Đặc trưng
Nguyên liệu Đặc trưngSản phẩm %mS/p trọngTỉ API S %m Nitơ%m WPPMNi+V Tỉ trọng API 2.8 Khí khô 2.6 CCR, %m 22.3 H2S 0.74 Nitơ 1.01 Khí đốt 3.8 S, %m 4.20 Coker naphtha 7.7 54.7 1.1 0.05
Ni+V, ppm 198 CGO và DAO 69.9 13.4 3.4 0.5 29
Coke 25.0 5.8 2.7 3430
+ Bảng so sánh việc sử dụng 3 công nghệ LEDA,SYDEC, và ASCOT.
Bảng 2.10: So sánh việc sử dụng 3 công nghệ LEDA,SYDEC, và ASCOT.
LEDA SYDEC ASCOT
Asphalt,%V 50.0 0.0 0.0
Khí khô,%V 0.0 4.9 2.6
H2S,%m 0.0 1.26 0.74
Khí đốt,%V 0.0 7.1 3.8
Coker naphtha, %V 0.0 19.4 7.7
Coker gas oil và ( hoặc ) DAO 50.0 51.8 69.9
2.2.1.1.5 Công nghệ CHERRY (Comprehensive Heavy Ends Reforming Refinery Petroleum Process)[1, trang 5]
+ Đặc trưng và ứng dụng của công nghệ:
- Công nghệ CHERRY là một công nghệ biến đổi cặn dầu thô hoặc cặn của phần cất hay cặn cracking.
- Than đá được dùng để pha trộn với nguyên liệu nhằm làm giảm độ bám dính trên bề mặt thiết bị. Sản phẩm (nhựa) của quá trình là hỗn hợp của cacbon trên than và asphalt ngưng tụ làm nguyên liệu cho nhà máy luyện kim hay sản xuất khí tổng hợp SNG bằng khí hóa hay methanation (hình 2.16)
Hình 2.16: Sơ đồ công nghệ CHERRY SNG.
Sơ đồ quy trình công nghệ CHERRY: (Hình 2.17)
Hình 2.17: Sơ đồ quy trình công nghệ CHERRY [4]
- Distillate của quá trình có hàm lượng olefine thấp hơn so với quá trình khác. Một số thông số của thiết bị phản ứng: (1)
- Nhiệt độ: 400 ÷ 4300C. - Áp suất: 10 ÷ 20 kg/cm2. - Thời gian lưu: 3÷ 5 giờ.
Quy trình công nghệ: Nguyên liệu trộn với than đá được đưa qua lò đốt để gia nhiệt trước khi đưa đến thiết bị phản ứng. Thiết bị phản ứng có điều kiện phản ứng như trên (1) được thực hiện phản ứng cracking, phản ứng diễn ra không có mặt của xúc tác và không thêm hydro.
Sản phẩm khí của thiết bị phản ứng được làm nguyên liệu cho thiết bị tách. Phần cặn được đưa qua lần lượt các thiết bị Flash Drum và Vacuum Flasher để lấy ra hồn hợp gồm Asphalt ngưng tụ và cacbon tích tụ trên than.
Sản phẩm khí từ các thiết bị Flash Drum và Vacuum Flasher được trộn với khí ở thiết bị phản ứng được đưa đến thiết bị tách.
Nguyên Liệu Naphtha Kerosene Khí thô Vacuum gas oil Hiệu suất 100 21 21 41 17 Sp.Gr. 1.026 0.743 0.823 0.863 0.931 0API 6.4 58.9 40.4 32.5 20.5 S, wt% 3.1 0.57 0.83 1.35 2.46 Cặn cacbon 21.3 _ _ _ _
Bảng 2.11: Hiệu suất sản phẩm và đặc trưng của công nghệ CHERRY Cung cấp bản quyền: Osaka Gas Co.Ltd
2.2.1.1.6 Công nghệ ET-II [1, trang 9]
+ Đặc trưng và ứng dụng
Công nghệ ET-II là công nghệ cracking nhiệt với các sản phẩm quan trọng như: Gasoile, kerosene, khí và nhựa dầu mỏ. Khi so sánh với công nghệ Eureka thì công nghệ ET-II có những cải tiến chính đó là:
- Chi phí đầu tư giảm.
- Chi phí vận hành giảm, nhất là giảm lượng hơi ở thiết bị phản ứng.
