Luận văn nghiên cứu công nghệ quá trình cracking xúc tác dầu nhờn thải Để sản xuất nhiên liệu

Xúc tác có chứa zeolit được mang trên chất mang cỏ hoại tỉnh và độ chọn lọc cao, rất phù hợp với đặc điểm của quả trình cracking, xúc tác, sản phẩm thu được có chất lượng cao; đổng thời

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LỄ BA KHOÁN

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ QUÁ TRÌNH CRACKTNG XÚC TÁC

DẦU NHÒN THÁI ĐÈ SẢN XUẤT NHIÊN LIEU

Chuyên ngành: KỸ THUẬT HÓA HỌC

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Trang 2

Ludn vin thac sf khoa hee

Chuong 1 - TONG QUAN

1.1.Qua trinh cracking xtc tae

1.1.1 So luge về sụ phát triển của quả trình cracking xủe tác

1.1.2 Cơ sở lý thuyết của quá trình eracking xúc tác: 1.1.3 Cracking xúc tác các hợp chất hyềrocacbon riêng l

1.1.4 Dộng học của quá trình cracking xúc táo

1.1.5 Ngưyên liệu cho quá trinh cracking xúc tác 35

1.1.6 Sản phẩm của quá trình eracling xúc tác - 26 1.1.7 Các yếu tổ ảnh hưởng đến quá trình cracking xúc tác 28

Chương 2 - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1.3 Kinh hiển vi điện tủ quét SEM " 44

2.1.4, Phương pháp xác định bẻ mặt riêng theo BET -45

2.1.5 Phương pháp thực nghiệm xác định hoạt tỉnh và độ chọn lọc của xúc tác

kê Ba Khoản Lép Xỹ thuật hoá học 2000

Trang 3

2.3 Các phương pháp nghiên cứu đặc trưng cửa nguyên liệu 52 2.2.1, Ty trong nguyn TSW cceiseeeesieessisiiatissncneisesasenseie SD

2.3 Phương pháp xác định hảm lượng lưu huỳnh tổng trong các sản phẩm dầu

mỏ (phương pháp bom) (Theo phương pháp ASTM D 129- 91/ IP 6184 55

3.1 Kết quả đặc trưng xúc tác và phân tích nhiên liệu - 39

3.1.2 Kél qua phan tich nguyén liéu cracking 62

3.2 Kếi quá đảnh giả xúc tác trên hệ MAT- 5000 va phan tich sản phẩm bing

3.2.1.Băng điệu khiển hệ MAT 5009 à eeeieeeeeoeoeoeo.Ôf

3.2.4 Ảnh hưởng của tỷ lệ xúc tác/ nguyên liệu đến xúc tác - 68

3.3.6 Nghiên cửu hoạt tính của xúc tác khi tiến hãnh không tải sinh xúc tác 73

3.2.7 Kiếm tra xúc tác chuẩn trên hệ MAT 5000 để sa sánh 74

Trang 4

1.1 QUA TRINH CRACKING XUC TAC

1.1.1 Sơ lược về sự phát triển của quá trình cracking xúc tác

Cracking sic tac 14 qua trinh bé gay mach C-C dudi tác dụng của nhiệt độ và xúc tác Đó lả một quá trình quan trong trong nhà ruấy lọc dân nhằm thu được sản

phẩm xăng đầu có chất lượng cao

Quả winh cracking xúc tác đã được nghiên cứu từ cuối thế kỷ XIX Dến năm

1923, một leÿ sư người Pháp tên lá Hourdy mới để nghị đưa quá trình vào áp đụng trong công nghiệp Năm 1936, nhà máy cracking xúc lác đầu tiên của công ty 1Iourdy Process Corperation được xây đựng tại Mỹ Tuy nhiên, công nghệ này hoạt động theo kiểu gián đoạn, tiến hành với lớp xúc tác cổ định, quả trình vận hành phức lạp nên hiệu suất không cao

Tiếp sau công nghệ của Houdy, nhiều công nghệ tiên tiến hơn ra đòi với muc

đích tối ưu hoá qua trinh cracking xúc tác Ta có thể kể đến những, thành tựu nỗi bật: đó là sự phát triển công nghệ từ lớp xúc tác cố định đến công nghệ xúc tác

chuyển đâng, và ưu điểm hơn cả là công nghệ oracking xúc lác lầng sôt Về xúc táo

có thê kế đến sự ra đời của zeolit Xúc tác có chứa zeolit được mang trên chất mang

cỏ hoại tỉnh và độ chọn lọc cao, rất phù hợp với đặc điểm của quả trình cracking, xúc tác, sản phẩm thu được có chất lượng cao; đổng thời ta có thể dùng được nguyên liệu năng hơn Đây là một ưu điểm lớn, cẩn thiết trong bồi cảnh nguồn dẫu

mỏ thế giỏi đang dẫn cạn kiệt.[2,4]

Hiện nay và trong tương lai, do biển động của nguồn dẳu thổ, chất lượng, đầu thẻ, yêu cân kĩ thuật, nhu cầu thị trưởng vả tiều chuẩn môi trường ngày cảng tăng cao, công nghệ FCC cần nhải có nhiều biển đổi để đáp ứng Dó là:

