Tổng quan về quá trình Reforming xúc tác

§å ¸n tèt nghiƯp Tỉng quan vỊ qu¸ tr×nh Reforming Xóc T¸c Mơc lơc Trang Lêi c¶m ¬n .4 Ch¬ng I B¶n chÊt hãa häc cđa qu¸ tr×nh reforming .5 I.1 Giíi thiƯu chung vỊ qu¸ tr×nh Refoming xóc t¸c vµ lÞch sư cđa nã: I.2 Mơc ®Ých cđa qu¸ tr×nh Reforming vµ Reforming xóc t¸c: I.3 ý nghÜa cđa qu¸ tr×nh Reforming xóc t¸c .6 I.4 B¶n chÊt cđa qu¸ tr×nh Reforming xóc t¸c : I.5 C¸c ph¶n øng ho¸ häc cđa qu¸ tr×nh Reforming xóc t¸c[1,2] .7 I.5.1 Ph¶n øng Dehydro ho¸: I.5.2 Hydroizome ho¸: I.5.3 Ph¶n øng Hydrocracking : .10 I.5.4 Ph¶n øng t¸ch nguyªn tè dÞ thĨ : 10 Ch¬ngII : C¬ chÕ ph¶n øng reforming 13 II.1 C¬ chÕ ph¶n øng Reforming hydrocacbon parafin[1] 13 II.2 C¬ chÕ Reforming hydrocacbon naphten 16 Ch¬ngIII: Xóc t¸c, nguyªn liƯu vµ s¶n phÈm cho qu¸ tr×nh 17 III.1 Xóc t¸c Reforming[1.2.5] 17 III.1.1 B¶n chÊt cđa xóc t¸c Reforming 18 III.1.2 Yªu cÇu ®èi víi xóc t¸c reforming[1] 20 III.1.3 Vai trß cđa xóc t¸c c¶i tiÕn qu¸ tr×nh reforming 21 III.1.4 Nguyªn nh©n lµm gi¶m ho¹t tÝnh xóc t¸c[1,2] 22 III.1.4.1 Sù g©y ®éc cđa c¸c ®éc tè: 22 III.1.4.2 Thay ®ỉi c¸c tÝnh chÊt cđa xóc t¸c lµm viƯc 24 III.1.5 C¸c biƯn ph¸p t¸i sinh xóc t¸c Reforming[1,2] 25 III 1.6 Ti thä xóv t¸c 27 III.2 Nguyªn liƯu vµ s¶n phÈm cđa qu¸ tr×nh Reforming xóc t¸c: [1,2,5] .27 III.2.1 Nguyªn liƯu cđa qu¸ tr×nh Reforming xóc t¸c: 27 III.2.2 S¶n phÈm cđa qu¸ tr×nh Reforming xóc t¸c[1,2] 31 Ch¬ng IV: ChÕ §é C«ng nghƯ cđa qu¸ tr×nh reforming xóc t¸c 34 IV.1 ¸p st 34 IV.2 NhiƯt ®é .35 IV.3 ¶nh hëng cđa lu lỵng nhiªn liƯu 36 IV.4 Tû lƯ hydro trªn nguyªn liƯu ( H2/RH )[2] 36 IV.5 §é khe kh¾t cđa qu¸ tr×nh Reforming xóc t¸c 37 IV.6 Lo¹i xóc t¸c 38 Lª ThÞ H¬ng Giang Líp 2002V – 01 HD §å ¸n tèt nghiƯp Tỉng quan vỊ qu¸ tr×nh Reforming Xóc T¸c IV.7 VËn tèc thĨ tÝch 40 IV.8 ¶nh hëng cđa nguyªn liƯu 40 Ch¬ng V C«ng nghƯ Reforming xóc t¸c 41 V.1 Giíi thiƯu mét sè s¬ ®å c«ng nghƯ reforming xóc t¸c 41 V.2 Lo¹i c«ng nghƯ reforming víi líp xóc t¸c cè ®Þnh 42 V.2.1 S¬ ®å quy tr×nh c«ng nghƯ reforming xóc t¸c víi líp xóc t¸c cè ®Þnh 43 45 V.2.2 S¬ ®å c«ng nghƯ reforming xóc t¸c víi líp xóc t¸c cè ®Þnh, t¸i sinh xóc t¸c tõng thiÕt bÞ - C«ng nghƯ Magnaforming H×nh 46 V.2.3 S¬ ®å c«ng nghƯ Plaforming xóc t¸c víi líp xóc t¸c chun ®éng vµ t¸i sinh xóc t¸c liªn tơc cđa h·ng UOP H×nh .48 V.2.4 S¬ ®å c«ng nghƯ Dualforming víi líp xóc t¸c chun ®éng, t¸i sinh xóc t¸c liªn tơc H×nh 10 .48 V.3 Qu¸ tr×nh New Reforming 51 V.4 So s¸nh vµ chän lùa c«ng nghƯ reforming xóc t¸c .56 V.5 §Ỉc tÝnh dÇu th« ViƯt Nam, tiỊm n¨ng vµ chÊt lỵng s¶n phÈm thu ®ỵc[1] 56 V.5.1 §Ỉc tÝnh dÇu th« ViƯt Nam 56 V.5.2 TiỊm n¨ng dÇu th« ViƯt Nam 58 V.5.3 ChÊt lỵng s¶n phÈm thu ®ỵc 58 KÕt ln .61 Tµi liƯu tham kh¶o .62 Lª ThÞ H¬ng Giang Líp 2002V – 01 HD §å ¸n tèt nghiƯp Tỉng quan vỊ qu¸ tr×nh Reforming Xóc T¸c Më ®Çu Cïng víi sù ph¸t triĨn m¹nh mÏ cđa c«ng nghiƯp dÇu khÝ trªn thÕ giíi dÇu khÝ ViƯt Nam còng ®ỵc ph¸t hiƯn tõ n¨m 1970, ngµy níc ta ®· t×m thÊy nhiỊu má dÇu khÝ nh: B¹ch Hỉ, §¹i Hïng, R¹ng §«ng, Lan T©y, Lan §á §ã lµ mét thÕ m¹nh rÊt lín mµ kh«ng ph¶i qc gia nµo còng cã Nhµ níc ta ®· vµ ®ang x©y dùng nhµ m¸y läc dÇu sè ë Dung Qt víi c«ng st 6,5 triƯu tÊn/n¨m §ång thêi hµng lo¹t c¸c dù ¸n vỊ sư dơng vµ chÕ biÕn khÝ ®ång hµnh, còng nh chn bÞ x©y dùng nhµ m¸y chÕ biÕn dÇu thø ë Nghi S¬n ®ang ®ỵc phª dut §Ĩ chÕ biÕn dÇu th« t theo ®Ỉc ®iĨm cđa tõng lo¹i, chóng ta cã nhiỊu ph¬ng ph¸p kh¸c nhau, nhng mơc ®Ých ci cïng lµ thu ®ỵc nhiªn liƯu chÊt lỵng cao vµ gi¸ thµnh hỵp lý Vµ qu¸ tr×nh Reforming xóc t¸c chÝnh lµ mét sè c¸c qu¸ tr×nh ®¸p øng ®ỵc yªu cÇu ®ã Khi chÕ biÕn dÇu khÝ th× s¶n phÈm chóng ta cÇn quan t©m nhÊt chÝnh lµ x¨ng X¨ng lµ nhiªn liƯu ®ỵc dïng nhiỊu ®éng c¬ vµ ®ỵc sư dơng réng r·i Mét nh÷ng chØ tiªu quan träng ®Ĩ ®¸nh gi¸ chÊt lỵng cđa x¨ng lµ trÞ sè Octan Do ®ã vÊn ®Ị n©ng cao chØ sè Octan ®ỵc ®Ỉt lªn hµng ®Çu ®èi víi mäi c«ng nghƯ chÕ biÕn dÇu Cã nhiỊu biƯn ph¸p ®Ĩ n©ng cao trÞ sè Octan cđa x¨ng vµ qu¸ tr×nh Reforming lµ mét nh÷ng biƯn ph¸p ®ã X¨ng Reforming cã trÞ sè Octan rÊt cao, cã thĨ ®Õn 100 – 105 vµ cã gi¸ thµnh thÊp nªn hiƯn nhiỊu nhµ c«ng nghƯ nghiªn cøu vµ ph¸t triĨn qu¸ tr×nh Reforming xóc t¸c C«ng nghƯ Reforming ®i tõ xóc t¸c cè ®Þnh ®Õn xóc t¸c liªn tơc Nhng ngµy c«ng nghƯ Reforming víi líp xóc t¸c t¸i sinh liªn tơc ®ỵc sư dơng nhiỊu nhÊt.V× c«ng nghƯ nµy cã nhiỊu u ®iĨm nh: HiƯu