Xúc tác cho quá trình FCC
Chi phí thay thế xúc tác FCC (cụ thể trong NMLD
Dung Quất khoảng 5 triệu USD/năm nếu chế biến
100%dầu Bạch Hổ và khoảng 15 triệu USD/năm
nếu chế biến 85% dầu thô Bạch Hổ và 15% dầu
thô Dubai) là một trong những chi phí vận hành
lớn nhất của nhà máy. Ngoài ra lợi nhuận mất đi
do sử dụng loại xúc tác không thích hợp dẫn đến
cơ cấu sản phẩm không đạt được hiệu quả kinh tế
tối ưu có thể lên tới 0,5 USD/thùng dầu (tức hơn
12 triệu USD/năm) (Oil & Gas Journal, Oct 14,
1996; 94, 42) và chi phí phát sinh do đình trệ sản
xuất có thể gây thiệt hại hơn gấp nhiều lần.
56 trang |
Chia sẻ: tlsuongmuoi | Lượt xem: 3029 | Lượt tải: 3
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Xúc tác cho quá trình FCC, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Xúc tác cho quá trình FCC 1
XÚC TÁC CHO QUÁ TRÌNH FCC
GVHD: TS. NGUYỄN HỮU LƯƠNG
HV: DƯƠNG KIM NGÂN 91005003
Xúc tác cho quá trình FCC 2
NỘI DUNG TRÌNH BÀY
1. GIỚI THIỆU
2. THÀNH PHẦN CỦA XÚC TÁC
3. KỸ THUẬT SẢN XUẤT CHẤT XÚC TÁC
4. LỰA CHỌN CHẤT XÚC TÁC VÀ CÔNG
NGHỆ
5. PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ XÚC TÁC FCC
TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM
6. MỘT SỐ XÚC TÁC CHO GIAI ĐOẠN FCC
7. KẾT LUẬN
Xúc tác cho quá trình FCC 3
1.GIỚI THIỆU
Xúc tác cho quá trình FCC 4
1.GIỚI THIỆU
Cracking xúc tác (FCC) là một trong
những quá trình quan trọng nhất
của công nghệ lọc dầu. Xăng từ
cracking chiếm khoảng 30-50%
trong thành phần xăng thương
phẩm. Ngoài ra, cracking xúc tác
còn cung cấp một lượng đáng kể
dầu DO, LPG, khí nhiên liệu và
olefin nhẹ cho hóa dầu.
Xúc tác cho quá trình FCC 5
1.GIỚI THIỆU
Trong quá trình cracking, chất xúc
tác đóng vai trò đặc biệt quan trọng
trong việc định hướng sản phẩm,
nâng cao hiệu suất và chất lượng
các sản phẩm mong muốn.
Xúc tác cho quá trình FCC 6
1.GIỚI THIỆU
Chi phí thay thế xúc tác FCC (cụ thể trong NMLD
Dung Quất khoảng 5 triệu USD/năm nếu chế biến
100%dầu Bạch Hổ và khoảng 15 triệu USD/năm
nếu chế biến 85% dầu thô Bạch Hổ và 15% dầu
thô Dubai) là một trong những chi phí vận hành
lớn nhất của nhà máy. Ngoài ra lợi nhuận mất đi
do sử dụng loại xúc tác không thích hợp dẫn đến
cơ cấu sản phẩm không đạt được hiệu quả kinh tế
tối ưu có thể lên tới 0,5 USD/thùng dầu (tức hơn
12 triệu USD/năm) (Oil & Gas Journal, Oct 14,
1996; 94, 42) và chi phí phát sinh do đình trệ sản
xuất có thể gây thiệt hại hơn gấp nhiều lần.
Xúc tác cho quá trình FCC 7
1.GIỚI THIỆU
Lượng chất xúc tác cho quá trình
FCC chiếm một tỉ lệ lớn (gần 80%)
so với tổng lượng chất xúc tác trong
nhà máy lọc dầu (NMLD).
