bị xúc tác nhằm làm tăng tốc độ truyền nhiệt Hình dáng phận làm nguội xúc tác Kellog thiết kế tương tự UOP khác cách bố trí ống trao đổi nhiệt đặt ngược chiều 5.5 Công nghệ hãng Shell Shell có nhiều đóng góp việc phát triển cracking xúc tác phần cặn nặng (RFCC) Quá trình Shell LRFCC (Long Residue FCC) để cracking xúc tác cặn nặng rộng, có phận làm nguội xúc tác để tránh đốt cháy nhiệt Thiết bị trình bày hình sau: 5.6 Công nghệ IFP – Total Stone & Webster Hai hãng công nghiệp hợp tác thết kế trình RFCC với tái sinh xúc tác cấp Qúa trình nhằm cracking xúc tác cặn nặng có tên ”R.2.R Process” Qúa trình có trang bị phận làm nguội xúc tác, hệ thống kiểm tra điều khiển nhiệt độ khối lò phản ứng Đặc điểm công nghệ R.2.R lò đứng, tái sinh cấp, có cải tiến thiết bị phun nguyên liệu trực tiếp vào dòng xúc tác nóng 5.7 Công nghệ Exxon Exxon liên tục nghiên cứu cải tiến công nghệ FCC, từ đưa model IV đến đưa lọai model III-R, cracking có có tính linh họat Có thể sử dụng nguyên liệu khác từ phần cất chân không đến lọai cặn nặng Quá trình Cracking xúc tác (P4): Các yếu tổ ảnh hưởng Đặc điểm công nghệ FCC trình cracking xúc tác tầng sôi (giả sôi), trình thực dòng xúc tác chuyển động liên tục lò phản ứng nguyên liệu sang lò tái sinh để thực việc đốt cốc (dùng với oxy không khí) xúc tác tham gia phản ứng lại sang lò phản ứng Chu trình lặp lại cách liên tục Các yếu tố ảnh hưởng đến công nghệ FCC Công nghệ FCC họat động với thông số quan trọng sau: độ chuyển hóa, tốc độ nạp liệu; tỷ lệ xúc tác /nguyên liệu; nhiệt độ; áp suất 6.1 Độ chuyển hóa Độ chuyển hóa C tính bằng: C = Tổng hiệu suất (khí +Xăng +Cốc) C= 100- y(100-z) y: % thể tích sản phẩm có nhiệt độ sôi cuối cao điểm sôi cuối xăng z: % thể tích xăng có nguyên liệu Sơ đồ khối trình FCC 6.2 Tốc độ nạp liệu Là tỷ số lượng nguyên liệu nạp đơn vị thời gian lượng xúc tác lò phản ứng.và ký hiệu M/H/M Khi tăng tốc độ nạp liệu làm giảm độ chuyển hoá ngược lại tốc độ nạp liệu đại lượng ngược với thời gian phản ứng Khi sử dụng xúc tác có độ họat tính cao ta tăng tốc độ nạp liệu tăng suất thiết bị 6.3 Tỷ lệ xúc tác/Nguyên liệu Tỷ lệ xúc tác zeolit/nguyên liệu,còn gọi bội số tuần hòan xúc tác (X/RH) Với lọai xúc tác zeolít X/RH=10/1 xúc tác vô định hình X/RH=20/1 Khi thay đổi tỷ lệ X/RH làm thay đổi thời gian lưu xúc tác lò phản ứng lò tái sinh thay đổi lượng cốc bám xúc tác Ở chế độ ổn định tỷ lệ X/RH tăng làm tăng độ chuyển hóa giảm hàm lượng cốc bám xúc tác, thời gian tiếp xúc xúc tác nguyên liệu giảm họat tính trung bình xúc tác lại tăng lên 6.4 Nhiệt độ Nhiệt độ lò phản ứng vận hành khỏang 470-540 oC Khi nhiệt độ tăng lên tốc độ phản ứng phân hủy nhanh thúc đẩy phản bậc khử hydro tăng lên dẫn đến tăng hiệu suất hydrocacbon thơm olefin Khi C1-C3 khí tăng, C4 giảm, tỷ trọng trị số octan xăng tăng lên Khi nhiệt độ cao hiệu suất xăng giảm, hiệu suất khí tăng cốc không tăng 6.5 Áp suất Khi áp suất tăng hiệu suất xăng tăng lên, hiệu suất C1-C3 giảm, hàm lượng olefin hydrocacbon thơm giảm dẫn tới trị số octan xăng giảm 6.6 Tái sinh xúc tác cracking Để sử dụng xúc tác lâu, công nghệ phải thực việc tái sinh xúc tác Nguyên nhân làm độ họat tính xúc tác cốc tạo thành bám kín bế mặt họat tính xúc tác Để tái sinh xúc tác người ta tiến hành đốt cốc không khí nóng lò tái sinh Khi đốt cồc tạo thành CO, CO2, phản ứng khử hợp chất lưu hùynh C + O2 → CO2 C + 1/2O2 → CO CO + 1/2O2 → CO2 H2 + 1/2O2 → H2O S + O2 → SO2 SO2 + 1/2O → SO3 MeO + SO3 → MeSO4 MeSO4 + 4H2 → MeO + H2S + 3H2O Nhiệt lượng tỏa dùng để cấp nhiệt cho xúc tác mang vào lò phản ứng cracking [...]