Nghiên cứu tối ưu hóa công nghệ FCC

Nghiên cứu tối ưu hóa công nghệ FCC Nghiên cứu tối ưu hóa công nghệ FCC Nghiên cứu tối ưu hóa công nghệ FCC luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN AN TIẾN NGHIÊN CỨU TỐI ƯU HÓA CƠNG NGHỆ FCC Chun ngành : KỸ THUẬT HĨA HỌC LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS.TS NGUYỄN THỊ MINH HIỀN Hà Nội – Năm 2012 LỜI CAM ĐOAN Thời gian qua, hướng dẫn giúp đỡ tận tình thầy mơn Cơng nghệ Hữu – Hóa dầu, đặc biệt cô Nguyễn Thị Minh Hiền, hoàn thành đề tài Luận văn tốt nghiệp “Nghiên cứu tối ưu hóa cơng nghệ FCC” Tơi xin cam đoan ý tưởng đề tài hoàn toàn so với đề tài trước đây, đề tài nghiên cứu cách khoa học nghiêm túc Các số liệu thông tin sử dụng từ tài liệu tin cậy hợp pháp Tác giả Nguyễn An Tiến MỤC LỤC Lời cam đoan Mục lục Danh sách từ viết tắt MỞ ĐẦU Chương I: TỔNG QUAN QUÁ TRÌNH FCC Vai trị q trình FCC cơng nghệ lọc hóa dầu Cơ sở hóa lý trình FCC 8 2.1 Cơ chế trình cracking xúc tác 2.2 Cracking phân đoạn dầu mỏ Nguyên liệu, sản phẩm xúc tác trình FCC 10 11 3.1 Nguyên liệu 11 3.2 Sản phẩm 13 3.3 Xúc tác 16 Các thông số cơng nghệ q trình FCC 19 4.1 Mức độ chuyển hóa C 19 4.2 Bội số tuần hồn xúc tác 19 4.3 Tốc độ nạp liệu 19 4.4 Nhiệt độ thiết bị phản ứng 4.5 Áp suất 20 20 Một số công nghệ FCC 20 5.1 Công nghệ Kellog 21 5.2 Công nghệ hãng Shell 21 5.3 Công nghệ IFP – Total Stone & Webster 22 5.4 Công nghệ Exxon 22 5.5 Cơng nghệ hãng UOP 23 Chương II: MƠ HÌNH HĨA Q TRÌNH FCC Mơ hình hóa cụm thiết bị phản ứng Mơ hình Riser 28 28 33 2.1 Ngun lý 33 2.2 Mơ hình cụm phản ứng thông số động học 34 2.3 Mơ hình riser 38 Mơ hình hóa lị đốt coke 43 3.1 Nguyên lý 43 3.2 Xây dựng mơ hình 43 Giới thiệu phần mềm mơ HYSYS 44 Mơ hình hóa thiết bị FCC môi trường mô HYSYS 45 Chương III: TỐI ƯU HĨA CÁC THƠNG SỐ CỦA Q TRÌNH FCC 51 Khái niệm tối ưu hóa 51 Tối ưu hóa q trình FCC 51 2.1 Tiêu chuẩn tối ưu hóa 51 2.2 Thành phần ngun liệu thơng số khảo sát 53 2.3 Khảo sát thông số theo chiều dài riser 55 2.4 Tối ưu hóa trình FCC 60 KẾT LUẬN 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 71 PHỤ LỤC 73 TỪ VIẾT TẮT AD Chưng cất khí (Atmostpheric Distillation) ASTM American Standard for Testing Metals Atm Atmospheric C/O Tỉ số xúc tác dầu (Catalyst to Oil ratio) EP End Point HCO Heavy Cycle Oil IBP Điểm sôi đầu (Initial Boiling Point) LCO Light Cycle Oil LPG Khí dầu mỏ hóa lỏng (Liquefied Petroleum Gas) Molwt Khối lượng mol phân tử (molecular weight) MON Motor Octane Number MTBE Methyl Tertiary Butyl Ether RGT Nhiệt độ lò tái sinh (Regenerator Temperature) RON Research Octane Number ROT Nhiệt độ khỏi ống đứng (Riser Outlet Temperature) %kl, %wt Phần trăm khối lượng VD Chưng cất chân không (Vacuum Distillation) MỞ ĐẦU Trong bối cảnh nhu cầu lượng ngày tăng cao, nhu cầu dầu mỏ yêu cầu đổi công nghệ, gia tăng lượng chế biến dầu mỏ trở nên cấp thiết Xăng dầu coi hàng hoá đặc biệt quan trọng, huyết mạch kinh tế quốc dân quốc phòng Việt Nam khơng nằm ngồi xu chung đó, với phát triển khơng ngừng đường cơng nghiệp hố đại hố đất nước, với máy móc, thiết bị công nghệ Lượng tiêu thụ xăng dầu ngày tăng Vai trò xăng dầu ngày quan tâm đặc biệt Trái ngược với nhu cầu dầu mỏ tăng trữ lượng dầu mỏ ngày giảm, dự báo 50 năm dầu mỏ giới cạn kiệt Do phải nâng cao hiệu sử dụng dầu mỏ cách không ngừng phát triển để sản xuất sản phẩm có chất lượng tốt hơn, từ nguồn nguyên liệu xấu Nhu cầu sản phẩm nhẹ khí, xăng, diezen ngày tăng Cracking xúc tác q trình yếu cơng nghệ chế biến phần cặn Mục đích q trình cracking xúc tác nhận cấu tử có trị số Octan cao cho xăng ôtô hay xăng máy bay từ nguyên liệu phần cất nặng hơn, chủ yếu phần cất nặng từ trình chưng cất trực tiếp AD (Atmostpheric Distillation) VD (Vacuum Distillation) dầu thô Đồng thời ngồi mục đích nhận xăng người ta cịn nhận ngun liệu có chất lượng cao cho cơng nghệ tổng hợp hố dầu hố học Ngồi thu thêm số sản phẩm phụ khác gasoil nhẹ, gasoil nặng, khí chủ yếu phần tử có nhánh cấu tử quý cho tổng hợp hố dầu Q trình cracking xúc tác q trình khơng thể thiếu nhà máy chế biến dầu giới, q trình q trình sản xuất xăng có trị số octan cao Xăng thu từ qúa trình dùng để phối trộn với loại xăng khác để tạo mác xăng khác Khối lượng xăng thu từ trình chiếm tỷ lệ lớn khoảng 70 – 80% so với tổng lượng xăng thu từ trình chế biến khác Lượng dầu mỏ chế biến cracking xúc tác chiếm tương đối lớn, thường chiếm khoảng 50% công suất nhà máy lọc dầu Tuy nhiên, trình Cracking xúc tác (FCC) trình phức tạp, nhiều trình diễn đồng thời Do để tính tốn q trình vơ khó khăn phức tạp Hiện nay, phát triển cơng nghệ thơng tin giúp q trình tính tốn phức tạp trở nên nhanh hơn, có việc ứng dụng cơng nghệ thơng tin vào tính tốn thiết kế q trình FCC Một số phần mềm mơ ProII, HYSYS, DYNSIM, xây dựng phục vụ hữu ích Tuy nhiên giá thành để mua quyền phần mềm đặc biệt modun liên quan đắt Do vậy, để tính tốn q trình FCC đảm bảo u cầu sử dụng phương pháp phân tích mơ hình hóa Luận văn gồm chương: - Chương 1: Tổng quan trình FCC - Chương 2: Mơ hình hóa q trình FCC - Chương 3: Tối ưu hóa q trình FCC Chương I TỔNG QUAN Q TRÌNH FCC Vai trị q trình FCC cơng nghệ lọc hóa dầu Q trình cracking xúc tác q trình khơng thể thiếu nhà máy lọc dầu Mục đích trình cracking xúc tác nhận thêm phân đoạn xăng nhiên liệu phản lực từ nguyên liệu phần cất nặng hơn, chủ yếu phần cất nặng từ trình chưng cất trực tiếp AD (Atmostpheric Distillation) VD (Vacuum Distillation) dầu thô Ngồi