«_ Cải tiên về công nghệ đáp ủng với điểu kiêu nguyên liệu xâu hơn, nặng hơn,

nhiều 8, kim loại, mà vẫn thu được nhiều xăng với chất lượng tốt, cốc ít

9

Trang 5

DANH MUC CAC BANG

1_ | Bảng I-1 Năng lượng hoại hỏa giảm dàn theo đô đài mạch cacbon 18

2 _ | Bảng I-3 Độ chuyển hóa phụ thuộc vào chiểu dài rạch cacbm — 18

3 | Bảng 1-3: Dé chuyên hóa phụ thuộc vào cầu trùc mạch cacbom 19

4 | Bảng 1-4 Ảnh hưởng của mạch đến năng lượng hoạt hóa 22

5 _ | Bảng 1-5: Dặc trưng của xăng cracking xúc tác 27

6 _ | Bang 1-6: % theo khdi hrong cita các khi hydroeacbon 27

7 | Bang 1-7: Dic trung cơ bản của một vải loại zeolit 34

8 | Bảng 2-1: Hệ số K của các phản đoạn 53

10 | Bảng 2-3: Thể tích của oxi theo áp suất cực tiểu và cục đại 56

12 | Bang 3-2: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến xúc tác 67

13 | Bảng 3-3: Ở nhiệt độ 465% T0

14 | Bảng 3-4: Ở nhiệt độ 480°C 72

15 | Bảng 3-5: Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến xúc tác 73

16 | Bảng 3-6: Hoạt tính của xúc tác khi không tải sinh xúc tác 18

17 | Bảng 3-7: Các thông số ao sánh giira xúc tác chuẩn của MAT- 76

5000 và xúc tác chế tạo trong phỏng thí nghiệm

18 | Bảng 3-8: Xue tac chuẩn của MAT- 5000 76

19 | Bảng 3-Ð: Xúc tác chế tạo trong phòng thí nghiệm 76

kê Ba Khoản áp Kỹ thuật kod học 2000

Trang 6

DANH MUC CAC KY HIEU, CAC CAT VIET TAT

TICO: Dầu giàu hyđrocacbon vòng thơm năng,

LCO: Dau it hydrocacbon vòng thơm nặng,

FCC: Day chuyén céng nghé xic lác lớp sôi

TCC: Quả trình xúc tác lớp chuyển đông,

RCC: Thiết bị cỏ lớp xúc tác chuyển động

AP: Điểm amilin

ASTM: American Society for Testing Materials

SEM ‘Scanning electron microscope

TEM: Transiniszion clectran microscopy

XRD: X-Ray Diffraction - phương pháp nhiễu xạ tia X

EDX hay EDS: Energy-dispersive X-ray spectroscopy - kỹ thuật phản tịch thành

phân hỏa học của vật rắn dụa vào việc ghi lai phả tỉa XÃ

MAT- 5000: Micro activity lest

MII/M: Tốc độ nạp liệu riêng

Trang 7

LOLCAM DOAN

Tôi tên lả: Lê Ba Khoán học viên lớp cao học Kỹ thuật hoá học 2009, khỏa

2009- 2011, khoa Công nghệ hóa học, trường Đại học Bách khoa L1à Nội

Tôi xin cam đoan bán luận văn thạc sĩ cao học này đo tôi làm, không sao chép nguyên bản của ai Các ngôn lãi liệu lä do tôi thu thập và địch Lừ các lãi liệu

chuẩn ước ngoài Số liệu trong bản luận văn là số liệu thục té, không bịa đặt

Tếu cỏ bất cử sai phạm nảo tôi xin hoàn toan chịu trách nhiệm trước hội

Trang 8

LOLCAM DOAN

Trang 9

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

STT TEN HỈNH VẼ, ĐỎ THỊ TRANG

2 | Hình 1-2: Cau trúc của zeolit A và X, Y 3

3 _ | Hình I-3: Mạng không gian của tỉnh thể zeolit 4

4 | Hinh 2-1: Sor đỗ nguyên lý cia hé ghi nhan tin hidu phd EDX] 44

trong TEM

§ | Hinh 2-2: So dd diéu khién cia hệ MAT- 5000 50

6 | [inh 2-3: Là phản ửng của hệ MAT- 5000 SL

8 _ | Hình 2-5: Dung cụ xác định điểm amlin 54

g | Hinh 3-1: Két qua phan tich hinh thai bề mặt của mẫu xúc tác | 69

14 | Đỗ thị 3-6: Ảnh hưởng của thời gian phân ứng, 74

15 | Đỗ thị 3-7: Đỗ thị của xúc tác chuân MAT -5000 7

Trang 10

9

Trang 11

9

Trang 12

Ludn win thac sf khoa hoc

DANH MUC CAC BANG

13 | Bảng 3-3: Ở nhiệt độ 465% T0

14 | Bảng 3-4: Ở nhiệt độ 480°C 72

Trang 13

DANH MUC CAC BANG

13 | Bảng 3-3: Ở nhiệt độ 465% T0

14 | Bảng 3-4: Ở nhiệt độ 480°C 72

Trang 14

LOL CAM ON

Em xin được bay tỏ lời cảm ơn va lòng biết ơn sâu sắc của mình với Thay

giáo: PGS.TS Lê Văn Iiiễn Hộ môn In cơ — Hoá đầu, Khoa công nghệ hoá học - Trường Đại học bách Khoa Là Nội đã lận tình hướng dẫn va giúp đố erm hoàn thành luận văn này!