- Khi so sánh với các công nghệ cracking nhiệt khác (cốc hóa trễ, Fluid coking, Flexicoking) thì:
Tăng hiệu suất sản phẩm cracking.
Sản phẩm cracking có hàm lượng aromatic thấp phù hợp để làm nguyên liệu cho quá trình hydrocracking và quá trình FCC.
Dầu hắc ín ở dạng nấu chảy có thể xử lý tiếp tục và giữ cho nhà máy sạch sẽ.
- Dầu hắc ín có thể dùng làm nguyên liệu lỏng - rắn, nguyên liệu cho quá trình luyện kim, nguyên liệu cho quá trình khí hóa.
+ Chu trình công nghệ: Sơ đồ công nghệ (hình 2.18)
Theo công nghệ thì nguyên liệu được gia nhiệt đến 3500C bởi passage chạy qua thiết bị nung và nguyên liệu được dẫn vào đáy của tháp tách, được trộn lẫn với lượng dầu hồi lưu, tỉ số hồi lưu của nguyên liệu trong khoảng (% khối lượng) 0.1÷0.3.
Hình 2.18: Sơ đồ quy trình công nghệ ET-II.
Nguyên liệu được trộn lẫn với dầu hồi lưu và được bơm đến thiết bị gia nhiệt bằng hơi nước để đưa nhiệt độ lên 490÷4950C trước khi đưa vào thiết bị phản ứng. Dòng hơi ở thiết bị phản ứng và buồng làm nguội được đưa đến tháp tách để tách các phân đoạn sản phẩm.
sản phẩm ở đáy của thiết bị được đưa đến thiết bị PWS (Pitch Water Slurry) để sản xuất hỗn hợp dầu hắc ín và nước.
Bảng 2.12: Các thông số đặc trưng nguyên liệu và năng suất sản phẩm của ET- II
Nguyên liệu Sản phẩm Năng suất
Tỉ trọng API 6.72 Khí cracking, wt% 6.3
Hàm lượng S, wt % 4.13 CLO (C3÷6000F), wt% 28.6
Hàm lượng Nitơ, wt% 0.6 CHO (600÷10000F), wt% 32.3
CCR, wt% 22.4 Dầu hắc ín, wt% 32.8
Vanadi, ppm 343 Tổng, wt% 100
Nikel, ppm 67
n-heptane insolubles, wt% 10.0
Nhà Cung cấp bản quyền: Fujl Oil Co., Ltd và Chiyoda Corporation.
2.2.1.1.7 Công nghệ EUREKA [1, trang 11]
+ Đặc trưng và ứng dụng
Công nghệ Eureka là quá trình cracking nhiệt với nguyên liệu là cặn nặng dùng để sản xuất dầu và dầu hắc ín thơm.
Phản ứng diễn ra ở áp suất thấp nhờ có hệ thống phun nước vào thiết bị phản ứng và có thể giữ cho dầu hắc ín ở trạng thái đồng nhất, dầu hắc ín được tạo thành ở trạng thái nóng chảy và bền vững nên thuận lợi cho các quá trình sau và có thể dễ dàng làm sạch thiết bị.
So với quá trình cốc hóa trễ thì hiệu suất sản phẩm cracking của công nghệ này lớn hơn. Sản phẩm của quá trình cracking được đưa đến quá trình hydrotreating được dùng làm nguyên liệu cho quá trình FCC, hydrocracking, nguyên liệu dùng để sản xuất olefine và có thể dùng để pha trộn với dầu FO. Dầu hắc ín làm nguyên liệu cho quá trình khí hóa và sản xuất cốc dùng trong luyện kim.
+ Quy trình công nghệ:
Sơ đồ quy trình công nghệ (hình 2.19):
Các thiết bị trong công nghệ Eureka tương tự như công nghệ ET-II nhưng trong công nghệ Eureka có sử dụng hai thiết bị phản ứng và một thiết bị super heater steam (SHS) cung cấp nhiệt cho thiết bị phản ứng.
Nguyên liệu thường được sử dụng là cặn của chưng cất chân không, được gia nhiệt trước khi đưa vào đáy của tháp tách được trộn với hỗn hợp dầu của cracking nhiệt ở thiết bị phản ứng đưa đến để tách các phân đoạn sản phẩm.
