Thiết kế phân xưởng reforming xúc tác CCR để nhận xăng có chất lượng cao với công suất 20000 thùng/ngày

Thiết kế phân xưởng reforming xúc tác CCR để nhận xăng có chất lượng cao với công suất 20000 thùng/ngày

CHƯƠNG1:CƠSỞLÝTHUYẾTCỦAQUÁTRÌNHREFORMINGXÚCTÁC 3

1.1.Cácphảnứngchínhtrongquátrìnhreforming: 3

1.2.Cáccơchếphảnứngreforming: 4

1.2.1.Cơchếphảnứngreformingmộtparafin: 4

1.2.2.Cơchếphảnứngmộtnaphten: 4

1.3.Sựbiếnđổihoáhọccáchydrocacbonriênglẻtrongquátrìnhreformingxúctác:

5

1.3.1.SựbiếnđổicácHCnaphten 5

1.3.2.SựchuyểnhoácủacácHCparafin: 7

1.3.3.SựchuyểnhoácủaHCthơm: 9

1.3.4.SựchuyểnhoácủaHColefin: 10

1.3.5.Phảnứngphânhuỷcáchợpchấtdịnguyêntố: 11

1.3.6.Phảnứngtạocốc: 11

CHƯƠNG2:XÚCTÁCCHOQUÁTRÌNHREFORMING 12

2.1.Lịchsửpháttriểncủaxúctácreforming: 12

2.2.Vaitròcủaxúctáctrongquátrìnhreforming: 14

2.3.Nhữngyêucầucầnthiếtđốivớixúctácreforming: 14

2.4.Bảnchấtcủachấtxúctácreforming: 15

2.4.1.Kimloạimangchứcnăngoxihoákhử: 15

2.4.2.Chấtmangcótínhaxit: 16

2.5.Thayđổitínhchấtcủaxúctáctrongquátrìnhlàmviệc: 17

2.5.1.Sựgâyđộccủacácđộctố: 17

2.5.2.Thayđổicáctínhchấtcủaxúctáckhilàmviệc: 19

2.6.Vấnđềtáisinhchấtxúctác: 19

2.6.1.Quátrìnhđốtcháycốc: 19

2.6.2.Quátrìnhoxy-clohoá: 20

2.6.3.Quátrìnhlàmkhô: 21

2.6.4.Quátrìnhkhửhoá: 21

2.7.Cácphươngphápnghiêncứuđặctrưngcủaxúctác: 21

CHƯƠNG3:HỆTHỐNGCÁCSƠĐỒCÔNGNGHỆQUÁTRÌNHREFORMINGXÚCTÁ C 22

3.1.Phânloạicáccôngnghệreformingxúctáchiệnnay: 23

3.2.Giớithiệumộtsốcôngnghệreformingtiêubiểu: 23

3.2.1.Côngnghệreformingdùngchấtxúctáccốđịnh: 24

3.2.2.Côngnghệreformingtáisinhliêntụcchấtxúctác(CCR): 29

3.2.3.QuátrìnhNewreforming: 32

3.3.Giớithiệumộtsốsơđồcôngnghệcủacácnhàbảnquyền: 34

CHƯƠNG4:CÔNGNGHỆCỦAQUÁTRÌNHREFORMINGXÚCTÁC 40

4.1.Mụcđíchvàýnghĩacủaquátrìnhreformingxúctác: 40

4.2.NguyênliệusửdụngchoquátrìnhReformingxúctác 41

4.3.SảnphẩmcủaquátrìnhReformingxúctác 42

4.3.1.Xăngcótrịsốoctancao: 42

4.3.2.Cáchydrocacbonthơm: 43

4.3.4.KhíhoálỏngLPG: 44

4.4.Cácyếutốảnhhưởngđếnquátrìnhreforming 45

4.4.1.Ảnhhưởngcủanguyênliệu: 45

4.4.2.Ảnhhưởngcủanhiệtđộ: 47

4.4.3.Ảnhhưởngcủaápsuất: 48

4.4.4.Ảnhhưởngcủatốcđộnạpliệuriêng(Tốcđộthểtích)LHSV(Liquid HourlySpaceVelocity): 49

4.4.5.Ảnhhưởngcủatỷsốkhíhydrotuầnhoàntrênnguyênliệu(H 2 /HC): 49

4.4.6Ảnhhưởngcủaxúctác: 50

4.5.Lựachọnsơđồcôngnghệreformingxúctác: 50

4.6.CácthiếtbịvànguyênlýlàmviệccủachúngtrongphânxưởngreformingxúctácCC RcủahãngUOP: 51

4.6.1.Cácthiếtbịcủahệthốngreforming: 51

4.6.2.Cácthiếtbịtronghệthốngcyclemax(táisinhchấtxúctác): 57

CHƯƠNG5:TÍNHTOÁNCÔNGNGHỆ 67

5.1.Nhiệmvụtínhtoán: 67

5.2.Cácthôngsốchotrướcvàcầnxácđịnh: 67

5.2.1.Cácthôngsốchotrước: 67

5.2.2.Cácthôngsốcầnxácđịnh: 68

ORMINGXÚCTÁC.

1.1.Cácphảnứngchínhtrongquátrìnhreforming:

Reformingxúctáclàquátrìnhbiếnđổicácthànhphầnhydrocacboncủanguyênliệumàchủyếulànaphtenvàparafinthànhcácaromaticvàmộtphầniso-

parafincótrịsốoctan(TSOT)cao.Sơđồcácphảnứngchínhxảyratrongquátrìnhreformingđượcthểhiệnởhình(1.1):

(5):Phảnứngđềhydrohoá,xẩyravớitácnhânxúctáckimloại

(6):Phảnứngđềalkylhoávàđềmetylhoá,xẩyravớitácnhânxúctác

kimloạihoặcaxit

Ngoàira,trongđiềukiệntiếnhànhquátrìnhreformingcònxảyracácphảnứngphụ,tuykhônglàmảnhhưởngnhiềuđếncânbằngcủacácphảnứngchínhnhưnglạicóảnhhưởnglớnđếnđộhoạtđộngvàđộbềncủachấtxúctác.Đólàcácphảnứng:

+Phảnứngphânhuỷvàkhửcáchợpchấtchứaoxy,nitơ,lưuhuỳnh

thànhH2S,NH3,H2O

+Phảnứngphânhuỷcáchợpchấtchứakimloạivàhalogen

+Phảnứngngưngtụcủacáchợpchấttrunggiankhôngbềnnhưolefin,diolefinvớihydrocacbonthơm,dẫnđếntạothànhcáchợpchấtnhựavàcốcbámtrênbềmặtchấtxúctác

Vìthếđểpháttriểnquátrìnhreformingxúctác,ngườitacầnphảikhắcphụcđượcquátrìnhtạocốctrênxúctác,hayítnhấtphảihạnchếtốiđaquátrìnhtạocốc

1.2.1.Cơchếphảnứngreformingmộtparafin:

Nhiềunhànghiêncứuchorằngphảnứngreformingmộtparafinxảyratheo3giaiđoạn:loạihydro,đóngvòng,loạihydrotừhợpchấtvòngthànhhợpchấtthơm.Giaiđoạnđầuvàgiaiđoạncuốixảyratrênchấtxúctáckimloại,giaiđoạngiữađượcthựchiệntrênchấtxúctácaxit.Cácgiaiđoạnđócóthểxenkẽvàonhau,nghĩalàtrongkhigiaiđoạnnàychưađiđếncùngthìgiaiđoạnkhácđãbắtđầu.Nhờsựtồntạinhữngtrungtâmxúctácloạihydrongaybêncạnhcáctrungtâmxúctácaxit,màcácgiaiđoạnđócóthểxảyramộtcáchnốitiếptrựctiếphoặcgầnnhưđồngthờixảyra,haynóimộtcáchkháclàcácgiaiđoạnđóxảyrangaykhisảnphẩmcủagiaiđoạntrướcchưakịpcócấutrúchoànchỉnh,đangởtrạngtháichưađịnhhìnhcókhảnăngphảnứngcao

12+22

1:Phảnứngloạihydro(xảyratạitâmkimloại)

2:Phảnứngtạocacbocationvàđồngphânhoácacbocation(xảyratại

trungtâmaxit)

Cơchếđóngvòngcủacacbocationbậcbachothấykhireformingn-C6thìkhôngphảivòng6đượctạoralúcđầu,màchínhlàcáchợpchấtvòng5đãsinhrametyl-cyclopentan,metyl-cyclopenten,metyl-

cyclopentadien.Cuốicùngmetylcyclopentadienđãmấthydro,đồngphânhoáthànhbezen.Tốcđộgiaiđoạnđóngvòngnhỏhơnnhiềutốcđộgiaiđoạnloạihydro,bởivậynaphtenbịreformingdễhơnnhiềusovớiparafin.Cótácgiảchorằnghằngsốtốcđộcủaphảnứngreformingmộtnaphtenlớnhơncảtrămtriệulầnsovớiparafin(cònbiếnđổiphụthuộcvàochấtxúctác).[1]

Trênđâymớichỉlàcơchếphảnứngreformingxảyrađốivớihaihọhydrocacbonparafinvànaphtenlàhợpphầnchínhcủanguyênliệu.Cònmộtsốphảnứngkhácxảyrađốivớihọhydrocacbonthơmvàolefin chúngtasẽđềcậpởphầnsau

1.3.Sựbiếnđổihoáhọccáchydrocacbonriênglẻtrongquátrìnhre formingxúctác:

HCnguyênliệucóảnhhưởngkhôngnhiềuđếncânbằngcủaphảnứngđềhydrohoánaphtenvàsựảnhhưởngnàycóthểbùlạibằngviệctăngnhiệtđộcủaquátrình.Khihàmlượngcủahydrocacbonnaphtentrongnguyênliệucao,quátrìnhreformingsẽlàmtăngrõrànghàmlượngcủahydrocacbonthơmcũngnhưsảnphẩmH2cógiátrịkinhtếcao.Dođóchophéptalựachọnvàxửlýnguyênliệuđểcóthểđạtmụcđíchmongmuốn:hoặctănghydrocacbonthơmcóTSOTcaochoxăng,hoặcđểnhậnhydrocacbonriêngbiệtBTX.ViệctăngTSOTcủaxăngcũngcònphụthuộcvàohàmlượngn-

parafinchưabịbiếnđổichứatrongsảnphẩmvìchúngcóTSOTrấtthấp(TSOTcủaheptanbằng0).Vìvậyngoàiphảnứngđềhydrohoánaphten,cũngcầnphảitiếnhànhcácphảnứngkhácsaochođảmbảođượchiệuquảcủaquátrìnhreforming

Phảnứngđềhydrohoánaphten,trongđóđặctrưngnhấtlàphảnứngđềhydrohoácyclohexanvàdẫnxuấtcủanó,cótốcđộkhálớnkhitadùngxúctáccóchứakimloạimangtínhkhử.Nănglượnghoạthoácủaphảnứngnàynhỏ,chỉvàokhoảng20kcal/mol.Phảnứngtạoxylen:

CH 3 CH 3 CH 3 CH 3

việcđóngvòngnhữngparafincóK LP T lớnhơn.

1.3.1.3.Sựchuyểnhoáhydrocacbonnaphten5cạnh:

+Phảnứngđềhydrovàđồngphânhoá:phảnứngxảyratheotừngbậc,đầutiênlàphảnứngtạonaphtenvòng6cạnhtừnaphtenvòng5cạnhsauđólàphảnứngđềhydrotạorahydrocacbonthơm.Phảnứngđồngphânhoánaphtenvòng5cạnhthànhvòng6cạnhlàphảnứngcóhiệuứngnhiệtthấp(5kcal/

mol),nênkhităngnhiệtđộthìcânbằngdịchchuyểnvềphíatạovòngnaphtennămcạnh.Vídụphảnứngđồngphânhoámetylcyclopentanvà

cyclohexan:

Tạinhiệtđộ500C,nồngđộcânbằngcủametylcyclopentanlà95%còncủacyclohexanchỉlà5%.Nhưngdotốcđộphảnứngđềhydrohoáxảyranhanhmàcânbằngcủaphảnứngđồngphânhoácóđiềukiệnchuyểnhoá

cânbằngcủaphảnứngđềhydro-cyclohoáparafin

Khităngnhiệtđộ,hằngsốcânbằngcủaphảnứngđềhydro-cyclohoáparafintănglênrấtnhanh,nhanhhơnsovớicảphảnứngđềhydrohoánaphten.Nhưngtốcđộphảnứngđềhydro-

cyclohoálạirấtnhạyvớisựthayđổiápsuấthoặctỷsốH2/

HCnguyênliệu.Nănglượnghoạtđộngcủaphảnứngthayđổitừ2540kcal/

molkhidùngxúctácCr2O3/Al2O3,cònkhidùngxúctácPt/Al2O3làtừ2030kcal/mol.Tốcđộphảnứngtăngkhităngsốnguyêntửcacbontrongphântửparafin,điềuđódẫntớihàmlượnghydrocacbonthơmtrongsảnphẩmphảnứngcũngtănglên

Đềhydro-cyclohoáparafinđểtạohydrocacbonthơmlàmộttrongnhữngphảnứngquantrọngnhấtcủareformingxúctác.NhờphảnứngnàymàchophépbiếnđổimộtlượnglớncáchợpchấtcóTSOTcao(vídụ,TSOTcủan-

C7=0,cònTSOTcủatoluen120).Phảnứngnàyxảyraưutiêntạothànhcácdẫnxuấtcủabezenvớisốlượngcựcđạinhómmetylđínhxungquanh,nếunhưnguyênliệuchophép.Chẳnghạnở465C,nếunguyênliệulà2,3-dimetylhexanthìhiệusuấtcủa-

xylenlàlớnnhất.Ngượclại,nếunguyênliệulà2,2-

dimetylhexanthìphảnứngxảyrakhóhơn,vànếunguyênliệulà2,2,4-trimetylpentanthìphảnứngcyclohoáxảyracònkhóhơnnữa.Nhưngnếutăngnhiệtđộlêntrên510Cthìhiệusuấthydrocacbonthơmtừcáchợpchấttrênlạitănglênnhờphảnứngđồngphânhoálàmthayđổicấutrúcmạchalkyl

Đồngthờiphảnứngđềhydro-cyclohoácũnggópphầnlàmgiảmđáng

kểphảnứngcrackingxẩyravớinhữngparafincókhốilượngphântửlớn

Tuynhiên,hydrocacbonparafincòncóthểtạovòngnaphten5cạnhnhưngxácsuấtnhiệtđộnghọccủaphảnứngtạovòng6cạnhlớnhơnnhiều

n-parafiniso-parafin+Q=2kcal/mol

Phảnứngđạtcânbằngtrongvùnglàmviệccủalòphảnứngởđiềukiện

500CvớixúctácPt/Al2O3nhưsau:vớin-C6là30%,n-C5là40%,n-C4là

60%

TSOTcủan-C5là62,trongkhiđóTSOTcủaiso-C5làtrên80.

