Nguyờn liệu cơ bản cho quỏ trỡnh cracking xỳc tỏc là phần cất chõn khụng của cặn dầu thụ khi chưng cất khớ quyển. Chỳng thường chứa 5 ữ 10% phõn đoạn sụi đến 3500C và cú nhiệt độ sụi cuối tới 520 ữ 5400C. Trong nhiều trường hợp, người ta cũng cú thể dựng cả phõn đoạn nhẹ của chưng cất khớ quyển, phõn đoạn kerosen-gazoil của cracking nhiệt hay cốc hoỏ và cú thể cả phần rafinat của quỏ trỡnh khử asphan mazut và gudron trong sản xuất dầu nhờn hoặc là phõn đoạn mazut của dầu ớt kim loại. Cỏc đặc trưng quan trọng nhất của nguyờn liệu cú ảnh hưởng quyết định đến cỏc chỉ tiờu của quỏ trỡnh cracking là thành phần phõn đoạn, hằng số đặc trưng K, thành phần nhúm hydrocacbon, hàm lượng nhựa - asphan, hàm lượng cỏc tạp chất nitơ, lưu huỳnh, kim loại và cốc hoỏ.
Khi cracking trờn xỳc tỏc chứa zeolit, do cú hoạt tớnh cao mà ảnh hưởng của thành phần phõn đoạn của nguyờn liệu khụng phải là yếu tố quan trọng.
Tụ Kim Ngọc Hoỏ Dầu 1 K48- ĐHBK HN43
Quy luật thụng thường là khi tăng phần nhẹ (hay cũn gọi là độ nhẹ) của nguyờn liệu, hiệu suất hydrocacbon loại C3, C4 và xăng đầu tăng lờn, cũn hiệu suất H2 và cốc giảm xuống. Nếu nguyờn liệu là phần cất chõn khụng cú ớt phõn đoạn nặng (<14 ữ 15%) sẽ làm tăng trị số octan của xăng cũng như hiệu suất xăng. Cũn nếu tăng hàm lượng nhựa - asphan và kim loại sẽ làm xấu đi cỏc chỉ tiờu của quỏ trỡnh.
Hằng số đặc trưng K được dựng để phõn loại dầu mỏ và cỏc phõn đoạn theo thành phần hoỏ học. Khi sử dụng nguyờn liệu cracking với K cú giỏ trị cao sẽ cho phộp tăng cỏc chỉ tiờu của cracking xỳc tỏc.
Cỏc hợp chất phi hydrocacbon là cỏc chất cú hại cho cracking xỳc tỏc, chỳng khụng chỉ gõy độc cho xỳc tỏc mà cũn chuyển vào sản phẩm, làm giảm chất lượng sản phẩm. Vớ dụ sự phõn bố của hợp chất lưu huỳnh vào sản phẩm cracking như sau (% KL so với nguyờn liệu): H2S: 20 đến 30; xăng: 2 đến 5; phõn đoạn sụi trờn 1950C: 30 đến 60; cốc: 5 đến 10.
Trong nguyờn liệu cracking xỳc tỏc khụng nờn cú mặt cỏc phõn đoạn nhẹ cú nhiệt độ sụi < 2000C vỡ khi phõn huỷ sẽ tạo nhiều khớ làm giảm hiệu suất xăng và giảm cả trị số octan của xăng. Nguyờn liệu khụng cho phộp chứa hàm lượng lớn hydrocacbon thơm đa vũng (vỡ trong quỏ trỡnh dễ ngưng tụ tạo cốc bỏm trờn bề mặt xỳc tỏc), asphan và cỏc tạp chất chứa N và S.
Nguyờn liệu càng nặng càng chứa nhiều asphan và kim loại, khi cracking cần phải qua xử lý bằng hydro hoỏ làm sạch để nhận được nguyờn liệu cú chất lượng cao cho quỏ trỡnh cracking xỳc tỏc.