Xúc tác cho quá trình FCC 8
1.GIỚI THIỆU
Số liệu năm 1994(IFP) về việc sử dụng chất xúc tác:
Qúa trình Tấn/năm
Cracking xúc tác 440.000
Hydrotreating 80.000
Qúa trình Claus 20.000
Hydrocracking 8.000
Reforming 5.000
Isomerisation 1.000
Các quá trình khác 12.000
Tổng cộng 566.000
% Cracking xúc tác 77.74%
Xúc tác cho quá trình FCC 9
1.GIỚI THIỆU
Ngoài yếu tố về kinh tế, xúc tác FCC còn
ảnh hướng tới hoạt động của NMLD cả về
phương diện an toàn lẫn môi trường. Xúc
tác sử dụng không thích hợp sẽ dễ bị đầu
độc, TB sẽ luôn phải hoạt động ở nhiệt độ
cao nên dễ giảm tuổi thọ, phát sinh ra
nhiều sự cố trong quá trình vận hành như
cháy, nổ, làm gián đoạn hoạt động sx, tạo
sp phụ có tác dụng xấu cho môi trường,
lại phải tốn chi phí đầu tư và vận hành TB
loại bỏ sp phụ đó.
Xúc tác cho quá trình FCC 10
1.GIỚI THIỆU
Vậy việc lựa chọn loại xúc tác FCC
phù hợp về kỹ thuật, mang lại hiệu
quả kinh tế cao nhất luôn là mối
quan tâm hàng đầu của NMLD trong
việc tối ưu hóa vận hành nhà máy.
Xúc tác cho quá trình FCC 11
1.GIỚI THIỆU
Một số phản ứng chính cho giai đoạn FCC:
Xúc tác cho quá trình FCC 12
2.THÀNH PHẦN CỦA XÚC TÁC
Zeolite
Chất mang (Matrix)
Chất độn và chất kết dính
Xúc tác cho quá trình FCC 13
2.THÀNH PHẦN CỦA XÚC TÁC
2.1.Zeolite
Zeolite là thành phần quan trọng nhất
của xúc tác cho quá trình FCC. Vì
mang đến cho xúc tác:
Tính chọn lọc (selectivity)
Hoạt tính (activity)
Chất lượng sản phẩm (quality)
Xúc tác cho quá trình FCC 14
2.THÀNH PHẦN CỦA XÚC TÁC
2.1.Zeolite
Chất lượng của xúc tác phụ thuộc phần lớn
vào zeolite Nếu hiểu được:
Cấu trúc của zeolite,
Tính chất hóa học của zeolite,
Các kiểu zeolite,
Tính chất zeolite
sẽ giúp chọn được xúc tác tốt, đảm bảo
hiệu suất cracking mong muốn.
Xúc tác cho quá trình FCC 15
2.THÀNH PHẦN CỦA XÚC TÁC
2.1.Zeolite
Cấu trúc của zeolite
Tinh thể zeolite là tứ diện (tetrahedron) tạo bởi Al, Si, O.
Tâm tứ diện là 1 nguyên tử Si hay Al, 4 đỉnh là 4 nguyên tử
Công thức chung: Me2/xO.Al2O3.nSiO2.mH2O
Trong đó: Me là kim loại kiềm như Na, K (khi đó x=1) hoặc
kim loại kiềm thổ như Ca, Mg... (khi đó x=2).
Xúc tác cho quá trình FCC 16
2.THÀNH PHẦN CỦA XÚC TÁC
Xúc tác cho quá trình FCC 17
2.THÀNH PHẦN CỦA XÚC TÁC
2.1.Zeolite
Cấu trúc của zeolite
Các tinh thể hợp lại thành mạng không gian
với các lỗ rỗng (pore) có kích thước
khoảng 8.0 Angstroms. Nhiều lỗ rỗng sẽ
làm zeolite có bề mặt riêng rất lớn,
khoảng 600m2/g. Cấu trúc lớn có tính lặp
lại, gọi là các ô (unit cell), kích thước của
ô (unit cell size:UCS) là khoảng cách gữa
2 ô gần nhất.