cịn thu thêm số sản phẩm khác gasoil nhẹ, gasoil nặng, khí nguyên liệu cho tổng hợp hóa dầu Kể từ cơng nghệ cracking xúc tác vận hành năm 1923, công nghệ đạt nhiều cải tiến với xu hướng tạo nhiều xăng với chất lượng xăng tốt từ nguyên liệu có chất lượng ngày Công nghệ cracking xúc tác Houdry thiết kế làm việc gián đoạn, công suất thấp vận hành phức tạp Sau cơng nghệ tiếp tục cải tiến với công nghệ lớp xúc tác chuyển động làm việc liên tục Đến năm 1942, công nghệ cracking xúc tác tầng sôi (gọi tắt FCC) khởi động, với việc sử dụng loại xúc tác có hiệu suất làm việc tốt Hiện nhà máy lọc dầu giới áp dụng công nghệ FCC Xu hướng công nghệ FCC bên cạnh việc tạo nhiều xăng chất lượng cao, thích ứng với nhiều nguồn ngun liệu cịn phải có tính chọn lọc sản phẩm, nghĩa cơng nghệ phải có khả điều chỉnh để tạo sản phẩm mong muốn dụ cơng nghệ cracking xúc tác sâu (DCC) Stone & Webster Engineering Corp công nghệ MSCC UOP,… Cơ sở hóa lý q trình FCC 2.1 Cơ chế trình cracking xúc tác Trong điều kiện tiến hành cracking xúc tác, số lượng lớn phản ứng hóa học xảy ra, định chất lượng hiệu suất trình: - Phản ứng phân hủy cắt mạch C – C, phản ứng cracking - Phản ứng đồng phân hóa - Phản ứng chuyển vị hydro, - Phản ứng ngưng tụ, polyme hóa phản ứng tạo cốc Trong trinh cracking xúc tác, lượng coke sinh bám vào bề mặt chất xúc tác Điều làm giảm hoạt tính xúc tác, giảm độ chọn lọc ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Tuy nhiên việc tạo coke cần thiết trình tái sinh xúc tác, việc đốt coke cấp nhiệt lượng cần thiết cho xúc tác trước đưa vào thiết bị phản ứng Hiệu ứng nhiệt phản ứng khác dấu giá trị Đa số phản ứng phân hủy phản ứng thu nhiệt mạnh, phản ứng đồng phân hóa, chuyển vị hydro, polyme hóa ngưng tụ phản ứng tỏa nhiệt yếu Thông thường q trình cracking xúc tác có hiệu ứng thu nhiệt biến đổi từ 100 đến 400 kJ/kg nguyên liệu, phụ thuộc vào chất nguyên liệu sử dụng trình Cơ chế trình cracking xúc tác chế cacboni, sở tạo tâm hoạt tính ion cacboni Q trình gồm giai đoạn - Giai đoạn tạo ion cacboni: hợp chất nguyên liệu (olefin, parafin, hydrocabon naphten, hydrocacbon thơm) tương tác với tâm axit Bronsted xúc tác để tạo ion cacboni Theo nguyên lý bền vững ion cacboni có bậc cao bền vững R – C – R’ + H+  R – CH+ - R’ - Giai đoạn phản ứng ion cacboni Tại giai đoạn ion cacboni chuyển hóa thành sản phẩm trung gian theo phản ứng đồng phân hóa (thay đổi vị trí lại cấu trúc mạch cacbon) phản ứng cracking (đứt mạch vị trí β so với nguyên tử mang điện tích) - Giai đoạn dừng phản ứng Giai đoạn xảy ion cacboni kết hợp với hay nhận nguyên tử hydro xúc tác để tạo thành phân tử trung hòa 2.2 Cracking phân đoạn dầu mỏ Phân đoạn dầu mỏ hỗn hợp phức tạp nên trình cracking