Thiết kế phân xưởng Cracking xúc tác

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng Cracking xúc tác
I. MỞ ĐẦU ....................................................................................................................... 4
II. PHẦN I .......................................................................................................................... 5
III. TỔNG QUAN LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH CRACKING XÚC TÁC ................... 5
IV. CHƯƠNG I .................................................................................................................. 6
V. MỤC ĐÍCH , Ý NGHĨA VÀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH ............... 6
I. MỤC ĐÍCH , Ý NGHĨA CỦA QUÁ TRÌNH CRACKING XÚC TÁC
[ 1,2]. .............................................................................................................. 6
II. CƠ CHẾ PHẢN ỨNG [1,2]. .................................................................. 7
1. Phản ứng phân huỷ các mạch C − C, phản ứng cracking .......................... 7
2. Phản ứng đồng phân hoá (izome hoá) ...................................................... 7
3. Phản ứng chuyển dời hydro dưới tác dụng của xúc tác .......................... 8
4. Phản ứng trùng hợp ................................................................................... 8
5. Phản ứng alkyl hoá và khử alkyl hoá ....................................................... 8
6. Phản ứng ngưng tụ tạo cốc ....................................................................... 8
III. ĐỘNG HỌC CHO QUÁ TRÌNH CRACKING XÚC TÁC. ........... 13
IV. CRACKING XÚC TÁC CÁC HỢP CHẤT HYDROCACBON
RIÊNG LẺ.[1,2,3] ...................................................................................... 15
1. Sự biến đổi các hydrocacbon parafin ..................................................... 15
2. Sự biến đổi của hydrocacbon olefin [1,2,3] ......................................... 18
3. Sự biến đổi các hydrocacbon naphtenic: ............................................... 21
4. Sự biến đổi của hydrocacbon thơm [1,2,3] ............................................ 22
V. CRACKING PHÂN ĐOẠN DẦU MỎ [1]. ......................................... 25
VI. CHƯƠNG II ................................................................. 27
VII. XÚC TÁC CỦA QUÁ TRÌNH CRACKING .......................................................... 27
I. VAI TRÒ CỦA XÚC TÁC TRONG QUÁ TRÌNH CRACKING
[1,2,3] ........................................................................................................... 29
II. NHỮNG YÊU CẦU CẦN THIẾT ĐỐI VỚI XÚC TÁC ................... 29
1. Hoạt tính xúc tác phải cao [1] ................................................................ 29
2. Độ chọn lọc xúc tác phải cao .................................................................. 30
3. Độ ổn định phải lớn [1,2,3] .................................................................... 31

4. Đảm bảo độ bền cơ và bền nhiệt ........................................................... 31
6. Xúc tác phải đảm bảo độ thuần nhất cao .............................................. 31
7. Xúc tác phải bền với các chất làm ngộ độc xúc tác ............................... 32
8. Xúc tác phải có khả năng tái sinh ........................................................... 32
9. Xúc tác phải dễ sản xuất và rẻ tiền: ....................................................... 32
III. ZEOLIT VÀ XÚC TÁC CHỨA ZEOLIT ........................................ 32
1. Xúc tác Zeolit [1,2,3] .......................................................................... 32
2. Zeolit và xúc tác chứa Zeolit dùng cho quá trình cracking [1] ............. 35
III. NHỮNG THAY ĐỔI TÍNH CHẤT CỦA XÚC TÁC KHI LÀM
VIỆC [1,3] ................................................................................................... 37
V. TÁI SINH XÚC TÁC [1,2,3] ............................................................... 39
VI. CÁC DẠNG HÌNH HỌC CỦA XÚC TÁC [1,2,3] ........................... 41
Tô Kim Ngọc Hoá Dầu 1 K48- ĐHBK HN
1

ỏn tt nghip Thit k phõn xng Cracking xỳc tỏc
VIII. CHNG III .............................................................................................................. 43
IX. NGUYấN LIU V SN PHM ............................................................................ 43
X. CA QU TRèNH CRACKING XC TC .......................................................... 43
I. NGUYấN LIU CA QU TRèNH CRACKING XC TC [1,2,3]
...................................................................................................................... 43
II. CC SN PHM CA QU TRèNH CRACKING XC TC
[1,2,3] ........................................................................................................... 46
1. Sn phm khớ ........................................................................................... 46
2. Xng cracking xỳc tỏc ........................................................................... 47
3. Phõn on sụi cao hn 1950C ................................................................ 48
XI. PHN II ....................................................................................................................... 50
XII. CễNG NGH CRACKING XC TC .................................................................. 50
XIII. CHNG I. CC YU T NH HNG N QU TRèNH
CRACKING XC TC ............................................................................................ 50

I. NHIT [1,2,3] .................................................................................. 50
II. P SUT [1,2,3] ................................................................................. 51
III. MC CHUYN HO C ........................................................... 52
IV. TC NP LIU RIấNG [1] .................................................... 53
V. T L LNG XC TC/NGUYấN LIU (X/RH) HAY BI S
TUN HON XC TC [1,3] ................................................................. 54
VI. HIU NG NHIT ............................................................................ 55
XIV. CHNG II ................................................................................................................ 56
CễNG NGH CRACKING XC TC ........................ 56
I. LCH S PHT TRIN CễNG NGH CRACKING XC TC
[1,2,3] ........................................................................................................... 56
II. LA CHN CễNG NGH CRACKING XC TC ...................... 58
III. DY CHUYN FCC VI THI GIAN TIP XC NGN .......... 59
1. S dõy chuyn FCC thi gian tip xỳc ngn: ................................... 60
2. Nguyờn lý hot ng: .............................................................................. 61
IV. HNG PHT TRIN V CI TIN CA FFC TRONG LC
DU [1]. ...................................................................................................... 64
XV. CHƯƠNG III .................................................................................................................. 65
XVI. Tính toán cân bằng vật chất và nhiệt l ợng .......................................................... 65
I.Tính cân bằng vật chất. ....................................................................... 65
II. Cân bằng nhiệt l ợng của lò phản ứng. .............................................. 68
II.1. Nhiệt l ợng do khí sản phẩm mang ra. .............................................. 69
II.2 Nhiệt l ợng do hơi các sản phẩm nặng hơn mang ra. ........................ 71
III. Tính toán thiết bị phản ứng. ........................................................... 76
III.1. Tính đ ờng kính lò phản ứng .......................................................... 76
III.2. Chiu cao lũ phn ng: ...................................................................... 77
V.Cyclon của lò phản ứng ......................................................................... 80
XVII. PHN IV ..................................................................................................................... 82
XVIII. XY DNG ................................................................................................................ 82
I. CHN A IM XY DNG ........................................................... 83

