động:
Vào những năm 1970, một cải tiến nỉi bật vỊ quỏ trỡnh reforming xĩc tỏc ra đời đú là quỏ trỡnh cú tỏi sinh liờn tơc xĩc tỏc cđa UOP và IFP gọi là quỏ trỡnh CCR. Đến năm 1996, hóng UOP đó xõy dựng đưỵc 139 nhà mỏy CCR, cũn IFP cú 48 nhà mỏy CCR.
Sau đõy đĨ minh hoạ cho quỏ trỡnh CCR ta chọn quỏ trỡnh cđa hóng UOP.
ĐỈc biƯt cđa dõy chuyỊn này là cỏc lũ phản ứng chồng lờn nhau thành một khối. Xĩc tỏc chuyĨn động tự chảy từ reator trờn cựng xuống reator cuối cựng, sau đú xĩc tỏc đó làm viƯc đưỵc chuyĨn sang thiết bị tỏi sinh đĨ khụi phơc lại hoạt tớnh rồi nạp trở lại reator thứ nhất, tạo thành chu kỳ .
Trong cỏc hƯ thống này quỏ trỡnh tỏi sinh xĩc tỏc đưỵc thực hiƯn trong một thiết bị tỏi sinh riờng .Đõy là hƯ thống Reforming xĩc tỏc hiƯn đại nhất xuất hiƯn ở Mĩ năm 1971 .Trong cỏc hƯ thống này , cỏc thiết bị phản ứng đưỵc bố trớ cỏi nọ trờn cỏi kia làm thành một cơ cấu chung chất xĩc tỏc đi từ thiết bị thứ nhất , xuống thiết bị phản ứng thứ 2 , rồi từ thiết bị thứ 2 xuống thiết bị thứ 3 , 4 và cuối cựng xĩc tỏc đưỵc đưa sang thiết bị tỏi sinh .Sau khi xĩc tỏc đó tỏi sinh nú lại đưỵc đưa trở vỊ thiết bị phản ứng thứ nhất . Như vậy quỏ trỡnh Refocming xĩc tỏc đưỵc thực hiƯn liờn tơc . Nhờ lấy ra liờn tơc một phần xĩc tỏc đĨ tỏi sinh lờn cú thĨ duy trỡ mức độ hoạt tớnh trung bỡnh cđa chất xĩc tỏc cao hơn so với hƯ thống với lớp xĩc tỏc cố định .Do vậy mà ỏp suất và bội số tuần hoàn khớ chứa Hyđrụ cú thĨ giảm xuống tương ứng cú thĨ 3,5 đến 12 at và 400 đến 500m3/m3. ViƯc giảm đưỵc ỏp suất cú ảnh hưởng tốt đến quỏ trỡnh , tăng đựoc hiƯu suất, tăng nồng độ Hiđrụ trong khớ chứa Hyđrụ . Núi chung loại này đang đưỵc xõy dựng phỉ biến trờn cỏc nước .
•Nguyờn lý hoạt động :
Nguyờn liƯu trộn với khớ hydro tuần hoàn đưỵc đốt núng đến nhiƯt độ phản ứng ( 520-5300c ) trong cỏc thiết bị trao đỉi nhiƯt và bộ phận thứ nhất cđa lũ ống rồi đưỵc nạp vào thiết bị phản ứng thứ nhất ở trờn cựng. Sau khi tiếp xĩc với xĩc tỏc, nguyờn liƯu bị biến đỉi tuỳ thuộc vào cỏc điỊu kiƯn cụng nghƯ cđa quỏ trỡnh. Khối thiết bị phản ứng gồm bốn thiết bị trồng lờn nhau
Thiết bị đốt nóng Sản phẩm reformat Ngưng tụ hồi lưu Phần lỏng Thu hồi phần nhẹ Khí Khí nhiên liệu H2 tuần hoàn Nguyên liệu Xúc tác dã tái sinh Các thiết bị phản ứng Tái sinh xúc tác Thiết bị phân tách Bơm Tháp ỏn định
theo trơc thẳng đứng , kớch thước tăng dần từ trờn xuống dưới và đỊu là kiếu xuyờn tõm. Trong mỗi reator cú thiết bị riờng vỊ ống dẫn xĩc tỏc, bộ phận phõn phối, bộ phận cỏch ly và cỏc thiết bị khỏc sao cho phự hỵp với quỏ trỡnh chuyĨn động cđa xĩc tỏc và cỏc phản ứng hoỏ học xẩy ra.