st Refomat rÊt cao, gi¸ thµnh hỵp lý Ngoµi ra, qu¸ tr×nh Reforming xóc t¸c cßn cho mét lỵng lín H2 kü tht víi gi¸ thµnh rÊt thÊp vµ hçn hỵp Benzen, Tuloen, Xylen (®ỵc gäi t¾t lµ BTX) ®©y lµ nh÷ng hỵp chÊt quan träng phơc vơ cho ngµnh hãa häc dÇu má vµ ngµnh tỉng hỵp h÷u c¬ Cã thĨ nãi qu¸ tr×nh Reforming xóc t¸c cã mét vai trß hÕt søc quan träng c¸c nhµ m¸y läc dÇu NhÊt lµ ®èi víi mét níc ®ang qu¸ tr×nh C«ng NghiƯp Ho¸, HiƯn §¹i Ho¸ nh ViƯt Nam Do ®ã viƯc nghiªn cøu vỊ qu¸ tr×nh Reforming xóc t¸c lµ hÕt søc cÇn thiÕt Lª ThÞ H¬ng Giang Líp 2002V – 01 HD §å ¸n tèt nghiƯp Tỉng quan vỊ qu¸ tr×nh Reforming Xóc T¸c Lêi c¶m ¬n §Êt níc ViƯt Nam lµ níc ®ang ph¸t triĨn, cïng víi c«ng cc ph¸t triĨn cđa ®Êt níc th× nỊn c«ng nghiƯp ®ßi hái ph¶i cã nhiỊu kü s ®đ tr×nh ®é vỊ kü tht vµ c«ng nghƯ cao §Ĩ ®¸p øng ®ỵc nhu cÇu nµy c¸c trêng ®¹i häc, cao ®¼ng ®· t¹o mäi ®iỊu kiƯn ®Ĩ sinh viªn lµm quen víi c«ng nghƯ cao Vµ mét nh÷ng trêng ®¹i häc ®µo t¹o tèt nhÊt cđa níc ta chÝnh lµ trêng §¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi Lµ mét sinh viªn cđa trêng §HBKHN em ®· ®ỵc nhµ trêng vµ c¸c thÇy c« bé m«n ho¸ dÇu t¹o mäi ®iỊu kiƯn ®Ĩ häc tËp, tiÕp cËn nh÷ng c«ng nghƯ míi vµ thiÕt thùc nhÊt lµ qua viƯc lµm ®å ¸n tèt nghiƯp Tuy qu¸ tr×nh lµm ®å ¸n tèt nghiƯp diƠn thêi gian kh«ng nhiỊu nhng ®ỵc sù gióp ®ì cđa c¸c thÇy c« gi¸o bé m«n, ®Ỉc biƯt lµ sù híng dÉn tËn t×nh cđa c« gi¸o PGS TS.§inh ThÞ Ngä, em ®· hoµn thµnh cn ®å ¸n nµy V× vËy, em xin ch©n thµnh c¶m ¬n tËp thĨ c¸c thÇy c« gi¸o vµ c¸c b¹n cïng líp ®· gióp dì em qu¸ tr×nh häc tËp t¹i trêng Lª ThÞ H¬ng Giang Líp 2002V – 01 HD §å ¸n tèt nghiƯp Tỉng quan vỊ qu¸ tr×nh Reforming Xóc T¸c Sinh viªn Lª ThÞ H¬ng Giang Ch¬ng I B¶n chÊt hãa häc cđa qu¸ tr×nh reforming I.1 Giíi thiƯu chung vỊ qu¸ tr×nh Refoming xóc t¸c vµ lÞch sư cđa nã: Reforming xóc t¸c lµ mét nh÷ng qu¸ tr×nh chÕ biÕn ho¸ häc cđa tÊt c¶ c¸c nhµ m¸y läc dÇu hiƯn ®¹i trªn thÕ giíi.Trong tiÕng Anh Reforming cã nghÜa lµ biÕn ®ỉi, thay ®ỉi nªn ta cã thĨ hiĨu ®©y lµ mét qu¸ tr×nh biÕn ®ỉi c¸c hỵp chÊt hydocacbon nguyªn liƯu thµnh c¸c hỵp chÊt kh¸c cã trÞ sè octan cao h¬n nh»m n©ng cao trÞ sè octan cđa nguyªn liƯu N¨m 1911 Zekiwky vµ céng sù ®· ph¸t hiƯn ph¶n øng chun hãa cycloalcan s¸u c¹nh thµnh Aren trªn xóc t¸c Paladi Ph¶n øng nµy ®Ỉt c¬ së khoa häc cho qu¸ tr×nh Reforming xóc t¸c Tríc ®¹i chiÕn thÕ giíi lÇn thø hai nhu cÇu vỊ c¸c hỵp chÊt th¬m vµ x¨ng m¸y bay cho mơc ®Ých qu©n sù th× qu¸ tr×nh Reforming ®Çu tiªn ®ỵc tiÕn hµnh ë quy m« c«ng nghiƯp Qu¸ tr×nh xóc t¸c kh«ng chØ cho chÊt lỵng s¶n phÈm mµ cßn cho hiƯu st cao Tõ n¨m 1953 ®Õn n¨m 1967 ngêi ta dïng xóc t¸c Pt/Al2O3 ®· ®ỵc axit ho¸ nhĐ b»ng Clo hc Flo Vµo n¨m 1967 xt hiƯn xóc t¸c mét lo¹i xóc t¸c míi ®ã lµ xóc t¸c ®a chøc n¨ng (Pt-Re)/Al2O3 víi nhiỊu ®Ỉc tÝnh u viƯt h¬n so víi c¸c lo¹i xóc t¸c tríc Cïng víi nã lµ c«ng nghƯ còng ®· biÕn ®ỉi tõ xóc t¸c cè ®Þnh sang liªn tơc vµ t¸i sinh tn hoµn C«ng nghƯ nµy ®ỵc dïng cho ®Õn ngµy mỈc dï còng cã mét sè biÕn ®ỉi nhá Lª ThÞ H¬ng Giang Líp 2002V – 01 HD §å ¸n tèt nghiƯp Tỉng quan vỊ qu¸ tr×nh Reforming Xóc T¸c I.2 Mơc ®Ých cđa qu¸ tr×nh Reforming vµ Reforming xóc t¸c: Trong tÊt c¶ c¸c nhµ m¸y chÕ biÕn dÇu trªn thÕ giíi kh«ng thĨ kh«ng cã qu¸ tr×nh Reforming v× tÝnh quan träng cđa nã Qu¸ tr×nh Reforming xóc t¸c nh»m mơc ®Ých s¶n xt x¨ng cã trÞ sè octan cao vµ c¸c hỵp chÊt th¬m (Benzen, Toluen, Xylen) phơc vơ cho c«ng nghiƯp tỉng hỵp h÷u c¬, ho¸ dÇu Ngoµi cßn thu ®ỵc lỵng khÝ Hydro lín lµ nguyªn liƯu quan träng cho qu¸ tr×nh lµm s¹ch s¶n phÈm vµ hydrocracking §©y lµ ngn thu hydro hiƯu st lín vµ rỴ tiỊn (rỴ h¬n 10-15 lÇn so víi ®iỊu chÕ) HiƯn nhê c¶i tiÕn d©y chun c«ng nghƯ vµ thiÕt bÞ mµ x¨ng thu ®ỵc cã trÞ sè octan, kh«ng cÇn pha ch× chèng ®ỵc ®éc h¹i cho ngêi tiªu dïng vµ kh«ng « nhiƠm m«i trêng Trong mơc ®Ých trªn th× viƯc t¨ng trÞ sè octan ®Ĩ x¨ng cã chÊt tèt lµ v« cïng quan träng Cã thĨ minh häa b»ng vÝ dơ, t¨ng trÞ sã octan cđa x¨ng tõ 66 ®Õn 88 th× chi phÝ x¨ng cho n¨m gi¶m ®i 20%, sè « t« yªu cÇu thùc hiƯn mét c«ng viƯc gi¶m ®i 12% I.3 ý nghÜa cđa qu¸ tr×nh Reforming xóc t¸c ý nghÜa cđa qu¸ tr×nh Reforming xóc t¸c ngµy cµng lín ®èi víi viƯc n©ng cao trÞ sè octan cđa x¨ng vµ s¶n xt c¸c Hydrocacbon th¬m Khi trÞ sè octan t¨ng th× hiƯu st cđa ®éng c¬ t¨ng lªn vµ chi phÝ nguyªn liƯu còng gi¶m ®i Bªn c¹nh ®ã x¨ng Reforming kh«ng cÇn pha ch× còng