1 Quá trình khử lưu huỳnh phân đoạn dầu mỏ Chỉång I : GIÅÏI THIÃÛU CHUNG VÃƯ QUẠ TRầNH KHặ LặU HUYèNH HYDRODESULFURATION (HDS) I Vở trờ cuớa phán xỉåíng HDS nh mạy lc dáưu Phán xỉåíng HDS nàịm åí nhiãưu vë trê så âäư chung ca nh mạy lc dáưu Báút k mäüt nh mạy lc dáưu no cng khäng thãø thiãúu phán xỉåíng HDS, phán xỉåíng ny âỉåüc sỉí dủng cạc mủc âêch sau : - Xỉí l phán âoản Kerosen tỉì phán xỉåíng chỉng cáút khê quøn âãø âem âi phäúi träün nhiãn liãûu phn lỉûc v lm dáưu ho - Xỉí lyï phán âoaûn Gasoil khê quyãøn âãø phäúi träün nhiãn liãûu Diesel - Xỉí l Gasoil chán khäng lm ngun lióỷu cho quaù trỗnh cracking xuùc taùc (FCC) Trong mọỹt säú så âäư cäng nghãû ca cạc nh mạy lc dáưu hiãûn âải phán xỉåíng ny cn xỉí l ngun liãûu cho phán xỉåíng reforming xục tạc (RC), Isome hoạ, hydrocracking (HDC) C1-C2 âäút Khê Alkyl hoaï Reforming HDT HDT Gasoil nàûng CC chán khäng Xàng HDT LCO FCC HDT Xàng HDC Gasoil Xàng Càûn ck HDC TS Nguyễn Thanh Sơn Gim nhåït Sn pháøm thỉång pháøm HDT Gasoil nhẻ Càûn kq Xàng Isome hoạ Kerosen Gasoil ck Chỉng cáút kq Xàng Dáưu thä LPG C4 Nhiãn liãûu phn lỉûc Diesel Dáưu nhåìn HDT Gasoil HDT Bitumes Q trình khử lưu huỳnh phân đoạn dầu mỏ II Tải phi cọ phán xỉåíng HDS Trong thnh pháưn hoạ hc dáưu m, ngoi thnh pháưn chênh l cạc håüp cháút hydrocacbon (HC) cn chỉïa mäüt hm lỉåüng khäng nh l cạc håüp cháút phi HC v caïc håüp cháút cå kim Caïc håüp cháút phi HC l cạc håüp cháút ca lỉu hunh (S), Nitå , Oxy Chụng l nhỉỵng håüp cháút cọ hải dáưu moớ * Taùc haỷi lón quaù trỗnh chóỳ bióỳn: Dỏửu m sau khai thạc lãn s qua cạc quạ trỗnh chóỳ bióỳn Trong quaù trỗnh chóỳ bióỳn caùc hồỹp cháút ca S s gáy àn mn thiãút bë (chụng täưn tải dỉåïi dảng H2S, mercaptan), lm ngäü âäüc cạc chỏỳt xuùc taùc (quaù trỗnh cracking xuùc taùc, reforming xuùc tạc ) lm gim âäü hoảt âäüng v tøi th ca cháút xục tạc Riãng våïi cạc håüp cháút ca N2, v cạc kim loải täưn tải åí hm lỉåüng ráút nh cng cọ thãø gáy ngäü âäüc vénh viãùn cho xuùc taùc * Taùc haỷi lón quaù trỗnh sổớ dủng nhiãn liãûu: Khi âäút chạy nhiãn liãûu âäüng cå, cạc håüp cháút chỉïa S s kãút håüp våïi O2 tảo khê SOx Pháưn låïn âỉåüc thi mäi trỉåìng, chụng s kãút håüp våïi håi nỉåïc tảo axit tỉång ỉïng gáy mỉa axit lm ä nhiãùm mäi trỉåìng Pháưn cn lải âäüng cå, mäüt pháưn qua hãû thäúng x v nàịm lải åí âọ âäüng cå ngüi chụng s kãút håüp våïi håi nỉåïc tảo axit àn mn hãû thäúng x, mäüt pháưn lt qua secman xúng carter v kãút håüp våïi håi nỉåïc âäüng cå nguäüi taûo axit dáùn âi bäi trån s àn mn âäüng cå - Tạc hải lãn quaù trỗnh baớo quaớn : Dỏửu moớ vaỡ caùc saớn phỏứm dỏửu moớ quaù trỗnh baớo quaớn, nóỳu chổùa mäüt hm lỉåüng cạc håüp cháút ca S s gáy àn mn thiãút bë v tảo nhỉỵng mi häi gáy ä nhiãùm mäi trỉåìng Cạc håüp cháút ca N dãù gáy máút mu sn pháøm Màût khạc, nhỉỵng nàm qua, cäng nghiãûp lc dáưu â cọ nhỉỵng bỉåïc phạt triãøn khäng ngỉìng Nhu cáưu vãư nhỉỵng sn pháøm nhẻ (nhiãn liãûu cho âäüng cå) tàng nhy vt lm gim mäüt lỉåüng ráút låïn cạc sn pháøm nàûng büc cạc nh mạy lc dáưu phi tàng giạ trë ca cạc phán âoản nàûng chỉïa nhiãưu cạc håüp cháút dë täú (S, O, N, kim loải) v cạc polyaromatic Song song våïi sỉû phạt triãøn ca nhu cáưu thë trỉåìng, u cáưu vãư hm lỉåüng S gasoil ngy cng tråí nãn nghiãm TS Nguyễn Thanh Sơn Q trình khử lưu huỳnh phân đoạn dầu mỏ ngàût Nàm 1993, M âàût tiãu chøn vãư hm lỉåüng S nhiãn liãûu phi nh hån 500ppm, tỉì 20000 ppm trỉåïc âáy tỉïc l gim âi 95% phạt thi S Tỉì nhỉỵng u cáưu vãư bo vãû mäi trỉåìng, ngy cạc âäüng cå sỉí dủng bäü xục tạc âãø xỉí l khê thi m bäü xục tạc ny ráút nhảy våïi cạc håüp cháút ca S, S lm gim hoảt ca xục tạc tỉïc l lm cho nhiãût âäü hoảt âäüng ca bäü xục tạc ráút cao chờnh vỗ thóỳ maỡ yóu cỏửu vóử haỡm lổồỹng S nhiãn liãûu cng ngy cng khàõt khe hån Bng : Giåïi hản hm lỉåüng lỉu hunh nhiãn liãûu theo CE Nhiãn liãûu 2000 2005 2009 Dáöu Diesel (ppm) 350 50 10 Xàng (ppm) 150 50 10 Do giåïi hản vãư hm lỉåüng S dáùn âãún bàõt büc phi cọ phán xỉåíng HDS xỉí l cạc phán âoản Kerosen v Gasoil âãø âem phäúi träün trỉûc tiãúp lm nhión lióỷu cho õọỹng cồ, õọửng thồỡi quaù trỗnh HDS cn ci thiãn mäüt säú cháút cọ låüi cho nhiãn liãûu chè säú Cetan v tè trng, âiãøm khọi Cn riãng âäúi våïi xàng u cáưu vãư chè säú octan cao nãn phi qua cạc quạ trỗnh chuyóứn hoaù hoaù hoỹc bũng xuùc taùc vaỡ õaợ âỉåüc khỉí lỉu hunh xỉí l ngun liãûu Âãø âm bo kinh tãú v náng cao cháút lỉåüng cuớa caùc quaù trỗnh chuyóứn hoaù