Mô đun Reforming xúc tác (Phần 2)

Nội dung mô đun Reforming xúc tác (Phần 2) gồm các bài học sau: Bài 4 - Nguyên liệu và sản phẩm thu, bài 5 - Các loại công nghệ và thiết bị reforming xúc tác, bài 6 - Sự tiến bộ của quá trình reforming xúc tác trong lọc dầu ngày nay, bài 7 - Đặc điểm của xăng reforming xúc tác.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Mô đun Reforming xúc tác (Phần 2) BÀI 4. NGUYÊN LIỆU VÀ CÁC SẢN PHẨM THU Mã bài: HD F4Giới thiệu Hiểu biết về nguyên liệu và các sản phẩm của quá trình reforming giúp lựachọn điều kiện vận hành thích hợp với các định hướng sản phẩm cụ thể củacông nghệ reforming trong từng nhà máy lọc dầu.Mục tiêu thực hiện - Nắm được đặc điểm về nguyên liệu của quá trình. Ảnh hưởng của thành phần, tính chất nguyên liệu đến quá trình. - Nắm được các sản phẩm thu được từ quá trình reforming, hướng ứng dụng. - Nắm được ảnh hưởng các thông số vận hành (nhiệt độ, áp suất, tỉ tệ H2/ HC tốc độ nạp liệu) đến hiệu suất, chất lượng sản phẩm chính.Nội dung chính - Nguyên liệu của quá trình - Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình reforming xúc tác - Sản phẩm của quá trình reforming xúc tác1. Nguyên liệu của quá trình - Xuất xứ: Xăng từ chưng cất trực tiếp Xăng từ quá trình Visbreaking, Hydrocracking Phân đoạn giữa của sản phẩm FCC - Thành phần: Hỗn hợp hydrocarbon từ C7 đến C11 (trong trường hợp nhà máy khôngcó phân xưởng isomerisation có thể sử dụng PĐ C5 đến C11) - Tính chất: Khoảng chưng cất: 60-180°C Tỉ trọng: 0.7-0.8 g/cm3 Trọng lượng phân tử trung bình: 100-110 RON: 40-60 Thành phần nhóm: paraffin: 40-60 wt% 37 olefin: 0 wt% naphtene: 20-30 wt% aromatic: 10-15 wt% - Hàm lượng tạp chất: Xúc tác rất nhậy với các chất độc có trong nguyên liệu cần thiết phải làmsạch nguyên liệu (dùng các công nghệ làm sạch HDS, HDN, HDM) Giới hạn tạp chất cho phép trong nguyên liệu (sau khi làm sạch): S < 1ppm N (hữu cơ) ≤ 1 ppm H2O (và các hợp chất chứa oxy) ≤ 4 ppm Kim loại (As, Cu, Pb...) ≤ 15 ppb Olefin và các diolefin = 0 Halogen (F) ≤ 1 ppm1.1.Giới hạn nhiệt độ chưng cất của nguyên liệu: Về nguyên tắc người ta có thể sử dụng phân đoạn naphta từ 60 – 180oC đểtiến hành quá trình reforming. Nhưng ngày nay người ta thường sử dụng cácphân đoạn có giới hạn sôi đầu ≥ 80oC để làm nguyên liệu. Giới hạn sôi đầu đuợcthiết lập như vậy nhằm loại bớt các hợp phần C6 dễ chuyển hóa thành benzen làmột hợp chất độc hại, cần tiến tới loại bỏ theo tiêu chuẩn mới về môi trường. Các hình 15, 16 cho thấy ảnh hưởng lựa chọn nhiệt độ sôi đầu đến hiệusuất reformat, chất lượng reformat (thể hiện qua chỉ số RON) và đến hàm lượngbenzen tạo thành.38 Hình 16. Ảnh hưởng nhiệt độ sôi đầu đến hàm lượng benzen và chỉ số Octan. Giới hạn sôi cuối của nguyên liệu thường được chọn trong khoảng 1650C -180oC. Giới hạn sôi cuối của nguyên liệu không nên cao quá 180oC vì xăngreforming chứa nhiều hydrocacbon thơm, có nhiệt độ sôi lớn hơn nguyên liệukhoảng 20oC. Mà giới hạn sôi cuối của xăng thành phẩm (chứa từ 40-50%reformat) theo tiêu chuẩn thế giới chỉ cho phép đến 200 – 205oC. Ngoài ra nếuđiểm sôi cuối của nguyên liệu quá cao sẽ dẫn tới quá trình cốc hóa cáchydrocacbon nặng, làm giảm hoạt tính xúc tác. Ảnh hưởng chiều dài mạch cacbon (liên quan đến điểm sôi cuối của nguyênliệu) đến chuyển hóa naphten ít thấy rõ vì phản ứng xảy ra nhanh. Đối vớiparafin, chiều dài mạch càng tăng (trọng lượng phân tử càng cao) thì quá trìnhdehydro vòng hoá càng thuận lợi. Tuy nhiên mạch cacbon cũng càng dễ gãy hơndo cracking. (hình 17). 39 Hình 17. Ảnh hưởng số nguyên tử C đến quá trình dehydro vòng hóa parafin và cracking.1.2. Thành phần hydrocacbon của nguyên liệu Như trong bài 2 đã trình bày, phản ứng dehydro hóa naphten thành hợpchất thơm xảy ra dễ dàng, với vận tốc lớn hơn nhiều so với phản ứng dehydrovòng hóa parafin thành hợp chất thơm. Như vậy, nguyên liệu càng giàu parafincàng khó chuyển hóa thành reformat so với nguyên liệu giàu naphten. Có thể môtả định tính sự chuyển hóa trên 2 phân đoạn như trên hình 18. Vì vậy, để đạt đuợc chất lượng sản phẩm mong muốn (ví dụ, với RON địnhtrước) nguyên liệu giàu parafin đòi hỏi nhiệt độ phản ứng cao hơn (tăng độ khắcnghiệt hóa của quá trình). Hình 18. Phụ thuộc thành phần sản phẩm vào tính chất nguyên liệu40 Trong công nghiệp người ta thường đánh giá khả năng chuyển hóa củanguyên liệu thành sản phẩm thơm dựa vào giá trị N + 2A (N, A-% trọng lượngcủa naphten và aromat tương ứng có trong nguyên liệu). Giá trị này càng cao thìkhả năng thơm hóa càng lớn, độ khắc nghiệt của quá trình vận hành càng giảm.Chỉ số N+2A biến thiên trong khoảng 30- 80. Hãng UOP (Mỹ) có đưa ra hệ số KUOP có liên quan đến chỉ số N+2A theocông thức sau: KUOP = 12,6 – (N+2A)/100. Trên bảng 4 giới thiệu một số nguyên liệu tiêu biểu của dầu thô thế giớithường được lựa chọn cho quá trình reforming xúc tác. Bảng 4. Thành phần và tính chất của một số nguyên liệu reforming Naphta Naphta Naphta Naphta trung bình từ Trung Đông giàu parafin giàu hydrocrackin (Ả rập) naphten g (Nigeria) ASDTM D86, oC IBP 98 81 92 88 10% 115 105 106 107 30% 127 113 115 115 50% 140 119 123 123 70% 157 129 132 132 90% 180 143 147 145 FBP ...