GT-Cong Nghe Loc Dau -Co HONG-

MỤC LỤC Nội dung Trang Chương TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY LỌC DẦU Chương CÁC QUÁ TRÌNH XỬ LÝ BAN đẦU Chương QUÁ TRÌNH CHƯNG CẤT DẦU THƠ 17 Chương QUÁ TRÌNH CRACKING NHIỆT 38 Chương QUÁ TRÌNH CRACKING XÚC TÁC 50 Chương QUÁ TRÌNH HYDROCRACKING XÚC TÁC 71 Chương QUÁ TRÌNH REFORMING XÚC TÁC 83 Chương QUÁ TRÌNH ALKYL HÓA 119 Chương Q TRÌNH ISOMER HĨA 132 Chương 10 CÁC QUÁ TRÌNH XỬ LÝ BẰNG HYDRO 140 Chương 11 CÁC QUÁ TRÌNH LÀM SẠCH 152 Chương 12 SỰ PHÁT TRIỂN CỦA CÔNG NGHỆ LỌC DẦU 186 Chương TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY LỌC DẦU Mục đích nhà máy lọc dầu Nhà máy lọc dầu nơi thực trình chế biến dầu thô thành sản phẩm dầu mỏ Cơ cấu sản phẩm dầu mỏ phải đáp ứng nhu cầu tiêu thụ thị trường theo khu vực phân chia sản xuất phạm vi giới Ngoài ra, nhà máy lọc dầu phải đảm bảo chất lượng cho sản phẩm sản xuất từ nhà máy theo tiêu chuẩn chất lượng qui định Mục đích nhà máy lọc dầu phát họa theo sơ đồ sau: Ngoài ra, nhà máy lọc dầu cung cấp lượng nguyên liệu lớn cho ngành cơng nghiệp hóa dầu như: dung mơi, sợi nhân tạo, nhựa, hóa chất bản, phân bón, Qui trình chế biến nhà máy lọc dầu minh họa sơ đồ sau: Nhiệm vụ nhà máy 2.1 Tiếp nhận vận chuyển dầu thơ Có thể tiếp nhận lượng lớn dầu thô số lượng lẫn chủng loại, nhằm tránh tác động biến động rộng lớn nguồn nguyên liệu cấu thành nguyên liệu phù hợp với chế độ công nghệ nhà máy nhằm đáp ứng yêu cầu cấu sản phẩm dầu mỏ thị trường Có thể tiếp nhận cầu cảng đường ống 2.2 Chế biến dầu thơ Thực q trình chế biến dầu thơ thành sản phẩm dầu mỏ hay chất 2.3 Kiểm tra chất lượng Thực việc kiểm tra chất lượng nguyên liệu sản phẩm nhà máy nhằm theo dõi trình chế biến đảm chất lượng cho sản phẩm tạo thành Các trình chế biến nhà máy lọc dầu Tùy vào ngun liệu dầu thơ mục đích nhà máy lọc dầu mà qui trình cơng nghệ chế biến khác Nhưng nhìn chung, trình chế biến tổng thể nhà máy lọc dầu mơ tả sơ đồ sau: Sơ đồ chế biến dầu thơ Tuy nhiên, q trình chế biến nhà máy lọc dầu bao gồm phận sau: 3.1 Quá trình phân tách Tạo phân đoạn sở nhằm đáp ứng mục đích sử dụng cho trình chế biến (chưng cất, trích ly…) 3.2 Q trình chuyển hố Nhằm tạo phân tử có tính chất phù hợp với sản phẩm sử dụng (alkyl hóa, isomer hóa, reforming, cracking,…) 3.3 Quá trình xử lý Nhằm loại bỏ tạp chất khơng mong muốn có mặt thành phần phân đoạn sản phầm, nhằm đáp ứng yêu cầu làm nguyên liệu cho trình chế biến hay đạt chất lượng sản phẩm thương phẩm Sơ đồ phân tách dầu thơ 3.4 Các q trình bảo vệ mơi trường Bao gồm q trình xử lí mơi trường nhằm bảo đảm an tồn mơi trường làm việc môi trường tự nhiên xung quanh nhà máy (bao gồm q trình xử lý khí, nước thải, chất thải, khí chua …) Thang quy đổi dạng lượng dầu thô = TOE (tons oil eguivalent) than đá = 0,66 TOE 1000 m3 N.Gas = 0,99 TOE 1000 Kw điện = 0,222 TOE Nhà máy lọc dầu Iraq Chương CÁC QUÁ TRÌNH XỬ LÝ BAN đẦU Ổn định dầu nguyên khai Sau khai thác từ giếng áp suất cao, trung bình thấp dầu chưa ổn định, nghĩa chưa tách hợp phần nhẹ (etan, propan, butan phần pentan), vận chuyển khó khơng kinh tế q trình vận chuyển thất hydrocarbon nhẹ ngun liệu có giá trị Khí thu hồi sử dụng làm nguyên liệu bổ sung cho nhà máy chế biến dầu, cần thu hồi triệt để Dầu sau khai thác loại khí nhờ giảm áp suất, đưa vào bể chứa để lắng tách khỏi nước, sau đưa ổn định hóa, nghĩa tách hydrocarbon nhẹ (etan, propan, butan phần pentan) Dầu ổn định đưa xử lý nhiệt – hóa, sau đến cụm cơng nghệ loại muối điện (EDS) Trong dầu có chứa khí hịa tan, nước muối Hàm lượng khí dầu khai thác từ 1÷2 đến 4% Sự dao động hàm lượng khí phụ thuộc vào dạng dầu, điều kiện ổn định hóa, hình thức vận chuyển, dạng bồn chứa dầu nhà máy điều kiện khí quyển… Trong q trình ổn định hóa nhận ngun liệu cho cơng nghiệp hóa dầu; phân đoạn dầu ổn định tốt chưng cất