-Vớicácn-parafincaohơnC5,phảnứngđồngphânhoádễxảyrahơnnhưngnóchỉlàmtăngkhôngnhiềuTSOTvìcòncómặtcácn-

parafinchưabiếnđổitrongcácsảnphẩmphảnứng.Vídụn-C7cóTSOT=0,còntrimetylbutancóTSOT=110vàhỗnhợpC7ởđiềukiệncânbằngcủaphảnứngđồngphânhoáchỉcóTSOT=55.Dođómàphảnứngđồngphânhoátốtnhấtnêntiếnhànhvớin-

parafinnhẹ(C5hayC6).VìkhiđósảnphẩmcóTSOTcaohơnsovớikhitiếnhànhđồngphânhoán-parafincaohơn

Tuynhiên,trongđiềukiệnquátrìnhreformingthìphảnứngnàykhôngthuậnlợidokhốngchếđộaxitcủachấtxúctác

1.3.2.3.Phảnứnghydrocrackingvàđềmetylhoá:

R-C-C-R1+H2R-CH3(iso)+R1-CH3(iso)+Q=11kcal/mol

R-C-C-C+H2R2-CH+CH4(phảnứngđềmetylhoá)

Phảnứngxảyratrêncả2chứcnăngcủachấtxúctácvàsảnphẩmcủaquátrìnhlàcáchydrocacboniso-

parafin.VìphảnứngcũngxảyratheocơchếcacbocationnênsảnphẩmkhíthườngchứanhiềuC3,C4vàC5,rấtítC1vàC2.NhưngnếutăngnhiệtđộcaohơnnữathìsẽtănghàmlượngC1vàC2,vìlúcnàytốcđộphảnứngđềmetylhoásẽcạnhtranhvớitốcđộphảnứngcrackingxúctác.Khiđómetansẽđượctạoravớisốlượngđángkể.TácdụngcủacácphảnứngnàytrongquátrìnhreforminglàđãgópphầnlàmtăngTSOTchosảnphẩmvìđãtạoranhiềuiso-

parafin.Tuynhiêncácphảnứngnàylàmgiảmsảnphẩmlỏngvàđồngthờicũnglàmgiảmhiệusuấthydro(dotiêutốnH2chophảnứng).Cóthểkhốngchếphảnứngđềmetylhoábằngcáchsửdụngchấtxúctácđakimloại

1.3.4.Sựchuyểnhoácủahydrocacbonolefin:

Hydrocacbonolefinđượcsinhrakhiđềhydrohoácáchydrocacbonparafinhaymộtlượngnhỏcósẵntrongnguyênliệu.Cáchydrocacbonolefinbịđềhydro-

Dướiđiềukiệnlàmviệccủaquátrìnhreformingxúctác,cácphảnứngphânhuỷcáchợpchấtchứaS,N,OxảyratạoH2S,NH3,H2O.Đâylànhữngphảnứngcólợichoquátrình

ROH+H2R+H2O

R-SH+H2RH+H2SR-NH2+H2RH+NH3

1.3.6.Phảnứngtạocốc:

Sựtạothànhcốctrongquátrìnhreforminglàkhôngmongmuốn,nhưngdosựtươngtáccủaolefin,diolefinvàcáchợpchấtthơmđavòngmàtạothànhcốc,cốcdễhấpphụtrênbềmặtxúctácchephủcáctâmhoạtđộnglàmgiảmhoạttínhcủaxúctác.Cốcsẽkhótạoranếutatiếnhànhquátrìnhởnhiệtđộthấp,ápsuấtcaovàtỷlệH2/HCcao

Mộtsốphảnứngtạocốc:

Parafin -H2 olefin trùnghợp

CH 3polyolefin

CHƯƠNG2:XÚCTÁCCHOQUÁTRÌNHREF

ORMING.

2.1.Lịchsửpháttriểncủaxúctácreforming:

Sựpháttriểnvàcảitiếnquátrìnhreformingxúctáctrongcôngnghiệpchếbiếndầumỏ,ngoàiviệccảithiệnvềnguyênliệu,hệthốngthiếtbị,chếđộcôngnghệ còncóviệcrấtquantrọnglàviệcnghiêncứunângcấpcảitiếnvàápdụngcácchấtxúctácmới.Đôikhiviệccảitiếnxúctáccũnglàmthayđổicôngnghệvàkếtcấuhệthốngthiếtbị

Vàonăm1940,dâychuyềncôngnghệreformingxúctácđầutiênrađờiởMỹ,ngườitasửdụngchấtxúctáclàoxitmolipdenmangtrênoxitnhôm(MoO2/

Al2O3).Loạixúctácnàycóưuđiểmlàrẻtiền,dễsảnxuấtvàbềnvớitácdụngcủalưuhuỳnh,vìkhicómặtcáchợpchấtcủalưuhuỳnhthìoxitmolipdenbiếnđổithànhsunfuamolipden(MoS2),hợpchấtnàycũngcóhoạttínhxúctácgiốngnhưoxitmolipden.Tuynhiênkhisửdụngchấtxúctácnàyphảiduytrìqúatrìnhởchếđộcứng:vậntốckhốithấp(:0,5h-

1

),nhiệtđộcao(:540C).Nhưngởchếđộnàytốcđộtạocốclớnnênlàmgiảmnhanhhoạttínhcủaxúctác,dẫnđếngiảmthờigianhoạtđộngcủachấtxúctác(chỉkhoảngvàichụcgiờphảingừngtoànbộhệthốngđểtáisinh),đồngthờichấtlượngreformatthuđượccũngkhôngcao,xăngcóONthấp(:80).Vìvậytrongthờikìnàycôngnghệreformingsửdụngchấtxúctácmolipdengầnnhưđượcdùngđểsảnxuấttoluenphụcvụquânsựvớinguyênliệunhiềulưuhuỳnh

Sauchiếntranhthếgiớithứhai,dosựpháttriểnvượtbậccủangàycôngnghiệpchếtạomáytạinhữngnướclớnthìđộngcơ,thiếtbị,xehơisửdụngxăngđòihỏixăngphảicóchấtlượngcaohơn.Chínhvìvậycôngnghệreformingđãcónhiềucảitiến,đặcbiệtlàviệccảitiếnchấtxúctác

Năm1949,lầnđầutiênchấtxúctáclưỡngchứcđơnkimPt/

Al2O3đượchãngUOPsửdụngtạiMỹvớiquymôcôngnghiệp.ChấtxúctácnàyđượckếthợpbởikimloạiPtduynhấtphântántrênchấtmangaxitbazơAl2O3vàđượchalogenhoábằngFlohữucơ.Vìvậynócóhoạttínhcao,độchọnlọctốtvàđộổnđịnhcaohơnnhiềusovớixúctácmolipden.VớiviệcsửdụngchấtxúctácnàyđãnângcaoONcủasảnphẩmnhưngnóvẫnmấthoạttính

