Xúc tác quá trình CCR

VIỆN KỸ THUẬT HĨA HỌC BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HỮU CƠ-HĨA DẦU TÌM HIỂU XÚC TÁC CCR GVHD:PGS.TS.Phạm Thanh Huyền Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm Họ tên Bùi Văn Thanh Trần Thị Phương Phạm Thi Loan Nguyễn Công Sơn Lê Mạnh Linh NỘI DUNG CHÍNH TIỂU LUẬN XÚC TÁC CCR LỊCH SỬ HÌNH THÀNH XÚC TÁC CCR THÀNH PHẦN & CHỨC NĂNG XÚC TÁC CCR PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ XÚC TÁC NGHIÊN CỨU CÁC ĐẶC TRƯNG XÚC TÁC CCR 66 NGUYÊN NHÂN GIẢM HOẠT TÍNH XÚC TÁC & CÁCH KHẮC PHỤC QUI TRÌNH CƠNG NGHỆ TÁI SINH XÚC TÁC CCR 77 THU HỒI VÀ XỬ LÝ XÚC TÁC THẢI GIỚI THIỆU VỀ QUÁ TRÌNH REFOMING XÚC TÁC ( CCR)  Reforming xúc tác : Naphten, parafin hydrocacbon thơm có trị số octan cao Nguyên liệu: Phân đoạn xăng chưng cất trực tiếp từ dầu thô Nhờ qt làm hydro => sử dụng xăng trình lọc dầu khác (như xăng q trình cốc hóa, xăng cracking nhiệt ) Sản phẩm: Xăng có trị số octan cao Các hydrocacbon thơm Khí hydro kỹ thuật GIỚI THIỆU VỀ QUÁ TRÌNH REFOMING XÚC TÁC ( CCR) Vị trí phân xưởng CCR nhà máy lọc dầu I LỊCH SỬ HÌNH THÀNH XÚC TÁC CCR 1940 MoO2/Al2O3 Lớp xt cố định  Rẻ tiền, bền với S  Hoạt tính thấp =>T cao, P thấp 1949 Pt /Al2O3 clo hố  Hoạt tính xt cải thiện, P=70 bar  Sử dụng vài tháng Xt chức KL Pt/silice alumine  Hoạt tính tăng, P=30 bar  Giá thành giảm Xt chức KL Thêm Sn, Re…  Độ bền cao, P=10 bar  Chống lại tạo cốc 1970 Tái sinh liên tục xúc tác  Xúc tác bị cốc hố, P giảm  Hiệu suất tăng 1988 Platforming tái sinh liên tục  Hao hụt xúc tác (0,02 %m)  P giảm => hiệu suất tăng 1997 New Reforming Sử dụng Zeolit  Tính chọn lọc cao  => Tăng Ar vòng 1950 2003 1960 II THÀNH PHẦN & CHỨC NĂNG XT CCR Thành phần xúc tác CCR Xúc tác phân xưởng CCR nhà máy lọc dầu Dung Quất: STT Tên thương mại R-134 (hoặc R-234) Hãng cung cấp UOP-Mỹ Diethyl sulphide (DES) ELF Atofina-Singapore Thành phần xúc tác: Tâm họat động kim lọai: 0,2-0,6 % Pt Chất mang tâm họat động acid: ɣ- Al O clo hóa liên tục với HCl, C2H4Cl2, CH3Cl,  Các kim loại phụ gia như:  Re, Sn, Ir, Ge (các chất xúc tiến) II THÀNH PHẦN & CHỨC NĂNG XT CCR Thành phần xúc tác CCR     Đường kính : 1.6 mm KLR: 560 kg/m3 Khối lượng Pt: 0,29% m Clo sử dụng tái sinh xúc tác : 1.1-1.3% m  Tuổi thọ xúc tác : năm Hình dạng xúc tác II THÀNH PHẦN & CHỨC NĂNG XT CCR Chức xúc tác lưỡng chức Chức oxy hoá - khử (chức kim loại ): kim loại dạng phân tán nhằm tăng cường phản ứng hydro hoá, dehydro hoá Chức acid: oxyt nhơm có bề mặt riêng lớn clo hóa để điều chỉnh lực axit thích hợp nhằm tăng cường phản ứng alkyl hoá, isomer hoá, cracking … II THÀNH PHẦN & CHỨC NĂNG XT CCR