khiến cho chế độ cơng nghệ tháp dao động hơn, tạo điều kiện ngưng tụ xăng thiết bị làm lạnh tốt hơn; loại bỏ khả mát phân đoạn xăng nhẹ theo khí Loại butan coi mức ổn định hóa tối ưu dầu Tuy nhiên số trường hợp cần phải loại phần phân đoạn pentan (loại 40 ÷ 80% hàm lượng dầu) Tách muối - nước Nếu dầu có hàm lượng nước muối cao chế độ công nghệ trình bị phá hủy, làm tăng áp suất thiết bị giảm cơng suất Muối cịn có tác hại lớn Muối đóng bề mặt thiết bị trao đổi nhiệt, làm giảm hệ số truyền nhiệt, dẫn tới tăng chi phí nhiên liệu, giảm cơng suất thiết bị Nước dầu thường tạo thành dạng nhũ tương khó phá hủy Nước dầu chứa nhiều muối khống khác số kim loại hịa tan Các cation thường gặp nước Na +, Ca2+, Mg2+ lượng Fe2+ K+ Các anion thường gặp Cl- HCO3-, SO42- SO32- với lượng Ngồi ra, dầu cịn có số oxit khơng phân ly Al 2O3, Fe2O3, SiO2 Hàm lượng tổng muối khoáng (độ khống) nước từ 1% đến 20 ÷ 26% Một số muối khoáng dễ bị thủy phân (xem phần tiếp theo), nước kèm theo dầu mỏ vấn đề quan tâm Muối dầu tồn dạng hòa tan nước tinh thể có tính chất khác Clorua natri khơng hịa tan Clorua canxi điều kiện tương ứng thủy phân đến 10% tạo HCl Clorua maghê thủy phân 90% trình diễn nhiệt độ thấp Do nước ngun nhân ăn mịn thiết bị Thủy phân clorua maghe: MgCl2 + H2O MgOHCl + HCl Diễn tác dụng nước chứa dầu nước kết tinh clorua maghê Ăn mòn tác dụng sản phẩm thủy phân diễn vùng nhiệt độ cao (các ống lò nung, thiết bị bay hơi, tháp cất) thiết bị nhiệt độ thấp (thiết bị ngưng tụ thiết bị làm lạnh) Trong chế biến dầu phân hủy hợp chất lưu huỳnh tạo H2S nguyên nhân ăn mòn mạnh, đặc biệt kết hợp với HCl H2S có nước nhiệt độ cao tác dụng với kim loại thiết bị tạo sulfur sắt: Fe + H2S FeS + H2 Màng FeS che phủ bề mặt kim loại, bảo vệ khơng bị ăn mịn tiếp, có có HCl màng bảo vệ bị phá hủy sulfur sắt tham gia vào phản ứng sau: FeS + HCl FeCl2 + H2S Clorua sắt chuyển thành dung dịch nước, cịn hydro sulfur giải phóng lại tác dụng với sắt Bụi muối gây ăn mịn ống dẫn, tích lũy lại sản phẩm dầu làm giảm chất lượng chúng Trong trình loại muối bên cạnh clorua loại 50 ÷ 70% hợp chất vanadium niken, phần lớn hợp chất angtimon tạp chất khác có khả đầu độc xúc tác ăn mòn thiết bị trình chế biến tiếp Do nước tồn dầu dạng nhũ tương bền vững nên phương pháp loại nước tập trung vào việc phá nhũ tương dầu Có phương pháp phá nhũ: học, hóa học điện 2.1 Phương pháp học Lắng: Lắng ứng dụng cho nhũ tương mới, khơng bền, có khả tách lớp dầu nước chúng có trọng lượng riêng khác Nung nóng làm tăng nhanh q trình phá nhũ hịa tan màng bảo vệ nhũ tương vào dầu tăng, giảm độ nhớt môi trường giảm chênh lệch khối lượng riêng Trong xí nghiệp loại nước phương pháp lắng thực thiết bị nung nóng-loại nước dạng hình trụ đứng có đường kính 1,5 ÷ m chiều cao ÷ m (hình 7) Trong dầu hâm nóng đến 60 oC đèn đốt khí lắp đáy thiết bị Trong nhà máy chế biến dầu nước loại tiếp cách gia nhiệt đến 120 ÷ 160oC để lắng áp suất ÷ 15 atm (để nước khơng sơi) ÷ 10 Sơ đồ thiết bị nung nóng - lắng nước I - Nhũ tương II - Dầu thơ III - Nước IV - Khí nhiên liệu Lọc: Lọc để tách nước khỏi dầu dựa tính thấm ướt lựa chọn chất lỏng khác vật liệu Cát thạch anh dễ thấm ướt nước hơn, pirit (FeS2) thấm ướt dầu tốt để làm khan dầu phương pháp lọc sử dụng thủy tinh, mùn cưa Các hạt nước nhỏ li ti bám vào cạnh nhọn mùn cưa sợi thủy tinh, liên kết với thành giọt lớn dễ chảy xuống Lọc ứng dụng trường hợp nhũ tương bị phá giọt nước cịn giữ trạng tháp lơ lửng khơng lắng xuống đáy Hiệu tháp lọc cao Thí dụ tháp lọc với lớp thủy tinh giảm hàm lượng muối từ 582 xuống đến 20 mg/l Nhược điểm phương pháp lọc màng lọc nhanh bị muối bụi đóng bít phải thay 2.2 Phương pháp hóa học 11 thiết bị gia nhiệt có chứa lượng nhỏ propan (thường không 6%), chế biến tiếp tháp bay 12 nước Từ tháp 12 hỗn hợp propan nước tách ra, từ đáy tháp