tổng hợp các câu hỏi ôn tập môn công nghệ chế biến dầu mỏ

CHẾ BIẾN DẦU MỎ
Câu 1: Trình bày đặc tính vật lý của phân đoạn dầu mỏ: Trị số octan, thành
phần chưng cất phân đoạn, áp suất hơi bão hòa, tỷ trọng, độ nhớt, đường
cong điểm sôi thực?
- Trị số octan:
+ Đại lượng đặc trưng cho khả năng chống cháy nổ của nhiên liệu
+ Là đại lượng quy ước được tính bằng % thể tích của iso octan trong hỗn hợp của
nó với n-heptan khi hỗn hợp này có khả năng chống kích nổ tương đương với xăng
đang xét.
- Thành phần chưng cất phân đoạn:
+ Dầu mỏ là hỗn hợp phức tạp của nhiều chất nên không có nhiệt độ sôi cố định.
+ Ứng với mỗi loại dầu thô, thành phần thoát ra ở các nhiệt độ tương ứng khi
chưng cất khác nhau
+ Đường cong tương quan giữa thành phần cất và nhiệt độ gọi là đường cong
chưng cất.
- Áp suất hơi bão hòa:
+ Là áp suất hơi mà tại đó hơi nằm cân bằng với thể lỏng trong nhiệt độ nhất định.
+ Đặc trưng cho phần nhẹ trong dầu thô cũng như các phân đoạn dầu mỏ, đối với
xăng nguyên liệu ảnh hưởng đến khả năng khởi động.
- Tỷ trọng:
+ Là tỷ số giữa khối lượng của nó với khối lượng của chất chuẩn được đo trong
điều kiện xác định.
+ Tỷ trọng của dầu là khối lượng của dầu so với nước ở cùng thể tích và nhiệt độ
xác định.
+ Lấy nước cất +4
0
C, 760mmHg
- Độ nhớt:
1
+ Đặc trưng cho tính lưu biến của dầu cũng như ma sát nội tại của dầu phụ thuộc
vào nhiệt độ.

- Điểm sôi thực:
+ Đường cong nhận được khi tiến hành trong thiết bị chưng có tinh luyện và hồi
lưu chính xác hơn, sự phân bố từng chất, nhiệt độ sôi, những chất trong cùng 1
nhiệt độ sôi thành 1 phân đoạn.
Câu 2: Trình bày các đặc tính vật lý của phân đoạn dầu mỏ sau: Trị số octan,
nhiệt độ chớp cháy, nhiệt độ đông đặc và điểm vẫn đục, các tính chất nhiệt,
hàm lượng nước trong các phân đoạn dầu mỏ?
-Trị số octan:
+ Đại lượng đặc trưng cho khả năng chống cháy nổ của nhiên liệu
+ Là đại lượng quy ước được tính bằng % thể tích của iso octan trong hỗn hợp của
nó với n-heptan khi hỗn hợp này có khả năng chống kích nổ tương đương với xăng
đang xét.
- Nhiệt độ chớp cháy: Là nhiệt độ tại đó, khi phân đoạn dầu mỏ được đốt nóng, hơi
Hydro cacbon sẽ thoát ra tạo ra không khí xung quanh 1 hỗn hợp mà nếu đưa ngọn
lửa đến chúng sẽ bùng cháy rồi tắt.
- Nhiệt độ đông đặc, điểm vẫn đục:
+ Nhiệt độ đông đặc là nhiệt độ cao nhất mà sản phẩm dầu lỏng đem làm lạnh
trong điều kiện nhất định không cháy được nữa.
+ Điểm vẩn đục: Nhiệt độ khi làm lạnh bắt đầu vẫn đục do 1 số cấu tử kết tinh.
- Tính chất nhiệt:
+ Nhiệt dung: Nhiệt độ cần thiết cung cấp cho 1 đơn vị trong lượng nhiên liệu tăng
lên 1
0
C,Kcal/kg
+ Nhiệt hóa hơi: Nhiệt độ cần thiết cho 1 đơn vị trong lượng nhiên liệu biến thành
hơi, nhiệt độ, áp suất nào đó.
2
+ Hàm nhiệt: Toàn bộ nhiệt lượng chứa trong 1 HC riêng lẽ, 1 phân đoạn dầu mỏ,
ở 1 trạng thái xác định, thường trạng thái tiêu chuẩn(0
0

C , 1at)
+ Nhiệt cháy là lượng nhiệt tỏa ra khi đốt cháy một lượng nhiên liệu với điều kiện
là nhiệt độ của nhiên liệu trước khi đốt và sản phẩm là 20
0
C
- Hàm lượng nước: Nước không tan trong dầu mỏ và các phân đoạn dầu mỏ, sự có
mặt của nước trong 1 số phân đoạn dầu gây nguy hiểm cho quá trình sử dụng.
Câu 3: Trình bày thành phần nguyên tố và thành phần hóa học của dầu khí?
* Thành phần nguyên tố:
- Nguyên tố cơ bản: C và H( C: 82-87%, H: 11-14%)
- Các nguyên tố khác: S(0,1-7%), N(0,01-1,8%) O(0,05-1%) phần nhỏ halogen,
kim loại.
* Thành phần hóa học:
- HC parafin (RH
p
): n-parafin và iso paraffin
- n-parafin: thể khí C
1
-C
4
, thể lỏng C
5
-C
18
, thể rắn >=C
18
. Khí đồng hành: metan, etan, propan…
. Khí thiên nhiên: C
1
(C

