Luận văn thạc sĩ đánh giá lựa chọn xúc tác nhằm đảm bảo sự hoạt động ổn định và hiệu quả của phân xưởng RFCC nhà máy lọc dầu dung quất khi thành phần dầu thô thay đổi

Đối tượng nghiên cứu Đề tài tập trung phân tích số liệu thực nghiệm tại phân xưởng RFCC của nhàmáy lọc dầu Dung Quất về các chủng loại xúc tác dựa trên các thành phần thayđổi trong công

-NGUYỄN HOÀNG TRI

ĐÁNH GIÁ LỰA CHỌN XÚC TÁC NHẰM ĐẢM BẢO SỰ HOẠT ĐỘNG ỔN ĐỊNH VÀ HIỆU QUẢ CỦA PHÂN XƯỞNG RFCC NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT KHI

THÀNH PHẦN DẦU THÔ THAY ĐỔI

LUẬN VĂN THẠC SĨ

KỸ THUẬT HÓA HỌC

Đà Nẵng – Năm 2019

-NGUYỄN HOÀNG TRI

ĐÁNH GIÁ LỰA CHỌN XÚC TÁC NHẰM ĐẢM BẢO SỰ HOẠT ĐỘNG ỔN ĐỊNH VÀ HIỆU QUẢ CỦA PHÂN XƯỞNG RFCC NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT KHI

THÀNH PHẦN DẦU THÔ THAY ĐỔI

Chuyên ngành:

Mã số:

Kỹ thuật Hóa học 8520301

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN ĐÌNH LÂM

Đà Nẵng – Năm 2019

ĐÁNH GIÁ LỰA CHỌN XÚC TÁC NHẰM ĐẢM BẢO SỰ HOẠT ĐỘNG ỔN ĐỊNH VÀ HIỆU QUẢ CỦA PHÂN XƯỞNG RFCC NHÀ MÁY LỌC DẦU

DUNG QUẤT KHI THÀNH PHẦN DẦU THÔ THAY ĐỒI

Tóm tắt: Việc tối ưu hóa xúc tác RFCC tại NMLD sẽ được thực hiện thường xuyên, liên tục trên cơ

sở tối ưu hóa điều kiện vận hành, lượng châm xúc tác và đặc tính kỹ thuật của xúc tác nhằm đạt được hiệu quả kinh tế tối ưu cho BSR Khi đặc tính nguyên liệu có sự thay đổi và/hoặc cơ cấu sản phẩm có khả năng thay đổi theo hướng không mong muốn và/hoặc đặc tính xúc tác cần tiếp tục thay đổi cho phù hợp với điều kiện hiện hữu, v.v… BSR sẽ xem xét tối ưu hóa xúc tác hiện hữu và/hoặc triển khai lựa chọn loại xúc tác mới Để đảm bảo khả năng ổn định tối đa cho phân xưởng, hợp đồng cung cấp xúc tác cho phân xưởng RFCC sẽ ký với thời hạn 3 năm Công việc đánh giá lựa chọn xúc tác mới phải đảm bảo khắc phục các hạn chế của các loại xúc tác đã qua sử dụng cũng như xúc tác hiện tại và đáp ứng được các thay đổi của nguồn dầu thô trong tương lai xu hướng nặng hơn và có nhiều tạp chất hơn, ổn định vận hành và nâng cao hiệu quả kinh tế.

Từ khóa: Conversion, MAT, Matrix, Zeolit, Patical Size Distribution, Apparent Bulk Density,

Catalyst circulation, Catalyst fluidization, Matrix surface area

ASSESSMENT OF PARTICIPATION CHOOSE TO ENSURE THE STABLE AND EFFICIENT OPERATION OF THE RFCC FACTORY OF DUNG QUAT

OIL FILTER FACTORY

Abstract: The optimization of RFCC catalyst in NMLD is carried out regularly and continuously on

the basis of optimizing operating conditions, catalyst make up and catalyst technical properties to achieve optimal economic efficiency for BSR When feed properties have changed and / or product yield structure is likely to change in the unwanted direction and / or catalyst properties need to be changed to suit existing conditions, etc BSR will consider existing catalyst optimization and / or implement new catalyst selection In order to ensure the operation stability for unit, the catalyst supply contract for RFCC unit will be signed for a period of 3 years The evaluation of the new catalytic option must ensure that the limitations of the used catalysts and current catalyst are overcome and the changes in future of crude oil sources in the heavier trend are met with more impurities, stable operation and improved economic efficiency.

Key words: Conversion, MAT, Matrix, Zeolit, Patical Size Distribution, Apparent Bulk Density,

Catalyst circulation, Catalyst fluidization, Matrix surface area

LỜI CAM ĐOAN

TÓM TẮT

MỤC LỤC

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC HÌNH

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục tiêu 1

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

4 Phương pháp nghiên cứu 2

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiến của đề tài 2

Cấu trúc luận văn 2

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ PHÂN XƯỞNG RFCC, NGUYÊN LIỆU VÀ XÚC TÁC 4