Nguyên liệu ở đáy của tháp tách được đưa đến lò đốt để gia nhiệt trước khi đưa vào thiết bị phản ứng, tại đây xảy ra phản ứng cracking nhiệt và ngưng tụ.
Hai thiết bị phản ứng hoạt động luân phiên nhau nhờ vào van chuyển tự động và sau 2 giờ thì van lại hoạt động. Hệ thống hai thiết bị phản ứng được cung cấp nhiệt bởi SHS, SHS vừa có tác dụng làm giảm áp suất riêng phần của các hydrocacbon trong thiết bị phản ứng, vừa có tác dụng làm tách hai pha lỏng hơi.
Lượng hơi đi ra khỏi thiết bị phản ứng được đưa đến tháp tách để tách các sản phẩm, còn lượng lỏng được đưa vào buồng ngưng tụ sau đó đưa đưa đến Pitch Flaker để làm nguội và hóa rắn.
Bảng 2.13: Các thông số đặc trưng, năng suất của công nghệ của Eureka
Feed Sản phẩm
Khí Lỏng Cặn Dầu hắc ín
Tên điểm cắt 0C 500+ C4+lighter C5÷240 240÷540 _
Năng suất wt% 100 4.8 14.9 50.7 29.6 d15 4 _ 1.017 _ 0.767 0.926 1.207 Lưu huỳnh wt% 3.86 13.2 1.12 2.70 5.73 Nitơ wt% 0.51 _ 0.01 0.25 1.20 Nikel ppm 136 _ Nil <0.3 487 Vanadi ppm 202 _ Nil <0.2 688 CCR wt% 20 _ _ _ _ C7, cặn ko tan wt% 5.7 _ 5ppm 62ppm 80.4 Br.No _ _ _ 78.6 33.8 _ đianken _ _ _ 4.8 4.4 _ Nhiệt độ hóa mền 0C _ _ _ _ 226
Nhà Cung cấp bản quyền: Kureha Chemical Industry Co., Ltd hợp tác với Chiyoda Corporation.
2.2.1.1.8 Công nghệ FTC (Fluid Thermal Cracking Process)[1, trang 17]
+ Đặc trưng và ứng dụng.
Công nghệ FTC là một công nghệ nâng cấp dầu nặng. Cặn dầu được cracking nhiệt ở một nhiệt độ vừa phải, được đưa vào phần cất của cracking có chất lượng tốt với hiệu suất cao. Cốc ở thiết bị khí hóa được đưa đi đốt.
Công nghệ này không có một giới hạn hàm lượng cụ thể nào về chất độc trong nguyên liệu cặn như : hàm lượng lưu huỳnh, nitơ, kim loại, CCR.
Không sử dụng xúc tác trong hạt, với các lỗ hổng thì sử dụng ngưng tụ hạt, dòng cặn lỏng được phun vào ngay lập tức hấp thụ vào các lỗ hổng của hạt bởi ống mao quản. Lượng dầu dư sẽ được hấp thụ bởi các hạt gần đó.
Khi so sánh công nghệ cracking nhiệt thì năng suất và độ chọn lọc của phần cất ở giữa cracking lớn nhất, năng suất của khí thấp hơn và năng suất của cốc là thấp nhất. Nguyên nhân gây ra lượng cốc dư đó là do kim loại trong hạt bị nén bởi hydro.
+ Quy trình công nghệ
Sơ đồ quy trình công nghệ (hình 2.20)
Hình 2.20: Sơ đồ quy trình công nghệ FTC.
Dòng chất lỏng được trộn lẫn với lượng dầu hồi lưu từ tháp tách và đi vào cracking. Hydro có chứa khí đến từ tháp tách được sử dụng để hóa lỏng ở thiết bị phản ứng. Dòng sản phẩm từ cracking đến tháp tách sẽ được phân tách các sản phẩm dầu nhẹ cracking, dầu nặng cracking và khí cracking.
Các hạt và cốc lắng ở thiết bị cracking sẽ được đưa đến thiết bị khí hóa, cốc sẽ được xử lý và tạo thành CO, H2, CO2, H2S cùng hơi và khí. Sau đó hỗn hợp khí này được đưa đi để tách H2S.
Nhà Cung cấp bản quyền: Fuji Oil Co., Ltd. Fuji Standard Research Inc.