2
-C
4
)
- HC naphtenic(RH
n
) cycloparafin.
. Chủ yếu 1 vòng: C
5
,C
6
,C
7
, naphten 2,3 vòng ít gặp.
. Một vòng: quan trọng nhiên liệu động cơ.
. một, hai vòng có mạch nhánh paraffin dài.
- HC thơm: C
n
H
2n-6
. Benzen và dẫn xuất có mạch alkyl đính kèm.
. Trị số octan cao: cấu tử quý cho xăng
* Những thành phần khác:
3
- Các hợp chất chứa S
- Các hợp chất chứa N,O
- Hợp chất cao phân tử.
Câu 4: Trình bày quá trình chuẩn bị nguyên liệu dầu khí trước khi chế
biến( ổn định dầu nguyên khai,tách các tạp chất cơ học, nước, muối)?
* Ổn định dầu nguyên khai: Còn chứa các khí hòa tan như khí đồng hành và các

khí phi HC lúc phun ra khỏi giếng khoan.
- Chưng cất áp suất cao.
* Tách các tạp chất cơ học muối, nước:
- Tách bằng phương pháp cơ học:
+ Lắng: Bản chất dựa vào sự khác nhau về tỷ trọng của dầu và tạp chất đất đá,
muối, nước.
+ Ly tâm: Dùng để tách nước và tạp chất, lực ly tâm càng lớn càng có khả năng
phân chia cao các hạt có tỷ trọng khác khỏi dầu.
+ Phương pháp lọc: Cho thêm vào dầu 1 chất dễ thấm nước để giữ nước tách
chúng ra.
* Phương pháp khác:
- Tách nhũ tương trong dầu bằng phương pháp hóa học:
. Cho thêm các chất hoạt động về mặt
. Chọn chất khử nhũ; không ăn mòn; không phân hủy.
- Phương pháp dùng điện trường.
Câu 5: Trình bày các sản phẩm của quá trình chưng cất?
- Khí hydro cacbon: C
3
, C
4
. Khi khai thác dầu sự giảm áp suất khí được tách ra
. Nguyên liệu quá trình phân tích khí nhận các khí riêng cho các quá trình chế biến
tiếp.
4
- Phân đoạn xăng: C
5
- C
10
,C
11

Nhiệt độ sôi: 30,35180
0
C, Nguyên liệu cho quá trình izome hóa, reforming xúc
tác để tạo thành xăng, HC thơm.
- Phân đoạn kerosene: C
11
- C
15
,C
16
Nhiệt độ sôi 140-360(380)
0
C, Nguyên liệu diesel, sản xuất paraffin lỏng.
- Phân đoạn mazut: Nhiệt độ sôi 250-350
0
C, nguyên liệu đốt lò công nghiệp,
nguyên liệu quá trình chưng cất chân không.
- Phân đoạn dầu nhờn: Nhiệt độ sôi 350-500
0
C, nguyên liệu của quá trình cracking
xúc tác, hydro cracking, bôi trơn.
- Phân đoạn gudron: C
41
trở lên C
80
: Nhiệt độ sôi lớn hơn 1500
0
C, nguyên liệu cho
quá trình cốc hóa, chế tạo bitum…
Câu 6: Trình bày ảnh hưởng của chế độ nhiệt, áp suất của quá trình làm việc

tới tháp chưng? Những điều cần chú ý khi điều chỉnh, khống chế chế độ làm
việc của tháp chưng?
- Chế độ nhiệt:
+ Nguyên liệu đi vào tháp phụ thuộc bản chất dầu thô( nhiệt độ không phân hủy)
+ Ở đáy tháp có thiết bị đun sôi để các sản phẩm có thể sôi và bay hơi nhưng đảm
bảo các sản phẩm nhẹ bay hơi các sản phẩm nặng lắng xuống cặn đáy.
+ Phụ thuộc phương pháp bay hơi và phần hồi lưu ở đáy. Nhiệt độ đỉnh tháp đảm
bảo sự bay hơi ( 100-120
0
C) đến thiết bị làm lạnh(ngưng tụ)  sản phẩm 1 phần
hồi lưu(Các sản phẩm nặng chưng) phương pháp triệt để hơn.
- Áp suất:
+ Khi chưng cất dầu mỏ ở áp suất khí quyển, áp suất tuyệt đối trong tháp thường
cao hơn so với áp suất khí quyển.
+ Áp suất chưng không < áp suất khí quyển(760amt) từ 10-70mmHg
+ Nếu áp suất quá thấp sẽ khó chế tạo thiết bị với công suất lớn.
5
- Những điều cần chú ý:
+ Điều chỉnh áp suất  nhiệt độ sôi của chất lỏng.
+ Tăng áp suất, nhiệt độ sôi cao. Áp suất tăng lượng chất lỏng nhiều  “sặc” tháp ,
giảm hiểu quả.
+ Điều kiện cố định, sản phẩm đỉnh, đáy, cạnh sường  nhẹ hơn, áp suất tăng.
+ Nhiệt độ đáy giảm sản phẩm đáy nhiều phần nhẹ.
+ Nhiệt độ cấp liệu giảm lượng hơi các khay giảm lỏng nhiều chảy xuống dưới
vào bộ phận chưng.
+ Nhiệt độ reboiler giảm không tách hết phần nhẹ trong cặn tăng lượng cặn.
+ Nhiệt độ dầu thô nặng > dầu thô nhẹ.
+ Nhiệt độ đỉnh tháp tăng  làm lạnh không đủ thay đổi chế độ hồi lưu chất
lượng sản phẩm.
Câu 7: Trình bày thành phần và tính chất của phân đoạn dầu nhờn, nêu các