1.1 Công nghệ phân xưởng RFCC 4

1.1.1 Sơ đồ công nghệ cụm phân xưởng RFCC 5

1.1.2 Cụm phản ứng-tái sinh xúc tác 6

1.1.3 Cụm phân tách sản phẩm 6

1.1.4 Cụm thu hồi khí 7

1.1.5 Khu vực xử lý khói thải 7

1.2 Tổng quan về nguyên liệu 7

1.2.1 Cơ sở đánh giá 7

1.2.2 Nguyên liệu 8

1.2.3 Các tính chất của nguyên liệu ảnh hưởng đến quá trình 8

1.2.4 Hàm lượng tạp chất trong nguyên liệu 9

1.2.5 Các tính chất vật lý của nguyên liệu 10

1.3 Giới thiệu về xúc tác cracking 12

1.3.1 Thành phần xúc tác 12

1.3.2 Tính chất Zeolit 13

1.3.3 Đặc tính xúc tác mới 18

1.3.4 Đặc tính xúc tác cân bằng 20

1.4 Đặc tính giả lỏng của xúc tác 23

1.4.1 Lý thuyết về trạng thái giả lỏng 24

2.1 Các ảnh hưởng của nguyên liệu 29

2.1.1 Tính chất hóa học, vật lý của nguyên liệu và các ảnh hưởng 29

2.1.2 nh hưởng của tính chất vật lý của nguyên liệu: 29

2.1.3 Các tạp chất trong nguyên liệu và các ảnh hưởng 31

2.1.4 Tổng kết 36

2.2 Các ảnh hưởng của xúc tác đến vận hành 37

2.2.1 nh hưởng đến trạng thái giả lỏng và ổn định tuần hoàn xúc tác 37

2.2.2 nh hưởng đến độ chọn lọc và chuyển hóa 39

2.2.3 Tính chất vật lý 42

2.3 Tóm tắt các ảnh hưởng của xúc tác và nguyên liệu 46

CHƯƠNG 3 ĐÁNH GIÁ NGUYÊN LIỆU VÀ CÔNG THỨC XÚC TÁC CHO PHÂN XƯỞNG RFCC HIỆN HÀNH 47

3.1 Đánh giá nguyên liệu 47

3.1.1 Hàm lượng lưu huỳnh trong dầu 47

3.1.2 Chỉ số axít trong dầu 47

3.1.3 Nhiệt độ điểm chảy 47

3.1.4 Về hiệu suất phân đoạn 47

3.1.5 Hàm lượng kim loại nặng trong cặn khí quyển 48

3.1.6 Hàm lượng CCR trong cặn khí quyển 48

3.1.7 Hàm lượng lưu huỳnh trong cặn khí quyển 49

3.1.8 Các loại dầu thô tiềm năng đã được thử nghiệm tại nhà máy trong thời gian qua 49

3.2 Đánh giá xúc tác hiện hữu tại nhà máy 50

3.2.1 Kết quả thu thập số liệu 50

3.2.2 Đánh giá kết quả về mặt kỹ thuật 51

3.2.3 Kết luận 53

CHƯƠNG 4 CÁC KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 54

4.1 Yêu cầu kỹ thuật khi sử dựng xúc tác RFCC mới 54

4.1.1 Yêu cầu cơ bản của xúc tác 54

4.1.2 Giới hạn vận hành của phân xưởng RFCC 54

4.2 Biện luận công thức xúc tác 56

4.2.1 Hàm lượng ẩm (Loss Of Ignition) 56

4.2.2 Hàm lượng Ô-xit nhôm (Alumina-Al2O3) 57

4.2.3 Hàm lượng Ô-xit các nguyên tố đất hiếm (Rare Earth Oxide -Re2O3) 58

4.2.6 Hàm lượng sắt (Iron - Fe) 61

4.2.7 Hàm lượng Vanadium (V) 63

4.2.8 Hàm lượng Nickel (Ni) 63

4.2.9 Tỷ trọng khối biểu kiến (Appearace Bulk Density – ABD) 64

4.2.10 Chỉ số mài mòn (Attrition Index) 68

4.2.11 Micro Activity Test (MAT) 70

4.2.12 Thể tích lổ xốp (Pore Volume) 75

4.2.13 Tổng diện tích bề mặt riêng (Total Surface Area) 76

4.2.14 Diện tích bề mặt Zeolit (Zeolit Surface Area) 77

4.2.15 Diện tích bề mặt Matrix (Matrix Surface Area) 79

4.2.16 Phân bố kích thước hạt (Particle Size Distribution) 81

4.3 Tổng hợp kết quả 84

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 87

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 89

PHỤ LỤC

QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (Bản sao)

Ký hiệu Tên biểu thị

Là hàm lượng cặn carbon (cốc) trên xúc tác đi ra khỏi thiết bị phản

tác

Độ chuyển hóa thường được xác định bằng phần trăm nguyên liệuđược bẻ gãy thành sản phẩm xăng, sản phẩm nhẹ hơn và cốc Độ

phần trăm thể tích hoặc khối lượng sản phẩm FCC (so với nguyênliệu) của phân đoạn nặng hơn phân đoạn xăng

Conversion = 100 - (LCO + DCO) vol% or wt%

trong dòng khí thải

Coke Factor : Hệ số tạo cốc là đặc tính tạo cốc của xúc tác cân

độ chuyển hóa

đã được tái sinh

kín giữa đầu vào và hạt rắn đầu ra của cyclone

FEED Front End Engineering Design

LCO Light Cycle oil: phân đoạn LCO của phân xưởng RFCC

Metal flushing Xúc tác cân bằng dùng để pha loãng hàm lượng kim loại trên xúc

phản ứng

Purchased Ecat Xúc tác Ecat mua từ các nhà máy khác

giả lỏng

thấp hơn

Tên hình Trang hình

hiếm so với zeolit USY

tái sinh

REY và USY được đánh giá tại một nhà máy thí điểm

2.9: Thể tích lỗ rỗng chất xúc tác cân bằng với thể tích lỗ rỗng chất 44

xúc tác mới

hình

4.17: Biểu đồ chỉ số chịu mài mòn của xúc tác mới từ năm 201 đến 68

năm 2019

2019

2019

2019

năm 2019

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Nhà máy lọc hóa dầu Dung Quất thuộc Công ty cổ phần Lọc Hóa Dầu B nh Sơn

đã đi vào vận hành thương mại từ đầu năm 2009 Kể từ đó đến nay, nhà máy đã cungcấp một lượng đáng kể sản phẩm năng lượng cho thị trường nội địa, góp phần quantrọng trong việc đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia và giảm thiểu việc chuyển đổingoại tệ từ việc nhập khẩu các sản phẩm lọc hóa dầu từ nước ngoài

Trong đó phân xưởng cracking xúc tác RFCC, bản quyền AXENS (pháp), chuyểnhóa phần cặn của phân xưởng chưng cất khí quyển để tạo ra các sản phẩm nhiên liệu

có giá trị cao Việc vận hành ổn định và hiệu quả phân xưởng này có ý nghĩa quyếtđịnh đối với nhà máy về sản lượng và hiệu quả kinh tế

Hiện nay, tính chất dầu thô c ng như nguyên liệu cho phân xưởng RFCC có xuhướng ngày càng xấu đi, nặng hơn và hàm lượng các tạp chất tăng cao, đặc biệt là hàmlượng Fe và Ca Để duy trì vận hành phân xưởng RFCC an toàn ổn định và hiệu quả,việc đánh giá và lựa chọn công thức xúc tác phù hợp với nguyên liệu là rất quan trọng

để nâng cao hiệu quả và ổn định vận hành của phân xưởng cracking xúc tác tầng sôinói riêng và nhà máy Lọc Dầu Dung Quất nói chung

Từ khi vận hành thương mại đến nay phân xưởng cracking xúc tác tầng sôi đã trảiqua nhiều lần lựa chọn nhà cung cấp xúc tác nhằm tìm kiếm loại xúc tác có công thứcphù hợp nhất, đáp ứng về mặt kỹ thuật, đảm bảo sự ổn định trong vận hành c ng nhưhiệu quả kinh tế cao đối với phân xưởng RFCC và nhà máy

