BÀI THUYẾT TRÌNH CRACKING NHIỆT

KHOA HOÁ HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
KHOA HOÁ HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Đề Tài: CRACKING NHIỆT
GVHD: Lê Thanh Thanh
Nhóm 1:
Ngô Linh Chi
Nguyễn Thị Hiền
Trần Thị Hồng Minh
Trần Thị Thanh Nhàn
Lê Thị Anh Thi
Nguyễn Kim Thơ
Mục đích của quá trình
Nguyên liệu
Sản phẩm
Thông số công nghệ
Biến đổi hóa học
Một số sơ đồ công nghệ cơ bản
NỘI DUNG
Phân đoạn nặng
Phân đoạn nhẹ
Mục đích của quá trình
G
I
Á

T
R
Ị

K
I

N
H

T
Ế
CHUYỂN HÓA
Nguyên liệu
Khí hydrocacbon
Xăng
gasoil
Diezel
Cặn cracking nhiệt
Sản phẩm
Thông số
công nghệ
Nhiệt độ
Thời gian phản
ứng
Áp suất
Sự biến đổi của các
hợp chất
Parafin
naphten
thơm
olefin
Biến đổi hóa học
Một số sơ đồ công nghệ cơ bản
•
Cracking nhiệt ở áp suất cao
•

Cracking nhiệt ở áp suất thấp
•
Vibreking
•
Quá trình cốc hóa
Sơ đồ công nghệ cracking nhiệt ở áp suất cao
Chế độ công nghệ của dây chuyền cracking nhiệt ở áp suất cao


Nguyên liệu vào
Phân đoạn
> 350
0
C

Phân đoạn gasoil của
cracking xúc tác
100% 100%


Sản phẩm
ra

- Khí hydrocacbon
- LPG
- Xăng
- Kerosen-gasoil
-
Cặn cracking
3,5

3,6
19,7
5,3
67,9
10,7
2,3
23,3
28,5
35,5
Chế độ công
nghệ của dây
chuyền cracking
nhiệt ở áp suất
cao
Nhiệt độ,
0
C Áp suất, MPa
Lò đốt 1:
-
Vào (T thấp, P cao)
-
Ra (T cao, P thấp)
400 – 410
450 – 490
4,0 – 5,5
2,2 – 2,7
Lò đốt 2:
-
Vào (T thấp, P cao)
-

Ra (T cao, P thấp)
380 – 390
540 – 550
4,0 – 4,5
2,2 – 2,8
Lò phản ứng 3 470 – 500 1,5 – 2,5
Thiết bị bay hơi áp suất cao 4:
-
Đỉnh tháp
-
Đáy tháp
415 – 430
410 – 420
Tháp tinh cất 8:
-
Đỉnh tháp
-
Giữa tháp
-
Đáy tháp
190 – 210
275 – 320
380 – 410
0,8 – 1,2
Tháp bay hơi áp suất thấp 9:
-
Đỉnh tháp
-
Giữa tháp
-

Đáy tháp
190 – 195
290 – 310
380 – 410
0,15 – 0,35
Visbreaking
Có 2 loại Visbreaking:
• Coil cracking: sử dụng nhiệt độ rất cao trong
lò: 473
0
C đến 500
0
C, thời gian phản ứng từ 1
đến 3 phút.
• Soaker cracking: sử dụng nhiệt độ thấp hơn:
427
0
C đến 443
0
C, thời gian phản ứng dài hơn.
Độ nhớt và
điểm đông đặc
cao
450
0
C, t <<
Vibreking


Nguyên liệu vào

Phân đoạn
> 460
0
C
100%


Sản phẩm
ra

-
Khí hydrocacbon
-
LPG
-
Xăng
-
Kerosen-gasoil
-
Cặn cracking
2,3
3,0
6,7
-
88,0
Đặc điểm của quá trình cốc hóa
•
Sự tạo thành cốc là do các phản ứng ngưng tụ các hdrocacbon tạo thành các hợp chất cao phân tử có độ ngưng tụ vòng
thơm cao.
•