quá trình chính sản xuất dầu nhờn gốc và sơ đồ công nghệ sản xuất dầu nhờn
gốc?
* Thành phần và tính chất của phân đoạn dầu nhờn:
+ Parafin nhánh và không nhánh.
+ Hydrocacbon naphten đơn,đa vòng
+ Hydrocacbon thơm đơn,đa vòng
+ Hợp chất lai hợp naphten và paraffin
+ Hợp chất dị nguyên tố.
- Tính chất quan trọng: Độ nhớt và tính chất nhớt nhiệt của nó.
Nguyên liệu: Cặn phân đoạn sau chưng cất khí quyển, nhiệt độ sôi 350
0
C C
21
-C
25
,
Loại HC naphten(1-4) HC thơm 1,2,3 thường gặp, n-parafin, iso paraffin, số lượng
6
ít hơn, hợp chất phi hidrocacbon chiếm phần lớn trong phân đoạn dầu nhờn, các
hợp chất chứa kim loại thường gặp.
* Các quy trình chính:
+ Chưng cất không nguyên liệu cặn mazut
+ Chiết tách, trích ly bằng dung môi
+ Tách hidrocacbon rắn
+ Làm sạch lần cuối bằng hydro hóa.
* Sơ đồ công nghệ:
7
Câu 8: Trình bày thành phần hóa học của phân đoạn xăng và các ứng dụng
chính của phân đoạn này?
- Thành phần hóa học: Nhiệt độ sôi 180

0
C, thành phần số lượng các hydrocacbon
khác, thuộc nguồn gốc dầu thô ban đầu.
Phân đoạn xăng còn có các hợp chất lưu huỳnh, nito, oxi. Các chất chứa lưu huỳnh
thường ở dạng hợp chất không bền như mer captem. Chất chứa nito chủ yếu ở
dạng pyridine, còn các chất chứa oxy rất ít, thường dạng phenol và đồng đẳng.
- Ứng dụng:
+ Xăng: Làm nhiên liệu, Động cơ xăng, Xăng máy bay…
+ Xăng làm dung môi
+ Xăng làm nguyên liệu cho tổng hợp hóa dầu.
Câu 9: Trình bày thành phần hóa học của phân đoạn kerosene và các ứng
dụng chính của phân đoạn này?
- Thành phần hóa học: là n-parafin, ít iso paraffin. Các hydrocacbon naphtenic và
thơm, cấu trúc 1 vòng và nhiều nhánh phụ, hợp chất 2,3 vòng đặc biệt là naphten
và thơm 2 vòng. Có hydrocacbon cấu trúc hỗn hợp giữa vòng thơm và vòng
naphten như tetralin và đồng đẳng. hợp chất chứa S,N, O tăng dần. Hợp chất N với
hàm lượng nhỏ, dạng quinidin pyrol,indol
- Ứng dụng:
+ Kerosene làm nhiên liệu phản lực.
+ Kerosene làm dầu hỏa dân dụng
Câu 10: Trình bày thành phần hóa học của phân đoạn gasoil nhẹ và các ứng
dụng chính của phân đoạn này?
- Thành phần hóa học: Là các n-parafin, iso-parafin còn hydrocacbon thơm rất ít.
Cuối phân đoạn có những n-parafin có nhiệt độ kết dính cao. Trong gasoil ngoài
naphten và thơm 2 vòng là chủ yếu.
8
Hàm lượng các chất chứa S, N , O tăng lên. S ở dạng disunfua, dị vòng. Các chất
chứa oxy có nhiều và cực đại, trọng lượng của nhựa còn thấp.
- Ứng dụng:
+ Động cơ điezel

