›
›

Bài giảng Công nghệ chế biến dầu mỏ - Lê Văn Hiếu

ppt 63 trang vanle 3840
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Công nghệ chế biến dầu mỏ - Lê Văn Hiếu", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pptbai_giang_cong_nghe_che_bien_dau_mo_le_van_hieu.ppt

Nội dung text: Bài giảng Công nghệ chế biến dầu mỏ - Lê Văn Hiếu

  1. Bài giảng CN chế biến dầu mỏ Prof. Dr. Lê Văn Hiếu HANOI UNIVERSITYHanoi University of OFTechnology TECHNOLOGY 1
  2. Nhu cầu về sản phẩm lọc dầu Hanoi University of Technology 2
  3. So sánh CN chế biến cặn ◼ Quá trình crackinh nhiệt ◼ Quá trình crackinh xúc tác ◼ Quá trình hydrocracking - Mức độ phức tạp - Vốn đầu tư, giá vận hành - Chất lượng sản phẩm - Tính kinh tế Hanoi University of Technology 3
  4. Cơ chế của cracking nhiệt ◼ Cơ chế gốc tự do: +Hợp chất trung gian hoạt động là gốc tự do, được tạo thành từ: - Cắt liên kết C-C ; C-C-C-C-R = R-C* + C=C-C. - Cắt liên kết C-H: * R-C-C-C-CH3 = R-C-C-C=C + H . + Phản ứng của gốc tự do: Hanoi University of Technology 4
  5. Tiếp * * Ví dụ: R + C-C-C-C-R1 = RH + R1-C-C-C-C . R-C-C-C-C* = R-C-C* + C=C. + Dừng phản ứng: * * R + R1 = R-R1. * 2 H = H2. Chú ý: Với các RH khác nhau: isoparafin, naphten, aromat.(đơn hay đa vòng, nhánh phụ ngắn, dài). ◼ Sản phẩm là một hỗn hợp phức tạp: Từ khí nhẹ nhất đến các hợp chất nặng nhất là nhựa và cốc. Hanoi University of Technology 5
  6. Cracking nhiệt Hanoi University of Technology 6
  7. vibreking Hanoi University of Technology 7
  8. Cốc hóa chậm Hanoi University of Technology 8
  9. Cốc hóa lớp sôi Hanoi University of Technology 9
  10. Sơ đồ NM lọc dầu Hanoi University of Technology 10
  11. Hanoi University of Technology 11
  12. Phân xưởng crackinh xúc tác Hanoi University of Technology 12
  13. Thiết bị FCC Hanoi University of Technology 13
  14. Cracking xúc tác Hanoi University of Technology 14
  15. Cơ sở hóa học của crackinh xúc tác ◼ Cơ chế ion cacboni (phân biệt carbenium ion & carbonium ion ) Tạo ion cacboni : Ví dụ, ion các boni được tạo thành từ olefin R-C=C-C + H+(xúc tác) = R-C-C +-C Các phản ứng của ion cacboni: a, Phản ứng đồng phân hóa¸ b, Vận chuyển ion hydrit c, Cracking ion cacboni theo quy tắc Bêta Giai đoạn dừng phản ứng. ◼ Kết luận về chiều hướng của crackinh xúc tác. ◼ Biến đổi của hydrocacbon và phân đoạn VGO. Hanoi University of Technology 15
  16. Cracking VGO VGO LCO LCO HCO Xăng KhíKhí CốC Hanoi University of Technology 16
  17. Nguyên liệu Hanoi University of Technology 17
  18. Cơ chế phản ứng xúc tác FCC Hanoi University of Technology 18
  19. Hanoi University of Technology 19
  20. Hanoi University of Technology 20
  21. Cracking catalyts ◼ Để nghiên cứu xúc tác FCC, ta cần đề cập các vấn đề: - Thành phần xúc tác - Kỹ thuật chế tạo - Tính chất của xúc tác mới và xúc tác cân bằng - Phụ gia trong xúc tác 1. Thành phần của xúc tác FCC công nghiệp - Zeolite - Matrix - Binder - Filler Hanoi University of Technology 21