Tụ Kim Ngc Hoỏ Du 1 K48- HBK HN
2

ỏn tt nghip Thit k phõn xng Cracking xỳc tỏc
1. Nhng c s xỏc nh a im xõy dng ........................................ 83
2. c im ca a im xõy dng ........................................................... 84
II. CC NGUYấN TC KHI THIT K XY DNG ........................ 85
III. B TR MT BNG .......................................................................... 85
1. c im ca dõy chuyn sn xut ....................................................... 85
2. Mt bng phõn xng ............................................................................. 86
Các hạng mục công trình. .......................................................................... 88
3. Tớnh toỏn cỏc ch tiờu k thut c bn ................................................... 88
XIX. PHN IV: TNH TON KINH T ..................................................................... 91
I. MC CH ............................................................................................. 91
II. TNH TON KINH T ....................................................................... 91
1.Tính toán chi phí vật liệu đầu vào. .................................................. 91
2. Chi phí để vận hành phân x ởng. ..................................................... 94
3. Chi phí khấu hao cho phân x ởng. ...................................................... 95
4. Các chi phí khác cho một thùng sản phẩm .......................................... 96
6. Tính hiệu quả kinh tế. ....................................................................... 97
1. YấU CU V SINH I VI MT BNG NH MY .................. 99
2. YấU CU V PHềNG CHNG CHY N TRONG NH MY . 99
3. CC YấU CU V AN TON GIAO THễNG TRONG NH MY
.................................................................................................................... 101
4. NHNG YấU CU KHC ................................................................ 101
XX. KT LUN ............................................................................................................... 103
XXI. TI LIU THAM KHO ....................................................................................... 104
Tụ Kim Ngc Hoỏ Du 1 K48- HBK HN
3

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng Cracking xúc tác
MỞ ĐẦU
Hiện nay, xăng dầu là một mặt hàng quan trọng, nó chính là máu
huyết của nền kinh tế quốc dân và quốc phòng cho bất kì một quốc gia nào
trên thế giới .Tại Việt Nam , nhu cầu tiêu thụ sản phẩm dầu khí đang tăng lên
cùng với sự tăng trưởng của nền kinh tế quốc dân và quốc phòng. Tuy nhiên
sản phẩm xăng ở Việt Nam hiện nay đều được nhập khẩu từ nước ngoài,
phần lớn từ Singapore với ba đầu mối tiếp nhận là Hồ Chí Minh, Đà Nẵng và
Quảng Ninh. Từ ba đầu mối tiếp nhận này, sản phẩm được phân phối tới các
kho trung chuyển trên toàn quốc. Trong tương lai việc nhập sản phẩm xăng
dầu là điều không có lợi cho nền kinh tế của cả nước. Vì vậy, để có thể đáp
ứng nhu cầu xăng dầu cho người tiêu dùng thì nhất thiết phải có nhà máy lọc
và chế biến ,trong đó quan trọng hơn cả là phải có phân xưởng sản xuất xăng
dầu .
Người ta có thể sản xuất xăng bằng nhiều các quá trình chế biến khác
nhau như là cracking xúc tác, Reforming xúc tác, izome hóa ...v..v...trong đó
cracking xúc tác là quá trình chủ yếu để sản xuất xăng . Tiêu chuẩn quan
trọng của nhiên liệu dùng cho động cơ xăng là trị số octan . Trị số này càng
cao thì khả năng chống kích nổ càng cao. Thoạt tiên, người ta thực hiện
cracking phân đoạn dầu mỏ có nhiệt độ sôi trong khoảng 490 – 800 K bằng
nhiệt độ , nhưng với phương pháp này thì hiệu quả rất thấp vì sản phẩm chứa
nhiều hydrocacbon phân tử thấp . Đến khoảng những năm 1930 , quá trình
cracking nhiệt được thay thế bằng Cracking xúc tác, với chất xúc tác là
Aluminosilicat tự nhiên. Đầu tiên người ta sử dụng lớp xúc tác tĩnh nhưng
nó cũng chưa mang lại hiệu suất và chất lượng xăng cao như mong muốn , lại
Tô Kim Ngọc Hoá Dầu 1 K48- ĐHBK HN
4

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng Cracking xúc tác
có qúa nhiều nhược điểm, vậy nên người ta thay thế nó bằng quá trình

Cracking có lớp xúc tác chuyển động .
Có rất nhiều công nghệ khác nhau cho quá trình Cracking có lớp xúc tác
chuyển động. Nhưng ngày nay người ta dùng phổ biến là công nghệ FCC. Với
công nghệ này , người ta thu được nhiều xăng và chất lưọng cũng tốt hơn rất
nhiều , phần nào cũng đáp ứng được nhu cầu xăng dầu hiện nay.
PHẦN I
TỔNG QUAN LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH CRACKING XÚC TÁC
Trong công nghệ chế biến dầu mỏ các quá trình chuyển hóa hóa học
dưới tác dụng của chất xúc tác chiếm một tỷ lệ rất lớn và đóng vai trò vô cùng
quan trọng . Chất xúc tác trong quá trình chuyển có khả năng làm giảm năng
lượng hoạt hóa của phản ứng vì vậy mà tăng tốc độ phản ứng lên rất nhiều .
Mặc khác , khi có mặt chất xúc tác thì phản ứng có khả năng tiến hành ở nhiệt
độ thấp hơn điều này rất quan trọng đối với những phản ứng có hiệu ứng
duơng như phản ứng hydro hóa , alkyl hóa , polime hóa v.v...
Sự có mặt chất xúc tác vừa thúc đẩy nhanh quá trình chuyển hóa hóa
học , vừa có khả năng tạo ra những nồng độ cân bằng cao nhất , có nghĩa là
tăng hiệu suất của quá trình .Điều quan trọng nhất là chất xúc tác có khả năng
tăng nhanh không đồng đều giữa các loại phản ứng mà về phương diện nhiệt
động là chúng xãy ra cùng lúc trong quá trình , trong điều kiện như nhau ,
người ta gọi đây là tính chất chọn lựa của xúc tác. Người ta đã nghiên cứu rất
nhiều loại chất xúc tác và người ta cũng lợi dụng tính chất chọn lựa của nó mà
hướng phản ứng của quá trình chế biến theo chiều có lợi nhằm thu được
những sản phảm chính đạt hiệu suất và chất lượng tốt như mong muốn.
Chính vì lí do đó cho nên để đáp ứng ngày càng nhiều nhu cầu dùng xăng
dầu thì người ta đã nghiên cứu và cải tiến dần quá trình cracking xúc tác . Quá
trình cracking xúc tác với dây chuyền công nghệ FCC là ưu điểm hơn cả.
Tô Kim Ngọc Hoá Dầu 1 K48- ĐHBK HN
5