+ Nhiên liệu điezel
Câu 11: Trình bày thành phần hóa học của phân đoạn gasoil nặng và các ứng
dụng chính của phân đoạn này?
- Thành phần hóa học: n-parafinl, izo paraffin ít gặp, naphten 1,2,3 vòng và HC
thơm nhiều hơn 1,2,3 naphten. Hàm lượng các hợp chất S,N,O tăng mạnh. Hợp
chất S có disunfua, thiophen, sunfua. Chất N đồng đẳng của pyridine, pyrol,
cacbonol. Hợp chất oxi dạng axit. Kim loại nặng V; Ni; cu; Pb. Các nhựa, asphaten
- Ứng dụng:
+ Dầu bôi trơn: giảm ma sát, làm mát, làm sạch, làm kín, bảo vệ kim loại.
Câu 12: Trình bày thành phần hóa học của phân đoạn cặn dầu mỏ và các ứng
dụng chính của phân đoạn này?
- Thành phần hóa học: Nhiệt độ sôi > 500
0
C C
41
-C
80
, chia ra làm 3 nhóm:
+ Nhóm chất dầu: HC phân tử trọng lượng lớn: HC thơm nhiều vòng và naphten,
hòa tan trong xăng, n-pentan…không tan trong cồn. Chiếm 45-46%
+ Nhóm chất nhựa(molten) có 2 nhóm Chất trung tính, chất axit.
. Chất trung tính: đen hoặc nâu, nhiệt độ hóa mềm <100
0
C, hòa tan trong xăng,
naphten,tạo nhựa có tính dẻo dai và kết dính khoảng 10-15%
. Các chất axit(-COOH) màu nâu sẩm, hòa tan trong clorofon rượu etylic, axit
tạo nhựa có tính hoạt động bề mặt chiếm 1%.
+ Nhóm asphanten: Chất rắn màu đen, cấu tạo tinh thế, chứa phần lớn HC dị vòng,
hòa tan trong cacbon disunfua.
Còn có hợp chất cơ kim của kim loại nặng, các chất cacben,… tan trong pyridine.

9
- Ứng dụng:
. Sản xuất bitum
. Làm nhiên liệu lò đốt.
Câu 13: Trình bày sự biến đổi của Hydrocacbon paraffin, hydrocacbon
naphten, hydrocacbon thơm trong quá trình chế biến nhiệt?
- HC parafin: xảy ra theo cơ chế cracking C-C đứt mạch trước ( kém bền) C-H đứt
sau.
C
n
H
2n+2
 C
n
H
2n
+ C
p
H
2q
+ H
2
Cracking mạch ngắn: C
p
H
2p+2
 C
q
H
2q

+ H
2
Nhiệt độ cao, áp suất thấp vị trí đứt mạch ở 2 đầu mạch sản phẩm khí.
Nhiệt độ thấp, áp suất cao vị trí đứt mạch ở giữa mạch sản phẩm lỏng(xăng)
Cơ chế phân huy parafin xảy ra 3 giai đoạn:
+ Tạo gốc tự do
+ Phát triển chuỗi
+ Dừng phản ứng.
- Biến đổi của HC naphten
. Khử alkyl
. Khử hydro tạo ra olefin vòng HC thơm
. Phân hủy vòng đối với naphten đa vòng thành naphten đơn
. Khử naphten đơn vòng  parafin và olefin hay diolefin
Tạo ra sản phẩm lỏng.
- Biến đổi của HC thơm
Ở nhiệt độ cao khử alkyl, các gốc thơm ngưng tụ, khử hydro tạo gốc mới tăng
cacboit(cốc)
10
Câu 14: Cracking xúc tác gasoil chưng cất chân không cho sản phẩm gì?
Nguyên nhân hình thành cốc và các giai đoạn của quá trình cracking xúc tác
về mặt động học?
Sản phẩm phụ là LCO và HCO, chuyển hóa thành xăng, hạn chế tạo khí và cốc.
* Nguyên nhân hình thành cốc:
- Bản chất nguyên liệu cracking
- Do chất xúc tác độ chọn lọc không cao
- Chế độ công nghệ chưa tối ưu
* Các giai đoạn quá trình cracking
- Khuyếch tán nguyên liệu trên bề mặt xúc tác.
- Khuyếch tán hơi nguyên liệu đến tâm hoạt tính trong lỗ xốp của xúc tác.
- Hấp phụ nguyên liệu trên tâm hoạt tính

- Phản ứng hóa học
- Nhả hấp phụ
Câu 15: Trình bày đặc điểm của zeolite và xúc tác chứa zeolite trong cracking
xúc tác?
- Hợp chất của alumino silic:
11
+ Oxit kim loại để bù trừ điện tích, Na nhiều làm giảm hoạt tính xúc tác thay bằng
CaO
+ Al
2
O
3
.SiO
2
nối với axit kim loại
+ Độ bền nhiệt tăng theo kích thước của kim loại, cấu trúc mạng lỗ hổng, rách, nhỏ
thông với nhau.
+ Các chất zeolit được chế tạo cùng với các xúc tác alumino-silicat hay với đất sét
thiên nhiên, xử lý bằng phương pháp đặc biệt Xúc tác chứa zeolit.
+ Có độ hoạt tính cao, độ chọn lọc tốt, giá thành vừa phải.
+ Xúc tác chứa zeolit X, Y kích thước lỗ khoảng 8 đến 10 Acgon(A
0
) dùng để
cracking nguyên liệu.
+ Các phương trình lớn của nguyên liệu vẫn có thể dễ dàng tới bề mặt của xúc tác,
còn phân tử nhỏ có thể tiếp xúc với tâm hoạt tính ở bề mặt trong của xúc tác.
Câu 16: Thế nào là độ hoạt tính, độ chọn lọc của xúc tác? Trình bày những
thay đổi tính chất của xúc tác khi làm việc trong quá trình cracking xúc tác?
* Độ hoạt tính xúc tác:
+Dựa vào hiệu suất sản phẩm thu được (xăng)