cã trÞ sè octan ®¹t yªu cÇu vµ ®ã ®é « nhiƠm gi¶m ®i rÊt nhiỊu C¸c hydrocacbon thu ®ỵc qu¸ tr×nh Reforming cã gi¸ thµnh rỴ nªn nã thóc ®Èy nỊn c«ng nghiƯp chÕ biÕn ho¸ dÇu, tõ nguyªn liƯu nµy lªn mét tr×nh ®é cao vµ s¶n phÈm thu ®ỵc ®a d¹ng vµ gi¸ thµnh rỴ Bªn c¹nh ®ã thu ®ỵc mét lỵng lín Hydro rỴ tiỊn vµ s¹ch nªn qu¸ tr×nh nµy ph¸t triĨn sÏ thóc ®Èy sù ph¸t triĨn cđa c¸c qu¸ tr×nh lµm s¹ch vµ c¸c qu¸ tr×nh chÕ biÕn dÇu má ph¶i sư dơng Hydro Cho nªn qu¸ tr×nh Reforming xóc t¸c chÕ biÕn dÇu cã quy m« lín, t¹o nªn nh÷ng bíc tiÕn quan träng cho sù ph¸t triĨn cđa ngµng c«ng nghiƯp läc hãa dÇu, ngµy cµng phơc vơ cho ®êi sèng ChÝnh v× vËy mµ ®å ¸n nµy nh¨m giíi thiƯu vỊ tßan bé qu¸ tr×nh Reforming xóc t¸c C¬ së hãa häc, xóc t¸c, nguyªn liƯu, s¶n phÈm, c¬ chÕ, ®éng häc cđa qu¸ tr×nh vµ c¸c quy trinh ®iĨn h×nh sư dơng c«ng nghƯ Reforming óc t¸c Lª ThÞ H¬ng Giang Líp 2002V – 01 HD §å ¸n tèt nghiƯp Tỉng quan vỊ qu¸ tr×nh Reforming Xóc T¸c I.4 B¶n chÊt cđa qu¸ tr×nh Reforming xóc t¸c : Reforming xóc t¸c lµ mét qu¸ tr×nh chun ho¸ ho¸ häc phøc t¹p dïng nguyªn liƯu lµ x¨ng chng cÊt trùc tiÕp GÇn ®©y nhê sù ph¸t triĨn cđa c¸c qu¸ tr×nh lµm s¹ch b»ng H2 ngêi ta cßn cã kh¶ n¨ng sư dơng x¨ng cđa c¸c qu¸ tr×nh thø cÊp lµm nguyªn liƯu cho qu¸ tr×nh Qu¸ tr×nh tiÕn hµnh trªn xóc t¸c hai chøc n¨ng (chøc n¨ng oxy ho¸ khư vµ chøc n¨ng axit baz¬) Chøc n¨ng oxy ho¸ khư cã t¸c dơng t¨ng tèc ®é c¸c ph¶n øng hydro ho¸ vµ khư hydro Chøc n¨ng axit-baz¬ thóc ®Èy c¸c ph¶n øng ®ång ph©n ho¸ vµ hydrocracking Ph¶n øng chÝnh x¶y qu¸ tr×nh lµ c¸c ph¶n øng khư hydro vµ hydro ho¸ Ph¶n øng khư hydro vµ khÐp vßng olefin x¶y víi tèc ®é lín h¬n so víi c¸c hydrocacbon parafin I.5 C¸c ph¶n øng ho¸ häc cđa qu¸ tr×nh Reforming xóc t¸c[1,2] Qu¸ tr×nh Reforming lµ qu¸ tr×nh chun ho¸ phøc t¹p sư dơng nguyªn liƯu lµ x¨ng chng cÊt trùc tiÕp vµ gÇn ®©y nhê sù ph¸t triĨn cđa c¸c qu¸ tr×nh kh¸c (x¨ng cđa qu¸ tr×nh cèc ho¸, x¨ng cracking nhiƯt …) Qu¸ tr×nh nµy ®ỵc tiÕn hµnh trªn xóc t¸c hai chøc n¨ng, thêng chøa Pt ®ỵc mang trªn oxit nh«m BiÕn ®ỉi c¸c thµnh phÇn HydroCacbon cđa nguyªn liƯu ( chđ u lµ Naphten vµ parafin ) thµnh hydrocacbon th¬m cã trÞ sè octan cao S¬ ®å c¸c ph¶n øng chÝnh x¶y qu¸ tr×nh: n-parafin Dehydro vßng ho¸ Alkyl cyclo Dehydro ho¸ hexan Hydrocacbon th¬m Hydro cracking S¶n phÈm cracking Izo-parafin Lª ThÞ H¬ng Giang Dehydro vßng ho¸ Alkyl Cyclopentan Líp 2002V – 01 HD §å ¸n tèt nghiƯp Tỉng quan vỊ qu¸ tr×nh Reforming Xóc T¸c I.5.1 Ph¶n øng Dehydro ho¸: R 500 0C R + H2 + 50 Kcal/mol < 500oC §©y lµ ph¶n øng chÝnh cđa qu¸ tr×nh Reforing vµ lµ ph¶n øng thu nhiƯt m¹nh Khi t¨ng nhiƯt ®é vµ gi¶m ¸p st, hiƯu st hydrocacbon th¬m sÏ t¨ng lªn Theo cac nghiªn cøu cho thÊy viƯc t¨ng tû sè H 2/RH nguyªn liƯu Ýt cã ¶nh hëng ®Õn c©n b»ng ph¶n øng ®Ị hydro ho¸ naphten, vµ sù ¶nh hëng nµy cã thĨ bï l¹i b»ng viƯc t¨ng nhiƯt ®é cđa qu¸ tr×nh Khi hµm lỵng cđa hydrocacbon naphten nguyªn liƯu cao, qu¸ tr×nh refoming sÏ lµm t¨ng hµm lỵng cđa hydrocacbon th¬m Tõ ®ã cho phÐp ta lùa chän vµ xư lý nguyªn liƯu ®Ĩ ®¹t mơc ®Ých mong mn - Ph¶n øng ®Ị hydro ho¸ xyclohexan vµ dÉn xt cđa nã lµ ph¶n øng ®Ỉc trng ph¶n øng ®ehydro ho¸ naphten CH3 + 3H2 §©y lµ ph¶n øng cã tèc ®é kh¸ lín dïng xóc t¸c lµ Pt, n¨ng lỵng ho¹t ho¸ kho¶ng 20 Kcal/mol Ph¶n øng ®ång ph©n ho¸ naphten vßng c¹nh thµnh vßng c¹nh lµ ph¶n øng cã hiƯu øng nhiƯt thÊp: Kcal/mol Do vËy t¨ng nhiƯt ®é th× c©n b»ng chun dÞch vỊ phÝa t¹o vßng naphten c¹nh - Dehydro ho¸ parain t¹o olefin C9H20 C9H18 +H2 - Dehydrro ho¸ ®ãng vßng paraffin hc olefin t¹o hydro c¸c bon th¬m CH3 n_ C7H16 + 4H2 CH3 n_ C7H14 + 3H2 Do ph¶n øng thu nhiƯt m¹nh nªn c«ng nghƯ ngêi ta ph¶i tiÕn hµnh ph¶n øng nèi tiÕp nhiỊu reactor ®Ĩ nhËn ®ỵc ®é chun ho¸ cao R R–C–C–C–C–C–C Kcal/mol Lª ThÞ H¬ng Giang + H , ∆ Q = 60 Líp 2002V – 01 HD §å ¸n tèt nghiƯp Tỉng quan vỊ qu¸ tr×nh Reforming Xóc T¸c Dehydro vßng ho¸ parafin ®Ĩ t¹o hydrocacbon th¬m lµ mét nh÷ng ph¶n øng quan träng nhÊt cđa Refoming xóc t¸c Nhê ph¶n øng nµy mµ cho phÐp biÕn ®ỉi mét lỵng lín c¸c hỵp chÊt cã trÞ sè octan thÊp cđa nguyªn liƯu thµnh c¸c hydrocacbon th¬m lµ c¸c cÊu tư cã trÞ sè octan cao B¶ng 1: Dehydro ho¸ vßng ho¸ parafin trªn xóc t¸c Pt lo¹i RD.150 ë ®iỊu kiƯn tO= 469OC , p = 15kG/cm2 Nguyªn liƯu Hydrocacbon th¬m % §é chun ho¸, %V n – C7H16 n – C12H26 khèi lỵng /Nguyªn liƯu 39,8 60,2 57,0 67,0 I.5.2 Hydroizome ho¸: a