hoaù hoỹc bũng xuùc taùc thỗ nguyón lióỷu phaới qua quaù trỗnh HDS trổồùc âãø gim hm lỉåüng S v N xúng cn nh hån 1ppm v hm lỉåüng kim loải phi nh hån 1ppb bồới vỗ caùc taỷp chỏỳt naỡy seợ laỡm ngọỹ âäüc ráút mảnh xục tạc, gáy àn mn thiãút bë chổùa vaỡ thióỳt bở phaớn ổùng Nhổ vỏỷy, quaù trỗnh HDS laỡ quaù trỗnh luọn luọn coù lồỹi vaỡ bừt buọỹc phaới coù, bồới vỗ ngoaỡi vióỷc loaỷi boớ lổu hunh v tảp cháút âãø âm bo cạc u cáưu nghiãm ngàût, cn ci thiãûn cạc cháút ca nguyón lióỷu nhồỡ vaỡo quaù trỗnh no hoaù vaỡ quaù trỗnh hydrocracking giổợa maỷch caùc HC maỷch daỡi Toùm laỷi, quaù trỗnh HDS duỡng õóứ thổỷc hióỷn hai nhióỷm vuỷ sau: Loải b tảp cháút v ci thiãûn cháút ca sn pháøm thỉång pháøm theo u cáưu k thût ca âäüng cå v bo vãû mäi trỉåìng TS Nguyễn Thanh Sơn Quá trình khử lưu huỳnh phân đoạn dầu mỏ Chuáøn bë nguyãn liãûu cho caïc quaù trỗnh chuyóứn hoaù khaùc nhổ FCC, HDC, Isome hoaù, RC HDS phán âoản xàng nàûng âãø lm ngun liãûu cho quaù trỗnh RC HDS kerosen õóứ : - Loaỷi b pháưn låïn mercaptan, cạc håüp cháút ca S, hydrocacbon thåm - Ci thiãûn âiãøm khọi HDS gasoil âãø : - Loải b pháưn låïn cạc håüp cháút ca S, N, no họa hydrocacbon thåm, olefin - Ci thiãûn chè säú Cetan v âäü äøn âënh nhiãût HDS dáưu nhåìn: - Loải b pháưn låïn cạc håüp cháút ca S v hm lỉåüng càûn carbon Conradson - Ci thiãûn âiãøm chy v âäü äøn âënh oxy hoạ TS Nguyễn Thanh Sơn Quá trình khử lưu huỳnh phân đoạn dầu mỏ Chỉång II : L THUÚT VÃƯ QUẠ TRầNH HDS Quaù trỗnh HDS laỡ quaù trỗnh khổớ lổu hunh bàịng hydro cọ sỉí dủng xục tạc âãø loải b ch úu l S v cạc ngun täú dë täú N, O, cạc kim loải cạc phỏn õoaỷn dỏửu moớ bồới vỗ õoù chờnh laỡ nhổợng taỷp chỏỳt coù haỷi cho caùc quaù trỗnh chóỳ bióỳn vaỡ sổớ duỷng sau naỡy ỏy laỡ mọỹt quaù trỗnh thỉûc hiãûn åí ạp sút riãng pháưn ca H2 ráút cao khong tỉì 10 âãún 200 bar v åí nhiãût õọỹ khoaớng 250 õóỳn 450C, quaù trỗnh xaớy âäưng thåìi cạc phn ỉïng cọ låüi nhỉ: khỉí lỉu hunh (hydrodesulfurization - HDS), khỉí nitå (HDN), hydro họa (HYD), khỉí oxy (HDO), tạch kim loải (HDM) Thỉûc cháút ca caùc phaớn ổùng coù lồỹi naỡy chờnh laỡ quaù trỗnh b gy cạc liãn kãút giỉỵa ngun tỉí C v cạc ngun täú dë täú räưi sau âọ l quạ trỗnh no hoaù caùc nọỳi õọi vaỡ coù keỡm theo quaù trỗnh beớ gaợy maỷch carbon, chờnh vỗ thóỳ maỡ quaù trỗnh naỡy toaớ nhióỷt rỏỳt lồùn Nhồỡ vaỡo beớớ gy mảch C - S, C - N, C = O, C - M m HDS cọ kh nàng loải tảp cháút v nhåì vo phn ỉïng no hoạ, b gy mảch C - C m ci thiãûn âỉåüc mäüt säú cháút ca ngun liãûu chè säú cetane (IC), t trng, âiãøm khọi I Âàûc âiãøm cạc ngun täú dë täú cạc phán âoản dáưu m Dáưu thä tỉû nhiãn chỉïa cạc tảp cháút l cạc hảt ca S, N, cạc håüp cháút cå kim ca Fe, V v mäüt säú håüp cháút ca O Cạc tảp cháút âỉåüc tảo nãn tỉì nhiãưu håüp cháút dë täú khạc m hm lỉåüng ca phủ thüc ráút låïn vo ngưn gäúc ca dáưu thä Sau qua quaù trỗnh chổng cỏỳt thỗ haỡm lổồỹng caùc taỷp cháút ny lải thay âäøi qua tỉìng phán âoản v tàng dáưn tỉì phán âoản nhẻ cho âãún phán âoản nàûng Hm lỉåüng tảp cháút mäùi phán âoản lải phủ thüc vo khong càõt Håüp cháút ca lỉu hunh Trãn 250 håüp cháút khạc ca S âỉåüc tỗm thỏỳy dỏửu moớ, õoù S tọửn taỷi cạc pháưn cáút nhẻ naphta, kerosen dỉåïi dảng caïc håüp cháút mercaptan (RSH), sulfure (RSR), disulfure (RSSR), thiophen v dáùn xút ca thiophen ÅÍ cạc phán âoản nàûng hồn thỗ coỡn coù thóm benzothiophen vaỡ dibenzothiophen ngoaỡi cn åí dảng polyaromatic dë vng Sỉû phán bäú cạc håüp cháút ca S cạc phán âoản khäng giäúng thãø hiãûn qua bng sau ca mäüt loải dáưu thä cọ hm lỉåüng S l 1,2 % khäúi lỉåüng TS Nguyễn Thanh Sơn Quá trình khử lưu huỳnh phân đoạn dầu mỏ Bng : Sỉû phán bäú cạc håüp cháút chỉïa lỉu hunh cạc phán âoản dáưu m : Khong phán âoản, °C Hm læåüng S, % Mercaptan Sunfua Thiophen Naphta 70 - 180 0.02 50% 50% Vãút Kerosen 160 - 240 0.2 25% 25% 35% Gasoil nheû 230 - 350 0.9 15% 15% 30% Gasoil nàûng 350 - 550 1.8 5% 5% 30% 550+ 2.9 Vãút Vãút 10% Phán âoản Càûn Cạc håüp cháút ca S l loải håüp cháút phäø biãún v âạng chụ nháút säú cạc håüp cháút phi hydrocacbon Nhỉỵng loải dáưu êt S thỉåìng cọ hm lỉåüng S khäng quạ 0,3-0,5% khäúi lỉåüng, nhỉỵng loải nhiãưu S thỉåìng cọ hm lỉåüng S 1-5 % tråí lãn, cọ loải dáưu lãn âãún 13,95 %wt dáưu thä Etzel åí Âỉïc Lỉu hunh dảng mercaptan chè gàûp phán âoản nhẻ ca dáưu m (dỉåïi 200°C) Cạc mercaptan ny cọ gäúc HC mảch thàóng, nhạnh, vng naphten våïi säú ngun tỉí carbon tỉì C1- C8 Nhỉỵng nhạnh