UCS là yếu tố quan trọng nhất để đánh
giá cấu trúc zeolite.
Xúc tác cho quá trình FCC 18
2.THÀNH PHẦN CỦA XÚC TÁC
2.1.Zeolite
Cấu trúc của zeolite
Xúc tác cho quá trình FCC 19
2.THÀNH PHẦN CỦA XÚC TÁC
2.1.Zeolite
Cấu trúc của zeolite Y nhìn dưới kính hiển vi
Xúc tác cho quá trình FCC 20
2.THÀNH PHẦN CỦA XÚC TÁC
2.1.Zeolite
Tính chất hóa học của zeolite
Do trạng thái oxh của Si=+4 nên tâm là Si trung
hòa điện, của Al=-3 nên tâm mang điện tích âm,
phải được trung hòa bởi 1 ion dương.
Dung dịch NaOH thường được sử dụng để trung hòa
điện tích của tứ diện Al. Zeolite này gọi là Zeolite
Soda Y hay zeolite NaY, không bền thủy nhiệt do
chứa nhiều Na.
Ion NH4+ được dùng để thay thế Na, sau khi sấy
zeolite, NH3 bay hơi để lại H+ trên zeolite, do đó
tâm acide vừa là kiểu Bronted, vừa kiểu Lewis.
Tâm acide tạo nên hoạt tính cho xúc tác
Xúc tác cho quá trình FCC 21
2.THÀNH PHẦN CỦA XÚC TÁC
2.1.Zeolite
Các kiểu zeolite
Zeolite dùng trong sản xuất xúc tác FCC được tổng
hợp từ zeolite tự nhiên.
Kiểu zeolite sử dụng trong xúc tác FCC là kiểu X,
kiểu Y, và kiểu ZSM-5.
Phần lớn xúc tác FCC sử dụng zeolite kiểu Y.
ZSM-5 là loại zeolite đa năng, làm tăng hiệu suất thu
olefin và tăng chỉ số octane của xăng
Xúc tác cho quá trình FCC 22
2.THÀNH PHẦN CỦA XÚC TÁC
Xúc tác cho quá trình FCC 23
2.THÀNH PHẦN CỦA XÚC TÁC
2.1.Zeolite
Các kiểu zeolite
Đến cuối những năm 1970, zeolite
được trao đổi ion với các ion đất
hiếm. Các thành phần đất hiếm như
Lathanum, cerium được dùng để
thay thế Na trong tinh thể. Qúa
trình này làm tăng hoạt tính và độ
bền thủy nhiệt của xúc tác.
Xúc tác cho quá trình FCC 24
2.THÀNH PHẦN CỦA XÚC TÁC
2.1.Zeolite
Các kiểu zeolite
Yêu cầu giảm Pb trong xăng từ năm 1986
đặt ra vấn đề tăng chỉ số octane của xăng
FCC. Xúc tác mới yêu cầu tách bớt Al ra
khỏi mạng zeolite. Điều này làm tăng
SAR, giảm UCS, giảm hàm lượng Na trong
zeolitetăng khả năng tạo olefin. Loại
zeolite thiếu Al gọi là zeolite siêu bền
(ultrastable Y: USY) độ bền cao hơn
zeolite Y truyền thống
Xúc tác cho quá trình FCC 25
2.THÀNH PHẦN CỦA XÚC TÁC
2.1.Zeolite
Tính chất zeolite
Hiểu tính chất zeolite giúp tăng khả năng
tiên đoán sự thay đổi của xúc tác khi sự
hoạt động của TB thay đổi.