Nếu nguyên liệu có chứa nhiều vòng không no, nhiều vòng thơm ngưng tụ có mạch bên dài, là cấu tử dễ tham gia phản ứng
ngưng tụ, sẽ cho hiệu suất và chất lượng cốc tốt nhất.
•
Khả năng tạo cốc và hiệu suất cốc được đánh giá thông qua đại lượng gọi là độ cốc hóa (conradson). Độ cốc hóa của
nguyên liệu càng cao cho phép nhận nhiều cốc hơn.
Nguyên liệu
Cặn gudron (phân
đoạn VD-chưng cất
chân không)
Cặn của quá trình
cracking nhiệt
Cặn của quá trình
cracking xúc tác
Sản phẩm
•
Sản phẩm chính là cốc:
•
Có %S < 1,5 gọi là cốc tốt được sử dụng làm điện cực cho các ngành công nghiệp khác như điện tử, viễn
thông.
•
Cốc có %S từ 1,5-4 gọi là cốc xấu được dùng làm nguyên liệu đốt lò.
•
Ngoài ra còn thu được một số sản phẩm khác như khí, xăng, gasoil…
Các yếu tố ảnh hưởng
Nhiệt độ
•
Quá trình tiến hành ở nhiệt độ cao: 400-550
0
C.
•

Nhưng không quá cao vì sẽ làm cho xuất hiện nhiều
sản phẩm phân hủy (khí và lỏng) vì sản phâm chính
của chúng ta là sản phẩm đa tụ (cốc).
Áp suất
•
Áp suất thì lớn hơn hoặc bằng với áp suất
khí quyển. Không được tiến hành ở áp suất
cao vì sẽ xuất hiện nhiều khí làm thể tích
tăng lên chống lại quá trình của chúng ta là
ngưng tụ-giảm thể tích.
•
Đây là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng
đến quá trình cốc hóa.
Quá trình cốc
hóa
Cốc hóa gián
đoạn
Cốc hóa chậm
Cốc hóa liên
tục
Cốc hóa gián đoạn
•
Là loại cổ điển nhất và đơn giản nhất
•
Dây chuyền gồm 1 thiết bị chính là nồi cốc hóa, hình trụ được đặt nằm ngang, đường kính từ 2-4m và chiều dài 10-12m.
•
Nguyên liệu được cho vào nồi rồi được đốt trực tiếp nhằm nâng nhiệt độ, tách phần nhẹ và tạo cốc. Khi đạt tới 450-460
0
C,
sau đó giảm nhiệt độ để tách phần nhẹ. Sau đó tiếp tục gia nhiệt để đạt 700-750

0
C. Khi thấy nhiêt độ giảm thì ngừng gia
nhiệt và duy trì thêm thời gian nữa để hoàn thành tạo cốc. Sau đó được làm lạnh đến 250
0
C và tháo cốc.
•
Chu kỳ làm việc khoảng 25-35h.
•
Năng suất tối đa khoảng 5 tấn.
Cốc hóa chậm
•
Đây là công nghệ khá phổ biến và rộng rãi trên thế giới.
•
Loại công nghệ này phải có ít nhất 2 buồng phản ứng (buồng phản cốc hóa), một buồng làm nhiệm vụ
phản ứng còn buồng kia trong thời gian dỡ cốc, sau đó lại thay thế cho nhau.
Cốc hóa chậm
•
Nguyên liệu được đốt nóng liên tục trong lò ống đến nhiệt độ 480-520
0
C; áp suất đạt 2kg/cm
3
rồi được nạp vào buồng cốc
hóa.
•
Nguyên liệu được giữ trong buồng cốc hóa với thời gian đủ để tách hơi hydrocacbon nhẹ và tạo cốc.
•
Khi buồng này nạp đủ thì chuyển sang buồng khác.
•
Sơ đồ hoạt động theo kiểu bán liên tục. Được mô tả chi tiết trong sơ đồ sau:
480 – 520

0
C
Tháp chưng
cất
Buồng cốc hóa
425
0
C 510
0
C
40
0
C
150
0
C
Tách
hơi
Tháp
tách
Cột
ổn
định
Tháp
tách
Bể
chứa
400
0
C

Cốc hóa liên
tục
Cốc hóa tiếp xúc
Cốc hóa lớp sôi
Cốc hóa liên tục
•
Cốc hóa liên tục có nhiều ưu diểm so với cốc hóa chậm hay cốc hóa gián đoạn do với trạng thái tầng sôi
tránh được thực hiện tượng quá nhiệt cục bộ.