Cracking xúc tác - BÀI 5. CÁC LOẠI CÔNG NGHỆ CRACKING XÚC TÁC

Giới thiệu Trong công nghiệp lọc dầu đã và đang áp dụng nhiều công nghệ cracking khác nhau theo bản quyền của các hãng. Chúng ta cần biết những nét cơ bản khác nhau của mỗi loọai công nghệ này. Mục tiêu Khi học song học sinh phải: - Mô tả được bản chất của các loại côngg nghệ cracking - So sánh ưu, nhược điểm của các loại công nghệ. Nội dung 5.1. Cracking với lớp xúc tác cố định Dây truyền cracking xúc tác đầu tiên do Houdry,một kĩ sư người Pháp thiết kế được đưa vào...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Cracking xúc tác - BÀI 5. CÁC LOẠI CÔNG NGHỆ CRACKING XÚC TÁC BÀI 5. CÁC LOẠI CÔNG NGHỆ CRACKING XÚC TÁC Mã bài: HD E5Giới thiệu Trong công nghiệp lọc dầu đã và đang áp dụng nhiều công nghệ crackingkhác nhau theo bản quyền của các hãng. Chúng ta cần biết những nét cơ bảnkhác nhau của mỗi loọai công nghệ này.Mục tiêu Khi học song học sinh phải: - Mô tả được bản chất của các loại côngg nghệ cracking - So sánh ưu, nhược điểm của các loại công nghệ.Nội dung5.1. Cracking với lớp xúc tác cố định Dây truyền cracking xúc tác đầu tiên do Houdry,một kĩ sư người Phápthiết kế được đưa vào công nghiệp chế biến dầu từ năm 1936.Công nghệ nàyhọat động theo kiểu gián đoạn với lớp xúc tác cố định. Nhược điểm của côngnghệ này là họat động gián đoạn vì vậy rất phức tạp trong vận hành. Hai chukỳ là phản ứng xúc tác để cho sản phẩm và chu kỳ tái sinh xúc tác trong cùngmột thiết bị. Dây truyền này nhanh chóng được cải tiến và chỉ năm năm sau,năm 1941 đã xuất hiện quá trình cracking với lớp xúc tác chuyển động.5.2. Cracking với lớp xúc tác tầng sôi Quá trình cracking có lớp xúc tác chuyển động đã thay thế quá trìnhHoudry. Quá trình phản ứng xúc tác và tái sinh xúc tác được thực hiện ở cácthiết bị riêng biệt: thiết bị phản ứng(lò phản ứng) và thiết bị tái sinh xúc tác.(lòtái sinh). Xúc tác đã làm việc có chứa cốc chảy từ lò phản ứng vào lò tái sinhvà sau khi đã tái sinh lại ngược về lò phản ứng (hoặc bằng tự chảy hoặc bằngcưỡng bức) tạo thành một chu trình liên tục. Năm 1942 quy trình cracking xúctác giả sôi (FCC) đầu tiên được đưa vào họat động có tên là Up Flow (modelI) hình 5.1 Năm 1944 người ta tăng đường kính của lò phản ứng và lò tái sinh, táchhơi sản phẩm được thực hiện ngay trong lò phản ứng và tái sinh xúc tác ởdạng tầng sôi và quá trình thổi cho xúc tác chuyển động từ phía dưới và lấy rangoài ở đáy lò. Dây truyền họat động như vậy có tên là Dow Flow (Model II)hình 5.2. Người ta đã liên tục cải tiến thiết bị và cả hìng dạng của xúc tác.Hình dạng xúc tác phổ biến là dạng viên hình cầu nhằm làm giảm sự mất mátxúc tác và giảm sự mài mòn thiết bị và nâng cao hiệu quả tách của xyclon.30 Hình 5.1. Sơ đồ FCC Model I Model I, tỷ lệ xúc tác/nguyên liệu chỉ đạt tối đa là 3 nhưng model II có thểtăng tối đa là 10. Hãng M.B.Kellog đã thiết kế loại cân bằng áp suất Model IIInăm 1946, hình 5.3. Hình 5.2. Sơ đồ FCC Model II Hãng Standard–Oil (New Jersey) đã thiết kế loại FCC mới (Model IV)hình 5.4. từ cải tiến của Model II và đã đưa vào họat động từ 1952. 31 Công nghệ FCC ngày càng được cải tiến nhằm đạt hiệu suất và chấtlượng xăng cao hơn, với chất lượng nguyên liệu ngày càng xấu hơn. Hình 5.3. Sơ đồ FCC Model III1.Khí, 2. Hơi nước, 3. Lò tái sinh, 4.Khí, khói, 5.Nguyên liệu, 6. Lò phản ứng, 7. Cột chưng cất phân đoạn, 8.Xăng và khí, 9.Hồi lưu đỉnh, 10.Hồi lưu, 11. cột bay hơi phụ, 12.Gasoil nhẹ, 13. Gasoil nặng, 14.Cặn Hình 5.4. Sơ đồ công nghệ FCC Model IV5.3. Công nghệ FCC ngày nay Quá trình FCC của một số hãng công nghiệp nổi tiếng gồm có:325.3.1. Quá trình của hãng UOP Qua các bước cải tiến liên tục, hiên nay công nghệ FCC của UOP cũngáp dụngg cracking nhằm chuyển hóa cặn dầu nặng. Quá trình của UPOPđựơc công ty Ashland OilCo phát triển. Chính hãng UOP đã thiết kế 2 loạiFCC: - Loại lò tái sinh đốt cháy hoàn toàn 1 cấp (hình 5.5) Loại tái sinh hai cấp.(hình 5.6) - Hình 5.5. Sơ đồ RCC tái sinh 1 cấp của hãng UOP 33 Hình 5.6. Sơ đồ RCC loại tái sinh 2 cấp của hãng UOP5.3.2. Quá trình của Kellog Sự vận chuyển xúc tác được thực hiện theo phương thẳng đứng rấtthuận lợi vì có thể dùng van chặn để điều khiển quá trình tuần hoàn của xúctác. Quá trình cracking được thực hiện hoàn toàn trong lò phản ứng dạng ốngđứng.(lò ống đứng). Hệ thống xyclon được đặt ngay cửa ra của ống đứng.Trong lò tái sinh xúc tác và không khí tiếp xúc ngược chiều nhau. Kiểu RFCCđược trình bày trong hình 5.7. Đặc điểm chính của model này là vòi phunnguyên liệu được cải tiến nhằm tăng cường sự tiếp xúc giữa xúc tác vànguyên liệu, bộ phận làm nguội được thay đổi bằng cách từ đặt ở pha đặcthay cho pha lõang trong lò tái sinh để tránh ăn mòn, mài mòn trang thiết bị do34xúc tác và nhằm làm tăng tốc độ truyền nhiệt. Hình dáng bộ phận làm nguộixúc tác do Kellog thiết kế cũng tương tự của UOP chỉ khác là cách bố trí cácống trao đổi nhiệt đặt ngược chiều. Hình 5.7. Sơ đồ RFCC của hãng Kellog5.3.3. Quá trình của hãng SHELL Shell có nhiều đóng góp trong việc phát triển cracking xúc tác phần cặnnặng (RFCC). Quá trình Shell LRFCC(Long Residue FCC) để c ...