Báo cáo xúc tác trong lọc hóa dầu

Báo cáo xúc tác trong lọc hóa dầuQuá trình xử lý cặn bằng Hydro: sự phát triển mới của xúc tác trong quá trình tách kim loại bằng Hydro Danh sách nhóm: 1.. Xu hướng chung trong ngành cô

Báo cáo xúc tác trong lọc hóa dầu

Quá trình xử lý cặn bằng Hydro: sự phát triển mới của

xúc tác trong quá trình tách kim loại bằng Hydro

Danh sách nhóm:

1 Vũ Kim Oanh

2 Đỗ Thị Mỹ Châu

3 Lưu Hoàng Long

4 Trương Nguyễn Thuận An

5 Nguyễn Công Nam

Nội Dung

1.Tóm tắt2.Giới thiệu3.Phát triển xúc tác tách kim loại trong cặn bằng hydro

4.Phương pháp thử nghiệm

5 Kết quả và bàn luận6.Hiệu suất của RM - 430 với chất xúc tác HDS trong xúc tác liên hợp

7.Kết luận

Kết hợp một cách tối ưu củađường kính lỗ xốp xúc tác vàcấu trúc xúc tác

Xúc tác này kết hợp giữa mộtkim loại có hoạt tính tách caovới thể tích lớn để kim loạilắng đọng

Xu hướng chung trong ngành côngnghiệp dầu khí trong hai thập kỷ quahướng tới việc sử dụng dầu thô nặngvới hàm lượng kim loại cao và mức độtạp chất cao.

Chất xúc tác này đã được phát triển đểcung cấp chất xúc tác có hoạt tínhtách kim loại cao xử lý phần cặn bằngquá trình xúc tác cố định

3 Phát triển xúc tác tách kim loại trong cặn

đó giảm tuổi thọ chất xúc tác

 Tăng đường kính lỗ xốp chất xúc tác sẽ làm giảm khả năng chống lạikhuếch tán và làm tăng độ thấm của kim loại vào lỗ xốp chất xúc tác

 Như vậy, có một đường kính lỗ xốp tối ưu,với đường kính tối ưu hoạt tínhchất xúc tác HDM được cân bằng với các hoạt tính khác và độ bền vật lýchất xúc tác.

 Bên cạnh đó sự giảm và bít lỗ xốp do kim loại bám lên, xúc táchydroprocessing cũng mất hoạt tính do kết tủa tạo cốc Một chất xúc tácHDM lý tưởng phải làm giảm tạo cốc, tối ưu hóa khả năng lắng đọng kimloại, và duy trì hoạt tính trong thời gian dài

3 Phát triển xúc tác tách kim loại trong cặn

bằng hydro

4 Phương pháp thử nghiệm

4.1 Nguyên liệu:

 Chứa kim loại và một số chất gây ngộ độc ở mức độ khác nhau



4.2 Thử nghiệm lò phản ứng vi mô

Thử nghiệm chất xúc tác được tiến hành trong lò phản ứng vi

mô cùng với khí hydro đi qua Trong một số trường hợp để đánh giá sự hoạt động lâu dài của chất xúc tác thì thử nghiệm cho phép kéo dài được 1 năm Vào cuối mỗi chu kỳ xúc tác, chất xúc tác đã qua sử dụng được loại bỏ Sau đó các mẫu chất xúc tác được rửa sạch, sấy khô được phân tích kim loại, cốc và sự lắng đọng kim loại.

4.3 Các điểm đặc trưng của xúc tác

 Chất xúc tác RM-430 được sử dụng để lắng đọng và loại bỏ sự hoạt động

của kim loại và được làm từ kim loại nhóm IV

 Chất xúc tác RM-430 có kích thước lỗ xốp lớn và số lượng lỗ xốp nhiều



4.4 Đánh giá kim loại bám trên xúc tác lão hoá

 Kiểm tra mẫu xúc tác lão hoá từ pilot plant

 Kính hiển vi điện tử quét (SEM) gắn với bộ phân tích tán xạ tia X (EXD)

 Phân tích sự xâm nhập kim loại vào bên trong chất xúc tác

 Chất xúc tác có cấu trúc lỗ xốp tối đa hoá khả năng lắng đọng của kimloại

5 Kết quả và bàn luận

5.1 Thử nghiệm động học

Nguyên liệu: cặn nặng khí quyển của Ả Rập và Kuwait được sử dụng đểđánh giá các thông số động học, nhiệt độ phản ứng, và mô tả sơ lược sựlắng đọng kim loại cho chất xúc tác RM-430

Các nhiệt độ phản ứng của chất xúc tác RM-430 được thể hiện trong hình

Hình 1: Ảnh hưởng của nhiệt độ lên hoạt động của chất xúc tác RM-430

Hình 2 Đường quét điển hình Vanadi và Niken trên chất xúc tác RM-430.

Hình 2 cho thấy mô tả sơ lược việc quét hiển vi điện tử điển hìnhcủa Vanadi và Niken gửi trên viên xúc tác đã sử dụng nhiều từ một thửnghiệm chạy với nguồn nguyên liệu cặn nặng không khí ở Ả Rập.

