Thiết kế và vận hành hệ thống thiết bị phản ứng tầng cố định pha hơi

Bài viết này trình bày về hệ thống thiết bị phản ứng tầng cố định pha hơi là một mô hình được thiết kế trên cơ sở mô phỏng các quá trình chế biến lọc hóa dầu như cracking xúc tác, đồng phân hóa xúc tác. Ngoài ra, có thể dễ dàng cải tiến để thực hiện các quá trình khác như reforming xúc tác, oxy hóa. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thiết kế và vận hành hệ thống thiết bị phản ứng tầng cố định pha hơiTẠP CHÍ KHOA HỌC SỐ 22 * 2019 91 THIẾT KẾ VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG THIẾT BỊ PHẢN ỨNG TẦNG CỐ ĐỊNH PHA HƠI Võ Thị Mỹ Nga1*, Nguyễn Hoàng Viên1, Đào Thị Sương1 Nguyễn Tấn Chí2 1 Trường Cao đẳng Công Thương miền Trung 2 Trường Đại học Phú YênTóm tắt Hệ thống thiết bị phản ứng tầng cố định pha hơi là một mô hình được thiết kế trên cơ sởmô phỏng các quá trình chế biến lọc hóa dầu như cracking xúc tác, đồng phân hóa xúc tác.Ngoài ra, có thể dễ dàng cải tiến để thực hiện các quá trình khác như reforming xúc tác, oxyhóa, ... Mô hình hệ thống thiết bị này đã được thiết kế hoàn thiện và vận hành ổn định tại KhoaHóa –Tài nguyên và môi trường, Trường Cao đẳng Công Thương miền Trung. Đặc biệt, độ thuhồi sản phẩm của quá trình cracking xúc tác cặn dầu là 93 – 94% gần xấp xỉ với độ thu hồi theotiêu chuẩn ASTM D3907: 96 – 102%. Từ khóa: cracking xúc tác, cracking tầng cố định, cracking cặn dầu, hệ thống MAT-3000Abstract Design and operation of a fixed-bed reactor system in the vapor phase The system of reactive vapor phase stabilizer is a model designed on the basis ofpetrochemical processing processes such as catalytic cracking and catalytic isomerization. Inaddition, it can be easily improved to implement other processes such as catalytic reforming,catalytic oxidation, ... This model of equipment system has been designed completely andoperated stably at the Department of Chemistry - Natural Resources and Environment,MienTrung Industry and Trade College. In particular, the product recovery of catalyticcracking process with residue oil is 93 - 94%, approximately equivalent to the recovery 96 -102% of ASTM D3907. Keywords: Catalytic cracking, fixed-bed cracking, residue oil cracking, pilot MAT-30001. Đặt vấn đề Các quá trình chế biến lọc hóa dầu là quá trình diễn ra nhiều phản ứng hóa học phứctạp. Việc xây dựng các hệ thống thiết bị phản ứng trên cơ sở là các mô hình thu nhỏ của mộtcông đoạn sản xuất hay một phân xưởng sẽ đáp ứng được nhu cầu thực hành, thực nghiệmcủa học sinh, sinh viên ngành Phân tích sản phẩm lọc dầu. Trong đó, hệ thống thiết bị phảnứng tầng cố định pha hơi giúp học sinh, sinh viên tiếp cận thực tế, cụ thể hóa các học phầnXúc tác lọc dầu, Quá trình thiết bị, Công nghệ chế biến dầu khí và Tổng hợp hữu cơ hóadầu. Đồng thời, hệ thống này cũng mang lại nhiều hiệu quả ứng dụng trong lĩnh vực nghiêncứu khoa học như khảo sát và đánh giá hoạt tính và độ chọn lọc xúc tác ở các phản ứng lọchóa dầu, có thể thực hiện nghiên cứu ở các điều kiện nhiệt độ, tỷ lệ xúc tác/nguyên liệu, tốcđộ dòng thay đổi ... Trên cơ sở đó, nhóm nghiên cứu liên ngành Hóa – Điện – Cơ của Trường Cao đẳng* Email: vothimynga.mitc@gmail.com92 TRƯỜNG ĐẠI HỌC PHÚ YÊNCông Thương miền Trung đã xây dựng hoàn thiện hệ thống thiết bị phản ứng tầng cố địnhpha hơi và cũng đã vận hành thử nghiệm phản ứng cracking xúc tác với nguyên liệu cặn dầucó độ thu hồi sản phẩm cao.2. Cơ sở lý thuyết2.1. Yêu cầu về các chi tiết, bộ phận thiết bị - Lựa chọn vật liệu chế tạo ống phản ứng chịu nhiệt độ cao. - Thiết kế, chế tạo bơm vi lượng có thể điều khiển thời gian đưa nguyên liệu vào ốngphản ứng và có khả năng hút, đẩy được chất lỏng có độ nhớt cao. Yêu cầu độ kín xilanhcao. - Thiết kế bộ phận gia nhiệt và lò bảo ôn, đảm bảo nhiệt độ gia nhiệt trên 600 oC và antoàn, không bị rò rỉ nhiệt, điện. - Thiết kế lắp đặt khung, giá đỡ. - Lựa chọn các bộ phận kèm theo: bộ thu sản phẩm lỏng, bộ thu sản phẩm khí, cácvan, ống dẫn khí ...2.2. Xây dựng hệ thống thiết bị Quá trình xây dựng hệ thống thiết bị, gồm các bước: - Nhóm nghiên cứu ngành điện – điện tử thiết kế, chế tạo bơm vi lượng, bộ phận gianhiệt và lò bảo ôn đảm bảo yêu cầu. - Nhóm nghiên cứu ngành cơ khí thiết kế lắp đặt khung, giá đỡ và lựa chọn vật liệuchế tạo ống phản ứng đảm bảo yêu cầu. - Nhóm nghiên cứu ngành Công nghệ Hóa: Tìm kiếm, lựa chọn bộ thu sản phẩmlỏng, bộ thu sản phẩm khí, các van, ống dẫn khí...2.3. Phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng - Kỹ thuật được sử dụng: Gia công lắp đặt các bộ phận, chi tiết, tủ điều khiển, thiết bịđiện, thiết bị gia nhiệt. Thử bền, thử kín và vận hành điều chỉnh các thông số kỹ thuật đểhoàn thiện hệ thiết bị phản ứng. Đo thể tích khí tạo thành. Thu các mẫu lỏng và khí gửiphân tích thành phần và tính độ chuyển hóa. ...