XÚC tác CHO lọc hóa dầu

Trường Đại học Cơng nghiệp XÚC TÁC CHO LỌC HĨA DẦU TS Nguyễn Mạnh Huấn Chương 4: Hệ Xúc Tác Hai Chức Năng Chương 4: Hệ xúc tác hai chức 4.1 Vai trò hệ xúc tác hai chức • Hệ xúc tác chứa hai lọai tâm họat động:  Tâm acid: xúc tác trình xảy tâm acid như: cracking, oligomer hóa, đồng phân hóa, chuyển vị hydro,…  Tâm kim lọai: xúc tác q trình hydro hóa / dehydro hóa Chương 4: Hệ xúc tác hai chức • Mục đích: Thúc đẩy tốc độ phản ứng tăng tính chọn lọc q trình xảy xúc tác chức Xúc tác cần có tỷ lệ tối ưu số tâm acid tâm kim lọai Chương 4: Hệ xúc tác hai chức • Một số q trình xảy hệ xúc tác hai chức chế biến dầu:  Hydro đồng phân hóa alkane  Hydrocracking  Reforming xúc tác  Thơm hóa alkane  Dehydro đồng phân hóa n-alkane Chương 4: Hệ xúc tác hai chức 4.2 Q trình thơm hóa LPG C3H8 ⇔ C6H6 + H2 C4H10 ⇔ C8H10 + H2 • 1970: Csicsery thơm hóa butane xúc tác Pt/Al2O3, xúc tác mau chóng giảm họat tính • 1985 – q trình Cyclar (BP/UOP) Chương 4: Hệ xúc tác hai chức The typical reaction conditions of Cyclar process for propane aromatisation (Maxwell and Stork, 2001) Reactor temperature Pressure 475 - 575 0C - 10 bar Catalyst contact time - 20 s LHSV - h-1 Catalyst Feedsstock Ga,H-ZSM-5 propane Chương 4: Hệ xúc tác hai chức Catalyst LPG (Feed) H2 Fuel Gases LPG     ( C6+ Aromatics ( Spent Catalyst  Catalyst Regenerator; Stacked Reactor; Heaters; Heat Exchanger; Separator Chương 4: Hệ xúc tác hai chức • Xúc tác cho q trình thơm hóa LPG:  Ga,H-ZSM-5 > Pt,Ga,H-ZSM-5 > Pt,H-ZSM5 > H-ZSM-5  Pt đóng vai trò quan trọng: giảm tạo cốc, tăng trình khử phân tán tâm Ga  ZSM-22, Eu zeolite cho độ chọn lọc thơm hóa Chương 4: Hệ xúc tác hai chức • Xúc tác cho q trình thơm hóa LPG:  Zn,H-ZSM-5 xúc tác tốt cho q trình thơm hóa, giảm họat tính nhanh bay nhóm Zn  Các phụ gia kim lọai Na, Li, K, P, As, Sb, Cu, Pd, and Ga làm giảm trình bay Zn 10 Chương 4: Hệ xúc tác hai chức 73 74 75 Chương 4: Hệ xúc tác hai chức 76 Chương 4: Hệ xúc tác hai chức • Các yếu tố ảnh hưởng:  Nhiệt độ: thuận lợi nhiệt độ cao: tăng 2,80C làm tăng đơn vị octane hỗn hợp sản phẩm 77 Chương 4: Hệ xúc tác hai chức 78 Chương 4: Hệ xúc tác hai chức  Áp suất: trình thuận lợi áp suất thấp Họat động áp suất thấp (3,5-7 bar) dẫn đến giảm hydrocracking, tăng hiệu suất thu xăng, hydro sản phẩm thơm 79 Chương 4: Hệ xúc tác hai chức 80 Chương 4: Hệ xúc tác hai chức  Tỷ lệ mol H2/hydrocarbon: làm giảm khả tạo cốc, tăng tuổi thọ xúc tác 81 Chương 4: Hệ xúc tác hai chức 82 Chương 4: Hệ xúc tác hai chức  Vận tốc không gian: gia tăng vận tốc không gian làm giảm RON sản phẩm tăng hiệu suất thu xăng  Nguyên liệu: dựa số N+2A UOP (Naphten + Acromatic) ? 83 Chương 4: Hệ xúc tác hai chức 84 Chương 4: Hệ xúc tác hai chức • Tái sinh xúc tác:  Nhiệt độ không vượt q 4500C  Tác nhân oxy hóa khơng khí pha lõang dòng nitơ (0,2-0,5% O2)  Thời gian tái sinh: 36 h/45 xúc tác  Để ngăn ngừa ăn mòn, lượng nhỏ Na2CO3 NaOH thêm vào trình tái sinh 85 Chương 4: Hệ xúc tác hai chức  Có thể thực áp suất cao (28-30 bar) để rút ngắn thời gian tái sinh  Sau tái sinh, để đốt cháy triệt để cốc, nhiệt độ tái sinh tăng lên 480-5100C nồng độ O2 tăng lên 5-6%tt Quá trình kéo dài 2-5 h, đồng thời kết hợp q trình chlor hóa để bổ xung tính acid cho xúc tác sau tái sinh 86 87 ... Ga  ZSM-22, Eu zeolite cho độ chọn lọc thơm hóa Chương 4: Hệ xúc tác hai chức • Xúc tác cho q trình thơm hóa LPG:  Zn,H-ZSM-5 xúc tác tốt cho trình thơm hóa, giảm họat tính nhanh bay nhóm Zn... phân hóa, chuyển vị hydro,…  Tâm kim lọai: xúc tác trình hydro hóa / dehydro hóa Chương 4: Hệ xúc tác hai chức • Mục đích: Thúc đẩy tốc độ phản ứng tăng tính chọn lọc q trình xảy xúc tác chức Xúc. .. Hệ Xúc Tác Hai Chức Năng Chương 4: Hệ xúc tác hai chức 4.1 Vai trò hệ xúc tác hai chức • Hệ xúc tác chứa hai lọai tâm họat động:  Tâm acid: xúc tác trình xảy tâm acid như: cracking, oligomer hóa,