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng Cracking xúc tác

CHƯƠNG I
MỤC ĐÍCH , Ý NGHĨA VÀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA
QUÁ TRÌNH
I. MỤC ĐÍCH , Ý NGHĨA CỦA QUÁ TRÌNH CRACKING XÚC TÁC [ 1,2].
Cracking xúc tác chiếm một vị trí đặc biệt quan trọng trong công
nghiệp chế biến dầu mỏ . Lượng dầu mỏ dùng để chế biến bằng cracking xúc
tác là tương đối lớn.Ví dụ như : vào tháng một năm 1965 tổng lượng dầu mỏ
nước mỹ chế biến là 1500 tấn/ngày trong đó có 800 tấn/ngày (tức khoảng
53%) được chế biến bằng cracking xúc tác.
Quá trình cracking xúc tác là một quá trình chủ yếu để sản xuất xăng
cho ô tô và một ít cho xăng máy bay.Chính vì vậy mà không có nhà máy lọc
dầu nào lại thiếu phân xưởng cracking xúc tác.
Mục đích quá trình cracking xúc tác là biến đổi phân đoạn dầu mỏ có
nhiệt độ sôi cao thành các cấu tử xăng có chất lượng cao, ngoài ra còn thu
thêm một số sản phẩm phụ khác như gasoil nặng , gasoil nhẹ, khí,...Quá trình
cracking xúc tác thực chất là quá trình cho tiếp xúc nguyên liệu với chất xúc
tác trong điều kiện qui định về chế độ công nghệ , các phản ứng có lợi xảy ra
nhằm thu dược sản phẩm có chất lượng tốt và hiệu suất lớn, đồng thời các
phản ứng phụ có hại cũng xảy ra như phản ứng tạo cốc bám trên bề mặt chất
xúc tác làm cho xúc tác giảm hoạt tính. Do vậy mà cần phải tiến hành tái sinh
xúc tác.
Tô Kim Ngọc Hoá Dầu 1 K48- ĐHBK HN
6

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng Cracking xúc tác
II. CƠ CHẾ PHẢN ỨNG [1,2].
Trong điều kiện mà chúng ta tiến hành quá trình cracking xúc tác, một
số lượng lớn các phản ứng hóa học xảy ra và chúng quyết định chất lượng
hiệu suất của quá trình. Đó là các phản ứng sau:
1. Phản ứng phân huỷ các mạch C−C, phản ứng cracking

Là phản ứng phân huỷ bẻ gẫy mạch những phần tử có kích thước lớn
(trọng lượng phân tử lớn) thành những phần tử có kích thước nhỏ hơn (trọng
lượng phân tử nhỏ hơn). Đây là phản ứng chính của quá trình.
+ Phân huỷ parafin tạo olefin và parafin có trọng lượng phân tử nhỏ
hơn
C
n
H
2n+2
C
m
H
2m
+ C
p
H
2p+2
(n = m + p)
+ Bẻ gãy mạch olefin tạo olefin nhỏ hơn
C
n
H
2n
C
m
H
2m
+ C
p
H

2p
(n = m + p)
+ Hydrocacbon thơm có nhánh bên bị bẻ gẫy tạo thành parafin và
hydrocacbon thơm có nhánh nhỏ hơn
ArC
n
H
2n+1
ArC
m
H
2m+1
+ C
p
H
2p
(n = m + p)
+ Naphten bị bẻ gẫy mở vòng tạo các olefin (trừ vòng hexan)
C
n
H
2n
C
m
H
2m
+ C
p
H
2p

(n = m + p)
naphten olefin olefin
C
n
H
2n
C
6
H
12
+ C
m
H
2m
+ C
p
H
2p
(n = m + p+ 6)
naphten xyclohexan olefin olefin
2. Phản ứng đồng phân hoá (izome hoá)
Là phản ứng tạo ra những hydrocacbon có cấu trúc mạch nhánh (cấu tử
làm trị số octan tăng lên).
n-olefin izo-olefin
n-parafin izo-parafin
Tô Kim Ngọc Hoá Dầu 1 K48- ĐHBK HN
7

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng Cracking xúc tác
3. Phản ứng chuyển dời hydro dưới tác dụng của xúc tác

Nhờ có xúc tác mà có sự phân bố lại hydro cho nên đã làm no được một
số hydrocacbon đói (sản phẩm phân huỷ), vì vậy làm tăng được tính ổn định
hoá học của sản phẩm thu.
Naphten + olefin hydrocacbon thơm + parafin
4. Phản ứng trùng hợp
Chủ yếu xảy ra với hydrocacbon đói.
C
n
H
2n
+ C
m
H
2m
C
p
H
2p
(n + m = p)
5. Phản ứng alkyl hoá và khử alkyl hoá
Phản ứng alkyl hoá xảy ra ở nhiệt độ thấp, làm giảm hiệu suất khí.