Lưỵng xĩc tỏc chứa trong reator rất khỏc nhau, reator thứ nhất chỉ chứa 10 – 20% lưỵng xĩc tỏc và reactor cuối chứa khoảng 50% khối lưỵng xĩc tỏc. Xĩc tỏc đó làm viƯc đưỵc chuyĨn sang lũ tỏi sinh xĩc tỏc, hỗn hỵp khớ phản ứng đi ra khỏi reactor thứ nhất đưỵc qua lũ đốt nõng lại đến nhiƯt độ phản ứng rồi đưỵc nạp ngay vào reator thứ hai, cứ như vậy cho đến reator thứ 4. Sau reator thứ 4, hơi khớ sản phẩm đưỵc ngưng tơ và và làm lạnh tiếp trước khi chuyĨn sang bộ phận phõn tỏch sản phẩm. ở thiết bị tỏch, sản phẩm đưỵc chia thành hydro cacbon lỏng ngưng tơ và hơi khớ giàu hydro. Phần lớn khớ này đưỵc quay lại reador nhờ mỏy nộn khớ tuần hoàn, phần khớ cũn lại đưỵc trộn với bộ phận tỏi tiếp xĩc rồi đi ra cột ỉn định sản phẩm.
• Bộ phận tỏi sinh xĩc tỏc:
Xĩc tỏc đó làm viƯc chảy từ reator cuối cựng xuống bộ phận thu xĩc tỏc ở bunke chứa, sau đú chảy xuống ống nõng.Người ta dựng khớ chứa hydro tuần hoàn từ mỏy nến tuần hoàn đẩy xĩc tỏc và vận chuyĨn nú lờn đỉnh vào bộ phận tớch bơi ở phớa trờn lũ tỏi sinh. ở bộ phận này người ta bỉ sung khớ hydro tuần hoàn đĨ tỏch cỏc hạt bơi mịn cđa xĩc tỏc và mang chĩng ra ngoài với khớ đi vào ống tập trung bơi cũn xĩc tỏc rơi xuống đỏy bộ phận tỏch bơi rồi chảy xuống lũ tỏi sinh.
Tỏi sinh xĩc tỏc gồm 4 bước , 3 bước đầu là đốt chỏy đốt chỏy cốc clo hoỏ và làm khụ. Ba bước đầu xảy ra ở vựng tỏi sinh, và bước thứ 4 là khư xĩc tỏc xảy ra ở trong bộ phận khư riờng.
Đốt chỏy cốc bỏm trờn xĩc tỏc đưỵc tiến hành trong vựng chỏy nằm ở đỉnh lũ tỏi sinh. Xĩc tỏc đưa vào và chảy xuống giữa màng chắn hỡnh trơ đứng thẳng, khụng khớ núng đưỵc thỉi theo hướng bỏn kớnh đi từ ngoài vào trong qua lớp xĩc tỏc sau đú làm lạnh và tuần hoàn qua cỏc ống trong vựng chỏy, xĩc tỏc vẫn chuyĨn động xuống dần và bộ phận làm lạnh tỏi sinh sẽ lấy nhiƯt khi đốt cốc. ViƯc đốt cốc tuõn theo chế độ đỈc biƯt nghiờm ngỈt đĨ đảm bảo hết cốc và khụng ảnh hưởng xấu đến xĩc tỏc.Sau khi đốt chỏy cốc thỡ xĩc tỏc đưỵc cho qua vựng Clo hoỏ đĨ Clo hoỏ và sau đú là sấy.Cuối cựng xĩc tỏc đưỵc cho vào vựng khư tỏch biƯt với 3 khu vực đốt ,clo hoỏ,sấy trờn, sau khi khư xĩc tỏc đưỵc khớ hydro vận chuyĨn và nõng lờn bunke chứa đỈt ở phớa trờn đinh cđa reactor thứ nhất , tiếp tơc chuyĨn vào reactor lam viƯc.
3.Cụng nghƯ cđa IFP :đưỵc xõy dựng ở Phỏp vào năm1973. ậ sơ đồ
hỡnh khối phản ứng cú bốn thiết bị phản ứng ,sắp xếp theo một dóy,xĩc tỏc chứa 0,35 và 0,5 % khối lưỵng Pt ,và ở sơ đồ này nhận đươc xăng cú trị số octan 100-105. Khi dựng xĩc tỏc RG-451 và dựng nguyờn liƯu phõn đoạn 70-1540C,tỷ trọng 736 Kg/m3; thành phàn hyđrụ cỏc bon :paraphin 51% naphten43%và thơm 6% thĨ tớch ,tỷ lƯ mol hyđrụ /nguyờn liƯu 6/1; tục độ khối nạp nguyờn liƯu là 2,5 /giờ.