2.2.1.1.9 Công nghệ HSC (The High Conversion Soaker Cracking) [1, trang 19]
+ Đặc trưng và ứng dụng
Công nghệ HSC là công nghệ cracking nhiệt có độ chuyển hóa ở mức trung bình tức là cao hơn giảm nhớt nhưng thấp hơn cốc hóa.
Đặc trưng của quá trình là lượng khí sinh ra ít nhưng hiệu suất của sản phẩm cất lại lớn hơn so với các công nghệ cracking nhiệt khác.
Nguyên liệu cho quá trình có thể có hàm lượng kim loại và lưu huỳnh cao như: Dầu siêu nặng, bitumen, cặn của quá trình giảm nhớt.
Trong công nghệ, cracking nhiệt trong ống gia nhiệt là thấp và trong buồng
cracking là tương đối lớn. Tại buồng cracking sử dụng đồng thời sự cracking nhiệt và sự cất phần nhẹ ở ngay áp suất khí quyển.
Sản phẩm của cracking nhiệt sau khi qua hydrotreating có thể sử dụng làm nguyên liệu cho quá trình FCC hay quá trình hydrocracking. Cặn của công nghệ có thể làm nhiên liệu cho nồi hơi, sản xuất nhựa đường, làm chất kết dính trong công nghiệp luyện kim.
+ Quy trình công nghệ
Sơ đồ quy trình công nghệ: (hình 2.21)
Thiết bị phản ứng dạng buồng có các đĩa dạng mâm lỗ và hoạt động ở áp suất khí quyển. Hơi nước được phun vào đỉnh, đáy thiết bị phản ứng, hơi nước có tác dụng phân tách lỏng hơi và hạn chế tạo cốc.
Tại thiết bị phản ứng, dòng lỏng chảy từ trên xuống, dòng hơi sản phẩm chảy từ dưới lên qua mâm lỗ tiếp xúc với dòng lỏng chảy từ trên xuống và đi lên đỉnh của thiết
bị phản ứng. Sản phẩm ra khỏi đỉnh được đưa đến tháp tách để tách các sản phẩm khác nhau.
Hình 2.21: Sơ đồ quy trình công nghệ HSC [4]
Dòng hơi tại tháp tách được nén và làm ngọt làm khí nhiên liệu cho phản ứng. Dòng sản phẩm của thiết bị phản ứng một phần được lấy làm sản phẩm, một phần được hồi lưu lại thiết bị phản ứng.
Bảng 2.14: Năng suất sản phẩm của công nghệ HSC
nguyên liệu Sản phẩm 5000C C4 - khí C5÷2000C 200÷3500C 350÷5200C 5200C+ Năng suất, wt% 100 3.3 3.8 12.3 18.6 62.0 %vol 100 _ 5.2 14.8 20.6 60.2 Tỉ trọng, d15 4 1.058 _ 0.773 0.879 0.956 1.090 S, wt% 5.14 _ 1.08 3.05 3.65 5.60 Nitơ, wt% 0.82 _ <0.01 0.04 0.31 1.20 Nikel, ppm 121 _ _ _ <1 191 Vanadi, ppm 649 _ _ _ <1 1.020 CCR, wt% 28.7 _ _ _ <1 46.9 nC7, wt% 19.0 _ _ _ <0.05 _ Br. No. _ _ 90 60 30 _ nhiệt độ hóa mền _ _ _ _ _ 155
Nhà Cung cấp bản quyền: Toyo Engineering Corporation. Mitsui Kozan Chemical Ltd.
2.2.1.1.10 Công nghệ KK (Coke Fluidized Bed Cracking Proceess)[1, trang 21]
+ Đặc trưng và ứng dụng
Công nghệ cracking đệm tạo tầng sôi là một công nghệ cracking nhiệt với các sản phẩm olefin đến từ nguyên liệu dầu nặng và sử dụng các đệm tạo tầng sôi của hạt cốc trong việc xác lập riêng biệt một “ reactor ” và “heater”.
Những đặc điểm quan trọng của công nghệ:
- Sự không nhạy cảm của thiết bị cracking tới cốc hóa. - Tính linh hoạt của nguyên liệu rất tốt.
- Sự tương đồng trong kiểu mẫu và tỉ số định lượng của sản phẩm. - Sử dụng hợp lý sản phẩm phụ dầu hắc ín và cốc như là khí gia nhiệt.
