Đang tải... (xem toàn văn)
Chương 1 Nguồn gốc dầu mỏ và khí Chương 2 Thành phần hóa học và phân loại dầu mỏ Chương 3 Ứng dụng của các phân đoạn dầu mỏ Chương 4 Các đặc trưng hóa lý và sự đánh giá chất lượng dầu mỏ Chương 5 Quá trình cracking Chường 6 Quá trình reforming Chương 7 Quá trình izome hóa Chương 8 Quá trình polyme hóa Chương 9 Quá trình alkyl hóa Chương 10 Quá trình thơm khóa Alkan và các olefin nhẹ Chương 11 Quá trình chuyển hóa xúc tác có sự tham gia của Hydro Chương 12 Quá trình Hydro hóa, Dehydro hóa Chương 13 Làm sạch các sản phẩm dầu mỏ Chương 14 Zeolit và vai trò của nó trong lọc hóa dầu Chương 15 Sơ lược về dầu mỏ và khí của Việt Nam
PGS TS Dinh Thi Ngo Tema a Dùng lam tdi liéu gidng day cho sinh viên Đợi hoc Bach khoa vỏ cóc trưởng khóc ` KY THUAT OA HOC VA SÁCH CHÀO MỪNG KỶ NIỆM 50 NĂM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI PGS TS ĐINH THỊ NGỌ HOÁ HỌC DẦU MỎ VÀ KHÍ Giáo trình cho sinh viên trường Đại học Bách khoa trường khác (In lần thứ có sửa chữa bổ sung) Cy) NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT HÀ NỘI ~ 2006 VỜI NÓI ĐẦU Dầu mỏ người biết đến từ thời cổ xưa, đến kỹ XVIII, dầu mỏ sử dụng làm nhiên liệu để đốt cháy, thắp sáng Sang ky XIX, dau coi nguồn nhiên liệu cho phương tiện giao thông cho kinh tế quốc dân Hiện nay, dầu mỏ trở thành nguồn lượng quan trọng quốc gia giới Khoảng 65 đến 70% lượng sử dụng từ dầu mỏ, có 20 đến 22% lượng từ than, đến 12% từ lượng hạt nhân đến Bên cạnh đó, hướng sử dụng mạnh 6% từ lượng nước mẽ có hiệu dầu mỏ làm nguyên liệu cho công nghiệp tổng hợp hoá dầu như: sản xuất cao su, chất dẻo, tơ sợi tổng hợp, chất hoạt động bề mặt, phân bón, chí protein Ngồi sản phẩm nhiên liệu sản phẩm hoá học dầu mỏ, sản phẩm phi nhiên liệu dầu mỡ bơi trơn, nhựa đường, hắc ín phần quan trọng phát triển công nghiệp Nếu khơng có dầu mỡ bơi tron khơng thể có cơng nghiệp động cơ, máy móc, tẳng kinh tế xã hội Hiệu trình chế Theo trình sử dụng dầu mỏ phụ thuộc vào chất lượng biến, q trình xúc tác giữ vai trị chun gia hố dầu Châu Âu, việc đưa dầu chế biến nâng cao hiệu sử dụng quan trọng mỏ qua đầu mỏ lên lần, tiết kiệm nguồn tài nguyên quí Cùng với phát triển mạnh mẽ công nghiệp dầu khí giới, dầu khí Việt Nam phát từ năm 1970 đà phát triển Chúng ta tìm nhiều mỏ chứa dầu với trữ lượng tương đối lớn mé Bạch Hổ, Đại Hùng, mô Rồng vùng Nam Cơn Sơn; mỏ khí Tiền Hải (Thái Bình), Lan Tây, Lan Đỏ Đây nguồn tài nguyên q để giúp nước ta bước vào ky ngun cơng nghệ dầu khí Nhà máy lọc dầu số Dung Quất với công suất 6,5 triệu tấn/năm hoàn thành tiến hành dự án tiền khả thi nhà máy lọc dầu số 2,Do hiểu biết áp dung khoa học, công nghệ tiên tiến lĩnh vực hố dầu địi hỏi cấp bách cho nghiệp phát triển Tài liệu nhằm cung cấp kiến thức hố học dầu mỗ khí cho sinh viên, học viên cao học ngành cơng nghệ hữu hố dầu trường Đại học Bách khoa Hà Nội trường khác Các nội dung xếp thành hai phần chính: Đầu ¿hơ (từ chương | đến chương IV) Hố học q trình chế biến dầu (từ chương V đến chương XV) Tác giả xin