V. THIẾT LẬP SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ
5.3 Nguyên lý hoạt động:
Được dẫn vào nhờ bơm, dòng nguyên liệu được đun nóng đến khoảng 250 oC sẽ cùng dòng xúc tác ở dạng bột mịn bay nhanh lên ống nâng Riser với tốc độ lớn hơn 4 m/s. Hỗn hợp nguyên liệu - chất xúc tác bay lên được là nhờ một dòng khí nâng thổi lên bởi máy thổi. Trong thời gian rất ngắn, cỡ 4 ÷ 5 giây, chúng bay lên trong suốt chiều dài ống Riser và xảy ra phản ứng cracking như mong muốn.
Ra khỏi ống này, hỗn hợp khí và chất xúc tác đi vào bụng lò phản ứng có tiết diện lớn hơn nhiều nên tốc độ dòng khí giảm mạnh không đủ để nâng bột chất xúc tác lên nữa. Chất xúc tác rơi dần xuống phía dưới, tạo thành một lớp chất xúc tác dày đặc ở phần dưới cùng thon nhỏ dần của thiết bị phản ứng. Những hạt bụi chất xúc tác bị lôi kéo theo dòng khí sẽ được cyclon tách ra và rơi xuống lớp chất xúc tác ở phần dưới lò phản ứng, còn dòng khí không chứa bụi bay ra khỏi đỉnh lò phản ứng rồi đi vào hệ thống tháp chưng cất để được phân thành các phân đoạn thích hợp. Các phân đoạn LCO, HCO có thể được sử dụng sau những chế biến nhất định hoặc được hồi lưu về nhập với dòng nguyên liệu để được cracking tiếp.
Sau khi bị stripping bởi hơi nước được phun vào ở phần dưới lò phản ứng chất xúc tác tự chuyển dần theo đường ống vào lò tái sinh thứ nhất, vì sau khi tham gia
Trang 34 phản ứng trong ống nâng Riser nó đã bị ngộ độc, từ màu trắng đục đã trở thành màu đen. Hơi nước có tác dụng loại hydrocacbon còn lẫn trong lớp bột xúc tác. Vì lý do đó vùng chất xúc tác ở phần dưới lò phản ứng có tên là vùng stripping. Sự di chuyển của chất xúc tác trong những đường ống nối đáy lò phản ứng với đáy lò tái sinh xảy ra được nhờ ba tác động: ống nối nằm nghiêng khá dốc, bột chất xúc tác rất mịn và dòng hơi nước được phun vào liên tục tại những vị trí cần thiết của đường ống. Kết quả là dòng bột chất xúc tác bay trong đường ống. Tốc độ di chuyển của chất xúc tác được điều chỉnh nhờ van đặt trên đường ống sao cho lớp chất xúc tác trong vùng stripping có độ dày ổn định.
Máy nén thổi dòng không khí nóng vào khoảng 220 oC vào hai lò tái sinh xúc tác thông qua thiết bị phân phối khí ở phần dưới lò tái sinh. Trước hết chất xúc tác mang nhiều cốc được đốt ở lò tái sinh thứ nhất trong chế độ thiếu không khí, cốc cháy chưa hết nhưng hydrocacbon kéo theo đã cháy hết, nước tạo thành và nước stripping không tàn phá quá mạnh chất xúc tác vì nhiệt độ ở đó chỉ lên đến khoảng 600 ÷ 700 oC. Sau đó chất xúc tác sẽ được không khí nóng thổi lên lò tái sinh thứ hai. Ở đây tất cả cốc còn lại cháy hết trong dòng không khí dư ở nhiệt độ cao hơn, khoảng 800 oC nhưng chất xúc tác không bị hỏng nhiều vì không còn hơi nước. Bột chất xúc tác cũng bay trong lò tái sinh nên cần có hệ thống cyclon trong lò để tránh chất xúc tác bay ra theo khí lò. Chất xúc tác đã được tái sinh lại theo đường ống quay về đáy ống nâng để bắt đầu lại quá trình.
Máy dãn khí dẫn khí lò có nhiệt độ rất cao vào nồi sản xuất hơi nước nhằm tận dụng lượng nhiệt rất lớn mà khí lò có thể thải ra. Lượng nhiệt đó cũng có thể được sử dụng vào những mục đích khác như chạy động cơ, phát điện. Khí trước khi thải ra môi trường phải được khử CO, SOx , NOx .
Trang 35
5.3.2 Các điều kiện vận hành
Công nghệ R2R có thể hoạt động theo các chế độ khác nhau: sản phẩm chưng cực đại, gasolin cực đại hoặc olefin cực đại. Độ chuyển hóa giảm trong chế độ sản phẩm chưng cất cực đại và tăng trong chế độ olefin cực đại được điều chỉnh bằng cách khống chế nhiệt độ đầu ra của ống phản ứng(ROT, riser outlet temperature) và hoạt tính xúc tác, khoảng làm việc điển hình đối với ba chế độ nói trên là: sản phẩm chưng cất cực đại, 510 ROT tối thiểu; gasoline cực đại, 510 – 530 ROT; olefin cực đại 530 – 550 ROT, đối với chế độ sản phẩm chưng cất cực đại, sự khống chế nhiệt đọ hỗn hợp (MTC) là quan trọng để duy trì nhiệt độ đòi hỏi cho sự hóa hơi nguyên liệu cặn khi ROT thấp hơn.