thu deasphantizat sản phẩm máy bơm 19 bơm qua máy làm lạnh 15, vào bể chứa Mức loại hoàn toàn propan điều chỉnh theo nhiệt độ bắt cháy deasphantizat 1.2268 Dung dịch bitum khỏi đáy tháp gia nhiệt ống xoắn lị nung 10, phần lớn propan bay Hơi propan tách khỏi chất lỏng tháp tách 11, làm việc áp suất thiết bị bay Cặn propan bay nhờ nước tháp bay bitum 13 Bitum deasphantizat bơm khỏi đáy tháp máy bơm 20 1.2269 Hơi propan áp suất cao từ thiết bị gia nhiệt và tháp tách 11 vào thiết bị làm lạnh 5a Propan hóa lỏng thu gom bể chứa Tháp lắng sử dụng để tách propan khỏi giọt lỏng bị theo Trong thiết bị làm lạnh propan ngưng tụ áp suất gần với áp suất thiết bị 11, nghĩa 1,7 ÷ 2,1 MPa Hơi propan áp suất thấp hỗn hợp với nước từ tháp 12 13 tách khỏi nước thiết bị ngưng tụ 14, sau qua tháp lắng giọt lỏng 22, nén máy nén 21 đưa vào thiết bị làm lạnh Lượng propan mát bổ sung vào bể chứa 1.2270 Nếu propan nạp vào tháp qua hai phân phối phần propan vào phân phối gia nhiệt đến nhiệt độ cao (thí dụ, 75oC) so với phần propan đưa vào phân phối Một phần propan nén đưa quay trở lại vùng thiết bị ngưng tụ 14, với mục đích giữ cho áp suất khơng thấp áp suất khí nhờ tránh khơng cho khơng khí thâm nhập vào thiết bị tạo thành hỗn hợp nổ Trong nhiều sơ đồ cịn có tháp làm propan dung dịch kiềm Loại kiềm khỏi propan tuần hoàn sơ đồ dung dịch hydrosulfur, làm giảm ăn mòn thiết bị ống dẫn 1.2271 Dưới chế độ công nghệ sơ đồ loại asphanten gudron nhựa thấp: 213 1.2272 1.2273 Nhiệt độ, oC: 1.2274 120÷130 75÷ 85 Nguyên liệu vào tháp đỉnh tháp đáy tháp 1.2275 50÷ 65 Trong thiết bị bay 80÷ 85 Trong thiết bị bay 1.2276 1.2277 1,7÷1,8 Áp suất hoạt động, MPa: Trong bể chứa propan lỏng 150÷165 1.2278 Trong tháp 3,7÷4,4 1.2279 Trong thiết bị bay 2,2÷2,4 1.2280 Trong thiết bị bay 1,7÷2,1 1.2281 1.2282 4:1÷6:1 ≈ 0,1Trong tháp 12, 13 (áp suất tuyệt đối) Tỷ lệ propan:nguyên liệu (thể tích) 1.2283 1.2284 1.2285 Trong bitum loại asphanten thu sơ đồ loại asphanten bậc phần gudron cịn chứa nhiều thành phần có ích parafinnaphten hydrocarbon thơm vịng Tách chúng khỏi bitum loại asphanten q trình loại asphanten bậc hai tăng đáng kể nguồn nguyên liệu cho sản xuất dầu nhờn cặn độ nhớt cao Ngoài ra, việc phân loại hai deasphantizat có độ nhớt khác (ở 100oC bậc I độ nhớt từ 18 đến 23 mm2/giây, giai đoạn II: 40 mm 2/giây), cho phép mở rộng chủng loại dầu nhờn cặn thương phẩm Do số nhà máy sử dụng trình loại asphanten hai bậc Trong tháp loại asphanten bậc II có áp suất nhiệt độ thấp tháp loại asphanten bậc I; bội propan so với nguyên liệu cao nhiều để vận chuyển dung dịch bitum vào tháp thứ hai khơng cần dùng máy bơm áp suất tháp loại asphanten bậc I cao 214 Propan từ dung dịch deasphantizat bậc I II hoàn nguyên riêng Deasphantizat bậc II chứa lượng đáng kể hydrocarbon thơm Dầu nhờn từ deasphantizat bậc I sau làm phenol tách parafin có số nhớt 80 ÷ 90 hàm lượng cốc 0,3 ÷ 0,4 %, dầu nhờn từ deasphantizat bậc II có số nhớt ÷ 90 hàm lượng cốc 0,8÷1,2 % 1.2286 Mất mát propan sơ đồ công nghiệp loại asphanten bậc ÷ kg/tấn gudron chế biến; sơ đồ loại asphanten hai bậc cao Chi phí nhiên liệu cho lị nung (phụ thuộc vào chất liệu nguyên liệu, độ sâu loại asphanten, hàm lượng propan dung dịch bitum, dạng nhiên liệu…) khoảng 15 ÷ 30 kg/ gudron đặc trưng của sơ đồ loại asphanten có chi phí nước cao, chiếm 50% tổng chi phí hoạt động 1.2287 1.2288 Chương 12 SỰ PHÁT TRIỂN CỦA CÔNG NGHỆ LỌC DẦU 1.2289 1.2290 Giới thiệu 1.2291 Ngày nhà chế biến dầu phải đối mặt với thách thức lớn dầu thô ngày nặng chua Một thách thức khác tiêu chuẩn chất lượng ngày cao Do việc nghiên cứu ứng dụng tiến công nghệ lọc chế biến dầu đòi hỏi thực tế đẩy mạnh Các tiến ứng dụng công nghệ, xúc tác thiết bị chế biến Các trình ý cải tiến nhiều làm hydro, loại hợp chất lưu huỳnh hydrocracking tận dụng phần nguyên liệu