Cracking xúc tác cho hóa dầu

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 xuấtNhóm 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 xuấtNhóm 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

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HCM

Môn học :Công nghệ lọc dầu

Danh Sách Nhóm

I.Mục đích của quá trình

Company Logo

Nguyên liệu

Nguyên liệu cho quá trình

hỗn hợp phân 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

III Sản phẩm cracking xúc tác

Sự phụ thuộc thành phần khí cracking xúc tác vào nguyên

liệu

Thành phần khí cracking phụ thuộc vào xúc tác sử

dụng

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

GASOIL NHẸ

GASOIL NẶNG

Company Logo

Aluminosi licat vô định hình

Aluminosil icat tinh thể( chứa zeolit)

-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

4/6 1

6

Hoạt tính xúc tác phải cao

Độ chọn lọc phải cao

Độ ổn định lớn

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 ảnh hưởng: tính chất xúc tác, cường độ cháy

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

Quá trình cracking xúc tác có thể chia thành 3 bước chính

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

+ CnH2n+1 + H2

CnH2n+2 + H+ + CnH2n+3

1

CH 3 -CH + -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 3 CH 3 -CH 2 -CH + -CH 2 -CH 2 -CH 3

2

Ví

dụ:

Phản ứng đồng phân hoá: chuyển rời ion

nhánh.

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.

Cơ chế tạo sản phẩm trung gian là vòng

xyclopropan.

2

Ion cacboni chuyển hóa theo qui tắc phân cắt liên kết β C-C đối với tâm C+ để tạo ra một olefin

và một ion cacboni mới, nhỏ hơn.

Ion cacboni chuyển hóa theo qui tắc phân cắt liên kết β C-C đối với tâm C+ để tạo ra một olefin

và một ion cacboni mới, nhỏ hơn.

2

R C C C C C C+

CC

+

β

CH3 CH CH+ 2 R CH3 CH CH2 R+

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

thành phân tử trung hòa

• Các cacbocation có thể nhường H+ cho tâm

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.

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

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

vị trí đó rất bền vững Người ta cho rằng proton

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.

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.

Như vậy trong hydrocacbon thơm hiệu ứng

tích điện ở nhân thơm là nguyên nhân quan

trọng hơn so với nguyên nhân là sự biến đổi

ion cacboni bậc hai thành bậc ba.

Các ion cacboni là đồng đẳng của benzen,

mạch bên càng dài thì tốc độ đứt mạch xảy ra càng lớn và càng dễ Ion cacboni izo-butyl

benzen có tốc độ đứt mạch lớn hơn 10 lần so với izo-propyl benzen.

ngắn rất lớn và giải thích được tại sao trong

khí của quá trình cracking xúc tác có hàm

lượng lớn các hydrocacbon có cấu trúc nhánh.

- 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.

CÁC PHẢN ỨNG KÈM THEO QUÁ TRÌNH

CRACKING XÚC

CÁC PHẢN ỨNG KÈM THEO QUÁ TRÌNH

CRACKING XÚC

CH 3 =CH-CH 2 -CH 3

CH 3 -CH=CH 2 -CH 3

CH 3 -C=CH 2

CH 3

2 CH 3 =CH-CH 2 -CH 3 CH 3 -(CH 2 ) 5 -CH=CH 2

2 CH 2 =CH 2 CH

2 =CH-CH=CH 2

CH 2 =CH-CH 2 -CH 3

CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN PHẢN ỨNG CRACKING XÚC TÁC CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN PHẢN ỨNG CRACKING 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

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

CÁC CÔNG NGHỆ CRACKING XÚC TÁC TIÊU BIỂU

Cracking với lớp xúc tác tầng sôi

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

UOP

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