Xúc tác trong quá trình chế biến dầu nặng

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
KHOA KỸ THUẬT HĨA HỌC
BỘ MƠN CƠNG NGHỆ CHẾ BIẾN DẦU KHÍ

Mơn học: Xúc tác trong chế biến dầu

XÚC TÁC TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN
DẦU NẶNG

GVHD: TS. NGUYỄN HỮU LƯƠNG
HV:
HOÀNG MẠNH HÙNG
MSHV: 10400156

TP.HCM, 2010

Trang 0/34

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


MỤC LỤC
I.TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ NÂNG CẤP DẦU NẶNG ............................................. 2
I.1. Công nghệ làm giảm hàm lượng Cacbon ............................................ 5
I.1.1. Công nghệ tách Asphalten bằng dung môi .................................... 5
I.1.2. Công nghệ cốc hóa trễ – Foster Wheeler ....................................... 8
I.1.3. Cơng nghệ kết hợp cốc hóa trễ và tách Asphalten - ASCOT ....... 10
I.1.4. Công nghệ Visbreaking ............................................................... 11
I.1.5. Công nghệ khí hóa ...................................................................... 14
I.2. Cơng nghệ bổ xung hydro ................................................................. 15
I.2.1. Công nghệ LC-Fining (Chevron Lummus Global LLC.,) ............ 16

I.2.2. Công nghệ nâng cấp cặn nặng H-OilRC (Axens) ........................ 20
I.2.3. Công nghệ nâng cấp cặn nặng Hyvahl (Axens) ........................... 21
II. SO SÁNH CÁC CÔNG NGHỆ NÂNG CẤP DẦU NẶNG. ...................................... 24
III. XÚC TÁC QUÁ TRÌNH HYDROCRACKING NGUYÊN LIỆU NẶNG .................. 26
III.1. Tổng quan xúc tác của quá trình hydrocracking trong công nghiệp 26
III.2. Những cải tiến của xúc tác để phù hợp với nguyên liệu nặng ......... 27
III.2.1. Sử dụng phụ gia xúc tác ........................................................... 27
III.2.1.1. Ảnh hưởng của kim loại kiềm ............................................ 27
III.2.1.2. Ảnh hưởng của Phốt pho (P) .............................................. 27
III.2.1.3. Ảnh hưởng của Borate (B).................................................. 29
III.2.1.4. Ảnh hưởng của Flo (F) ....................................................... 30
III.2.2. Ảnh hưởng của chất mang ........................................................ 31
III.2.2.1. Chất mang axit ................................................................... 31
III.2.2.2. Chất mang chứa TiO2 ......................................................... 33
IV. KẾT LUẬN ................................................................................................ 33

Trang 1/34

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


I. Tổng Quan Công Nghệ Nâng Cấp Dầu Nặng
Dầu nặng có các đặc trưng chính sau :
- Độ nhớt: đây là đặc trưng chính của dầu thơ, nó cho phép phân biệt
bitumen và dầu thơ nặng (bitumen có độ nhớt cao hơn 10.000 cP);
- Khối lượng riêng: dầu thô nặng là loại dầu thơ có °API thấp hơn 20. Ở
Venezuela, dầu thô nặng được phân thành 2 loại: dầu nặng có °API từ 1020 và dầu thơ siêu nặng có API <10° (tỷ lệ C/H cao);
- Phần trăm các phân đoạn nhẹ: phần chưng cất thu được ở điểm cắt cuối
200°C thường chỉ chiếm khoảng 5%;
- Phần trăm Asphalten: rất cao, chiếm khoảng 15% đối với dầu thô

Venezuela;
- Hàm lượng lưu huỳnh: rất cao, thông thường khoảng 5% khối lượng;
Để có thể cải thiện các đặc tính trên của dầu nặng người ta đưa ra hai
phương pháp nâng cấp dầu: khử carbon (carbon rejection) và thêm hydro
(hydrogen addition) trong phân đoạn cặn nhằm tăng tỷ lệ H/C và giảm độ nhớt
cho dầu. Sơ đồ dưới đây thể hiện khá bao quát các công nghệ nâng cấp dầu
nặng, tuy nhiên trong báo cáo này, nhóm tác giả chỉ trình bày chi tiết một vài
cơng nghệ nâng cấp điển hình.
Thuộc nhóm cơng nghệ làm giảm Cacbon, chúng ta sẽ lần lượt xem xét các
công nghệ tách Asphalten bằng dung môi nặng, công nghệ cốc hóa trễ, cơng
nghệ kết hợp cơng nghệ cốc hóa và cơng nghệ tách Asphalten, cơng nghệ
Visbreaking, cơng nghệ khí hóa.
Thuộc nhóm cơng nghệ làm tăng Hydro, chúng ta sẽ xem xét cơng nghệ
chuyển hóa hydro cặn xúc tác cố định và cơng nghệ chuyển hóa hydro cặn xúc
tác chuyển động.
Công nghệ cracking xúc tác tầng sôi thuộc phương pháp làm giảm Cacbon.
Tuy nhiên, công nghệ này yêu cầu tính chất ngun liệu khắt khe hơn cơng nghệ
chuyển hóa hydro nhằm ngăn chặn hiệu suất tạo cốc cao và sự đầu độc nhanh
xúc tác bởi các tạp chất lưu huỳnh, nitơ, kim loại nặng. Do đó cơng nghệ này chỉ
có thể xử lý cặn khí quyển có hàm lượng kim loại nặng, lưu huỳnh, nitơ tương
đối thấp. Các Syncrude được lựa chọn xem xét có hàm lượng tạp chất trong
phân đoạn cặn quá cao so với yêu cầu nguyên liệu của cơng nghệ cracking xúc
tác.
Trong cơng nghệ cốc hóa tầng sơi và cơng nghệ cốc hóa linh động, cốc
tuần hồn mang nhiệt từ lị đốt quay trở lại thiết bị phản ứng, tại đây, những rây
cốc đóng vai trị làm tâm phản ứng thực hiện quá trình bẻ gãy cặn tạo thành
những sản phẩm nhẹ hơn. Công nghệ cốc hóa tầng sơi có hiệu suất sản phẩm cất
Trang 2/34

LUAN VAN CHAT LUONG download : add

cao hơn tuy nhiên chất lượng thấp hơn so với cơng nghệ cốc hóa trễ. Cơng nghệ
cốc hóa linh động là cơng nghệ mở rộng của cơng nghệ cốc hóa tầng sơi, có cụm
khí hóa cốc dư trong dây chuyền để tạo ra khí tổng hợp.

