Xỳc tỏc cho quỏ trỡnh cracking đũi hỏi những yờu cầu sau:
1. Hoạt tớnh xỳc tỏc phải cao [1]
Hoạt tớnh xỳc tỏc là yờu cầu quan trọng nhất đối với xỳc tỏc dựng trong quỏ trỡnh cracking.
Vỡ mục đớch của cracking là nhận xăng, nờn phương phỏp dựng hiệu suất xăng thu được để đỏnh giỏ độ hoạt động của xỳc tỏc sẽ đơn giản hơn, hoạt tớnh của xỳc tỏc càng cao sẽ cho hiệu suất xăng càng lớn. Do vậy, độ hoạt tớnh của xỳc tỏc thường được biểu diễn thụng qua chỉ số hoạt tớnh. Đú là giỏ trị của hiệu suất xăng (%KL) khi cracking nguyờn liệu mẫu trong điều kiện phũng thớ nghiệm.
Hoạt tớnh xỳc tỏc phụ thuộc vào tớnh chất vật lý - húa học của xỳc tỏc, mà trước hết là phụ thuộc vào thành phần húa học của xỳc tỏc cũng như phụ thuộc vào điều kiện cụng nghệ của quỏ trỡnh. Trong thực tế sản xuất, dựa vào độ hoạt tớnh của xỳc tỏc, người ta phõn xỳc tỏc thành cỏc loại như sau:
+ Xỳc tỏc cú độ hoạt tớnh cao, hiệu suất xăng > 45%
+ Xỳc tỏc cú hoạt tớnh trung bỡnh, hiệu suất xăng từ 30 đến 40% + Xỳc tỏc cú hoạt tớnh thấp, hiệu suất xăng < 30%.
Tụ Kim Ngọc Hoỏ Dầu 1 K48- ĐHBK HN29
Bảng 6: Tớnh chất của xỳc tỏc FCC
Thành phần hoỏ học, %
Oxyt nhụm 13
Oxyt silic 87
Oxyt cỏc nguyờn tố đất hiếm 2 ữ 4
Oxyt natri 0,02 ữ 0,2
Trọng lượng rút, g/cm3 0,8 ữ 0,9
Độ hoạt tớnh ổn định 55 ữ 60
Độ hoạt tớnh theo ASTM 75 ữ 80
Độ bền do mài mũn, % 94 ữ 96 Thành phần cỡ hạt, % − đến 20 àm − đến 40 àm − đến 100 àm < 2 ữ 3 15 ữ 25 96 ữ 98 Bề mặt riờng, m2/g 400 ữ 450 2. Độ chọn lọc xỳc tỏc phải cao
Xỳc tỏc cần cú độ chọn lọc cao để cho ta xăng cú chất lượng cao và hiệu suất lớn, và trong khớ cracking cú nồng độ lớn cỏc hydrocacbon cú cấu trỳc nhỏnh.
Trước tiờn chất xỳc tỏc làm tăng tốc độ của cỏc phản ứng cú lợi trong những điều kiện nhiệt độ và ỏp suất nhất định, sau đú cú tỏc dụng làm giảm tốc độ cỏc phản ứng phụ ,nhất là những phản ứng gõy ngộ độc xỳc tỏc như phản ứng tạo cốc . Trong quỏ trỡnh cracking, độ chọn lọc của xỳc tỏc quyết định khả năng tạo cỏc sản phẩm cú giỏ trị của nú, đú là cỏc cấu tử xăng cú trị số octan cao. Người ta cú thể đỏnh giỏ độ chọn lọc bằng cỏch xỏc định tỷ lệ giữa hiệu suất xăng và cốc (hay khớ) ở cựng một độ sõu biến đổi. Xỳc tỏc thường được đỏnh giỏ đồng thời độ hoạt tớnh và độ chọn lọc của nú so với xỳc tỏc mẫu khi tiến hành trong cựng một điều kiện cracking. Tỷ số giữa hiệu suất
Tụ Kim Ngọc Hoỏ Dầu 1 K48- ĐHBK HN30
xăng và cốc (hay khớ) càng lớn thỡ độ chọn lọc xỳc tỏc càng cao. Sau một thời gian làm việc cả độ hoạt tớnh và độ chọn lọc của xỳc tỏc đều bị giảm do cú những thay đổi về tớnh chất của xỳc tỏc trong điều kiện làm việc.
