Từ thập niên 90 trở lại đây, quá trình FCC vẫn không ngừng đƣợc cải tiến cả về công nghệ và xúc tác để tạo cho FCC trong tƣơng lai phù hợp với yêu cầu của công nghệ lọc hóa dầu, đồng thời cho phép sử dụng đƣợc nguyên liệu nặng hơn, nhiễm bẩn hơn, nghĩa là với chất lƣợng nguyên liệu ngày càng xấu hơn. Từ mục tiêu đó, các nhà thiết kế và công nghệ đã đặt ra các nhiệm vụ chính sau:
- Cải tiến về công nghệ để thích ứng với nguyên liệu có chất lƣợng xấu mà hiệu suất xăng hay phần cất vẫn đạt cực đại, giảm lƣợng cốc, nâng cao chất lƣợng của xăng.
- Chế tạo và cải tiến chất xúc tác có độ bền nhiệt, bền cơ cao, bền với các độc tố, có hoạt tính cao và ổn định, dễ tái sinh và có thời gian làm việc lâu dài hơn.
- Chọn lựa các thông số làm việc tối ƣu bằng các công nghệ điều khiển và kiểm tra tiên tiến, hiện đại.
- Cải tiến các trang thiết bị cùng với công nghệ để không những nâng cao chất lƣợng sản phẩm mà còn cho phép kết hợp sản xuất các nguyên liệu
Nguyễn Thành Chung – CN Hóa dầu – K55 Trang 93
cho tổng hợp hóa dầu và hóa học. Ví dụ nhƣ nhận etylen, propylen, buten,…
Chỉ trong vòng hai chục năm trở lại đây, ngoài việc nâng cao, cải tiến và áp dụng xúc tác mới có hiệu quả, ngƣời ta đã thiết kế các dây chuyền FCC hiện đại sản xuất đƣợc không những nhiều xăng với chất lƣợng cao hơn mà còn cho phép nhận các nguyên liệu cho tổng hợp hóa dầu, Thành công đó, trƣớc hết phải kể tới quá trình FCC với thời gian cracking ngắn và siêu ngắn(MSCC) hay các quá trình cracking sâu(DCC).
Bảng 19: Cân bằng vật chất và điều kiện thao tác của FCC.[1]
Chế độ công nghệ Dây chuyền 43-107(Nga) UOP(Mỹ)
Nhiệt độ, oC
- Trong reactor 500 – 530 485
- Trong lò tái sinh 630 – 670 607
Áp suất
- Trong reactor 0,2 – 0,3 MPa 630 g/cm2
- Trong lò tái sinh 0,24 – 0,34 MPa 700 g/cm2
Tỷ lệ xúc tác/nguyên
liệu, tấn/tấn nguyên liệu 4 – 7 6,2
Hệ số tuần hoàn nguyên liệu, kg/kg nguyên liệu
mới 1 – 12 (tốc độ nạp liệu M/M/H) 2,9 Hiệu suất sản phẩm, %V Khí khô 2,9 – 3,1 4,5 – 5 C3 5,0 – 6,0 6 – 8 C4 10 – 12 12 – 14 Xăng C5 – 195oC 46 – 48 48 – 50* Gasoil nhẹ 18 – 13 12 – 18 Gasoil nặng 8 – 10 8 – 10
Nguyễn Thành Chung – CN Hóa dầu – K55 Trang 94
Cốc, % khối lƣợng 3,5 – 4,5 4 – 6
*là xăng lấy từ C3 đến 220oC.
Hinh 53: Sự phát triển FCC từ năm 1943 đến 1952.[20]
Nguyễn Thành Chung – CN Hóa dầu – K55 Trang 95
Nhu cầu cho một thời gian tiếp xúc ngắn và chính xác, nhiệt độ tăng lên và một chất xúc tá /dầu cao tỷ lệ để sản xuất olefin nhiều ánh sáng hơn, đã dẫn đến quá trình NExCCTM trong đó kết hợp một loại lò phản ứng hoàn toàn mới.
Lò phản ứng và lò tái sinh hoạt động trong chế độ tầng sôi, chế độ chảy nhanh và có cùng xyclon. Để tăng thời gian tái sinh xúc tác, một phần xúc tác tái sinh đƣợc quay lại dƣới cùng của lò tái sinh. Lò phản ứng hoạt động ở nhiệt độ cao, thời gian tiếp xúc ngắn hơn, tỷ lệ chất xúc tác/dầu lớn hơn so với lò phản ứng trong quá trình FCC. Quá trình này có độ chuyển đổi tăng, sản lƣợng olefin nhẹ và trị số octan của xăng.
Bảng 20: Thông số chính quá trình NExCCTM and FCC.[22]
Hình 55: Sơ đồ điều khiển dòng nguyên liệu, sản phẩm của lò phản ứng trong NExCCTM.[22]
Nguyễn Thành Chung – CN Hóa dầu – K55 Trang 96
Hình 56: Sơ đồ các dòng trong thiết bị phản ứng của NExCCTM.[22] (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Nguyễn Thành Chung – CN Hóa dầu – K55 Trang 97
Hình 58: Sự phát triển công nghệ FCC từ năm 1950-2000.[20]
Nguyễn Thành Chung – CN Hóa dầu – K55 Trang 98
Hình 59: Tiềm năng phát triển FCC.[20]
Nguyễn Thành Chung – CN Hóa dầu – K55 Trang 99
Bảng 23: Cải tiến chất xúc tác FCC.[20]
Bảng 24: Cải tiến chất xúc tác FCC trong tương lai.[20]