Chức xúc tác lưỡng chức a Chức kim loại: Kim loại Pt đưa vào dịch H2(PtCl6) Platin có chức năng: xúc tác dùng dung Oxy hố-khử xúc tiến cho phản ứng oxy hóa, dehydro hóa để tạo hydrocarbon vòng no vòng thơm Thúc đẩy trình no hố hợp chất trung gian, làm giảm tốc độ tạo thành cốc bám xúc tác Hàm lượng Pt vào khoảng 0,2-0,6%m Yêu cầu Pt phải phân tán bề mặt acid rắn  II THÀNH PHẦN & CHỨC NĂNG XT CCR Các trình chuyển hóa chủ yếu paraffine xảy bề mặt chất xúc tác VI QUI TRÌNH CƠNG NGHỆ TÁI SINH XÚC TÁC CCR Công nghệ tái sinh xúc tác VI QUI TRÌNH CƠNG NGHỆ TÁI SINH XÚC TÁC CCR Các công nghệ tái sinh xúc tác Công nghệ tái sinh liên tục(CN Platforming UOP-Mỹ)-Dung Quất VII THU HỒI & XỬ LÝ XÚC TÁC THẢI Sau q trình sử dụng, xt bị lão hóa, giảm tuổi thọ, hoạt tính loại bỏ, thay Gây lãng phí kinh tế, ảnh hưởng tới mơi trường Thu hồi kim loại quí xử lý xúc tác thải VII THU HỒI & XỬ LÝ XÚC TÁC THẢI CÁC BƯỚC THU HỒI VÀ XỬ LÝ XÚC TÁC THẢI Đốt cốc Cặn rắn Pt, Pd Ir Ngâm chiết kiềm/axit Dung dịch Re VII THU HỒI & XỬ LÝ XÚC TÁC THẢI Đốt cốc Cốc lắng đọng bề mặt chất xúc tác loại bỏ cách đốt cháy dòng khơng khí nhiệt độ 500 - 700 oC 4h, Trong trình nung, cần ý đến tốc độ gia nhiệt để tránh tượng nhiệt cục làm giảm diện tích bề mặt, giảm độ bền học chất mang làm tăng trình thiêu kết dẫn đến giảm độ phân tán kim loại VII THU HỒI & XỬ LÝ XÚC TÁC THẢI Quá trình ngâm chiết (leach) kiềm axít Chất mang Al2O3 hòa tan NaOH H 2SO4 Al2O3 + 2NaOH + H2O 2NaAl(OH)4 Al2O3 + 3H2SO4 Al 2(SO4)3 + 3H2O Leach chemical H2SO4  NaOH     Temperature < 1000C 180 – 2200C       Pressure bar – 24 bar       Sau trình lọc , Rhenium dung dịch; Platinum, Palladium, Iridium cặn rắn Nhôm sulfat Natri aluminat sử dụng xử lý nước thải VII THU HỒI & XỬ LÝ XÚC TÁC THẢI Quá trình ngâm chiết (leach) kiềm axít Schematic diagram—alkaline and sulfuric leach process VII THU HỒI & XỬ LÝ XÚC TÁC THẢI Thu hồi làm kim loại quí a Thu hồi Platinum Phần cặn dd sau khí chiết hòa tan nước cường toan axit hydrochloric clo Pt + 2HCl + 2Cl2 H2PtCl6 Sau chuyển muối platinum thành Platinum kim loại thực cách sau: Khử ướt (wet chemical reduction) (sử dụng dung dịch Aliquat 336: R3R’N+Cl-)  2R3R’N+Cl- + H2PtCl6 (R3R’N+)2PtCl62 -+ 2HCl, (R3R’N+)2PtCl62- + Na2S2O3 Pt2+ + Mg Pto + Mg2+ Pt2+ VII THU HỒI & XỬ LÝ XÚC TÁC THẢI Thu hồi làm kim loại quí a Thu hồi Platinum Phân hủy nhiệt phân (NH4)2PtCl6 Pt0 + 2NH4Cl + Cl2  Hoặc trình điện phân H2PtCl6 + 4e- Pt0 + 2HCl + 4Cl- Quá trình điện phân thực liên tục 22 h Sản lượng 80 kg/ngày Độ tinh khiết 99.95% - 99.99% Điện phân trình quan trọng phổ biến trình thu hồi Pt từ xúc tác thải CCR,  VII THU