3. Độ ổn định phải lớn [1,2,3]
Xỳc tỏc chế tạo ra cần phải giữ được những đặc tớnh chủ yếu (hoạt tớnh, độ chọn lọc) sau một thời gian làm việc lõu dài. Chất xỳc tỏc cú thời gian làm việc lõu dài thỡ giỏ thành chi cho chất xỳc tỏc cũng thấp ( cho dự tiền mua xỳc tỏc cú đắt ) hơn so với khi mua xỳc tỏc rẻ mà thời gian làm việc ngắn.
Độ ổn định xỳc tỏc đặc trưng cho khả năng khụng thay đổi cỏc tớnh chất trong quỏ trỡnh làm việc. Xỳc tỏc cú độ ổn định càng cao càng tốt trong quỏ trỡnh sử dụng.
4. Đảm bảo độ bền cơ và bền nhiệt
Trong quỏ trỡnh làm việc, xỳc tỏc cọ xỏt với nhau và cọ xỏt với thành thiết bị làm cho xỳc tỏc dễ bị vỡ, do đú làm tổn thất ỏp suất qua lớp xỳc tỏc tăng lờn, làm mất mỏt xỳc tỏc lớn. Vỡ vậy mà xỳc tỏc phải đảm bảo độ bền cơ.
Khi làm việc nhiệt độ cú thể thay đổi, khi nhiệt độ cao quỏ mà nếu xỳc tỏc khụng cú độ bền nhiệt thỡ cú thể bị biến đổi cấu trỳc dẫn đến làm giảm cỏc tớnh chất của xỳc tỏc.
6. Xỳc tỏc phải đảm bảo độ thuần nhất cao
Xỳc tỏc cần đồng nhất về thành phần, về cấu trỳc, về hỡnh dạng, về kớch thước. Khi kớch thước khụng đồng đều sẽ tạo ra những vựng phõn lớp và cú trở lực khỏc nhau và do sự phõn lớp theo kớch thước nờn sẽ phỏ vỡ chế độ làm việc bỡnh thường của thiết bị. Mặt khỏc khi kớch thước khụng đồng đều làm tăng khả năng vỡ vụn dần đến mất mỏt xỳc tỏc. Cấu trỳc lỗ xốp khụng đồng đều sẽ làm giảm bề mặt tiếp xỳc dẫn đến làm giảm hoạt tớnh xỳc tỏc.
Tụ Kim Ngọc Hoỏ Dầu 1 K48- ĐHBK HN31
7. Xỳc tỏc phải bền với cỏc chất làm ngộ độc xỳc tỏc
Xỳc tỏc phải chống lại cú hiệu quả tỏc dụng gõy ngộ độc của những hợp chất của nitơ, lưu huỳnh, cỏc kim loại nặng để kộo dài thời gian làm việc của xỳc tỏc.
8. Xỳc tỏc phải cú khả năng tỏi sinh
Đõy là yờu cầu quan trọng trong quỏ trỡnh sử dụng xỳc tỏc. Xỳc tỏc cú khả năng tỏi sinh tốt sẽ nõng cao được hiệu quả và năng suất của quỏ trỡnh, lượng tiờu hao xỳc tỏc cũng giảm xuống.
9. Xỳc tỏc phải dễ sản xuất và rẻ tiền:
Đõy cũng là yếu tố quan trọng gúp phần định hướng cho cỏc nhà nghiờn cứu và sản xuất.