Chínhvìvậy,năm1968,hãngUOPđãchorađờichấtxúctácđakimloại.ChấtxúctáccóPtđượcchothêmvàocácyếutốđấthiếmkhácnhư:Re,Ir,Ge CùngvớicácthaotáckĩthuậtnhằmđảmbảokimloạiđượcphântánđềutrênchấtmangvàviệcClohoá,Flohoáthêmđãnângcaothêm,làmcânđốicảhaichứcnăngcủachấtxúctác,gópphầnnângcaotínhkhốcliệtcủaquátrình,manglạihiệuquảtốiđachoquátrình.Đồngthờicũngrútngắnthờigiangiữacáclầntáisinhvàkéodàithờigiansửdụngđốivớichấtxúctác.Năm1972,29%reformatthuđượcnhờchấtxúctácđakimloại,tỷphầnđóđãlà80%vàonăm1980.Docónhữngtínhchấtvượttrộinhưvậynênchấtxúctácđakimloạiđượcsửdụngngàycàngphổbiếnvàhiệnnaychúnglàxúctácchủyếuchocôngnghệreformingtrêntoànthếgiới

Cùngvớiviệccảitiếncácdâychuyềncôngnghệ,chấtxúctáccũngđượccảitiếnnhằmđápứngtốtnhấtcácyêucầuđặtra.VớidâychuyềnreformingbáncốđịnhSR(Semi-regenerative),hãngUOPsửdụngxúctácR-

72.ĐâylàloạixúctáchoạtđộngtốtnhấtđốivớidâychuyềnreformingSR.ĐặcđiểmchínhcủaR-72khisosánhvớichấtxúctáctiêuchuẩnPt-

56vàonăm1992vớiđộổnđịnhcao,rồithêmvàomộtsốtínhnăngkhácchorađờiR-Relàkhảnăngchuyểnhoátốthơnchoparafin,naphtentạoranhiềuaromatic,ítcrackingtạorasảnphẩmnhẹhơnnênhiệusuấtvàchấtlượngsảnphẩmcaohơn.Tuynhiên,xúctácR-72khôngđượcổnđịnhnhưPt-

Re.Đểđạtđượcsựổnđịnhcầnthiết,hãngUOPápdụngphươngphápsửdụngchấtxúctáctừnggiaiđoạnđộcđáo.KhiđóchấtxúctácR-

72đượcđưavàocáclòphảnứngđầucònchấtR-56đượcđưavàocáclòphảnứngsau.BằngcáchnàyngườitađãthuđượclợiíchhiệusuấttốiđacủaR-72vàhoạttínhcũngnhưđộổnđịnhcủaR-56

PhânxưởngreformingCCRđầutiêncủahãngUOPsửdụngchấtxúctáctiêuchuẩnPt-Re,nhưngUOPđãnhanhchóngpháttriểnthếhệchấtxúctácR-

130nhằmnângcaohiệusuấtxăngvàhydro.ĐặcđiểmchínhcủaR-130làchúngcóđộbền,độhoạtđộngcao,sựmàimònthấp,thờigiansửdụnglâuhơn,hạnchếtốiđachấtthảiramôitrường.R-

130đãgópphầntốiưuhoáhơnnữaquátrìnhCCR.KhisửdụngR-130,cácphânxuởngmớicóthểđượcxâydựngvớiítchấtxúctáchơnvàcóthểtănglượngnguyênliệu

Vaitròcủaxúctácngàycàngđượcnângcao,điđôivớinhữngcảitiếnthiếtbị,cảitiếncôngnghệ.Cácdâychuyềncôngnghệmớichophépthựchiệnquátrìnhởápsuấtthấp.Khiápsuấtthấp,độchọnlọccủaxúctáctăngcao,nhấtlàkhichếbiếnnguyênliệucóhàmlượngHCparafinlớn.Khiđóđãlàmtăngvaitròcủaphảnứngđềhydro-

+Độchọnlọccủaxúctácphảicao:độchọnlọccủaxúctácđượcxácđịnhbằngtỷsốhiệuxuấtreformatsovớihiệusuấtcốckhitiếnhànhreformingxúctáctrênxúctácchuẩnvàđiềukiệnchuẩn.XúctáccầncóđộchọnlọccaođểhiệusuấttạoxăngcaovàđảmbảotrongxăngcónhiềucấutửcóONcao

+Độổnđịnhcủaxúctácphảicao:Xúctácphảigiữđượcnhữngđặctínhchủyếu(hoạttính,độchọnlọc)củanósauthờigianlàmviệclâudài.Đâylàđặctínhrấtquantrọngcóảnhhưởngđếncácchếđộcôngnghệcủaquátrìnhtrongthờigiansửdụng

+Xúctácphảiđảmbảođộbềncơnhiệt,bềnthuỷnhiệt:trongquátrìnhlàmviệc,xúctácvachạm,cọxátvớinhauvàvađậpvàothànhthiếtbịlàm

Trongquátrìnhlàmviệc,nhiệtđộcủaquátrìnhreformingcóthểbịthayđổi,nếuxúctáckhôngcóđộbềnnhiệtthìkhinhiệtđộcaocóthểbịbiếnđổicấutrúcdẫnđếnlàmgiảmcáctínhchấtcủaxúctác.Đồngthờixúctáccũngcóđộbềnthuỷnhiệtcaobởivìởnhiệtđộcaocómặthơinướcsẽlàmchocấutrúccủaxúctácdễbịpháhuỷ

+Xúctácphảiđảmbảođộthuầnnhấtcao:Xúctáccầnđồngnhấtvềthànhphần,cấutrúc,hìnhdángvàkíchthước.Khikíchthướckhôngđồngđềusẽtạoranhữngvùngphânlớpvàcótrởlựckhácnhauvàdosựphânlớptheokíchthướcnênsẽphávỡchếđộlàmviệcbìnhthườngcủathiếtbị.Mặtkháckhikíchthướckhôngđồngđềulàmtăngkhảnăngvỡvụndẫnđếnmấtmátxúctác.Cấutrúclỗxốpkhôngđồngđềusẽlàmgiảmbềmặttiếpxúcdẫnđếnlàmgiảmhoạttínhxúctác

+Xúctácphảibềnvớicácchấtlàmngộđộcxúctác:Xúctácphảicókhảnăngbềnvớitácdụnggâyngộđộccủanhữnghợpchấtchứanitơ,lưuhuỳnh,cáckimloạinặngđểkéodàithờigianlàmviệccủaxúctác

+Xúctácphảicókhảnăngtáisinh:Đâylàyêucầuquantrọngtrongquátrìnhsửdụngxúctác,xúctáccókhảnăngtáisinhtốtthìsẽnângcaođượchiệuquảvànăngsuấtcủaquátrình,lượngtiêuhaoxúctáccũnggiảmxuống

+Xúctácphảidễsảnxuấtvàcógiáthànhrẻ:Đâylàyêucầucấpthiếttrongviệclựachọnvàsửdụngchấtxúctácvìnólàyếutốquyếtđịnhđếnchiphívậnhànhvàgiáthànhsảnphẩmcủatoànbộquátrình