Chính vì những lí do đó mà tôi chọn đề tài “Đánh giá lựa chọn xúc tác nhằm đảm

bảo sự hoạt động ổn định và hiệu quả của phân xưởng RFCC nhà máy lọc dầu Dung Quất khi thành phần dầu thô thay đổi”

2 Mục tiêu

Trên cơ sở phân tích các chế độ hoạt động và các vấn đề phát sinh khi vận hànhphân xưởng RFCC của nhà máy lọc dầu Dung Quất, xúc tác được đánh giá cho sửdụng tại phân xưởng cần phải đáp ứng được các vấn đề sau:

RFCC của BSR và cho ổn định vận hành ở 60% công suất và 60 – 100% hoặc cao hơn

Na, Ni, V, v.v.) trong nguyên liệu

 Tối ưu hóa mức tiêu thụ chất xúc tác mới và tổn thất xúc tác

 Các cơ cấu sản phẩm và chất lượng sản phẩm đáp ứng theo yêu cầu

và nâng cao hiệu quả kinh tế cho nhà máy (tối đa sản lượng xăng, tối thiểu sảnlượng khí đốt, LPG và DCO)

 Đảm bảo các tiêu chuẩn về phát thải môi trường như bổ sung phụ gia khử SOx

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1 Đối tượng nghiên cứu

Đề tài tập trung phân tích số liệu thực nghiệm tại phân xưởng RFCC của nhàmáy lọc dầu Dung Quất về các chủng loại xúc tác dựa trên các thành phần thayđổi trong công thức xúc tác để từ đó lựa chọn công thức xúc tác mới phù hợpvới nguồn nguyên liệu hiện tại và tương lai để nâng cao ổn định vận hành vàhiệu quả kinh tế của nhà máy

3.2 Phạm vi nghiên cứu

đến 2019

4 Phương pháp nghiên cứu

₋ Phân tích dữ liệu vận hành thực tế của phân xưởng RFCC và các tác động của

xưởng RFCC từ năm 201 đến 2019

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiến của đề tài

chất giả lỏng và tuần hoàn xúc tác của phân xưởng RFCC khi thànhphần nguyên liệu dầu thô thay đổi

propylene, giảm sản lượng khí khô và sản phẩn đáy DCO

phí về tiêu thụ xúc tác khi hàm lượng tạp chất trong nguyên liệu tăngcao đòi hỏi phải bổ sung một lượng lớn xúc tác để ổn định vận hành

khác nhau nếu xúc tác RFCC ổn định về tuần hoàn xúc tác và hiệu quả kinh tế

6 C u tr c uận ăn

Luận văn bao gồm phần Mở đầu, 4 chương và phần kết luận và kiến nghị Các chương có các nội dung chính như sau:

nguyên liệu và xúc tác RFCC.

- Chương 2: Tổng quan về các kỹ thuật đánh giá nguyên liệu và xúc tác, nộidung của chương này là t m hiểu về các ảnh hưởng của nguyên liệu và xúc tác lên vậnhành phân xưởng RFCC

của chương này là lựa chọn nguyên liệu và đánh giá của xúc tác hiện tại về ảnh hưởngcủa tính chất giả lỏng và cơ cấu sản phẩm

công thức xúc tác mới dựa trên dữ liệu vận hành và dữ liệu về các chủng loại xúc tác quacác thời kỳ

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ PHÂN XƯỞNG RFCC,

NGUYÊN LIỆU VÀ XÚC TÁC

1.1 Công nghệ phân xưởng RFCC

Phân xưởng được thiết kế với công suất là 3.256.000 tấn/ngày (hoạt động liên tục8.000 giờ/năm) Phân xưởng RFCC được thiết kế để xử lý phần cặn chưng cất khíquyển của dầu thô Bạch Hổ và dầu thô hỗn hợp với tỷ lệ dầu Bạch Hổ/dầu Dubai là85% dầu thô Bạch Hổ và 15% dầu thô Dubai Phân xưởng RFCC có khả năng vậnhành ở 2 chế độ khác nhau: [1]

Hiện tại, phân xưởng RFCC đang vận hành ở chế độ tối đa LCO Phân xưởngRFCC có thể xử lý 100% dầu cặn nóng trực tiếp từ phân xưởng CDU hay có thể xử lýđến 100% dầu cặn nguội từ bể chứa nhờ hệ thống gia nhiệt và thu hồi nhiệt

Mục đích chính của phân xưởng craking xúc tác tầng sôi dầu cặn (Residue FluidCatalytic Craking) là chuyển hóa nguyên liệu cặn thành các sản phẩm phân đoạn nhẹ,

có giá trị như: LPG, xăng, nguyên liệu sản xuất Diesel (Light Cycle Oil) Nhờ cácphản ứng hóa học ở dạng hơi với sự có mặt của xúc tác, các phân tử hydrocacbonmạch dài trong nguyên liệu sẽ được bẻ gãy thành các phân tử mạch ngắn Xúc tác táisinh có nhiệt độ cao cung cấp nhiệt cho quá tr nh cracking, làm bay hơi nguyên liệudầu và tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình cracking nhanh Sự hóa hơi nguyên liệu vàcác phản ứng cracking xảy ra trong ống nâng (Riser) trong khoảng 2 giây Các sảnphẩm của phản ứng như khí đốt, dầu cặn slurry và cốc c ng được tạo thành trong ốngnâng Phần lớn các thiết bị trong phân xưởng RFCC dùng để chứa xúc tác, phân táchhơi sản phẩm và tách cốc khỏi xúc tác, trong khi đó chỉ một phần nhỏ trong hệ thốngđược sử dụng trực tiếp cho phản ứng cracking

Công nghệ R2R của IFP kết hợp 2 tầng tái sinh xúc tác, hệ thống phun nguyên liệuđồng nhất, dòng điều khiển nhiệt (mixed temperature control), hệ thống tách cuối ốngnâng và các thiết bị phân phối không khí, hơi nước Công nghệ R2R của IFP có thểchuyển hóa cặn chưng cất khí quyển thành sản phẩm với độ linh hoạt cao

Tháp chưng cất phân tách sản phẩm hơi từ thiết bị phản ứng Các sản phẩm gồmdầu cặn, LCO, xăng nặng, phần hơi và lỏng ở đỉnh tháp Để tối đa sản phẩm xăng,phần xăng nặng được trộn với xăng nhẹ từ phân xưởng thu hồi khí Để tối đa sản phẩmDiesel, phần xăng nặng đã được tách phần nhẹ sẽ được trộn với LCO

Phần hơi và lỏng ở đỉnh tháp chưng cất được xử lý tại phân xưởng thu hồi khí Sảnphẩm của phân xưởng này gồm xăng nhẹ, khí đốt và LPG được xử lý bằng amine

Sơ đồ tổng quan mặt bằng của phân xưởng RFCC nhà máy lọc dầu Dung Quất

được tr nh bày như hình 1.1.

