TIỂU LUẬN CRACKING XÚC TÁC

Nhóm nguyên liệu nhẹ: phân đoạn kerosensola lấy từ quá trình chưng cất trực tiếp. Nhiệt độ sôi trung bình là 260380 0C. Tỉ trọng trung bình: 0,830,86. Trọng lượng phân tử trung bình: 190220 đvc.Dùng sản xuất xăng máy bayNhóm nguyên liệu nhẹ: phân đoạn kerosensola lấy từ quá trình chưng cất trực tiếp. Nhiệt độ sôi trung bình là 260380 0C. Tỉ trọng trung bình: 0,830,86. Trọng lượng phân tử trung bình: 190220 đvc.Dùng sản xuất xăng máy bay

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HCM

Môn học :Công nghệ lọc dầu

1 Đặng Phương Quang

2 Phạm Văn Sang

3 Nguyễn Hoàng Hà

4 Nguyễn Thanh Duy

5 Nguyễn Thị Thiên Hương

6 Phạm Nguyễn Anh Phương

7 Huỳnh Cộng Hoàng Linh

Danh Sách Nhóm

Nguyên liệu

Nguyên liệu

Nhóm nguyên liệu nhẹ

Nhóm nguyên liệu nhẹ

Nhóm nguyên liệu distilat nặng

Nhóm nguyên liệu distilat nặng

Nhóm nguyên liệu có thành phần phân đoạn

rộng

Nhóm nguyên liệu có thành phần phân đoạn

rộng

Nhóm nguyên liệu distilat trung gian

Nhóm nguyên liệu distilat trung gian

Company Logo

Nhóm nguyên liệu

nhẹ: phân đoạn

kerosen-sola lấy từ quá trình

chưng cất trực tiếp Nhiệt

Nhiệt độ sôi trung bình là 300-500 0 C Tỉ trọng

trung bình: 0,88- 0,92 Trọng lượng phân tử

trung bình: 280-330 đvc Dùng để sản xuất xăng

ôtô.

Nguyên liệu

Nguyên liệu cho quá trình

đoạn kerosen nặng và xola nhẹ Giới hạn nhiệt độ sôi trung bình

là 300-430 0 C Sản xuất xăng ôtô và máy bay.

Nguyên liệu

Nguyên liệu cho quá trình

Khí béo Xăng không ổn định

Gasoil nhẹ Gasoil nặng III Sản phẩm cracking xúc tác

KHÍ BÉO

Hàm lượng hydrocacbon cấu trúc nhánh

cao Hiệu suất sản phẩm khí chiếm

10-15% nguyên liệu

Sự phụ thuộc thành phần khí cracking xúc

tác vào nguyên liệu

Thành phần khí cracking phụ thuộc

vào xúc tác sử dụng

so với phân đoạn diesel

3

Ứng dụng: làm thành phần nhiên liệu DO, nguyên liệu điều chế muội, chất pha loãng trong điều chế cặn mazut,

GASOIL NHẸ GASOIL NHẸ

Company Logo

Aluminosilicat

vô định hình

Aluminosilicat tinh thể( chứa zeolit)

-Có tính axit, các tâm hoạt tính nằm trên bề mặt xúc tác -Hoạt độ bằng 0 khi hàm lượng cốc đạt 13%

-Thành phần trộn

thêm 10-20% zeolit -Dễ dàng tái sinh xúc

-Trị số octan của xăng tăng ( khi tăng hàm lượng xúc tác chứa zeolit).

Phân loại xúc tác

Vai trò của xúc tác

Xúc tác có tác dụng làm giảm năng

lượng hoạt hóa của phản ứng

Ngoài ra xúc tác còn có tính chọn lọc,

nó có khả năng làm tăng hay chậm

không đồng đều các loại phản ứng

( theo chiều hướng có lợi)

Yêu cầu đối với xúc tác

Đảm bảo độ bền cơ, bền nhiệt

Xúc tác phải đảm bảo độ thuần nhất cao

Xúc tác phải bền với các chất gây ngộ độc xúc tác

Xúc tác phải có khả năng tái sinh

Xúc tác phải dễ sản xuất, giá thành rẻ

Mục đích: phá hủy cốc, khôi phục hoạt độ

Yếu tố tiên quyết

Yếu tố ảnh hưởng: tính chất xúc tác, cường độ cháy

Cơ chế của quá trình cracking xúc tác là cơ chế ion cacboni ( cacbocation)

Cacbocation gồm 2 loại :

• Ion cacbeni : cacbon mang điện tích dương

có số phối trí 3 : CH3 +, C2H5 +, C3H7 +, (CH3)3C+,…

• Ion cacboni : cacbon mang điện tích dương

có số phối trí là 5 : CH5 +, C6H7 + , R1-CH3 + -

CH2-R2,…

V CƠ CHẾ CRACKING

XÚC TÁC

CnH2n+2 + H+ + CnH2n+3 Cn-mH2(n-m)+2 + + CmH2m+1

+ CnH2n+1 + H2

CnH2n+2 + H+ + CnH2n+3

Tác dụng của parafin với tâm axit Bronted của xúc tác

Cracking hyđrocacbon parafin

Chuyển dịch hydrua, alkyl Sắp xếp lại mạch cacbon Cắt mạch β C-C

Biến đổi các cacbocation

Chuyển dịch hydrua, alkyl

Biến đổi của ion cacboni tiếp diễn cho đến khi nó có cấu trúc bền vững nhất, có độ bền cao nhất Có thể sắp xếp độ bền của cá ion cacboni theo thứ tự sau:

Ion cacboni bậc 3 > ion cacboni bậc 2 > ion cacboni bậc 1.