Công nghệ này cũng được gọi là công nghệ KK từ khi ý tưởng tiến bộ về công nghệ được đưa ra bởi Professors Taiseki Kunugi và Daizo Kunii của Faculty of Engineering, Tokyo, University.
+ Quy trình công nghệ
Sơ đồ công nghệ (hình 2.22)
Hình 2.22: Sơ đồ quy trình công nghệ KK.
Sau khi đã gia nhiệt sơ bộ, nguyên liệu được đưa vào đệm tạo tầng sôi của thiết bị phản ứng cùng với hơi, hỗn hợp này tiếp xúc với các hạt cốc nóng và sẽ được cracking nhiệt.
Nhiệt độ cracking thường ở 700÷800 0C và có thể cho những năng suất khác nhau. Các hạt cốc được làm lạnh nhờ sự mạng nhiệt của dòng sản phẩm hồi lưu đến thiết bị gia nhiệt, thiết bị gia nhiệt được cấp nhiệt bởi lương khí nóng đến từ buồng cháy sử dụng khí đốt là hắc ín và cốc, và tuần hoàn đến thiết bị phản ứng.
Các sản phẩm sau khi được tách ra gồm khí cracking có chứa olefin, gasoline, Phần cất ở giữa, dầu hắc ín…Sản phẩm khí sau khi xử lý acid sẽ được tách riêng biệt thành hydro và metan, ethylene, propylene, B-B fraction.
Các hạt cốc sẽ được tách ra nhiều nhất khi đưa khí cracking đến cyclone và quay trở lại thiết bị phản ứng. Các hạt cốc nguyên chất sẽ được quay trở lại cyclone và được giữ lại tạo thành cặn cốc, lượng cặn này sẽ được quay trở lại thiết bị phản ứng.
Nhà Cung cấp bản quyền: Agency of Industrial và Technology, MITI, Japan.
2.2.1.1.11 Công nghệ TERVAHL [1, trang 25]
+ Đặc trưng và ứng dụng
Tervahl là hệ thống kỹ thuật giảm nhớt được phát triển bởi Asvahl. Có hai công nghệ: Công nghệ Tarvahl T sử dụng cracking nhiệt và Tarvahl H sử dụng thêm hydro. Trong công nghệ Tervahl T có thể đạt được một tỷ số giảm nhớt tại 500C giữa nguyên liệu và sản phẩm C5+ là 20÷30 tại những điều kiện khắc nghiệt nhất.
Ở tại cùng một thời gian điểm chảy (điểm đông đặc) của sản phẩm C5+ giảm từ 3÷60C Hình dưới sự so sánh hai công nghệ Tarvahl T và Tarvahl H ở cùng nguyên liệu, công nghệ Tarvahl H ở 500C, chỉ số giảm độ nhớt khoảng 40÷60, ở cùng một điều kiện khắc nghiệt và điểm chảy. Công nghệ Tarvahl T và H có sự tăng đáng kể năng suất của phần cất khí quyển.
Ưu điểm của công nghệ:
Công nghệ này có thể lắp đặt nhanh, và với một giá rẻ. Dụng cụ tháp tách có sẵn và có thể được tái sử dụng. Bởi vì sự đơn giản nên cả hai công nghệ dễ dàng hoạt động và giá của chúng lại thấp.
+ Quy trình công nghệ
Sơ đồ công nghệ (hình 2.24, hình 2.25):
Hình 2.24: Sơ đồ quy trình công nghệ Tarvahl T.
Nguyên liệu được trộn lẫn với dầu hồi lưu và được bơm đến thiết bị gia nhiệt bằng hơi nước để đưa nhiệt độ lên 490÷4950C trước khi đưa vào thiết bị phản ứng. Dòng hơi ở thiết bị phản ứng và buồng làm nguội được đưa đến tháp tách để tách các phân đoạn sản phẩm.
Dòng lỏng ở thiết bị phản ứng được tháo ra và cho vào buồng làm nguội
sản phẩm ở đáy của thiết bị được đưa đến thiết bị PWS (Pitch Water Slurry) để sản xuất hỗn hợp dầu hắc ín và nước.
Hình 2.25: Sơ đồ quy trình công nghệ Tarvahl H.
Nguyên liệu được trộn lẫn với dầu hồi lưu và được bơm đến thiết bị gia nhiệt bằng hơi nước để đưa nhiệt độ lên 490÷4950C trước khi đưa vào thiết bị phản ứng.