ArH + C
n
H
2n
Aromat C
n
H
2n+1

Hydrocacbon thơm olefin alkyl thơm
Phản ứng khử alkyl hoá ngược với phản ứng alkyl hoá, xảy ra ở nhiệt độ
cao và tạo nhiều khí.
6. Phản ứng ngưng tụ tạo cốc
Phản ứng này chủ yếu xảy ra đối với các hydrocacbon thơm đa vòng,
xảy ra khi nhiệt độ cao.
Sự tạo cốc trong quá trình cracking xúc tác là không mong muốn, vì cốc
tạo thành thường bám trên bề mặt xúc tác, giảm hoạt tính bề mặt xúc tác,
giảm thời gian làm việc của xúc tác.
Hiệu ứng nhiệt của các phản ứng trên khác nhau về dấu cũng như về giá
Tô Kim Ngọc Hoá Dầu 1 K48- ĐHBK HN
8

2
H
2
H
2
2
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng Cracking xúc tác
trị. Đa số các phản ứng phân huỷ là phản ứng thu nhiệt mạnh, còn các phản
ứng như phản ứng đồng phân hoá, chuyển vị hydro, polyme hoá và phản ứng
ngưng tụ là các phản ứng toả nhiệt yếu. Hiệu ứng nhiệt tổng cộng của quá
trình cracking xúc tác là thu nhiệt, với giá trị thay đổi từ 100 đến 400 kJ/kg
nguyên liệu, tuỳ theo bản chất của nguyên liệu được sử dụng trong quá trình.
Hiện nay, vẫn chưa có sự nhất trí hoàn toàn trong việc giải thích cơ chế xúc
tác quá trình cracking.Nhưng nhìn chung thì phổ biến hơn là giải htích theo
cơ chế ioncacbonic.Các ioncacbonic này được tạo ra khi mà các phân tử
hydrocacbon của nguyên liệu tác dụng với tâm axit của xúc tác.Theo thuyết
này thì quá trình cracking xúc tác xảy ra theo 3 giai đoạn chính sau đây:

a. Tạo ioncacboni
- Paraffin : Các hydrocacbon paraffin, trong quá trình tiến hành
cracking xúc tác, nó sẽ bị hấp thụ trên trung tâm axit Lewis của
chất xúc tác để tạo ra ion cacboni :
Ví dụ : Cracking n-hexan [2 - 109]
CH
3
-CH
+
-CH
2
-CH
2
-CH
2
-CH
3
CH
3
-CH
2
-CH
2
-CH
2
-CH
2
-CH
3
+H

2
CH
3
-CH
2
-CH
2
-CH
2
-CH
2
-CH
3
Điện tích dương không bao giờ nhận được ở cacbon bậc một.
Tổng quát có thể viết :
A (H
+
)
C
n
H
2n+2


C
n
H
2n+1
+ H
2

Ngoài ra , Parafin cũng có thể bị hấp thụ trên những tâm axit Bronsted :
CnH2n+1 +H2
C
n
H
2n+2
+ H
+
CnH
2n+3

C
m
H
2m+1
+ C
p
H
2p

Tô Kim Ngọc Hoá Dầu 1 K48- ĐHBK HN
9

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng Cracking xúc tác
- Olefin: Đây là thành phần không có trong nguyên liệu ban đầu của quá
trình mà nó được tạo ra do sự phân hủy các hydrocácbon thơm ,Parafin ,
naphten ,...Olefin là hợp chất rất hoạt động ,nhờ vậy mà nó tham gia vào phản
ứng tạo Ion cacboni do sự tác dụng của olefin với tâm axit Bronsted của xúc
tác:
Ion cacboni tạo thành do sự tác dụng của olefin với tâm axit Lewis của

xúc tác:
hoặc là
C
n
H
2n
+ H
+
C
n
+
H
2n+1
C
n
H
2n
+ L C
+
n
H
2n+1
+ LH
Ion cacboni tạo thành trong các phản ứng tuân theo quy tắc nhất định.
Như khi olefin tác dụng với H
+
(xt) thì xác suất tạo alkyl bậc 2 lớn hơn alkyl
bậc một.
Khi olefin có liên kết đôi ở cacbon bậc 3 thì ion cacboni bậc 3 dễ tạo
thành hơn ở cacbon bậc 2.

Tô Kim Ngọc Hoá Dầu 1 K48- ĐHBK HN
10

+
H
+
(xt)
+
R
1
CH C R
2
+
(xt)
H
R
1
CH C R
2
H H
RH
+
R
+
H Al O Si
O
O
olefin
Al O Si
O

O
CH
3
CH
2
CH CH
2
+
CH
3
CH
2
CH
2
CH
2
+
dÔ t¹o thµnh h¬nCH
3
CH
2
CH CH
2
H
+
(xt)
+
dÔ t¹o thµnh h¬n
H
+

(xt)
+
CH
3
CH C CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
2
C CH
3
+
CH
3
CH
3
CH CH CH
3
+
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng Cracking xúc tác
− Từ hydrocacbon naphten:
Khi hydrocacbon naphten tác dụng với tâm axit của xúc tác hay các ion
cacboni khác sẽ tạo ra các ion cacboni mới tương tự như quá trình xảy ra với
parafin.
− Từ hydrocacbon thơm :người ta quan sát thấy sự tạo thành ion

cacbonilà sự kết hợp trực tiếp của H
+
vào nhân thơm
Các hydrocacbon thơm có mạch bên đủ dài thì sự tạo thành ion cacboni
cũng giống như trường hợp parafin.
Thời gian sống của các ion cacboni được tạo ra dao động từ phần triệu
giây đến hàng phút. Các ion cacboni này tạo ra nằm trong lớp các phần tử hấp
phụ, chúng là những hợp chất trung gian rất hoạt động đối với nhiều phản ứng
xảy ra khi cracking.
b. Giai đoạn biến đổi ion cacboni
Các ion cacboni là những hợp chất rất hoạt động ,chính vì vậy khi được
tạo ra từ giai đoạn trên lại nhanh chóng tham gia vào các phản ứng biến đổi
khác nhau như :
− Phản ứng đồng phân hoá, chuyển dời ion hydro, nhóm metyl tạo cấu
trúc nhánh.
R−C−C−C−C C−C−C−C−R


Độ ổn định của ion cacboni theo bậc là giảm dần như sau :
C
3
+
(bậc 3) > C
2
+
(bậc 2) > C
3

+
(bậc 1)