Hình 1.1: Tổng quan mặt bằng cụm phân xưởng RFCC/LTU/NTU/PRU

1.1.1 Sơ đồ công nghệ cụm phân xưởng RFCC

Sơ đồ công nghệ phân xưởng RFCC được trình bày như hình 1.2

Hình 1.2: Sơ đồ các khu vực trong phân xưởng cracking xúc tác tầng sôi

Các khu vực công nghệ chính được phân chia thành:

Xúc tác đã sử dụng chứa khoảng 1-1,5%kl cốc từ hệ thống phân phối xúc tác đượcphân phối đều lên tầng tái sinh thứ nhất D-1502 Tại tầng thứ nhất khoảng 50-70% cốcđược đốt cháy Tổng lượng không khí vào lò tái sinh thứ nhất được điều khiển để giới

Xúc tác đã được tái sinh một phần ở thiết bị tái sinh thứ nhất sẽ tiếp tục theo ốngnâng vào thiết bị tái sinh thứ hai D-1503 ở bên dưới vòng khí (air ring) Bộ phận phânphối ở đầu ống nâng bảo đảm việc phân phối xúc tác và không khí một cách hiệu quả.Sau đó xúc tác sẽ tiếp tục được tái sinh hoàn toàn tới dưới 0,05% cacbon ở điều kiệnkhắc nghiệt hơn so với điều kiện trong thiết bị tái sinh thứ nhất D-1502 ở khoảng

1.1.5 Khu vực xử lý khói thải

Sơ đồ công nghệ cụm xử lý khí thải của phân xưởng RFCC được tr nh bày như

phụ lục 1.4

nhiệt để sản xuất hơi nước đồng thời đảm bảo tiêu chuẩn môi trường về khí thải trướckhi xả ra ống khói

xử lý nguyên liệu có hàm lượng cặn cacbon và tạp chất cao

từ tháp chưng cất khí quyển của hai loại dầu thô sau:

Phân xưởng sử dụng 100% nguyên liệu nóng từ tháp chưng cất khí quyển và c ng

có thể nhận 100% nguyên liệu nguội từ bể chứa Phân xưởng có thể vận hành ở hai chếđộ:

Mục đích của phân xưởng là chuyển hóa toàn bộ phần cặn của tháp chưng cất khíquyển thành các sản phẩm nhẹ có giá trị kinh tế cao dưới tác dụng của xúc tác ở nhiệt

độ cao

1.2.2 Nguyên liệu

các tính chất đặc trưng được tr nh bày như phụ lục 1.5

Ngoài ra, cụm xử lý khí còn tiếp nhận khí off-gas và LPG từ phân xưởng chưngcất khí quyển, off-gas từ phân xưởng xử lý naphtha

1.2.3 Các tính chất của nguyên liệu ảnh hưởng đến quá trình

Trong phân xưởng RFCC có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến thông số vận hành và cơcấu sản phẩm như: chất lượng nguyên liệu, giới hạn vận hành, xúc tác cho quá tr nh,tiêu chuẩn chất lượng của sản phẩm và tiêu chuẩn khí thải Trong phạm vi của đề tài,tác giả chỉ nghiên cứu phần ảnh hưởng của chất lượng nguyên liệu đến thông số vậnhành c ng như cơ cấu của sản phẩm và khí thải

Chất lượng của nguyên liệu là một trong những tính chất quyết định đến thông sốvận hành và cơ cấu sản phẩm Hai loại nguyên liệu tương đương nhau về thành phầncất, có thể khả năng cracking và có cơ cấu sản phẩm rất khác nhau V vậy chất lượngnguyên liệu là một yếu tố then chốt, cần phải được hiểu rõ và xem xét kỹ những ảnhhưởng của các tính chất của nguyên liệu đến giới hạn thiết bị, thông số vận hành, cơcấu sản phẩm và cuối cùng là lợi nhuận thu được

Bản chất của nguyên liệu có thể được đánh giá thông qua các họ hydrocarbon cómặt trong nguyên liệu do bản chất của quá tr nh RFCC là bẻ gãy các phân tử nặngthành những phân tử nhẹ hơn ỗi nhóm hydrocacbon có khả năng craking khác nhau vàcho ra cơ cấu sản phẩm khác nhau

a) Parafin

Đây là nhóm hydrocacbon cho hiệu suất thu sản phẩm cao nhất Với nguyên liệugiàu parafin (từ 50÷ 5% khối lượng nguyên liệu), quá tr nh cracking xúc tác sẽ tạoxăng có chỉ số RON thấp, lượng cốc trên xúc tác thấp Thông thường, cặn dầu mangtính parafin là nguyên liệu tốt cho quá tr nh cracking Tuy nhiên, trong thực tế để dựđoán ảnh hưởng của thành phần nguyên liệu đến quá tr nh cracking xúc tác việc xácđịnh hàm lượng parafin trong nguyên liệu ít được áp dụng, mà thường dựa vào các chỉtiêu phân tích khác như điểm anine, hệ số K

b) Olefin

Đây là nhóm hydrocacbon chỉ chiếm một phần rất nhỏ trong cặn chưng cất khíquyển, v vậy có thể xem như ảnh hưởng của olefin trong nguyên liệu không đáng kể

c) Naphthen

Đây là nhóm hydrocacbon thuận lợi nhất cho quá tr nh cracking và cho chỉ sốRON cao Sản phẩm tạo ra từ hydrocacbon loại này thường nặng hơn so với sản phẩmtạo ra parafin

d) Aromatic

Đây là nhóm hydrocacbon không mong muốn trong nguyên liệu, khả năng crakingcủa phân tử aromatic rất thấp, hiệu suất chuyển hóa thấp, lượng xăng ít (nhưng cóRON cao), tạo cốc nhiều

1.2.4 Hàm lượng tạp chất trong nguyên liệu

Trong dầu thô luôn luôn có chứa một số hàm lượng tạp chất và tạp chất này chủyếu sẽ nằm lại trong phần cặn của tháp chưng cất khí quyển V vậy trong nguyên liệucủa quá tr nh luôn có chứa một hàm lượng tạp chất đáng kể

Trong dầu thô nitơ tồn tại dưới hai dạng: dạng trung tính và dạng bazơ Trong đódạng bazơ sẽ có khả năng trung hòa các tâm axít trên xúc tác làm giảm hoạt tính củaxúc tác, gây ảnh hưởng xấu đến quá tr nh