ca gäúc HC ny thỉåìng chè l nhỉỵng nhạnh nh (háưu hãút l metyl) Lỉu hunh åí dảng mercaptan nhiãût âäü lón khoaớng 300C thỗ dóự bở phỏn huyớ taỷo H2S v cạc sunfua, åí nhiãût âäü cao hån nỉỵa chụng cọ thãø phán hu thnh H2S v cạc HC khäng no tæång æïng : C5H11SH C5H11SH C5H11-S-C5H11 + H2S C5H10 + H2S (åí T = 300°C) ( åí T = 500°C) Màût khạc mercaptan lải ráút dãù bë oxy hoạ tảo disunfua v cọ màût cháút oxy hoạ mảnh cọ thãø tảo thnh sunfuaxit : C3H7SH + 1/2 O2 C3H7-S-H C3H7-S-S-C3H7 + H2O C3H7SO2OH (våïi sỉû cọ màût ca HNO3) Lỉu hunh dảng Sunfua cọ dáưu m chia thnh: cạc sunfua nàịm cáúu trục vng no (Thiophan) hồûc khäng no (thiophen) Trong dáưu m ngỉåìi ta cng â xạc âënh âỉåüc Sunfua cọ gäúc HC mảch thàóng C2 - C8 TS Nguyễn Thanh Sơn Quá trình khử lưu huỳnh phân đoạn dầu mỏ Cạc Sunfua cọ gäúc HC thåm 1, hồûc nhiãưu vng hồûc nhỉỵng gäúc HC thåm lai håüp våïi cạc vng naphten lải l håüp cháút chỉïa S ch úu phán âoản cọ nhiãût âäü säi cao ca dáưu m Lỉu hunh dảng Disunfua thỉåìng cọ ráút êt dáưu m nháút l cạc phán âoản cọ nhióỷt õọỹ sọi thỏỳp vaỡ trung bỗnh phỏn õoaỷn coù nhióỷt õọỹ sọi cao thỗ S ồớ daỷng naỡy cọ nhiãưu v phäø biãún Nhỉỵng loải dáưu m quaù trỗnh di cổ hay ồớ tỏửng chổùa khọng sỏu bở oxy hoaù thổồỡng coù nhióửu Disunfua vỗ caùc mercaptan dãù bë oxy hoạ chuøn hoạ thnh disunfua Lỉu hunh dảng thiophen (hồûc thiophen âa vng) l nhỉỵng dảng cọ cáúu trục sau : S S Thiophen Benzothiophen S Dibenzothiophen S Naptabenzothiophel Nhỉỵng loải ny thỉåìng chiãúm tỉì 45-49% táút c cạc håüp cháút chỉïa S ca dáưu m Ngoi cạc dảng kãø trãn, dáưu m cn chỉïa S dỉåïi dảng tỉû v H2S våïi hm lỉåüng nh (< 50 ppm) Tuy nhiãn, S ngun täú cng H2S khäng phi dáưu m no cng cọ, chụng thay âäøi mäüt giåïi hản ráút räüng õọỳi vồùi caùc loaỷi dỏửu khaùc Thổồỡng thỗ H2S dáưu m nàịm dỉåïi dảng ho tan dáưu, dãù dng dáưu âun nọng nhẻ, chụng gáy àn mn ráút mảnh cạc âỉåìng äúng v thiãút bë Do âọ thỉåìng càn cỉï vo hm lỉåüng H2S cọ dáưu m phán biãût dáưu “ chua” hay dáưu “ngt” Khi hm lỉåüng H2S dáưu dỉåïi 3,7ml/l dáưu âỉåüc gi l dáưu “ ngt” v ngỉåüc lải gi l dáưu “chua” Cáưn chụ âun noùng thỗ Mercaptan cuợng phỏn huyớ thaỡnh H2S nón haỡm lỉåüng H2S thỉûc tãú cạc thiãút bë âun nọng s cao lãn Dảng håüp cháút chỉïa S cúi cng cọ dáưu m våïi säú lỉåüng ráút êt âọ l loải cáúu trục ca cn cọ c nitå Nãúu phán âoản xàng, S dảng Mercaptan chióỳm chuớ yóỳu thỗ phỏn õoaỷn Gasoil hỏửu nhổ khäng cn nỉỵa Thay thãú vo âọ l Sunfua, disunfua, dë vng Trong säú âọ S dảng sunfua vng no chiãúm ch úu phán âoản Gasoil nhẻ v Kerosen Cạc håüp cháút chỉïa oxy cng tàng lãn phán âoản Gasoil nhẻ Âàûc biãût åí phán âoản ny cạc håüp cháút chỉïa oxy dỉåïi dảng axit ch úu l axit naphtenic Trong phán âoản ny bàõt âáưu xút hiãûn cạc håüp cháút nhỉûa nhỉng cng ráút êt TS Nguyễn Thanh Sơn Quá trình khử lưu huỳnh phân đoạn dầu mỏ Cạc håüp cháút ca Nitå Cạc håüp cháút ca N thỉåìng cọ ráút êt dáưu m, tỉì 0.01 âãún 1% kl, nàịm ch úu åí phán âoản cọ nhiãût âäü säi cao Nọ täưn tải åí dảng bazå quinolin, iso quinolin, pyridin v dảng trung pyrrole, indole, carbazole Chụng täưn tải åí dảng 1,2 hồûc ngun tỉí N N Quinolin N Pyridin N H Pyrol N H Indol N Acridin N H Cacbazol N H Benzocacbazol Caïc håüp cháút ca O Cạc håüp cháút chỉïa O dáưu m thỉåìng täưn tải dỉåïi dảng axit, ceton, phenol, ete, este âọ cạc axit v phenol l quan trng hån c Chụng thỉåìng nàịm åí pháưn cọ nhiãût âäü sọi trung bỗnh vaỡ axit laỡ axit beo mọỹt chổùc Cạc phenol ch úu l phenol, cresol, -naphtol OH OH OH CH3 Phenol Cresol Beta- Naphtol Cạc kim loải nàûng: Cọ hm lỉåüng ráút nh dáưu m tỉì pháưn vản âãún pháưn triãûu Cạc kim loải ch úu cọ cáúu trục ca cạc phỉïc cå kim ca V v Ni Ngoi cn mäüt lỉåüng ráút nh cạc ngun täú khạc Re, Cu, Zn, Ca, Mg, Ti, Tuy hm lỉåüng ráút nh nhỉng chụng ráút cọ hải v gáy ngäü âäüc vénh viãùn xục tạc quaù trỗnh chóỳ bióỳn II Caùc phaớn ổùng vaỡ cồ chãú ca phn ỉïng A Cạc phn ỉïng : * Cạc phn ỉïng mong mún a) Phn ỉïng tạch loải S TS Nguyễn Thanh Sơn Quá trình khử lưu huỳnh phân đoạn dầu mỏ b) Phn ỉïng tạch loải N TS Nguyễn Thanh Sơn Q trình khử lưu huỳnh phân đoạn dầu mỏ 10 c) Hydro hoạ cạc håüp cháút chỉïa O - Hydro hoạ liãn kãút C-O Rỉåüu v phehol - Hydro hoạ liãn kãút C=O d) Phn ỉïng hydro hoạ cạc håüp cháút Olefin Âáy l nhỉỵng phn ỉïng to nhiãût ráút mảnh v cạc håüp cháút Olefin v diolefin chuøn hoạ thnh cạc håüp cháút no Täúc âäü phn ỉïng no hoạ låïn hån täúc âäü phn