Núi túm lại, trước khi đưa nguyờn liệu vào quỏ trỡnh cracking xỳc tỏc, chỳng ta phải nghiờn cứu kỹ chất lượng của nguyờn liệu, loại xỳc tỏc dựng và tuỳ theo điều kiện kỹ thuật, hiệu quả của cỏc phương phỏp làm sạch nguyờn liệu yờu cầu nguyờn liệu dựng mà người ta quyết định phương phỏp làm sạch nguyờn liệu cho thớch hợp.
Tụ Kim Ngọc Hoỏ Dầu 1 K48- ĐHBK HN44
Trong cụng nghiệp cracking xỳc tỏc, người ta cú thể sử dụng một trong cỏc nhúm nguyờn liệu sau:
− Nhúm 1: là nhúm nguyờn liệu nhẹ cú tờn là phõn đoạn kerosen - sola nhận được từ quỏ trỡnh chưng cất trực tiếp và cú giới hạn sụi từ 210 đến 3600C. Chỳng cú tỷ trọng trung bỡnh từ 0,860 đến 0,830. Trong lượng phõn tử trung bỡnh vào khoảng 190 ữ 200. Đõy là nhúm nguyờn liệu tốt nhất dựng để sản xuất xăng ụtụ và xăng mỏy bay.
− Nhúm 2: là nhúm nguyờn liệu lấy từ phõn đoạn gazoil chưng cất chõn khụng cú nhiệt độ sụi từ 300 đến 5000C (hay 5500C). Nhúm này cú cỏc đặc trưng là tỷ trọng trung bỡnh từ 0,880 đến 0,920, trọng lượng phõn tử trung bỡnh từ 280 đến 330.
− Nhúm 3: là nhúm nguyờn liệu cú thành phần rất rộng, cú giới hạn sụi từ 210 ữ 5000C.
− Nhúm 4: là nhúm nguyờn liệu cú nhiệt độ sụi từ 300 ữ 4500C. Bảng 8:Đặc tớnh 4 nhúm nguyờn liệu của quỏ trỡnh cracking xỳc tỏc
Chỉ tiờu Nhúm 1 Nhúm 2 Nhúm 3 Nhúm 4 Tỷ trọng 0,830ữ0,870 0,830ữ0,920 0,870ữ0,885 0,870ữ0,875 Thành phần phõn đoạn t0 sụi đầu (0C) 200 ữ 215 300 ữ 315 225 ữ 235 đến 250 t0 sụi 10% (V) 225 ữ 240 335 ữ 355 290 ữ 305 275 ữ 300 t0 sụi 50% 260 ữ 270 420 ữ 445 390 ữ 400 335 ữ 375 t0 sụi 80% 490ữ 500 385 ữ 450 t0 sụi 90% 290 ữ 320 520 ữ 540 t0 sụi cuối 315 ữ 360 540 ữ 550 (95%) 515 ữ 520 (95%) 420 ữ 490 (95%) Hàm lượng S (%) TL 0,2 ữ 0,6 0,6 ữ 1,8 0,35 ữ 0,75 0,5 ữ 1,4 Độ cốc % TL 0,2 ữ 0,9 0,2 ữ 0,3 0,05 ữ 0,2
Tụ Kim Ngọc Hoỏ Dầu 1 K48- ĐHBK HN45
Trong số cỏc nhúm nguyờn liệu kể trờn thỡ nhúm gazoil chõn khụng là phổ biến nhất trong quỏ trỡnh cracking xỳc tỏc. Trong những năm gần đõy, khi nguyờn liệu tốt ngày một cạn dần và nhất là khi chế tạo được xỳc tỏc cracking mới và cụng nghệ mới cú hiệu quả hơn, người ta tiến tới sử dụng nguyờn liệu ngày càng nặng hơn, chất lượng xấu hơn mà vẫn cho phộp nhận được xăng với năng suất cao và chất lượng tốt. Đú là xu hướng cải tiến quỏ trỡnh cracking xỳc tỏc trong hiện đại và trong tương lai.