Ph¶n øng izome ho¸ n- parafin: izo_parafin + ∆ Q =  Kcal/mol n- parafin §©y lµ ph¶n øng nh»m biÕn ®ỉi n – Parafin iso Parafin Trong ®ã cã tõ 15 ÷ 75% Parafin m¹ch th¼ng cã trÞ sè RON < 50 Parafin m¹ch th¼ng cã thĨ izome ho¸ thµnh m¹ch nh¸nh - izome ho¸ n_Parafin thµnh iso Parafin n_ C7H10 2metyl hecxan - Hydro izo me ho¸ Heptan_1 CH3 + H2 2CH3CH2CHCH3 C¸c ph¶n øng nµy cã vai trß quan träng qu¸ tr×nh Refoming xóc t¸c v× nã lµm thay ®ỉi trÞ sè octan theo chiỊu híng cao h¬n Víi n – parafin nhĐ, sù izome ho¸ lµm t¨ng trÞ sè octan NO cđa n C5 : 62 NO cđa izo C5 : 80 Víi c¸c n-parafin cao h¬n C5 , ph¶n øng izome ho¸ x¶y dƠ h¬n nhng nã chØ lµm t¨ng kh«ng nhiỊu trÞ sè octan v× cßn cã mỈt cu¶ n-parafin ch a biÕn ®ỉi s¶n phÈm b Ph¶n øng dehydroizome ho¸ c¸c alkyl xyclopentan R R1 + Q=4  Kcal/mol Lª ThÞ H¬ng Giang Líp 2002V – 01 HD 9+3H +Q= -50 Kcal/mol §å ¸n tèt nghiƯp Tỉng quan vỊ qu¸ tr×nh Reforming Xóc T¸c I.5.3 Ph¶n øng Hydrocracking : §©y lµ nhãm ph¶n øng kh«ng mong mn cđa qu¸ tr×nh Refoming, c¸c hy®ro cac bon cã ph©n ®o¹n bÞ g·y m¹ch vµ t¹o thµnh cac hydro cacbon no cã sè cacbon nhá h¬n - Hydrocracking parafin: thêng x¶y c¸c ph¶n øng Hydrocracking vµ Hydrogenolyse R–C–C–R1 + H2 Q=11Kcal/mol R–CH 3(izo) + R1 – CH3(izo) + ∆ R–C–C–R1 + H2 R2–CH3 + CH4 : ph¶n øng hydrogenolyse n – parafin bÞ chia nhá thµnh n – parafin kh¸c cã m¹ch ng¾n h¬n ®ã ph¶n øng kh«ng lµm t¨ng ®ỵc trÞ sè octan Kh«ng nh÷ng thÕ ph¶n øng cßn lµm mÊt x¨ng sù bỴ g·y c¸c parafin cã sè c¸c bon díi thµnh c¸c s¶n phÈm khÝ Do ®ã hiƯu xt x¨ng sÏ gi¶m, ph¶n øng x¶y chËm Ngoµi còng cßn ph¶n øng hydrodealkyl ho¸ c¸c hydrocacbon th¬m: R + H2 C6H6 + RH + ∆ Q = 12  13 Kcal/mol S¶n phÈm cđa qu¸ tr×nh lµ hỵp chÊt izo-parafin chiÕm phÇn chđ u vµ v× ph¶n øng x¶y theo c¬ chÕ ion cacboni nªn s¶n phÈm khÝ thêng chøa nhiỊu C3, C4 vµ C5 , Ýt C1 vµ C2 NÕu t¨ng nhiƯt ®é h¬n n÷a th× sÏ t¨ng hµm lỵng C1 vµ C2 v× lóc nµy ph¶n øng hydrogenolyse sÏ c¹nh tranh víi ph¶n øng hydrocracking Ph¶n øng Hydrocracking qu¸ tr×nh Reforming gãp phÇn n©ng cao trÞ sè octan cđa s¶n phÈm v× t¹o nhiỊu izo-parafin ( nhng ph¶n øng nµy lµm gi¶m thĨ tÝch s¶n phÈm láng vµ lµm gi¶m hiƯu st hydro ) I.5.4 Ph¶n øng t¸ch nguyªn tè dÞ thĨ : NÕu nhiªn liƯu cã chøa c¸c nguyªn tè dÞ thĨ (S, O, N ) tríc ®a vµo reforming xóc t¸c cÇn ph¶i qua c«ng ®o¹n xư lý, lµm s¹ch víi tªn gäi Lª ThÞ H¬ng Giang 10 Líp 2002V – 01 HD §å ¸n tèt nghiƯp Tỉng quan vỊ qu¸ tr×nh Reforming Xóc T¸c H2 Khí nhiên liệu Khí RH nhẹ 10 LPG HÌNH 10: SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CYCLAR CỦA UOP Lò tái sinh xúc tác Thiết bò phản ứng Lò đốt Trao đổi nhiệt Thiết bò tách Lª ThÞ H¬ng Giang H×nh 9: Ar Thiết bò cất phần nhẹ Thiết bò thu hồi khí Thiết bò gia nhiệt hồi lưu đáy Bơm nén 10 Trao đổi nhiệt 49 Líp 2002V – 01 HD §å ¸n tèt nghiƯp Tỉng quan vỊ qu¸ tr×nh Reforming Xóc T¸c H×nh 10: Lª ThÞ H¬ng Giang 50 Líp 2002V – 01 HD §å ¸n tèt nghiƯp Tỉng quan vỊ qu¸ tr×nh Reforming Xóc T¸c B¶ng 13 : C¸c chØ tiªu c¬ b¶n cđa mét sè qu¸ tr×nh C¸c qu¸ tr×nh víi Magna Ultra xóc t¸c cè ®Þnh Reforming Reforming Lo¹i xóc t¸c Lo¹i R(OUP) E – 601 §a kim E – 500,E – 600 lo¹i §iỊu kiƯn HR ÷71 o NhiƯt ®é ( C) 470 ÷525 470 ÷ 570 470 ÷ 520 ¸p st pa ÷ 3,5 1,4 ÷1,8 Tèc ®é thĨ tÝch H1 1÷3 Tû lƯ mol/H2 NL 2,5 ÷ Thêi gian lµm viƯc ÷7,5 360 TrÞ sè Octan 95 ÷ 100 100 ÷ 102 Qu¸ tr×nh UOP(lt) R – 16, R – 22 500 1,4 ÷ 2,1 1÷3 2÷4 ÷ 5,5 2÷3 ≈ 153 40 ÷ 102 ≥ 95 V.3 Qu¸ tr×nh New Reforming §Ĩ gi¶i qut lỵng qu¸ møc tiªu thơ cđa lỵng khÝ ho¸ láng vµ naphta nhĐ ngêi ta ®· ®a c«ng nghƯ míi cã kh¶ n¨ng reforming chän läc khÝ ho¸ láng vµ naphta nhĐ thµnh c¸c cÊu tư cao octan cho phÐp pha trén t¹o x¨ng cã chÊt lỵng cao vµ c¸c s¶n phÈm hydrocacbon th¬m §ã lµ qu¸ tr×nh New Reforming C¸c bíc ph¶n øng cđa qu¸ tr×nh nµy cã thĨ tỉng qu¸t ho¸ nh sau: C¸c ph¶n øng chÝnh qu¸ tr×nh New Reforming gåm: Dehydro ho¸ parafin t¹o olefin Olygome ho¸ olefin t¹o thµnh dime, trime Vßng ho¸ dime, trime Dehydro ho¸ hỵp vßng t¹o thµnh hydrocacbon th¬m Lª ThÞ H¬ng Giang 51 Líp 2002V – 01 HD §å ¸n tèt nghiƯp Tỉng quan vỊ qu¸ tr×nh Reforming Xóc T¸c Ngoµi ra, cßn cã c¸c ph¶n øng phơ nh hydro cracking, ph¶n øng ngng tơ t¹o cèc Xóc t¸c dïng c«ng nghƯ reforming míi cđa UOP lµ zeolit, xóc t¸c nµy cã tÝnh chän läc h×nh läc s¶n phÈm hydrocacbon th¬m cao Tuy nhiªn, qu¸ tr×nh New Reforming xóc t¸c dƠ bÞ t¹o cèc b¸m trªn bỊ mỈt nhiỊu h¬n