Ngoài ra nitơ trong nguyên liệu một phần chuyển vào sản phẩm của quá tr nh, mộtphần khác bám trên cốc đi vào thiết bị tái sinh Tại nhiệt độ cao trong quá trình tái

nitơ nói trên có ảnh hưởng đến chất lượng khí thải và sản phẩm ột điều cần lưu ý là sự

có mặt của nitơ tại bộ phận phân tách sản phẩm sẽ gây ra hiện tượng ăn mòn do axítHCN được h nh thành trong ống Riser trước đó

Không giống như nitơ, các hợp chất của lưu huỳnh không ảnh hưởng nhiều đến quá tr

nh, tuy nhiên việc có mặt của lưu huỳnh làm cho hàm lượng khí hydro sulphic (H2S),sulphur oxit (SOx) trong khí thải từ thiết bị tái sinh là một vấn đề cần được quan tâm.Ngoài ra, hàm lượng lưu huỳnh trong sản phẩm sẽ cao tương ứng với lưu huỳnh trongnguyên liệu Hơn nữa, các hợp chất của lưu huỳnh h nh thành trong quá tr nh

Hàm lượng kim loại nói chung và Niken nói riêng trong nguyên liệu là một thông

số rất quan trọng Hầu hết tất cả các kim loại trong nguyên liệu đều gây ảnh hưởng xấuđến quá tr nh Tất cả các kim loại này sẽ bám trên xúc tác và gây những hậu quảnghiêm trọng cho quá tr nh V vậy, lượng kim loại trên xúc tác cân bằng là một thông

số phải được giới hạn trong mức cho phép

Niken có mặt trong nguyên liệu sẽ bám trên xúc tác, hoạt hóa cho phản ứng khửhydro không mong muốn của quá tr nh, tạo nhiều hợp chất olefin không bền Nhữnghợp chất olefin này sẽ kết hợp với nhau tạo thành các phân tử lớn hơn và kết quả tạothành cốc và tăng lượng hydro trong sản phẩm khí.

d) Vanadi

nhưng mức độ ảnh hưởng của kim loại này thấp hơn so với Niken Tuy nhiên vanadi cómột tác hại rất lớn đối với xúc tác của quá tr nh cracking xúc tác đó là phá hủy cấu trúctinh thể zeolit trong xúc tác và mức độ ảnh hưởng này càng tăng lên đáng kể khi quá tr

nh tái sinh hoạt động ở nhiệt độ cao và có mặt của hơi nước Công nghệ tái sinh xúc táctầng sôi với 2 thiết bị tái sinh sẽ hạn chế ảnh hưởng của Vanadi qua việc khống chế nhiệt

độ tái sinh và lượng hơi nước h nh thành (bằng lượng không khí cung cấp)

lấp mao quản dẫn đến các phân tử hydrocarbon không tiếp cận được với tâm hoạt tínhxúc tác đồng thời sắt kết hợp với canxi nóng chảy tạo nốt sần (noddulation) trên bề mặtxúc tác làm ảnh hưởng đến tính giả lỏng của xúc tác trong hệ thống

f) Natri và các kim loại kiềm khác

Kim loại kiềm bám trên bề mặt xúc tác, trung hòa các tâm axít của xúc tác, gâygiảm hoạt tính xúc tác Trong thiết bị tái sinh, kim loại kiềm gây dính bết xúc tác Sự

có mặt của Natri sẽ kích thích cho quá tr nh phá hủy xúc tác bởi Vanadi

1.2.5 Các tính chất vật lý của nguyên liệu

ặc dù thành phần hóa học của nguyên liệu là yếu tố ảnh hưởng chính đến quá tr

nh, nhưng để xác định được nó là một công việc khó khăn và mất nhiều thời gian Vvậy trong công nghiệp, việc xác định các tính chất vật lý của nguyên liệu để dự đoáncác ảnh hưởng của những tính chất này đến quá tr nh thường được áp dụng Các thông

số đó bao gồm: độ API, độ nhớt, thành phần cất, điểm aniline, hệ số khúc xạ, số Brom(hoặc chỉ số Brom), hàm lượng cặn…Và đây c ng chính là những thông số chính màtác giả sẽ phân tích đánh giá ảnh hưởng của nó đến quá tr nh

a) Độ API

Độ thay đổi của API so với tỷ trọng là rất lớn, ví dụ như API tăng từ 24 đến 2 th tỷtrọng sẽ chỉ giảm 0,011 V vậy API “thể hiện” rõ hơn ảnh hưởng của tỷ trọng đến quá

tr nh Với cùng một khoảng nhiệt độ sôi, API tăng khi hàm lượng parafin tăng Vớicùng một họ hydrocacbon, API tăng khi nguyên liệu nhẹ hơn V vậy, với cùng mộtkhoảng nhiệt độ sôi, nguyên liệu có API cao th khả năng craking sẽ tốt, cho hiệu suất

xăng, LPG cao và giảm hiệu suất tạo khí và cặn ặc dù vậy, nguyên liệu có cùng API

b) Thành phần cất

Đây là thông số quan trọng cung cấp thông tin về chất lượng và thành phần nguyênliệu Thông thường thành phần cất càng “nặng”, hiệu suất chuyển hóa càng thấp, hiệusuất xăng thấp, khí và cốc tăng Nếu nguyên liệu nhẹ, nhưng hiệu suất chuyển hóa thấp

có nghĩa là nguyên liệu đó có tính aromatic cao, kết quả là hiệu suất thu xăng khôngcao (nhưng RON cao), khí và cốc tăng, hiệu quả kinh tế không cao Ngược lại, nếunguyên liệu nặng cho hiệu suất chuyển hóa cao (như dầu thô Bạch Hổ) nghĩa lànguyên liệu đó giàu parafin, cho hiệu suất xăng và LPG cao, ít khí và cặn

Ngoài ra, thành phần cất c ng là một đại lượng cho phép dự đoán lượng cốc tạo ra

từng loại nguyên liệu Thành phần này càng cao, th cốc tạo ra càng cao

Đây là thông số quan trọng khi xem xét khả năng tạo sương và hóa hơi của nguyênliệu ngay tại đầu phun nguyên liệu Thông số này có ý nghĩa lớn đến hiệu suất chuyểnhóa và cốc tạo thành Nếu độ nhớt cao, nguyên liệu “khó phun” và hóa hơi kém, tiếpxúc với xúc tác không tốt làm giảm hiệu suất chuyển hóa và tạo nhiều cốc

d) Hàm lượng cặn cacbon

Có nhiều phương pháp để xác định hàm lượng cặn trong nguyên liệu như: cặncacbon Conradson, cặn cacbon Ramsbottom, cặn cacbon icrocacbon, lượng không tantrong heptan Trong đó không có phương pháp nào có thể đo được hàm lượng cặnchính xác hoàn toàn, các phương pháp bổ sung cho nhau Việc xác định hàm lượng cặncacbon sẽ cho phép dự đoán hàm lượng cốc tạo ra trong quá tr nh Khi hàm lượng cặntăng hiển nhiên là cốc tạo ra tăng Thông thường, khoảng 50% cặn CCR trong nguyênliệu sẽ chuyển thành cốc [8]