xúc tác xảy nhiều phản ứng mà mô tả chi tiết được, mô tả cách tổng qt mà thơi Ví dụ ngun liệu phần gasoil chưng cất chân không: Gasoil HCO LCO C4 khí Xăng Coke H1.1 Sơ đồ tạo sản phẩm trình FCC Nhìn sơ đồ phản ứng thấy sản phẩm phụ LCO HCO cần phải tạo điều kiện thuận lợi để chúng chuyển hóa tiếp thành xăng, đồng thời cố gắng hạn chế q trình tạo khí tạo cốc mức tối ưu Về động học, cracking xúc tác thí dụ điển hình xúc tác dị thể nên xảy qua giai đoạn sau: + Quá trình khuếch tán nguyên liệu đến bề mặt xúc tác (khuếch tán ngoài); + Khuếch tán nhiên liệu đến tâm hoạt tính lỗ xốp xúc tác (khuếch tán trong); + Hấp phụ nguyên liệu tâm hoạt tính; + Các phản ứng hóa học; + Nhả hấp phụ sản phẩm phản ứng khỏi bề mặt hoạt tính xúc tác; + Khuếch tán sản phẩm khỏi vùng phản ứng 10 nhỏ RS, đồng thời q trình cracking xúc tác, có phần HCO tạo từ RS để bù giảm HCO * Nhận xét: Dựa kết khảo sát cho thấy mơ hình CSTR tương đối phù hợp so với riser thực tế Sự thay đổi thành phần sản phầm theo thứ tự CSTR tương ứng với biến đổi theo chiều cao riser, cụ thể thành phần xăng tăng dần, thành phần Dry Gas, LPG, LCO tăng; thành phần HCO RS giảm Giai đoạn đầu phản ứng xảy mạnh với biến đổi nhanh thành phần sản phẩm, giai đoạn phản ứng thứ cấp xảy tốc độ chậm thành phần biến đổi Sau xây dựng xong mơ hình Riser tương đối hồn chỉnh, tiến hành khảo sát thông số (nhiệt độ phản ứng, áp suất, thời gian lưu, ) để lựa chọn thông số tối ưu nhằm thu đươc nhiều sản phẩm xăng Chiều dài riser H3.8 Sự thay đổi thành phần HCO RS theo chiều dài riser 2.4 Tối ưu hóa q trình FCC 60 Như biết, tối ưu hóa tĩnh tối ưu thơng số chạy chế độ ổn định (các yếu tố nhiễu khử ổn định theo chu trình) Vì mục đích tối ưu hóa tĩnh FCC tìm thơng số thích hợp nhằm tạo nhiều xăng 2.4.1 Ảnh hưởng nhiệt độ đầu vào riser tới q trình cơng nghệ Để thay đổi nhiệt độ đầu vào nguyên liệu, có thể: - Thay đổi lưu lượng dòng nguyên liệu; - Thay đổi dịng xúc tác tuần hồn 2.4.1.1 Thay đổi lưu lượng dịng xúc tác tuần hồn Đối với mơ hình trên, việc tăng lưu lượng dịng xúc tác tương ứng với việc tăng nhiệt độ nguyên liệu đầu vào riser Qua thay đổi nhiệt độ nguyên liệu đầu vào ta thu số liệu sau B3.1 Sự phụ thuộc vào thành phần xăng vào nhiệt độ Nhiệt độ nguyên liệu, 0C Xăng/sản phẩm, LCO/sản phẩm, % % 560 44,05 23,15 580 45,70 21,65 600 46,75 20,15 610 47,05 19,30 620 47,20 18,45 630 47,20 17,60 640 47,05 16,75 660 46,40 15,20 680 45,30 13,65 61 Nhiệt độ nguyên liệu H3.9 Ảnh hưởng nhiệt độ nguyên liệu đến hiệu suất sản phẩm xăng Qua bảng B3.2 biểu đồ H3.9 nhận thấy: Khi nhiệt độ đầu vào tăng, lưu lượng xúc tác tăng làm tăng tốc độ phản ứng cracking, bẻ gãy liên kết bền, làm tăng độ chuyển hóa tăng thành phần sản phẩm