Do vËy, viƯc t¸i sinh xóc t¸c dïng c«ng nghƯ t¸i sinh xóc t¸c liªn tơc CCR hay dïng lß dù tr÷ So víi c¸c ph¶n øng reforming b×nh thêng kh¸c, qu¸ tr×nh “ New reforming” t¹o cèc b¸m trªn xóc t¸c B¶ng 14: C¸c qu¸ tr×nh “ New Reforming“ Qu¸ tr×nh H·ng thiÕt kÕ Nguyªn liƯu Cycla PB/UOP LPG Z – Former Mitsubishi LPG, naphten nhĐ Aromax CRC Naphten nhĐ Arofoming IFP Naphten nhĐ Mz forming Mobil Naphten nhĐ, naphtan nhiỊu olefin Lª ThÞ H¬ng Giang 52 Líp 2002V – 01 HD §å ¸n tèt nghiƯp Tỉng quan vỊ qu¸ tr×nh Reforming Xóc T¸c Xúc tác làm việc I III II VII VI IV H×nh 11: V HÌNH 9: SƠ ĐỒ QUÁ TRÌNH REFORMING CỦA HÃNG FIN Máy nén I Khí cháy Tháp chứa xúc tác II Khí Nitơ Lò tái sinh III Khí nước Thùng phân phối IV Nguyên liệu Lò đốt V Hydro 6,7,8,9 Lò phản ứng VI Hơi VII Sản phẩm Lª ThÞ H¬ng Giang 53 Líp 2002V – 01 HD §å ¸n tèt nghiƯp Tỉng quan vỊ qu¸ tr×nh Reforming Xóc T¸c Rafinat Trích ly benzen Toluen xylen Benzen Toluen Tách rafinat Quá trình flaform Quá trình tái phân bố Toluen Tháp A9 Hydro hoá làm A10 Hấp phụ chọn lọc tách xylen Naphta Tách xylen Đồng phân hoá xylen Phần nhẹ Ortho xylen Tháp tách octo - xylen P-Xylen Tháp khử heptan H×nh 12: S¬ ®å c«ng nghƯ Tatoray cđa UOP HÌNH 8: SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ TATORAY CỦA UOP Lª ThÞ H¬ng Giang 54 Líp 2002V – 01 HD §å ¸n tèt nghiƯp Tỉng quan vỊ qu¸ tr×nh Reforming Xóc T¸c 1 1 Khí H2 Khí RH 2 2 Thu khí H×nh 13: LPG HÌNH 11: SƠ ĐỒ QUÁ TRÌNH Z - FORMER Máy nén Đốt lò gia nhiệt Tháp ổn đònh Thiết bò phản ứng Bộ phận tái sinh xúc tác Tháp chưng tách Lª ThÞ H¬ng Giang 55 Z - format Líp 2002V – 01 HD §å ¸n tèt nghiƯp Tỉng quan vỊ qu¸ tr×nh Reforming Xóc T¸c V.4 So s¸nh vµ chän lùa c«ng nghƯ reforming xóc t¸c Ta thÊy c¸c qu¸ tr×nh reforming xóc t¸c víi líp xóc t¸c chun ®éng lµm viƯc ë ¸p st thÊp, cã hiƯu st vµ chÊt lỵng s¶n phÈm x¨ng cao h¬n nhng thiÕt bÞ c«ng nghƯ nµy cång kỊnh nªn khã x©y l¾p vµ chÕ t¹o Do ®ã, ®Ĩ cã hiƯu st chÊt lỵng x¨ng cao vµ kinh tÕ nhÊt chóng ta chän d©y chun c«ng nghƯ reforming xóc t¸c víi líp xóc t¸c cè ®Þnh, lµm viƯc ë ¸p st thÊp MỈc dï c«ng nghƯ nµy lµm viƯc gi¸n ®o¹n, t¸i sinh th× ph¶i dõng c¶ hƯ thèng nhng bï l¹i x¨ng cã chÊt lỵng cao, hƯ thèng ®¬n gi¶n, thêi gian lµm viƯc cđa xóc t¸c dµi vµ ®iỊu kiƯn vËn hµnh kh«ng qu¸ kh¾t khe nªn vÉn ®ỵc chän V.5 §Ỉc tÝnh dÇu th« ViƯt Nam, tiỊm n¨ng vµ chÊt lỵng s¶n phÈm thu ®ỵc[1] V.5.1 §Ỉc tÝnh dÇu th« ViƯt Nam DÇu th« ViƯt Nam thc hä dÇu parafinic thc lo¹i dÇu ngät, Ýt Lu Hnh (0,003 ÷ 0,14%) cã nhiƯt ®é ®«ng dỈc cao (15 ®Õn 35 OC) hµm lỵng parafin lỵng Parafin lín nh DT – BH – Oligixen (38,2API), DT - BH ®¸y (37,3 API) mét lo¹i trung b×nh nh DT – R - §¸y (36,15 API) vµ lo¹i nỈng cã DT – BH – Mioxen(31,4 API) DT-DH-IP, 2P, 3P vµ DT – R6 DÇu th« ViƯt Nam thc lo¹i nhĐ võa ph¶i vµ lµ lo¹i dÇu s¹ch, chøa rÊt Ýt c¸c ®éc tè, rÊt Øt lu hnh, Nit¬, kim lo¹i nỈng Trªn thÕ giíi cã nh÷ng lo¹i dÇu nhĐ h¬n nh dÇu Angiªri d = 0,830 vµ cã nh÷ng lo¹i dÇu nỈng h¬n nh dÇu Vªnexuªla d= 0,948 §Ỉc tÝnh nµy qu ®Þnh tỉng hiƯu st s¶n pÈm tr¾ng (X¨ng Keroxen, §iªzen) dÇu th« cao hay thÊp DÇu cµng nhĐ, tỉng hiƯu st s¶n phÈm tr¾ng cµng cao vµ dÇu ®ã cµng cã gi¸ trÞ cao §èi víi dÇu th« ViƯt nam, tỉng hiƯu st s¶n phÈm tr¾ng chiÕm tõ 50 ®Õn 60% khèi lỵng dÇu th« Lª ThÞ H¬ng Giang 56 Líp 2002V – 01 HD §å ¸n tèt nghiƯp Tỉng quan vỊ qu¸ tr×nh Reforming Xóc T¸c B¶ng 15: §Ỉc tÝnh dÇu th« ViƯt Nam Tû träng API Lu Hnh (%TL) Nickel + Vanadium (ppm) Nitrogen (ppm) §iĨm ®«ng ®Ỉc (OC) B¹ch Hỉ 40,9 0.03 1,1 300 30,6 §¹i Hïng 34,2 0,08 4,0 400 33,5 Rång 22,1 0,10 12,1 300 26 HÇu hÕt c¸c chÊt dÇu th« cã ®é nhít rÊt thÊp (®é nhít ®éng häc ë 50 OC < 10 cts) ngoµi ë dÇu th« cã c¸c hµm lỵng g©y nhiƠm xóc t¸c rÊt thÊp (Vanadi vµ Niken < 1ppm) MỈc dï dÇu th« ë c¸c vØa cđa cïng mét má cã tÝnh chÊt kh¸c nhng khai th¸c còng ®ỵc trén lÉn t theo c¸c s¶n lỵng cđa c¸c vØa dÇu DÇu th« B¹ch Hỉ ®ang ®ỵc khai th¸c hiƯn thc ba tÇng mioke, Oligoxen vµ tÇng ®¸y cßn DT – DH lµ hçn hỵp dÇu tõ giÕng khoan 4X, 4P, 2P, 3P lµ hçn hỵp dÇu th« BH t¬ng ®èi ỉn ®Þnh, DÇu th« DH hçn hỵp cã chÊt lỵng cha ỉn ®Þnh v× míi giai ®o¹n khai th¸c ban ®Çu MỈc dï thay ®ỉi tû lƯ pha trén, gi÷a c¸c lo¹i sÏ thay ®ỉi hiƯu st c¸c ph©n ®o¹n s¶n phÈm nhng c¸c ®Ỉc tÝnh c¬ b¶n cđa hçn hỵp dÇu kh«ng thay ®ỉi nhiỊu Thµnh phÇn chng cÊt cđa dÇu th« ViƯt Nam so víi c¬ cÊu nhu cÇu s¶n phÈm cđa thÞ trêng ViËt Nam cã