Bài giảng Chương 5.2: Cracking xúc tác

Nhằm giúp các bạn có thêm tài liệu phục vụ nhu cầu học tập và nghiên cứu, mời các bạn cùng tham khảo nội dung bài giảng chương 5.2 "Cracking xúc tác" dưới đây. Nội dung bài giảng giới thiệu về Cracking xúc tác, cơ sở lý thuyết xúc tác, công nghệ Cracking xúc tác,...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Chương 5.2: Cracking xúc tác 5.2 Cracking xúc tác5.2.1 Giới thiệu-Mục đích:+ nhận các cấu tử có ON cao cho xăng từ phần cất nặng hơn(AD và VD).+ nhận nguyên liệu có chất lượng cao cho công nghệ tổng hợphoá dầu và hoá học (gasoil nhẹ, gasoil nặng, khí (chủ yếu làphân tử có nhánh)).- Nguyên liệu là phần nặng từ CCKQ, CCCK, cặn của quá trìnhcốc hóa, điều kiện công nghệ phức tạp. Sản phẩm có thể là khí,xăng, diesel, cặn nặng- Ý nghĩa, vai trò:+ Năng suất sản phẩm xăng thu được lớn, ON cao, chất lượng tốt+ Quá trình tái sinh xúc tác (đốt cốc) sinh ra rất nhiều nhiệt, có thể sử dụng để cấp thêm cho nhà máy.5.2.2 Cơ sở lý thuyết- Các phản ứng hoá học xảy ra trong quá trình cracking xúc tác:+ Phản ứng mong muốn: phân huỷ cắt mạch C - C, phản ứng cracking (thunhiệt) .+ Phản ứng không mong muốn: * Phản ứng đồng phân hoá (toả nhiệt) . * Phản ứng chuyển vị hydro . * Phản ứng ngưng tụ, phản ứng polyme hoá và phản ứng tạo coke(toả nhiệt) .→ nhờ việc sử dụng xúc tác mà xúc tác sẽ thúc đẩy chọn lọc các phản ứngcó lợi như phản ứng đồng phân hoá và phản ứng phân huỷ để tạo ra các cấutử iso – parafin…- Phản ứng cắt mạch (cracking): xảy ra theo cơ chế ion cacboni:a. Giai đoạn tạo ion cacbonib. Giai đoạn 2: các phản ứng của ion cacboni:- Phản ứng đồng phân hóa- Vận chuyển ion hydrit- Cracking ion cacboni theo quy tắc β- Giai đoạn biến đổi ion cacboni tiếp diễn cho đến khi nó có cấu trúc bền vững nhất, có độ bền cao nhất (Ion cacboni b3 > Ion cacboni b2 > Ion cacboni b1)- Độ bền quyết định mức độ tham gia phản ứng tiếp theo. Vì ion cacboni bậc 3 có độ bền cao nhất → cho hiệu suất tạo ra iso – parafin cao nhất.c. Giai đoạn dừng phản ứng→ Kết luận về chiều hướng của cracking xúc tác→ Biến đổi của RH và phân đoạn VGO Cracking VGO VGOLCO HCO Xăng Khí Cốc 5.2.3 Xúc tác- Nghiên cứu các vấn đề về xúc tác FCC:a. Thành phần xúc tácb. Kỹ thuật chế tạoc. Xúc tác mới và xúc tác cân bằngd. Phụ gia trong xúc táca. Thành phần- Zeolit, matrix, binder, filler- Kích thước: d = 8 ÷ 10 nm- Thành phần: 20%USY, 70% matrix, phụ gia- Các tính chất quan trọng của xúc tác: + Các tính chất vật lý và hóa học + Có hoạt tính và độ chọn lọc cao + Độ bền nhiệt và thủy nhiệt cao + Bền với độc tố + Dễ tái sinh + Giá thànhPhân bố tâm axitSo sánh độ axit Cấu trúc của ZeolitCấu trúc tinh thể Zeolit Y Cấu trúc tinh thể Faujasitb. Công nghệ chế tạo xúc tácGồm hai bước:- Chế tạo zeolit HY, chuyển thành USY+ Trao đổi Na bằng H+ Xử lý thủy nhiệt ở nhiệt độ cao để loại bớt Al (hoặc phươngpháp khác). Có thể trao đổi nguyên tố đất hiếm- Phối trộn với matrix, được hoạt hóa và trộn với chất kết dính,phụ gia (ZSM-5, Sb, CeO, MgO)c. Xúc tác mới và xúc tác cân bằng - Định nghĩa - Tính chấtd. Phụ gia - ZSM-5 - Sb - CeO - MgO Công nghệ Cracking xúc tácCó 2 loại hình công nghệ cracking xúc tác:1.Công nghệ cracking xúc tác chuyển động2.Công nghệ FCCa.Vai trò và ý nghĩa của FCC trong khu lọc dầub. Công nghệ FCC-Đốt nóng nguyên liệu: trao đổi nhiệt và lò ống-Lò phản ứng, ống đứng, bộ phận nhả hấp phụ-Lò tái sinh-Cột chưng cất tách sản phẩm-Phân xưởng thu hồi khí-Các phân xưởng xử lý khácSơ đồ công nghệ TCCSơ đồ công nghệ FCCSơ đồ FCC Model III và IVSơ đồ FCC với thời gian tiếp xúc ngắnCấu tạo lò phản ứngCơ cấu khí nângCấu tạo lò tái sinh