... việc phát triển cracking xúc tác phần cặn nặng (RFCC) Quá trình Shell LRFCC (Long Residue FCC) để cracking xúc tác cặn nặng và rộng, có bộ phận làm nguội xúc tác để tránh sự đốt cháy quá nhiệt Thiết bị trình bày trong hình sau: 5.6 Công nghệ IFP – Total và Stone & Webster Hai hãng công nghiệp này đã hợp tác thết kế quá trình RFCC với tái sinh xúc tác 2 cấp Qúa trình nhằm cracking xúc tác cặn nặng và... các phần cất chân không đến các lọai cặn nặng Quá trình Cracking xúc tác (P4): Các yếu tổ ảnh hưởng Đặc điểm công nghệ FCC là quá trình cracking xúc tác tầng sôi (giả sôi), quá trình thực hiện trên dòng xúc tác chuyển động liên tục trong lò phản ứng cùng nguyên liệu và sang lò tái sinh để thực hiện việc đốt cốc (dùng với oxy không khí) trên xúc tác đã tham gia phản ứng rồi lại sang lò phản ứng Chu trình. .. thời gian phản ứng Khi sử dụng xúc tác có độ họat tính cao ta có thể tăng tốc độ nạp liệu khi ấy sẽ tăng năng suất của thiết bị 6.3 Tỷ lệ xúc tác/ Nguyên liệu Tỷ lệ xúc tác zeolit/nguyên liệu,còn gọi là bội số tuần hòan xúc tác (X/RH) Với lọai xúc tác zeolít thì X/RH=10/1 còn xúc tác vô định hình X/RH=20/1 Khi thay đổi tỷ lệ X/RH sẽ làm thay đổi thời gian lưu của xúc tác trong lò phản ứng và lò tái... hàm lượng olefin và hydrocacbon thơm giảm dẫn tới trị số octan của xăng giảm 6.6 Tái sinh xúc tác cracking Để sử dụng xúc tác được lâu, trong công nghệ phải thực hiện việc tái sinh xúc tác Nguyên nhân chính làm mất độ họat tính của xúc tác là do cốc tạo thành bám kín bế mặt họat tính của xúc tác Để tái sinh xúc tác người ta đã tiến hành đốt cốc bằng không khí nóng trong lò tái sinh Khi đốt cồc sẽ tạo... thay đổi thời gian lưu của xúc tác trong lò phản ứng và lò tái sinh và thay đổi cả lượng cốc bám trên xúc tác Ở chế độ ổn định tỷ lệ X/RH tăng sẽ làm tăng độ chuyển hóa và giảm hàm lượng cốc bám trên xúc tác, khi đó thời gian tiếp xúc giữa xúc tác và nguyên liệu giảm nhưng họat tính trung bình của xúc tác lại tăng lên 6.4 Nhiệt độ Nhiệt độ trong lò phản ứng khi vận hành trong khỏang 470-540 oC Khi nhiệt... lệ xúc tác /nguyên liệu; nhiệt độ; áp suất 6.1 Độ chuyển hóa Độ chuyển hóa C được tính bằng: C = Tổng hiệu suất (khí +Xăng +Cốc) C= 100- y(100-z) y: là % thể tích của sản phẩm có nhiệt độ sôi cuối cao hơn điểm sôi cuối của xăng z: là % thể tích xăng đã có trong nguyên liệu Sơ đồ khối quá trình FCC 6.2 Tốc độ nạp liệu Là tỷ số giữa lượng nguyên liệu được nạp trong một đơn vị thời gian trên lượng xúc tác. .. ”R.2.R Process” Qúa trình cũng có trang bị bộ phận làm nguội xúc tác, hệ thống kiểm tra và điều khiển nhiệt độ của khối lò phản ứng Đặc điểm của công nghệ R.2.R là lò đứng, tái sinh 2 cấp, có sự cải tiến thiết bị phun nguyên liệu trực tiếp vào dòng xúc tác nóng 5.7 Công nghệ Exxon Exxon liên tục nghiên cứu cải tiến công nghệ FCC, từ khi đưa ra model IV và đến nay đưa ra lọai model III-R, cracking có có... + O2 → CO2 C + 1/2O2 → CO CO + 1/2O2 → CO2 H2 + 1/2O2 → H2O S + O2 → SO2 SO2 + 1/2O 2 → SO3 MeO + SO3 → MeSO4 MeSO4 + 4H2 → MeO + H2S + 3H2O Nhiệt lượng tỏa ra được dùng để cấp nhiệt cho xúc tác mang vào lò phản ứng cracking ... xuất trình cracking với lớp xúc tác chuyển động 5.2 Cracking với lớp xúc tác tầng sôi Qúa trình cracking có lớp xúc tác chuyển động thay trình Houdry Qúa trình phản ứng xúc tác tái sinh xúc tác. .. hydro xúc tác để tạo thành phân tử trung hòa chúng cấu tử sản phẩm cracking xúc tác Quá trình Cracking xúc tác (P2): Quá trình hóa học ( ăng ngày 30.01.2008 11:27 & 3002 lượt xem) Quá trình hóa... khác từ phần cất chân không đến lọai cặn nặng Quá trình Cracking xúc tác (P4): Các yếu tổ ảnh hưởng Đặc điểm công nghệ FCC trình cracking xúc tác tầng sôi (giả sôi), trình thực dòng xúc tác chuyển