xăng Xăng tạo từ phản ứng cracking RS, HCO LCO, song song lượng xăng bị cracking thành LPG Dry Gas Khi nhiệt độ tăng mức 6200C, tốc độ phản ứng cracking tạo xăng nhanh so với phản ứng cracking xăng, dẫn đến thành phần xăng tăng Tuy nhiên nhiệt độ tăng cao, phản ứng cracking bẻ sâu liên kết, dẫn đến có nhiều cấu tử LCO xăng bị cracking Khi lượng xăng tạo lượng xăng đi, dẫn đến thành phần xăng bị giảm Về mặt thông số kỹ thuật, nhiệt độ nguyên liệu đầu vào riser thích hợp để tạo nhiều xăng 6200C, nhiệt độ đầu sản phẩm 581,80C 62 Trên thực tế, để đảm bảo lợi ích kinh tế người ta thường xem xét thành phần sản phẩm xăng thành phần LCO thành phần LCO có hiệu kinh tế lớn, pha trộn vào xăng Do trình vận hành điều chỉnh nhiệt độ nguyên liệu đầu vào riser vào khoảng 6000C đến 6600C, tùy thuộc vào nhu cầu 2.4.1.2 Thay đổi lưu lượng nguyên liệu Thay đổi lưu lượng nguyên liệu, giữ nguyên lượng xúc tác tuần hoàn điều đồng nghĩa với việc thay đổi thời gian phản ứng Khi lưu lượng nguyên liệu tăng thời gian phản ứng tăng, lưu lượng nguyên liệu giảm thời gian phản ứng giảm Việc nghiên cứu ảnh hưởng thời gian phản ứng xem xét phần sau 2.4.2 Ảnh hưởng thời gian phản ứng tới q trình cơng nghệ Để thay đổi thời gian phản ứng có thể: - Thay đổi lưu lượng nguyên liệu; - Thay đổi tỷ lệ nước, khí nâng/nguyên liệu đưa vào riser - Thay đổi kích thước riser - Thay đổi áp suất Với mơ hình xây dựng cho riser, yếu tố nước khí nâng khơng nghiên cứu, để thay đổi thời gian phản ứng sử dụng phương pháp thay đổi lưu lượng nguyên liệu kích thước riser 2.4.2.1 Thay đổi lưu lượng nguyên liệu Nhiệt độ nguyên liệu đầu vào riser: 6200C Để đảm bảo nhiệt độ nguyên liệu (đã pha trộn với xúc tác) ổn định trình nghiên cứu giữ nguyên tỷ lệ nguyên liệu/xúc tác * Tính tốn thời gian phản ứng hay thời gian lưu thiết bị (tpu): 63 tpu = thể tích CSTR x 20 /lưu lượng thể tích nguyên liệu Trong thiết kế ban đầu chọn thể tích CSTR: 0,794 m3 Do tpu = 15,88 / lưu lượng thể tích nguyên liệu 2.4.2.2 Thay đổi kích thước riser Thay đổi kích thước riser đồng nghĩa với thay đổi thể tích CSTR giữ nguyên lưu lượng thể tích nguyên liệu tpu = thể tích CSTR x 20 /lưu lượng thể tích nguyên liệu Tại 6200C, lưu lượng thể tích ngun liệu: 3,077.104 m3/h Do tpu =thể tích CSTR x 20 x 3600/ 3,077.104 B3.2 Mối quan hệ thời gian phản ứng với thể tích CSTR lưu lượng thể tích nguyên liệu Thời gian phản ứng, Thể tích CSTR tương ứng, Lưu lượng thể tích nguyên liệu, Lưu lượng khối lượng nguyên liệu, giây m3 m3/h kg/h 1,5 0,641 38112 495456 1,7 0,726 33628 437167 1,86 0,794 30770 400000 2,02 0,863 28301 367913 2,5 1,068 22867 297273 2,8 1,197 20417 265423 3,08 1,316 18561 241293 3,25 1,389 17590 228672 * Ghi chú: Tại 6200C, khối