Như phần trên đã tr nh bày, việc xác định thành phần của nguyên liệu rất khó khăn

và tốn nhiều thời gian, do đó trong thực tế, ngoài dựa vào các thông số vật lý, các hệ

số kinh nghiệm thường được sử dụng kết hợp để đánh giá ảnh hưởng của nguyên liệuđến quá tr nh Các hệ số kinh nghiệm được tính toán từ các thông số vật lý dựa trên

năng craking của nguyên liệu Nếu nguyên liệu có giá trị K dưới 11 đồng nghĩa vớinguyên liệu mang tính Aromatic và khả năng craking là rất thấp Các loại nguyên liệu

này sẽ không mang hiệu quả kinh tế cao Nếu K trên 12, tức là nguyên liệu mang tính parafin và có khả năng cracking cao.

1.3 Giới thiệu về xúc tác cracking

1.3.1 Thành phần xúc tác

Chất xúc tác của RFCC/FCC ở dạng bột mịn với kích thước hạt điển hình là 10 –

Zeolit là thành phần chính của chất xúc tác FCC Nó cung cấp tính chọn lọc sảnphẩm và phần lớn hoạt tính xúc tác Hiệu quả của xúc tác phụ thuộc phần lớn vào bảnchất và chất lượng của zeolit Hiểu cấu trúc zeolit, các loại zeolite, cơ chế bẻ gãy mạch

và các đặc tính là rất cần thiết trong việc lựa chọn chất xúc tác phù hợp, để cho ra sảnlượng sản phẩm mong muốn

b) Cấu trúc Zeolit

Zeolit có cấu trúc mạng tinh thể, các khối cơ bản của nó là tứ diện silica và

alumina (hình dạng kim tự tháp) Mỗi khối tứ diện được trình bày như hình 1.3 bao

gồm một nguyên tử silicon hoặc nhôm ở trung tâm của tứ diện, với các nguyên tử oxy

hết zeolit RFCC ngày nay là 8 (Å) Những khoảng trống nhỏ này, với diện tích bề mặt

đường kính phân tử lớn hơn 8 - 10 Å đi vào

Khối ô mạng cơ bản của tinh thể zeolit là một ô đơn vị Kích thước ô đơn vị (UnitCell Size - UCS) là khoảng cách giữa các ô lặp lại trong cấu trúc zeolit Một ô đơn vịtrong mạng tinh thể zeolit Y điển hình chứa 192 vị trí nguyên tử trong khung mạng: 55nguyên tử nhôm và 137 nguyên tử silicon Điều này tương ứng với tỷ lệ mol của silica

trong đặc tính cấu trúc của zeolit Một tứ diện

Hình 1.3: Tứ diện Silicon / aluminum

Như đã nêu ở trên, một zeolit điển hình bao gồm các nguyên tử silicon và nhômđược nối tứ diện bởi bốn nguyên tử oxy Silic ở trạng thái oxy hóa +4 do đó một tứdiện có chứa silic là điện tích trung tính Ngược lại, nhôm ở trạng thái oxy hóa + 3,điều này chỉ ra rằng mỗi khối tứ diện chứa nhôm có điện tích bằng - 1, phải được cânbằng bởi một ion dương

Các giải pháp có chứa natri hydroxit thường được sử dụng trong việc tổng hợpzeolit Natri đóng vai trò là ion dương để cân bằng điện tích âm của tứ diện nhôm.Zeolit này được gọi là soda Y hoặc NaY Các zeolit NaY không ổn định thủy nhiệt vìhàm lượng natri cao Các ion amoni thường được sử dụng để thay thế natri Khi sấyzeolit, amoniac được hóa hơi Kết quả là h nh thành các tâm axit Bronsted và Lewis.Các tâm axit Bronsted có thể được trao đổi thêm với các vật liệu đất hiếm như cerium

và lanthanum để tăng cường hoạt tính của chúng Hoạt tính của zeolit đến từ các tâmaxit này

1.3.2 Tính chất Zeolit

Các tính chất của zeolit đóng một vai trò quan trọng trong hiệu suất tổng thể củachất xúc tác Hiểu những đặc tính này làm tăng khả năng dự đoán phản ứng xúc táccủa chúng ta đối với những thay đổi trong hoạt động sản xuất của phân xưởng Từ khisản xuất zeolit phải giữ được các đặc tính xúc tác của nó trong các điều kiện vận hànhkhắc nghiệt của phân xưởng RFCC ôi trường lò phản ứng / tái sinh có thể gây ranhững thay đổi đáng kể trong thành phần hóa học và cấu trúc của zeolit Đặc biệt,trong thiết bị tái sinh, zeolit phải chịu tác động của nhiệt độ cao và hơi nước (tác độngthủy nhiệt) Trong lò phản ứng, nó tiếp xúc với các tạp chất từ nguyên liệu như vanadi

và natri Các phương pháp phân tích khác nhau đã được sử dụng để xác định tính chấtzeolit Những phương pháp này cung cấp thông tin về hoạt tính, loại, số lượng và phân

phối của tâm axit Các phương pháp kiểm tra bổ sung c ng có thể cung cấp thông tin vềdiện tích bề mặt và phân bố kích thước lỗ ô mạng Ba thông số phổ biến nhất đánh giázeolit như sau:

UCS: Đây là giá trị đo các tâm nguyên tử nhôm hoặc tổng độ axit trên mỗi đơn vị

nguyên tử silicon không sở hữu bất kỳ hoạt tính nào

UCS c ng là một chỉ số về hoạt tính axit của zeolit Bởi vì ion nhôm lớn hơn ionsilic, khi UCS giảm, các tâm axit trở nên xa nhau hơn Sức mạnh của các tâm axitđược xác định bởi mức độ cô lập của chúng với các vị trí axit lân cận Sự gần g i củacác vị trí tâm axit này gây ra sự mất ổn định cấu trúc zeolit Phân phối tâm axit củazeolit là một yếu tố cơ bản ảnh hưởng đến hoạt tính và tính chọn lọc của zeolit Ngoài

ra, phép đo UCS có thể được sử dụng để cho thấy trị số octan của zeolit UCS thấp hơncho thấy các tâm hoạt tính ít hơn trên mỗi đơn vị ô mạng Các tâm axit ít hơn này cách

xa nhau và do đó ức chế các phản ứng chuyển vị hydro, do đó làm tăng chỉ số octan

[8] Sự tăng chỉ số octan là do nồng độ olefin trong xăng cao hơn

Hình 1.4: Ảnh hưởng của UCS đến octan và năng suất sản lượng C 3

Zeolit có UCS thấp hơn th ít hoạt tính hơn các zeolit đã trao đổi đất hiếm Tuynhiên, các zeolit UCS thấp hơn có xu hướng giữ lại một phần lớn hoạt tính của chúngtrong điều kiện vận hành khắc nghiệt về phá hủy nhiệt và thủy nhiệt, do đó có tênUSY.