Trang 3/34

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


Công nghệ nâng
cấp cặn nặng
Công nghệ làm
giảm cacbon
Công nghệ sử dụng xúc
tác

RFCC

Công nghệ làm
tăng hydro

Công nghệ không sử
dụng xúc tác

Công nghệ xúc tác
cố định

Công nghệ xúc tác

tầng sôi

Tách Asphant
bằng dung mơi

RDS/VRDS

H-Oil

Cốc hóa chậm

Hyvahl

LC-Fining

Cốc hóa tầng sơi

Unicracking

Flexicoking

Visbreaking

Hình 1:Tổng quan cơng nghệ chuyển hóa cặn nặng
Trang 4/34

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


I.1. Công nghệ làm giảm hàm lượng Cacbon

I.1.1. Công nghệ tách Asphalten bằng dung môi
Công nghệ tách Asphalten bằng dung mơi đóng một vai trị quan trọng
trong NMLD bởi vì cơng nghệ này có thể được sử dụng để nâng cấp cặn nặng
hoặc chế tạo dầu gốc trong qui trình sản xuất dầu nhờn. Hơn thế nữa, cơng nghệ
này có chi phi đầu tư xây dựng và chi phí vận hành thấp hơn so với các công
nghệ nâng cấp cặn nặng khác. Trên thế giới hiện nay có 50 dây chuyền hoạt
động theo công nghệ này với tổng công suất là 500.000 BPSD.
Công nghệ này dựa trên khả năng của những hydrocacbon parafin nhẹ có
thể tách những cấu tử Asphalten nặng nhất trong nguyên liệu cặn chân không.
Dầu được tách bỏ Asphalten với hàm lượng tạp chất thấp được sử dụng làm
nguyên liệu cho nhiều quá trình trong NMLD, đặc biệt là nguồn nguyên liệu bổ
xung cho quá trình cracking xúc tác và hydrocracking nhằm tạo ra nhiều sản
phẩm nhiên liệu. Hắc ín từ q trình tách Asphalten bằng dung mơi chứa hầu hết
những tạp chất có mặt trong dầu thơ, có độ nhớt cao, do đó có giá trị kinh tế
thấp. Dung môi propane thường được sử dụng khi sản xuất dầu nhờn với hiệu
suất DO thấp, trong khi dung môi nặng hơn tại điều kiện vận hành phù hợp sẽ
tăng tối đa hiệu suất DO, đồng thời giảm thiểu hiệu suất hắc ín.
Những kinh nghiệm trong cơng nghệ SDA của UOP chủ yếu tập trung vào
việc sử dụng butane và dung môi nặng hơn nhằm thu được hiệu suất DO cao
hơn. Một ưu điểm nổi bật của công nghệ này là khả năng phân tách tốt giữa
dung môi và DO khi thực hiện quá trình thu hồi dung môi. UOP cũng đã nghiên
cứu những biện pháp để tối thiểu hóa tỉ lệ dung mơi/ngun liệu nhưng vẫn tạo
ra DAO có chất lượng cao.
Cơng nghệ SDA của Foster Wheeler tập trung vào việc nâng cao chất
lượng DAO như sản xuất dầu nhờn hoặc nguyên liệu cho quá trình
hydrocracking, và áp dụng những kỹ thuật tối ưu trong quá trình trích ly.

Trang 5/34

LUAN VAN CHAT LUONG download : add

Hình 2: Sơ đồ cơng nghệ tách Asphalten bằng dung môi – UOP/FW
Nguyên liệu và dung môi parafin được trộn lẫn, sau đó được đưa vào tháp
trích ly. Trong tháp trích ly, dịng ngun liệu chảy từ trên xuống sẽ tiếp xúc với
dịng dung mơi chuyển động từ dưới lên. DO và nhựa được thu hồi chọn lọc ở
trên đỉnh tháp trích ly cùng với một phần lớn dung mơi, trong khi Asphalten và
nhựa phân cực có lẫn một ít dung mơi sẽ nhận được tại đáy tháp trích ly. Hỗn
hợp DAO và dung môi thu được ở đỉnh tháp đi đến thiết bị phân tách, nhiệt độ
hỗn hợp sẽ được tăng trên mức điều kiện tới hạn của dung mơi. Tại điều kiện
này DAO khơng cịn có khả năng hịa tan trong dung mơi và tách khỏi dung mơi
nhờ tỷ trọng. Dịng hắc ín chứa một ít dung mơi, tiếp tục được đưa đến cơng
đoạn thu hồi hắc ín, tại đây hỗn hợp được gia nhiệt, bay hơi, và chưng cất bằng
hơi nước. Dịng dung mơi nhận được từ hệ thống thu hồi DAO và hắc ín được
làm lạnh và ngưng tụ, sau đó tuần hồn lại tháp trích ly để tái sử dụng.
- Sự kết hợp giữa UOP và Foster Wheeler sẽ tạo ra những ưu điểm nổi bật
cho công nghệ :
 Thiết bị tiếp xúc nhiều lần dạng đĩa xoay kết hợp chưng cất sơ
bộ và tinh cất nguyên liệu dầu, và thiết bị phân tách áp dụng
những cơng nghệ hiện đại làm tối đa hóa hiệu suất của q trình
trích ly đồng thời tối ưu hóa hiệu suất thu hồi sản phẩm sạch.

Trang 6/34

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


 Khả năng thu hồi dung môi tốt cho phép sử dụng hiệu quả
những đặc tính nhiệt động của quá trình, đồng thời giảm chi phí
vận hành của dây chuyền.

 Với cơng nghệ trích ly hiệu quả cao, tỉ lệ dung mơi đối với
ngun liệu có thể giảm xuống đến mức thấp nhất. Thông số
này sẽ tác động đến chi phí đầu tư và chi phí hoạt động của dây
chuyền.