sù chªnh lƯch: Thµnh phÇn cÊt nhĐ Ýt h¬n nhu cÇu x¨ng PhÇn cÊt trung b×nh Ýt h¬n nhu cÇu DO + JetFuee + DÇu Ho¶ PhÇn cỈn khÝ qun nhiỊu h¬n nhu cÇu FO, nhùa ®êng, dÇu nhít Ngoµi gi¸ trÞ dÇu th« ViƯt Nam trªn thi trêng khu vùc lu«n ë møc ®é cao chÊt lỵng tèt, ®¸p øng nhu cÇu b¶o vƯ m«i trêng ë c¸c níc c«ng nghiƯp ph¸t triĨn Trong c¸c má dÇu ®ang kgai th¸c hiƯn t¹i ViƯt Nam, quan träng nhÊt lµ má B¹ch Hỉ vµ §¹i Hïng ®Çu th« khai th¸c th¬ng m¹i tõ hai má nµy chiÕm 80 ®Õn 90% tỉng s¶n lỵng ë ViƯt Nam thêi gian qua vµ c¶ hiƯn V× vËy dÇu th« B¹ch Hỉ vµ §¹i Hïng ®ỵc xem lµ hai lo¹i dÇu tiªu biĨu nhÊt cđa ViƯt Nam vµ ®ỵc thÕ giíi biÕt ®Õn Lª ThÞ H¬ng Giang 57 Líp 2002V – 01 HD §å ¸n tèt nghiƯp Tỉng quan vỊ qu¸ tr×nh Reforming Xóc T¸c V.5.2 TiỊm n¨ng dÇu th« ViƯt Nam N¨m 1994 b¸ch khoa toµn th dÇu khÝ thÕ giíi ®· ®a sè tr÷ lỵng cã thùc vµ xÕp dÇu khÝ ViƯt Nam vµo vÞ trÝ thø níc Ch©u ¸ Th¸i B×nh D¬ng [1] Thùc tÕ gÇn ®©y, nhiỊu má khÝ lín ®· ®ỵc ph¸t hiƯn nh má Lan Tay, lan §á h·ng BP ph¸t hiƯn, tr÷ lỵng íc tÝnh 57 tû m3 khÝ thiªn nhiªn Còng theo tÝnh to¸n cđa h·ng BP, tr÷ lỵng tiỊm n¨ng khÝ cđa ViƯt nam kho¶ng 300 ®Õn 400 tû m3 Nh vËy cã nghÜa r»ng sÏ cã sù thay ®ỉi b¶ng xÕp h¹ng V.5.3 ChÊt lỵng s¶n phÈm thu ®ỵc Tõ dÇu má, b»ng c¸c qu¸ tr×nh chÕ biÕn ho¸ häc cã thĨ t¹o hµng lo¹t c¸c s¶n phÈm q gi¸ nh: C¸c s¶n phÈm n¨ng lỵng: Nh÷ng s¶n phÈm nµy ®ỵc sư dơng ®Ĩ lµm chÊt ®èt vµ nhiªn liƯu ®éng c¬ §iªzen, ®éng c¬ m¸y bay ph¶n lùc C¸c s¶n phÈm phi n¨ng lỵng: Nh÷ng s¶n phÈm nµy kh«ng sư dơng nh mét d¹ng n¨ng lỵng mµ ®ỵc sư dơng vµo c¸c mơc ®Ých kh¸c nh dÇu nhên, mì b«i tr¬n, nhùa ®êng (bitum) C¸c s¶n phÈm ho¸ häc: Nh÷ng b¸n thµnh phÈm thc c¸c ho¸ chÊt trung gian nh axit, rỵu, aldehit, xeton… vµ c¸c thµnh phÈm ho¸ häc cung cÊp cho s¶n xt hc tiªu dïng, nh c¸c lo¹i chÊt dỴo, cao su, sỵi t¬ ho¸, ph©n bãn, c¸c chÊt ho¹t ®éng bỊ mỈt * Kh¶ n¨ng s¶n xt nhiªn liƯu: DÇu th« BH vµ §H thc lo¹i dÇu nhĐ, dÇu s¹ch, dÇu parafinic cho nªn c¸c ph©n ®o¹n cđa dÇu th« BH vµ §H rÊt thÝch hỵp ®Ĩ s¶n xt c¸c lo¹i nhiªn liƯu cho ®éng c¬ - Ph©n ®o¹n naphtan lµ ph©n ®o¹n quan träng nhÊt cđa dÇu th« Trong dÇu th« §¹i Hïng, tỉng hµm lỵng naphten vµ aromat lµ 65,5 %, víi trÞ sè Octan RON = 61,95; ®ã dÇu th« B¹ch Hỉ tỉng lỵng (A + N) chØ cã 37,07%, víi trÞ sè Octan áN =45 Nh vËy dÇu B¹ch Hỉ cã chÊt lỵng kÐm h¬n dÇu §¹i Hïng sư dơng ph©n ®o¹n nµy lµm nguyªn liƯu cho Reforming xóc t¸c ®Ĩ s¶n xt x¨ng chÊt lỵng cao, còng nh s¶n xt BTX lµm nguyªn liƯu cho tỉng hỵp ho¸ dÇu Tuy vËy, ph©n ®o¹n naphta cđa c¶ hai lo¹i dÇu th« ®Ịu Lª ThÞ H¬ng Giang 58 Líp 2002V – 01 HD §å ¸n tèt nghiƯp Tỉng quan vỊ qu¸ tr×nh Reforming Xóc T¸c ®¹t yªu cÇu chÊt lỵng lµm nguyªn liƯu cho qu¸ tr×nh Reforming xóc t¸c vµ s¶n xt x¨ng chÊt lỵng cao nhê hµm lỵng lu hnh thÊp (díi 0,001% TL) - Ph©n ®o¹n jet/kezo, c¶ hai lo¹i dÇu th« §¹i Hïng vµ B¹ch Hỉ ®Ịu cã chÊt lỵng cao trªn ph¬ng diƯn dïng ®Ĩ s¶n xt dÇu ho¶ lµm nhiªn liƯu d©n dơng vµ sinh ho¹t v× chiỊu cao ngän lưa kh«ng khãi dµi - §èi víi ph©n ®o¹n gasoil nhĐ, c¶ hai dÇu th« B¹ch Hỉ vµ §¹i Hïng ®Ịu cã chÊt lỵng cao trªn ph¬ng diƯn sư dơng ®Ĩ s¶n xt nhiªn liƯu cho ®éng c¬ diezen tèc ®é nhanh, thĨ hiƯn ë trÞ sè xetan cao - Ph©n ®o¹n gasoil nỈng (ch©n kh«ng) cđa hai lo¹i dÇu th« B¹ch Hỉ vµ §¹i Hïng ®Ịu lµ nguyªn liƯu tèt cho qu¸ trinhg cr¨cking xóc t¸c, còng nh qu¸ tr×nh s¶n xt dÇu nhên gèc, nhê hµm lỵng c¸c chÊt g©y ®éc xóc t¸c thÊp * C¸c s¶n phÈm cđa ngµnh tỉng hỵp ho¸ dÇu ®i tõ dÇu má C¸c s¶n phÈm ho¸ häc ®ỵc tỉng hỵp tõ dÇu khÝ cßn ®ỵc gäi lµ c¸c s¶n phÈm ho¸ dÇu C¸c s¶n phÈm nµy v« cïng ®a d¹ng vµ phong phó, chiÕm ®Õn 90% c¸c s¶n phÈm h÷u c¬ mµ ngêi cã thĨ s¶n xt ®ỵc Ngn nhiªn liƯu ®Ĩ s¶n xt c¸c s¶n phÈm ho¸ dÇu lµ khÝ thiªn nhiªn, khÝ h¸o láng, ph©n ®o¹n x¨ng th«(naphta), thËm chÝ cßn cã thĨ sư dơng c¶ ph©n ®o¹n cỈn hc sư dơng toµn bé dÇu th« Tuy nhiªn ph©n ®o¹n cµng nhĐ, c«ng nghƯ chÕ biÕn cµng Ýt phøc t¹p, ®é chän läc cµng cao, hiƯu qu¶ kinh tÕ cµng lín Tríc tiªn, ta xem xÐt lÜnh vùc øng dơng cđa khÝ Tõ khÝ thiªn nhiªn cđa ViƯt nam, cã thĨ s¶n xt khÝ ho¸ láng LPG, LNG, tõ ®ã s¶n xt ®iƯn n¨ng ngoµi cßn coe thĨ s¶n xt khÝ tỉng hỵp, lµ nguyªn liƯu ban ®Çu ®Ĩ ®iỊu chÕ dÇu tỉng hỵp, metanol, ph©n ®¹m vµ c¸c s¶n phÈm kh¸c Ph¬ng híng sư dơng c¸c s¶n phÈm cđa nhµ m¸y läc dÇu cho c«ng nghiƯp cã thĨ chia thµnh hai cơm: Cơm s¶n xt olefin, Cơm s¶n xt aromat - Cơm s¶n xt olefin: nhu