Một zeolit mới được sản xuất có UCS tương đối cao trong khoảng 24,50 - 24,75

trúc zeolit và do đó làm giảm UCS của nó Mức UCS cuối cùng phụ thuộc vào hàmlượng đất hiếm và natri của zeolit Hàm lượng natri và đất hiếm của zeolit mới càng thấpthì UCS của chất xúc tác cân bằng (E-cat) càng thấp So sánh khả năng lưu giữ hoạt tính

giữa các zeolit trao đổi đất hiếm so với zeolit USY được trình bày ở đồ thị hình 1.5

Hình 1.5: So sánh khả năng lưu giữ hoạt tính giữa các zeolit trao đổi đất hiếm so với

zeolit USY a) Hàm lượng đất hiếm:

Các nguyên tố đất hiếm (RE) như lanthanum và cerium đóng vai trò là cầu nối để

ổn định các nguyên tử nhôm trong cấu trúc zeolit Chúng ngăn các nguyên tử nhômtách ra khỏi mạng zeolit khi chất xúc tác tiếp xúc với hơi nước ở nhiệt độ cao trongthiết bị tái sinh

Một zeolit được trao đổi hoàn toàn với đất hiếm có UCS cao, trong khi một zeolitkhông có trao đổi với đất hiếm có UCS rất thấp khoảng 24,25 A Đất hiếm làm tăng

hoạt tính zeolit và độ chọn lọc xăng với giảm chỉ số octan được trình bày ở hình 1.6

[8] Giảm octan là do thúc đẩy các phản ứng chuyển vị hydro Việc đưa đất hiếm vào

duy trì các tâm axit ngày gần hơn, thúc đẩy các phản ứng chuyển vị hydro Ngoài ra,đất hiếm giúp cải thiện sự ổn định nhiệt và thủy nhiệt của zeolit Để cải thiện hoạt tínhcủa zeolit USY, các nhà cung cấp xúc tác thường thêm một số đất hiếm vào zeolit

b) Hàm lượng natri:

Natri trên chất xúc tác có nguồn gốc từ zeolit trong quá trình sản xuất hoặc từnguyên liệu của FCC Điều quan trọng đối với zeolit mới là chứa lượng natri rất thấp.Natri làm giảm tính ổn định thủy nhiệt của zeolit Nó c ng phản ứng với các tâm axitcủa zeolit và làm giảm hoạt tính xúc tác Trong thiết bị tái sinh, natri là có tính diđộng Các ion natri có xu hướng trung hòa các tâm axit mạnh nhất Trong một zeolit đã

chỉ số octan xăng và được trình bày ở đồ thị hình 1.7 [8] Sự giảm octan được cho là

do sự sụt giảm số lượng các tâm axit mạnh

Hình 1.6: Ảnh hưởng của đất hiếm đến chỉ số octan và sản lượng xăng

Hình 1.7: Ảnh hưởng của Natri đối với chỉ số octans

Các nhà cung cấp chất xúc tác của RFCC hiện có thể sản xuất xúc tác có hàmlượng natri là 0,2 % khối lượng Natri thường được báo cáo như là phần trăm khối

phần khối lượng của natri trong zeolit Điều này là do xúc tác của RFCC có nồng độzeolit khác nhau

UCS, đất hiếm và natri chỉ là ba trong số các thông số có sẵn để mô tả các đặc tínhzeolit mà nhà cung cấp xúc tác cung cấp thông tin Nếu được yêu cầu, các phân tíchkiểm tra bổ sung có thể được tiến hành để kiểm tra các đặc tính khác của zeolit

Hoạt tính matrix đóng góp đáng kể vào hiệu suất tổng thể của xúc tác RFCC Các

lổ mao quản zeolit không thích hợp để bẻ gãy mạch các phân tử hydrocarbon lớn

lớn đến tâm axit Để tăng hiệu quả th matrix phải có cấu trúc xốp để cho phép khuếchtán hydrocarbon vào và ra khỏi xúc tác

Hoạt tính của matrix là cung cấp các phản ứng bẽ gãy mạch sơ bộ Các tâm axitnằm trong matrix không được chọn lọc như các tâm axít của zeolit nhưng có thể bẻgãy các phân tử lớn hơn bị cản trở khi đi vào lỗ mao quản của zeolit Hoạt tính matrixtiền bẽ gãy các phân tử nguyên liệu nặng để cho quá trình bẽ gãy tiếp tục bên trong cácmao quản zeolit Kết quả là sự tương tác hiệp đồng giữa matrix và zeolit trong đó hoạt

tính đạt được bởi các hiệu ứng kết hợp của chúng có thể lớn hơn tổng hiệu ứng riêng lẻcủa chúng.

atrix c ng có thể đóng vai trò là bẫy để bắt giữ vanadi và nitơ Phần có nhiệt độsôi cao của nguyên liệu RFCC thường chứa kim loại và nitơ có tính kiềm (basicnitrogen) gây ngộ độc cho zeolit Một trong những lợi thế của hoạt tính matrix là nóbảo vệ zeolit khỏi bị mất hoạt tính bởi các tạp chất này

d) Chất độn và chất kết dính

Chất độn là một loại đất sét được kết hợp vào xúc tác để pha loãng hoạt tính của

tác của RFCC Nhà sản xuất xúc tác của RFCC sử dụng đất sét kaoline làm bộ khung

để phát triển zeolit

Chất kết dính đóng vai trò như một chất keo để giữ zeolit, matrix và chất độn vớinhau Chất kết dính có thể có hoặc không có hoạt tính xúc tác Tầm quan trọng củachất kết dính trở nên nổi bật hơn với các xúc tác có chứa nồng độ zeolit cao