Em xin được lrên trọng gũi cằm ơn tới các thấy cô trong Bỏ mòn Hữu cơ

Hoá dâu, Phòng thí nghiệm công nghệ lọc hoá đầu và vật liệu xúc tác, Khoa công nghệ hoá học - Đại học bách Khoa Hả Nội, đã động viên, giúp đỡ, đóng góp những ý kiển kịp thời quý báu trong quả trình học tập và nghiên cửu để em hoàn thành luận văn này!

Cuối cùng, em xin được gửi lời cảm ơn tới những người thân, các thấy cổ

giáo và bạn bè đã giúp đê, khích lệ trong suét quá trình theo học khoá đào tao cao học lại inzéng dai hoc Mach Khoa 11a Nai!

Hả Nội, ngày 20 thang 03 nm 2011

Trang 15

MO DAU Tau mỏ là nguồn năng lượng rất quan trọng đối với mợi quéc gia trén thé gidi

Sự phát triển về công nghiệp dầu khí góp phần quan trọng vào phát triển nền kinh tế chung, cho đất nước Ở Việt Nam, sự xuất hiện nhà máy lọc đầu hiện đại quy mô

công nghiệp đầu tiên được đưa vào vận hành sẽ cần rất nhiều những kết quả nghiên cứu từ phỏng thí nghiệm Trong bắt ld nha máy lọc dẳu nảo, quả trình chế biển dấu đóng vai trò rất quan trọng, nỏ quyết định đến hiệu quả chung cho toàn nhà máy: trong số đó có thế kế đến Phân xưởng Cracking xúc tác Phân xưởng này đỏng vai

trò hết sức quan trọng thực hiện quá trình chuyển đâu cặn thành những sân phẩm dầu mỏ thương mại có chết lượng, đó 1a xăng, diescl và khí nguyên liệu cho ngành

tổng hợp hữu cơ hóa đầu

Quá trình Cracking xúc tác không những tiết kiệm được nguồn nguyên liệu

Š tận dụng tôi đa các sản phẩm dâu cặn từ quá trình chưng cất

Để tải: “ Nghiên cứu quá trình Cracking xúc tác từ nguyên liệu dẫu nhờn thủi " với xúc tác đã được cung cấp, thục hiện phản ứng Cracking nhiéu ché 46 công nghệ khác nhau được nghiên cửu dễ tìm ra chẻ độ thich hợp nhất ứng với xúc

táo đã chế tạo Dưới sự hướng dẫn của PGS5 TS Lê Văn Hiểu, để tài có những kết

quả khả quan có thể đóng góp cho quá trình sản xuất trong công nghiệp, hoặc có thể

dùng làm tải liệu tham khảo cho những để tài nghiên cửu sâu hơn

Trang 16

DANH MUC CAC BANG

13 | Bảng 3-3: Ở nhiệt độ 465% T0

14 | Bảng 3-4: Ở nhiệt độ 480°C 72

Trang 17

AP: Điểm amilin

Trang 18

trong TEM

Trang 19

LOLCAM DOAN

Trang 20

DANH MUC CAC BANG

13 | Bảng 3-3: Ở nhiệt độ 465% T0

14 | Bảng 3-4: Ở nhiệt độ 480°C 72

Trang 21

Trang 22

trong TEM

Trang 23

AP: Điểm amilin

Trang 24

AP: Điểm amilin

Trang 25

trong TEM

Trang 26

Trang 27

AP: Điểm amilin

Trang 28

LOLCAM DOAN

Trang 29

Trang 30

Trang 31

LOL CAM ON

Trang 32

LOLCAM DOAN

Trang 33

DANH MUC CAC BANG

13 | Bảng 3-3: Ở nhiệt độ 465% T0

14 | Bảng 3-4: Ở nhiệt độ 480°C 72

Trang 34

Trang 35

LOL CAM ON

Trang 36

AP: Điểm amilin

Trang 37

DANH MUC CAC BANG

13 | Bảng 3-3: Ở nhiệt độ 465% T0

14 | Bảng 3-4: Ở nhiệt độ 480°C 72

Tiêu đề	Luận Văn Nghiên Cứu Công Nghệ Quá Trình Cracking Xúc Tác Dầu Nhờn Thải Để Sản Xuất Nhiên Liệu
Người hướng dẫn	PGS.TS Lê Văn Tiểu
Trường học	Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Chuyên ngành	Kỹ Thuật Hóa Học
Thể loại	Luận văn
Năm xuất bản	2011
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	75
Dung lượng	178,85 KB