. hoạt tính cao > 45%
. Hoạt tính trung bình 30-45%
. Hoạt tính thấp <30%
+ dựa vào tỉ số hiệu suất sản phẩm chính trên hiệu suất sản phẩm phụ(xăng/cốc), tỉ
số giữa hiệu suất sản phẩm chính với sản phẩm phụ càng cao độ chọn lọc của
xúc tác càng cao
* Những thay đổi tính chất của xúc tác khi làm việc:
+ Qua quá trình sử dụng  trơ hóa xúc tác.
+ Độc tố như NH
3
, CO
2
, các hợp chất S và đặc biệt H
2
S ở nhiệt độ cao
12
+ Sự tích tụ các kim loại nặng dưới dạng các oxyt làm thay đổi chức năng xúc tác.
+ Sự tác động nhiệt độ cao và hơi nước các yếu tố đó làm che tâm hoạt tính không
phản ứng được  giảm độ hoạt tính và độ chọn lọc của xúc tác  tái sinh xúc tác(
thổi 1 ít hơi nước ở nhiệt độ không cao lắm, rửa bề mặt xúc tác)
Câu 17: Vì sao xúc tác bị mất hoạt tính? Trình bày quá trình tái sinh xúc tác
trong quá trình cracking xúc tác?
- Vì qua quá trình sử dụng, xúc tác sẽ bị trơ hóa.
- Do nhiều nguyên nhân, hơi nước tạo cốc độc tố kim loại nặng, che tâm hoạt tính
không phản ứng được giảm độ hoạt tính và độ chọn lọc của xúc tác  tái sinh
xúc tác( thổi 1 ít hơi nước ở nhiệt độ không cao lắm, rửa bề mặt xúc tác)
- Độc tố như NH
3
, CO
2

các hợp chất S và đặc biệt H
2
S ở nhiệt độ cao.
- Sự tích tụ các kim loại nặng dưới dạng các oxyt làm thay đổi chức năng xúc tác.
- Nhiệt độ cao và hơi nước.
* Quá trình tái sinh xúc tác:
- Tiến hành đốt cốc( thổi O
2
) vào phản ứng  CO;CO
2
bay lên, phản ứng tỏa nhiệt
C + O
2
 CO
2
C + 1/2O
2
 CO
- Phản ứng khử S bằng H
2
 H
2
bay lên các chất nặng bay hơi hết.
- Nhiệt độ tái sinh phụ thuộc nhiều vào xúc tác được dùng và loại lò tái sinh.
Câu 18: Trình bày nguyên liệu và sản phẩm của quá trình cracking xúc tác?
* Nguyên liệu cracking xúc tác:
- Cặn phần chưng cất khí quyển ( nhiệt độ sôi > 550
0
C)
- phân đoạn kerosene-gasoil

- Xúc tác zeolit ( độ hoạt tính cao) nguyên liệu càng nặng  giảm trị số octan
13
Chia làm 4 nhóm:
+ Nhóm 1: Nguyên liệu nhẹ(kerozen-sola 210-360
0
C)
+ Nhóm 2: Phân đoạn gasoil chân không ( 300-500
0
C)
+ Nhóm 3: Phần cất rộng, nhiệt độ sôi 210-300
0
C
+ Nhóm 4: Nhiệt độ 300-450
0
C
* Sản phẩm của quá trình cracking xúc tác:
- Khí hydrocacbon, đưa đến bộ phận tách khí, khí thô sử dụng làm nhiên liệu khí
còn propan-propylen,butan-butylen làm nguyên liệu cho quá trình alkyl hóa,
nguyên liệu tổng hợp hóa dầu và hóc học.
- Phân đoạn xăng: nhiệt độ sôi 204-220
0
C
- Phân đoạn sôi cao hơn 195
0
C
Câu 19: Trình bày hướng phát triển và cải tiến của công nghệ xúc tác lớp sôi
(FCC) trong lọc dầu?
* Nhiệm vụ chính:
- Cải tiến công nghệ để thích ứng với nguyên liệu có chất lượng xấu mà hiệu suất
xăng hay phần cất vẫn đạt cực đại, giảm cốc, tăng chất lượng xăng.

- Chế tạo và cải tiến chất xúc tác có độ bền nhiệt cao, ổn định, dễ tái sinh, thời gian
làm việc lâu.
- Lựa chọn thông số làm việc tối ưu bằng công nghệ điều khiển và kỹ thuật tiên
tiến, hiện đại.
- Cải tiến thiết bị cùng với công nghệ phát triển, chất lượng sản phẩm cho phép kết
hợp sản xuất nhiên liệu cho quá trình tổng hợp hóa dầu.
Câu 20: Trình bày khái niệm reforming, mục đích của quá trình reforming,
cho ví dụ về các loại phản ứng xảy ra trong quá trình reforming?
- Khái niệm: Là quá trình biến đổi hydrocacbon n-parafin thành HC thơm, iso
parafin. Mục đích tăng trị số octan của xăng
14
Phản ứng xảy ra: Dehydro hóa hydrocacbon naphten, dehydro vòng hóa các
hydrocacbon parafin, đồng phân hóa và hydrocracking
- Ngoài ra còn có phản ứng phụ:
+ Phản ứng phân hủy và khử các hợp chất chưa O, N, S thành H
2
S, NH
3
, H
2
O
+ Phân hủy các hợp chất chứa kim loại và halogen.
+ Phản ứng ngưng tụ của hợp chất trung gian kém bền.
VD:
- Dehydro hóa naphaten thành HC thơm:
OH  OH + 3H
2
O
- Dehydro vòng n-parafin NH
2