Tô Kim Ngọc Hoá Dầu 1 K48- ĐHBK HN
11

H
+
CH
2
CH
3
+
CH
2
CH
3
H
+
R CH
2
CH CH
3
+
CH
3
R C CH
2
+
CH
3
R CH CH
2

+
++
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng Cracking xúc tác
- Ion cacboni tác dụng với phân tử trung hoà tạo thành ion cacboni mới
và phân tử mới (hydrocacbon no hay đói) theo phản ứng vận chuyển ion
hydrit.
C
+
n
H
2n+1
+ C
m
H
2m
C
n
H
2n
+ C
+
m
H
2m+1
C
+
n
H
2n+1
+ C

m
H
2m+2
C
n
H
2n+2
+ C
+
m
H
2m+1
− Phản ứng cracking: Các ion cacboni có số nguyên tử cacbon lớn xảy ra
sự phân huỷ và đứt mạch ở vị trí β so với nguyên tử cacbon tích điện. Sản
phẩm phân huỷ là một phân tử hydrocacbon trung hoà và ion cacboni mới có
số nguyên tử cacbon nhỏ hơn
.
Nếu ba liên kết C−C ở vị trí β thì liên kết C−C ở vị trí [A] là có xác suất
đứt mạch lớn nhất, sau đó đến vị trí [B] và cuối cùng đến vị trí [C].
Với ion cacboni mạch thẳng:
Đối với ion cacboni là đồng đẳng của benzen, ví dụ nếu áp dụng quy tắc
vị trí β bình thường thì ở vị trí đó rất bền vững. Chính vì vậy mà người ta cho
rằng proton phải được kết hợp với một trong những liên kết C−C trong nhân
thơm tạo thành những hợp chất trung gian, sau đó mới phân huỷ theo quy tắc
nêu ở trên. Khi phân huỷ, điện tích ion cacboni sẽ dịch chuyển theo sơ đồ sau:
Tô Kim Ngọc Hoá Dầu 1 K48- ĐHBK HN
12

R C C C C C C
+

C
C
[A]
[B]
[C]
β
β
β
+
β
CH
3
CH CH
2
R
+
RCH
3
CH CH
2
+
C
C C
+
C
CH C
+
+
C
C C

C
+
H
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng Cracking xúc tác
Như vậy trong hydrocacbon thơm hiệu ứng tích điện ở nhân thơm là
nguyên nhân quan trọng hơn so với nguyên nhân là sự biến đổi ion cacboni
bậc hai thành bậc ba.
Các ioncacboni là đồng đẳng của Benzen mà có mạch nhánh càng dài thì
tốc độ xảy ra càng lớnvà càng dể. Ví dụ như ioncacboni izobutyl-benzen có
tốc độ lớn hơn 10 lần so với ioncacboni izopropyl-benzen .
Các nhóm metyl , etyl , rất khó bị đứt ra khỏi nhân Benzen ( vì là năng
lượng liên kết lớn ) và do đó khó tạo được ion CH
3
+
và C
2
H
5
+
. Điều này đã
giải thích được vì sao trong xăng cracking xúc tác lại có hàm lượng
hydrocacbon có mạch nhánh bên ngắn là lớn và cũng giải thích được là vì sao
trong sản phẩm khí của quá trình cracking lại nhiều hydrocacbon mạch nhánh.
c. Giai đoạn dừng phản ứng
Giai đoạn này xảy ra khi các ion cacboni kết hợp với nhau hoặc chúng
nhường hay nhận nguyên tử hydro của xúc tác để tạo thành các phân tử trung
hoà. Nhìn chung , những phản ứng hóa học xảy ra trong quá trình cracking
xúc tác là rất phức tạp.
III. ĐỘNG HỌC CHO QUÁ TRÌNH CRACKING XÚC TÁC.
Về động học, cracking xúc tác là một thí dụ điển hình về xúc tác dị thể.

Quá trình cracking xúc tác có thể xảy ra các giai đoạn sau:
1- Quá trình khuếch tán nguyên liệu đến bề mặt xúc tác (khuếch tán
ngoài).
2- Khuếch tán hơi nguyên liêu đến các tâm hoạt tính trong lỗ xốp của
xúc tác (khuếch tán trong).
3- Hấp phụ nguyên liệu trên tâm hoạt hoạt tính xúc tác.
4- Các phản ứng hóa học trên bề mặt xúc tác.
Tô Kim Ngọc Hoá Dầu 1 K48- ĐHBK HN
13

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng Cracking xúc tác
5- Khử hấp phụ các sản phẩm cracking và nguyên liệu chưa tham gia
phản ứng ra khỏi bề mặt và ra khỏi lỗ xốp của xúc tác.
6- Tách các sản phẩm cracking và nguyên liệu chưa tham gia phản
ứng ra khỏi vùng phản ứng.
Tốc độ chung của quá trình như vậy sẽ được quyết định bởi giai đoạn
nào chậm nhất. Phản ứng xảy ra trong vùng động học hay vùng khuếch tán
hoàn toàn phụ thuộc vào bản chất của xúc tác được sử dụng, phụ thuộc vào
bản chất của nguyên liệu và vào chế độ công nghệ của quá trình. Các nghiên
cứu đã cho thấy, nếu quá trình cracking xúc tác nguyên liệu là gazoil nhẹ
(nguyên liệu mẫu) trên xúc tác dạng cầu khi kích thước hạt xúc tác từ 3 ÷ 5
mm và nhiệt độ là 450 ÷ 500
0
C thì phản ứng xảy ra ở vùng trung gian giữa
động học và khuếch tán. Còn khi cracking lớp sôi (FCC) của xúc tác ở nhiệt
độ 480 ÷ 530
0
C thì phản ứng xảy ra ở vùng động học.
Tốc độ của phản ứng cracking xúc tác, trong đa số các trường hợp được
miêu tả bằng phương trình bậc một có dạng:

k = v
0
.n.ln(1 − x) − (n − 1)x
ở đây: k: tốc độ của phản ứng (mol/g.h)
v
0
: tốc độ truyền nguyên liệu (mol/h)
n: số mol sản phẩm được tạo thành từ 1 mol nguyên liệu
x: mức độ chuyển hóa (phần mol).
Đối với phân đoạn dầu trên xúc tác zeolit, phương trình bậc 1 lại có dạng
sau:
k=v
o
/(1-x)
ở đây v
0
là tốc độ thể tích không gian truyền nguyện liệu (m
3
/m
3
.h).
Tô Kim Ngọc Hoá Dầu 1 K48- ĐHBK HN
14