nặng 1.2292 Dầu khí ngày trở thành nguồn tài nguyên thiên nhiên vơ q giá, mang tính chiến lược quan trọng, làm thay đổi khởi sắc kinh tế quốc gia Bộ trưởng lượng Anh nói ”Dự trữ dầu mỏ nước thật quí dự trữ vàng ngoại tệ vậy” kỷ qua chắn nhiều năm tới, dầu mỏ khí thiên nhiên coi nguồn nhiên liệu, nguyên liệu chủ yếu cho công nghiệp chế biến nhiều quốc gia giới Dầu khí khơng có ý nghĩa to lớn mặt 215 kinh tế mà có ý nghĩa trị xã hội, tạo lượng vật chất to lớn góp phần ổn định phát triển kinh tế, xã hội, tạo khả cất cánh cho nhiều quốc gia 1.2293 Sự tăng trưởng kinh tế giới dẫn tới nhu cầu nhiên liệu distilat tăng Nhiên liệu diesel nhiên liệu vận tải quan trọng số nước kinh tế phát triển vùng kinh tế phát triển mạnh để vận chuyển hành khách hàng hóa Tiêu thụ nhiên liệu distilat trung bình số nước phát triển dự đóan tăng vài %/năm năm 2000 1.2294 Trong giai đoạn tới nhà chế biến dầu phải đối mặt với thách thức lớn phải sản xuất nhiên liệu môi trường, tiêu chuẩn chất lượng ngày cao Mặt khác nhà chế biến dầu cịn phải đối mặt với xu dầu thơ ngày nặng chua nguyên liệu dầu thô nhẹ giới ngày cạn dần Hơn biên giới quốc gia thị trường dầu ngày xóa nhịa, nên tiêu chuẩn hóa theo chuẩn quốc tế đòi hỏi thực tế, tạo điều kiện cho cạnh tranh Giá dầu thô sản phẩm dầu tăng 30 USD/thùng từ tháng 5/2000 tiếp tục tăng Ở bang California, Mỹ cần sử dụng MTBE cho xăng kể từ năm 2002 áp dụng qui chế xăng reformat Trong thời gian tới Mỹ áp dụng tiêu chuẩn xăng diesel có hàm lượng lưu huỳnh cực thấp (150ppm xăng 350 ppm diesel) giảm hàm lượng aromat xăng Các nhà chế biến dầu Châu Âu đòi hỏi phải sản xuất nhiên liệu diesel có hàm lượng lưu huỳnh giảm (50 ppm đáp ứng tiêu chuẩn sản phẩm vào năm 2050) để đáp ứng u cầu cần có cơng nghệ HDS hiệu Hiện nay, việc sản xuất xăng cháy tuân thủ tốt nhiên liệu diesel Trong có qui định hàm lượng tối đa tối thiểu số thành phần chứa xăng 1.2295 Tăng công suất sản phẩm distilat khiến nhà chế biến dầu phải đối mặt với dư phân đoạn nhiên liệu cặn lọc dầu thị trường dầu thơ nặng giảm Cịn nhiên liệu lưu huỳnh sử dụng vận tải biển sản xuất lượng Trong bối cảnh số nhà chế biến dầu lựa chọn phương án bổ sung thêm cụm hydrocracking để chuyển hóa loại lưu huỳnh phần cặn chưa chuyển hóa Trong nhà chế biến dầu khác lại 216 chọn sử dụng cặn dầu vào sản xuất lượng kết hợp sản xuất điện với hydro thông qua xây dựng nhà máy turbin khí 1.2296 Xu hướng thị trường làm cho cách biệt giá nhiên liệu vận tải tốt dầu nhiên liệu lưu huỳnh cao ngày lớn Với giá dầu thô tăng khỏang 10$/thùng nhà lọc dầu cần tăng cường chuyển hóa nhựa chưng cất chân không để đáp ứng nhu cầu thị trường 1.2297 Tiến xúc tác 1.2298 Trước nhà chế biến dầu dựa vào công nghệ chiết tách lưu huỳnh làm Merox để đáp ứng tính chất xăng diesel Tuy nhiên, ngày nhiều nhà chế biến dầu quay sang ứng dụng làm hydro cho sản xuất nhiên liệu giao thông vận tải lưu huỳnh thấp Với việc tiếp tục cải tiến công nghệ xúc tác khiến cho Merox trở thành q trình thành cơng UOP Phản ứng đặc trưng cho trình Merox oxi hóa mercaptan (RSH) thành disulfur (RSSR) môi trường alkanamin Trong thực tế người ta tiến hành loại mercaptan nguyên liệu nhẹ khí, C3, C4, LPG naphta, sau oxi hóa xúc tác Merox Các phân đoạn hydrocarbon nặng Naphta, kerosen, nhiên liệu phản lực diesel chứa dạng mercaptan khơng thể chiết khỏi hydrocarbon Trong q trình làm Merox với lớp xúc tác cố định mercaptan oxi hóa thành disulfur có khơng khí, xúc tác Merox môi trường kiềm, hàm lượng lưu huỳnh q trình khơng thay đổi Hơn xúc tác Merox trường hợp sử dụng dạng bột bất tiện Do đó, xúc tác Merox hệ thứ hai (Merox WSTM) đời, có họat độ cao dễ sử dụng, giao nhận 1.2299 Xúc tác Merox No8TM tầng cố định sử dụng trình làm xúc tác Merox FB mang than họat tính Với việc sử dụng xúc tác No8 nhà chế biến dầu không cần tiến hành giai