ỉïng tạch loải S e) Phn ỉïng Hydro hoạ cạc håüp cháút Aromatic Phn ỉïng no họa cạc aromatic cọ bë giåïi hản vãư nhiãût âäüng hc Âáy l nhỉỵng phn ỉïng ta nhiãût v gim säú phán tỉí nãn nãn chụng xy thn låüi åí nhiãût âäü tháúp v ạp sút cao ÅÍ mäüt ạp sút cho trỉåïc, ta tàng nhiãût õọỹ thỗ tọỳc õọỹ phaớn ổùng no hoùa tng lón âãún mäüt giạ trë maximum Sau âọ, nãúu tàng nhiãût õọỹ tióỳp tuỷc thỗ tọỳc õọỹ no hoùa caùc aromatic lải gim xúng ÅÍ mäüt nhiãût âäü cho trỉåïc, täúc âäü phn ỉïng no họa tàng nhanh tàng ạp suáút TS Nguyễn Thanh Sơn Quá trình khử lưu huỳnh phân đoạn dầu mỏ 13 åí vë trê trổồùc chờnh vỗ thóỳ maỡ PPH aớnh hổồớng lồùn âãún hiãûu sút phn ỉïng Cạc håüp cháút Alkylquinoline l khọ phn ỉïng nháút II Âäüng hc phn ỉïng Ráút nhiãưu âënh lût âäüng hc âỉåüc âãư nghë cho nhỉỵng phaớn ổùng cuớa quaù trỗnh HDS vồùi nhổợng hồỹp chỏỳt máùu Chụng phủ thüc vo bn cháút ca phn ỉïng vaỡ õióửu kióỷn tióỳn haỡnh quaù trỗnh Mọỹt õởnh luỏỷt täøng quạt âỉåüc xem xẹt cho nhỉỵng phn ỉïng âån gin l : V = k K HC PHC * f ( PH ) + K HC PHC + ∑ K i Pi Trong âọ : k: hàịng säú váûn täúc HC : cháút tham gia phn ỉïng i cháút ỉïc chãú phn ỉïng : Ki : hàịng säú háúp phủ cạc cháút f(PH2) : hm phỉïc ca ạp sút riãng pháưn ca H2 PHC : ạp sút riãng pháưn ca cháút phn ỉïng Do sỉû cọ màût ca H2S , cháút háúp phủ mảnh v cháút ỉïc chãú nãn váûn täúc phn ỉïng s âỉåüc theo phổồng trỗnh sau V = k.PHC.PH2 V Nhióỷt õọỹng hoỹc ca phn ỉïng Cạc phn ỉïng b gy mảch C - S, C - N, C - O l nhỉỵng phn ỉïng to nhiãût v nhỉỵng phn ỉïng ny xy hon ton (khäng thûn nghëch) âiãưu kiãûn tiãún haỡnh quaù trỗnh HDS Caùc phaớn ổùng no hoaù cuợng l nhỉỵng phn ỉïng to nhiãût mảnh nhỉng l nhỉỵng phn ỉïng thûn nghëch âiãưu kiãûn tiãún hnh quạ trỗnh HDT Phaớn ổùng naỡy thuỏỷn lồỹi tng aùp sút riãng pháưn ca H2 v gim nhiãût âäü Mỉïc âäü to nhiãût phủ thüc vo tỉìng håüp cháút, tỉïc l dỉûa vo âäü bãưn ca liãn kãút bë phạ våí v liãn kãút tảo thnh phn ỉïng TS Nguyễn Thanh Sơn 14 Quá trình khử lưu huỳnh phân đoạn dầu mỏ Bng : Hiãûu ỉïng nhiãût ca cạc phn ỉïng ∆H (kJ/mol) Phn ỉïng 2-propanethiol + H2 Propane + H2S 2RH + H2S R-S-R + 2H2 R-S-S-R + 3H2 2RH + 2H2S n-butane + H2 Cyclohexanthiol + H2 Thiophne + 4H2 n-butane + H2S biphẹnyle + H2S Dibezothiophene + 2H2 R-NH2 + H2 RH + NH3 O-Ẹthylaniline + H2 Indole + 3H2 ẹthylbenzen + NH3 eïthylbenzeìne + NH3 -54.3 -117.0 -209.0 -112.8 -284.2 -46.0 -79.4 -58.5 -204.8 Quinoline + 2H2 1, 2, 3, tetrahydroquinoline -133.8 Quinoline +4H2 propylbenzeìne + NH3 -271.7 R-OH + H2 Phẹnol + H2 RH + H2O benzne + H2O n-butane + H2O Furane + 4H2 ethylbenzene + H2O Benzofurane + 3H2 cyclohexane Benzen + 3H2 Naphtalene + 2H2 66.9 -351.1 -104.5 -209.0 -125.4 olefine -26 (kcal/mole) parrafine -30 (kcal/mole) Diolefine + H2 Olefine +H2 Tetraline -100.3 Alkenylaromatic +H2 Aromatic + naphtenic TS Nguyễn Thanh Sơn Akylaromatic -47 (kcal/mole) -50 (kcal/mole) 15 Quá trình khử lưu huỳnh phân đoạn dầu mỏ III Xục tạc a) Thnh pháưn v cáúu truùc Xuùc taùc cho quaù trỗnh HDS bao gọửm pháưn: cháút mang v pha hoảt âäüng xục tạc Cháút mang thỉåìng sỉí dủng l γAlumin cọ bãư màût riãng låïn Pha hoảt âäüng xục tạc l sulfure ca Mo hồûc ca W âỉåüc xục tiãún båíi Ni hồûc Co, thỉåìng âỉåüc sỉí dủng åí dảng häøn håüp CoMo, NiMo, NiW Hm lỉåüng kim loải hay dng sau: 9%kl Mo, 2.5%kl Co hồûc Ni Hm lỉåüng kim loải xục tạc ngy cng tàng lãn, hiãûn hm lỉåüng cạc kim loải vo khong 12-15% kl Mo v 3-5% kl Ni hoỷc Co S 0,615 nm Mo Co Hỗnh : Cáúu trục ca xục tạc HDS Ty theo muỷc õờch chờnh cuớa quaù trỗnh maỡ choỹn kim loaỷi cho pha hoảt âäüng xục tạc sau: - Khi quaù trỗnh chuớ yóỳu laỡ HDS thỗ duỡng CoMo - Khi quaù trỗnh chuớ yóỳu laỡ HDN, HDO, HDAr duỡng NiMo - Khi quaù trỗnh chuớ yóỳu laỡ HDMe, HDO, HDAr dng NiW Ngy nay, xục tạc â qua ráút nhiãưu ci tiãún âãø âạp ỉïng âi hi hoảt cao ca pha hoảt âäüng xục tạc ngun liãûu xỉí l ngy cng nàûng v hiãûu sút khỉí ngy cng cao Âãø tàng cỉåìng nhỉỵng nàng ca xục tạc, âäúi våïi pha hoảt âäüng xục tạc ngỉåìi ta cn bäø sung Phosphore hồûc Fluor räưi thãm cạc phủ gia, cn âäúi våïi cháút mang ngỉåìi ta cọ thãø duỡng dổồùi daỷng silice-alumin hoỷc titan-alumin Ngổồỡi ta cuợng tỗm tháúy cạc dảng xục tạc kãút håüp kim loải dảng NiCoMo, FeCoMo âãø tàng âäü bãưn, hoảt v tøi th ca cháút xục tạc TS Nguyễn Thanh Sơn Quá trình khử lưu huỳnh phân đoạn dầu mỏ 16 Xục tạc HDS âỉåüc chãú tảo dỉåïi hỗnh daỷng bi, truỷ, hỗnh xuyóỳn coù kờch