Trong Tbị phản ứng và thiết bị tái sinh,
zeolite hoạt động ở điều kiện khắc nghiệt,
có thể dẫn đến sự thay đổi về thành phần
hóa học và cấu trúc zeolite. Ví dụ: ở thiết
bị tái sinh, zeolite chịu quá trình nhiệt và
thủy nhiệt; còn trong TBpứ, zeolite bị
nhiễm bẩn V, Na, …
Xúc tác cho quá trình FCC 26
2.THÀNH PHẦN CỦA XÚC TÁC
2.1.Zeolite
Tính chất zeolite
Tính chất zeolite được đánh giá thông
qua nhiều thông số, trong đó 3
thông số quan trọng nhất là:
+UCS
+Hàm lượng kim loại đất hiếm
+Hàm lượng Na
Xúc tác cho quá trình FCC 27
2.THÀNH PHẦN CỦA XÚC TÁC
2.1.Zeolite
Tính chất zeolite
+UCS
UCS là khoảng cách lập lại giữa 2 ô tinh thể. Là đại
lượng đặc trưng cho số tâm acide của 1 ô cơ bản.
NAl =111*(UCS-24.215)
NSi=192-NAl
Khi UCS giảm thì số nguyên tử Al càng thấp, các
tâm acid càng ở xa nhau. Độ mạnh của 1 tâm
acide được xác định bằng khoảng không gian
riêng. Nếu các tâm acide ở quá gần nhau sẽ giảm
độ bền của cấu trúc zeolite. Sự phân bố các tâm
acide là một yếu tố ảnh hưởng cơ bản đến hoạt
tính và tính chọn lọc của zeolite.
Xúc tác cho quá trình FCC 28
2.THÀNH PHẦN CỦA XÚC TÁC
2.1.Zeolite
Tính chất zeolite
+UCS
VD:zeolite có UCS thấp=>ít tâm acide trên 1 ô. Các tâm
acide đã ít, lại cách xa nhau nên tránh được phản ứng
chuyển Hydro, do đó làm tăng chỉ số octane của xăng
cũng như tăng hiệu suất thu sản phẩm C3 và các sp
nhẹ hơn. Sự tăng chỉ số octane này là do nồng độ cao
của olefin trong xăng).
Zeolite USY có UCS thấp có hoạt tính kém hơn loại REY
truyền thống. Tuy nhiên, zeolite có UCS thấp có khả
năng giữ được hoạt tính dưới điều kiện hoạt động khắc
nghiệt của quá trình, do đó còn gọi là UltraStable Y
Xúc tác cho quá trình FCC 29
2.THÀNH PHẦN CỦA XÚC TÁC
(LTA: Zeolite A, LTL: Zeolite L, BEA: Zeolite Beta, GIS:
Gismondine, MFI: ZSM-5 (Zeolite Socony Mobile No. 5),
MOR: Mordenite).
Xúc tác cho quá trình FCC 30
2.THÀNH PHẦN CỦA XÚC TÁC
2.1.Zeolite
Tính chất zeolite
+Hàm lượng KL đất hiếm (Rare earth)
KL đất hiếm đóng vai trò cầu nối để bền các
nguyên tử Al trong cấu trúc zeolite, ngăn
không cho Al bị tách ra khi xúc tác gặp
hơi nước nhiệt độ cao ở TB tái sinh.
Zeolite đã được trao đổi ion đất hiếm hoàn
toàn, khi hoạt động ổn định có UCS cao,
trong khi loại không trao đổi đất hiếm có
UCS nhỏ.
Xúc tác cho quá trình FCC 31
2.THÀNH PHẦN CỦA XÚC TÁC
2.1.Zeolite
Tính chất zeolite
+Hàm lượng KL đất hiếm (Rare earth)
RE làm tăng hoạt tính của zeolite và độ
chọn lọc sản phẩm xăng, và làm giảm
octane. Nguyên nhân là sự liên kết của RE
giúp giữ vững các tâm acide ở gần nhau,
làm tăng phản ứng chuyển Hydro. RE
cũng làm tăng tính bền nhiệt và thủy
nhiệt của zeolite.