đoạn tẩm xúc tác dòng (in situ) nhờ xúc tác tham gia vào phản ứng nhanh để nhà máy chế biến dầu làm việc liên tục UOP phát triển kích họat xúc tác Merox FB tạo thành xúc tác Merox PlusTM Chất kích họat Merox PlusTM giúp cho tâm xúc tác không bị che phủ trình phản ứng Vì 217 sử dụng Merox Plus thời gian làm việc xúc tác kéo dài, phù hợp cho trình FCC 1.2300 Ứng dụng xúc tác dạng sở zeolit, có ý nghĩa định trình cracking xúc tác Zeolit tổng hợp ứng dụng rộng rãi làm chất hấp phụ xúc tác thành phần có kim loại có khả trao đổi ion môi trường nước, tạo thành phần khác Zeolit “Y” với tỷ lệ mol SiO2:Al2O3 từ 3,1 đến sử dụng làm xúc tác cracking Ở số nước zeolit X (có lệ mol SiO 2:Al2O3 2,5) tham gia thành phần xúc tác cracking cơng nghịệp Xúc tác zeolit có họat độ, độ lựa chọn cao có khả chịu chất đầu độc tốt, bền với nước Sử dụng zeolit tạo cốc giảm hiệu suất sản phẩm khí thấp Trong cơng nghiệp zeolit khơng sử dụng dạng túy mà dạng phụ gia (từ đến 15% k.l.) thêm vào alumosilicat Việc ứng dụng xúc tác zeolit vào thực tế chế biến dầu làm tăng số kinh tế - kỹ thuật trình 1.2301 Nhược điểm xúc tác zeolit chúng có giá thành cao có số tốt cho nguyên liệu cất trực tiếp, không chứa aromat Cracking gasoil có xúc tác zeolit khơng có ưu 1.2302 Xúc tác cracking điều chế dạng hạt vi cầu để ứng dụng lớp tầng sôi viên cầu cho cracking lớp tĩnh Bội xúc tác tuần hồn sơ đồ fluid giảm từ ÷ 20 xuống ÷ 11, cịn sơ đồ với xúc tác viên cầu số tăng từ 1,5 ÷ 2,2 lên đến ÷ Bên cạnh sử dụng nguyên liệu nhẹ (distilat), người ta chế biến lượng lớn nguyên liệu distilat nặng, có sản phẩm trình thứ cấp 1.2303 Xúc tác thay đổi then chốt việc xác định đặc tính sản phẩm polypropylen (PP) đặc điểm trình hạ nguồn Sự tăng trưởng sản xuất polypropylen Châu Á - Thái Bình Dương 50 năm qua đáng ghi nhận Sự tăng trưởng dẫn đến tiêu thụ xúc tác cho sản xuất polyolefin tăng yêu cầu đổi công nghệ Tuy nhiên việc sản xuất PP dường tối ưu hóa qui trình, hiệu cơng suất Xúc tác có khả tăng tính kinh tế, điều khiển vi cấu trúc polymer, điều khiển phân tử lượng PP Nó điều khiển đại cấu trúc, hình thể 218 phân bố pha copolymer và/ bipolymer Xúc tác định loại sản phẩm sản xuất 1.2304 − Xúc tác Etyl Benzoat (EB) sử dụng công nghệ sản xuất PP có phân tử lượng lớn Xúc tác Etyl Benzoat xúc tác hệ ba có sử dụng EB làm chất cho liên kết Xúc tác Avant ZN etyl benzoat có số ưu điểm so với xúc tác EB công nghiệp 1.2305 − Xúc tác Phtalat xúc tác hệ bốn, có tuổi thọ dài Xúc tác Avant ZN Phtalat xúc tác đa tính chất, sản xuất sản phẩm khác Các sản phẩm ứng dụng sản xuất film, sợi ứng dụng khác 1.2306 − Xúc tác dieter xúc tác hệ thứ 5, sản xuất polymer có kích thước nano Xúc tác có khả sản xuất vật liệu dạng lớp mỏng 1.2307 Tiến công nghệ 1.2308 Công nghiệp chế biến dầu thay đổi quan trọng xử lý cặn dầu thô lịch sử 136 năm Trong năm 1960 1970 nhà chế biến dầu lựa chọn phương pháp loại bỏ cacbon để tận dụng cặn dầu cơng nghệ có chi phí thấp Tiếp theo q trình cốc hóa Visbreaker lựa chọn để cracking nhựa số nhà máy để đáp ứng luật môi trường công nghệ xử lý hydro ứng dụng để làm sản phẩm cracking sinh q trình cốc hóa Visbreaker Trong q trình cốc hóa tất sản phẩm làm hydro, nhờ làm thay đổi hình ảnh kinh tế cơng nghệ cracking nhiệt cặn dầu Làm hydro lựa chọn ba yếu tố sau: 1.2309 − Hydro giá thành thấp sản xuất từ cụm reforming xúc tác; 1.2310 − Giá dầu thô tăng từ năm 1970; − Luật môi trường đời 1.2311 Từ năm 1980 Hoa Kỳ, Châu Âu nước Châu Á - Thái Bình Dương lựa chọn cơng nghệ xử lý hydro cặn dầu 62% số 219 dự án để chuyển hóa cặn loại lưu huỳnh nhà máy chế biến dầu công 1.2312 nghệ làm hydro thực theo hai phương án sau: 1.2313 − Loại lưu huỳnh cặn chưng cất khí (ARDS), cracking xúc tác cặn (RFCC) nhằm tăng tối đa hiệu suất sản xuất xăng 1.2314 − Ứng dụng q trình chuyển hóa sử dụng hydro