chân thành cảm ơn góp ý bạn đọc nội dung hình thức để lần tái sau tài liệu hoàn thiện Tác giả MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU PHAN THU NHAT DAU THO Chương I NGUON GỐC DAU MO VÀ KHÍ 1.1 Nguồn gốc khống 1.2 Nguồn gốc hữu 10 Chương II ‘THANH PHAN HOA HOC VA PHAN LOAI DAU MO T1, 13 Thanh phần hydrocacbon dầu mỏ 112 Các thành phần phi hydrocacbon 16 1I.3 Phân loại dầu mỏ 20 11.4 Thành phần phân loại khí 23 Chuong HI UNG DUNG CUA CAC PHAN DOAN DAU MO HL Phan doan 25 25 11.2 Phan doan xang 32 HN 49 Phan doan kerosen 1.4 Phân doan gasoil nhẹ 54 II.5 Phân đoạn gasoil nặng (phân đoạn dầu nhờn) 59 IH.6 Phân đoạn cặn dầu mỏ (gudron) 68 Chương IV CÁC ĐẶC TRƯNG HOÁ LÝ VÀ SỰ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG DẦU MỎ 72 IV.1 Xác định đặc trưng hoá lý phân đoạn đầu mỏ 72 1V,2 Đánh giá chất lượng dầu mỏ 90 PHAN THU HAI HOÁ HỌC CÁC OUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN DẦU 97 Chương V QUÁ TRÌNH CRACKING V.I Cracking nhiệt 97 97 V.2 Cracking xúc tác 100 Chương Vĩ QUÁ TRÌNH REFORMING 117 VI.I Cơ sở hố học 117 VI.2 Mục đích q trình reforming 119 VI.3 Xúc tác reforming 119 VIỊ.4 Cơ chế phản ứng reforming 124 VLS Nguyên liệu sản phẩm thu trình 126 VI.6 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình reforming xúc tác 129 VỊ.7 Tiến công nghệ reforming xúc tác 132 VL8 Các phương pháp nghiên cứn đặc trưng xúc tác 133 Chương VII QUÁ TRINH IZOME HOA 135 VILL Khai niém 135 VII.2 Xúc tác q trình izome hố 135 VH.3 Cơ chế phản ứng izome hoá 137 Chương VII.1 Khái niệm VIIT Q TRÌNH POLYME HỐ VIII.2 Xúc tác chế phần ứng VII.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình polyme hố VỊI.4 Ngun liệu cho q trình polyme hố 144 144 144 146 147 Chương IX Q TRÌNH ALKYL HỐ 148 1X.1 Khái niệm 148 1X.2 Alkyl hod alcan 148 1X.3 Alkyl hod benzen aren khác 151 1X.4 Các yếu tố ảnh hưởng 152 Chương X QUA TRINH THOM HOA CAC ALCAN VA OLEFIN NHE 154 X.I Ý nghĩa 154 X42 Xúc tác loại phản ứng thơm hoá 154 Chương XI Q TRÌNH CHUYỂN HỐ XÚC TÁC CĨ SỰ THAM GIA CỦA HYDRO 166 (Hydrocracking, hydrodesunfua hod, hydrodenite hod) XII Hydrocracking 166 XI2 Hydrodesunfua hoá (HDS ) 172 XI.3 Hydrodenitơ hoá (HDN) 173 Chương XII Q TRÌNH HYDRO HỐ, DEHYDRO HỐ XIL 1, Khái niệm XxI.2 Xúc tác hydro hoá 177 177 177 XxIH.3 Hod hoc va co ché phan ting hydro hod va dehydro hoa 182 XxI.4 Ứng dụng trình hydro hod va dehydro hoa 185 Chương XI] XII.I XHI2 XII3 LÀM SẠCH CÁC SẢN PHẨM DẦU MỎ 187 Ý nghĩa trình 187 Lầm phương pháp hoá học 188 Lam hấp phụ xúc tác 190 Chương XIV ZEOLIT VÀ VAI TRÒ XÚC TÁC CỦA NĨ TRONG LỌC - HỐ DẦU XIV.I Tổng quan zeolit XIV.2 193 193 Ứng dụng zeolit lọc - hoá dầu 213 Chương XV SƠ LƯỢC VỀ DẦU MỎ VÀ KHÍ CỦA VIỆT NAM 223 XV.I Khái quát chung 223 XV.2 Đặc điểm dầu thô Việt Nam 224 XV.3 Khả sản xuất nhiên liệu cơng nghiệp tổng hợp hố đầu từ dầu mỏ Việt Nam 238 PHỤ LỤC 241 TÀI LIỆU THAM KHẢO 248 PHAN THU NHẤT DAU THO ChuongI NGUỒN GỐC DẦU MỎ VÀ KHÍ Đầu mổ khí khống vật phong phú tự nhiên, chúng có mặt nhiều nơi lòng