  22. Cracking catalysts ◼ Ngày nay đang sử dụng 1400t/d xúc tác để chế biến 12 triệu thùng VGO/ngày ◼ Xúc tác có kích thước d=8-10 nm Gồm 3 thành phần: 20% USY (Có tỷ số SiO2 /Al2O3 trên 4,8; Bề mặt riêng 600m2/g); 70% matrix (aluminosilicat vô định hình) và 3% phụ gia ( gồm ZSM-5, Sb, CeO2- MgO) ◼ Các tính chất quan trọng nhất của xúc tác : Các tính chất vật lý và hóa học: - Có hoạt tính và độ chọn lọc cao - Độ bền nhiệt và thủy nhiệt cao, bền với độc tố, dễ tái sinh Hanoi University of Technology 22
  23. 2. Công nghệ chế tạo xúc tác: Gồm hai bước: -Chế tạo zeolit HY. USY - Phối trộn với matrix, phụ gia và binder a, Chế tạo zeolite HY, - Chuyển thành USY, b, Xử lý matrix, trộn với chất kết dính và phụ gia (ZSM-5, Sb, Ce, MgO) Hanoi University of Technology 23
  24. Cấu trúc của zeolit Hanoi University of Technology 24
  25. 1.Zeolite Y,USY 2. Matrix: -Có hoạt tính xúc tác nên gọi là active matrix - Hiệu ứng cộng hưởng hoạt tính (synergistic ) và hoàn thiện các tính chất cơ lý của xúc tác - Matrix hay được sử dụng là đất sét hoạt tính¸ Hanoi University of Technology 25
  26. Sơ đồ công nghệ TCC Hanoi University of Technology 26
  27. Sơ đồ CN FCC Hanoi University of Technology 27
  28. Sơ đồ CN FCC Hanoi University of Technology 28
  29. Hanoi University of Technology 29
  30. Hanoi University of Technology 30
  31. Hanoi University of Technology 31
  32. Nguyên lý hoạt động của FCC Hanoi University of Technology 32
  33. Hanoi University of Technology 33
  34. Sơ đồ FCC các thiết bị chồng trên một trục Hanoi University of Technology 34
  35. Sơ đồ FCC Hanoi University of Technology 35
  36. Sơ đồ CN FCC hiện đại Hanoi University of Technology 36
  37. Công nghệ Catalytic Cracking ◼ Các loại hình CN cracking xúc tác: 1. Công nghệ cracking xúc tác chuyển động. 2. Công nghệ FCC: a. Vai trò và ý nghĩa của FCC trong khu lọc dầu. b.Công nghệ FCC : B1. Đốt nóng nguyên liệu: Trao đổi nhiệt và lò ống gia nhiệt B2. Lò phản ứng, ống đứng (riser) và bộ phận nhả hấp phụ (stripper) b3. Lò tái sinh. Tận dụng nhiệt lý của khói lò tái dinh b4. Cột chưng cất tách sản phẩm b5. Phân xưởng thu hồi khí b6. Treating Facilities ◼ Miêu tả chi tiết CN FCC Hanoi University of Technology 37
  38. Công nghệ FCC Trao đổi nhiệt và lò ống Nguyên liệu (gas oil chân không) được trao đổi nhiệt với các dòng sản phẩm : LCO, HCO, DO . Sau đó qua lò gia nhiệt đước đốt đến nhiệt độ 280-3000C . Cuối cùng được phun vào ống đứng của lò phản ứng Hanoi University of Technology 38
  39. ◼ Lò phản ứng: 1. Ở cuối ống đứng, nguên liệu được phun vào dưới dạng mù sương có kích thước rất nhỏ 2. Xúc tác có nhiệt độ cao (650-7500C) từ thiết bị tái sinh chuyển động tiếp xúc với nguyên liệu 3. Các phản ứng cracking xảy ra trong ống đứng giống chất lỏng sôi nên gọi là FCC. 4. Thời gian phản ứng cỡ 1,5gy - 3gy. 5. Tỷ lệ xúc tác trên nguyên liệu: C/O= 4/1 đến 9/1. 6. Ống đứng có đường kính trong từ 1m đến 2m, lớp lót cách nhiệt dày 10-15 cm. Chiều cao ống đứng khoảng : 25-30m. Tốc độ hơi trong ống đứng đạt từ: 15-22 m/gy. 7. Bộ phận tách bụi xúc tác: cyclon một cấp hoặc hai cấp hiệu quả tách đạt( 99.995%) . Hanoi University of Technology 39