thổồùc nhoớ tỉì 1.2 âãún 1.6 mm våïi kim loải åí dảng oxyt räưi âỉåüc hoảt họa bàịng sulfure åí thiãút bë phn ỉïng Cọ nhiãưu phỉång phạp chøn bë loải xục tạc ny m thäng dủng nháút l tháúm táøm häøn håüp cạc oxyt kim loải (dỉåïi dảng cạc múi) ca pha hoảt âäüng lãn oxyt cháút mang Pha hoảt õọỹng cuớa xuùc taùc õaỷt õổồỹc nhồỡ quaù trỗnh sulfure họa cạc oxyt kim loải nàịm trãn cháút mang CoO-MoO3/ γAl2O3 MoO3 +1/2 CoO +5/2 H2S + H2 Co 0,5 MoS 2,5 +7/2H2O Pha hoảt âäüng ca xục tạc âỉåüc tảo thnh mäüt pha sulfure häùn håüp bao gäưm, Co v Ni âỉåüc gàõn trãn nhỉỵng tinh thãø ny Nhỉ vỏỷy quaù trỗnh sunfua hoaù chuyóứn pha oxyt thaỡnh pha sunfua häùn håüp våïi mäüt cáúu trục hon ton khạc, nhỉỵng tinh thãø MoS2 v WS2 xen láùn vo tảo thnh cáúu trục dảng tinh thãø lạ mng, di 3-4nm gäưm 1-3 lạ phán bäú trãn cháút mang Co v Ni âỉåüc gàõn trãn nhỉỵng tinh thãø ny Nhåì vo hiãûu ỉïng häù tråü (synergy effect) m ngỉåìi ta cho thãm Co, Ni vo lm cháút xục tiãún cho pha hoảt âäüng Co cọ màût cáúu trục ca tinh thãø CoMoS s lm chuøn dåìi cạc electron vãư phêa Mo lm thay âäøi liãn kãút giỉỵa kim loải v S v tảo nãn nhỉỵng läø träúng måïi v nhỉỵng phán tỉí hỉỵu cå âỉåüc háúp phủ họa hc cng våïi H2 v phán li H2S Hm lỉåüng Co hồûc Ni täúi ỉu l (Co (Ni) / (Co (Ni) + Mo) = 0.3) Phosphore thãm vo âãø ci thiãûn nhỉỵng nàng ca xục tạc m ch úu l nh hỉåíng âãún cáúu trục ca pha hoảt âäüng tỉì âọ lm tàng kh nàng phán tạn ca pha hoaût âäüng trãn cháút mang Cháút mang âãø taûo bãư màût riãng låïn khong 150 - 250m2/g cho phẹp sàõp xãúp v phán tạn mäüt säú lỉåüng låïn nháút pha hoảt âäüng lãn âọ, tảo cho xục tạc kh nàng chäúng lải sỉû va âáûp cå hc (sỉû mi moỡn), taỷo nón hỗnh daỷng vaỡ kờch thổồùc cuớa haỷt xục tạc Mäüt vai tr ráút quan trng khạc ca cháút mang l acide ca nọ, cháút ny tảo thûn låüi cho cạc phn ỉïng HDT v gim quaù trỗnh õoùng cỷn (caùc HC nỷng, cọỳc) lón bóử màût xục tạc (âáy chênh l ngun nhán ch úu lm gim hoảt xục tạc) b) Ä nhiãùm xục tạc TS Nguyễn Thanh Sơn Q trình khử lưu huỳnh phân đoạn dầu mỏ 17 Coï thãø phán thnh loải cháút gáy ä nhiãùm khạc cho xục tạc: cháút ỉïc chãú hoảt âäüng ca xục tạc, cháút âäüc tảm thåìi v cháút âäüc vénh viãùn - Cháút ỉïc chãú hoảt ca xục tạc Âọ l nhỉỵng håüp cháút m chụng cảnh tranh våïi cạc cháút phn ỉïng trãn bãư màût hoảt ca cháút xục tạc, kãút qu l lm gim giạ trë bãư màût hoảt ca cháút phn ỉïng Nhỉỵng cháút ny háúp phủ mäüt cạch bãư vỉỵng trãn xục tạc kim loải nhỉng âáy l mäüt háúp phủ hon ton cọ thûn nghëch CO v CO2 l cháút ỉïc chãú thỉåìng cọ dng H2 make up, våïi hm lỉåüng 1000 ppm thỗ hoaỷt tờnh cuớa xuùc taùc hỏửu nhổ khọng coù taùc duỷng vồùi chỏỳt phaớn ổùng, chờnh vỗ váûy m phi giåïi hản hm lỉåüng ca nh hån 50 ppm khê - Cháút âäüc tảm thåìi l nhỉỵng cháút m háúp phủ quạ bãưn vỉỵng v têch ly dáưn dáưn âãún mỉïc quạ nhiãưu trãn bãư màût hoảt âäüng ca xục tạc Nhỉỵng cháút ny cọ thãø âỉåüc loải b theo phỉång phạp sinh in-situ (ngay thiãút bë phn ỉïng) v hoảt ca xục tạc âỉåüc häưi phủc Cäúc bạm trãn bãư màût xục tạc l mäüt loải cháút âäüc tảm thåìi - Cháút âäüc vénh viãùn l nhỉỵng cháút âäüc m khäng thãø loải b bàịng phỉång phạp sinh m xục tạc phi âỉåüc âỉa âi nåi khạc v thay xục tạc måïi hm lỉåüng cạc cháút âäüc ny vỉåüt quạ mäüt ngỉåỵng no âọ Cháút âäüc xục tạc dảng ny l cạc kim loải As, Pb, Sb Hm lỉåüng cho phẹp ca chụng ngun liãûu l nh hån 50 ppb c) Tại sinh xục tạc Hoảt ca xuùc taùc giaớm dỏửn quaù trỗnh vỏỷn haỡnh sỉû tảo cäúc bạm trãn bãư màût Hoảt xục taùc giaớm nhanh ồớ õỏửu quaù trỗnh vaỡ vóử cuọỳi quaù trỗnh thỗ caỡng chỏỷm Sổỷ baùm cọỳc thuỏỷn lồỹi nhiãût âäü phn ỉïng cao v ạp sút H2 nh Dảng gim hoảt ny l thûn nghëch båíi vi cacbone coù thóứ õổồỹc õọỳt chaùy quaù trỗnh sinh Mäüt ngun nhán quan trng khạc lm gim hoảt l sỉû âọng cạc tảp cháút kim loải Ni, V, Si, Pb As nhỉỵng cháút ngäü âäüc naìy laì báút thuáûn nghëch, nghéa laì hoảt ca xục tạc khäng thãø phủc häưi nhåì quaù trỗnh taùi sinh, nhổng noùi chung noù baùm trón bóử mỷt cuớa tỏửng xuùc taùc ọỳi vồùi quaù trỗnh xổớ lyù caùc phỏn õoaỷn nheỷ nhổ xng, kerosene thỗ xục tạc cọ thãø âỉåüc sinh nhiãưu láưn, thåìi gian lm viãûc di, nhỉng våïi nhỉỵng phán âoản nàûng hån hoảt ca s TS Nguyễn Thanh Sơn 18 Quá trình khử lưu huỳnh phân đoạn dầu mỏ gim nhanh hån cạc phán âoản ny, hồûc hm lỉåüng tảp cháút tàng hồûc chỉïa nhiãưu tảp cháút kim loải Âäü bãưn ca cháút xục tạc âỉåüc âạnh giạ qua chu k lm viãûc Chu k ca cháút