.Cụng nghƯ reforming xĩc tỏc cđa IFP
V.4. So sỏnh quỏ trỡnh cụng nghƯ Reforming xĩc tỏc cố định và xĩc tỏc chuyĨn động : chuyĨn động :
Khi thực hiƯn 2 cụng nghƯ, reforming xĩc tỏc chuyĨn động (CCR) và reforming xĩc tỏc cố định ta thõý điĨm khỏc biƯt trong chế độ làm viƯc là : ỏp suất cđa quỏ trỡnh cụng nghƯ reforming xĩc tỏc chuyĨn động là thấp hơn nhiỊu so với quỏ trỡnh reforming mà xĩc tỏc ở trạng thỏi tĩnh .ĐiỊu đú dẩn đến cỏc ưu thế sau. Tại điỊu kiƯn ỏp suất thấp cho phộp nhận đưỵc nhiỊu hydro cacbon thơm , nõng cao trị số octan và nõng cao hiƯu suất xăng .Nhưng nú đũi hỏi rĩt ngắn chu kỳ tỏi sinh xĩc tỏc.
Khi ỏp suất thấp , độ chọn lọc xĩc tỏc tăng nhất là khi chế biến cú hàm lưỵng hydrocacbon parafin lớn . Khi đú làm tăng vai trũ cđa phản ứng dehydro vũng hoỏ parafin 50-60% Aken nhận đưỵc từ chuyĨn hoỏ parafin . Do đú trị số octan cđa sản phẩm rất cao.
Nhờ khả năng tỏi sinh liờn tơc xĩc tỏc bị cốc hoỏ, quỏ trỡnh CCR cho phộp dựng ỏp suất thấp, thao tỏc liờn tơc hàng năm chưa phải thay thế xĩc tỏc mới ,hiƯu suất Aren và H2 tăng lờn đỏng kĨ.Nhờ tỏi sinh liờn tơc mà khụng phải dừng quỏ trỡnh đĨ tỏi sinh xĩc tỏc như dõy chuyỊn tỏi sinh cố định do vậy xĩc tỏc mới liờn tơc đưỵc chuyĨn vào reacton dần đến xĩc tỏc cú độ hoạt tớnh cao hơn và ỉn định hơn, làm viƯc ở điỊu kiƯn khắt khe hơn mà vẫn cho hiƯu quả cao hơn.
Tuy vậy, qua trỡnh dựng lớp xĩc tỏc cố định thỡ cú kết cấu đơn giản, điỊu kiƯn vận hành khụng quỏ khắt khe, dƠ điỊu chỉnh. Giỏ cả đầu tư ban đầu vừa
Khí cháy Máy nén Tháp chứa xúc tác Lò phản ứng Lò phản ứng Lò tái sinh Lò đốt Thùng phân phối Nguyên liệu H2 Sản phẩm Khí nitơ
phải. Cũn ở dõy chuyỊn xĩc tỏc chuyĨn động thỡ lại cú chiỊu cao lớn, giỏ đầu tư ban đầu cao và quỏ trỡnh tỏi sinh xĩc tỏc đũi hỏi rất cẩn thận nguyờn liƯu phải làm sạch bằng hydro hoỏ ở mức độ sõu.
Trong thời điĨm hiƯn nay thỡ với mơc đớch tăng chỉ số octan, hiƯu quả nhất vẫn là quỏ trỡnh reforming.Và thực trạng cđa ngành dầu khớ nước ta trong thời kỳ đầu như hiƯn nay ngành cụng nghƯ dầu khớ cũn non trỴ và vốn đầu tư cũn hạn hĐp,thỡ viƯc lựa chọn cụng nghƯ phự hỵp cho nhà mỏy là cụng nghƯ refoming xĩc tỏc cố định. Cũn nguyờn liƯu cho quỏ trỡnh refoming xĩc tỏc là phõn đoạn xăng nỈng chất lưỵng thấp. Thế nhưng khi lựa chon nguyờn liƯu và điĨm phõn đoạn cần phải xột đến mơc đớch cđa quỏ trỡnh, chất lưỵng xĩc tỏc sư dơng và cụng nghƯ cđa nhà mỏy.bốn nhõn tố trờn cú quan hƯ tương hỗ nhau.
Trong khuụn khỉ đồ ỏn tốt nghiƯp với đỊ tài : thiờt kế phõn xưởng refoming xĩc tỏc cố định , em xin chọn dầu thụ ViƯt Nam mà cơ thĨ là dầu Bạch hỉ làm nguyờn liƯu cho quỏ trỡnh refoming xĩc tỏc cố định ,vỡ cú thĨ tận dơng nguồn nguyờn liƯu trong nước đĨ đảm bảo tớnh kinh tế .MỈc khỏc dầu thụ ViƯt Nam đưỵc xếp vào loại loại dầu parafinique “ngọt” và sạch , hàm lưỵng lưu huỳnh và cỏc tạp chất như kim loại nỈng thấp .Chớnh vỡ thế chọn nguyờn liƯu dầu thụ ViƯt Nam cho quỏ trỡnh refoming xĩc tỏc là rất tốt, vỡ trong nguyờn liƯu ít chất gõy độc xĩc tỏc , dƠ dàng cho viƯc chuẩn bị làm sạch nguyờn liƯu.