  40. ◼ Bộ phận rửa xúc tác . Lượng hơi quá nhiệt dùng từ 2 tới 5 kg/1tấn xúc tác .Tốc độ hơi 0,23m/gy khi tốc độ tuần hoàn xúc tác là 2,4 – 3,4 kg/ph.m2 ◼ Tác dụng của rửa xúc tác ◼ Bộ phận lò tái sinh: Xúc tác từ lò phản ứng sang chứa khoảng 0,4 đến 2.5% kl cốc. khi vào lò tái sinh, tiếp xúc với không khí nóng sẽ cháy. Các phản ứng gồm: C + O2 - CO + 2.200 Kcal/kg C + O2 - CO2 + 7.820 CO + O2 - CO2 + 5.600 H2 + O2 - H2O + 28.900 . S + O2 - SOx+ + 2.209 . Sau khi tái sinh, lượng cốc còn lại trên xúc tác khoảng : 0,05 đến 0,01%. Hanoi University of Technology 40
  41. ◼ Ap suất không khí thổi vào lò tái sinh là từ 7 - 15 Kpa .Tốc độ thẳng của không khí là 0,6 - 1,2m/gy. Khi cháy cốc, nhiệt độ trong lò tái sinh đạt tới 700 – 8000C. ◼ Dùng hệ xyclon hai cấp để tách xúc tác và khí cháy. Sau đó qua bộ phận tận dụng nhiệt lý, qua lọc tinh rồi mới thải ra môi trường theo ống khói. ◼ Nếu trong khí, hàm lượng SO2 lớn hơn quy định, người ta phải có bộ phận thu hồi. ◼ Xúc tác sau tái sinh, qua ống dẫn xúc tác vào lò phản ứng với tốc độ 500 -1.500kg/s.m2 Mật độ xúc tác trong ống dẫn là : 560-720 kg/m3, Hanoi University of Technology 41
  42. Các thông số của qt ( processing variables factors) ◼ Cracking temperature. ◼ Catalyst/oil ratio (kg cat/kg feed) ◼ Space velocity (LHSV or WHSV) or Contact time (tg) WHSV = 1/(tg)(C/O) ; tg = 1/WHSV.(C/O). ◼ Recycle ratio : Recycle ratio = Volume recycle/ Volume fresh feed. Chú ý các khái niệm về chất xúc tác và quá trình: (Conversion, efficiency[efficiency= % gasoline . Conversion], Selectivity) Hanoi University of Technology 42
  43. Đặc trưng của nguyên liệu FCC ◼ RH Parafin: RH p, từ 50% đến 65%. ◼ RH olefin ◼ RH naphten ◼ RH a ◼ Phi RH Hanoi University of Technology 43
  44. ◼ Các tính chất vật lý chính của nguyên liệu FCC 1.API Gravity:. 2.Thành phần cất 3. Hàm lượng của S, N, Ni, V, S: Các hợp chất S trong nguyên liệu tuy không trực tiếp làm ngộ độc xúc tác craking nhưng thường chuyển vào sản phẩm: 50% chuyển thành H2S, 50% còn lại được phân bố như sau: 6% vào xăng; 23% vào LCO; 15% trong DO; và 6% trong cốc. Phá hỏng xúc tác Kim loại: Ni và V: 4Ni + V. Hanoi University of Technology 44
  45. Tận dụng năng lượng khí cháy FCC Hanoi University of Technology 45
  46. Cột chưng cất của FCC Hanoi University of Technology 46
  47. Cấu trúc thiết bị Hanoi University of Technology 47
  48. Hanoi University of Technology 48
  49. Hanoi University of Technology 49
  50. MTC Hanoi University of Technology 50
  51. Cấu tạo vòi phun nguyên liệu Hanoi University of Technology 51
  52. Hanoi University of Technology 52
  53. xyclon tách xúc tác Hanoi University of Technology 53
  54. Hanoi University of Technology 54
  55. Thiết bị làm nguội xúc tác Hanoi University of Technology 55
  56. Cấu tạo tháp chưng tách sản phẩm FCC Hanoi University of Technology 56
  57. Cải tiến thiết bị của FCC Hanoi University of Technology 57
  58. FCC của IFP Hanoi University of Technology 58
  59. gas recovery unit Hanoi University of Technology 59
  60. Hanoi University of Technology 60
  61. Hanoi University of Technology 61
  62. Hanoi University of Technology 62
  63. Hanoi University of Technology 63