VI. CÔNG NGHỆ REFORMING XÚC TÁC 5.1.Giới thiệu chung
a. Sơ đồ công nghệ quá trình platforming của hãng UOP với lớp xúc tác cố định (hình 9)
(hình 9)
Trong công nghệ chế biến dầu ,quá trình reforming với lớp xúc tác cố định vẫn còn phổ biến. Ở đây điều kiện tiến hành quá trình được chọn để đảm bảo thời gian giữa các lần tai sinh lớn. Quá trình tái sinh xúc tác được tiến hành đồng thời trong tất cả thiết bị phản ứng đối với hệ thống không có các thiết bị dự trữ. Hệ thống trong đó quá trình reforming xúc tác thực hiện phần tái sinh xúc tác được tiến hành định kỳ ngay trong thiết bị phản ứng. Loại hệ thống này có thể chia làm hai nhóm: Nhóm 1: Các hệ thống trong quá trình tái sính xúc tác được tiến hành đồng thời trong tất cả các thiết bị phản ứng. Hệ thống này được tiến hành ở chế độ cứng vừa phải. Chu kỳ làm việc của xúc tác kéo dài trong nhiều tháng (có thể từ 4÷8 tháng). Thuộc nhóm này có thể kể đến công nghệ của các nước Liên Xô(cũ) và Mỹ như quá trình Katforming và Gudri-for ming.
Nhóm 2: Các hệ thống trong đó quá trình tái sinh xúc tác được thực hiện trong một số thiết bị dự trữ. Nó cho phép không cần dừng toàn bộ hệ thống reforming để tái sinh xúc tác, tuy nhiên hệ thống lại phức tạp hơn về mặt công nghệ. Hệ thống này tiến hành ở điều kiện cứng và chu kỳ làm việc của xúc tác ngắn. Tiêu biểu cho nhóm này là công nghệ Ultraforming và Platforming .
Khí nhẹ Ngưng tụ hồi lưu Thiết bị p.ư Lò GN Nguyên liệu Thiết bị p.ư Sp reformat M.bơm hydro
Hình 9: Công nghệ reforming với lớp xúc tác cố định UOP Platforming
Nguyên tắc hoạt động:
Nguyên liệu là phân đoạn naphta đã được xấy khô và làm sạch từ bộ phận hydro hóa làm sạch được trộn với khí hydro từ máy nén sau khi qua các thiết bị trao đổi nhiệt và được nạp nối tiếp vào lò đốt nóng và các thiết bị phản ứng từ 1 đến 3( ngày nay thường dùng đến 4 lò). Sản phẩm ra khỏi lò sau khi qua các thiết bị trao đổi nhiệt được nạp tiếp vào thiết bị đốt nóng và thiết bị làm sạch. Sau đó qua thiết bị ngưng tụ, sản phẩm sẽ giữ ở nhiệt độ 38˚C. Khí không ngưng sẽ được tách ra ở thiết bị tách khí. Phần lớn khí này được máy nén và tiếp tục tuần hoàn lại.
Lò GN
Trao đổi nhiệt
Làm lạnh Thiết bị tách hơi Lỏng N.liệu Máy nén hơi Tháp ổn định
Phần còn lại được dẫn sang bộ phận tách khí và sử dụng hydro sau khi tách cho các quá trình khác, ví dụ cho hydro hóa làm sạch.
Sản phẩm đáy của thiết bị tách được đưa qua thiết bị trao đổi nhiệt với sản phẩm nóng của đáy cột. Sản phẩm đỉnh của cột được dẫn sang thiết bị ngưng tụ, hơi sẽ được tách ra khỏi dây chuyền. Sản phẩm lỏng được hồi lưu bằng bơm xăng reforming ổn định ở đây được qua thiết bị trao đổi nhiệt rồi qua thiết bị làm sạch,sau đó qua bể chứa.