H-oil (hydrocracking cặn chân không) để chế biến cặn chân không kết hợp với FCC hydrocracking 1.2315 1.2316 Sơ đồ kết hợp H-Oil FCC 1.2317 1.2318 IFP cơng nghệ tuyệt vời Q trình Hyvahl tầng cố định phù hợp cho việc nâng cấp cặn chưng cất khí cặn chân không chứa hàm lượng kim loại thấp để sản xuất FO lưu huỳnh thấp nguyên liệu cho RFCC 220 1.2319 1.2320 1.2321 Sơ đồ IFP Sơ đồ kết hợp delayed cocker với làm hydro phương án công nghệ lựa chọn Trong trường hợp tất sản phẩm lỏng cần xử lý hydro trước sản phẩm cuối sản xuất đến trình hạ nguồn Sản phẩm q trình cốc hóa chứa hàm lượng lưu huỳnh nitơ cao olefin, diolefin hydrocarbon aromat cần bão hòa để thỏa mãn độ bền chất lượng sản phẩm 1.2322 Công nghệ lựa chọn để đáp ứng đặc tính diesel là: 1.2323 − Hydrocracking để sản xuất diesel giảm lưu huỳnh Nhà máy chế biến dầu với cụm hydrocracking lựa chọn tốt để sản xuất diesel có hàm lượng lưu huỳnh 0,005%k.l mà không cần tăng đầu tư đáng kể Tuy nhiên Hoa Kỳ cụm hydrocracking thường họat động với mục đích thu xăng nhiều Việc chuyển sang sản xuất diesel làm giảm lợi nhuận Sản xuất diesel với nguyên liệu dầu nhẹ (LCO- light cycle oil) từ FCC cần phải thêm giai đoạn giảm hydrocarbon aromat để đáp ứng yêu cầu hàm lượng 10% 1.2324 − Xử lý hydro để giảm lưu huỳnh Hiện số nhà máy chế biến dầu Hoa Kỳ có cụm xử lý hydro diesel lưu huỳnh thấp Quá 221 trình sản xuất trực tiếp diesel phân đoạn để sản xuất nhiên liệu diesel 0,005%k.l lưu huỳnh Chi phí đầu tư cho giảm lưu huỳnh xử lý hydro cent/gallon 1.2325 − Bão hòa aromat để giảm hàm lượng aromat 1.2326 để sản xuất lượng tối đa diesel xăng chất lượng cao người ta xem xét phương án công nghệ khác nhau, bao gồm hydrocracking FCC/alkyl hóa như: 1.2327 − Trường hợp 1: Delayed coking thông thường 1.2328 − Trường hợp 2: Delayed coking, công nghệ Conoco 1.2329 − Trường hợp 3: FCC cặn 1.2330 − Trường hợp 4: Hydrocracking nhựa kết hợp với coking 1.2331 − Trường hợp5: Hydrocracking nhựa kết hợp với loại asphanten dung môi 1.2332 − Trường hợp 5: Hydrocracking nhựa kết hợp với loại asphanten dung môi coking 1.2333 Delayed coking sở công nghệ Conoco có thời gian thu hồi vốn ngắn để sản xuất xăng cực đại, nhà máy chế biến dầu chọn phương án FCC kết hợp với alkyl hóa mà khơng có hydrocracking 1.2334 Loại sáp khỏi rafinat chưng cất chứa sáp giai đoạn quan trọng, toàn parafin mạch thẳng, parafin mạch nhánh nhẹ số hydrocarbon mạch vòng với nhánh alyfatic mạch thẳng tách khỏi nguyên liệu Phương pháp loại sáp thơng thường, sáp, dầu sánh trộn với dung môi lạnh để lắng sáp Sáp tách loại khỏi dung mơi nhờ q trình lọc Phương pháp loại sáp dung môi (SDW) công đoạn đắt cất dầu nhờn Dung môi thường sử dụng trình SDW hỗn hợp etyl-keton (MEK)/toluen có khả hịa tan dầu loại sáp tốt 1.2335 Loại sáp phương pháp hóa học q trình chuyển hóa hóa học, diễn qua trình cracking lựa chọn (hoặc) đồng phân hóa phân tử sáp với xúc tác vật liệu dạng rây phân tử, zeolit, để hạ nhiệt 222 độ sôi sản phẩm (sản phẩm cracking) để tạo cấu trúc nhánh từ parafin (đồng phân hóa) Hiệu suất tạo dầu nhờn chất lượng điều chỉnh cấu trúc xốp xúc tác tỷ lệ họat tính cracking đồng phân hóa xúc tác 1.2336 Loại sáp xúc tác phương pháp thay cho loại sáp dung môi có chi phí đầu tư chi phí sản xuất thấp nhiều so với SDW Hiện giới phương pháp xúc tác sử dụng 6% cụm sản xuất dầu nhờn tỷ lệ tăng gấp đơi năm 2000 1.2337 Q trình MLDW công nghệ loại sáp xúc tác Mobil ứng dụng vào 1970, dựa xúc tác zeolit ZSM-5 trình ZSM-5 cracking lựa chọn n-parafin mạch nhánh, sinh naphta LPG So với SDW trình MLDW loại nhiều parafin để đạt nhiệt độ vẩn đục Khi thương mại hóa vào năm 1981 q trình MLDW thay thành cơng có hiệu SDW Q trình MLDW dễ họat động, chi phí làm việc thấp, đầu tư yêu cầu lượng thấp nên tiết kiệm so với SDW 3-6$/thùng nguyên liệu Ngày nay, trình MLDW