PHẦN CÔNG NGHỆ
II. Công nghệ Reforming
II.2.2.3 Dây chuyền reforming với lớp xúc tác chuyển động
có tái sinh liên tục xúc tác của UOP và IFP gọi là quá trình CCR . Đến năm 1996 , hãng UOP đã xây dựng được 139 nhà máy CCR còn IFP có 48 nhà máy CCR .
Đặc biệt của dây chuyền này là các lò phản ứng chồng lên nhau thành một khối. Xúc tác chuyển động tự chảy từ thiết bị phản ứng trên cùng xuống thiết bị phản ứng cuối cùng, sau đó xúc tác đã làm việc được chuyển sang thiết bị tái sinh để khôi phục lại hoạt tính rồi nạp trở lại thiết bị phản thứ nhất, tạo thành chu trình lớn.
Trong các hệ thống này quá trình tái sinh xúc tác được thực hiện trong một thiết bị tái sinh riêng . đây là hệ thống reforming xúc tác hiện đại nhất xuất hiện ở Mĩ năm1971. Trong các hệ thống này, các thiết bị phản ứng được bố trí chồng lên nhau làm thành một cơ cấu chung nhất. Xúc tác đi từ thiết bị phản ứng thứ 1 xuống thiết bị phản ứng thứ 2, rồi lần lượt xuống thiết bị thứ 3,4 và cuối cùng xúc tác được đưa sang thiết bị tái sinh. Sau khi xúc tác đã tái sinh nó lại được đưa về thiết bị phản ứng thứ nhất. Như vậy quá trình reforming xúc tác được thực hiện liên tục. Nhờ lấy ra liên tục một phần xúc tác để tái sinh nên có thể duy trì mức độ hoạt tính trung bình của chất xúc tác cao hơn và ổn định hơn so với lớp xúc tác cố định. Do vậy mà áp suất và bội số tuần hoàn khí chứa
Mai Ngọc Chiến – KTHH5 – K54 33
hydro có thể giảm xuống tương ứng 3,5-12 at và 400-500 m3/m3. Việc giảm áp suất có ảnh hưởng tốt đến quá trình, tăng được hiệu suất, tăng nồng độ hydro trong khí chứa hydro.
Ngày nay loại reforming tái sinh xúc tác liên tục đã trở thành rất phổ biến. Nhờ tái sinh xúc tác liên tục mà không phải dùng quá trình để tái sinh xúc tác như dây chuyền cũ (dây chuyền reforming xúc tác cố định). Điều đó làm cho xúc tác có hoạt tính cao hơn và ổn định hơn, làm việc ở điều kiện khắt khe hơn và vẫn cho hiệu quả cao hơn.
Sau đây sẽ đề cập một cách chi tiết quá trình reforming xúc tác chuyển động của hãng UOP. 5 4 3 Nguyên liệu Sản phẩm reformat Hydro tuần hoàn Khí nhiên liệu Xúc tác đã tái sinh Thu hồi phần nhẹ khí Phần lỏng 1 2
Mai Ngọc Chiến – KTHH5 – K54 34
Hình 6:Sơ đồ công nghệ quá trình platforming của hãng UOP
1-thiết bị phản ứng 2-lò gia nhiệt 3-tháp tách 4-tháp ổn định 5-thiết bị ngưng tụ
Nguyên tắc hoạt động :
Sơ đồ reforming tái sinh xúc tác liên tục của hãng UOP được trình bày ở (hình 6). Đặc điểm riêng biệt của sơ đồ là các thiết bị phản ứng chồng lên nhau thành một khối. Xúc tác chuyển động từ thiết bị phản ứng trên cùng xuống thiết bị phản ứng cuối cùng. Xúc tác đã làm việc được chuyển sang thiết bị tái sinh để khôi phục lại hoạt tính rồi được nạp trở lại thiết bị phản ứng đầu tạo thành một chu trình kín. Nhờ lấy ra liên tục một phần xúc tác để
Mai Ngọc Chiến – KTHH5 – K54 35
tái sinh nên nó có thể duy trì mức độ hoạt tính trung bình của chất xúc tác cao hơn so với hệ thống với lớp xúc tác cố định. Do vậy mà áp suất và bội số tuần hoàn khí chứa hydro có thể giảm xuống tương ứng có thể 9 12 at và 400 500 m3/m3. Việc giảm được áp suất có ảnh hưởng tốt đến chất lượng của quá trình, tăng hiệu suất, tăng nồng độ hydro trong khí chứa hydro.
Lượng xúc tác chứa trong thiết bị phản ứng rất khác nhau , thiết bị thứ nhất chỉ chứa 10-20% lợng xúc tác và các thiết bị cuối chứa khoảng 50% khối lượng xúc tác .
Bộ phận tái sinh xúc tác :
Xúc tác đã làm việc chảy từ thiết bị phản ứng cuối cùng xuống bộ phận thu xúc tác ở bunke chứa, sau đó chảy xuống ống nâng. Người ta dùng khí chứa hydro tuần hoàn từ máy nén tuần hoàn đẩy xúc tác và vận chuyển nó lên đỉnh vào bộ phận tích bụi ở phía trên lò tái sinh. Ở bộ phận này người ta bổ sung khí hydro tuần hoàn để tách các hạt bụi mịn của xúc tác và mang chúng ra ngoài với khí đi vào ống tập trung bụi còn xúc tác rơi vào đáy bộ phận tách bụi rồi chảy xuống lò tái sinh .
Tái sinh xúc tác gồm có 4 bước, 3 bước đầu là :đốt cháy,đốt cháy cốc clo hoá và làm khô. Ba bước đầu xảy ra ở vùng tái sinh, và bước thứ 4 là khử xúc tác xảy ra ở trong bộ phận khử riêng.
Đốt cháy cốc bám trên xúc tác được tiến hành trong vùng cháy nằm ở đỉnh lò tái sinh. Xúc tác đưa vào và chảy xuống giữa màng chắn hình trụ đứng thẳng, không khí nóng được thổi theo hướng bán kính đi từ ngoài vào trong qua lớp xúc tác sau đó làm lạnh và tuần hoàn qua các ống trong vùng cháy, xúc tác vẫn chuyển động xuống dần và bộ phận làm lạnh tái sinh sẽ lấy nhiệt khi đốt cốc. Việc đốt cốc tuân theo chế độ đặc biệt nghiêm ngặt để đảm bảo hết cốc và không ảnh hưởng xấu đến xúc tác. Sau khi đốt cháy cốc thì xúc tác được cho qua vùng clo hoá để clo hoá và sau đó là sấy.
Cuối cùng xúc tác được cho vào vùng khử tách biệt với 3 khu vực đốt clo hoá sấy trên , sau khi khử xúc tác được đưa theo đường dẫn xúc tác vào ống xuất xăng, nếu xét độ biến đổi nguyên liệu thì kinh tế nhất vẫn là dây chuyền CCR.
Mai Ngọc Chiến – KTHH5 – K54 36
II.2.2.4 Quá trình New reforming