-CH
2
-CH
2
-CH
2
-CH
2
-CH
2
-CH
3
 NH
2
+ 4H
2
Câu 21: Trình bày đặc điểm của các phản ứng chính trong quá trình
reforming ( dehydro hóa naphten thành hydrocacbon thơm, hehydro vòng
hòa n-parafin, hydroizome hóa, phản ứng tạo cốc)?
- Dehydro hóa naphten thành hydrocacbon thơm:
+Loại hydro ra khỏi naphten
Tăng nhiệt độ, giảm áp suất, hiệu suất HC thơm sẽ tăng lên.
H
2
/RH nguyên liệu có ảnh hưởng không nhiều.
- Phản ứng dehydro vòng hóa n-parafin:
Nhiệt độ cao mới nhận được HC thơm đáng kể. Phát triển chiều dài mạch cacbon
trong parafin, hằng số cân bằng tạo HC thơm cũng được tăng lên.
15
- Hydroizome hóa:

+ Phản ứng izome hóa n-parafin
Điều kiện nhiệt độ 500
0
C, xúc tác
Pt/Al
2
O
3
phản ứng đạt cân bằng có vai trò quan trọng.
+ Phản ứng dehyroizome hóa các alkyl xyclopentan
+ Phản ứng tạo cốc: Sự tạo thành cốc trong quá trình reforming là không mong
muốn.
Cốc khó tạo thành trong điều kiện nhiệt độ thấp, áp suất cao và tỷ lệ H
2
/RH cao.
Phụ thuộc nhiều yếu tố: Nhiệt độ phản ứng, áp suất của hydro, Độ nặng của
nguyên liệu.
Câu 22: Trình bày nguyên liệu và sản phẩm của quá trình reforming xúc tác?
* Nguyên liệu reforming
- Xăng có trị số octan thấp, nhiệt độ sôi từ 62-180
0
C, hiệu suất xăng tỉ lệ nghịch
với trị số octan.
- Xăng từ chưng cất trực tiếp dầu thô, xăng có trị số octan thấp của quá trình cốc
hóa, reforming nhiệt
- Sử dụng hidro để loại bỏ S,N O loại bỏ olefin
* Sản phẩm của quá trình reforming:
- Xăng(iso parafin, HC thơm) naphten ít. Chất lượng xăng phụ thuộc vào chất
lượng xúc tác, thành phần nguyên liệu, nhiệt độ sôi sao, thành phần hóa học, thành
phần cất.

16
- HC thơm: loại bỏ benzene, toluene, xylem chủ yếu nhận được.
- Khí hidro: đề hydro hóa naphten, parafin thành H
2
Câu 23: Trình bày bản chất của xúc tác reforming(hai thành phần chính: chất
mang có tính axit và kim loại platin)?
Hiện nay sử dụng xúc tác platin/oxit nhôm. Chất mang( pha liên tục điền đầy tâm
axit) có tính axit.
- Chất mang có tính axit: oxit nhôm, oxit silic. Chế tạo( tách nước trong quá trình
để hidroxit tăng bề mặt riêng Al
2
O
3
 tiếp xúc với tâm hoạt tính) càng mịn, xốp
quá trình càng dễ dàng tâm axit trên các chất mang. Độ axit tăng khi tăng hàm
lượng halogen khoang 10%.
- Kim loại platin(Pt): Được đưa vào xúc tác nhiều dạng khác, hiệu quả cao tăng
tốc độ phản ứng khử hidro ( naphten HC thơm) xăng có trị số octan cao, ngăn
quá trình tạo cốc.
Câu 24: Trình bày sự thay đổi các tính chất của xúc tác reforming khi làm
việc và quá trình tái sinh xúc tác reforming?
* Sự thay đổi tính chất:
- Sự gây độc của các độc tố, các hợp chất hữu cơ chứa S, N , O hay kim loại nặng
khác là những độc tố đối với xúc tác reforming
+ Sự gây độc của hợp chất S
+ Sự gây độc của hợp chất N
+ ảnh hưởng của nước
+ Ảnh hưởng của kim loại nặng khác
+ ảnh hưởng của hàm lượng olefin và cốc.
- Thay đổi tính chất:

+ Những thay đổi HC tạm thời là có thể khôi phục lại các tính chất ban đầu bằng
quá trình tái sinh xúc tác. Thay đổi do sự tạo cốc hay ngộ độc.
17
+ Những thay đổi vĩnh viễn là những thay đổi không có khả năng tái sinh. Làm già
hóa xúc tác thay thế xúc tác mới.
* Tái sinh xúc tác: Độ hoạt tính và độ hoạt động xúc tác sau thời gian làm việc
thường bị giảm đáng kể so với xúc tác mới.
Gồm có 3 phương pháp:
+ Phương pháp oxi hóa: Đốt cốc vì cốc bám trên bề mặt xúc tác, đốt tạo thành
CO,CO
2
, SO
2
bay lên(nhiệt độ 300-500
0
C)
Tái sinh được 1 phần hoạt tính, không tái sinh được hoàn toàn.
+ Bổ sung các hợp chất chi hàm lượng Clo giảm trên chất mang. Bổ sung sau khi
tái sinh oxi hóa-khử. Nâng cao hoạt tính axit và tách các hợp chất kim loại lắng
đọng trên xúc tác
+ Phương pháp khử: Sử dụng hidro hoàn nguyên tâm kim loại giải phóng HC lưu
huỳnh ( H
2
S)
Câu 25: Trình bày ảnh hưởng nhiệt độ, áp suất, tốc độ nạp liệu riêng thể tích,
tỷ lệ hidro trên nguyên liệu đến quá trình reforming xúc tác?
- Nhiệt độ: Khi tăng nhiệt độ thì hàm lượng khí H
2
giảm xuống, hàm lượng
hydrocacbon thơm, chỉ số octan tăng, cốc bám trên xúc tác cũng tăng lên.

- Áp suất: Tăng áp suất  ảnh hưởng đến quá trình tạo HC thơm, tuy nhiên nếu
tăng độ khe khắt quá trình tức là làm việc áp suất H
2
giảm thì sẽ tăng trị số octac,
giảm lượng khí, tăng nồng độ H
2
.
- Tốc độ nạp liệu riêng: Lượng nguyên liệu/ lượng xúc tác. Tăng nguyên liệu
quá trình reforming xúc tác tăng  hiệu suất xăng tăng giảm trị số octan(HC
thơm)
- Tỷ lệ hidro trên nguyên liệu(H
2
/RH) thay đổi trong khoảng rộng chưa xác định
được chất lượng xăng, chọn tỉ số tuần hoàn phụ thuộc nhiều yếu tố.
Câu 26: Trình bày cơ sở hóa lý của quá trình hydrocracking?
18
- Cộng hidro để bẽ gãy liên kết, làm no hóa sản phẩm tạo thành:
Xảy ra các phản ứng:
- Hydrogenolyse các loại hợp chất dị nguyên tố (O,S,N)
- Cắt mạch các parafin và mạch nhánh alkyl
- Hydro hóa các hydrocacbon thơm
- Cắt vòng naphten
- alkyl hóa hợp chất vòng
-izome hóa các mạch phân tử vừa được tạo ra
- Bão hòa hydro các liên kết không no mới tạo thành.
Câu 27: Trình bày khái niệm alkyl hóa, cho ví dụ về các loại phản ứng xảy ra
trong quá trình alkyl hóa, nêu các loại xúc tác cho quá trình alkyl hóa?
- Khái niệm: là quá trình biến đổi olefin nhẹ+ izo butan thành izo actan, izo
parafin, alkyl benzene cho xăng có trị số octan cao RON>=96.
CH

3
VD: CH
3
-CH-CH
3
+ CH
2
=CH
2
 CH
3
-CH-CH-CH
3
CH
3
CH
3

CH
3
C
4
H
10
+ C
4
H
8
 C-C-CH-CH-CH-CH
3

CH
3
- Các loại xúc tác alkyl hóa: Nhóm chính xt AlCl
3
, xt H
2
SO
4
(94-96%), HF(>=87%)
quá trình alkyl hóa benzene bằng olefin xúc tác chứa zeolit ( ít được sử dụng)
Câu 28: Trình bày nguyên liệu của quá trình alkyl hóa?
- Nguyên liệu trong công nghiệp: butan, butylen từ quá trình hấp phụ, phân chia
khí cracking xúc tác(80-85%C
4
)
19
- etyen., olefin quyết định chất lượng sản phẩm
- propan và n-butan chiếm thể tích lớn  giảm nồng độ izo butan, giảm nồng độ
xúc tác tách n-parafin nhờ các cột tinh cất propan và butan.
- Chứa ít etylen và butadiene, khi tiếp xúc với axit  polymer tan trong axit làm
giảm nồng độ axit.
- Hợp chất không muốn(tạp chất chứa oxi, nito, lưu huỳnh) làm tiêu hao axit.
Câu 29: Trình bày về đặc điểm các xúc tác chính của quá trình alkyl hóa?
- Nhóm chính: Nhóm chính xt AlCl
3
, xt H
2
SO
4