biến đổi để phù hợp với đa dạng nguyên liệu đặc thù chế biến dầu Nguyên liệu thay đổi từ gasoil chân không rafinat chế biến dung môi đến sản phẩm hydrocracking dầu nhờn cặn hydrocracking nhiên liệu 1.2338 Trong 14 năm họat động trình MLDW, nhiều xúc tác thiết kế cải tiến Cấu trúc xúc tác tiên tiến kéo dài chu kỳ làm việc tăng chất lượng sản phẩm Mỗi xúc tác cải tiến khiến cho độ mềm dẻo q trình MLDW tăng lên chế biến nguyên liệu ngày khó 1.2339 Sản phẩm hydrocracking thuộc nhóm nguyên liệu cần loại sáp xúc tác Nguyên liệu có hàm lượng hợp chất sulfur, nitơ cốc thấp so với nguồn nguyên liệu lấy từ chế biến dung môi để tận dụng lợi nguồn nguyên liệu “sạch” hãng Mobil phát triển trình MLDW sử dụng zeolit có độ lựa chọn cấu trúc cao so với xúc tác ZSM-5 Kim loại quí tẩm lên xúc tác MLDW để tạo khả đồng phân hóa sáp cắt mạch lựa chọn, dẫn đến tăng độ lựa chọn trình 223 1.2340 MSDW có ưu so với loại sáp dung mơi xúc tác MSDW chuyển hóa sáp thành dầu nhờn thơng qua hydroisomer hóa So với MLDW, q trình MLDW sản xuất nhiều distilat trung bình (165 ÷ 321oC) với mức chi phí naphta, C5 C4 1.2341 Q trình MWI, bao gồn hydrocracking ơn hịa đồng phân hóa, phát triển để chuyển hóa nguyên liệu giàu sáp Quá trình MWI cho hiệu suất dầu nhờn sản phẩm nhớt cao độ chuyển hóa sáp cho trước MWI ứng dụng cho nguyên liệu khác để sản xuất dầu nhờn chất lượng cao 1.2342 Công nghệ sản xuất dầu nhờn khơng ngừng hồn thiện, bao gồm thiết kế sơ đồ phức hợp Hệ thống phức hợp gồm vài sơ đồ công nghệ sản xuất số sản phẩm khác Việc thay sơ đồ độc lập khu phức hợp làm giảm đầu tư chi phí sản xuất, giảm diện tích xây dựng cơng nhân, tăng cơng suất lao động Tăng hiệu suất sản xuất dầu nhờn đạt cách hồn thiện tăng cường q trình riêng rẽ 1.2343 Tiến thiết bị 1.2344 Việc đưa trình chiết dầu cặn tới hạn (Residium Oil supercritical Extraction – ROSE) vào ứng dụng năm 1970 tạo khả xây dựng sơ đồ loại asphanten công suất lớn, hiệu cao tiết kiệm lượng Với tiến công nghệ q trình loại asphaten dung mơi trở thành phương pháp chế biến dầu sâu có hiệu Ngày công nghệ tới hạn ứng dụng để sản xuất nguyên liệu cho trình FCC (Fluid catalytic cracker), dầu nhờn nhẹ, nguyên liệu dầu loại asphanten cho cụm công nghệ xử lý hydro hydrocracking, đặc biệt nhựa nhiên liệu nặng 1.2345 Sự tiến thiết kế tháp tách tới hạn dẫn tới phát triển công nghệ loại asphanten kết hợp với trình ROSE Kellogg đề xuất Công nghệ phân riêng cho phép tăng đáng kể công suất cụm ROSE hạ chi phí đầu tư chi phí họat động cho nhà máy ROSE tương lai Có hai sơ đồ cơng nghệ ROSE xây dựng vào năm 1970, 224 q trình loại asphanten dung mơi propan để sản xuất dầu nhờn sáng thành phần pha trộn asphanten; cụm ROSE thứ hai dùng cho sản xuất nguyên liệu cho FCC thành phần pha trộn asphanten Ngày cụm công nghệ ROSE cải tiến theo ba hướng: 1.2346 − Hoàn thiện thiết bị phân riêng 1.2347 − Tối ưu hóa thiết bị trao đổi ROSE 1.2348 − Tăng khả phân tích tính chất hóa lý sản phẩm dầu 1.2349 Theo hướng thứ nhất, tháp tách asphanten nguyên liệu cặn chưng cất chân không tiếp xúc với dung môi parafin nhẹ sau tiến hành hồn ngun dung mơi điều kiện tới hạn tháp tách DAO Ở điều kiện tới hạn, phần dầu hòa tan dung môi tách khỏi dầu mà không cần ứng dụng phương pháp lượng mạnh hóa flash Do chi phí lượng thấp cho hồn ngun dung mơi q trình ROSE nên với tỷ lệ dung mơi: ngun liệu cao cho phép có hiệu phân tách cao chất lượng sản phẩm cao 1.2350 Các thiết bị phân tán ứng dụng tháp tách tạo hiệu cao họat động tháp Nguyên liệu nhựa pha lỗng dung mơi tuần hồn trước vào tháp tách qua phân phân bố đáy tháp 1.2351 Ảnh hưởng tiến công nghệ đến chất lượng sản phẩm lọc dầu 1.2352 Luật sử dụng Naphta lưu huỳnh thấp đời địi hỏi nhà lọc dầu tìm cách giảm lưu huỳnh sản phẩm với chi phí thấp Mặc dù tồn hydrocarbon dãy sơi Naphtan đựơc xử lý hydro, q