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng Cracking xúc tác
IV. CRACKING XÚC TÁC CÁC HỢP CHẤT HYDROCACBON RIÊNG
LẺ.[1,2,3]
1. Sự biến đổi các hydrocacbon parafin
Các hợp chất parafin là cấu tử quan trọng của phân đoạn gazoil. Các
nghiên cứu quá trình cracking xúc tác parafin sẽ giúp cho phép tiến hành mô

hình hóa các hiện tượng của quá trình.
Giống như quá trình cracking nhiệt, ở quá trình cracking xúc tác, các
hydrocacbon parafin cũng bị phân hủy tạo thành phân tử olefin và parafin có
trọng lượng phân tử bé hơn.
Phương trình tổng quát:
C
n
H
2n+2
C
m
H
2m+2
+ C
p
H
2p
(p, m < n)
Nếu mạch parafin càng dài thì sự phân hủy xảy ra đồng thời một số chỗ
trong mạch chứ không phải chỉ xảy ra ở hai đầu mút của mạch như quá trình
cracking nhiệt. Các hydrocacbon parafin có trọng lượng phân tử thấp thì khả
năng phân huỷ kém.
Ví dụ: Đối với butan C
4
H
10
ở nhiệt độ 500
0
C; v
0

= 1 h
−
1
chỉ có 1 % trọng
lượng bị phân hủy. Tuy nhiên tốc độ phân hủy của nó vẫn lớn hơn gấp 6 lần
so với khi phân huỷ đơn thuần dưới tác dụng của nhiệt.
Ngoài ra còn bị khử hydro nhưng ở mức nhỏ.
Khi trọng lượng phân tử của parafin tăng lên thì khả năng phân hủy và
tốc độ phân hủy cũng tăng lên. Tốc độ phân hủy của parafin dưới tác dụng
của xúc tác lớn hơn nhiều so với khi phân huỷ ở điều kiện cracking nhiệt.
Tính hấp phụ chọn lọc của xúc tác trước tiên và cao nhất là đối với
hydrocacbon olefin. Vì vậy parafin không nằm trong lớp hấp phụ hóa học mà
Tô Kim Ngọc Hoá Dầu 1 K48- ĐHBK HN
15

+
C
4
H
10
C
2
H
6
C
2
H
4
+
(30%)

C
4
H
6
H
2
+
(10%)
t C, xóc t¸c
o
(60%)CH
4
C
3
H
6
+
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng Cracking xúc tác
nằm ở ngoài giới hạn của lớp này. Song năng lượng bề mặt xúc tác vẫn có tác
động đến parafin cho nên tạo ra những khu vực có nồng độ các phân tử
hydrocacbon cao mà có liên kết C−C yếu. Nhờ vậy làm giảm năng lượng hoạt
hóa khi phân huỷ.
Năng lượng hoạt hóa của phản ứng cracking parafin giảm dần nếu chiều
dài mạch hydrocacbon parafin tăng.
Bảng 1 : Năng lượng hoạt hóa của các n-parafin điển hình
Hydrocacbon nC
6
H
14
nC

7
H
16
n-C
8
H
18
E kcal/mol 36 29 24
Vì vậy khi cracking, mạch hydrocacbon parafin càng dài, càng dễ bị bẻ
gãy. Ví dụ khi cracking xúc tác các parafin ở nhiệt độ 550
0
C như sau:
Bảng 2:
Hydrocacbon n-C
5
H
12
n-C
7
H
16
n-C
12
H
26
n-C
12
H
26
% cracking 1 3 18 42

Cho nên các parafin có trọng lượng phân tử lớn khi phân huỷ tạo thành
parafin có trọng lượng phân tử nhỏ hơn và có thể bị phân huỷ tiếp tục:
Các parafin có cấu trúc mạch nhánh tham gia phản ứng phân hủy với tốc
độ lớn hơn các parafin mạch thẳng:
Tô Kim Ngọc Hoá Dầu 1 K48- ĐHBK HN
16

t C, xóc t¸c
o
C
9
H
20
C
5
H
10
+
CH
3
(CH
2
)
12
CH
3
t C, xóc t¸c
o
C
5

H
12
C
4
H
8
+
C
9
H
20
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng Cracking xúc tác
Sự phân nhánh và số lượng nhánh của parafin có vai trò rất quan trọng
trong quá trình cracking. Nó có liên quan đến khả năng tạo ion cacboni và do
đó nó sẽ quyết định được tốc độ tạo thành sản phẩm. Điều này được chứng
minh từ các số liệu % chuyển hóa parafin C
6
khi cracking trên xúc tác
aluminosilicat như dưới đây:
Bảng 3:
C
6
% chuyển hoá
C−C−C−C−C−C
14
C−C−C−C−C


C
25

C−C−C−C−C
C
25
C−C−C−C


C

C
12
C
C−C−C−C
C
10
Khi cracking n-hexan ở nhiệt độ 550
0
C trên xúc tác axit, sự phân bố các
sản phẩm xảy ra như sau:
Bảng 4:
Tô Kim Ngọc Hoá Dầu 1 K48- ĐHBK HN
17

(ph©n huû 42%)
t C, xóc t¸c
o
C
4
H
8
C

4
H
10
+
C
8
H
18
n-
(ph©n huû 49%)izo-
izo-
C
4
H
10
C
4
H
8
+
C
8
H
18
t C, xóc t¸c
o
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng Cracking xúc tác
Hydrocacbon H
2
CH

4
C
2
C
3
C
4
C
5
%V 9 12 19 49 8,5 1,6
Sự phân bố này không đối xứng nhau qua C
3
. Sự có mặt một lượng lớn
H
2
và metan cho thấy rằng cùng một lúc xảy ra nhiều phản ứng, có thể có cả
phản ứng cracking nhiệt cùng với các phản ứng của ion cacboni như đã nêu ở
trên. Phản ứng chính tạo sản phẩm sẽ phụ thuộc vào tương quan giữa các
phản ứng cracking (theo quy tắc β) và phản ứng vận chuyển hydro của ion
cacboni.
Do cracking xúc tác mà làm giảm kích thước của ion cacboni R
+
các ion
có kích thước nhỏ như
+
CH
3
hay
+
C