Độ bền của ion cacboni sẽ quyết định mức độ

tham gia các phản ứng tiếp theo của chúng Vì

các ion cacboni bậc 3 có độ bền cao nhất nên sẽ cho phép nhận hiệu suất cao các hợp chất iso-

parafin.

Đồng thời các ion cacboni nhanh chóng lại tác

dụng với các phân tử trung hoà olefin ( C m H 2m )

hay parafin (C m H 2m +2 ) tạo thành các ion cacboni

mới.

Sắp xếp lại mạch cacbon

Cơ chế tạo sản phẩm trung gian là vòng

xyclopropan.



CH3 CH CH+ 2 R CH3 CH CH2 R+

Dừng phản ứng

• Các cacbocation phản ứng với các ion trái dấu để tạo

thành phân tử trung hòa

• Các cacbocation có thể nhường H+ cho tâm

Sau khi hình thành cacbocation, các cacbocation tham gia các phản ứng như thông thường.

Ngoài ra có thể trùng hợp trước rồi sau đó mới đứt mạch

2C5= C10= C3=+C7=

C7= C3=+C4=

Sơ đồ chuyển hóa isomer hóa cấu trúc trong quá trình

cracking n- hepten

Cracking xycloparafin

Khi hydrocacbon naphten tác dụng với tâm axit của xúc tác hay ion cacboni khác sẽ tạo ra các ion cacboni mới tương tự như quá trình này xảy ra với parafin.

+

CH 3 =CH-CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 3

C ắt

v òn g

CH 3

|

Đó

ng v òng

Cracking hyđrocacbon thơm

Nếu là vòng benzen H+ kết hợp trực tiếp vào nhân thơm để tạo ion cacboni.

Nếu áp dụng quy tắc vị trí  bình thường thì ở

vị trí đó rất bền vững Người ta cho rằng proton được kết hợp với một trong những liên kết C C

trong nhân thơm tạo thành những hợp chất

trung gian, sau đó mới phân huỷ theo quy tắc nêu ở trên Khi phân huỷ, điện tích ion cacboni

sẽ dịch chuyển theo sơ đồ sau:

C C C

+

H

Nếu vị trí β C-C nằm trong vòng Benzen thì không thể

cắt liên kết đó được, mà phải cắt ngoài nhánh.

Các nhóm -CH 3 , -C 2 H 5 khó bị đứt ra khỏi nhân thơm.

- Phản ứng đồng phân hóa không nhiều.

- Khó thu sản phẩm vòng.

- Thu C 3 –C 6 olefin mạch nhánh.

- Đồng phân hóa rất nhiều.

- Thu sản phẩm vòng, tạo aren.

Phản ứng

Phản ứng khép vòng

Phản ứng đồng phân

hóa Phản ứng ngưng tụ

Trùng hợp

VI CÁC PHẢN ỨNG KÈM THEO QUÁ TRÌNH CRACKING XÚC

VI CÁC PHẢN ỨNG KÈM THEO QUÁ TRÌNH CRACKING XÚC

Hydrocacbon Sản phẩm quá trình cracking xúc tác

Parafin

-Olefin và parafin -Olefin và hydro -iso-parafin

-Các hợp chất olefin có trọng lượng phân tử thấp Olefin

-Parafin và dien -Parafin, naphten và hydrocacbon thơm -Polyme, cốc

Naphten

-Olefin -Cyclohexan và olefin -Hydrocacbon thơm Hydrocacbon

thơm

(alkyl thơm)

-Parafin và alkyl có mạch bên ngắn -Đồng phân hóa, chuyển vị nhóm alkyl -Sản phẩm ngưng tụ và cốc.

Phản ứng bậc 2:

Naphten+ Olefin

-Hydrocacbon thơm -Parafin

Hydrocacbon

thơm +Olefin

-Sản phẩm ngưng tụ và cốc

Hiệu suất

Nguyên liệu

Nhiệt độ

Áp suất Xúc tác

Nguyên liệu :

Tốt nhất là phân đoạn kerosen-xôla gasoil nặng thu

được từ chưng cất trực tiếp (nhiệt độ của phân đoạn 260 –

Nhiệt độ thích hợp : 450-520oC là thích hợp để tạo xăng

Áp suất : từ 1,4 đến 1.8 at – cracking ở pha hơi

Xúc tác : Zeolit Y (lỗ xốp lớn, Si/Al cao )

Tốc độ nạp liệu : 0.5-2.5 đơn vị thể tích nguyên liệu trên 1

giờ

Bội số tuần hoàn : tăng bội số tuần hoàn thì cũng tăng hiệu

suất tạo xăng và khí

Cracking với lớp xúc tác tầng sôi

VIII CÁC CÔNG NGHỆ CRACKING

XÚC TÁC TIÊU BIỂU

VIII CÁC CÔNG NGHỆ CRACKING

XÚC TÁC TIÊU BIỂU

Sơ đồ thiết bị phản ứng và hoàn nguyên xúc tác của công nghệ UOP

Sơ đồ công nghệ của PFCC của S&Ư-IFP theo mô hình nối tiếp