xục tạc s gim dáưn xỉí l cạc phán âoản cng nàûng Bng sau biãøu diãùn chu k lm viãûûc v thåìi gian säúng ca cháút xục tạc xỉí l cạc phán âoản khạc : Phán âoản Chu k (nàm) Thåìi gian säúng (nàm) Xàng/Kerosen 2-4 4-10 GOL/VGOL 1-2 2-6 thạng-1nàm thạng-1nàm Càûn Sỉû sinh âäút chạy cäúc v S theo phn ỉïng oxi hoaï sau 17 + y + x Co 0.5MoS 2.5+ O2 y CoO +MoO3 + H2O +xCO2 + SO2 Quaù trỗnh taùi sinh âỉåüc thỉûc hiãûn thiãút bë phn ỉïng ca phán xỉåíng HDS Cạc táưng âäút chạy phi âỉåüc âiãưu khiãøn nhiãût âäü mäüt cạch chênh xạc Ngỉåìi ta thỉûc hiãûn bàịng cạch phun vo mäüt häùn håüp håi ca nỉåïc-khäng khê hồûc Nitå-khäng khê Trong c hai trỉåìng håüp, hm lỉåüng O2 phi ráút bẹ âãø hản chãú sỉû âäút chạy gáy sỉû to nhiãût låïn phn ổùng õọỳt chaùy Nhồỡ vaỡo quaù trỗnh taùi sinh maỡ thåìi gian lm viãûc ca xục tạc cọ thãø kẹo di âãún 10 nàm IV Thäng säú váûn hnh quạ trỗnh Caùc thọng sọỳ vỏỷn haỡnh quaù trỗnh HDS bao gäưm : - p sút v ạp sút riãng pháưn ca H2 - Nhiãût âäü - VVH Ngoi cn cọ hai thäng säú khạc cng quan trng - p sút riãng pháưn H2S - Chè säú häưi lỉu H2 v âäü báøn ca H2 häưi lỉu TS Nguyễn Thanh Sơn Quá trình khử lưu huỳnh phân đoạn dầu mỏ 19 Ạp sút riãng pháưn ca H2 (PPH) H2 l mäüt nhỉỵng cháút phn ỉïng chênh, viãûc lỉûa chn ạp sút riãng pháưn ca H2 l rỏỳt quan troỹng õóứ cho quaù trỗnh tióỳn haỡnh tọỳt PPH caỡng tng thỗ hióỷu suỏỳt phaớn ổùng caỡng cao H2 âỉåüc háúp phủ trãn bãư màût xục tạc cng nhiãưu kẹo theo viãûc tàng váûn täúc phn ỉïng Tuy nhiãn, viãc tàng váûn täúc phn ỉïng l cọ giåïi hản sỉû bo H2 trãn bãư màût xuùc taùc, chờnh vỗ thóỳ maỡ ta laỷi khọng tng PPH lãn quạ cao s tàng chi phê váûn hnh Tàng PPH nhàịm mủc âêch lm tàng chuøn dëch cạc phn ỉïng theo hỉåïng cọ låüi v gim thiãøu cạc phaớn ổùng thổù cỏỳp hỗnh thaỡnh khờ vaỡ coke baùm trãn bãư màût xục tạc âãø âm bo cho thåìi gian hoảt âäüng ca xục tạc bãưn vỉỵng âỉåüc kẹo di, âm bo lỉu lỉåüng GO âi v âäü saỷch cuớa H2 họửi lổu Khi PPH caỡng tng thỗ phn ỉïng xy cng nhanh v xục tạc cng êt bë gim hoảt Ngoi ra, H2 cn cọ tạc dủng ỉïc chãú cạc phn ỉïng cracking nhiãût v polyme hoạ p sút riãng pháưn H2 tàng lãn âäúi våïi ngun liãûu nàûng v thay âäøi tu theo muỷc õờch chờnh cuớa quaù trỗnh cuớa quaù trỗnh nhổ: HDS : 15-25 bar No hoïa olefin : 25-35 bar No hoaï caïc håüp cháút thåm (H2 hoaï sáu) : 35-60 bar Nhiãût âäü thiãút bë phn ỉïng Do nàng lỉåüng hoảt họa ca phn ỉïng HDS låïn nón nóỳu ta tng nhióỷt õọỹ thỗ phaớn ổùng xaớy thûn låüi Tuy nhiãn, cạc phn ỉïng âãưu ta nhiãût ráút mảnh nãn nhiãût âäü thiãút bë phn ỉïng s tàng lãn ráút nhanh Cng våïi sỉû tàng nhiãût âäü dáùn âãún tàng phn ỉïng phủ phn ỉïng cracking nhiãût v phn ỉïng ngỉng tủ dáùn âãún sỉû bạm coke trãn bãư màût xục tạc, lm gim hoảt xục tạc v lm gim cháút lỉåüng sn pháøm Khi nhiãût âäü âi tỉì thiãút bë phn ỉïng âảt tỉì 410 - 420°C, cạc phn ỉïng phủ xy ráút mảnh Âọ l l phi gim nhanh nhiãût âäü sau mäùi táưng xục tạc hay gim nhióỷt õọỹ cuọỳi quaù trỗnh Nhióỷt õọỹ ban õỏửu quaù trỗnh hay nhióỷt õọỹ vaỡo thióỳt bở phaớn ổùng phuỷ thüc vo cháút hoạ l ca ngun liãûu Khi khọỳi lổồỹng phỏn tổớ trung bỗnh tng, phaớn ổùng taùch lỉu hunh cng khọ xy ta phi tàng nhiãût õọỹ õỏửu quaù trỗnh Noùi chung, ngổồỡi ta cọỳ õởnh chónh lóỷch nhióỷt õọỹ laỡ 30C suọỳt quaù trỗnh TS Nguyễn Thanh Sơn Quá trình khử lưu huỳnh phân đoạn dầu mỏ 20 Nhiãût âäü nh hỉåíng nhiãưu âãún hiãûu sút v thåìi gian lm viãûc ca xục tạc Thãm nỉỵa, cạc phn ỉïng HDT l cạc phaớn ổùng toaớ nhióỷt nón hỗnh thaỡnh mọỹt Gradient tng nhiãût âäü cạc táưng xục tạc, âọ xục tạc thỉåìng âỉåüc chia lm nhiãưu táưng 3.VVH VVH = m3 ngun liãûu sảch / m3 xục tạc mäüt giåì Nghëch âo ca VVH l thåìi gian lỉu (t) Nãúu thåìi gian lỉu cng låïn tỉïc l VVH caỡng nhoớ thỗ hióỷu suỏỳt chuyóứn hoùa caỡng lồùn Thọng säú ny s cho biãút säú lỉåüng ca xục tạc âỉåüc sỉí dủng âãø âảt âỉåüc hiãûu sút cho trỉåïc VVH phủ thüc vo hoảt riãng ca xục tạc, bn cháút ca ngun liãûu v ạp sút riãng pháưn ca H2 Våïi mäüt ngun liãûu cho trỉåïc cáưn cọ sỉû âiãưu chènh phäúi håüp cạc thäng säú ạp sút riãng pháưn H2, VVH v chãnh lãûch nhiãût âäü õỏửu vaỡ cuọỳi quaù trỗnh Noùi chung VVH bióỳn thión nhióửu quaù trỗnh hoaỷt õọỹng cuớa phỏn xổồớng Chè säú tưn hon H2 Nọ cho phẹp giỉỵ âỉåüc ạp sút riãng pháưn H2 v âm bo sỉû tiãúp xục giỉỵa H2 v hydrocarbone trãn xục tạc Nhỉ váûy, cáưn thiãút âỉa vo lỉåüng H2 â låïn v â âãø tiãu täún cho cạc phn ỉïng hoạ hc Âäúi våïi mäüt aïp