Nguồn: Refining Process 2006
Hình 3:Ảnh hưởng của tỉ lệ dung mơi/ngun liệu đến hiệu suất và chất
lượng của DAO
- Điều kiện vận hành của q trình.
 Dung mơi : hỗn hợp hydrocacbon C3 – C7
 Áp suất, psig : 300 – 600
 Nhiệt độ, oF : 120 – 450
 Tỷ lệ dung mơi/ngun liệu: 4/1 – 13
Bảng 1: Tính chất và hiệu suất DAO từ một nguyên liệu xác định
Nguyên liệu
o
API
Sulfur, %kl
CCR, % kl
Ni/V, wppm
DAO
Hiệu suất, %V của nguyên liệu
o
API
Sulfur, %kl
CCR, %kl
Độ nhớt, SSU@210oF
( theo Refining Processing 2006)

6,5

3,0
21,8
46/125
65
15,1
2,2
6,2
540

Trang 7/34

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


I.1.2. Cơng nghệ cốc hóa trễ – Foster Wheeler
Foster Wheeler là nhà cung cấp hàng đầu về công nghệ cốc hóa trễ, cơng
nghệ có tên là SYDECSM. Tính đến thời điểm năm 2006, có 52 dây chuyền cốc
hóa trễ áp dụng công nghệ SYNDECSM được lắp đặt khắp nơi trên thế giới, với
tổng công suất là 2,5 triệu BPSD.
Thiết kế dây chuyền cốc hóa trễ theo cơng nghệ SYDECSM được dựa trên
thiết bị cốc hóa có hiệu suất sản phẩm lỏng cao, làm giảm áp suất của quá trình
và giảm tỉ lệ tuần hoàn khi vận hành, đồng thời tạo ra gas oil nặng có hàm lượng
kim loại nặng và chỉ số Cacbon Conradson thấp.
Hiệu suất các sản phẩm trong q trình cốc hóa có thể thay đổi nhằm đáp
ứng mục tiêu của NMLD bằng cách thay đổi thông số công nghệ. Tăng nhiệt độ
buồng cốc sẽ làm giảm hiệu suất cốc, làm tăng hiệu suất sản phẩm cất. Tăng áp
suất hoặc tăng lượng tuần hoàn dẫn đến tăng hiệu suất cốc, nhưng hiệu suất sản
phẩm cất cũng giảm xuống. Nếu vận hành q trình cốc hóa trễ khơng có dịng
tuần hồn, thì hiệu suất cốc thấp hơn và hiệu suất sản phẩm cất cao hơn, tuy
nhiên sản phẩm cất sẽ có nhiều tạp chất.

Nguồn: HydrocarbonProcessing, September 2003
Hình 4: Thiết kế cơng nghệ với tỉ lệ tuần hồn thấp và khơng tuần hồn
Bảng dưới đây sẽ cho một sự so sánh về hiệu suất và chất lượng của
gasoil nặng của các q trình cốc hóa truyền thống và cơng nghệ SYNDECSM có
tỷ lệ tuần hồn thấp và SYNDECSM khơng có tuần hoàn.
Bảng 2: So sánh hiệu suất và chất lượng Gas oil nặng của các phương án
cơng nghệ cốc hóa trễ
Gas oil nặng

Cơng nghệ cũ

Hiệu suất, %kl
Điểm sơi cuối,oF

24,4
920

SYNDECSM,
tuần hồn thấp
37,9
1.060

SYNDECSM,
khơng tuần hồn
41,8
1.110
Trang 8/34

LUAN VAN CHAT LUONG download : add

o

API
18,4
CCR, %kl
0,25
Ni + V, ppm
0,5
Nguồn: Refining Process 2006

15,6
0,6
0,8

14,7
1,2
1,8

Hình 5: Cơng nghệ cốc hóa trễ - SYNDECSM
Ngun liệu cặn chân khơng được gia nhiệt sơ bộ bằng cách trao đổi nhiệt
với dòng gas oil trước khi đưa vào phần dâng lên của tháp chưng cất. Tại đáy
tháp, nguyên liệu mới trộn với dịng tuần hồn ngưng tụ được bơm qua lị cấp
nhiệt, tại đây nhiệt độ của nguyên liệu tăng nhanh đến nhiệt độ cần thiết cho sự
tạo thành cốc trong buồng cốc hóa. Hơi nước thường được phun vào mỗi ống
xoắn của lị nhiệt để duy trì duy trì tốc độ và thời gian lưu phù hợp nhằm tránh
sự tạo cốc trong các ống của lò nhiệt.
Hỗn hợp lỏng hơi đi ra khỏi lị đốt đi vào buồng cốc hóa, dịng
hydrocacbon lỏng bị giữ lại và chuyển hóa thành cốc và hơi hydrocacbon nhẹ.

Toàn bộ hơi sẽ đi lên đỉnh buồng cốc.
Dây chuyền cần có ít nhất hai buồng cốc hóa để thực hiện q trình cốc
hóa. Một buồng nhận dịng ra của lị đốt để chuyển hóa thành cốc và khí, một
buồng đang trong q trình tháo cốc.
Hơi hydrocacbon từ đỉnh buồng cốc đi vào dưới vùng shed của tháp chưng
cất, và được hạ nhiệt bởi dòng gas oil tuần hoàn tưới trên vùng shed. Chế độ vận
hành này sẽ làm sạch và làm lạnh hơi sản phẩm đi ra khỏi tháp chưng cất và
đồng thời ngưng tụ phần nặng hơn tạo thành dịng tuần hồn. Dịng tuần hồn
cùng với nguyên liệu mới, được bơm từ tháp chưng cất đến lò cấp nhiệt. Dòng
Trang 9/34

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


gas oil nặng tuần hoàn, đi ra từ bên tháp chưng cất được sử dụng để loại bỏ nhiệt
khỏi tháp, ngưng tụ một phần lớn gas oil nặng và làm lạnh phần hơi bị cuốn
theo. Sản phẩm gas oil nặng được làm lạnh nhờ trao đổi nhiệt với dòng nguyên
liệu và khơng khí đến nhiệt độ của kho chứa.
Hơi đi ra đỉnh tháp chưng cất được ngưng tụ trong thiết bị ngưng tụ, sau
đó được đưa vào thùng chứa, tại đây, hơi sẽ được tách ra khỏi lỏng. Một phần
chất lỏng sẽ quay trở lại tưới lên đỉnh tháp, phần còn lại cùng với hơi nén được
chuyển tới dây chuyền thu hồi hơi.
- Thông số vận hành
 Nhiệt độ đầu ra của lò cấp nhiệt, oF : 900 – 950;
 Áp suất buồng cốc hóa, psig : 15 – 100;
 Tỉ lệ tuần hoàn, so với nguyên liệu : 0 – 1,0;
- Hiệu suất
Bảng 3: Hiệu suất sản phẩm của q trình cốc hóa trễ cho từng chế độ vận
hành
Hiệu suất sản phẩm

Max distillate

Khí, %kl
8,7
Naphtha, %kl
14,0
Gas oil, %kl
48,3
Coke, %kl
29,3
Nguồn: Refining Process 2006

Anode Coke Needle Coke
8,4
21,6
43,8
26,2

9,8
8,4
41,6
40,2

I.1.3. Công nghệ kết hợp cốc hóa trễ và tách Asphalten - ASCOT
ASCOT là sự kết hợp giữa 2 công nghệ SYDECSM và LEDA (Low Energy
DeAsphaltening) của Foster Wheeler.
Q trình áp dụng cơng nghệ này có hiệu suất sản phẩm lỏng cao với hàm
lượng S, N, kim loại và cặn cacbon conradson thấp hơn so với quá trình SDA.
Loại bỏ triệt để Asphalten, đồng thời cho hiệu suất sản phẩm khí và cốc thấp

hơn, cốc có hàm lượng S, N và kim loại cao so với q trình cốc hóa trễ.