Từ phân tích này chúng ta suy luận ra chất xúc tác RM-430 cóhiệu quả cho việc loại bỏ vanadi và niken hơn 90%, khả năng chứa sự lắngđọng tổng kim loại, dựa trên trọng lượng xúc tác mới hơn 100% khốilượng

Hình 3: Hình chụp SEC/ICP-MS của những nguyên liệu khác nhau

Cặn nặng khí quyển của Ả Rập

Hình 3: Hình chụp SEC/ICP-MS của những nguyên liệu khác nhau

Cặn khí quyển của Kuwait

Hình 3: Hình chụp SEC/ICP-MS của những nguyên liệu khác nhau

Bitumen của Canada

5.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ

Điều kiện thí nghiệm

Điều kiện 1:

Nhiệt độ được giữ không đổi lúc đầu tại

điều kiện nhiệt độ chạy đặc trưng của

cặn ( SOR) trong gần 3,5 tháng và sau

đó tăng điều kiện nhiệt độ đặc trưng

lên khoảng giữa ( MOR ) và duy trì tại

mức đó trong thời gian dài tương với

SOR

Điều kiện 2:

Nhiệt độ SOR được duy trì trong gần 2tháng và sau đó nhiệt độ được tăng lênđến điều kiện nhiệt độ đặc trưng cuốicùng ( EOR ), và được giữ lại tại mức

đó trong 5 tháng

SOR: Start Of Run

MOR: Midle Of Run

EOR: End Of Run

Thí nghiệm HDMđược vận hành vớinguyên liệu cặnchưng cất khíquyển của Kuwaittại điều kiện vậnhành được chọn

để mô phỏng lòphản ứng trongquá trình xử lý cặnđặc trưng

RM – 430 sẽ phụ thuộc vào mục đích vận hành của nhà máy lọc dầukhi họ vận hành các quá trình xử lý Hydro lớp cố định tại nhiệt độ cao vàđạt được những cải tiến trong quá trình chuyển hóa nhựa ( CCR, HDN vàsản phẩm cất),

Vận hành ở nhiệt độ thấp và tối ưu hóa thời gian vận hành bằng cáchtăng nhiệt độ một cách nghiêm ngặt đối với quá trình vận hành

Nhà máy lọc dầu có thể đặt được những ưu điểm trong việc lựa chọn tănghoạt tính cho tất cả các chức năng phân tách

Tuy nhiên thơi gian chạy tối ưu phụ thuộc vào loại nguyên liệu đãđược xử lý, mức kim loại của nguyên liệu và điều kiện xử lý

6 Hiệu suất của RM-430 với chất xúc tác HDS trong

 Mục tiêu: quá trình xúc tác RM-430 với nguyên liệu có hàm

lượng kim loại cao.

 nguyên liệu Bitum Canada

 Điều kiện: áp suất tổng hydro ở 2.000 PSI



6 Hiệu suất của RM - 430 với chất xúc tác HDS trong

xúc tác liên hợp

Phân tích của chất xúc tác RM - 430 lão hóa

Ngày cuối cuộc thử nghiệm:

 Khoảng 60% các kim loại bám trên chất xúc tác RM-430

 Mức độ của cốc là tương đối thấp với dự kiến

 Mất < 50% diện tích bề mặt (SA)

 < 40% đường kính lỗ xốp trung bình (MPD)

 thể tích của chất xúc tác đủ lớn cho kim loại tích tụ



Khả năng phản ứng tuỳ theo các nguồn nguyên liệu

Quá trình xử lý cặn bằng hydro một số nguyên liệu

 Nguyên liệu: cặn khí quyển Kuwait, phần nặng Ả Rập, Bitum Canada

 Điều kiện: giảm dần áp suất hydro

 Xúc tác RM-430

Khả năng phản ứng tuỳ theo các nguồn nguyên liệu

Thí nghiệm:

Phép phân tích SEC/ICP-MS đối với các mẫu nguyên liệu và sản phẩm:

 Hàm lượng Vanadi tương đối nhỏ hơn Niken của Bitum Canada

 Nguyên liệu Trung Đông có chứa những dạng phân tử tương đối lớn hơn

 Nguyên liệu Kuwait, các dạng có kích thước lớn hơn  không ổn địnhnhiệt, dễ bị phá vỡ

 Khả năng phản ứng liên quan đến tính vật lý và hóa học của nguyên liệu

và điều kiện quá trình

 Dự đoán phản ứng

Khả năng phản ứng tuỳ theo các nguồn nguyên liệu

 Khả năng phản ứng của các phân tử Vanadi cho dầu thô Trung Đông

là tương đối cao hơn so với các dạng có chứa Niken

 Các hợp chất có chứa vanadi dưới dạng metalloporphyrins phongphú hơn hợp chất Niken  khác biệt phản ứng

 Việc loại bỏ Niken  phụ thuộc nhiều vào hoạt tính hydro của chấtxúc tác

 Các công cụ phân tích (chụp SEM, sắc ký đồ, phổ khối lượng)  cáinhìn tổng quan hoạt động xúc tác HDM  xử lý tốt và hiệu quả (quátrình xúc tác)

7 Kết luận

 Chất xúc tác HDM mới  tăng tối đa hoạt tính HDM.

 Khả năng lắng đọng kim loại mà không làm giảm nồng độ chất xúc tác do có SA và MPD rất lớn.

 Chất xúc tác này có thể duy trì hoạt tính HDM cao ở mức nhập liệu tương đối lớn kim loại.

 Hoạt tính ổn định trong (nguyên liệu có) nitơ, lưu huỳnh, và cacbon conradson.

Trilope shape (catalyst)

