[1,3]
Xỳc tỏc cracking trong quỏ trỡnh làm việc bị giảm hoạt tớnh và độ chọn lọc. Hiện tượng này người ta gọi là quỏ trỡnh trơ hoỏ xỳc tỏc. Quỏ trỡnh trơ
Tụ Kim Ngọc Hoỏ Dầu 1 K48- ĐHBK HN37
hoỏ xỳc tỏc càng nhanh nếu ta tiến hành quỏ trỡnh ở điều kiện cụng nghệ khú khăn, độ khắt khe tăng (vớ dụ ở nhiệt độ quỏ cao, thời gian tiếp xỳc quỏ dài, nguyờn liệu xấu). Ngoài ra cũn xảy ra cỏc quỏ trỡnh khỏc làm tăng tốc độ trơ hoỏ. Chỳng ta cú thể phõn quỏ trỡnh trơ hoỏ xỳc tỏc làm hai quỏ trỡnh chớnh, đú là sự trơ hoỏ do tỏc dụng của cỏc chất làm ngộ độc xỳc tỏc và sự trơ hoỏ do tỏc dụng làm thay đổi cỏc tớnh chất lý - hoỏ của xỳc tỏc.
Nguyờn nhõn của sự trơ hoỏ xỳc tỏc cú thể là do:
N Tỏc dụng của cỏc độc tố như NH3, CO2 của cỏc hợp chất lưu huỳnh mà đặc biệt là H2S ở nhiệt độ cao.
S Sự tớch tụ cỏc kim loại nặng dưới dạng cỏc oxyt làm thay đổi chức năng của xỳc tỏc.
n Sự tỏc động của nhiệt độ cao và hơi nước.
Cỏc hợp chất khớ tỏc dụng với xỳc tỏc cú thể chia làm 3 nhúm:
- Nhúm khụng tỏc dụng với xỳc tỏc ở nhiệt độ thấp hơn 6200C như CO, CO2 và NH3.
- Nhúm làm giảm hoạt tớnh của xỳc tỏc nhưng khụng làm giảm độ chọn lọc như hơi nước.
- Nhúm làm giảm độ chọn lọc của xỳc tỏc (H2S ở nhiệt độ trờn 4250C và NH3 , SO2, SO3 ở nhiệt độ trờn 6200C).
Từ kinh nghiệm thao tỏc cụng nghệ cracking cho thấy, hoạt tớnh của xỳc tỏc cú thể được duy trỡ nếu ta thờm hơi nước vào nguyờn liệu, hay việc xử lý trước và sau khi tỏi sinh xỳc tỏc. Thờm hơi nước khi chế biến nguyờn liệu cú lưu huỳnh sẽ cú tỏc dụng õm vỡ khi đú lại làm tăng quỏ trỡnh ăn mũn thiết bị và sản phẩm của quỏ trỡnh ăn mũn lại làm nhiễm bẩn xỳc tỏc, dẫn tới làm giảm hoạt tớnh, độ chọn lọc của xỳc tỏc.
Tỏc dụng đồng thời của nhiệt độ cao và của hơi nước làm giảm hoạt tớnh tổng cộng của xỳc tỏc. Khi ỏp dụng ở lớp sụi (FCC), do cần phải duy trỡ điều
Tụ Kim Ngọc Hoỏ Dầu 1 K48- ĐHBK HN38
kiện để cốc ớt lắng đọng trờn xỳc tỏc và xỳc tỏc khụng bị quỏ nhiệt khi tỏi sinh, người ta phải đưa vào một lượng nhỏ hơi nước. Hơn nữa, cũng cần phải trỏnh sự tạo cốc quỏ ớt, vỡ điều đú dẫn tới phỏ vỡ cõn bằng nhiệt của hệ lũ phản ứng và tỏi sinh, do nhiệt tạo ra trong quỏ trỡnh tỏi sinh khụng đủ để bự nhiệt thu vào của cỏc phản ứng cracking trong lũ phản ứng.
Hàm lượng cốc trờn xỳc tỏc khi ra khỏi lũ phản ứng phụ thuộc vào lượng xỳc tỏc tuần hoàn trong hệ thống. Đối với đa số cỏc quỏ trỡnh FCC, khi dựng xỳc tỏc zeolit, lượng cốc tạo ra thường chiếm vào khoảng 1,3 đến 1,8% KL xỳc tỏc, cũn sau khi tỏi sinh là 0,1 đến 0,05% KL.
Cỏc hợp chất cơ kim và cỏc hợp chất chứa nitơ trong nguyờn liệu đều là cỏc phần tử làm già hoỏ nhanh xỳc tỏc. Nhiều nghiờn cứu đó chỉ ra rằng, sự cú mặt của cỏc hợp chất nitơ trong nguyờn liệu làm giảm hiệu suất xăng và cỏc “sản phẩm trắng”. Vớ dụ, hàm lượng nitơ tăng từ 0,1 đến 0,4% KL, hiệu suất xăng bị giảm đi tới 2 lần, cũn hiệu suất gazoil nhẹ cũng bị giảm, đồng thời làm tăng hiệu suất cặn nặng và gazoil nặng. Khi tăng nhiệt độ, tỏc dụng cú hại của cỏc hợp chất nitơ sẽ giảm.
Sự đầu độc xỳc tỏc bởi cỏc kim loại cũng đó được nhiều nghiờn cứu đề cập tới và chỉ rừ cơ chế tỏc dụng của chỳng đến hoạt tớnh của xỳc tỏc. Khi lắng đọng cỏc oxyt kim loại nặng trờn xỳc tỏc sẽ dẫn tới làm giảm độ sõu cracking và giảm hiệu suất xăng do tăng quỏ trỡnh tạo cốc.
Khi hàm lượng cỏc hợp chất lưu huỳnh trong nguyờn liệu tăng thỡ hàm lượng cỏc kim loại nặng như niken và vanadi cũng tăng theo, vỡ đa phần chỳng đều tập trung ở phần cặn nặng và phõn đoạn nhựa - asphan. Vớ dụ, trong dầu mỏ cú lưu huỳnh thỡ cú tới 90% phức chất porphirin chứa vanadi, cũn trong dầu chứa ớt lưu huỳnh thỡ là phức với niken.