Trang 10/34

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


Hình 6: Sơ đồ cơng nghệ ASCOT
Chi phí đầu tư và chi phí vận hành thấp hơn so với hai q trình riêng biệt
do có thể tận dụng nguồn nhiệt từ q trình cốc hóa cho q trình SDA.
Ngun liệu được gia nhiệt đến nhiệt độ thích hợp rồi đưa đến thiết bị trích
ly. Trong thiết bị trích ly, dịng dung mơi (Naphtha) chảy từ dưới lên, hịa tan
các hydrocacbon giàu parafin.
Dịng DAO rời khỏi đỉnh của thiết bị trích ly và đi qua hệ thống thu hồi
dung môi. Dung mơi thu hồi được hồn lưu lại thiết bị trích ly. Sản phẩm DAO
sau khi tách dung môi được đưa đến tháp chưng cất của cụm cốc hóa trễ.
Dịng Asphalten có lẫn dung mơi được gia nhiệt rồi đưa vào buồng tạo cốc.
Sản phẩm khí từ buồng tạo cốc được đưa đến tháp chưng cất.
Tại tháp chưng cất, dòng sản phẩm đỉnh có chứa dung mơi và các
hydocacbon nhẹ được ngưng tụ và thu hồi. Dòng dầu nặng được đưa đến thiết bị
tách để tách các hydrocacbon nhẹ hoàn lưu trở lại thiết bị phân đoạn, còn dòng
sản phẩm đáy dùng để cấp nhiệt cho thiết bị ổn định. Dòng sản phẩm đáy của
tháp chưng cất có thể hồi lưu, nhập chung với dịng ngun liệu.
I.1.4. Cơng nghệ Visbreaking
Visbreaking là một q trình chuyển hóa nhiệt nhằm biến đổi cặn chân
khơng hoặc cặn khí quyển thành khí, Naphtha, phần cất, và nhựa đường. Q
trình chuyển hóa cặn được thực hiện thơng qua việc gia nhiệt cặn trong lị đốt
đến nhiệt độ cao. Dòng nguyên liệu đi qua vùng phản ứng được bố trí ở trong lị
gia nhiệt hoặc trong một buồng phản ứng được đặt ở bên ngoài tại những điều
kiện nhiệt độ và áp suất phù hợp. Dòng sản phẩm đi ra sẽ được hạ nhiệt để

ngưng tất cả các phản ứng.
Trang 11/34

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


Visbreaking là một lựa chọn để nâng cấp cặn nặng có chi phí đầu tư thấp,
tạo ra dịng sản phẩm nhiều khí và phần cất hơn so với nguyên liệu ban đầu,
đồng thời làm giảm độ nhớt của phân đoạn FO.
Khi một dây chuyền Visbreaking được xem xét để nâng cấp cặn nặng,
những mục tiêu dưới đây thường được hướng tới :
- Làm giảm độ nhớt dòng nguyên liệu cặn sẽ kéo theo sự giảm lượng
sản phẩm cất cần thiết để sản xuất FO đáp ứng được những tiêu
chuẩn kỹ thuật về độ nhớt.
- Sự chuyển hóa một phần nguyên liệu cặn thành những sản phẩm cất,
đặc biệt là nguyên liệu cho quá trình cracking xúc tác, để đạt được
mục tiêu này cần phải vận hành một tháp bay hơi chân không nhằm
tạo ra phân đoạn gas oil chân không.
- Giảm sản lượng FO, đồng thời giảm độ chua và độ nhớt. Để đạt
được mục tiêu này cần phải có một thiết bị cracking nhiệt ngồi lị
gia nhiệt của Visbreaker.
- Những mục tiêu lọc dầu phải được xác định trước khi tích hợp q
trình visbreaking vào NMLD vì tồn bộ dây chuyền xử lý có thể
thay đổi, ảnh hưởng đến hiệu quả kinh tế của dự án.
Hai quá trình Visbreaking phổ biến hiện nay là quá trình Visbeaking loại
ống xoắn (coil) hay còn gọi là loại lò đốt được cấp bản quyền bởi UOP và Foster
Wheeler và quá trình Visbreaking buồng phản ứng (soaker) được cấp bản quyền
bởi Shell.
Nguyên liệu cho q trình Visbreaking thường là cặn chân khơng hoặc cặn
khí quyển. Ngun liệu cặn sẽ được chuyển hóa thành khí, xăng và gas oil với

hiệu suất 10 – 50% cho mỗi sản phẩm, tùy thuộc vào độ khắt khe của q trình
và đặc tính của dịng ngun liệu. Độ chuyển hóa của cặn thành Naphtha hoặc
những sản phẩm nhẹ hơn sẽ được coi là số đo về độ khe khắt trong vận hành của
quá trình Visbreaking. Mức độ chuyển hóa bị hạn chế bởi một số đặc tính của
ngun liệu như hàm lượng Asphalten, Natri, và chỉ số CCR. Một nguyên liệu
có hàm lượng Asphalten cao sẽ dẫn đến độ chuyển hóa thấp hơn so với nguyên
liệu có hàm lượng Asphalten thấp hơn với điều kiện đảm bảo sản lượng FO đi ra
từ đáy Visbreaker. Chỉ số CCR và hàm lượng Natri trong nguyên liệu càng cao
thì khả năng tạo thành cốc trong ống trong lò cấp nhiệt càng lớn, do đó chu trình
làm việc của dây chuyền sẽ giảm xuống.
Theo thực nghiệm, với một nguyên liệu được chọn trước, khi độ khe khắt
tăng thì độ nhớt của sản phẩm nhựa đường (điểm cắt từ 204oC) sẽ giảm, sau đó
nếu tiếp tục tăng độ khe khắt của q trình thì độ nhớt của nhựa đường tăng lên
rõ rệt, điều này báo hiệu đã có sự tạo thành những tiền chất cốc. Những dữ liệu
Trang 12/34