(thườngdùngPtlàchủyếu),đượcphântánđềutrênchấtmang.Ptlàcấutửtuyệtvờichoxúctácreforming.Nócókhảnănghoạttínhrấttốtchophảnứngđềhydro-

hydrohoá.Trongquátrìnhreforming,PtlàmtăngtốcđộphảnứngkhửH2cácHCnaphten,khửH2vàđóngvòngcácHCparafinđểtạothànharomatic.Ngoàiranócònthúcđẩyquátrìnhnohoácáchợpchấttrunggianlàolefin,diolefin,làmgiảmtốcđộtạothànhcốcbámtrênxúctácmàđólànguyênnhânchínhlàmgiảmhoạttínhcủaxúctác.HàmlượngPttrênxúctácchiếmkhoảng0,30,8%khốilượng.Ptđượcphântán

o

lênchấtmangAl2O3ởdạngcáchạtrấtnhỏvớikíchthướcnhỏhơn10

Ngàynay,xúctácsửdụngtrongcácdâychuyềnreformingthườngđượcbổsungthêmnguyêntốkimloạithứhainhưRe,SnđượcgọilàxúctácđakimloạivìnếuchỉcóPtthìởnhiệtđộcaodễthiêukết,vóncục.Ưuđiểmnổibậtnhấtcủaxúctácđakimloạilàtốcđộtrơhoácủanónhỏhơnnhiềusovớicácxúctácđơnkimloại,chophépgiảmápsuấtcủaquátrìnhxuốngrấtthấp.Sựcómặtcủahaihaynhiềukimloạitrongxúctáclàmchotốcđộtạocốcnhỏhơnvàlàmtăngthêmvaitròcủaphảnứngđềhydro-

cyclohoáparafin,dovậymàlàmtăngcảhiệusuấtvàchấtlượngxăng

Tuynhiên,nhượcđiểmcơbảncủaxúctácđakimloạilànhạyvớicáchợpchấtlưuhuỳnh,nitơvàhơinước.Hơnnữacácxúctácmớilạilàmviệcởápsuấtrấtthấp,vìthếnguyênliệucầnthiếtphảiquaquátrìnhhydrotreatinglàmsạchđểloạibỏcáctạpchấtcóhại

2.4.2.Chấtmangcótínhaxit:

Cònchứcnăngaxitcótácdụnglàmtăngtốcđộcácphảnứngtheocơchếcacbocationnhư:đồngphânhoá,đóngvòngcácHCparafincùngcácphảnứngkhôngcólợichoquátrìnhnhưhydrocracking,phânhuỷ Chứcnăngnàyđượcsửdụngdướidạngchấtmangnhư:cóthểlàoxitnhômhoặchỗnhợpcủaAl2O3-SiO2

Al2O3làmộtoxitcóđộbềnnhiệtlớn,dễchếtạo,rẻtiền,nênđượcdùngrấtphổbiến.Al2O3háunướcnênluônmangmộtítnướchấpthụ,kểcảởnhiệtđộcao,thậmchísaukhinungđến1200C.BảnthânAl2O3làmộtaxitLewis,vìởnguyêntửnhômcònmộtôlượngtửtựdo,cònAl2O3chứanướclàmộtaxitBronsted,vìmangH+

OAl-

Al-OAl-O

Al

bềmặt

OAl-OAl-O

Al(-)+COCl2Cl

H+

Từthựctếreformingchothấy,nếuhàmlượngStrongnguyênliệutăng

lênthìhiệusuấtvàchấtlượngxănggiảmxuống,khiđóđòihỏiphảităngtỷ

HC.NếucómặtH2Strongkhítuầnhoànsẽlàmtăngkhảnăngănmònthiếtbị,đặcbiệtởbộphậnốngxoắncủalòđốtnóng

Khixúctáctiếpxúcvớinguyênliệuchứalưuhuỳnh,khôngnhữngchỉkimloạitrênxúctácbịngộđộcmàngaycảAl2O3cũngbịbiếnđổi.NótácdụngvớicáchợpchấtchứalưuhuỳnhtạothànhsunfatnhômAl2(SO4)3Dovậylàmchoquátrìnhtáisinhxúctácbịphứctạphơnvàđòihỏimứcđộtáisinhsâuhơn.NgaycảsaukhitáisinhđãchuyểnAl2(

SO4)3vềAl2O3,nhưnghoạttínhcủaxúctácvẫnbịgiảmxuốngđángkểsovớinguyênliệukhôngchứalưuhuỳnh

2.5.1.2.Sựgâyđộccủacáchợpchấtnitơ:

Cáchợpchấtnitơcótrongnguyênliệucũngảnhhưởngxấuđếnhoạttínhcủaxúctác.KhitiếpxúcvớicáchợpchấtchứanitơnhưNH3,độhoạttínhcủaxúctácgiảmnhanh,đặcbiệtlàchứcaxitvìNH3mangtínhbazơlàmtrunghoàcáctâmaxitcủaxúctác.Nhưvậysẽlàmgiảmtốcđộcácphảnứngđồngphânhoá,cyclohoávàhydrocracking.Hàmlượngcủanitơchophéptrongnguyênliệuphảibằnghoặcnhỏhơn1ppm,nênđasốcácquátrìnhreformingnênhydrotreatingđểlàmsạchnguyênliệu

2.5.1.3.Ảnhhưởngcủanước:

Hàmlượngnướccaotrongnguyênliệukhôngchỉlàmgiảmnhanhchứcaxitcủaxúctácmàcònlàmtăngquátrìnhănmònthiếtbị.Hàmlượngnướcđượckhốngchếtronggiớihạn1015ppm.Biệnphápđểtáchnướclàphảixửlýtrướcbằngquátrìnhlàmkhôkhidùng"râyphântử"hoặcphunkhícloruavàonguyênliệuchứanước.ChẳnghạnnhưquátrìnhUltra-

forming,vớinguyênliệuchứa15ppm,ngườitaphuncloruavàoxúctácđãtáisinhtrongmộtthờigiancầnthiếtđểkhôiphụclạihoạttínhbanđầucủaxúctác.Trongmộtsốtrườnghợpkhác,ngườitasửdụng1,5ppmhợpchấtdiclopropylenphunvàokhihàmlượngnướctrongnguyênliệutới50ppm.Ngườitacũngchothấy,xúctáctrênchấtmangSiO2-

Al2O3(vídụtrongquátrìnhCatforming)làloạirấtnhạyvớinướcthìbiệnpháptrênrấthữuhiệu

2.5.1.4.Ảnhhưởngcủacáckimloạinặngkhác:

Cáckimloạikhácnhưarsen,chì cómặttrongnguyênliệulàcácchấtgâyngộđộcmạnhchấtxúctác.Sựcómặtcủachìtrongnguyênliệucóthểdonhiềunguyênnhânkhácnhau.Cáchợpchấtchìtíchđọngdầntrênxúctácvàlàmthayđổinhanhhoạttínhxúctác.Hàmlượngchophépcủachìthườngnhỏhơn0,02ppmvàcủaarsennhỏhơn0,001ppm

2.5.1.5.Ảnhhưởngcủahàmlượngolefinvàcốc:

Cáchợpchấtolefinthúcđẩynhanhquátrìnhtạocốc.Hàmlượngcủachúngtrongnguyênliệucầnphảinhỏhơn2%.Ảnhhưởngđếnquátrìnhtạocốccòndotrongnguyênliệucónhiềucáchợpchấtđavònghaychínhlà

cáctâmhoạttínhlàmgiảmđộhoạttínhcủaxúctác

2.5.2.Thayđổicáctínhchấtcủaxúctáckhilàmviệc:

Trongquátrìnhlàmviệc,xúctáccònbịthayđổicáctínhchấtvậtlýkhitiếpxúcvớinhiệtđộcaovàthườngxuyênphảitiếpxúcvớicácđộctốkểtrên.Sựthayđổicáctínhchấtcủaxúctácreformingkhilàmviệccóthểphânchiathànhcácloạisau:

+Nhữngthayđổicótínhchấttạmthời,nghĩalàcóthểkhôiphụclạicáctínhchấtbanđầucủanóbằngquátrìnhtáisinhxúctác.Đólàcácthayđổidosựtạocốchaysựngộđộcthuậnnghịchbởicáhợpchấtcủaoxy,nitơ,lưuhuỳnh