HỒI & XỬ LÝ XÚC TÁC THẢI Thu hồi làm kim loại quí a Thu hồi Platinum Platinum electrowinning process VII THU HỒI & XỬ LÝ XÚC TÁC THẢI Thu hồi làm kim loại quí b Thu hồi Palladium Iridium  TH1: xúc tác chứa Palladium=> thu hồi giống platinum => tạo muối hexachloropalladium (màu vàng) => Palladium;  Sản phẩm sấy khô xử lý nhiệt độ cao thu palladium xốp Palladium Catalyst VII THU HỒI & XỬ LÝ XÚC TÁC THẢI Thu hồi làm kim loại quí b Thu hồi Palladium Iridium  TH2: xúc tác chứa Platinum Iridium=>phần cặn xử lý qua nhiều bước:  Chiết quặng HCl/chlorine  Phần lại tiếp tục lọc qua lần với HCl/chlorine, để hòa tan alumina lại  Dùng pp chiết dung môi để tách Platinum & Iridium  Làm Iridium pp thủy luyện bao gồm chiết xuất dung môi , trao đổi ion , điện phân 99.95 Iridium powder (www.alibaba.com) VII THU HỒI & XỬ LÝ XÚC TÁC THẢI Thu hồi làm kim loại quí b Thu hồi Rhenium  Rhenium thu từ phần dd sau chiết axit kiềm  Tách Rhenium từ nhôm sunfat natri aluminat thường sử dụng phương pháp chiết xuất dung môi trao đổi ion Ammonium Perrhenat (APR ) TÌM HIỂU XÚC TÁC CCR KẾT LUẬN Bài tiểu luận gồm phần sau: Tìm hiểu q trình refoming xúc tác Một số nét lịch sử hình thành xúc tác cho trình qua giai đoạn Tìm hiểu xúc tác trình refoming xúc tác: thành phần, chức năng, phương pháp điều chế… đặc biệt nhà máy lọc dầu Dung Quất Tìm hiểu công nghệ tái sinh xúc tác thu hồi kim loại q cơng nghệ CCR Rất mong nhận xét, đánh giá, giải thích bạn tiểu luận TÀI LIỆU THAM KHẢO Động Học Xúc Tác, Đào Văn Tường, Nhà Xuất Bản KHKT, Hà Nội 2005 Hóa học dầu mỏ khí, Đinh thị Ngọ, Nhà xuất KHKT, Hà nội, 2011 Catalytic Naphtha Reforming, Author: George J Antos- Abdullah M Aitani, Publisher: New York : Marcel Dekker, 2004 http://www.alfalaval.com/industries/oil-refinery/catalyticreforming/pages/catalytic-reforming.aspx 5.http:// www.hoahocngaynay.com/vi/hoa-hoc-va-doi-song/hoa-hoc-daukhi/1127-cong-nghe-reforming-va-xuc-tac-su-dung.html 6.http://www.vinachem.com.vn/XBP%5CVien_hoa%5CVC_PB %5Cbai7.htm ... LUẬN XÚC TÁC CCR LỊCH SỬ HÌNH THÀNH XÚC TÁC CCR THÀNH PHẦN & CHỨC NĂNG XÚC TÁC CCR PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ XÚC TÁC NGHIÊN CỨU CÁC ĐẶC TRƯNG XÚC TÁC CCR 66 NGUYÊN NHÂN GIẢM HOẠT TÍNH XÚC TÁC & CÁCH... KHẮC PHỤC QUI TRÌNH CƠNG NGHỆ TÁI SINH XÚC TÁC CCR 77 THU HỒI VÀ XỬ LÝ XÚC TÁC THẢI GIỚI THIỆU VỀ QUÁ TRÌNH REFOMING XÚC TÁC ( CCR)  Reforming xúc tác : Naphten, parafin hydrocacbon thơm có... NĂNG XT CCR Thành phần xúc tác CCR     Đường kính : 1.6 mm KLR: 560 kg/m3 Khối lượng Pt: 0,29% m Clo sử dụng tái sinh xúc tác : 1.1-1.3% m  Tuổi thọ xúc tác : năm Hình dạng xúc tác II THÀNH