lượng riêng nguyên liệu là: 13 kg/m3 Qua khảo sát thời gian phản ứng, có kết B3.3 64 B3.3 Ảnh hưởng thời gian phản ứng tới thành phần sản phẩm Thời gian phản ứng, s Xăng/ sản phẩm, LCO/sản phẩm, LPG/sản phẩm, %mol %mol %mol 1,5 46,60 20,6 20,40 1,7 46,95 19,4 20,76 1,86* 47,20 18,45 21,06 2,02 47,35 17,55 21,39 2,5 47,70 15,25 22,26 2,8 47,75 14,00 22,77 3,08 47,65 13,10 23,16 3,25 47,60 12,55 23,46 Từ ta có biểu đồ H3.10: 65 Thời gian phản ứng H3.10 Ảnh hưởng thời gian phản ứng đến hiệu suất sản phẩm xăng Kết cho thấy thời gian phản ứng tăng thành phần xăng/sản phẩm tăng đạt cực đại 47,75% thời gian phản ứng 2,8s Ban đầu, cấu tử nặng parafin nặng, aromatic có nhánh dài, cấu tử dễ tham gia phản ứng so với cấu tử nhẹ Khi thời gian phản ứng tăng ngun liệu có nhiều thời gian để tham gia phản ứng tạo xăng, LCO dẫn đến thành phần xăng tăng Nhưng thời gian dài, phản ứng thứ cấp, phản ứng bậc hai tăng lên, sản phẩm xăng tham gia cracking thành cấu tử LPG Dry Gas, dẫn đến hàm lượng xăng giảm Mặc dù với 2,8s thành phần xăng đạt cực đại, song hàm lượng LCO lại giảm nhiều hàm lượng LPG lại tăng cao (tăng 2% so với thời gian lưu 2,02s) Điều không mong muốn trình sản xuất Để đảm bảo hiệu trình cơng nghệ thời gian phản ứng chọn khoảng 2,02s Khi hàm lượng xăng đạt 47,35%, LCO 17,55% LPG 21,39% Để đạt thời gian phản ứng 2,02s thiết kế thể tích CSTR 0,863 m3 thay đổi lưu lượng nguyên liệu 367913 kg/h Tuy nhiên, 66 đề tài này, tối ưu hóa với thiết bị FCC xác định nên để đạt sản phẩm xăng cực đại thay đổi lưu lượng dịng ngun liệu 367913 kg/h 2.4.3 Ảnh hưởng áp suất tới trình cơng nghệ Tiến hành tối ưu hóa theo áp suất với thông số nhiệt độ nguyên liệu vào riser: 6200C kích thước CSTR 0,863 m3 Khi thay đổi áp suất riser từ 165,6 kPa đến 400 kPa, có kết B3.4 B3.4 Ảnh hưởng áp suất tới thành phần sản phẩm Áp suất, kPa Xăng/ sản phẩm, LCO/sản phẩm, LPG/sản phẩm, %mol %mol %mol 165,6 47,35 17,55 21,39 200 47,60 16,00 21,96 230 47,75 14,35 22,62 250 47,70 13,50 22,98 270 47,65 12,60 23,40 300 47,45 11,45 24,00 350 47,00 9,80 24,90 400 46,40 8,50 25,74 Xây dựng biểu đồ sau: 67 Áp suất làm việc H3.11 Ảnh hưởng áp suất làm việc đến hiệu suất sản phẩm xăng Nhìn vào biểu đồ H3.11 thấy: Khi tăng áp suất thành phần xăng tăng, LPG tăng LCO giảm Tuy nhiên áp suất tăng cao thành phần xăng lại giảm, thành phần LCO tiếp tục giảm, LPG tăng Thành phần xăng đạt cực đại 47,75% áp suất 230 kPa Điều đươc giải thích áp suất làm việc tăng, khả bay nguyên liệu giảm, lưu lượng thể tích giảm Điều dẫn đến thời gian phản ứng giảm (đồng thời tỷ lệ C/O tăng), phản ứng cracking cấu tử nặng có thời gian phản ứng lâu hơn, lượng xăng tạo nhiều Tuy nhiên áp suất tăng cao, độ bay nguyên liệu giảm