b.Sơ đồ công nghệ quá trình magnaforming do hãng Chevron,sử dụng xúc tác Pt- Re
Hình 10:Sơ đồ công nghệ xúc tác cố định Magnaforming
Đây là quá trình cải tiến công nghệ reforming truyền thống có hiệu quả nhất. . Quá trình này làm giảm lượng khí tuần hoàn vào thiết bị reforming đầu tiên và tăng
lượng khí tuần hoàn vào thiết bị cuối cùng. Trong thiết bị đầu tiên ,do những phản ứng tỏa nhiệt nên phản ứng dehydro hóa giảm so với phản ứng hydrocracking. Vì vậy, sự giảm lượng khí tuần hoàn vào thiết bị này làm giảm ảnh hưởng sản phẩm khí do hydrocracking tạo ra. Magnaforming cũng sử dụng 4 thiết bị phản ứng thay vì 3 thiết bị, nhiệt độ đầu vào mỗi thiết bị tăng từ thiết bị đầu tiên đến thiết bị cuối cùng. Tỷ lệ mol khí tuần hoàn /nguyên liệu là từ 2,5÷3 ở thiết bị đầu tiên và 9÷10 ở thiết bị cuối cùng.
5.3.Chọn các thiết bị chính của quá trình
Nhìn chung cơ sở chính để lựa chọn thiết bị cho quá trình phụ thuộc rất nhiều vào đặc tính nguyên liệu. Với quá trình reforming xúc tác thì người ta có thể lựa chọn các thiết bị theo mấy nguyên tắc cơ bản sau:
♦ Nếu nguyên liệu có hàm lượng naphten nhỏ khi đó ta chọn áp suất của thiết bị ,bội số khí tuần hoàn chứa hydro, nhiệt độ khá cao. Tốc độ nạp liệu thấp.
♦ Nếu nguyên liệu có hàm lượng naphten cao thì những thông số trên có thể lựa chọn nhỏ hơn, tốc độ nạp liệu lớn hơn.
5.4.Thiết bị phản ứng ( lò phản ứng )
Thiết bị phản ứng phổ biến trong dây chuyền platforming với lớp xúc tác cố định thường dùng hai loại: loại thiết bị phản ứng dọc trục và loại thiết bị phản ứng xuyên tâm. Thiết bị phản ứng dọc trục là loại hình trụ, trong đó khối khí chuyển động qua lớp xúc tác dọc theo hướng trục của thiết bị phản ứng. Thiệt bị phản ứng xuyên tâm có hướng chuyển động của hơi khí qua lớp xúc tác theo đường bán kính theo thiết bị cắt ngang của thiết bị phản ứng.
Cấu trúc của lò phản ứng thường là hình trụ, được chế tạo bằng thép đặc biệt để chịu được ăn mòn hydro ở nhiệt độ cao, có chiều dày lớn để chịu được áp suất.
bê tông phun, để tạo chuyển động hương tâm của dòng hơi khí ngươi ta bố trí phía trong thiết bị một cốc hai vỏ hình trụ bằng thép có đục lỗ ở thành, giữa hai lớp vỏ của cốc có chứa xúc tác. Hỗn hợp hơi khí đi qua các lỗ này, qua lớp xúc tác vuông góc với trục của lò rồi vào ống trung tâm và đi ra ngoài.
Nhiệt độ trong lò và vỏ lò phải kiểm tra thường xuyên để đảm bảo vận hành ổn định và an toàn. Ngày nay người ta thường chuẩn hóa thiết bị lò có đường kính từ 2.5 ÷ 3m và chiều cao từ 10 ÷ 15m tùy theo năng suất của dây chuyền.
PHẦN 3: KẾT LUẬN
Được sự giúp đỡ của các thầy giáo,cô giáo cùng với sự cố gắng của bản thân chúng em đã hoàn thành xong bài tập lớn môn học với nội dung: “Quá trình reforming xúc tác”.
Trong quá trình thực hiện bài tập lớn, chúng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn Ths. Phan Minh Tân đã hướng dẫn tận tình, giúp em hoàn thành đồ án này.Do kiến thức còn nhiều hạn chế nên không thể tránh được sai sót, kính mong được sự giúp đỡ của các thầy cô.
Tuy đã có nhiều cố gắng nhưng do những hạn chế của bản thân nên sẽ không thể tránh khỏi những sai sót trong quá trình thiết kế. Chúng em kính mong các thầy, cô chỉ bảo để bản bài tập lớn môn học của chúng em được hoàn thiện hơn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn.
Sinh viên thực hiện.