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


thu được từ những thực nghiệm sẽ được thiết lập quan hệ tương quan. Điểm đảo
ngược độ nhớt có thể phỏng đoán nhờ tương quan này và được sử dụng để quyết
định thông số thiết kế đối với từng loại nguyên liệu nhằm tránh sự tạo thành FO
không ổn định trong khi tăng độ chuyển hóa.
Những nguyên liệu cặn có điểm hóa mềm thấp và khả năng hịa tan npentan thấp sẽ chứa một lượng đáng kể phần cất nặng và dầu không chứa
Asphalten. Những dầu nặng này sẽ bị bẻ gãy thành những dầu có độ nhớt thấp
hơn, nhiệt độ sôi thấp hơn dẫn đến sự giảm độ nhớt tồn bộ.
Nếu những thơng số cơng nghệ khơng được xác định chính xác, thì sản
phẩm FO của q trình xuất hiện tượng phân tách pha. Tính ổn định của FO sẽ
giảm khi độ chuyển hóa vượt qua một ngưỡng xác định (điểm đảo ngược độ
nhớt). Hàm lượng sulfur trong cặn FO của quá trình Visbreaking khoảng 0.5%,

lớn hơn hàm lượng sulfur trong nguyên liệu. do đó sản phẩm FO từ q trình
Visbreaking khó đạt được tiêu chuẩn kỹ thuật hàm lượng sulfur trong nhiên liệu,
ngoại trừ FO tiếp tục được xử lý hydro.

Hình 7: Cơng nghệ Visbreaking – Foster Wheeler & UOP
Trong quá trình vận hành, nguyên liệu sẽ được đưa đến lò cấp nhiệt (1). Tại
đây, nhiệt độ của dòng nguyên liệu tăng cao, dẫn đến sự bay hơi và cracking một
phần nguyên liệu. Hơi nước sẽ được phun vào các ống xoắn của lị nhằm duy trì
tốc độ và thời gian lưu phù hợp, đồng thời ngăn chặn sự tạo thành cốc trong các
ống. Dòng ra của lò gia nhiệt sẽ được hạ nhiệt bởi dòng gas oil hoặc sản phẩm
đáy tháp chưng cất để làm ngưng các phản ứng cracking. Hỗn hợp lỏng hơi đi
vào tháp chưng cất sẽ được phân tách thành khí, naphtha, gas oil và cặn của quá
Trang 13/34

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


trình visbreaking. Cặn này có thể được bay hơi trong chân không nhằm thu hồi
sản phẩm gas oil chân không.
Trong thiết kế của Foster Wheeler, lị cấp nhiệt có dạng ống nằm ngang để
đảm bảo sự phân bố nhiệt đồng đều suốt chiều dài của lò. Trong lò sẽ bao gồm 2
vùng đốt lửa độc lập. Một vùng là buồng gia nhiệt sơ bộ để nâng nhiệt độ của
nguyên liệu đến nhiệt độ phản ứng khoảng 427oC. Vùng thứ hai là buồng phản
ứng sẽ đảm bảo nhiệt độ và thời gian lưu cần thiết. Để đạt được thời gian lưu
phù hợp, thì thể tích các ống truyền nhiệt là một thơng số thiết kế quan trọng,
bởi nó ảnh hưởng đến chi phí lắp đặt lị cấp nhiệt.
Trong q trình vận hành , thời gian lưu có thể được hiệu chỉnh bằng cách
kiểm sốt nhiệt cấp cho mỗi buồng trong lị cấp nhiệt, và tốc độ phun hơi nước.
- Thông số vận hành :
 Nhiệt độ đầu ra của lò cấp nhiệt: 850 – 910oF.

 Nhiệt độ dòng nguyên liệu sau khi được làm mát: 710–800oF.
- Hiệu suất: hiệu suất phụ thuộc vào chế độ vận hành của quá trình và
đặc tính của nguyên liệu. Bảng dưới đây xét nguyên liệu cho q
trình là cặn khí quyển và cặn chân khơng của dầu thô nhẹ Ả rập.
Bảng 4: Hiệu suất sản phẩm của quá trình Visbreaking (FW&UOP)
Nguyên liệu (nguồn,loại)
o

API
Hàm lượng sulfur, %kl
CCR, %kl

Dầu nhẹ - Ả rập

Dầu nhẹ - Ả rập

Cặn khí quyển

Cặn chân khơng

15,9
3,0
8,5

7,1
4,0
20,3

3,1
7,9

14,5
74,5

2,4
6,0
15,5
76,1

Hiệu suất Sản phẩm, %kl
Khí
Naphtha
Gas oil
Cặn visbreaking

Nguồn : Refining Processing, 2006
I.1.5. Cơng nghệ khí hóa
Cơng nghệ khí hóa của Shell nhằm chuyển hóa cặn nặng có hàm lượng
sulfur và kim loại nặng cao thành khí tổng hợp và những oxit kim loại. Sulfur sẽ
được loại bỏ qua q trình xử lý khí thơng thường. Sản phẩm khí từ quá trình

Trang 14/34

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


khí hóa có thể được dùng để sản xuất điện. Đây là một trong những q trình
thân thiện với mơi trường.

Hình 8: Sơ đồ cơng nghệ khí hóa của Shell
Dịng nguyên liệu cặn được đưa vào thiết bị phản ứng, và thực hiện phản

ứng khí hóa với hơi nước. Tất cả các phản ứng trong quá trình là tỏa nhiệt và tạo
ra khí chứa chủ yếu là CO và H2. Phụ thuộc ứng dụng của quá trình mà áp suất
vận hành nằm trong khoảng từ áp suất khí quyển đến 65 bar, nhiệt độ khoảng
1400oC. Cơng nghệ khí hóa của Shell sử dụng những thiết bị phản ứng được gắn
với lò đốt và hệ thống sinh ra hơi nước áp suất cao nhằm thu hồi nhiệt tỏa ra của
quá trình. Muội cacbon và tro được loại bỏ khỏi dòng sản phẩm khí bằng q
trình rửa nước hai giai đoạn. Khí sau khi được loại bỏ những hạt muội và tro sẽ
đi tiếp vào q trình tách khí axít. Nước rửa cuối cùng từ q trình làm sạch khí
được đưa đến cụm tách muội và tro để lọc muội và tro khỏi bùn. Tro được thu
hồi là những oxit có giá trị, đặc biệt là V2O5.
I.2. Công nghệ bổ xung hydro
Các cơng nghệ thuộc nhóm này này sẽ nâng cấp cặn nặng bằng cách bổ
xung hydro, nhờ vậy sẽ hạ thấp tỉ lệ C/H trong nguyên liệu cặn. Quá trình được
thực hiện trong những thiết bị phản ứng có xúc tác cố định hoặc chuyển động
hoặc tầng sôi cho phép việc bổ xung xúc tác theo chu kỳ hoạt động hoặc tái sinh
liên tục. Tất cả các q trình có áp suất khá cao (>150bar). Ngày nay, hầu hết
các dây chuyền xúc tác cố định được thiết kế để xử lý cặn chân không đều được
chuyển sang chế độ vận hành xử lý ngưyên liệu nhẹ hơn hoặc cặn khí quyển. Lý
do cho sự thay đổi này là bởi vì thời gian hoạt động của xúc tác trong dây
Trang 15/34

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


chuyền xúc tác cố định ngắn (tối đa 6 tháng) mặc dù lượng xúc tác được sử dụng
là rất lớn (tốc độ nạp liệu riêng thể tích trong khoảng 0,5 – 1,5). Một số nhà
cung cấp bản quyền công nghệ đã tập trung nghiên cứu để khắc phục nhược
điểm này bằng những cải tiến trong thiết kế, cho phép nâng cao hiệu quả sử
dụng xúc tác hoặc đưa xúc tác ra ngoài để tái sinh trong khi vẫn đang thực hiện
quá trình.