+Nhữngthayđổivĩnhviễn,đólànhữngthayđổikhôngcókhảnăngtáisinh.Vídụ,dosựthiếuliênkếtởnhiệtđộcaomàbềmặtriêngcủaxúctácvàcấutrúccủaAl2O3cũngnhưđộphântáncủakimloạiPtgiảmđi.Sựthayđổinàycòndễxảyrahơnnếuxúctáclàđơnkimloạihaykhitáisinhxúctáckhôngkhốngchếđượcnhiệtđộchặtchẽ

Nhữngthayđổitrênsẽlàmgiàhoánhanhxúctácvàđếnmộtthờigiannàođó,phầnxúctácđãgiàhoánàyphảiđượcthaythếbằngxúctácmớicóđộhoạttínhcaohơnnhằmgiữchođộhoạttínhcủaxúctáckhôngthayđổi,đểhiệusuấtvàchấtlượngcủaxăngđượcổnđịnhtrongsuốtquátrình

2.6.Vấnđềtáisinhchấtxúctác:

Saumộtthờigianlàmviệcnhấtđịnh(thờigiancònphụthuộcvàocôngnghệđượcsửdụng),cốctạothànhdomộtsốphảnứngphụcóhạibámlênbềmặtxúctáclàmchephủcáctâmhoạtđộngcủaxúctác.Điềuđódẫnđếngiảmhoạttínhxúctácvìvậyảnhhưởngđếntínhhiệuquảcủaquátrìnhreforming.Đểxúctáclàmviệcbìnhthường(cáctínhchấtcủaxúctáckhôngbịthayđổi)thìngườitaphảitiếnhànhtáisinhxúctác.Khảnăngtáisinhcủaxúctáclàmộtđặctínhquatrọngcủanó

Thôngthườngviệctáisinhxúctácphảithựchiệntheobốnbước:đốtcháycốc;oxy-

clohoáđểphântánkimloạivàibổxungthêmtínhaxitchoxúctác;tiếnhànhlàmkhôxúctác;khửoxitkimloạivềdạngđơnchứcđểthuhồilượngkimloạicótrongxúctác

2.6.1.Quátrìnhđốtcháycốc:

Mụcđíchcủaquátrìnhnàylàđốtcháycốcbámtrênbềmặtxúctác,đượcthựchiệndướisựcómặtcủadòngkhíoxyvànhiệtđộcao:

Cốc+O2CO2+H2O+QPhảnứngđốtcháycốcthậtsựcầnthiếtđểloạibỏtriệtđểcốckhỏixúctácnhưnglạidễlàmhỏngchấtxúctác.Kếtquảcủaquátrìnhnàyphụthuộc

Quátrìnhnàyluôntoảnhiệtnênđểkhôngảnhhưởngtớichấtlượngxúctácnêncầnthiếtphảigiảmtớimứctốithiểulượngnhiệttoảra

2.6.2.Quátrìnhoxy-clohoá:

MụcđíchchínhcủaquátrìnhnàylàbổsungthêmhàmlượngClochoxúctác;oxihoávàphântánkimloạitrênbềmặtchấtxúctác.QuátrìnhđượcthựcbằngnhữngphảnứngphứctạpkhácnhauvớisựcómặtcủakhíO2vàhợpchấtCloruahữucơ.Việcđiềuchỉnh,bổsunghàmlượngClocóthểđượctómtắttheonhữngphảnứngsau:

HợpchấtClorua+O2HCl+H2O+CO2

HCl+O2ƒCl2+H2OBazơ-OH+HClƒBazơ-Cl+H2OViệccómặtClothậtsựcầnthiếtđốivớichấtxúctác,nócókhảnăngnângcaođộhoạttínhaxitcầnthiếtđốivớixúctácđểcóthểtiếnhànhquátrìnhreformingvớinhữngphảnứngkhóđượchoàntoàn.Tuynhiên,hàmlượngCloquánhiềuhoặcquáítđềuảnhhưởngtrựctiếpđếnquátrìnhreforming.Dođó,hàmlượngClotrongxúctáccầnphảiđượcđiềuchỉnhmộtcáchhợplýbằngcáchđiềuchỉnhtốcđộhợpchấtCloruahữucơđưavàoquátrìnhnày.VớichếđộhoạtđộngbìnhthườngthìhàmlượngClođượcbổsungkhốngchếởmức1,11,3%khốilượngsovớixúctác,còntuỳthuộcvàoloạixúctácđượcsửdụng.Đâylàhàmlượngtốiưunhất,đủchođộhoạttínhaxitcầnthiếtđốivớichấtxúctác.Phảnứngoxihoávàphântánkimloạitrênxúctáctómtắtnhưsau:

Kimloại+O2

Cl2 

Oxitkimloại(đểphântán)Khikimloạiđượcphântánđềutrênbềmặtxúctácsẽgiúpkhảnăngphảnứngđốivớichứcnăngkhửhoácủaxúctáctốthơn.Đểthúcđẩyvàtiếnhànhtốtquátrìnhoxihoávàphântánlạikimloạinênchúý:tậptrungmộtlượngkhíO2cao,thờigiantiếnhànhđủlâu,nhiệtđộthíchhợpvàsựcómặtvừađủClochoquátrình

Mụcđínhquátrìnhnàylàlàmkhôlượnghơiẩmquámứcdoquátrìnhđốtcốcmanglạikhỏichấtxúctác.Qúatrìnhđượcthựchiệnnhờdòngkhíkhôcónhiệtđộcao:

Bazơ-H2O+KhíkhôBazơ+Khí+H2OChấtxúctácđượclàmkhôtrướckhiđưavàolòphảnứngsẽnângcaohiệuxuấtchoquátrình.Quátrìnhlàmkhôcầnthựchiệnởnhiệtđộcao,thờigianđủlâuđểcácphảnứngxẩyrahoàntoànvàtốcđộdòngkhíkhôđủlớn

2.6.4.Quátrìnhkhửhoá:

Mụcđíchchínhcủaquátrìnhnhằmkhửoxitkimloạivềdạngđơnchất.Quátrìnhnàycầnthiếtphảiđượctiếnhànhsaukhiđãoxihoávàphântánkimloạitrênxúctáctrướckhixúctácđượcđưavàothiếtbịphảnứngchính

QuátrìnhnàyđượcthựchiệnnhờdòngkhíH2theophảnứngsau:

Oxitkimloại+H2Kimloạiđơnchất+H2OMặtkhác,nếutrênbềmặtxúctáctíchtụnhiềulưuhuỳnh,cóthểkhôngloạibỏđượcbằngcáchđốtsẽđượcloạitriệtđểsauquátrìnhnày.LưuhuỳnhsẽbịkhửthànhH2Svàgiảmxuốngchỉcòn0,0030,005%trọnglượng

ĐểthựchiệntốtquátrìnhnàydòngkhíH2đivàophảicóđộnguyênchấtcao,nhiệtđộphảnứngthíchhợp,tốcđộdòngkhíkhửđủlớnđượcphânbốđềuđểphảnứngxẩyrahoàntoàn

2.7.Cácphươngphápnghiêncứuđặctrưngcủaxúctác:

Đểxácđịnhcáctínhchấtcủaxúctác,nhằmchếtạođượcmộtloạixúctáctốiưu,sửdụnghợplývàcóhiệuquả,thôngthườngphảinghiêncứucácvấnđềsauđây:

+XácđịnhđộphântáncủaPttrênchấtmang:



XácđịnhbằngphươngpháphấpphụtrênsơđồhấpphụMark-Ben,dùngchấthấpphụlàCO

cacbon

Bảng2.1:PhươngphápIR,dùngchấtdòlàCO

PhươngphápdùngphổRơnghen

+Xácđịnhbềmặtriêngcủaxúctác:Thôngthườngbằngphươngphápsắckýkhí.Thểtíchhấpthụbằngtổngdiệntíchcácpic,phươngphápnàychogiátrịđịnhtính,cóthểsửdụngchấthấpphụlàCO,O2

+Xácđịnhhoạttínhxúctác

CHƯƠNG3:HỆTHỐNGCÁCSƠĐỒCÔNGNGHỆQUÁ

TRÌNHREFORMINGXÚCTÁC

Quátrìnhreformingxúctácvớilớpchấtxúctáccốđịnhđầutiênđượcápdụngtrongcôngnghiệpvàonăm1940vàkhiđódùngxúctácmolipden.Songquátrìnhnàyđãkhôngđượcpháttriểnvìsựtạocốcquánhanhtrênxúctác.Vàonăm1949,reformingxúctácsửdụngxúctácPtrađờivàquátrìnhnàyliêntụcđượccảitiến.Kểtừđóđếnnaynhiềunghiêncứucảitiếnđãđượcthựchiệntheohướngcảitiếnxúctácvàcảitiếncôngnghệvàđãmanglạinhữngkếtquảđángkể.Bảng(4.6)chothấytiếntrìnhcảitiếnvềxúctácvàcôngnghệtrongcôngnghiệpchếbiếndầukhí

20751805

Pt=C=OPtC=O

Pt

205019001830

Pd=C=OPdC=O

Pd

20301905

Ni=C=ONiC=O

hkỳngaytrongthiếtbịphảnứng,loạihệthốngnàychiathànhhainhóm:

Nhóm1:Loạihệthốngmàquátrìnhtáisinhchấtxúctácđượcthựchiệnđồngth

ờitrongtấtcảcáclòphảnứng.Hệthốngnàycầnđượcchọnđiềukiệntiếnhànhquátrìnhđểđảmbảothờigiangiữacáclầntáisinhlớn(thườngtrên6thángđến1năm),thờigiantổngcộngđểtiếnhànhtáisinhvàbảodưỡngthiếtbịlà2040ngày/

năm.Nhómnàycócácquátrìnhnhư:Platforming,Catforming,Gudriforming

Nhóm2:Gồmcáchệthốngmàquátrìnhtáisinhxúctácđượcthựchiệntrongm

ộtlòphảnứngdựphòng.Lòphảnứngnàycócấutrúcđặcbiệtđểcóthểchứanhữnglượngxúctáckhácnhau,nghĩalànócókhảnăngthaythếlòphảnứngnàyhoặclòphảnứngkiakhicầnphảitáisinhchấtxúctác.Hệthốngnàychophépkhôngphảidừngtoànbộquátrìnhđểtáisinhxúctácmàtáisinhchấtxúctáctrongtừnglòphảnứng.Tuynhiênhệthốngnàylạiphứctạpvềmặtcôngnghệvàhiệusuấtsảnphẩmkhôngổnđịnh

Loại3:Cáchệthốngmàquátrìnhtáisinhchấtxúctácđượctiếnhànhliêntụctron

gmộthệthốngriêng.Toànbộhệthốngreformingnàyđượcvậnhànhliêntụctrongmộtthờigiandàimàkhôngbịgiánđoạn,mangtínhổnđịnhcao.ĐiểnhìnhcócácdâychuyềncôngnghệCCRcủahãngUOP,IFP(FIN)

Loại4:CáchệthốngNew-formingcókhảnăngreformingchọnlọckhíhoálỏngvànaphtanhẹthànhcáccấutửcóONcaochophépphatrộnvàoxăngcóchấtlượngcaovàcácsảnphẩmHCthơm.ĐiểnhìnhcócácdâychuyềnCyclar(hãngBP/UOP),Z-former(Mitsubishi/

kế sinh

Pt=0,3750,75

Táisinhgiánđoạn

-Re)

Táisinhgiánđoạn

RD-150(Pt=0,6)

Táisinhgiánđoạn

Pt(0,20,6)

Táisinhgiánđoạn

giánđoạnCCRPlat-

former

ng,reactorchồnglênnhau

20(Pt-Re)

R-130,R-Táisinhliêntục

ng,reactorchồnglênnhau

êntục

3.2.1.Côngnghệreformingdùngchấtxúctáccốđịnh:

Mộtphânxưởngreformingdùngchấtxúctáccốđịnhđượctrìnhbầyởdạngđơngiảnhoáởhình(3.1).Phânxưởnggồm3phần:chuẩnbịnguyênliệu,phảnứngreformingvàphântáchsảnphẩm

2

284

5 6

13

40

715

20 1922

Hỗnhợpsauphảnứngrakhỏilòphảnứng(11)nguộiđiởHE(8),ngưngtụmộtphầnở(12)rồilầnlượtvàocácbìnhtáchápsuấtcao(13),bìnhtáchápsuấtthấp(14).Bơm(15)dẫnphalỏngratừ(14)vàothápchưngcất(17).CácHCkhíraởđỉnh(17),cònphalỏngchảyratừđáytháp(17)đượcphânchiaởthápổnđịnhreformat(21)đểcóreformat.PhânđoạnnhẹhơnlàLPGC3-C4rakhỏiđỉnh(17).Cácthiếtbị(20),(16),

(24)cótácdụnghạnhiệtđộreformat.Cầnphảihồilưumộtphầnreformatvềtháphấpthụ(17)

Phahơiratừbìnhtáchápsuấtcao(13)làkhígiầuH2đượchồilưuvềlòphảnứngreformingvàvềlòhydrotreatingbởimáynén(3).KhíH2dưsẽrakhỏiđỉnhtháphấpthụbằngamin

300Cphầnlớnthancốccháytrongkhínghèooxinênnhiệtđộkhônglênquácao,cònkhinhiệtđộđãkhácao380400Cthìchỉcònrấtítcốccháytrongkhígiầuoxihơnnênnhiệtđộcũngsẽkhônglêncaohơn.Khithancốccháyhết,nhiệtđộsẽvàokhoảngtrên40

0C.Khôngbaogiờđểnhiệtđộlêngần500C.Làmnguội,chokhítrơquavàcuốicùngchokhígiầuhydrovào

Thờigiangiữahailầntáisinhliêntiếplàvàithángđếnmộtnăm.Thờigianđócàngngắnkhichấtxúctáccànggià,tứclàkhiđóđãtrảiquacàngnhiềulầntáisinh.Sốlầntáisinhchomỗimẻchấtxúctácchỉkhoảng510lần,sauđóphảibỏchấtxúctácđó

Vớihệthốngnày,đểđược1tấnreformatcầntiêutốnkhoảng8090

MJđiệnnăng,500600MJhơinước,90100kgkhíđốt,trên15m3nước

Tuynhiên,nhượcđiểmcơbảncủacôngnghệreformingtáisinhhoàntoànchấtxúctáclàhoạttínhcủachấtxúctácgiảmnhiềutrướckhitáisinh,nêndùđãthayđổiđiềukiệnphảnứngcũngnhưtốcđộnạpliệucũngvẫnrấtkhógiữđượccốđịnhnhữngtínhchấtkĩthuậtcầncócủareformat.Tấtnhiênlàviệcđiềuchỉnhđiềukiệnphảnứngthườngkhókhănvàđặcbiệtlàcòndẫnđếnsựthayđổilưulượng,thànhphầncủacácphatronghệthốngphântáchsảnphẩmvàđiềuđócóthểdẫnđếntìnhtrạngrấtkhógiảiquyết,đặcbiệtlànhữnggìliênquanđếnthápổnđịnhreformat