2
H
5
sẽ khó tạo ra (do cắt mạch ở vị trí β so
với cacbon mang điện tích). Vì thế trong sản phẩm ưu tiên tạo ra C
3
hay C
4
nhiều hơn C
1
và C
2
so với quá trình cracking nhiệt.
Ngoài ra các parafin còn tham gia phản ứng đồng phân hóa, chuyển dời
hydro và nhóm metyl, nguyên tử cacbon tích điện:
2. Sự biến đổi của hydrocacbon olefin [1,2,3]
Như đã nói trên , Olefin không có mặt trong thành phần nguyên liệu mà
nó được tạo ra do các phản ứng của quá trình và tính hấp phụ chọn lọc cao
nhất của xúc tác là hydrocacbon olefin trong quá trình cracking xúc tác, cho
nên ở điều kiện cracking xúc tác các hydrocacbon olefin chuyển hóa với tốc
độ nhanh hơn hàng nghìn đến hàng chục nghìn lần so với khi cracking nhiệt.
Tô Kim Ngọc Hoá Dầu 1 K48- ĐHBK HN
18

n-
izo-
C
5
H
11

C
5
H
11
+ +
izo-
C
5
H
12
+
izo-
C
5
H
11
+
C
4
H
10
+
C
4
H
9
+
+
R
RH R

1
+
+
+
R
1
H+
R
2
olefin
+
+
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng Cracking xúc tác
Hydrocacbon olefin có mặt trong hỗn hợp phản ứng là do phản ứng
cracking parafin, naphten hay alkyl thơm. Hydrocacbon olefin là những hợp
chất hoạt động hơn, trong giai đoạn đầu tiên của quá trình, chúng tham gia
phản ứng tạo ion cacboni bởi quá trình hấp thụ một proton vào liên kết đôi.
Ion cacboni vừa tạo ra sẽ bị cracking theo quy tắc β, khi đó tạo thành một
olefin nhẹ hơn và một ion cacboni bậc một mà ion này có thể để lại proton
trên bề mặt của xúc tác hay có thể đồng phân hóa thành ion cacboni bậc hai.
Ví dụ: R−CH=CH−CH
2
−CH
2
−R
1
+ H
+

R−CH

2
−CH−CH
2
−CH
2
−R
1
R−CH
2
−CH=CH
2
+ CH
2
−CH
2
−R
1
CH
3
−CH
2
−R
1
R
1
−CH=CH
2
+ H
2
Các hợp chất olefin nhẹ C

2
÷ C
5
vừa tạo thành ít tham gia vào các phản
ứng cracking, mà chúng thường tham gia vào các phản ứng vận chuyển hydro
và phản ứng đa tụ, kết quả là dẫn đến tạo ra parafin và cốc. Khi cracking các
olefin từ C
5
trở lên, ngoài phản ứng cắt mạch theo qui tắc β, người ta còn
quan sát thấy có xảy ra phản ứng dime hóa. Ví dụ khi cracking penten đã
quan sát thấy các phản ứng sau:
H
+
+ C=C−C−C−C
→
CH
3
−CH−CH
2
−CH
2
−CH
3
CH
3
−CH=CH
2
+ CH
2
−CH

3
2C
5
→
C
10

→
C
3
+ C
7
C
7

→
C
3
+ C
4
Chính vì xảy ra các phản ứng trên mà trong sản phẩm có tỷ lệ C
3
/C
4
bằng
2. Phản ứng cracking penten là phản ứng lưỡng phân tử, trong khi đó phản
ứng cracking hepten lại là phản ứng đơn phân tử, nghĩa là không có sự cạnh
tranh của phản ứng dime hóa:
C
7

C
3
+ C
4
(với C
3
/C
4
= 1)
Còn đối với hexen, tốc độ của quá trình đơn phân tử không nhanh hơn so
với quá trình lưỡng phân tử. Tỷ lệ giữa tốc độ phản ứng đơn phân tử với phản
Tô Kim Ngọc Hoá Dầu 1 K48- ĐHBK HN
19

+ +
+
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng Cracking xúc tác
ứng đa phân tử, đối với penten, hexen, hepten tương ứng bằng 0 : 0,2 : 7. Giá
trị này cho thấy tốc độ cracking olefin C
7
lớn hơn nhiều lần so với tốc độ
cracking n-heptan (là parafin). So với quá trình cracking nhiệt, tốc độ phản
ứng của olefin trong cracking xúc tác lớn hơn rất nhiều.
Ngoài phản ứng cắt mạch, các hydrocacbon olefin còn tham gia phản
ứng đồng phân hóa:
Tốc độ phản ứng đồng phân hóa tăng khi trọng lượng phân tử của olefin
tăng. Các olefin còn tham gia phản ứng trùng hợp tạo ra phân tử có trọng
lượng lớn hơn.
Các olefin còn phản ứng với hydro để tạo thành parafin:

Các olefin trong quá trình cracking xúc tác còn tham gia phản ứng ngưng
tụ, đóng vòng tạo hydrocacbon thơm đa vòng và vòng thơm đa tụ là cốc:
Tô Kim Ngọc Hoá Dầu 1 K48- ĐHBK HN
20

CH
3
C CH
2
CH
3
CH
3
CH CH CH
3
CH
2
CH CH
2
CH
3
CH
3
CH
2
CH CH
2
2 CH
3
(CH

2
)
5
CH CH
2
CH
2
CH CH
2
CH
3
CH
2
CH CH CH
2
CH
2
CH
2
CH
2
CH
2
+
+
R CH
2
CH
2
H

2
R CH
2
CH
3
CH
2
CH
2
CH
2
CH
2
CH
2
CH
2
H
2
+ + +
3
CH
2
CH CH
2
CH
2
CH
2
CH

3
H
2
H
2
H
2
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng Cracking xúc tác
3. Sự biến đổi các hydrocacbon naphtenic:
Các hydrocacbon naphtenic tham gia phản ứng trong quá trình cracking
xúc tác với tốc độ lớn hơn 500 ÷ 4000 lần so với khi cracking nhiệt. Trong
điều kiện cracking xúc tác naphtenic tham gia phản ứng alkyl, khử hydro và
phân bố lại hydro tạo hydrocacbon thơm, parafin và hydro.
Ví dụ:
Phản ứng phân hủy vòng naphten tạo izo-parafin:

* Phản ứng đồng phân hóa vòng naphten
Phản ứng chuyển vị các nhóm bên:

Sản phẩm khi cracking naphten có tính chất no nhiều hơn so với
cracking parafin. Trong các phản ứng phân huỷ, các phân tử được tạo thành
đa số có số cacbon nhiều hơn C
3
. Cracking xúc tác naphten cho hiệu suất sản
phẩm lỏng cao, nghĩa là hiệu suất sẽ cao hơn, cho nên naphten là thành phần
lý tưởng nhất trong nguyên liệu để cracking xúc tác.
Tô Kim Ngọc Hoá Dầu 1 K48- ĐHBK HN
21