cÇu polyolefin ë ViƯt Nam dù kiÕn sÏ t¨ng trëng m¹nh ®Ĩ ®¸p øng víi nỊn c«ng nghiƯp s¶n xt vËt liƯu x©y dùng vµ bao b× - Cơm s¶n xt aromat: thêng ®ỵc thiÕt kÕ ®Ĩ s¶n xt c¸c s¶n phÈm Benzen, toluen, 0-xylen, m-xyle, p- xylen Lª ThÞ H¬ng Giang 59 Líp 2002V – 01 HD §å ¸n tèt nghiƯp Tỉng quan vỊ qu¸ tr×nh Reforming Xóc T¸c KhÝ thiªn nhiªn Nhiªn liƯu LPG, LNG DÇu tỉng hỵp Nhiªn liƯu DÇu nhên §iƯn KhÝ tỉng hỵp Metanol Ho¸ chÊt C¸c s¶n phÈm kh¸c X¨ng Ph©n ®o¹n H×nh 14: C¸c kh¶ n¨ng øng dơng cđa khÝ thiªn nhiªn cđa ViƯt Nam Nh vËy s¶n pÈm cđa nhµ m¸y läc dÇu sÏ ®¸p øng ®ỵc hÇu hÕt c¸c lÜnh vùc tỉng hỵp ho¸ ®Çu, gãp phÇn më mét kû nguyªn míi vỊ c«ng nghƯ dÇu khÝ cđa níc nhµ vµ lµ mét ngµnh ®ãng gãp nhiỊu c«ng nghiƯp ph¸t triĨn níc nhµ Lª ThÞ H¬ng Giang 60 Líp 2002V – 01 HD §å ¸n tèt nghiƯp Tỉng quan vỊ qu¸ tr×nh Reforming Xóc T¸c KÕt ln Nhu cÇu vỊ x¨ng cã trÞ sè octan mµ kh«ng ph¶i pha thªm ch× ®· lµm cho qu¸ tr×nh Reforming trë thµnh mét qu¸ tr×nh läc dÇu quan träng, ®iỊu ®ã ®· cho thÊy tÇm quan träng cđa qu¸ tr×nh Reforming Víi ®Ị tµi tÝnh “ Tỉng quan vỊ qu¸ tr×nh Refoming xóc t¸c ”, ®ỵc sù híng dÉn vµ gióp ®ì tËn t×nh cđa c« gi¸o PGS.TS §inh thÞ Ngä cïng víi nh÷ng nỉi lùc cđa b¶n th©n, em ®· hoµn thµnh ®å ¸n ®óng thêi h¹n Qua ®å ¸n tèt nghiƯp em ®· rót nh÷ng kÕt ln sau: Reforming lµ qu¸ tr×nh phøc t¹p gåm mét lo¹t c¸c ph¶n øng to¶ nhiƯt vµ thu nhiƯt, ®ã quan träng nhÊt lµ ph¶n øng dehydro ho¸ naphtan thµnh c¸c hỵp chÊt th¬m Qu¸ tr×nh nh»m thu x¨ng cã chÊt lù¬ng cao mµ kh«ng ph¶i pha thªm ch× vµ thu c¸c s¶n phÈm BTX lµm nguyªn liƯu cho tỉng hỵp ho¸ dÇu, ngoµi Hydro thu ®ỵc tõ qu¸ tr×nh Reforming cung cÊp cho nhiỊu cho c¸c qu¸ tr×nh c«ng nghiƯp kh¸c víi sè lỵng nhiỊu vµ gi¸ rỴ Xóc t¸c cđa qu¸ tr×nh lµ xóc t¸c ®a chøc n¨ng Th«ng thêng sư dơng Pt/γAl2O3 , Pt ®¶m nhiƯm chøc oxi ho¸ khư, cßn γAl2O3 gi÷ chøc axit Nguyªn liƯu chÝnh cđa qu¸ tr×nh Reforming xóc t¸c lµ ph©n ®o¹ x¨ng chng cÊt trùc tiÕp dÇu th« hc dïng ph©n ®o¹n x¨ng cã trÞ sè Octan thÊp qu¸ tr×nh Reforming nhiƯt hay qu¸ tr×nh cèc ho¸ 4.§iỊu kiƯn tiÕn hµnh qu¸ tr×nh lµ ë nhiƯt ®é vµ ¸p st cao thêng lµ 500 C vµ 30 – 35 at ¸p st riªng phÇn cđa hydro lµ mét nh©n tè ¶nh hëng quan träng ®Õn qu¸ tr×nh C¸c nh©n tè vËn tèc, ¸p st, thĨ tÝch, tû lƯ H / trªn nguyªn liƯu ®Ỉc tÝnh cđa thiÕt bÞ còng ¶nh hëng quan träng ®Õn qu¸ tr×nh O Do vËy chóng ta ph¶i t×m hiĨu kü vỊ b¶n chÊt ho¸ häc , nhiƯt ®éng häc vµ xóc t¸c cđa qu¸ tr×nh còng nh ®Ỉc tÝnh cđa nguyªn liƯu, s¶n phÈm ®Ĩ phơc vơ cho viƯc lùa chän c«ng nghƯ Trong c«ng nghiƯp, qu¸ tr×nh ®ỵc tiÕn hµnh nh÷ng hƯ thèng b¸n t¸I sinh, tn hoµn, tÇng s«I hay líp xóc t¸c chun ®éng Qu¸ tr×nh s¶n xt liªn tơc b»ng hƯ thèng xóc t¸c chun ®éng lµ u viƯt h¬n c¶ Trong ®ã mçi c«ng ty ®Ịu ®a nh÷ng qui tr×nh c«ng nghƯ kh¸c Th«ng qua viƯc t×m hiĨu vỊ c¸c s¬ ®å c«ng nghƯ vµ rót nh÷ng u nhỵc ®iĨm cđa tõng s¬ ®å Tõ ®ã cã thĨ chän lùa ®ỵc s¬ ®å c«ng nghƯ thÝch hỵp, thĨ ®· chän ®ỵc s¬ ®å thĨ nh trªn Ngoµi lùa chän mét sè thiÕt bÞ chÝnh cđa qu¸ tr×nh Lª ThÞ H¬ng Giang 61 Líp 2002V – 01 HD §å ¸n tèt nghiƯp Tỉng quan vỊ qu¸ tr×nh Reforming Xóc T¸c Tuy vËy nh÷ng kÕt qu¶ ®¹t ®ỵc míi chØ lµ giíi h¹n khu«n khỉ mét ®å ¸n tèt nghiƯp §Ĩ ®å ¸n ®ỵc hoµn thiƯn h¬n, em mong ®ỵc sù gãp ý, chØ b¶o cđa c¸c thÇy c« vµ b¹n bÌ ®Ĩ em cã thĨ hoµn thiƯn h¬n cn ®å ¸n nµy Hµ Néi, th¸ng n¨m 2005 Sinh viªn thùc hiƯn Lª thÞ H¬ng Giang Tµi liƯu tham kh¶o §inh ThÞ Ngä, Ho¸ häc DÇu má vµ khÝ nhµ xt b¶n KHKT, Hµ Néi, 2004 Lª V¨n HiÕu, C«ng nghƯ chÕ biÕn DÇu má, nhµ xt b¶n KHKT Hµ Néi, 2000 TrÇn M¹nh TrÝ, DÇu khÝ vµ DÇu khÝ ë ViƯt Nam, Hµ Néi 1996 Ngun thÞ Dung Gi¸o tr×nh ho¸ häc dÇu má Ttêng §HBK TPHCM 1999 Chuyªn ®Ị cao häc – Nghiªn cøu qu¸ tr×nh Reforming xóc t¸c Sinh viªn Lª Minh Th¾ng Hµ Néi 1999 Phan Tư B»ng, C«ng nghƯ Läc dÇu, Bµi gi¶ng, Hµ Néi, 1999 Phan Minh T©n, Tỉng hỵp høu c¬ vµ ho¸ dÇu, Tp HCM, 2000 Lª ThÞ H¬ng Giang 62 Líp 2002V – 01 HD §å ¸n tèt nghiƯp Tỉng quan vỊ qu¸ tr×nh Reforming Xóc T¸c Ngun ThÞ Minh HiỊn, ChÕ biÕn khÝ tù nhiªn vµ khÝ ®ång hµnh, nhµ xt b¶n KHKT, Hµ Néi, 2000 Hoµng §¨ng L·nh, Nghiªn cøu xóc t¸c Reforming ph¸t triĨn/Al 2O3 ®ỵc biÕn tÝnh b»ng Sn, Pb, Sb, Bi, Ln ¸n PTS 10 Hydrocacbon Processing Vol 55, May 1976, p75 - 80 11 PhIFP, Le Reforming Catalytique, 1989 12.J M Campbell, Gas Conditioning and Processing, Campbell Petroleum Series, 1994 13 A.A Kuznetsov, Rastretu oxnovnukh protsexxov i apparatov pererabotki uglevodorodhukh gazov, 1983 TËp 2,1978 14.FRG, Ullman’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, 1990 15 Hydrocacbon Processing Refining, 1996 Lª ThÞ H¬ng Giang 63 Líp 2002V – 01 HD [...]