Công nghệ lọc dầu - Các quá trình chuyển hóa dưới tác dụng của nhiệt quá trình giảm nhớt các phân đoạn cặn

Để làm tăng giá trị của các phân đoạn cặn, các quá trình chuyển hóa bằng nhiệt đã được thay thế bằng một quá trình cracking mềm nhằm làm giảm độ nhớt của các phân đoạn cặn nặng để có thể sử dụng chúng làm chất đốt (vó chất lượng như sản phẩm thương mại). Đây là quá trình giảm nhớt. Nguyên liệu của quá trình này là- Cặn của quá trình chưng cất khí quyển vận hành ở chế độ sản xuất tối đa xăng và gazole, nhưng vẫn đảm bảo các đặc tính về độ nhớt và độ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Công nghệ lọc dầu - Các quá trình chuyển hóa dưới tác dụng của nhiệt quá trình giảm nhớt các phân đoạn cặnCông ngh lọc dầu 1 CÁC QUÁ TRÌNH CHUY N HÓA D I TÁC D NG C A NHI T QUÁ TRÌNH GI M NH T CÁC PHÂN ĐO N C N Để làm tăng giá trị của các phân đo n cặn, các quá trình chuyển hoá bằng nhiệt đã đ ợcthay thế bằng một quá trình cracking mềm nhằm làm gi m độ nhớt của các phân đo n cặn nặngđể có thể sử dụng chúng làm chất đốt (có chất l ợng nh s n phẩm th ơng m i). Đây là quá trìnhgi m nhớt. Nguyên liệu của quá trình này là : - Cặn của quá trình ch ng cất khí quyển vận hành chế độ s n xuất tối đa xăng và gazole, nh ng vẫn đ m b o các đặc tính về độ nhớt và độ ổn định của cặn. - Cặn của quá trình ch ng cất chân không vận hành với mục đích làm gi m đến mức tối đa độ nhớt để s n xuất dầu đốt công nghiệp. I. Cơ sở c a quá trình : I.1. Nguyên li u : Một cách đơn gi n có thể xem cặn là một hệ keo đ ợc t o thành từ một pha phân tán làcác mixen chứa các asphaltène và các maltène đa nhân thơm có khối l ợng phân tử lớn và mộtpha liên tục là các maltène khác. Các asphaltène là các phân tử phức t p có khối l ợng phân tử lớn hơn 1000, có nhiềunhân thơm, có chứa nhiều nhánh m ch thẳng, các dị nguyên tố (S,N,O) và các kim lo i nặng(Ni,V). Các maltène có khối l ợng phân tử thấp hơn asphaltène. Chúng đ ợc t o thành từ cácphân tử hydrocacbon (HC) parafin, naphten và thơm. Chúng cũng chứa các dị nguyên tố và cáckim lo i nặng nh ng với hàm l ợng thấp hơn. I.2. Ph n ứng bẻ gãy m ch : Trong quá trình gi m nhớt, các maltène bị bẻ gãy m ch t o thành các phân tử nhỏ hơn,trong khi l ợng asphaltène tăng lên do ph n ứng vòng hoá và ng ng tụ các nhân thơm. Các ph n ứng bẻ gãy m ch phân tử và cơ chế của các ph n ứng này đối với các HC nhẹvà các phân đo n nhẹ (quá trình cracking hơi để s n xuất ethylène, propylène, butadiène,benzene…) đã đ ợc nghiên cứu rất nhiều. Trong tr ng hợp các cấu tử của dầu nặng, nh h ngcủa nhiệt độ lên ph n ứng bẻ gãy m ch phân tử ch a đ ợc biết rõ. Tuy nhiên ng i ta có thểnhận d ng một vài ph n ứng sau :TS. Nguyễn Thanh SơnCông ngh lọc dầu 2 - Bẻ gãy liên kết C-C của các HC m ch thẳng trong các paraffine (t o thành oléfine) và trong các alkylaromatique (ph n ứng đề alkyl hoá). Đây là các ph n ứng sơ cấp. - Oligome hoá và vòng hoá t o thành các naphtène từ các hợp chất oléfine t o thành từ ph n ứng sơ cấp. - Ng ng tụ các phân tử m ch vòng t o thành polyaromatique.Ngoài ra còn có các ph n ứng x y ra với các dị nguyên tố trong asphaltène : - t o H2S, thiophène, mercaptan - t o phenol I.3.Cơ chế và đ ng học các ph n ứng : Các ph n ứng bẻ gãy m ch phân tử nêu trên là các ph n ứng dây chuyền x y ra theo cơchế gốc. Trên quan điểm động học ph n ứng, ng i ta có thể diễn t vận tốc các ph n ứng theoph ơng trình bậc một nh sau : = k (1 − x ) exp⎜ − ⎛ E ⎞ V = ⎟ hay k t = ln dx 1 dt ⎝ RT ⎠ 1− xvới x là phần khối l ợng nguyên liệu đã bị chuyển hoá. Năng l ợng ho t hoá (E) thay đổi theo b n chất và thành phần của nguyên liệu. Nguyên li u E (kJ/mol) Cặn ch ng cất khí quyển 315 Cặn ch ng cất chân không 230 Cặn ch ng cất chân không đã tách asphalte 150 Các ph n ứng t o thành asphaltène và t o cốc có năng l ợng ho t hoá từ 250 – 380kJ/mol. Năng l ợng ho t hoá này càng lớn khi nhiệt độ tăng lên. II. Các thông s c a quá trình : II.1 Các thông s vận hành :TS. Nguyễn Thanh SơnCông ngh lọc dầu 3 II.1.1 Nhi t đ khi ra kh i lò (ts) : Mặc dù các ph n ứng x y ra trong vùng nhiệt độ tăng trong các ống truyền nhiệt trong lòđốt nh ng nhiệt độ sau khi ra khỏi lò vẫn đ ợc xem nh một thông số vận hành, nhiệt độ nàynằm trong kho ng 430 – 490°C tuỳ thuộc vào lo i nguyên liệu và công nghệ. Nếu trong sơ đồcông nghệ, sau lò đốt có lắp đặt một buồng làm nguội (chambre de maturation – soaker) màtrong đó các ph n ứng có thể tiếp diễn, trong tr ng hợp này nhiệt độ sau khi ra khỏi lò có thểchọn theo độ chuyển hoá mong muốn : tăng nhiệt độ này lên 6 -7°C sẽ làm tăn ...