Luận văn: GAS TO LIQUIDS GTL

GTL (Gas-To-Liquids ) là một quá trình biếnđổi hoá học khí thiên nhiên (hoặc khí đồng hành) thành hydrocacbon tổng hợp (dạng lỏng).  Các phân tử khí bị biến đổi hoá học và kết hợp tạo thành dạng lỏng bền vững sử dụng trực tiếp làm nhiên liệu vận tải hoặc làm nguồn nguyên liệu cho công nghiệp hoá học.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn:GAS TO LIQUIDS GTL GAS TO LIQUIDS GTL GVHD: GVHD: TS. NGUYỄN HỮU LƯƠNG HV: VÕ ĐỨC MINH MINH 104010771 Gas To Liquids Nội dung 1. Giới thiệu 2. Khí tổng hợp 3. Phản ứng Fischer- Tropsch2 Gas To Liquids 1. Giới thiệu3 Gas To Liquids Định nghĩa  GTL (Gas-To-Liquids ) là một quá trình biến đổi hoá học khí thiên nhiên (hoặc khí đồng hành) thành hydrocacbon tổng hợp (dạng lỏng).  Các phân tử khí bị biến đổi hoá học và kết hợp tạo thành dạng lỏng bền vững sử dụng trực tiếp làm nhiên liệu vận tải hoặc làm nguồn nguyên liệu cho công nghiệp hoá học.4 Gas To Liquids Sản phẩm của GTL  Công nghệ GTL cho nhiều sản phẩm khác nhau: butan, naphta, xăng, dầu hoả, điezen, dầu nặng, sáp, các chất oxi hoá, nhưng chủ yếu vẫn là các sản phẩm trung bình (xăng, dầu hoả, điezen, dầu nặng).  Hiệu suất sản phẩm tuỳ thuộc rất nhiều vào các công nghệ áp dụng, điều kiện vận hành như áp suất, nhiệt độ, tỷ lệ H2/CO; thành phần xúc tác; kiểu thiết bị xúc tác.5 Gas To Liquids GTL ?  Vấn đề môi trường: nguyên liệu sạch hơn.  Kinh tế: Hiệu quả nhiên liệu cao hơn. Tận dụng nguồn nguyên liệu từ khí thiên nhiên.  Nhu cầu về nhiên liệu vận chuyển  trữ lượng dầu thô/giá.6 Gas To Liquids Quy trình GTL Khí thiên nhiên Loại các tạp chất (như S) Sản xuất khí tổng hợp Phản ứng Fischer-Tropsch Tinh chế và nâng cao sản phẩm Hydrocarbon7 Gas To Liquids 2. Sản xuất khí tổng hợp8 Gas To Liquids Khí tổng hợp  Là hỗn hợp khí của CO và H2.  Khí tổng hợp có thể được sản xuất từ nhiều nguồn nguyên liệu.  Tỷ lệ của H2/CO tùy thuộc vào nguồn nguyên liệu, phương pháp sản xuất và mục đích sử dụng.9 Gas To Liquids Phương pháp sản xuất syngas  Steam reforming CH4 + H2O → CO + 3H2 Nhiệt độ phản ứng: 800-900oC; Áp suất: 20-30 bar; Xúc tác: Ni/chất mang; ΔH= 206 KJ/mol10 Gas To Liquids Steam reforming  Phản ứng phụ: CO+ H2O ↔ CO2 + H2  Sự tạo cacbon trên bề mặt xúc tác theo các phản ứng sau: Crackinh metan: CH4  C + 2H2 Phản ứng CO: 2 CO  C + CO211 Gas To Liquids Steam reforming  Các xúc tác này chứa 5-25% khối lượng nikel trên các chất mang α-Al2O3, CaAl2O4.MgO hoặc CaAl2O4  Cung cấp xúc tác: Haldor Topsoe, Johnson Matthey, Süd - Chemie and BASF.12 Gas To Liquids Steam reforming  Hầu hết các xúc tác ngoài thành phần chính là nikel, còn có các chất kiềm hoặc oxit kiềm thổ, các chất này có tác dụng làm tăng khả năng loại bỏ cacbon theo phản ứng: C + H2O  CO + H2  Chúng có tác dụng kích thích sự hấp phụ và hoạt hóa hơi nước. Bằng cách này, quá trình hình thành cacbon được kiểm soát và duy trì hoạt tính xúc tác.13 Gas To Liquids R-67-7-H của Haldor Topsoe  Thành phần Ni, SiO2, Magnesium aluminate dùng cho Steam reforming  Kích thước  16 x 11 mm  7 x 3.4 mm14 Gas To Liquids Oxy hóa riêng phần CH4 + 1/2O2 → CO + 2H2 ΔH= -36 KJ/mol Sử dụng xúc tác là Ni, kim loại chuyển tiếp hoặc không có xúc tác (sử dụng nhiệt độ và áp suất cao). Khí tổng hợp tạo thành có tỷ lệ H2/CO2 gần bằng 2, và sản phẩm phụ gồm CO2 và H2O.15 Gas To Liquids Autothermal reforming  Là quá trình reforming có cả oxy và hơi nước. Các phản ứng xảy ra:  CH4 + 2O2  CO2 + 2H2O  CH4 + H2O  CO + 3H2  CH4 + CO2  2CO + 2H2 Phản ứng chung là:  CH4 + 0,5 O2  CO + 2H216 Gas To Liquids Autothermal reforming  RKS-2-7H củaHaldor Topsoe  OD x H = 16 x 11 mm (7x3)  Thành phần: NiO (9%), MgAl2O417 Gas To Liquids Dry reforming CH4 + CO2  2 CO + 2H2  CO2 lại có vai trò điều chỉnh tỷ lệ H2/CO trong dòng khí tổng hợp sản phẩm từ khoảng 1:1 đến 3:1, đáp ứng nhu cầu sử dụng.  Do thiếu hơi nước trong thiết bị phản ứng nên quá trình hình thành cacbon tr ...