Xỳc tỏc trong quỏ trỡnh cracking làm việc được một thời gian sẽ cú một lượng cốc tạo ra do một số phản ứng cú hại, cốc sẽ bỏm lờn bề mặt xỳc tỏc
Tụ Kim Ngọc Hoỏ Dầu 1 K48- ĐHBK HN39
làm che phủ cỏc tõm hoạt động của xỳc tỏc. Điều đú dẫn đến giảm hoạt tớnh của xỳc tỏc vỡ vậy hiệu quả quỏ trỡnh cracking xỳc tỏc bị giảm. Để xỳc tỏc làm việc bỡnh thường (cỏc tớnh chất của xỳc tỏc khụng bị thay đổi) thỡ người ta phải tiến hành tỏi sinh xỳc tỏc. Để tỏi sinh xỳc tỏc người ta cần phải tiến hành đốt cốc bằng khụng khớ núng trong lũ tỏi sinh. Kết quả của quỏ trỡnh đốt chỏy cốc sẽ sinh ra CO và CO2. Cỏc phản ứng này toả nhiều nhiệt. Ngoài ra cũn cú phản ứng khử cỏc hợp chất lưu huỳnh. Cỏc phản ứng xảy ra khi tỏi sinh cú thể miờu tả như sau:
C + O2 CO2 Q = 33,927 ữ 34,069 MJ/kg C + O2 CO Q = 10,629 ữ 10,314 MJ/kg CO + O2 CO2 Q = 23,650 ữ 23,755 MJ/kg H2 + O2 H2O Q = 1210,043 ữ 1210,252 MJ/kg S + O2 SO2 Q = 9,132 ữ 9,222 MJ/kg SO2 + O2 SO3 MeO + SO3 MeSO4
MeSO4 + 4H2 MeO + H2S + 3H2
Nhiệt lượng toả ra được dựng để cấp nhiệt cho xỳc tỏc mang vào lũ phản ứng, ngoài ra cũn tận dụng để sản xuất hơi nước dựng trong nhà mỏy.
Khả năng tỏi sinh cú thể đỏnh giỏ bằng cường độ chỏy cốc, cường độ chỏy cốc càng cao, quỏ trỡnh tỏi sinh càng nhanh, thể tớch thiết bị tỏi sinh yờu cầu càng nhỏ. Cường độ chỏy cốc phụ thuộc vào nhiều yếu tố: nhiệt độ, ỏp suất riờng phần của oxy, hàm lượng cốc bỏm trờn xỳc tỏc, chất xỳc tỏc v.v...
Yếu tố nhiệt độ ảnh hưởng lờn cường độ chỏy cốc: Qua nghiờn cứu ta thấy nhiệt độ khoảng 540 ữ 6300C tiến hành tỏi sinh xỳc tỏc là tốt nhất.
Nhiệt độ tỏi sinh phụ thuộc nhiều vào chất xỳc tỏc được dựng và loại lũ tỏi sinh. Mức độ tỏi sinh cần phải khống chế chặt chẽ để khụng chỉ bảo đảm hoạt tớnh của xỳc tỏc mà cũn đảm bảo vấn đề vệ sinh mụi trường, vỡ thế khụng
Tụ Kim Ngọc Hoỏ Dầu 1 K48- ĐHBK HN40 1 2 1 2 1 2
nờn cú mặt CO trong khớ khúi thải. Hơn nữa, quỏ trỡnh chỏy cũng khụng để xảy ra ở nhiệt độ quỏ cao hay tớch nhiệt cục bộ dẫn tới phỏ huỷ xỳc tỏc. Cũn nếu nhiệt độ quỏ thấp thỡ tốc độ tỏi sinh sẽ chậm, cốc bỏm trờn xỳc tỏc chỏy khụng triệt để. Sau khi tỏi sinh, hàm lượng cốc cũn lại trờn xỳc tỏc phải là cực tiểu (lượng cốc cặn cũn lại từ 0,1 đến 0,3% KL xỳc tỏc) để khụi phục tối đa hoạt tớnh của xỳc tỏc.
Tốc độ tỏi sinh cú thể biểu diễn theo phương trỡnh:
RT E n O H O K P C P V =K (1+ ) − 2 2 2 1 Trong đú: V - tốc độ tỏi sinh
PO2, PH2O - ỏp suất riờng phần của oxy và hơi nước C - hàm lượng cốc bỏm trờn xỳc tỏc
n - bậc phản ứng theo cacbon K1, K2 - hằng số.
Vậy để tăng tốc độ tỏi sinh thỡ ta phải tăng nhiệt độ tỏi sinh (hiệu quả nhất ở vựng động học), tăng ỏp suất riờng phần của oxy trong khụng khớ, giảm đường kớnh cỏc hạt xỳc tỏc.
Xỳc tỏc cú đường kớnh lỗ xốp càng lớn và đồng đều thỡ quỏ trỡnh tỏi sinh càng nhanh vỡ oxy dễ khuếch tỏn. Tuy vậy điều này bị giới hạn bởi độ bền của xỳc tỏc và một số tớnh chất khỏc của nú.
Quỏ trỡnh tỏi sinh xỳc tỏc bằng phương phỏp đốt cốc chưa giải quyết được việc khử cỏc kim loại nặng hấp phụ trờn xỳc tỏc. Vỡ vậy để hoàn thiện quỏ trỡnh tỏi sinh người ta tiến hành thờm quỏ trỡnh trao đổi ion để khử cỏc kim loại nặng, điều này giải quyết được sẽ nõng cao được hiệu quả của quỏ trỡnh tỏi sinh xỳc tỏc.