BÀI VẬN HÀNH CÔNG NGHỆ CRACKING Mã bài: HD E6 Giới thiệu Nắm nguyên lý vận hành sơ đồ công nghệ cracking việc phải biết học sinh Mỗi công nghệ khác có điểm giống khác nhau, học sinh cần phải biết Mục tiêu - Học sinh cần phải nắm đặc điểm sơ đồ côngg nghệ FCC - Biết vấn đề quan trọng tái sinh xúc tác - Được thực hành thiết bị đánh giá hoạt tính xúc tác thiết bị MAT Nội dung 6.1 Đặc điểm sơ đồ công nghệ FCC Đặc điểm công nghệ FCC trình cracking xúc tác lớp 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 với oxy không khí xúc tác tham gia phản ứng lại sang lò phản ứng, xúc tác liên tục chuyển động 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 6.1.1 Độ chuyển hóa Độ chuyển hóa C tính bằng: C = Tổng hiệu suất (khí +Xăng +Cốc) C = 100– y(100–z) y: là% thể tích sản phẩm có nhiệt độ sôi cuối cao điểm sôi cuối xăng z: là% thể tích xăng có nguyên liệu 41 6.1.2 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 6.1.3 Tỷ lệ xúc tác/Nguyên liệu Tỷ lệ xúc tác zeolit/nguyên liệu,còn gọi bội số tuần hoàn xúc tác (X/RH) Với loại 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 6.1.4 Nhiệt độ Nhiệt độ lò phản ứng vận hành khoảng 470÷540oC 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 6.1.5 Áp suất Khi áp suất tăng hiệu suất xăng tăng lên, hiệu suất C 1÷C3 giảm, hàm lượng olefin hydrocacbon thơm giảm dẫn tới trị số octan xăng giảm 6.2 Tái sinh xúc tác cracking 42 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 O2 CO2 C + CO + H2 + ½O2 ½O2 ½O2 CO CO2 H2O S + SO2 + O2 ½O2 SO2 SO3 MeO+ SO3 MeSO4 C + MeSO4 + 4H2 MeO + H2S + 3H2O Nhiệt lượng tỏa dùng đẻ cấp nhiệt cho xúc tác mang vào lò phản ứng 6.3 Vận hành sơ đồ công nghệ cracking Sau trình bày vân hành dây truyền công nghệ FCC thông dụng (hình 6.1) từ phận chính: 6.3.1 Lò phản ứng Nguyên liệu từ bể chứa (1), qua thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm, nguyên liệu trộn với phần tuần hoàn (HCO)(2) cặn đáy (3), sau cho qua lò đốt nóng nguyên liệu cracking.Nguyên liệu cracking (5)được tiếp xúc với xúc tác nóng tái sinh (6) đáy lò đứng, lúc nguyên liệu bay hơi, hỗn hợp với nóng xúc tác lên phía tới đỉnh ống đứng, trình lên ống hầu hết phản ứng cracking xúc tác sảy ra, phần lò phía làm nhiệm vụ tách xúc tác hydrocácbon.Một phận thiết kế bố trí gần van chặn, dùng nước để thổi xúc tác dầu nhằm hạn chế tối đa tượng quay trở lại xúc tác khí làm việc Hơi sản phẩm nóng (7) chuyển tới cột phân đoạn Xúc tác làm việc (8) cho qua vùng tách cách thổi nước.Bộ phận làm làm nhiệm vụ đuổi hết hydrocacbon hấp phụ xúc tác mà làm tơi hạt xúc tác trước sang lò tái sinh.Việc thổi nước có điều chỉnh tốc độ cách thích hợp, kiểm tra chặt chẽ thời gian lưu xúc tác phận rửa nhằm tránh 43 phải dùng nhiều không khí lò tái sinh.Áp suất lò phản ứng phận điều chỉnh áp suất cột phân đoạn 6.3.2 Lò tái sinh Xúc tác làm việc bị bám cốc (8) chuyển qua van điều khiển bị khống chế kiểm tra mức xúc tác lò phản ứng sau vào lò tái sinh Theo huứơng tiếp tuyến với thành lò Việc đốt cốc xúc tác lò tái sinh oxy không khí tạo thành CO CO2 xúc tác tái sinh Không khí để đốt sau nén đuợc cho vào lò tái sinh qua lưới phân phốiđể trộn không khí xúc tác.Sự cháy cốc thực lớp sôi, muốn đạt điều tốc độ ccủa không khí phải lớn 1m/s.Xúc tác tái sinh chuyển vào ống đứng sau đượ đưởi khí nhờ van tự động lò tái sinh sau xúc tác trộn với nguyên liệu cracking hoàn thành chu trình Người ta tháo xúc tác bẩn già hóa ra, bổ sung xúc tác để để đảm bảo độ họat tính xúc tác ổn định thời gian làm việc.Khí tạo thành qua cháy cốc hạt xúc tác bị theo lên đỉnh lò tái sinh qua hai cấp xyclon để giữ lại hạt xú tác, Khí khói qua buồng lắng để tách tiếp bụi xúc tác qua phận tận dụng nhiệt (12), tiếp tục làm lọc điện theo ống khói 6.3.3 Bộ phận phân đoạn sản phẩm Hơi sản phẩm (7) nạp vào cột phân đoạn để chia thành sản phẩm khác nhaunhư: xăng phần nhẹ di qua phận ngưng tụ vào phận tách khí.Sau tách khí nhận phân đoạn C1, C2 số (16) Phân đoạn dùng làm khí nhiên liệu Phân đoạn C3, C4 chứa nhiều propylen buten (17) dùng làm nguyên liệu cho trình alkyl hóa tiếp phân đoạn xăng khử butan (18) Từ cột phân đoạn nhận phân đoạn Naphta nặng (19), LCO (20), HCO(21) Phần HCO cho tuần hoàn lại ống đứng lò phản ứng qua đường (22) cuối dầu cặn làm (24) 6.4 Phần thực hành Phần thực hành phòng thí nghiệm Trung tâm nghiên cứu phát triển chế biến dầu khí (RDCPP), Thời gian thực hành 08 giờ, cán phòng thí nghiệm cung cấp quy trình hướng dẫn thực hành Sẽ thực hành thiết bị đánh giá hoạt tính xúc tác thiết bị MAT 6.5 Câu hỏi Những thông số kĩ thuật quan trọng trình công nghệ cracking xúc tác vận hành? ảnh hưởng thông số trình? 44 Mức độ chuyển hóa tính nào? Tái sinh xúc tác công nghiệp nào? sản phẩm tạo thành trình tái sinh? Mô tả, trình bày trình vận hành sơ đồ công nghệ FCC thường (hình 6.1) 45 ... 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... dùng đẻ cấp nhiệt cho xúc tác mang vào lò phản ứng 6. 3 Vận hành sơ đồ công nghệ cracking Sau trình bày vân hành dây truyền công nghệ FCC thông dụng (hình 6. 1) từ phận chính: 6. 3.1 Lò phản ứng Nguyên... trình hướng dẫn thực hành Sẽ thực hành thiết bị đánh giá hoạt tính xúc tác thiết bị MAT 6. 5 Câu hỏi Những thông số kĩ thuật quan trọng trình công nghệ cracking xúc tác vận hành? ảnh hưởng thông