Xúc tác cho quá trình FCC 32
2.THÀNH PHẦN CỦA XÚC TÁC
2.1.Zeolite
Tính chất zeolite
+Hàm lượng Na
Na đến từ quá trình sản xuất zeolite cũng như từ
nguyên liệu FCC mang vào. Xúc tác mới phải có
hàm lượng Na càng thấp càng tốt.
Na làm giảm độ bền thủy nhiệt của zeolite. Na phản
ứng với tâm acide của zeolite, làm giảm hoạt tính
xúc tác FCC.
Trong TB tái sinh, ion Na di chuyển cơ động, sẽ
trung hòa các tâm acide mạnh nhất.
Zeolite đã tách bớt Al có UCS thấp, Na có thể gây
hiệu ứng bất lợi lên chỉ số octane của xăng.
Octane giảm do xúc tác bị mất các tâm acide.
Xúc tác cho quá trình FCC 33
2.THÀNH PHẦN CỦA XÚC TÁC
2.1.Zeolite
Tính chất zeolite
+Hàm lượng Na
Các nhà sản xuất xúc tác FCC có thể sx xúc
tác với hàm lượng Na thấp hơn 0.2%KL
Hàm lượng của Na được ghi dưới dạng
%Na/toàn bộ xúc tác. Muốn chính xác
phải so sánh hàm lượng Na/zeolite. Vì xúc
tác FCC có hàm lượng zeolite khác nhau.
Xúc tác cho quá trình FCC 34
2.THÀNH PHẦN CỦA XÚC TÁC
2.2. CHẤT MANG (MATRIX)
Chất mang được sử dụng là oxyt nhôm. Cũng có hoạt
tính, nhưng không có tính chọn lọc như zeolite.
Chất mang đóng vai trò đáng kể trong chất lượng chất
xúc tác vì lỗ rỗng của zeolite quá nhỏ, không tểh cho
các phân tử HC lớn khuếch tán vào, chất mang mang
lại khả năng này.
Các phản ứng carcking sơ cấp xảy ra trên chất mang. Tâm
acide trên chất mang không có tính chọn lọc cao như
zeolite, nhưng có khả năng crack các phân tử lớn,
những phân tử không có khả năng thâm nhập vào các
lỗ rỗng của zeolite. Sản phẩm là các phân tữ nhỏ hơn
sẽ có khả năng chui vào các lỗ rỗng của zeolite.
Xúc tác cho quá trình FCC 35
2.THÀNH PHẦN CỦA XÚC TÁC
2.2. CHẤT MANG (MATRIX)
Chất mang có thể đóng vai trỏ bẩy
các nguyên tử V và các nguyên tử N
có tính kiểm. Những chất này có
khả năng làm ngộ độc zeolite.
Vậy ưu điểm của chất mang là giữ
cho zeolite không bị mất hoạt tính
sớm do những tạp chất.
Xúc tác cho quá trình FCC 36
2.THÀNH PHẦN CỦA XÚC TÁC
2.2. CHẤT ĐỘN & CHẤT KẾT DÍNH
+Chất độn là loại đất sét đưa vào xúc tác
làm loãng hoạt tính của nó.Cao lanh
thường được sử dụng làm chất độn cho
xúc tác FCC.
+Chất kết dính giúp gắn kết zeolite, chất
mang và chất độn với nhau.
Chất độn và chất kết dính đảm bảo tính bền
vật lý cho xúc tác, đảm bảo môi trường
khuếch tán nhiệt.
Xúc tác cho quá trình FCC 37
2.THÀNH PHẦN CỦA XÚC TÁC
TÓM LẠI:
Zeolite ảnh hưởng đến hoạt tính, độ
chọn lọc và chất lượng sản phẩm.
Chất mang làm tăng khả năng
cracking phân đoạn nặng, chống
ngộ độc V, N
Chất độn và chất kết dính giúp đảm
bảo ổn định vật lý, độ bền cơ học.