đất Để giúp cho việc tìm kiếm khu vực chứa dầu khí, nghiên cứu nguồn gốc, xuất xứ đầu khí quan Trọng Có nhiều ý kiến tranh luận trình hình thành chất hydrocacbon dầu khí, chủ yếu hai giả thuyết: giả thuyết nguồn gốc vơ (gọi nguồn gốc khống) nguồn gốc hữu đầu mỏ 1.1 NGUỒN GỐC KHỐNG Theo giả thuyết này, lịng Trái đất có chứa cacbua kim loại Al4C:, CaCs Các chất bị phân huỷ nước để tạo CHạ C;H¿: AC; CaC, + + 12HO —> 4AI(OH); 2Hi10 -——*® Ca(OH) + 3CH¿ + GHz Các chất khởi đầu (CH¿, C;H2) qua q trình biến đổi tác dụng nhiệt độ, áp suất cao lòng đất xúc tác khoáng thành loại hydrocacbon có đầu khí Để chứng minh cho điều đó, năm sét, tạo 1866, Berthelot di téng hop duoc hydrocacbon thơm từ axetylen nhiệt độ cao xúc tác Năm 1901, Sabatier Sendereus thực phản ứng hydro hoá axetylen xúc tác niken nhiệt độ khoảng 200 đến 300°C, thu loạt hydrocacbon tương ứng thành phần dầu Cùng với hàng loạt thí nghiệm trên, giả thuyết nguồn gốc vô dầu mỏ chấp nhận thời gian dài Sau này, trình độ khoa học kỹ thuật ngày phát triển người ta bắt đầu hơài nghỉ luận điểm vì: — Đã phân tích (bằng phương pháp đại) đầu thơ có chứa porphyrin có nguồn gốc từ động thực vật — Trong vỏ đất, hàm lượng cacbua kim loại không đáng kể — Các hydrocacbon thường gặp lớp trầm tích, nhiệt độ vượt 150 + 200°C (vì áp suất cao), nên không đủ nhiệt độ cần thiết cho phản ứng tổng hợp xảy Chính mà giả thuyết nguồn gốc võ ngày phai mờ có Ít 1.2 NGUỒN GỐC HỮU CƠ Đó giả thuyết hình thành đầu mỏ từ vật liệu hữu ban đầu Những vật liệu xác động thực vật biển, cạn bị dịng sơng trơi biển, qua thời gian đài (hàng triệu năm) lắng đọng xuống đáy biển Ở nước biển có nhiều loại vi khuẩn hiếu khí yếm khí, động thực vật bị chết, bị chúng phân huỷ Những phần để bị phân huỷ (như chất albumin, hydrat cacbon) bị vi khuẩn công trước tạo thành chất dễ tan nước khí bay đi, chất khơng tạo nên đầu khí Ngược lại, chất khó bị phân huỷ (như protein, chất béo, rượu cao, sáp, dấu, nhựau) dần lắng đọng tạo nên lớp trầm tích đáy biển; vật liệu hữu dầu khí Các chất qua hàng triệu năm biến đổi tạo thành hydrocacbon ban đầu: RCOOR' + HạO RCOOH RCH,OH R'-CH=CH;ạ + Hạ === —> —* ——* RCOOH + R'OH RH + CO; R-CH=CH; + HạO R'-CH;-CH; Theo tác giả Petrov, axit béo thực vật thường axit béo không no, biến đổi tao y-lacton, sau tạo thành naphten aromat: , U R~C=C-C-C-OH ỗ ——® R-C-C-C-C=0 Lo ylacton ... ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI PGS TS ĐINH THỊ NGỌ HOÁ HỌC DẦU MỎ VÀ KHÍ Giáo trình cho sinh viên trường Đại học Bách khoa trường khác (In lần thứ có sửa chữa bổ sung) Cy) NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ... Hiệu trình chế Theo trình sử dụng dầu mỏ phụ thuộc vào chất lượng biến, q trình xúc tác giữ vai trị chun gia hố dầu Châu Âu, việc đưa dầu chế biến nâng cao hiệu sử dụng quan trọng mỏ qua đầu mỏ. .. - hoá dầu 213 Chương XV SƠ LƯỢC VỀ DẦU MỎ VÀ KHÍ CỦA VIỆT NAM 223 XV.I Khái quát chung 223 XV.2 Đặc điểm dầu thô Việt Nam 224 XV.3 Khả sản xuất nhiên liệu cơng nghiệp tổng hợp hố đầu từ dầu mỏ