Những cải tiến liên tục cho xúc tác dựa trên cơ sở hóa học của q trình
chuyển hóa Asphalten trong nguyên liệu cặn đã mở ra một hướng mới trong
công nghệ nâng cấp dầu nặng. Tuy nhiên, ngành công nghiệp lọc dầu trên thế
giới vẫn hạn chế áp dụng những cơng nghệ do chi phí đầu tư và chi phí vận hành
những q trình áp dụng cơng nghệ này cao hơn rất nhiều so với công nghệ nâng
cấp cặn nặng bằng phương pháp tăng cacbon. Số lượng dây chuyền áp dụng
công nghệ bổ xung hydro chỉ chiếm 20% tổng số dây chuyền nâng cấp cặn nặng
trên thế giới.
I.2.1. Công nghệ LC-Fining (Chevron Lummus Global LLC.,)
Như phần trên đã đề cập, quá trình nâng cấp cặn nặng theo phương pháp bổ
xung hydro sẽ thực hiện phản ứng hydrocracking cặn nặng. Quá trình bao gồm
những phản ứng cracking nhiệt và những phản ứng hydro hóa, do vậy những cấu
tử ít hydro trong nguyên liệu cặn sẽ được chuyển hóa thành những cấu tử nhẹ
hơn. Q trình này có thể được biến đổi để phù hợp nhiều loại nguyên liệu, mức
độ chuyển hóa, chất lượng sản phẩm mong muốn và đặc biệt phù hợp để sản
xuất FO có hàm lượng lưu huỳnh thấp và dầu tổng hợp chất lượng cao. Với quá
trình này, những nguyên liệu nặng bao gồm gas oil, cặn từ q trình chưng cất
chân khơng và cặn chưng cất khí quyển, Asphalten, bitum được hydro hóa và
chuyển thành nhiều sản phẩm nhẹ hơn như Naphtha, sản phẩm cất trung bình và
nhẹ, gas oil chân khơng và gasoil khí quyển. Sản phẩm cặn của q trình này có
thể được sử dụng làm FO, dầu tổng hợp, hoặc nguyên liệu cho q trình cốc hóa,
RFCC.
Với cơng nghệ này, q trình hydrocracking cặn nặng được thực hiện tại
điều kiện nhiệt độ và áp suất tương đối cao trong sự có mặt của H2 và xúc tác
chuyển hóa cặn để hydro hóa những sản phẩm và ngăn chặn phản ứng trùng hợp
của các gốc tự do khi các phản ứng cracking diễn ra. Xúc tác là những kim loại
thúc đẩy phản ứng hydro hóa (Co&Mo, hoặc Mo&Ni) phân tán trên nền
aluminia.
Hai phản ứng quan trọng trong quá trình hydrocracking cặn nặng là
cracking nhiệt tạo thành những sản phẩm nhẹ và phản ứng tách các tạp chất

trong nguyên liệu. Những phản ứng này được thực hiện trong điều kiện nhiệt độ
Trang 16/34

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


750 – 850 oF, áp suất riêng phần của hydro 1100 – 2200 (lb/in2), và tốc độ không
gian nạp liệu nằm trong khoảng 0,1– 0,8 (h-1).
Asphalten trong nguyên liệu cặn chứa một lượng lớn các tạp chất lưu
huỳnh, nitơ, kim loại, chỉ số CCR cao.
Việc tách bỏ Nitơ nói chung khó hơn rất nhiều so với q trình tách lưu
huỳnh. Kim loại được tách ra dưới dạng hợp chất sulfide, những hợp chất này sẽ
bám trên bề mặt xúc tác, bịt kín những lỗ trống của xúc tác, dẫn đến làm giảm
hoạt tính của xúc tác.
Độ chuyển hóa Ramboson cacbon đặc biệt quan trọng về mặt kinh tế nếu
sản phẩm đáy chân không trong công nghệ LC-Fining được cung cấp đến dây
chuyền cốc hóa. Sản phẩm cặn có Ramboson cacbon thấp hơn nghĩa là ít cốc
được tạo ra trong quá trình cốc hóa. Một biện pháp để hạn chế cốc tạo ra trong
dây chuyền cốc hóa là tăng tối đa độ chuyển hóa của nhựa tại dây chuyền
hydrocracking.
Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ tạo thành cặn, khả năng hoạt động
của thiết bị phản ứng và những giới hạn của chuyển hóa cặn, những yếu tố đó
bao gồm :
- Hàm lượng Asphalten trong cặn.
- Khả năng phản ứng của cặn cacbon.
- Độ khắt khe về nhiệt.
- Loại và hoạt tính của xúc tác.
- Áp suất riêng phần của hydro.
- Loại và lượng dung môi.
- Hàm lượng nhựa trong cặn.

- Nhiệt độ thiết bị phản ứng.