Xúc tác cho quá trình FCC 38
3.KỸ THUẬT SẢN XUẤT CHẤT XÚC
TÁC FCC
Qúa trình sản xuất CXT FCC hiện đại được
chia thành 2 nhóm:
1. Qúa trình “incorporation”: là qt đòi hỏi
sản xuất zeolite và chất mang độc lập và
sử dụng 1 chất để gắn kết chúng lại với
nhau.
2. Qúa trình “in-situ”: là qt mà trong đó
thành phần zeolite được lớn lên ngay
bên trong bộ khung đất sét đã được tạo
ra trước đó
Xúc tác cho quá trình FCC 39
3.KỸ THUẬT SẢN XUẤT CHẤT XÚC
TÁC FCC
3.1. ZEOLITE TRUYỀN THỐNG (REY, REHY, HY):
Zeolite NaY được sản xuất bởi sự nấu hỗn hợp của
SiO2, Al2O3 và NaOH trong vài giờ ở nhiệt độ qui
định, đến khi xuất hiện sự kết tinh.
Nguồn SiO2 và Al2O3 tiêu biểu là Na2SiO3 và NaALO2
Sự kết tinh của zeolite Y mất 10h tại khoảng 210oF
(100OC)
Việc sx 1 zeolite chất lượng đòi hỏi kiểm soát chính
xác về nhiệt độ, thời gian và độ pH của dung dịch
kết tinh .
Zeolite NaY được tách rời sau khi lọc và rửa nước
dung dịch kết tinh.
Xúc tác cho quá trình FCC 40
3. KỸ THUẬT SẢN XUẤT CHẤT XÚC
TÁC FCC
3.1. ZEOLITE TRUYỀN THỐNG (REY, REHY,
HY):
Zeolite NaY tiêu biểu chứa xấp xỉ 13% khối
lượng Na2O. Để tăng cường hoạt tính và
độ bền nhiệt và thủy nhiệt của NaY, hàm
lượng Na phải được giảm bớt. Việc này
thường được thực hiện bởi sự trao đổi ion
của NaY với dung dịch chứa cation đất
hiếm và/hoặc ion H+.
Dung dịch (NH4)2SO4 thường được sử dụng
như 1 nguồn cung cấp ion H+
Xúc tác cho quá trình FCC 41
3. KỸ THUẬT SẢN XUẤT CHẤT XÚC
TÁC FCC
3.2. ZEOLITE SIÊU BỀN USY:
Được sx bởi sự tách 1 vài ion Al3+ trong khung với Si
Kỹ thuật truyền thống sd nhiệt độ cao 1300oF đến
1500oF (704 đến 816oC) dùng hơi để nung zeolite
HY.
Lọc bằng acide, trích ly hóa học và thay thế hóa học
là tất cả các dạng của tách nhôm, dạng phổ biến
trong những năm gần đây.
Ưu điểm chính của qt này so với tách nhôm truyền
thống là việc loại bỏ zeolite không có nhôm trong
khung.
Xúc tác cho quá trình FCC 42
3. KỸ THUẬT SẢN XUẤT CHẤT XÚC
TÁC FCC
3.2. ZEOLITE SIÊU BỀN USY:
Trong công đoạn sản xuất CXT USY thì
zeolite, đất sét, và chất kết dính được
trộn để tạo hỗn hợp bùn.
Hỗn hợp này được tiếp tục được trộn đều
và sấy phun, nhằm tạo các hạt xúc tác
hình cầu, sấy bay hơi nước với sự có
mặt của không khí nóng.
Xúc tác cho quá trình FCC 43
3. KỸ THUẬT SẢN XUẤT CHẤT XÚC
TÁC FCC
3.3. QUÁ TRÌNH ENGELHARD:
Kỹ thuật sx CXT FCC “in-situ” của Engelhard dựa
trên cơ sở sự lớn lên của zeolite trong các hạt cao
lanh gốc.