Các chức năng của chất độn và chất kết dính là cung cấp độ bền vật lý (mật độ,khả năng chịu mài mòn, phân bố kích thước hạt (PSD), v.v.), môi trường truyền nhiệt

và trạng thái giả lỏng trong đó thành phần quan trọng nhất zeolit được kết hợp vào.Tóm lại, zeolit sẽ ảnh hưởng đến hoạt tính, tính chọn lọc và chất lượng sản phẩm.Hoạt tính matrix có thể cải thiện chuyển hóa phần cặn nặng và chống lại các tấn côngcủa vanadi và nitơ Những matrix chứa các lỗ xốp nhỏ có thể ngăn chặn khả năng phântách hydrocarbon của xúc tác đã qua sử dụng và tăng sản lượng hydro khi có mặtniken Đất sét và chất kết dính cung cấp tính độ bền cơ học của xúc tác

1.3.3 Đặc tính xúc tác mới

a) Hàm lượng ẩm (Loss Of Ignition-LOI)

LOI đại diện cho hàm lượng ẩm trong xúc tác mới từ nhà cung cấp xúc tác, hàm

bị tái sinh Trên thị trường th xúc tác luôn được bán ở dạng khô nhưng trong quá tr nhtồn chứa và vận chuyển một lượng ẩm bị xúc tác hấp phụ, giá trị điển hình của hàmlượng ẩm là 10 – 15% khối lượng Nếu hàm lượng ẩm cao hơn 15% th xúc tác dễ bịvón cục trong thiết bị chứa và ảnh hưởng đến quá tr nh lưu chuyển, hao hụt xúc tác khiđược nạp vào hệ thống

b) Phân bố kích thước hạt

Sự phân bố kích thước hạt (Partical Size Distribution-PSD) là một chỉ số được sửdụng để đánh giá tính chất giả lỏng của xúc tác Nói chung, tính giả lỏng được cảithiện khi tỷ lệ các hạt 0 - 40 µm được tăng lên tuy nhiên tỷ lệ cao các hạt 0 - 40 μm cm c

ng sẽ dẫn đến tổn thất xúc tác lớn hơn

Các đặc tính giả lỏng của xúc tác FCC phụ thuộc phần lớn vào cấu h nh cơ khí củaphân xưởng Tỷ lệ phần trăm 0 -40 μm cm trong hệ thống tuần hoàn xúc tác là hiệu quảcủa chức năng phân tách của cyclone Trong phân xưởng có tuần hoàn xúc tác tốt, cóthể kinh tế để giảm thiểu phần nhỏ của các hạt nhỏ hơn 20 μm cm Điều này là do sau mộtvài chu kỳ, hầu hết 0 - 20 μm cm sẽ thoát khỏi thiết bị thông qua các cyclone.

Các nhà sản xuất xúc tác kiểm soát PSD của chất xúc tác mới, chủ yếu thông quachu trình sấy phun Trong máy sấy phun, bùn xúc tác phải được phun tơi hiệu quả đểđạt được sự phân tán thích hợp

Diện tích bề mặt riêng được báo cáo là tổng diện tích bề mặt của zeolit và matrix.Trong sản xuất zeolit, việc đo diện tích bề mặt zeolit là một trong những thủ tục đượccác nhà cung cấp chất xúc tác sử dụng để kiểm soát chất lượng Diện tích bề mặt

được hấp phụ bởi chất xúc tác Cần lưu ý rằng có các phương pháp khác nhau được sửdụng để đo diện tích bề mặt và các giá trị được báo cáo khác nhau từ các nhà cung cấpchất xúc tác khác nhau

Diện tích bề mặt tương quan khá tốt với hoạt tính của xúc tác mới Đây là dữ liệuhữu ích ở chỗ nó tỷ lệ thuận với hàm lượng zeolit trong xúc tác

d) Natri (Na) (wt%)

Natri đóng vai trò là một thành phần trong việc sản xuất các chất xúc tác của FCC nhhưởng bất lợi của nó đã được biết rỏ vì nó làm mất hoạt tính của zeolit và làm giảm chỉoctan của xăng nên hàm lượng natri được giảm tối thiểu trong xúc tác mới Bảng kiểm

tác Khi so sánh các loại chất xúc tác với nhau, hàm lượng natri được sửdụng để đánh giá

Đất hiếm (RE) là tên gọi chung cho 14 nguyên tố kim loại của nhóm lanthani Cácnguyên tố này có tính chất hóa học giống nhau và thường được cung cấp dưới dạng hỗnhợp các oxít được chiết xuất từ quặng như bastnaesite hoặc monazite Đất hiếm cải thiệnhoạt động xúc tác và ổn định cấu trúc của xúc tác hạn chế sự phá hủy thủy nhiệt Chất xúctác có thể được bổ sung với hàm lượng đất hiếm khác nhau tùy thuộc vào các mục tiêu củacác nhà máy lọc dầu Tương tự như natri, các báo cáo cho thấy hàm lượng đất hiếm hoặcoxít đất hiếm (Re2O3) là phần trăm khối lượng của chất xúc tác Re2O3 điển h nh được sửdụng trong công nghệ sản xuất xúc tác là lanthanum và cerium thường là La2O3 và CeO2.Hàm lượng đất hiếm của xúc tác ảnh hưởng đến hoạt tính và độ chọn lọc của xúc tác Khihàm lượng đất hiếm trên xúc tác tăng th mật độ

tâm axit của zeolit tăng và kết quả là hoạt tính của xúc tác mạnh hơn Ví dụ 2 loại xúctác có cùng ZSA, SA, hàm lượng tạp chất của nguyên liệu giống nhau nhưng với hàmlượng đất hiếm khác nhau, hàm lượng đất hiếm cao hơn sẽ có hoạt tính cao hơn.

Cùng một thời điểm, nếu tăng hàm lượng đất hiếm của zeolit th độ chọn lọc củaxúc tác sẽ cho ra nhiều xăng, giảm hàm lượng olefin và hàm lượng olefin nhẹ sẽ thấphơn Tăng đất hiếm c ng dẫn đến giảm chỉ số octan của xăng và tăng sản lượng coke.Hàm lượng đất hiếm trên zeolit là giá trị đo quan trong để đánh giá hiệu quả củazeolit Do đó hàm lượng đất hiếm của các loại xúc tác khác nhau sẽ khác nhau (đặcbiệt loại xúc tác mà không có thành phần đất hiếm trong zeolit) Một nguồn khác của

Một lần nữa, khi so sánh các chất xúc tác khác nhau, hàm lượng đất hiếm trênzeolit được sử dụng nh hưởng của hàm lượng đất hiếm đến hoạt tính xúc tác được

sự thay đổi tính chất xúc tác và điều kiện vận hành Kết quả một phân tích chất xúc tác

cân bằng được trình bày ở hình 1.9 [2]