Trang 17/34

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


.
Hình 9: Cơng nghệ nâng cấp cặn nặng LC-Fining
Trong sơ đồ trên, nguyên liệu cặn và hydro được gia nhiệt riêng rẽ, sau đó
kết hợp đi vào thiết bị phản ứng, chuyển động từ dưới lên trong dòng xúc tác
chuyển động ngược lại. Dưới tác động của nhiệt độ và áp suất, và sự hỗ trợ của
xúc tác, nguyên liệu sẽ bị bẻ gãy và hydro hóa để tạo ra những sản phẩm chất
lượng cao hơn và nhẹ hơn so với nguyên liệu ban đầu. Một phần sản phẩm lỏng
từ trên đỉnh thiết bị phản ứng được bơm tuần hoàn trở lại đáy thiết bị phản ứng.
Dịng tuần hồn đảm bảo tốc độ chuyển động tầng xúc tác phù hợp, đồng thời
duy trì nhiệt độ của quá trình gần như không đổi.
Phản ứng hydrocarcking là phản ứng tỏa nhiệt, dẫn đến sự tăng nhiệt độ
dòng ra so với dòng vào thiết bị phản ứng. Tuy nhiên, nhờ dòng sản phẩm lỏng
tuần hoàn bên trong thiết bị phản ứng nên quá trình thực hiện trong điều kiện
đẳng nhiệt, xúc tác sẽ được bổ xung và đưa ra theo mẻ để tái sinh nhằm duy trì
hoạt tính của xúc tác khơng cần ngưng hoạt động dây chuyền.
Sản phẩm từ thiết bị phản ứng đi đến thiết bị tách áp suất cao và nhiệt độ
cao. Dòng hơi đi ra từ thiết bị tách sẽ được giảm áp trước khi trao đổi nhiệt, tách
bỏ condensate, và làm sạch.
Sau khi tách phần nhẹ, chất lỏng tuần hồn được bơm qua cơng đoạn tách
bỏ tiền chất cốc (theo phương pháp ly tâm), tại đây một lượng rất nhỏ của
hydrocacbon nặng và cặn cacbon khơng có khả năng hòa tan sẽ được loại bỏ.
Dòng sản phẩm đỉnh của tháp chưng cất sơ bộ sẽ tiếp tục qua q trình chưng
cất. Sản phẩm nặng cịn lại được đưa trực tiếp đến tháp chưng cất chân khơng.

Dịng hơi cùng với sản phẩm cất đi ra khỏi thiết bị phản ứng và được thu hồi ở
Trang 18/34

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


trên đỉnh tháp tách dầu nặng. Nhiệt độ nguyên liệu đến tầng đầu tiên được kiểm
soát bằng cách hiệu chỉnh lượng nhiệt được trao đổi từ dòng hơi của thiết bị
phản ứng, và nhiệt độ của dòng sản phẩm cất được kiểm soát bằng sự kết hợp
hydro và chất lỏng làm mát. Dòng ra từ thiết bị phản ứng được phân tách thành
hơi và dòng sản phẩm cất nặng. Dòng lỏng sẽ được đưa đến tháp chưng cất để
tách thành các phân đoạn sản phẩm. Dòng hơi được xử lý bằng dung dịch amine
trong thiết bị hấp thụ, sau đó được nén và tuần hoàn trở lại để kết hợp với
nguyên liệu đi vào thiết bị phản ứng.
Thông số vận hành
Bảng 5: Thông số vận hành công nghệ LC-Fining
Nhiệt độ phản ứng,oF
Áp suất phản ứng, psig
Áp suất riêng phần Hydro, psig
LHSV
Độ chuyển hóa
Tách sulfur
Tách kim loại
Giảm CCR
(theo Refining Processing 2006)

725 - 840
1400 - 3500
1000 - 2700
0.1 - 0.5

40 - 97+
60 - 90
50 - 98
35 - 80

Hiệu suất
Bảng 6: Hiệu suất và tính chất sản phẩm trong cơng nghệ LC-Fining
Ngun liệu
o

API
Sulfur, %kl
Ni/v, ppmw
Độ chuyển hóa

Cặn khí quyển

Cặn chân khơng

Dầu nhẹ
12,4
3,9
18/65
45

Dầu nhẹ
4,73
4,97
39/142
75

Dầu nặng
4,73
4,97
39/142
95

3,57
18,25
42,65
19,32
25
26,6/0,66

5,53
23,86
64,81
11,92
5,0
33,3/0,33

Dầu nặng
4,73
4,97
39/142
60

Sản phẩm
C4
C5-350oF

350-700oF
700-1020oF
>1022oF
C5+,oAPI/wt %S

1,11
6,89
15,24
55,27
25,33
23,7/0,54

2,35
12,6
30,62
21,46
40,00
22,5/0,71

(theo Refining Processing2006)
Trang 19/34

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


I.2.2. Công nghệ nâng cấp cặn nặng H-OilRC (Axens)
H-OilRC là cơng nghệ có xúc tác chuyển động để thực hiện các phản ứng
hydrocracking cặn chân khơng hoặc cặn khí quyển. Công nghệ này là giải pháp
lý tưởng đối với những nguyên liệu có hàm lượng kim loại nặng, Asphalten và
CCR cao. Q trình này có thể được vận hành để đạt được một trong hai mục

tiêu: độ chuyển hóa cao để tạo ra những sản phẩm ổn định, hoặc ở tại độ chuyển
hóa trung bình để sản xuất dầu tổng hợp.
Giống như thiết bị phản ứng tầng cố định, thiết bị phản ứng có xúc tác
chuyển động thực hiện sự tiếp xúc giữa nguyên liệu và xúc tác. Cải tiến của thiết
bị phản ứng xúc tác chuyển động là duy trì những hạt xúc tác chuyển động bằng
cách tuần hồn dịng lỏng ở bên trong.
Dịng lỏng tuần hồn thu được từ thiết bị phân tách lỏng hơi bên trong cung
cấp áp suất hút nguyên liệu cho bơm. Xúc tác mới có thể được bổ xung và xúc
tác có hoạt tính giảm đi đáng kể được đưa ra ngoài. Ngoài quá trình H-OilRC để
nâng cấp cặn nặng, cơng nghệ xúc tác chuyển động đã được phát triển để xử lý
gas oil chân khơng và dầu tách Asphalten. Khó khăn chính để xử lý cặn nặng có
nhiệt độ sơi trên 538oC là đạt được độ chuyển hóa và yêu cầu chất lượng sản
phẩm trong khi vẫn duy trì tính ổn định của sản phẩm bằng cách giảm thiểu
nhựa lắng xuống đáy thiết bị phản ứng. Những giải pháp về thiết kế, điều kiện
vận hành và xúc tác khá đa dạng trong công nghệ H-OilRC. Hàm lượng lưu
huỳnh trong cặn được duy trì dưới 1% đối với các mức độ chuyển hóa.
Hai loại xúc tác khá phổ biến trong công nghệ này là HOC 458 và HOC
845. Xúc tác HOC 458 được tổng hợp đặc biệt để sử dụng cho quá trình xúc tác
chuyển động nhằm đạt được độ chuyển hóa cao và tăng tính ổn định của nhiên
liệu được tạo ra. Xúc tác này được sử dụng cho q trình chuyển hóa hydro cặn
nặng và dầu thô siêu nặng trong điều kiện áp suất hydro cao, nhiệt độ cao. Xúc
tác thứ hai được phát triển bởi IFP là HOC 845. Xúc tác này đặc biệt phù hợp để
chuyển hóa cặn nặng có hàm lượng kim loại nặng cao.