Dung dịch của các cao lanh khác nhau được sấy
phun tạo dạng cầu. Dạng cầu được làm cứng ở
nhiệt độ cao 1300oF (704OC)
Zeolite NaY được sx bằng cách nấu hạt cao lanh,
quặng mullite, Na2SiO3 với NaOH
Các hạt hình cầu được lọc và rửa trước khi trao
đổi ion và hoàn thành công đoạn xử lý cuối.
Xúc tác cho quá trình FCC 44
4. LỰA CHỌN CHẤT XÚC TÁC FCC
Việc lựa chọn CXT phải tính đến
nguồn nguyên liệu và mục tiêu của
NMLD:
Sx tối thiểu thành phần 350oC+
Tối đa các sp lỏng
Tối đa các sp xăng
Đạt chỉ số octane của xăng cao nhất
Tối đa olefin trong gas
Xúc tác cho quá trình FCC 45
4. LỰA CHỌN CHẤT XÚC TÁC FCC
VÀ CÔNG NGHỆ
Xúc tác NaphtaMax
Ưu điểm: nâng cao hiệu suất thu sp lỏng, chuyển
hóa sâu sp đáy, không kéo theo sự tạo thêm coke
và sản phẩm khí.
Xúc tác của hãng EngelHard dựa trên nền công
nghệ FACT (fuel active catalyst technology), thiết
kế cho qt Cracking SCT (Short Contact Time).
Công nghệ SCT, thời gian tiếp xúc ngắn nên công
đoạn khuếch tán chất pư vào lỗ rỗng đóng vai trò
quan trọng. Tối ưu hóa cấu trúc xốp của xúc tác
chủ yếu giải quyết vấn đề này.
Xúc tác cho quá trình FCC 46
4. LỰA CHỌN CHẤT XÚC TÁC FCC
VÀ CÔNG NGHỆ
Công nghệ về Matrix DMS (Distribution Matrix
Structure) với zeolite pyroChem-Plus để đạt được
độ rỗng xốp tối ưu.Công nghệ này cho phép phân
tán đều các tinh thể zeolite ngay trên bề mặt xúc
tác.
Các phân tử nguyên liệu được phân tán đều trên
các tâm pre-cracking phía bên ngoài của zeolite.
Phản ứng precracking xảy ra ngay tren zeolite
nên tính chọn lọc sp lỏng của zeolite tốt hơn. Sp
sau precracking sẽ không tốn nhiều thời gian để
khuếch tán vào lỗ xốp của zeolite vì nó ở ngay
cạnh đó. Do đó, giảm thời gian khuếch tán.
Xúc tác cho quá trình FCC 47
5. PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ XÚC TÁC
FCC TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM
Đây là công cụ lựa chọn xúc tác FCC cho
các NMLD
Hiện nay, trên thế giới có khoảng 120 loại
xúc tác FCC của các hãng sx lớn, do đó
bước đánh giá các loại xúc tác trong PTN
trên loại nguyên liệu NMLD đang sử dụng
để lựa chọn xúc tác phù hợp nhất trước
khi đưa vào thực tế trong NMLD là hết sức
cần thiết.
Xúc tác cho quá trình FCC 48
5. PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ XÚC TÁC
FCC TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM
Với các TB hiện đại cho phép mô
phỏng gần đúng quá trình cracking
xúc tác trong NMLD, hiệu quả của
các loại xúc tác có thể được dự đoán
chính xác và là cơ sở cho việc lựa
chọn CXT phù hợp.
Xúc tác cho quá trình FCC 49
5. PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ XÚC TÁC
FCC TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM
Phương pháp đánh giá xúc tác chia
làm 2 nhóm bao gồm:
nhóm các TB đánh giá hoạt tính, độ
chọn lọc
Nhóm các TB đánh giá tính chất hóa
lý.