Nhượcđiểmquantrọngthứhailàphảingừnghoạtđộngđểtáisinhchấtxúctác,ảnhhưởngđếnhoạtđộngđồngbộcủanhàmáylọcdầu.Mộtcáchkhắcphụcnhượcđiểmnàylàsửdụngmộtlòphảnứngdựphòng.Theocáchnàyngườitakhôngtáisinhđồngthờichấtxúctácởtấtcảcáclòphảnứng,màtáisinhchấtxúctáctrongtừnglòphảnứng.Khiđólòphảnứngđóđượcthaybởilòphảnứngdựphòng.Đólàcôngnghệreformingbántáisinhchấtxúctácvớisơđồởhình(3.3)

Nguyênli ệuxăngnặ ng

4

đếnhệthống chưngcất

28

a)làlòphảnứngdựphòngdùngđểthaythếmộttrongbalòphảnứng(2).Cóthểcấutạolò(2/

a)vớinhữngngănriêngbiệtđểnócóthểthaythếtốtcáclò(2)vớinhữngkíchthướckhácnhau

Trongtrườnghợpcáclòphảnứng(2)làmviệcthìcácvan(a),

(d)ởvịtrímở,cácvankhácđềuđóng.Khicầntáisinhchấtxúctácởmộtlòphảnứngnàođóthìthaylòphảnứngđóbằng(2/

ĐiểmkhácbiệtcơbảngiữacôngnghệCCRvàcôngnghệtáisinhhoàntoànchấtxúctáclàtrongcôngnghệCCRchấtxúctáckhôngđứngyênmàchuyểnđộngliêntụctronglòphảnứng,từlòphảnứngnàysanglòphảnứngkhác,rồitừlòphảnứngsanglòtáisinh.Ởđóchấtxúctácđượctáisinhrồilạiđượcđưaquaytrởvềlòphảnứngreforming.Nhờkhảnăngtáisinhliêntụcxúctácbịcốchoá,quátrìnhCCRchophépdùngápsuấtthấpvàthaotácliêntục,hàngnămvẫnchưaphảithaythếchấtxúctácmới.CũngnhờgiảmápsuấtmàhiệusuấtHCthơmvàH2tănglênđángkể.

SơđồtổngquátphânxưởngreformingCCRđượcminhhoạởhình(3.4)

(thunhỏ)

Khí

18 9

17KhíN 2

10 1Không

khí

11 42clorua

KhíN2

H 2

Khílò

Chấtxúc tác

12 3

13

5 6

11.Lòtáisinh;10,12.Vancôlập;13.Phễukhoá(LockHopper)18.Thùngchứabụi;19.Phễu

:Hướngchuyểnđộngcủachấtxúctác

(12)cũngnhưdùngdòngkhírửaN2.Chấtxúctáctừphễutách(9)đixuống,gặpdòngkhí

N2nêntoànbộkhíH2bịloạiđilêntrên.ChỉchấtxúctáckhôngcònchứaH2mớiquavancôlập(10)đểvàolòtáisinhtheotừngđợt.Khichấtxúctácđãvàolòtáisinhthìvan(10)sẽđónglại.TrướckhichấtxúctácrakhỏilòtáisinhnócũngđượcrửabằngdòngkhíN2.Khinórakhỏilòtáisinhnhờvan(12)thìvan(12)đónglại.Chỉkhicả

2vancôlập(10),(12)đóngquátrìnhđốtcháythancốc,clohoámớixẩyra

Dòngkhíthổivàophễutách(9)cótácdụngbổtrợđểtáchbụixúctác,đẩychúngvàothùngchứabụi(18).Cáchạtbụiđósinhradosựvỡvụncủachấtxúctácdochuyểnđộng,vađập,donhiệt.Đểbùlạisựmấtmátđótừnglượngnhỏchấtxúctácđượcthêmvàoquaphễu(19)

Hệthốngthamgiatáisinhchấtxúctáccócấutrucrấtphứctạp,hoạtđộngtheochươngtrìnhnhờrấtnhiềucácthiếtbịđođạc,điềukhiển:TBkiểmtradòngRFC(FlowRecorderControler),ThiếtbịkiểmtramứcLIC(LevelIndicationController),LRC(LevelRecorderController),TRC(TemperatureRecorderController)

3.2.3.QuátrìnhNewreforming:

Saumộtthờigiandàipháttriển,côngnghiệplọchoádầuđãthiếtlậpđượccôngnghệmớicókhảnăngreformingchọnlọckhíhoálỏngvànaphtanhẹthànhcáccấutửcóONcaochophépphatrộntạoxăngcóchấtlượngcaovàcácsảnphẩmHCthơm

Khíhoálỏngđầutiênđượcsửdụnglàmnhiênliệudândụngvànguyênliệuđểsảnxuấtolefinnhẹbằngcáchđềhydrohoáhaycrackinghơi.Sauđó,khíhoálỏngtrởthànhmộtvấnđềlớncủalọcdầuvìkhíhoálỏngvượtquámứctiêuthụvàtrởnênkhóbántrênthịtrường.TiếptheochínhnaphtanhẹcũngthừadosốlượngtrộnvàoxăngONcaongàymộtgiảmxuốngdoONcủanaphtanhẹquáthấp

Từnăm1996đếnnay,côngnghiệpdầukhíđãthayđổicôngnghệsửdụngnaphtanhẹvàkhíhóalỏnglàmnguyênliệuchosảnxuấtxăngcóONcaovàsảnxuấtHCthơmphụcvụchongànhcôngnghiệphoádầu

NguyênliệuHợpchấttrunggianSảnphẩm

Parafinnhẹ

vònghoáđềhydrohoáolefinOligomeHCvòngHCthơm

HydrocrackingSảnphẩmcracking:metan,etan

Hình3.8:PhảnứngreformingparafinnhẹCácphảnứngxảyratrongquátrình"Newreforming"gồm:

Bảng4.7:CácquátrìnhNewreformingSựpháttriểncủa"Newreforming"đượckháiquátởbảng(4.7).HãngBP-

UOPtậptrungpháttriểnquátrìnhCyclarvàởArapXêutđãxâydựngnhàmáy"Newreforming"đầutiêncủaChiyoda(NhậtBản)vớinăngsuấtđến

5555 4444

3

6II 3

25 Khísạch 25

3 9 24

7 4

231

10

1112 8

2 19

2017

18

SPlỏngđãtá chtriệtđể 14

2 KhícháyI

5555

V

Hình3.12:SơđồcôngnghệquátrìnhreformingxúctáccủahãngFIN(IFP)1.Máynén;2.Thápchứaxúctác;3.Lòtáisinh;4.Thùngphânphối;5.Lòđốt

6,7,8,9.Lòphảnứng.

I-Khícháy;II-Khínitơ;III-Hơinước;IV-Nguyênliệu;V-Hydro;VI-Hơi;VII-Sảnphẩm

Bộphận táisinh

KhíH 2

KhíHC

Thápổn định

Hình3.13:SơđồcôngnghệZ-formercủahãngChiyodavàMitsubishiZ-format

39