Báo cáo thực tập tốt nghiệp
3.2.1.1 Các phản ứng hóa học của quá trình tái sinh
Quá trình tái sinh xúc tác để phục hồi lại hoạt tính xúc tác gồm có 4 bước: a. Đốt Coke
Bước thứ nhất:Coke được loại bỏ khỏi bề mặt xúc tác bởi phản ứng cháy với Oxygen.
Phản ứng đốt Coke tạo ra CO2 , H2O và tỏa nhiệt, nên xúc tác rất dễ bị phá hủy trong môi trường có hơi nước và nhiệt độ cao. Vì vậy quá trình cháy cần khống chế hàm lượng O2 trong quá trình cháy. Nếu hàm lượng O2 lớn sẽ làm nhiệt độ cháy cao, nếu hàm lượng O2 thấp thì phản ứng lại diễn ra chậm. Do đó trong quá trình điều khiển cần khống chế hàm lượng O2 trong khoảng 0.5 – 0.8 % mol. Khoảng này là khoảng tối ưu để tốc độ đốt coke lớn nhất trong khi nhiệt độ cháy là nhỏ nhất.
b. Oxi clo hóa
Bước thứ 2 là giai đoạn oxy hóa và phân bố lại kim loại trên bề mặt chất mang, đồng thời bổ sung lại hàm lượng Clo trên xúc tác để khôi phục lại chức axit. Có nhiều phản ứng phức tạp xảy ra với Oxygen và clo hữu cơ(C2Cl4), nhưng có thể tổng kết thành các phản ứng sau:
(1) Hợp chất Chloride + O2 →HCl + CO2 +H2O (2) HCl + O2 ↔ Cl2 + H2O
(3) Base –OH + HCl → Base-Cl + H2O
Hàm lượng của Clo trên xúc tác nếu quá nhiều hay quá ít đều ảnh hưởng không tốt đến phản ứng Platforming. Vì vậy người ta khống chế hàm lượng Clo bằng cách khống chế tốc độ đưa Clo vào. Khi tháp tái sinh hoạt động bình thường , hàm lượng Clo trên xúc tác đã bị oxyhóa khoảng 1.1 – 1.3 wt%. Khoảng này là khoảng tối ưu đảm bảo cho chức axit của xúc tác.
Còn phản ứng Oxi hóa và phân bố lại kim loại trên xúc tác có thể được tổng kết như sau:
Metal + O2 → Oxidized metal ( sau đó phân tán lại trênbề mặt chất mang ) Độ phân tán kim loại trên chất mang càng tốt thì chức kim loại của xúc tác càng cao, càng phục hồi lại gần với trạng thái xúc tác mới. Để khống chế tốt quá trình này thì các điều kiện quan trọng cần đảm bảo là: thời gian lưu dài, hàm lượng Oxygen cao ( trong giai đoạn này oxygen có thể lên tới 20 wt%), nhiệt độ chính
c. Làm khô
Bước thứ 3 là giai đoạn loại ẩm khỏi xúc tác. Dư thừa hơi nước trên bề mặt xúc tác là do quá trình đốt coke. Không khí khô và nóng được thổi vào để cuốn đi hơi nước trên bề mặt xúc tác :
Base-H2O + dry gas → Base + gas + H2O
Bước làm khô được thực hiện trong điều kiện nhiệt độ cao,thời gian làm khô dài, và dòng không khí khô cần được phân phối tốt quanh xúc tác với tốc độ hợp lí. d. Sự khử
Bước thứ 4 để chuyển hóa kim loại từ dạng oxit thành dạng kim loại hoạt tính. Phản ứng diễn ra với H2 với phản ứng sau đây:
Oxidized Metal + H2 → reduced metal + H2O
Điều kiện thích hợp cho quá trình khử này là: độ tinh khiết của H2 cao, nhiệt độ vùng khử thích hợp, và khí khử được phân phối tốt đến xúc tác.