H

2
+
2
CH
2
CH
2
CH
3
C
3
H
8
+
+
H
2
3
CH
3
CH
3
CH
2
CH
2
CH
2
CH CH
3

CH
3
CH
3
CH
2
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng Cracking xúc tác
4. Sự biến đổi của hydrocacbon thơm [1,2,3]
Các hydrocacbon thơm mà có gốc alkyl đính bên thì rất khó bị cracking
ngay cả khi có mặt của chất xúc tác , vì vòng benzen có độ bền cao .Vì vậy
mà trong quá trình cracking xúc tác, các hợp chất alkyl thơm do vòng thơm có
độ bền cao hơn nên trước tiên sẽ xảy ra quá trình cắt nhánh alkyl (3-
trang92 ) . Nhưng toluen có độ bền rất lớn, vì thế không thể tách nhóm metyl
hay etyl trong điều kiện cracking. Mạch alkyl càng dài thì càng dễ bị bẻ gãy
và nếu mạch alkyl lại có nhánh thì tốc độ cắt nhánh còn lớn hơn nhiều. Điều
này dễ dàng giải thích khi xem xét năng lượng hoạt hóa của hydrocacbon
thơm.
Bảng 5:
Loại hydrocacbon thơm Năng lượng hoạt hoá (kcal/mol)
C

6
H
5
−C
2
H
5
50
C
6
H
5
−C
4
H
9
34
C
6
H
5
−CH−CH
2
−CH
3
CH
3
19
C
6

H
5
−CH−CH
3
CH
3
17,5
Ví dụ: Khi cracking xúc tác propyl benzen, phản ứng xảy ra như sau:
C
6
H
5
−CH
2
−CH
2
−CH
3
C
6
H
6
+ CH
3
−CH=CH
2
Còn khi cracking nhiệt lại xảy ra theo hướng khác:
C
6
H

5
−CH
2
−CH
2
−CH
3
C
6
H
5
−CH
3
+ CH
2
=CH
2
Các phản ứng khác lại xảy ra trong quá trình
cracking xúc tác hydrocacbon thơm là:
Tô Kim Ngọc Hoá Dầu 1 K48- ĐHBK HN
22

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng Cracking xúc tác
− Phản ứng đồng phân hoá: Các hydrocacbon thơm chứa nhiều gốc
metyl dễ tham gia phản ứng đồng phân hoá do sự chuyển vị các nhóm metyl
theo vòng benzen.
Ví dụ:
− Hydrocacbon thơm còn tham gia phản ứng chuyển vị nhóm metyl
ngoại phân tử: (1,2,3)
− Hydrocacbon thơm có nhánh alkyl dài có thể khép vòng tạo

hydrocacbon thơm dị vòng:
− Các hydrocacbon thơm đa vòng xảy ra phản ứng ngưng tụ và tạo cốc:
Tô Kim Ngọc Hoá Dầu 1 K48- ĐHBK HN
23

CH
3
CH
3
t C, xóc t¸c
o
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
t C, xóc t¸c
o
para-xylen meta-xylen octo-xylen
2
t C, xóc t¸c
o
CH
3
CH
3
CH

3
+
CH
3
CH
3
CH
3
t C, xóc t¸c
o
CH
2
CH
2
CH
2
CH
3
CH
2
CH
2
CH
2
CH
3
H
2
5
+

2
H
2
H
2
2
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng Cracking xúc tác
hay
Các hydrocacbon thơm đa vòng ngưng tụ cao tạo cốc dễ hấp phụ trên bề
mặt xúc tác. Vì vậy chúng kìm hãm quá trình làm ảnh hưởng đến quá trình
cracking các loại hydrocacbon khác.
Trong điều kiện của cracking xúc tác, các biến đổi của hydrocacbon
riêng lẻ có thể tóm tắt như sau:
Olefin và parafin
Parafin Olefin và hydro
izo-parafin
Các hợp chất olefin có trọng lượng thấp
Parafin và dien
Olefin Parafin hay naphten và hydrocacbon thơm
Polyme, cốc
Olefin và parafin
Naphten Xyclohexan và olefin
Hydrocacbon thơm
Olefin
Parafin và alkyl thơm có mạch bên ngắn
Hydrocacbon thơm Đồng phân hoá, chuyển vị nhóm alkyl
(alkyl thơm) Sản phẩm ngưng tụ, cốc
Ngoài ra còn xảy ra các phản ứng bậc 2 như:
Naphten + Olefin Hydrocacbon thơm và parafin
Hydrocacbon thơm + Olefin Sản phẩm ngưng tụ, cốc

Tô Kim Ngọc Hoá Dầu 1 K48- ĐHBK HN
24

2
+
CH
2
CH
2
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng Cracking xúc tác
V. CRACKING PHÂN ĐOẠN DẦU MỎ [1].
Để cracking xúc tác phân đoạn dầu mỏ, do quá trình rất phức tạp, nên
thực tế không thể miêu tả tất cả các phản ứng hoá học xảy ra trong quá trình.
Do đó người ta thường đưa ra sơ đồ khảo sát các hướng phản ứng chính trong
quá trình cracking xúc tác. Ví dụ khi nguyên liệu là phần gazoil chưng cất
chân không, ta có thể dùng sơ đồ sau:
LCO - phân đoạn dầu nhẹ của cracking xúc tác
HCO - phân đoạn dầu nặng của cracking xúc
Gazoil
LCO HCO
Xăng
C
4
và khí
Cốc
Hình 1
Nhìn sơ đồ phản ứng chúng ta thấy rằng, các sản phẩm phụ là LCO và
HCO cần phải tạo điều kiện thuận lợi để chúng chuyển hoá tiếp thành xăng,
đồng thời cố gắng hạn chế quá trình tạo khí và cốc. Sự hình thành cốc là
không mong muốn, vì cốc bám trên tâm hoạt tính của xúc tác, dẫn đến làm

giảm hoạt tính của xúc tác. Sản phẩm cốc được tạo ra là một hệ vòng thơm có
độ ngưng tụ cao, nên khác với cacbon tự do. Sự hình thành cốc có thể do các
nguyên nhân sau:
− Do bản chất của nguyên liệu cracking
− Do chất xúc tác của quá trình có độ chọn lọc không cao
Tô Kim Ngọc Hoá Dầu 1 K48- ĐHBK HN
25