mạnh, lưu lượng thể tích giảm mạnh theo tỷ lệ C/O tăng, khiến số phản ứng tạo xăng giảm, phản ứng thứ cấp tăng nhanh Dẫn đến hàm lượng khí tăng, hàm lượng xăng giảm 68 Áp suất làm việc H3.12 Ảnh hưởng áp suất làm việc đến hiệu suất sản phẩm LCO LPG Để tối ưu hóa sản phẩm xăng, lựa chọn áp suất làm việc riser 230 kPa Qua nghiên cứu, khảo sát ảnh hưởng thông số kỹ thuật đến chất lượng sản phẩm dựa sở tối ưu hóa thành phần xăng, ta thu kết sau (B3.5): B3.5: Các thơng số q trình FCC theo tối ưu sản phẩm xăng Nguyên liệu Dầu thô mỏ Rồng Lưu lượng khối lượng, kg/h 367.913 Nhiệt độ nguyên liệu vào riser, 0C 620 Áp suất làm việc, kPa 230 Thành phần xăng cực đại, %mol 47,75 Thời gian phản ứng, s 2,02 Chiều dài riser, m 24,6 69 KẾT LUẬN Đề tài luận văn “Nghiên cứu tối ưu hóa cơng nghệ FCC” nghiên cứu giải vấn đề sau: • Sử dụng phương pháp mơ hình hóa để phân tích q trình FCC thành q trình đơn giản mà khơng ảnh hưởng nhiều đến độ xác q trình Chuyển mơ hình riser dạng ống sang dạng dãy thiết bị CSTR • Dựa yêu cầu sản phẩm, sử dụng mô hình Lump gồm Coke, Khí khơ, LPG, xăng, LCO, HCO Slurry Han Chung đề xuất • Sử dụng phần mềm HYSYS để mô dãy thiết bị CSTR thơng số liên quan Từ đánh giá độ xác mơ hình xây dựng so với thực tế • Tối ưu hóa mơ hình FCC xây dựng với nguyên liệu đầu vào dầu thơ mỏ Rồng, từ rút thơng số tối ưu cho q trình là: cơng suất 367.913 kg/h, nhiệt độ nguyên liệu đầu vào 6200C, áp suất làm việc 230 kPa, thành phần xăng cực đại 47,75%, thời gian lưu hay thời gian phản ứng 2,02s, chiều dài riser 24,6 m Dựa phương pháp mơ hình hóa q trình, tiến hành mơ hình hóa q trình phức tạp khác như: Reforming xúc tác, ankyl hóa, 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Văn Hiếu (2009), Công nghệ chế biến dầu mỏ, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Định Thị Ngọ (2009), Hóa học dầu mỏ, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Hữu Phú (2005), Cracking xúc tác, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Võ Thị Ngọc Tươi, Hoàng Minh Nam (2004), Q trình Thiết bị cơng nghệ Hóa học Thực phẩm, Chưng cất hỗn hợp nhiều cấu tử, tập 14, Nhà xuất Đại học quốc gia Tp Hồ Chí Minh R.M Rao, R.Rengaswamy, A.K Suresh and K.S Balaraman (2005), Industrial Experience with Object-Oriented Modelling FCC Case Study, Deparment of Chemical Engineering, Clarkson University, New York, USA J Michalopoulos, Papaddokonstadkis, G Arampatzis and A.Lygeros (2000), Modelling of an Industrial Fluid Catalytic Cracking Unit using Neutral Networks, Deparment of Chemical Engineering, National Technical University of Athens, Greece Fabio Balessar and Cezar Negrao (2005), Simulation of Fluid Catalytic Cracking Risers – a six Lump Model, Curitiba – PR, Brazil Mehran heydari, Habib AleEbrahim and Bahram Dabir (2010), Study of Seven-Lump Kinetic Model in the Fluid Catalytic Cracking Unit, Amerian Journal of Applied Sciences (1), New York, p71-76 Mehran heydari, Habib AleEbrahim and Bahram Dabir (2010), Modeling of a Industrial Riser in the Fluid Catalytic Cracking Unit, Amerian Journal of Applied Sciences (2), New York, p221-226 10 Hamza Fawzi (2008), Modeling and Optimization of Fluid Catalytic Caracking Units, Carnegie Mellon, France 71 11 E Lee and F.R Grover Jr (1985), Mathematic Model of the Fluidized Bed Catalytic Cracking Plant, Society of Computer Simulation, Vol 2, p219-236 12 J.L Fernandez, C.I.C Pnheiro, N.Oliveira and F Ribeiro (2007), Modeling and Simulation of an Operating Industrial Fluidized Catalytic (FCC) Riser, Enpromer, Portugal 13 J.L Fernandez, C.I.C Pnheiro, N.Oliveira and F Ribeiro (2007), Dynamic Modelling of an Industrial R2R FCC unit, Chemical Engineering Science 62 14 Raj kumar Gupta, Vineet and V.K Srivasta (2007), Modeling of Non- isothermal Fluid Catalytic Cracking Riser Reactor, Proceeding of the World Congress on Engineering and Computer Science, San Francisco, USA 15 William L Luyben (2002), Plantwide Dynamic Simulators in Chemical Processing and Control, Marcel Dekkel Inc., New York 16 E Leon-Becerril, R.Maya-Yescas, D.Salazar-Sotelo (2004), Effect of Modelling Pressure Gradient in the Simulation of Industrial FCC Riser, Chemical Engineering Journal (100), p181-186 17 Abassaeed, Elnashaic anf Elshishini (1998), Simulation and Optimization of Industrial FCC Unit Using a 4-Lump Kinetic Model, Chemical Engineering Department, Cairo University, Egypt 18 H Ali, S Rohani, J.P Corriou (2000), Modelling and Control of a Riser type Fluid Catalytic Cracking Unit, Institution of Chemical Eninerings 19 Grace Davison (2008), Guide to Fluid Catalytic Cracking, part one 20 Aspentech.com, Refining Tutorial 21 FCC Reactor Operation Guide 22 Residue Fluidised Catalytic Cracking Unit 23 Lumping and Modeling FCC Reaction 72 PHỤ LỤC H.1 Sự phân bố thành phần dầu thô mỏ Rồng theo nhiệt độ 73 ... mơ hình 50 Chương III TỐI ƯU HĨA CÁC THƠNG SỐ CỦA QUÁ TRÌNH FCC Khái niệm tối ưu hóa Tối ưu hóa q trình tìm điểm thích hợp (điểm tối ưu) hàm số nghiên cứu tìm điều kiện tối ưu tương ứng để tiến... niệm tối ưu hóa 51 Tối ưu hóa trình FCC 51 2.1 Tiêu chuẩn tối ưu hóa 51 2.2 Thành phần nguyên liệu thông số khảo sát 53 2.3 Khảo sát thông số theo chiều dài riser 55 2.4 Tối ưu hóa q trình FCC. .. nghệ, người ta phân chia hai giai đoạn tối ưu: tĩnh động Tối ưu tĩnh giải vấn đề lập thực hóa chế độ ổn định tối ưu trình Tối ưu động lập thực hóa điều khiển tối ưu q trình vận hành nhà máy Tối