Trang 20/34

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


Hình 10: Sơ đồ cơng nghệ H-OilRC

Sơ đồ của q trình nâng cấp cặn nặng theo cơng nghệ H-OilRC bao gồm
những lò cấp nhiệt cho hydro và nguyên liệu, một thiết bị tách giữa hai giai
đoạn, một dòng lỏng tuần hồn đưa dịng ngun liệu tới bơm, thiết bị tách áp
suất cao, thiết bị làm sạch khí tuần hồn, tháp chưng cất sản phẩm (trong dây
chuyền khơng có tháp chưng cất nếu mục đích của q trình là sản xuất dầu tổng
hợp). Xúc tác được thay thế theo chu kỳ trong thiết bị phản ứng mà không cần
phải ngưng sự hoạt động của dây chuyền. Một dây chuyền H-OilRC có thể hoạt
động liên tục trong ba năm với hoạt tính xúc tác khơng đổi, độ chuyển hóa đạt
50-80%, và tách lưu huỳnh đạt hiệu quả 85%.
- Điều kiện vận hành :
 Nhiệt độ vận hành,oF : 770–820
 Áp suất riêng phần hydro, psi : 1.600–1.950
 LHSV, h-1 : 0,25–0,6
 Độ chuyển hóa : 50–80%.
I.2.3. Cơng nghệ nâng cấp cặn nặng Hyvahl (Axens)
Đặc điểm của quá trình nâng cấp cặn chân khơng và cặn khí quyển là sự
giảm hoạt tính nhanh chóng của xúc tác, mà nguyên nhân là sự tạo cốc và
sulfide kim loại bám trên bề mật của xúc tác. Do đó vài loại xúc tác được sử
dụng cùng một lúc trong một q trình áp dụng cơng nghệ Hyvahl, mỗi loại xúc
Trang 21/34

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


tác sẽ đóng một vai trị xác định và bổ xung lẫn nhau nhằm đạt được mục tiêu bẻ
gãy những phân tử Asphalten có kích thước phân tử lớn để tách kim loại nặng,
làm giảm hàm lượng Asphalten và thực hiện những phản ứng hydro hóa nhằm
loại bỏ lưu huỳnh, nitơ và giảm CCR.
Việc tăng áp suất H2 cũng là một biện pháp để ngăn những phản ứng trùng
ngưng là nguyên nhân của sự tạo thành cốc. Ngoài ra phản ứng hydro hóa và

phản ứng hydro hóa tách nitơ sâu ngày càng cần thiết để đáp ứng những tiêu
chuẩn kỹ thuật của nguyên liệu cho quá trình FCC. Tuy nhiên, tại điều kiện
nhiệt độ trong khoảng 350 – 410oC, nói chung không thuận lợi cho những phản
ứng này xảy ra do sự hạn chế về mặt nhiệt động học.

Hình 11: Dây chuyền công nghệ Hyvahl để xử lý cặn nặng.
Theo sơ đồ trên, nguyên liệu cặn và hydro, sau khi được gia nhiệt nhờ trao
đổi nhiệt với dòng ra của thiết bị phản ứng và lò đốt đi vào cụm thiết bị phản
ứng bao gồm một thiết bị phản ứng bảo vệ và những thiết bị phản ứng để tách
kim loại và lưu huỳnh. Thiết bị phản ứng bảo vệ hoạt động cùng lúc với các thiết
bị phản ứng khác, vai trị của nó là bảo vệ những thiết bị phản ứng sau bằng các
phản ứng chuyển hóa nhựa và tách bỏ kim loại và Asphalten. Với những nguyên
liệu nặng, các thiết bị phản ứng sẽ hoạt động hoán vị và cho phép đưa xúc tác
hoạt động trở lại trong suốt chu trình. Tần suất hốn đổi được điều chỉnh theo
hàm lượng kim loại nặng trong nguyên liệu và mục tiêu của quá trình. Sự thay
đổi xúc tác thường xuyên sẽ đảm bảo sự hoạt động tốt của những thiết bị phản
ứng sau.
Tiếp sau những thiết bị phản ứng bảo vệ, thiết bị phản ứng tách kim loại
thực hiện quá trình chuyển hóa và loại bỏ kim loại. Hầu hết những tạp chất trong
Trang 22/34

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


ngun liệu bị loại bỏ trong cơng đoạn này, dịng ra từ cụm thiết bị phản ứng
này, sẽ được đưa đến những thiết bị phản ứng thực hiện quá trình tách lưu
huỳnh.
Q trình nâng cấp cặn nặng theo cơng nghệ Hyvahl có độ chuyển hóa 30 –
50% từ nguyên liệu cặn 538oC+ thành sản phẩm cất.

Trang 23/34

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


II. So sánh các công nghệ nâng cấp dầu nặng.
Bảng 7: So sánh ưu nhược điểm của các công nghệ chuyển hóa cặn nặng

Q trình

Ưu điểm

Chuyển hóa - Hiệu suất tách nitơ và
hydro,
xúc lưu huỳnh cao.
- Sản phẩm cất có hàm
tác cố định
lượng lưu huỳnh thấp.
Chuyển hóa
hydro,
xúc
tác
chuyển
động
Tách
Asphalten
bằng
dung
mơi nặng
Visbreaking

- Khơng u cầu khắt khe
tính chất ngun liệu
(Ni+V>250ppm).
- Độ chuyển hóa cao
- DAO là nguyên liệu tốt
cho
quá
trình
hydrocracking và FCC
- Vốn đầu tư thấp

Thông tin thương mại,
Nhà cung cấp bản
số lượng dây chuyền áp
Nhược điểm
quyền công nghệ
dụng công nghệ / tổng
tiêu biểu
công suất (thùng/ngày)
- Áp suất quá trình cao dẫn đến đầu tư - Axens (Hyvahl)
6 / 319.000
lớn cho thiết bị phản ứng.
- Chevron Lummus - Tiêu thụ hydro nhiều
- Yêu cầu tính chất nguyên liệu khắt khe
(Ni+V<250ppm)
- Áp suất quá trình cao dẫn đến đầu tư - Chevron Lummus 8 / lớn cho thiết bị phản ứng.
Global LLC (LC- - 7 / 300.000
- Tiêu thụ hydro nhiều.
Fining)

- Chất lượng sản phẩm không cao
- Axens (H-OilRC)
- Phải tìm hướng để xử lý tiếp Asphalten. UOP/Foster 50 / 500.000
Wheeler

- Hàm lượng lưu huỳnh trong sản phẩm - UOP
nhiên liệu cao.
Wheeler

/

Foster >50 / -

Trang 24/34

LUAN VAN CHAT LUONG download : add