4.1. Kết luận chung
Xúc tác mới và phụ gia sau khi giảm hoạt tính được trộn với các nồng độ khác nhau dùng làm xúc tác cho phản ứng FCC trên thiết bị MAT với các nguyên liệu khác nhau. Các sản phẩm của quá trình được phân tích và tính toán bởi các thiết bị GC GAS, SIMDIST, LECO và GC RON. Dựa vào kết quả thu được từ các thiết bị này để phân tích và đánh giá ảnh hưởng của tính chất nguyên liệu đến hiệu quả của phụ gia.
Sự ảnh hưởng của nguyên liệu
Khi nồng độ phụ gia tăng từ 0 đến 5 %kl thì độ chuyển hóa, hiệu suất propylen của nguyên liệu giàu parafin tăng cao hơn hẳn nguyên liệu chứa nhiều aromat. Độ chuyển hóa của nguyên liệu P1 tăng 9,71 %kl trong khi nguyên liệu A1 chỉ tăng 1,36 %kl (độ chuyển hóa của nguyên liệu P1 tăng nhiều hơn nguyên liệu A1 7,35 %kl).
Hiệu suất propylen của nguyên liệu P1 tăng nhanh hơn nguyên liệu A1. Nguyên liệu P1 tăng 13,19 %kl (tăng gấp ba lần từ 6,19 %kl lên 19,38 %kl) trong khi nguyên liệu A1 tăng 7,86 %kl (tăng gấp hai lần từ 6,54 %kl lên 14,4 %kl).
Tương tự cho hiệu suất LPG của nguyên liệu P1 tăng nhiều hơn nguyên liệu A1 (25,25 %kl so với 14,22 %kl) khi nồng độ phụ gia tăng từ 0 đến 5 %kl.
Nhận thấy hiệu suất xăng giảm đối với cả 4 loại nguyên liệu (do cracking tạo thành propylen và olefin nhẹ) nhưng bù lại trị số RON tăng. Trong đó, nguyên liệu giàu aromat có độ tăng của trị số RON cao hơn (3,4 đơn vị của nguyên liệu A1 so với 1,37 đơn vị của nguyên liệu P1) nguyên liệu giàu parafin.
Phân đoạn LCO và HCO của nguyên liệu giàu parafin giảm mạnh hơn nguyên liệu giàu aromat. Giảm mạnh nhất là hiệu suất HCO, (nguyên liệu P1 giảm -6,32 %kl từ 11,86 %kl xuống còn 5,54 %kl (giảm hơn một nửa). Trong khi nguyên liệu A1 chỉ giảm 0,34 %kl từ 8,06 %kl còn 7,72 %kl).
Vậy: Nguyên liệu giàu parafin hơn thì độ chuyển hóa và hiệu suất các sản phẩm nhẹ tăng nhanh hơn, ngược lại hiệu suất xăng giảm mạnh hơn nguyên liệu giàu aromat. Đồng thời ta còn nhận thấy khả năng cracking phân đoạn nặng LCO, HCO của nguyên liệu parafin khi có mặt của phụ gia ZSM-5 là tốt hơn hẳn so với nguyên liệu aromat. Hay nói cách khác, nguyên liệu giàu parafin cho hiệu quả cao hơn nguyên liệu giàu aromat khi có mặt của phụ gia ZSM-5.
Ảnh hưởng của nồng độ phụ gia ZSM-5
Khi nồng độ phụ gia thêm vào thấp, từ 0 đến 5 %kl
Độ chuyển hóa tăng làm tăng hiệu suất các sản phẩm nhẹ (như khí khô, LPG) và làm giảm hiệu suất các sản phẩm nặng như LCO và HCO.
Hiệu suất propylen tăng rất nhanh từ 6 %kl khi chưa có mặt phụ gia tăng 8-9 %kl lên 14-15 %kl với nguyên liệu A1, A2. Và tăng 13 %kl lên 19 %kl với nguyên liệu P1, P2 ở nồng độ phụ gia 5 %kl.
Hiệu suất etylen tăng làm cho hiệu suất khí khô tăng. Đồng thời tăng hiệu suất LPG nhất là propylen và buten.
Tuy nhiên hiệu suất thu xăng giảm mạnh (giảm 6 %kl từ 99 %kl xuống 93 %kl) nhưng lại cho chỉ số octan cao (RON tăng 3,5 đơn vị từ 92,5 lên 96).
Hiệu suất cốc gần như không thay đổi.
Khi nồng độ phụ gia thêm vào cao hơn 5 %kl
Độ chuyển hóa không tăng nữa mà có xu hướng giảm làm tăng hiệu suất sản phẩm nặng nhất là HCO. Các sản phẩm còn lại (trừ cốc) đang tăng hoặc giảm thì có dấu hiệu tăng hoặc giảm chậm lại. Đối với propylen, hiệu suất propylen đảo chiều ở nồng độ 5 %kl phụ gia. Thay vì tăng, hiệu suất propylen giảm nhưng với tốc độ chậm (giảm 1-2 %kl đối với mọi nguyên liệu khi tăng nồng độ phụ gia từ 5-20 %kl).
Vậy: hiệu quả của phụ gia ZSM-5 là tốt nhất khi nồng độ thêm vào thấp từ 0-5 %kl.
Để thu hiệu suất propylen cao nhất
Theo kết quả phân tích ở mục 3.2.1: hiệu suất propylen cao nhất khi thêm 5 %kl nồng độ phụ gia. Tại đó, nguyên liệu giàu parafin (P1, P2) cho hiệu suất propylen là 19 %kl (tăng 13 %kl), cao hơn nguyên liệu giàu aromat (A1, A2) có hiệu suất propylen là 14-15 %kl (tăng 8-9 %kl). Vì vậy, để thu hiệu suất propylen cao nhất thì ta lựa chọn nguyên liệu và nồng độ phụ gia là:
• Nồng độ phụ gia thêm vào là 5 %kl.
• Nguyên liệu giàu parafin.
4.2. Kiến nghị
Do những hạn chế về mặt thời gian và chi phí vận hành nên đề tài chưa nghiên cứu sâu và phát triển thêm các hướng khác. Sau đây là một số kiến nghị để phát triển thêm đề tài:
Nghiên cứu, đánh giá và so sánh thêm các nguyên liệu có nguồn gốc, tính chất và thành phần khác nhau để tạo bộ cơ sở dữ liệu phục vụ cho việc lựa chọn lựa chọn
cứu ảnh hưởng của phụ gia ZSM-5 trên nguyên liệu loại parafin ngọt và sạch (hàm lượng lưu huỳnh, kim loại thấp). Cần bổ sung thêm:
Khảo sát thêm các loại nguyên liệu có tính chất khác nhau như nguyên liệu thuộc loại aromat, naphtenic hay parafin-naphtenic,....
Khảo sát ảnh hưởng của các nồng độ kim loại đến hiệu quả của phụ gia ZSM-5.
Khảo sát thêm các loại phụ gia khác nhau.
Từ đó so sánh và đánh giá hiệu quả của các loại phụ gia trên các nguyên liệu đó để lựa chọn loại phụ gia, khoảng nồng độ phụ gia và loại nguyên liệu thích hợp nhất cho hiệu quả của phân xưởng FCC.