... đáng kể, ở xúc tác đã làm việc hàm lợng Clo giảm rất nhiều a) Lê Thị Hơng Giang b) 25 Lớp 2002V 01 HD Đồ án tốt nghiệp Tổng quan về quá trình Reforming Xúc Tác Hình1: ảnh hởng của thời gian làm việc tới hiệu suất và chất lợng sản phẩm của quá trình Reforming xúc tác 1 Xúc tác mới ; 2 Xúc tác đã là việc Bằng thực nghiệm cho thấy, hoạt tính dehydro của xúc tác đã làm việc giảm 1,5 lần so với xúc tác mới,... Reforming[ 1,2] Tái sinh xúc tác là quá trình phục hồi hoạt tính ban đầu của xúc tác, bằng cách loại bỏ cốc lắng đọng trên xúc tác Trong quá trình tái sinh xúc tác các phơng pháp có thể lựa chọn để thực hiện khắc phục những ảng hởng của ngộ độc xúc tác tạm thời Độ hoạt tính và độ hoạt động của xúc tác sau thời gian làm việc thờng bị giảm đáng kể so với xúc tác mới Hàm lợng Pt trong xúc tác mới và xúc tác đã làm... tốt nghiệp Tổng quan về quá trình Reforming Xúc Tác nếu điểm sôi cao hơn 180oC, nhiều cốc lắng đọng trên xúc tác làm giảm thời gian sống của xúc tác trong điều kiện phản ứng [2,5] Nguyên liệu chính của quá trình reforming xúc tác là phân đoạn xăng từ chng cất trực tiếp dầu thô, ngoài ra ngời ta cũng có thể dùng phân đoạn xăng có trị số octan thấp của quá trình cracking nhiệt hay của quá trình cốc hoá... tốt nghiệp Tổng quan về quá trình Reforming Xúc Tác III.1.1 Bản chất của xúc tác Reforming Vào năm 1940 ngời ta đã áp dụng quá trình Rerforming đầu tiên với chất xúc tác là axit molipden đợc mang trên ôxit nhôm Xúc tác tốt phải có độ chuyển hoá chọn lọc, tất cả các Hydro cacbon thành hợp chất thơm một cách nhanh và hoạt tính lớn nhất, nhng giá thành đắt Trớc đây ngời ta sử dụng các chất xúc tác oxit... ngoài tác dụng tăng độ axit nó còn Lê Thị Hơng Giang 18 Lớp 2002V 01 HD Đồ án tốt nghiệp Tổng quan về quá trình Reforming Xúc Tác có tác dụng làm ổn định phân tán Pt nhờ nó tạo ra các phức hợp Pt Al 2O3 Ngoài ra các chất xúc tác ít thúc đẩy các phản ứng Crăcking trong điều kiện phản ứng : Hàm lợng cho thêm vào không quá 0,5ữ1% trọng lợng , vào xúc tác trong khi chế tạo hoặc khi tái sinh xúc tác ( xúc tác. .. III.1.4.2 Thay đổi các tính chất của xúc tác khi làm việc Trong quá trình làm việc, xúc tác còn bị thay đổi các tính chất vật lý khi tiếp xúc với nhiệt độ cao và thờng xuyên phải tiếp xúc với các độc tố Sự thay đổi các tính chất của xúc tác Reforming khi làm việc đợc chia làm hai loại: Lê Thị Hơng Giang 24 Lớp 2002V 01 HD Đồ án tốt nghiệp Tổng quan về quá trình Reforming Xúc Tác + Những thay đổi có tính chất... xúc tác đợc đánh giá thông qua biểu thức R Lê Thị Hơng Giang 19 Lớp 2002V 01 HD Đồ án tốt nghiệp R= Tổng quan về quá trình Reforming Xúc Tác dehydro vòng hoá hydrocracking + hydroizome hoá + dehydro vòng hoá Giá trị của R càng lớn, độ chọn lọc của xúc tác càng cao Do vậy , việc tạo nên sự cân bằng giữa hai chức của xúc tác giữ vai trò chủ đạo khi chế tạo xúc tác Reforming III.1.2 Yêu cầu đối với xúc. .. Đờng kính lỗ (A ) Tổng quan về quá trình Reforming Xúc Tác 180 0,97 o Thể tích lỗ (ml/g) Chất kích hoạt - - 240ữ280 1,2 40ữ120 - 40ữ120 flo - Clo - Clo Clo 160ữ200 80ữ100 0,75ữ0,88 Clo III.1.3 Vai trò của xúc tác khi cải tiến quá trình reforming Quá trình hiện đại hoá công nghệ reforming ở các nớc công nghiệp dầu mỏ phát triển, thông thờng gồm hai giai đoạn: Tìm cách chế tạo xúc tác mới có hiệu quả... ) Bổ xung hợp chất Clo ngoài tác dụng nâng cao độ hoạt tính axit mà còn có tác dụng tách các hợp chất kim loại lắng đọng trên xúc tác nh chì, sắt, bitmut Đặc biệt các nguyên tử Clo có tác dụng phân tán lại các phân tử Platin Lê Thị Hơng Giang 26 Lớp 2002V 01 HD Đồ án tốt nghiệp Tổng quan về quá trình Reforming Xúc Tác Ví dụ, xúc tác Al2O3 đã làm việc 15.000 giờ, cho xúc tác này táI sinhbằng phơng pháp... hoá là một trong những phản ứng quan trọng nhất của quá trình reforming Phản ứng này xảy ra theo cơ chế tạo vòng năm cạnh hoặc dêhydro hoá liên tiếp alkan thành alken, alkadien, alkatrien, cyclodien, aren ChơngIII: Xúc tác, nguyên liệu và sản phẩm cho quá trình III.1 Xúc tác Reforming[ 1.2.5] Các chất xúc tác sử dụng trong quá trình Reforming thờng đều là các chất xúc tác lỡng chức năng gồm: chức năng