suáút täøng cäú âënh, aïp suáút riãng pháưn H2 phủ thüc vo t säú giỉỵa lỉu lỉåüng H2 tinh khiãút v lỉu lỉåüng hydrocarbone, âäü sảch ca khê H2 thãm vo v sỉû tiãu thủ H2 họa hc â cho Trong thiãút bë phn ỉïng, ngoi viãûc trỗ aùp suỏỳt rióng phỏửn cuớa H2, chố sọỳ häưi lỉu H2 cn tảo mäüt sỉû xoạy läúc cáưn thiãút âãø âm bo sỉû tiãúp xục giỉỵa cạc cháút phn ỉïng v tàng hãû säú truưn nhiãût l âäút khäng gáy nhiãût củc bäü v âọng càûn cạc äúng trao âäøi nhiãût Trong trỉåìng håüp phn ỉïng ta nhiãût mảnh, H2 cng âiãưu chènh gradient nhiãût âäü Aïp suáút riãng pháön H2S Trong khê tuáön hon cọ chỉïa H2S, âáy l mäüt cháút ỉïc chãú cho quaù trỗnh HDS vaỡ HYD Tuỡy theo yóu cỏửu vóử hióỷu suỏỳt cuớa quaù trỗnh (HDS sỏu hoỷc laỡ gim hm lỉåüng Aromatic) m phi làõp âàût thiãút bë rỉía amin dng khê trỉåïc häưi lỉu Tuy nhiãn, vióỷc trỗ mọỹt haỡm lổồỹng nhỏỳt õởnh H2S khờ họửi lổu õóứ trỗ aùp suỏỳt rióng phỏửn ca H2S thiãút bë phn ỉïng âm bo trảng thại sulfure họa ca pha hoảt âäüng xục tạc TS Nguyễn Thanh Sơn 21 Quá trình khử lưu huỳnh phân đoạn dầu mỏ Bng sau âỉa âiãưu kióỷn hoaỷt õọỹng õỷc trổng cuớa quaù trỗnh HDS cuớa cạc phán âoản dáưu m Phán Khong nhiãût âoản dáưu VVH (h-1) PPH2 (bar) T SOR°C âäü säi (°C) Tyí lãû H2/HC H2 tiãu täún (Nm3/m3) moí Naphta 70-180 - 10 - 10 260 - 300 100 0,05 - 0,1 KO 160-240 1-4 15 - 30 300 - 340 150 0,1 - 0,2 GO 230-350 1-3 15 - 40 150 - 300 150 - 300 0,3 - 0,5 GO ck 350-550 1-2 40 - 70 300 - 500 300 - 500 0,4 - 0,7 RA 350+ 0,3 - 0,5 100 -130 1000 1000 - 1,5 RSV 550+ 0,15 - 0,3 120 -160 1000 1000 1,5 - V Dỏy chuyóửn cọng nghóỷ Cọng nghóỷ cuớa quaù trỗnh v xục tạc phi âỉåüc lỉûa chn thêch håüp våïi hiãûu qu lm viãûc ca tỉìng loải ngun liãûu khạc Trong säú cạc thiãút bë dng phán xỉåíng HDS thiãút bë phn ỉïng, l gia nhiãût, mạy neùn, bỗnh taùch vaỡ caùc thióỳt bở trao õọứi nhióỷt thỗ thióỳt bở phaớn ổùng laỡ quan troỹng nhỏỳt Thióỳt bở phaớn ổùng Quaù trỗnh HDS thờch hồỹp thiãút bë phn ỉïng våïi xục tạc cäú âënh Ngỉåìi ta phán biãût hai loải thiãút bë phn ỉïng sau : - Thiãút bë phn ỉïng hoảt âäüng åí pha khê, xỉí l cạc phán âan nhẻ : Naphta, Kerosen - Thiãút bë phn ỉïng lm viãûc åí hai pha lng- khê, xỉí l cạc phán âoản nàûng hån : GOL, VGO, DAO Pháưn låïn cạc quạ trỗnh HDS õóửu sổớ duỷng kióứu thióỳt bở tỏửng xuùc tạc cäú âënh Âäúi våïi thiãút bë phn ỉïng hoảt âäüng åí hai pha lng- khê thỉåìng gi l Trickle bed Cáưn chụ ràịng thiãút bë phn ỉïng hoaỷt õọỹng ồớ pha khờ thỗ khọng coù õộa phỏn phọỳi, coỡn õọỳi vồùi Trickle bed thỗ nhỏỳt thióỳt phaới cọ âéa phán phäúi: TS Nguyễn Thanh Sơn Q trình khử lưu huỳnh phân đoạn dầu mỏ 22 * Cạc pha lng, khê âi theo hai âỉåìng riãng biãût: Lng âi qua cạc läù cn khê âi qua cạc äúng Khi âọ âéa gàõn trãn cạc äúng, trãn âéa cọ läù, säú läù trãn âéa khong 50-100läù/m2, âỉåìng kênh läù 8-10mm âm bo lng khäng bë âng lải trãn âéa Bäú trê cæï 10 läù æïng våïi äúng, âỉåìng kênh äúng gáúp 10 láưn âỉåìng kênh läù Cáúu tảo äúng cọ nàõp v miãûng äúng vạt 450 * Pha lng v khê cng qua mäüt äúng, âọ pha lng bë phán phäúi båíi pha khê Cáúu tảo äúng cọ nhỉỵng läù nh âãø khê âi qua pha loớng qua ọỳng thỗ lọi cuọỳn loớng õi qua Nhỉ váûy trãn âéa khäng cọ nhỉỵng läù m chè cọ äúng Viãûc phán phäúi lng phêa trãn låïp xục âọng vai tr quan trng nh hỉåíng âãún hiãûu qu lm viãûc ca låïp xục tạc Âãø âm bo sỉû phán bäú täút pha lng ton låïp xục tạc vaỡ doỹc theo chióửu daỡi cuớa noù thỗ vỏỷn tọỳc cạc pha phi nàịm mäüt giåïi hản no âọ Trong quaù trỗnh HDS thỗ giaù trở naỡy khoaớng 0,8-1cm/s Bãư màût xục tạc phi phàóng âãø trạnh hiãûn tỉåüng phán phäúi lải ca lng trãn bãư màût âọ ÅÍ pháưn trãn ca låïp xục tạc cáưn ri mäüt låïp bi nhäm âãø trạnh hiãûn tỉåüng xạo träün xục tạc váûn täúc dng ngun liãûu vo, cn cọ tạc dủng mäüt lỉåïi lc cạc tảp cháút cå hc, thäng thỉåìng cọ hai kêch cåỵ : 1/4 inch, 3/4 inch Âiãưu ny s khàõc phủc hiãûn tỉåüng phán bäú lng håi khäng âãưu låïp xục tạc, trạnh hiãûn tỉåüng quạ nhiãût củc bäü váûn täúc phn ỉïng khäng tải mi âiãøm Så âäư cọng nghóỷ cuớa quaù trỗnh Noùi chung ngổồỡi ta phỏn bióỷt vuỡng sồ õọử cuớa quaù trỗnh: vuỡng phn ỉïng v vng chỉng cáút (vng phán tạch) a) Vng phn ỉïng: Bao gäưm: thiãút bë phn ỉïng, l âäút, dáy chuưn trao âäøi nhiãût, båm ngun liãûu, mạy neùn, bỗnh phỏn chia, thióỳt bở rổớa nổồùc Hai loaỷi så âäư xỉí l âỉåüc sỉí dủng: så âäư lảnh v så âäư nọng Tiãu chøn âãø lỉûa chn ca så âäư l bn cháút ca ngun liãûu, nhiãût âäü