QUÁ TRÍNH CRACKING XÚC TÁC

1.Giới thiệu chung :

Trong công nghệ chế biến dầu mỏ, các quá trình có xúc tác chiếm một vị trí quan trọng , trong đó cracking xúc tác là điển hình . Mục đích của cracking xúc tác là biến đổi các phân đoạn dầu mỏ có nhiệt độ cao ( hay có phân tử lượng lớn ) thành các cấu tử xăng có chất lượng cao. Ngoài ra thu thêm một số sản phẩm phụ khác như gasoil nhẹ , gasoil nặng , khí ( chủ yếu là phân tử nhánh ), đây là cấu tử quý cho tổng hợp hóa dầu .Xúc tác có tác dụng :

- Làm giảm năng lượng hoạt hóa , tăng tốc độ phản ứng .

- Làm giảm nhiệt độ cần thiết của phản ứng .

- Tăng tính chất chọn lọc ( hướng phản ứng theo hướng cần thiết )

2.Nguyên liệu dùng cho quá trình cracking xúc tác:

Nguyên liệu cho quá trình cracking xúc tác thường có khỏang nhiệt độ sôi từ 300-500oC, có thể từ các nguồn như sau:

- Các phân đoạn kerosen-xola của quá trình chưng cất trực tiếp

- Phân đoạn gasoil của quá trình chế biến thứ cấp khác

- Phân đoạn gasoil nặng có nhiệt độ sôi 300-550oC

- Phần cất từ quá trình Coking của dầu thô.

- DAO ( phần cặn chân không deasphaltene) (550oC )

-QUÁ TRÍNH CRACKING XÚC TÁC Cặn chưng cất khí quyển ( > 380oC) của vài lọai dầu thô.

Trong thực tế với sự tiến bộ của công nghệ, quá trình cracking xúc tác có thể sử dụng cặn chưng cất khí quyển làm nguyên liệu trực tiếp cho quá trình mà không phải qua chưng cất chân không. Qúa trình này gọi là quá trình cracking xúc tác cặn (RFCC). Những lọai dầu thô parafin, ít lưu hùynh thường có ít các chất gây nhiễm độc xúc tác và chỉ số cốc Conradson thấp rất thuân lợi cho việc dùng thẳng cặn chưng cất khí quyển làm nguyên liệu cho quá trình RFCC.

Để tăng nguồn nguyên liệu, ngay cả cặn chưng cất chân không cũng được làm nguyên liệu cho quá trình cracking xúc tác sau khi đã khử nhựa và asphalten

Như vậy, người ta có thể phân nguyên liệu cho cracking xúc tác ra làm 4 nhóm sau :

Nhóm 1: Nguyên liệu là những phần cất nhẹ sẽ cho sản phẩm có hiệu suất C3, C4

tăng còn H2 và cốc giảm. Những phận đọan nhẹ (260- 380oC) nhận được từ chưng cất trực tiếp là nguyên liệu tốt nhất để sản xuất xăng ôtô và xăng máy bay.

Tos = 260- 380oC

d = 0,830 – 0,860

M = 190 – 220 đ.vC

Nhóm 2: phân đoạn gasoil nặng có giới hạn nhiệt độ sôi 300 – 500oC và :

d = 0,880 – 0,920

M= 280 – 330 đ.vC

Chủ yếu để sản xuất xăng ôtô

Nhóm 3: nhóm nguyên liệu có thành phần phân đoạn rộng , đó là hỗn hợp của 2 nhóm trên , ( nhiệt độ sôi 210 đến 550oC ) , có thể lấy từ chưng cất trực tiếp hay là phần chiết của quá trình làm sạch dầu nhờn bằng dung môi chọn lọc. Nhóm này để sản xuất xăng ôtô và máy bay .

Nhóm 4: Nhóm nguyên liệu trung gian là hỗn hợp phân đoạn kerosen nặng và xôla nhẹ , nhiệt độ sôi 300 đến 430oC , để sản xuất xăng ôtô và máy bay .

Trong các nhóm nguyên liệu trên , tốt nhất và chủ yếu dùng cho cracking xúc tác là phân đoạn kerosen – xôla gasoil nặng , thu được từ chưng cất trực tiếp . Phân đoạn này cho hiệu suất xăng cao , ít tạo cốc nên thời gian làm việc của xúc tác kéo dài .

3. các sản phẩm của quá trình cracking xúc tác .

Chất lượng của sản phẩm cracking xúc tác thay đổi trong phạm vi rất rộng phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như nguyên liệu, lọai xúc tác và các thông số

công nghệ của quá trình. Hỗn hợp sản phẩm của quá trình cracking được chuyển tiếp đến thiết bị chưng cất để phân ra các phân đọan sản phẩm:

- Sản phẩm khí,

- Các phân đọan xăng, dầu hỏa,

- Các phân đọan gasoil nhẹ và nặng.

- Phân đọan cặn dùng làm nhiên liệu đốt lò...

3.1 sản phẩm khí cracking xúc tác :

Hiệu suất khí có thể từ 10-25% nguyên liệu phụ thuổc vào nguyên liệu và điều kiện cracking.

Trong điều kiện nhiệt độ cao, tốc độ nguyên liệu nhỏ, bội số tuần hòan xúc

tác lớn thì hiệu suất sản phẩm khí sẽ lớn và ngược lại thì hiệu suất khí nhỏ.Nguyên liệu có hàm lượng lưu hùynh cao thì sản phẩm khí có nhiều khí H2S và khi nguyên liệu có nhiều nitơ thì sản phẩm khí cracking có nhiều NH3.

Sản phẩm khí, khí khô được dùng làm nhiên liệu khí, Etylen và Propylen là nguyên liệu cho sản xuất nhựa Polyetylen(PE) và Polypropylen (PP), Propan-propen làm nguyên liệu cho quá trình polyme hóa và sản suất các chất họat động bề mặt và làm nhiên liệu đốt (LPG).

Propan-propen, butan-buten còn làm nguyên liệu cho quá trình alkyl hóa để nhận cấu tử có trị số octan cao pha vào xăng, và làm nguyên liệu cho các quá trình tổng hợp hóa dầu