(94-96%), HF(>=87%) Ngoài ra còn
có olefin(alkyl hóa benzene bằng olefin)
- Xúc tác H
2
SO
4
đặc(94-96%) isobutan+olefin nhẹ
+ axit đặc tạo nhựa, khí độc(phản ứng tác dụng) làm giảm quá trình alkyl
+ axit loãng  quá trình polymer hóa xảy raalkyl sunfat phân hủy chất ăn
mòn.
 Khống chế nồng độ axit
- Xt HF chứa ít nước xuất hiện olefin + sản phẩm nặng  phản ứng polymer hóa
không tốt.
Nguyên liệu chứa nhiều nước lỏng không tốt HF lỏng ăn mòn  HF rắn giảm ăn
mòn, dễ tách sản phẩm alkylac(muối quá trình alkyl)
- xúc tác chứa zeolit: Chưa được áp dụng rộng rãi, thường gặp Y(CaNiY hay
LaHY)
Câu 30: Trình bày ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng, nồng độ axit đến quá
trình alkyl hóa?
- Nhiệt độ phản ứng: tăng nhiệt độ  độ nhớt giảm ( tiếp xúc giữa các pha tốt hơn,
giảm năng lượng khuấy trộn) làm tăng các phản ứng phụ như polymer hóa,
oligome hóa và oxi hóa tăng lên  độ chọn lọc izo octan giảm, giảm quá trình
alkyl hóa, tiêu hao axit
20
Khống chế nhiệt độ phản ứng: giảm nhiệt độ có lợi cho quá trình alkyl hóa(năng
lượng khuấy trộn tăng)
- Nồng độ axit: H
2
SO
4

và HF nồng độ 88-98%, nồng độ giảm  phản ứng phụ xảy
ra, nồng độ tăng  H
2
SO
4
tăng khống chế 94-96%, lượng nước vừa phải, hiệu quả
khuấy trộn đầy đủ  tăng quá trình phản ứng.
Câu 31: Trình bày ảnh hưởng của thời gian phản ứng, nồng độ izo-butan đến
quá trình alkyl hóa?
- Thời gian phản ứng: xác định bằng 2 yếu tố: tốc độ lấy nhiệt ra ( giảm nhiệt độ
quá trình alkyl hóa) giữ được nhiệt quá trình phản ứng, thời gian để iso butan tiếp
xúc với xúc tác tỉ lệ giữa axit và nguyên liệu (hydrocacbon) thường 1/1 đến 2/1
- Nồng độ isobutan: iso butan tan trong axit rất thấp, tăng nhiệt độ  khuấy trộn
tăng giảm quá trình alkylac
 tb khuấy trộn  tăng quá trình olefin tan tức thời trong axit cho vào từ từ iso
octan, phản ứng phụ, iso octan hòa tan kém trong axit isobutan/buten từ 5/1 đến
15/1
Câu 32: Trình bày khái niệm isome hóa, cho ví dụ về các loại phản ứng xảy ra
trong quá trình izome hóa, nêu các loại xúc tác cho quá trình izome hóa?
- Là quá trình chuyển hóa n-parafin thành iso parafin(nguyên liệu alkyl hóa),iso
butan, iso pentan, quá trình tổng hợp MTBE, cao su iso-pren nâng cao trị số octan.
VD:
- Xúc tác quá trình:
21
+ Xúc tác pha lỏng: clorua nhôm khan được hoạt tính bằng anhydric clohydric, còn
có AlCl
3
+SbCl
3
hay AlBr

3
+ xúc tác hydro hóa trên chất mang axit Pt/Al2
2
O
3
Câu 33: Trình bày đặc trưng về nhiệt động học, cơ chế của phản ứng izome
hóa n-parafin trong quá trình izome hóa?
- Đặc trưng về nhiệt động học: Tăng nhiệt độ không tốt cho quá trình izome
hóa(khống chế nhiệt độ thấp)
Còn có phản ứng cracking, trùng hợp… phản ứng tỏa nhiệt nhẹ
- Cơ chế phản ứng isome hóa n-parafin: phản ứng xảy ra ở tâm axit a-
butencacbon catien đính ở cacbon số 2 + isobutan
+ xúc tác độ axit mạnh của chất tan: xảy ra tâm axit; kim loại hạn chế sự tạo cốc và
trơ hóa tâm axit
+ Xúc tác lưỡng cực(Pt)
Câu 34: trình bày đặc điểm các xúc tác của quá trình izome hóa?
- Xúc tác trong pha lỏng: Chủ yếu AlCl
3
được hoạt hóa SbCl
3
hay AlBr
3

22
Ưu điểm: Độ hoạt tính cao chuyển hóa xấp xỉ 100%
Nhược điểm: Giảm hoạt tính và độ chọn lọc nhanh, gây ăn mòn thiết bị
- Xúc tác hydro hóa trên chất mang axit thuộc nhóm reforming Pt/Al
2
O
3

kim loại
có đặc trưng thúc đẩy phản ứng hydro hóa, thường dùng là kim loại kiềm như
Pt,Pd
- Chất mang axit như oxit nhôm, oxit nhôm và halogen alumino silicat
Câu 35: Trình bày quá trình izome hóa xúc tác trong pha lỏng(AlCl
3
)?
n-parafin vào thiết bị phản ứng (1) nhựa được đưa ra ngoài, sản phẩm
qua(2) tách xúc tác, khí xúc tác ra ngoài hoặc hồi lưu trở lại(3) tháp phân đoạn
tách n-parafin, ổn định áp suất H
2
(Phản ứng phụ) sản phẩm ngoài iso parafin còn
có H
2
. H
2
nhiều(pư hidro cracking)
23