Cracking xúc tác FCC docx

CRACKING XÚC TÁC
CRACKING XÚC TÁC
FCC
FCC
FLUIDIZED CATALYTIC CRACKING

1. Mục đích của quá trình
Chuyển hóa các phân đoạn dầu nặng
thành sản phẩm lỏng và khí (khí, xăng,
DO, …)
Nâng cao độ chọn lọc của quá trình
Cracking
Nâng cao chất lượng sản phẩm


2. Xúc tác
•
Xúc tác axít rắn
•
Thành phần phức tạp

2. Xúc tác
Cấu trúc xúc tác Zeolit: M
2/n
O.Al
2
O
3
.x SiO
2

.y H
2
O

2. Xúc tác
Cấu tạo Faujazit được mô tả như hình:

2. Xúc tác
Cơ chế hình thành tâm hoạt động: Các trung tâm hoạt
động trên bề mặt chất xúc tác là các tâm axit Bronsted và
Lewis
Bronsted

3. Cơ chế phản ứng
3.1 Các giai đoạn phản ứng trên bề mặt XT
Bước 1. Hấp phụ các ion Hydride trên các tâm Lewis:

3.1 Các giai đoạn phản ứng trên bề mặt XT
Bước 2. Phản ứng giữa các proton từ Bronsted
với các olefin:

3.1 Các giai đoạn phản ứng trên bề mặt XT
Bước 3. Phản ứng giữa các ion cacboni sinh
ra từ bước 1 và 2 với các hydrocacbon bằng
cách tạo ra các ion hydride
các ion hydride không bền sẽ bị phân hủy thành

3.1 Các giai đoạn phản ứng trên bề mặt XT
Bước 4:
•

Nhả hấp phụ sản phẩm: RH, CH
3
CH=CH
2
…

3.2 Cơ chế phản ứng: ion cacboni
- Giai đọan 1: tạo ion cacboni:
Ví dụ: trong trường hợp đối với các hydrocacbon
mạch thẳng (Alcan):

3.2 Cơ chế phản ứng: ion cacboni
- Giai đọan 2: phản ứng của các ion cacboni tạo các
sản phẩm:
Phản ứng đồng phân hóa:

3.2 Cơ chế phản ứng: ion cacboni
- Giai đọan 2: Phản ứng của các ion cacboni tạo
các sản phẩm:
Phản ứng cắt mạch theo quy tắc ß

3.2 Cơ chế phản ứng: ion cacboni
-
Giai đọan 3: giai đoạn dừng phản ứng
-
Các ion cacboni kết hợp với nhau, nhường
hay nhận nguyên tử hydro của xúc tác để tạo
thành phân tử trung hòa và chúng chính là
cấu tử của sản phẩm cracking xúc tác.

4. Hóa học quá trình cracking XT
4. Hóa học quá trình cracking XT
4.1 Phản ứng mong muốn
4.1 Phản ứng mong muốn
Phản ứng cắt mạch (cracking ):
xảy ra theo cơ chế ion cacboni.
Hoạt tính cracking của các hydrocacbon giảm
dần theo thứ tự sau:
Olefin > Ankyl Aromatic > Ankyl naphten,
isoparafin> n-parafin, naphten>> nhân thơm.




4.1 Phản ứng mong muốn
4.1 Phản ứng mong muốn
Phản ứng isomer hoá:
Thường xảy ra trước phản ứng cracking.




4.2 Phản ứng không mong muốn
4.2 Phản ứng không mong muốn
Phản ứng chuyển vị hydro:

4.2 Phản ứng không mong muốn
4.2 Phản ứng không mong muốn

- Phản ứng tạo hydro: do phản ứng dehydro
hoá, xảy ra khi có mặt của Ni làm chất xúc tác.

- Phản ứng tạo C
1
– C
2
: sinh ra do phản ứng
cracking nhiệt phân hủy




4.2 Phản ứng không mong muốn
4.2 Phản ứng không mong muốn
Phản ứng ngưng
tụ:

Nguyên liệu Sản phẩm quá trình cracking xt
Parafin -Olefin và parafin
-Olefin và hydro
-iso-parafin
-Các hợp chất olefin có trọng
lượng phân tử thấp
Olefin -Parafin và dien

-Parafin, naphten và H.C thơm
-Polyme, cốc
Naphten -Olefin
-Cyclohexan và olefin
-H.C thơm

Nguyên liệu Sản phẩm quá trình cracking xt
Hydrocacbon
thơm
(alkyl thơm)
-Parafin và alkyl có mạch bên
ngắn
-Đồng phân hóa, chuyển vị nhóm
alkyl
-Sản phẩm ngưng tụ và cốc.
Phản ứng bậc 2:
Naphten+ Olefin
-Hydrocacbon thơm
-Parafin
Hydrocacbon
thơm +Olefin
-Sản phẩm ngưng tụ và cốc

5. Nguyên liệu và sản phẩm
5.1 Nguyên liệu

Phân đoạn chưng cất khí quyển của dầu thô, khỏang sôi: 380-410
0
C


Phân đọan cất chưng cất chân không của dầu thô: 380-550
0
C

Phần cất từ quá trình Coking của dầu thô

Cặn chân không deasphaltene (550
0
C)

5. Nguyên liệu và sản phẩm
5.2 Sản phẩm
- Sản phẩm khí,
- Các phân đọan xăng
- Các phân đọan gasoil nhẹ và nặng.
- Phân đọan cặn dùng làm nhiên liệu đốt lò
a. Khí hydrocacbon
Hiệu suất khí có thể từ 10-25% ngliệu
•
Etylen và Propylen  PE và PP.
•
Propan-propen  nguyên liệu cho quá trình
polyme hóa và sản suất chất HĐBM, LPG.
•
Propan-propen, butan-buten  nguyên liệu
cho quá trình alkyl hóa
5.2 Sản phẩm