ca ngun liãûu v nhỉỵng váún âãư vãư phán tạch ca nỉåïc-Hydrocarbure TS Nguyễn Thanh Sơn 23 Q trình khử lưu huỳnh phân đoạn dầu mỏ * Så âäư lảnh : (6) Nỉåïc rỉía (5) (8) (4)Ì (9) (7) (2) (1) (3) Âãún vng tạch (1) Båm ngun liãûu; (2) Hãû thäúng thu häưi nhiãût; (3) Mạy nẹn H2 sảch; (4) L âäút; (5) Thiãút bë phn ỉïng; (6) Mạy nẹn H2 häưi lỉu; (7) Ballon tạch; (8) Trao âäøi nhiãût bàịng KK; (9) Thu häưi lng Ngỉåìi ta thu häưi nhiãût ca dng lỉu thãø âi tỉì thiãút bë phn ỉïng båíi hãû thäúng trao âäøi nhiãût Mäüt pháưn nhiãût ca phn ỉïng âỉåüc dng õóứ gia nhióỷt nguyón lióỷu cuớa quaù trỗnh Nhióỷt õọỹ hoảt âäüng ca bãø phán tạch âỉåüc âiãưu khiãøn båíi mäüt thiãút bë lm lảnh bàịng khäúng khê Trong pháưn lồùn trổồỡng hồỹp thỗ nhióỷt õọỹ naỡy beù õóứ ta cọ thãø láúy trỉûc tiãúp dng khê âi cọ âäü tinh khiãút nháút âënh âãø lm dng hon lỉu Tuy nhión mong muọỳn quaù trỗnh khổớ S sỏu thỗ cỏửn õỷt thióỳt bở rổớa amin doỡng khờ họửi lỉu âãø gim hm lỉåüng H2S l mäüt cháút ỉïc chóỳ phaớn ổùng cuớa quaù trỗnh khổớ S ặu õióứm ca så âäư lảnh - Lỉåüng khê tưn hon sảch hån TS Nguyễn Thanh Sơn 24 Quá trình khử lưu huỳnh phân đoạn dầu mỏ - Aïp suáút hoảt âäüng nh hån - Âån gin hån - Cọ kh nàng xỉí l cạc ngun liãûu nhẻ Nhỉåüc âiãøm - Bãö màût trao âäøi nhiãût låïn hån - Thiãút bë làõng låïn hån - Lỉåüng nhiãût tiãu thủ cho l âäút gia nhiãût ca thiãút bë chỉng cáút låïn hån * Så âäư nọng : (6) (8) (5) (10) (4) (7) (11) (9) (2) (1) (3) Âãún vng tạch (1) Båm nguyãn liãûu; (2) Hãû thäúng trao âäøi nhiãût; (3) Mạy nẹn H2 sảch; (4) L âäút; (5) Thiãút bë phn ỉïng; (6) Mạy nẹn H2 häưi lỉu; (7) Thiãút bë tạch ạp sút cao; (8) Nỉåïc rỉía; (9) Bỗnh taùch aùp suỏỳt thỏỳp; (10) Trao õọứi nhióỷt bũng KK; (11) Knock out drum TS Nguyễn Thanh Sơn Quá trình khử lưu huỳnh phân đoạn dầu mỏ 25 Sồ õọử naỡy õổồỹc õỷt thóm mọỹt bỗnh phỏn riãng nọng âäúi våïi dng lỉu cháút tỉì thiãút bë phn ỉïng Nhiãût âäü ca dng HC âỉåüc cäú âënh åí mỉïc cao nháút âënh cáưn thiãút âãø tảo mäüt sỉû chỉng cáút täút Khê nọng âỉåüc lm lảnh v rỉía så âäư lảnh Ỉu âiãøm ca så âäư nọng - Gim bãư màût trao âäøi nhiãût - Lỉåüng nhiãût vo ca l âäút ca thiãút bë chỉng cáút nh - Cung cáúp dng ngun liãûu trỉûc tiãúp cho cäüt chỉng cáút tỉì bãø phán riãng nọng Nhỉåüc âiãøm - Chè sỉí dủng giåïi hản åí ngun liãûu nàûng - Dng khê hon lỉu êt sảch hån - Cáưn thiãút cọ thiãút bë lm sảch khê tưn hon båíi thiãút bë rỉía amine hồûc hydrocarbure b) Vng phán tạch : Vng ny gäưm : thạp chỉng cáút våïi thiãút bë âun säi lải båíi l âäút hay thiãút bë trao âäøi nhiãût våïi häùn håüp saín pháøm thiãút bë phn ỉïng (thêch håüp xỉí l phán âoản nhẻ) Våïi ngun liãûu nàûng hån GO, VGO thỗ duỡng doỡng hồi nổồùc Stripping õóứ taùch phỏửn nheỷ v nháút thiãút phi km theo thiãút bë tạch nỉåïc chán khäng *Så âäư dng l âun säi lải Ỉu âiãøm dng l âun säi lải: + Hoảt âäüng dãù dng + Vng phn ỉïng v vng chỉng cáút âäüc láûp Nhæåüc âiãøm : + Chi phê cao + Cáưn giåïi hản nhiãût âäü dỉåïi âạy thạp v aùp suỏỳt bỗnh họửi lổu TS Nguyn Thanh Sn 26 Quá trình khử lưu huỳnh phân đoạn dầu mỏ (4) Rỉía Amin (5) (3) Distillat (2) (1) Tỉì vng phn ỉïng Sn pháøm SÅ ÂÄƯ DNG L ÂUN SÄI LẢI Hãû thäúng táûn dủng nhiãût dng sn pháøm; (2) L âäút âun säi lải; (3) Thạp chỉng cáút; (4) Trao âäøi nhiãût bàịng KK; (5) Ballon tạch pha TS Nguyễn Thanh Sơn 27 Quá trình khử lưu huỳnh phân đoạn dầu mỏ * Så âäư dng håi nỉåïc Stripping v thiãút bë sáúy chán khäng Håi næåïc (3) (4) (2) Næåïc Håi næåïc HC Distillat (1) Sn pháøm Tỉì vng pỉ Ỉu âiãøm : + Chi phê hoảt âäüng tháúp hån + Pháưn khê bở loaỷi boớ ồớ bỗnh taùch õaỷt aùp suỏỳt cỏửn thiãút ca mảng khê âäút +Trạnh sỉû phán hu HC åí nhiãût âäü cao åí âạy thạp nhåì cọ håi nỉåïc Stripping Nhỉåüc âiãøm : + Phủ thüc vo lỉåüng nhiãût âäü tỉì vng phn ỉïng + Cáưn cọ thiãút bë tạch nỉåïc TS Nguyễn Thanh Sơn ... ỉïng tạch loải S TS Nguyễn Thanh Sơn Q trình khử lưu huỳnh phân đoạn dầu mỏ b) Phn ỉïng tạch loải N TS Nguyễn Thanh Sơn Q trình khử lưu huỳnh phân đoạn dầu mỏ 10 c) Hydro hoạ cạc håüp cháút chỉïa... hồûc khäng no (thiophen) Trong dáưu m ngỉåìi ta cng â xạc âënh âỉåüc Sunfua cọ gäúc HC mảch thàóng C2 - C8 TS Nguyễn Thanh Sơn Quá trình khử lưu huỳnh phân đoạn dầu mỏ Cạc Sunfua cọ gäúc HC thåm... axit ch úu l axit naphtenic Trong phán âoản ny bàõt âáưu xút hiãûn cạc håüp cháút nhỉûa nhỉng cng ráút êt TS Nguyễn Thanh Sơn Quá trình khử lưu huỳnh phân đoạn dầu mỏ Cạc håüp cháút ca Nitå Cạc