Xúc tác cho quá trình FCC 50
5. PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ XÚC TÁC
FCC TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM
Bảng 1. Các thiết bị sử dụng trong
đánh giá xúc tác FCC
Xúc tác cho quá trình FCC 51
STT THIẾT BỊ CHỨC NĂNG
Hoạt tính, độ chọn lọc
1 Micro
Activity
Thực hiện phản ứng cracking xúc tác và thu hồi
các sản phẩm khí, lỏng, cốc
2 Deactivatio
n Unit
Giảm hoạt tính xúc tác, giả lập xúc tác cân bằng
3 GC SIMDIS Phân tích sản phẩm lỏng theo các phân đoạn
xăng, LCO, HCO
4 GC RGA Phân tích thành phần khí trong sản phẩm khí
cracking
5 Carbon
Analyzer
Phân tích hàm lượng cốc trong xúc tác sau phản
ứng cracking
Tính chất hóa lý
6 Nhiễu xạ tia
X
Đo kích thước ô mạng cơ sở (UCS) của xúc tác
7 Huỳnh
quang tia X
Đo thành phần nguyên tố của xúc tác
8 Đo diện tích
bề mặt
Xác định diện tích bề mặt của zeolite và pha
nền
Xúc tác cho quá trình FCC 52
5. PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ XÚC TÁC
FCC TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM
Phương pháp đánh giá
Bước 1: Thiết lập quy trình giả lập
xúc tác cân bằng
Bước 2: đánh giá hoạt tính của các
loại xúc tác
Xúc tác cho quá trình FCC 53
5. PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ XÚC TÁC
FCC TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM
Phương pháp đánh giá
Bước 1: Thiết lập quy trình giả lập xúc tác
cân bằng
Mục đích của việc giả lập xúc tác cân bằng
là giảm hoạt tính xúc tác mới theo qui
trình thiết lập trước để biến tính xúc tác
mới thành xúc tác có đặc tính tương tự
như xúc tác cân bằng của nhà máy. Sử
dụng pp thủy nhiệt theo tiêu chuẩn
ASTM-4463 trong đó xúc tác được giảm
hoạt tính ở nhiệt độ cao với sự có mặt của
hơi nước.
Xúc tác cho quá trình FCC 54
5. PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ XÚC TÁC
FCC TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM
Phương pháp đánh giá
Bước 1: Thiết lập quy trình giả lập xúc tác
cân bằng
Qui trình và các điều kiện tiến hành giảm
hoạt tính xúc tác như sau:
Nhiệt độ: 816oC
Áp suất: 1atm
Thời gian làm giảm hoạt tính: t giờ
Tốc độ dòng Nitơ: 3cm/s
Tốc độ dòng hơi nước: 5cm/s
Xúc tác cho quá trình FCC 55
Grace giới thiệu một số sản phẩm nổi bật:
OlefinsMax®: First ZSM-5 additive to contain
25 wt.% crystal.
ProfiMax: ZSM-5 additive with enhanced
activity and stability.
OlefinsUltra®: The most active ZSM-5
additive available.
XNOx®: Low-NOx combustion promoter.
DENOX®: NOx-reduction additive.
Super DESOX®: SOx-reduction additive.
D-PriSM®: Gasoline sulphur reduction
additive.
CP-3®/CP-5®: CO combustion promoters
6. MỘT SỐ XÚC TÁC CHO GIAI
ĐOẠN FCC
Xúc tác cho quá trình FCC 56
6. MỘT SỐ XÚC TÁC CHO GIAI
ĐOẠN FCC
Một số dòng sản phẩm của BASF
BituPro
CLEANOx®
Converter®
Defender™
Endurance®
EZ Flow™ Plus
Flex-Tec™
Low Sulfur Additive (LSA)
Maximum Olefins Additive (MOA )
NaphthaMax®
SOXCAT™ Extra
Ultra Stable Promoter
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- daucv_compatibility_mode__162.pdf