trình số octan giảm chi phí hydro tăng Do xu hướng cải tiến chia nhỏ naphtan thành phân đoạn nhẹ phân đoạn nặng Khi phân đoạn Naphta nhẹ phân tách sơ đồ chiết lỏng - lỏng Merox điều kiện ơn hịa Cịn phân đoạn nặng, chứa nhiều hợp chất lưu huỳnh đưa loại lưu huỳnh thí dụ q trình ISALTM Trong sơ đồ ISALTM phân đoạn naphta nặng no hóa olefin tiếp để tăng trị số octan Bằng cách loại 95% lưu huỳnh phân đoạn naphta nhẹ sơ đồ chiềt lỏng - 225 lỏng Merox mà không làm giảm trị số octan Như vậy, cách cắt Naphta thành phân đoạn hợp lý loại lưu huỳnh tối đa phân đoạn FCC nhẹ Do Tiophen có nhiệt độ sơi 65oC, nên cần cắt phân đoạn naphta cho tiophen giữ lại phân đoạn naphtan FCC nặng 1.2353 Ngày yêu cầu hàm lượng lưu huỳnh sản phẩm dầu ngày thấp Bên cạnh với thành tựu đạt năm qua lĩnh vực cơng nghệ, thiết kế lị phản ứng, xúc tác, điều chỉnh thành phần hydrocarbon thiết bị điều khiển tạo điều kiện sản xuất nhiên dliệu diesel lưu huỳnh cực thấp (ultra low sulphur diesel- ULSD) Có ba vấn đề then chốt sản xuất ULSD là: 1.2354 − đặc điểm nguyên liệu trình 1.2355 − Sự tiến xúc tác làm tăng tính kinh tế q trình sản xuất 1.2356 ULSD 1.2357 − Cơng nghệ thiết kế lị phản ứng để tăng hiệu suất sơ đồ làm hydro 1.2358 Các xúc tác loại lưu huỳnh truyền thống CoMo Nhưng với việc ứng dụng xúc tác hàm lượng lưu huỳnh diesel không thấp Với yêu cầu sản xuất ULSD với hàm lượng lưu huỳnh 50ppm, cần chọn xúc tác có hiệu Một khám phá có tính chìa khóa đề xuất xúc tác CENTINEL Criterion Catalysts & Technologies (Criterion) Xúc tác CENTINEL có họat độ độ bền cao Ngày nay, nhiều trình làm hydro distilat sử dụng xúc tác CENTINELđể sản xuất diesel với hàm lượng lưu huỳnh 5-50 ppm, có thời gian làm việc 2-3 năm 1.2359 Tiếp tục phát triển Criterion cho đời xúc tác hệ cho công nghệ reforming với tên gọi công nghệ CENTINEL GOLD vào tháng năm 2004, tạo điều kiện cho nhà máy chế biến dầu mềm dẻo cải tạo điều kiện trình Hai xúc tác reforming nguyên thủy CENTINEL GOLD DC-2318 DN-3330, xúc tác CoMo NiMo Criterion cho trình xử lý hydro distilat Xúc tác CENTINEL GOLD DC-2318 có họat độ 150% so với xúc tác sử dụng giới Xúc tác CENTINEL GOLD DC-2318 giúp giảm chi phí đầu tư nhờ giảm kích thước lị 226 phản ứng chi phí khác (như làm hydro) Xúc tác CENTINEL GOLD DC-2318 có họat tính HDN cao Với họat độ HDN cao xúc tác CENTINEL GOLD DC-2318 sử dụng với áp suất riêng phần hydro cao so với áp suất tối ưu sử dụng xúc tác CoMo hệ trước sản xuất ULSD Ưu cho phép sử dụng xúc tác 100% CoMo đạt họat độ HDS cực đại với mức tiêu thụ hydro thấp so với sử dụng xúc tác NiCo 1.2360 Ngày với phát triển CENTINEL GOLD Criterion đưa công nghệ xúc tác với tên gọi ASCENT, sử dụng để điều chế xúc tác cho công nghệ xử lý hydro cho distilat áp suất thấp đến trung bình Cơng nghệ tăng độ phân tán pha họat động nhờ sử dụng công nghệ mang Xúc tác hệ ASCENT DC-2531 xúc tác tốt cho trình xử lý hydro distilat áp suất thấp 1.2361 Chất lượng sản phẩm dầu ngày 1.2362 Chất lượng nhiên liệu vận tải, đặc biệt xăng diesel thay đổi mạnh tòan giới thập niên qua Ở Châu Á Nhật Bản hàm lượng lưu huỳnh xăng cần phải xuống đến 10 ppm(k.l.) Ở Hoa Kỳ vào năm 2006, hàm lượng lưu huỳnh xăng cần thấp 30ppm [1] Hiện dầu Diesel phải có hàm lượng lưu huỳnh cực đại 0,05% k.l, trị số xetan tối thiểu 40 số nhóm cơng nghiệp địi hỏi trị số xetan 50 hàm lượng hydrocarbon aromat 20% [2] để giảm hàm lượng hydrocarbon aromat từ 34% xuống đến 10% (t.t.) cần chi phí 10-15 cent/gallon [2] Chi phí cho việc gia tăng trị số xetan từ 40 lên đến 50 2- 2,5 cent/gallon điều thực nhờ thêm phụ gia tăng cường trình hydrocracking dầu 1.2363 1.2364 227 ... đơn giản Chưng cất bay dần dần: Chủ yếu dùng phịng thí nghiệm để xác định đường cong chưng cất Enghen Chưng cất bay lần: Cho phép nhận phần chưng cất lớn so với bay lần Chưng cất bay nhiều lần: