tóm tắt luận án nghiên cứu khôi phục xúc tác FCC thải, sử dụng cho quá trình cracking dầu nhờn thải thu nhiên liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI


Lê Quang Hưng


NGHIÊN CỨU KHÔI PHỤC XÚC TÁC FCC THẢI, SỬ DỤNG
CHO QUÁ TRÌNH CRACKING DẦU NHỜN THẢI
THU NHIÊN LIỆU

Chuyên ngành: Kỹ thuật hóa học
Mã số: 62520301

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÓA HỌC





Hà Nội – 2015

Công trình được hoàn thành tại:
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội

Người hướng dẫn khoa học:
1. GS. TS. ĐINH THỊ NGỌ
2. PGS. TS. VŨ THỊ THU HÀ

Phản biện 1: PGS.TS. Phùng Tiến Đạt
Phản biện 2: PGS.TS. Trần Thị Như Mai
Phản biện 3: PGS.TS. Phạm Thế Trinh

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án tiến sĩ cấp
Trường họp tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
Vào hồi …… giờ, ngày … tháng … năm ………



Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:
1. Thư viện Tạ Quang Bửu - Trường ĐHBK Hà Nội
2. Thư viện Quốc gia Việt Nam



1
GIỚI THIỆU

1. Tính cấp thiết của đề tài
Theo thông tin t nhà máy lc du Dung Qut, mi ngày phân
ng RFCC thi t 15  25 tt Nam
s có thêm các nhà máy lc dng tng xúc tác
thi s Hin nay, xúc tác FCC thi ca nhà máy c
x lý bn là chôn lp. Gt s
công trình nghiên cu s dng xúc tác FCC th làm vt liu cho
giao thông, xây dng hay làm chn vào ng s
d   do hiu qu kinh t không cao. Mt s công
trình nghiên cu s dng xúc tác thi làm xúc tác cho các quá trình
n hóa cao su ph thi thành nhiên liu lng, cracking
cn du thu nhiên liu, sn xut nhiên liu sinh hc t sinh khi,
hoc s dng xúc tác FCC th cracking du nhn thi sn xut
nhiên liu. Tuy nhiên, tt c nhng nghiên c    
nghiên cu bn chu qu  bin tính xúc
tác FCC thi. Mt khác, các ph   i ngày
c s dng nhi u s dng du nhn ngày
, ng du nhn th   ng. Hin
nay, du nhn thi ch yc tái ch làm du nhn chng
thp, có mt s công trình nghiên cu tái ch du nhn thi làm du
gc chng cao, s dng du nhn th sn xut nhiên liu. Tái
s dng du nhn thi vi mu không nhng tit
ki ngun nguyên liu sn có mà còn gii quyc vn
 ô nhing, mt v mà c th gi.
V

giúp 
 

2. Mục tiêu và đối tƣợng nghiên cứu

Mc tiêu là khôi phc xúc tác FCC th s dng cho quá trình
cracking du nhn thi thu nhiên liu.
2
Lun án s tp trung vào nghiên cu các n
 Tái sinh xúc tác FCC thi nhm ging c mt
      s dng làm xúc tác cho quá trình
cracking;
 Tng hp các vt liu có tính axit. Bin tính xúc tác FCC thi
bng các vt liu tng hc.
 X lý du nhn th làm nguyên liu cho quá trình cracking
thu nhiên liu;
 Khu kin n quá trình cracking DNT 
u kin ti mu.
ng nghiên cu: xúc tác FCC thi ca nhà máy lc du
Dung Qut và du nhn thi ci.
3. Điểm mới của luận án
1)      c xúc tác FCC thi t phân
ng RFCC ca nhà máy lc du Dung Qut; kho sát và tìm ra
2 h xúc tác bin tính t xúc tác mt (1a) có thành phn là
92% FCC-TS+1% HZSM-5+2% HY+5% K-sil vi m
 n lng nh    n nht, h xúc tác hai
(2a) có thành phn là 89% FCC-TS +1% HY+ 5% -Al
2
O
3
+5%
K-sil vi mc tn lng n
ch yu du diesel.
2)  d cng t ht nhân rn
27

Al-
 nghiên cu trng thái tn ti ca tâm nhôm trong cu
trúc zeolit Y và ZSM-5. Kt qu  NMR ca mu zeolit Y
và zeolit ZSM-ng t ng hp
ch tn ti tâm Al có s phm trong khung
mng t rng hp không còn cha
cht to cu trúc.
3) Kho sát mt cách có h thu kin thích hp
 cracking du nhn thi trong pha lng, s dng 2 h xúc tác
FCC thn tính (1a và 2a) nhm thu tu lng.
u kin thích hp cho c hai h xúc tác là: nhi cracking
450
o
C, thi gian cracking 45 phút, t khuy trn khi phn
3
ng 350 vòng/phút và t l xúc tác/nguyên liu 1/15 (khng).
Hiu sut thu tng sn phm lng ca h 
thu diesel là 47,6%; hiu sut thu tng sn phm lng ca h 2a là
74,6%, thu diesel lên ti 64,4%.
4. Cấu trúc của luận án
Lun án gm 116 trang, ngoài phn M u và kt lun, lun án
    i dung chính:  1-Tng quan lý
thuyt (32 trang)  -Thc nghim và các  
nghiên cu (17 trang) -Kt qu và tho lun (56 trang).
Lun án có 49 bng, 76 hình và 140 tài liu tham kho. Phn Phc
lc bao gm các kt qu , TPD-NH
3
, phân tích bng
khi ph MS và phân tích ch tiêu k thut sn phm có du VILAS.
NỘI DUNG LUẬN ÁN

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
Phn tng quan tài liu gm các mc chính:
1.1. Tng quan v quá trình cracking xúc tác
1.2. Tng quan v xúc tác FCC thi
1.3. Các vt liu có tính axit s d bin tính xúc tác FCC thi
1.4. Tng quan v du nhn thi
Qua nghiên cu tng quan, nhn thy rng:
 Vit Nam hit vài công trình nghiên cu vic tái
s dng xúc tác FCC thghiên cu s dng xúc tác FCC thi
 sn xut bê tông, gch, làm ph hiên cu s
dng xúc tác FCC thi làm xúc tác cho quá trình chuyn hóa cao su
trong lp xe thi, quá trình cracking cn du, cracking du nhn thi,
nhit phân sinh khu cho thy ti ng dng
xúc tác thi cho các quá trình hóa hc khác. Tt c các nghiên cu
u bn chu qu 
bin tính xúc tác FCC thi. i vi nguyên liu du nhn thi, hin
nay ch yc tái ch  s dng làm du nhn chng thp
hoc làm m  t s công trình nghiên cu s dng du
nhn thi làm nguyên li sn xut nhiên liu.
4
T n án s ng nghiên cu m rng
n cht ca xúc tác FCC thi, tng hp các hp phn
bin tính, s d nghiên cu cu trúc
ca các hp ph  ng th t lp t l sao cho quá
trình khôi phc xúc tác FCC tht hiu qu cao,  làm xúc tác
cho quá trình cracking du nhn thi vi mn phm lng
có giá tr n ng nghiên cu
mi, tn dc các ngun thi (xúc tác thi, du nhn th
to sn phm có giá tr cao.
CHƢƠNG 2. THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU
2.1. NGHIÊN CỨU TÁI SINH XÚC TÁC FCC THẢI
   10
o
C trong 5 . ,
cho vào lò nung có d- , 
là 5
o
C/phút,   - T
ác Nhi
(450-800
o
C), thi gian (1-7 gi) và ch  t cc (
trong dòng oxy, nung trong dòng không khí khô).
2.2. ĐIỀU CHẾ CÁC HỢP PHẦN XÚC TÁC CÓ TÍNH AXIT,
LÀM TÁC NHÂN BIẾN TÍNH FCC THẢI
2.2.1. Tổng hợp γ-Al
2
O
3

Nguyên liu s d tng h-Al
2
O
3
bao gm hydroxyt
ng Al
2
O
3

i > 65%), NaOH, H
2
SO
4
và
c ct. Quy trình tng hc ti
Al(OH)
3
vào dung d     t nh và kt hp
khun khi tan ht. Tip tc cho 10-20 ml H
2
O
2
vào, khuy,
gia nhit trong vòng 30 phút ri tin hành lc, r thu dung dch
trong sut. 
2
SO
4

- 80
o
- 9.
-
100
o

o

- 500

o

5
2.2.2. Tổng hợp zeolit HZSM-5
Nguyên liu, hóa cht bao gm: TEOS ((C
2
H
5
O)
4
Si), Al
2
SO
4
.
18H
2
O, NaOH, H
2
SO
4
, c    TPABr
(tetrapropylammonium bromide)       
HZSM-5 :

2.2.3. Tổng hợp zeolit HY
Nguyên liu, hóa
cht s dng: TEOS
((C
2

H
5
O)
4
Si), Al(OH)
3

  
NaOH, NH
4
Cl,  
   
 Quy trình tng
hp c tóm t
 




6

2.3. NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH XÚC TÁC FCC THẢI ĐÃ TÁI
SINH
2.3.1. Nghiên cứu biến tính bằng các vật liệu có tính axit cao
Phi trn xúc tác FCC th-TS) vi zeolit HY
c tng hp theo các t l 1%, 2% , 5% và vi zeolit HZSM-5
c tng hp theo các t l n hành
phn  t tính.
2.3.2. Nghiên cứu biến tính bằng vật liệu có tính axit thấp hơn
Phi trn FCC-TS vi zeolit HY theo các t l 1%, 2% và vi

oxit nhôm -Al
2
O
3
theo các t l 0,5%, 1%, 2%, 3%, 5%, 7% và
n hành phn  t tính.
2.3.3. Nghiên cứu tạo hạt xúc tác
c h xúc tác t, tin hành phi trn vi 5%
cht kt dính K-sil, ri sy khô  105
o
C trong 10 gi, nung  450
o
C
trong 3 gi. Khn, sàng ri ly các kích
c h nghiên cu
quá trình cracking.
2.4. NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH CRACKING DẦU NHỜN
THẢI SỬ DỤNG XÚC TÁC FCC–TS ĐÃ BIẾN TÍNH
2.4.1. Xử lý sơ bộ dầu nhờn thải để làm nguyên liệu
Dầu nhờn thải trước khi xử lý sơ bộ được xác định các tính
chất sau:  nh màu s     c
(ASTM D445), tp ch      nht (ASTM
D4045), tr s axit tng (ASTM 974) ca du nhn thi.
Quá trình tách loại tạp chất cơ học:
 Lọc: 
út,

 Hấp phụ:  (
axit HCl 15%) 
lít. 

7
 

2.4.2. Cracking dầu nhờn thải trong pha lỏng
c thc hin trên h thit b phn n
ti phòng thí nghim Lc  Hóa du, B môn Công ngh H
Hóa Du, Vin K thut Hóa hi hc Bách khoa Hà
Ni.    









Hình 2.2. Sơ đồ thiết bị cracking dầu nhờn thải trong pha lỏng
2.4.3. Cracking dầu nhờn thải trong pha hơi
Phn ng cracking du thi trên xúc tác FCC thi bin tính
   c thc hin trên thit b phn ng MAT 5000
  ng du nguyên liu  ng xúc tác
4,14g, nhi phn ng 480ºC, t np liu: 2,5 h
-1
, t dòng
khí mang: 75 ml/phút. H phn      xác
nh hot tính xúc tác da trên tiêu chun ASTM D5154  03.
2.5. CÁC PHƢƠNG PHÁP HÓA LÝ ĐẶC TRƢNG XÚC TÁC
Pn t u
x  hp ph 

trình nhi (TPD-NH
3
   ng nhit hp ph - nh
hp ph      hp th nguyên t (AAS),
h tán s
hp th hng ngo  t (TG/DTA),
8
 ng t ht nhân rn
(MAS- bn nén ca xúc tác.
2.6. XÁC ĐỊNH TÍNH CHẤT HÓA LÝ, CHỈ TIÊU KỸ THUẬT
CỦA NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM TRONG QUÁ TRÌNH
CRACKING DNT
      c s dng trong lun án:
Ct tách sn phm lng ca quá trình cracking pha lng, Phân
tích sn phm khí t quá trình cracking pha lng, Phân tích sn phm
cng Sc ký khí GC-MS, nh
   t Engler,    ng nha thc t,
nh, nh t trng, nh nhi
chp cháy, nh chiu cao ngn la không khói,  
mòn tng,  nhng hc, nh tr s xetan,
ng cn cacbon, c, nh
ng tro, c, nh tp cht dng
ht, nh áp su,  nh oxy hóa.

CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. NGHIÊN CỨU KHÔI PHỤC XÚC TÁC FCC THẢI
3.1.1. Xác định các đặc trưng hóa lý của xúc tác FCC thải
Luã kc h
tinh th axit, b mt riêngc mao qun, nh hàm
ng kim loi nng, hng cc trong xúc tác FCC thi. Qua

vinh tính cht hóa lý ca xúc tác th t c so
sánh, có th nhn thy rng: kc ht ca xúc tác FCC th
b i so vi xúc tác mi. V  tinh th tinh th 
i. Din tích b mt ca xúc tác FCC thm
nhiu so vi xúc tác FCC mng kim loi nng: các kim
loi tp cht trong xúc tác FCC thlên so vi xúc tác FCC
mi, tuy nhiên vng cn phi loi b. Do vy, trong quá
trình khôi ph tái s dng, không cn thit phi loi b kim loi
trong xúc tác FCC thi.  axit ca xúc tác FCC th  m
i nhiu so vi xúc tác mng cc trong FCC thi
9
không quá nhiu, có th  h ng này xung, tuy nhiên không
th t tri. T nh khoa hc trên, chúng tôi thy cn
tin hành nghiên cu khôi phc xúc tác FCC thng sau:
 Nghiên ct cc;
 Nghiên cu tng hp các vt li sung
các vt liu có tính axit này vào xúc tác FCC- 
axit ca xúc tác.
3.1.2. Nghiên cứu quá trình đốt cốc xúc tác FCC thải
3.1.2
a. Ảnh hưởng của nhiệt độ đốt cốc
 Đánh giá hiệu quả đốt cốc qua sự tăng bề mặt riêng theo nhiệt
độ: Kt qu cho thy  khong nhi 650 - 700
o
c
tng cng cc có th c).
 Đánh giá hiệu quả đốt cốc qua phân tích hàm lượng cacbon bằng
phổ EDX: Khi nhi t c 650 - 700
o
C thì hàm

ng cacbon h    i, còn l   
không gim. Vi kt qu chng minh hiu qu t cc bng
 mng cacbon qua
ph EDX  trên, chúng tôi chn nhi t cc trong khong t
n 700
o
C trong dòng không khí.
b. Ảnh hưởng của thời gian đốt cốc
Tht cc kho sát trong khong t n 5 gi 
u kin nhi t
o
C. Kt qu thí nghim ch ra rng thi
gian 3 gi   cho loi cc có th b t cháy s c loi ht.
c. Ảnh hưởng của chế độ nung
Bảng 3.5. Ảnh hưởng của chế độ nung đến khả năng loại cốc tại
650
o
C, 3 giờ
Ch  nung
Din tích b mt BET (m
2
/g)

110
Nung trong dòng oxy
169,4
Nung trong dòng không khí khô
165,76
10
T s liu trong bng 3.5, chúng tôi la chn ch  t cc

trong dòng không khí vì la chn này cho chí phí th thc
hi áp dc vi quy mô ln
m bo yêu cu k thut và chc.

-TS)
t ct s tính ch
hình dc ht, din tích b mt, phân b mao qun
axit ct cc.
Xúc tác FCC tht cc hn gi hình dng
h c ht có gim chút ít
và có din tích b mt l so vi xúc tác thi. Sau quá
t cháy, trong xúc tác thi vn tn ti mng cc nhnh.
t cc gi là xúc tác tái sinh và ký hiu là
FCC- axit ca xúc tác FCC-TS vn còn rt thp nên cn
phi bi  axit ca xúc tác bng cách thêm vào thành
phn FCC-TS nhng vt li to xúc tác bin tính.
3.1.3. Tổng hợp các vật liệu có tính axit, làm tác nhân biến
tính FCC-TS
3.1.3-Al
2
O
3

Gi  nhiu x
nhiu x XRD ca m -
Al
2
O
3
tng h

trên hình 3.18. Các pic
nhiu x  
tinh th -Al
2
O
3
c th
hin rõ t    c
     36-37
o
;
39-40
o
; t 45-46
o
và t 66-
68
o
.
B mt riêng c-Al
2
O
3
t gi BET là 302,42m
2
/g. Kt
qu  phân b c mao qun c-Al
2
O
3

thng kính
mao qun phân b khá tp trung ti 55Å.

Hình 3.18. Giản đồ nhiễu xạ XRD của
mẫu γ-Al
2
O
3
đã tổng hợp
11
Kt qu trên hình 3.21
cho thy v -Al
2
O
3
 ng
hp,  ng nh hp ph
NH
3
   t
 ca m-Al
2
O
3
xut hin
c i ti 2 nhi  khác
nhau là 187,4
o
C và 359,5
o

C.
y, trong xúc tác này ch
tn ti 2 loi tâm axit: yu
(187,4
o
C) và trung bình
(359,5
o
C).

HZSM-5
Gi XRD hình 3.22 cho thy HZSM-ng hp có các
pic  v ng 7,9
o
; 8,8
o
; 23,1
o
; 23,9
o
và 24
o
phù hp vi
ph chun ZSM-5. Các pic rt s  ng nn thp h 
không xut hia pha nào khác chng t c
tng h tinh khit cao.

Hình 3.22. Phổ XRD của mẫu HZSM-5 đã tổng hợp
Tác gi  
trình hóa lý xy ra trong khi nung xúc tác. Gi TG-c



Hình 3.21. Kết quả TPD-NH
3
của
γ-Al
2
O
3

12
Gi TG-DTA ca ZSM-t có hai khong mt
khng. T các kt qu c, chúng t

Cu trúc tâm Al trong khung mng zeolit ZSM-c và sau
khi tách loi cu trúc bng ph
27
Al-NMR.

Hình 3.26. Phổ
27
Al-NMR của
ZSM-5 trước khi nung


Hình 3.27. Phổ
27
Al-NMR của
ZSM-5 sau khi nung tại 485
o

C
trong 5 giờ
Ph
27
Al-NMR ca ZSM-5 sau khi nung  485
o
C trong 5 gi
xut hin mt tín hiu duy nht ti 50ppm sc nhn, chân pic hp.
iu này khnh, trong vt liu tn ti mt cu trúc Al duy nht
là Al phi trí IV (Al t din). Kt qu chp nh SEM cho thy các
tinh th có dng l ,     u trong khong
200-300 nm. Và kt qu  IR xut hing cho
zeolit ZSM-5.  axit ca mu tng hnh b
pháp TPD-NH
3
, kt qu cho  hình 3.30.

Hình 3.24. Giản đồ TG-DTA của
zeolit ZSM-5



Hình 3.25. Sơ đồ nung zeolit
ZSM-5
13
Trên gi  hp
ph TPD-NH
3
xut hin 3
nh pic ng vi các nhit

 171,7
o
C là các tâm axit
y nh pic  449,1 và
588,8
o
C là các tâm axit
mnh ca mu HZSM-5
ng hp. Da vào tng
 ng hp ph cho
thy mu HZSM-5 tng
hp cha ch yu các tâm
axit mnh.
y, các kt qu c tng hp qua
g pháp hii XRD, NMR, BET, IR, SEM chng minh
u ch thành công zeolit HZSM-5. HZSM-c tng hp có
các tinh th c tinh th khong 1µm, b mt
riêng theo BET khá cao 521,37 m
2
c mao qun tp trung
 c bi axit ca vt liu rt ln.

S dng ph  nh cu trúc ca các mu zeolit HY
ng hp, kt qu cho  hình 3.33.

Hình 3.33. Phổ XRD của mẫu zeolit HY tổng hợp
Quan sát kt qu c ta thy rng mu HY tng hc
u xut hi    a zeolit Y    
o
20,

10
o
database) v mnh chng t các mu
zeolit tng hc là zeolit Y.

Hình 3.30. Kết quả đo TPD-NH
3
của
mẫu HZSM-5 đã tổng hợp
14
Da vào gi  TG-DSC, có th mô t c nhng hin
ng xc mô
hình nung xúc tác phù hp.

Hình 3.34. Giản đồ TG-DSC của
zeolit Y


Hình 3.35. Sơ đồ nung zeolit Y
Ci 455
o

vi giá tr c  gi TG-DSC là 451
o
 quá trình nung
tách cht to cu trúc xy ra hoàn toàn.
B cng t hghiên cu
cu trúc tâm Al trong khung mc và sau khi tách loi
cu trúc bng ph
27

Al-NMR. Hình 3.36 và hình 3.37 biu din ph
27
Al-NMR cc và sau nung ti 455
o
C.

Hình 3.36. Phổ
27
Al-NMR của
zeolit Y trước khi nung

Hình 3.37. Phổ
27
Al-NMR của zeolit
Y sau nung tại 455
o
C trong 5 giờ
15
Kt qu nh SEM cho thy mu tng hp có rt ít pha l, các
ht tinh th u. Và kt qu
phân tích ph IR hoàn toàn
phù hp vi kt qu nghiên
cu ph nhiu x tia

Kt qu -NH
3

cho thy    
tng hp tn ti c 3 loi
tâm axit: yu (186,3

o
C),
trung bình (377,3
o
C) và
mnh (546,2
o
C).
3.1.4. Nghiên cứu biến tính xúc tác FCC-TS bằng các vật
liệu có tính axit
La chn các vt li phi trn bao gm zeolit HY, zeolit
HZSM-5 v-Al
2
O
3
c tng hp  trên vi 2 h xúc tác:
 H -TS thành phn có tính axit cao là hn
hp HY +HZSM-5. 









 , chúng tôi mong mun
n phm l sn
phm lng nh 

D    u sut thu hi sn phm lng và phân
n lng nh  quá trình cracking du nhn thi
trên các h c b sung các zeolit HZSM-5, HY có t l
khác nhau, chúng tôi la chc t l b sung phù hp là FCC-
TS+1% HZSM-5+2% HY.
 H      -TS thành phn có tính axit thp
n rng là hn hp HY+Al
2
O
3
. 






, 





2 nh





 u

ln diesel.
D    iu sut thu hi tng sn phm lng và
n lng nng (DO + FO) t quá trình cracking du nhn thi

Hình 3.42. Kết quả đo TPD-NH
3
của
mẫu HY đã tổng hợp
16
trên các h xúc tác khi b sung HY và Al
2
O
3
a chc h
xúc tác phù hp nht là FCC-TS + 1% HY+5% Al
2
O
3

3.1.5. Nghiên cứu tạo hạt và xác định độ bền cơ học của
xúc tác
Cu to ht cho các xúc tác này bng cht
kt dính to ht K-sil vng 5%. Kho sát các loi c ht
xúc tác t n 0,5 mm cho hai h c 
thông s: hiu sut thu tn lng, hiu sun
lng nh, kh  dng xúc tác hao h bn nén.
Kt qu cu la chn các h o ht (có
thêm % cht kt dính) là:
 H xúc tác 1a: 92% FCC-TS+1% HZSM-5+2% HY+5% K-sil,
c ht 0,35 mm bn nén là 30,5 x 10

6
N/m
2

 H xúc tác 2a: 89% FCC-TS +1% HY+ 5% -Al
2
O
3
+5% K-sil,
c ht 0,35 mm bn nén là 32,2 x 10
6
N/m
2

3.2. NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH CRACKING DẦU NHỜN
THẢI (DNT) SỬ DỤNG XÚC TÁC FCC–TS ĐÃ BIẾN TÍNH
3.2.1. Xử lý sơ bộ dầu nhờn thải để làm nguyên liệu
Bảng 3.16. Một số đặc trưng tính chất cơ bản của nguyên
liệu dầu nhờn thải
Ch tiêu


Kt qu
phân tích
Màu sc
-
ASTM D 1500

 nht  40
o

C
cSt
ASTM D 445
75,5
c
(%) kl
ASTM D 95
2,15
Cc
(%) kl
ASTM D 4045
0,42
Tr s axit tng
mg KOH/g
ASTM D 974
1,54
a chi tp chc
 dng bentonit ho x  
 loi tp chn hành kho sát các yu t ng:
loi vt liu x lý, nhi quá trình x lý. Các kt qu nghiên cu
ch ra rng: s dng cht hp ph bentonit bin tính, vi nhi x
lý tng 90
o
C.
17
Bảng 3.18. Đặc trưng một số tính chất của nguyên liệu dầu nhờn thải
sau khi xử lý sơ bộ
Ch tiêu
c x lý
Sau x lý

Màu sc


 nht  40
o
C (cSt)
75,5
76
c (%kl)
2,15
0,01
Cc (%kl)
0,42
0,015
Tr s axit tng (mgKOH/g)
1,54
0,7
3.2.2. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình
cracking DNT trong pha lỏng thu nhiên liệu
        
-TS+1% HZSM-5+2%
HY +5% K-sil)
a. Ảnh hưởng của nhiệt độ cracking
Gi c nh các yu t: ng nguyên liu du nhn thi là
300 g, thi gian phn ng 45 phút, t l nguyên liu/xúc tác là 10/1,
t khuy 250 vòng/phút. Các nhi kho sát là 350, 400, 450,
480
o
C. Kt qu kho sát ng ca nhi cracking ti hiu
su   n nh và diesel cho thy: nhi  tt nht là 

450
o
C.
b. Ảnh hưởng của thời gian cracking
Gi c nh các yu t: lng nguyên liu là 300g du nhn
thi, nhi phn ng 450
o
C, t l nguyên liu/xúc tác là 10/1, tc
 khuy 250 vòng/phút. Các khong thi gian kho sát: 15, 30, 45
và 60 phút. Thi gian ti
hiu sun nh c là
46,8 %.
c. Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/xúc tác trong quá trình cracking
Gi c nh các yu t: nhi 450
o
C, thi gian 45 phút, tc
 khuy trn 250 vòng/phút. T l nguyên lic kho
sát: 5/1, 10/1, 15/1 và 20/1. Qua quá trình kho sát cho thy t l
nguyên liu/ xúc tác t
d. Ảnh hưởng của tốc độ khuấy trộn khối phản ứng
18
Gi c nh các yu t: ng nguyên liu là 300g du nhn
thi, nhi  450
o
C, thi gian 45 phút, t l xúc tác/nguyên liu
1/15). Kho sát các t khuy: 150, 250, 350 và 400 vòng/phút.
T kt qu thc nghim chn t khuy t
u kin t thu tn phm lng, trong
n nh i 250
o

C) i vi hệ xúc tác 1a (92%
FCC-TS+1% ZSM-5+2% HY + 5% K-sil) là: nhiệt độ cracking
pha lỏng: 450
o
C; thời gian cracking: 45 phút; tốc độ khuấy trộn
khối phản ứng: 350 vòng/phút; tỷ lệ xúc tác/nguyên liệu: 1/15.
n nh c t
t ti 47,6%.

h--Al
2
O
3
+5% K-sil
Ti nghiên cn lng nng chúng tôi ch
chú ý tu ch o và to ra vi
mng ln khi cracking du nhn thi. Các yu t  ng
c kho sát là: nhi, thi gian, t l nguyên liu/xúc tác, t
khuy trn.  o sát phn trên áp dng vi
h xúc tác 2a (89% FCC--Al
2
O
3
+5% K-sil), 
chu kin tnhiệt độ
phản ứng 450
o
C, thời gian phản ứng 45 phút, tỷ lệ nguyên liệu/xúc
tác bằng 15/1, tốc độ khuấy trộn khối phản ứng 350 vòng/phút. Khi
đó hiệu suất phân đoạn diesel đạt tối đa (64,4%), các sn phm khí

và lng nh u thp.
3.3.3. Xác định tính chất hóa lý và chỉ tiêu kỹ thuật của
sản phẩm lỏng trong quá trình cracking DNT

19
T hình
3.48 cho thy
  u
c 
cracking thp
  nh
n 
 , các
m sôi 50%
th  m
sôi 90% th
  
ng ch tiêu k thut cm.
T ng
 
ct hình 3.49
có th thy
khong nhit
 u ca
sn phm
cracking thp
i quy
nh. Tuy
nhiên,
khong nhit

 sôi cui
l
có th gii
 u

nguyên liu
du nhn
thi cha
nhiu

Hình 3.48. Đường cong chưng cất Engler của
phân đoạn xăng cracking

Hình 3.49. Đường cong chưng cất Engler của
phân đoạn kerosen crackning

Hình 3.50. Đường cong chưng cất Engler của phân
đoạn diesel cracking
20
hydrocacbon nng, khi b cracking, các phân t b cracking sâu s to
ra sn phm nh, các phân t cracking mt phn cho ra sn phm
nng.
T
o
sôi (10%) nh 
o
n phc
có phn nh chim t l thích hp tc hn hng u
 T
o

t quá 370
o
C nên nhiên liu
có kh 
3.3.3.2.  

 ,








Phân  nh
TCVN 6676:2005. Pn kerosen cracking DNT nh
theo ch nh TCVN 6240:2002. Pn diesel cracking
DNT nh theo các ch nh TCVN 5689:2005
Kt qu các bng trên thy r




các ch tiêu k thut tuy hu ht  gii h   u nm
trong kho     nh cho
i vn kerosen, kt qu phân tích


 y rng các tính cht cn kerosen thu







 6240:2002 



.
i vt s ch tiêu cng
c tiêu chun Vit Nam hin hành, mt s ch ng
c theo q tiêu v ng nha thc t n
 sai khác so vnh không ln.
3.3.4. Xác định khả năng tạo sản phẩm lỏng trên một đơn
vị xúc tác
 Đối với hệ xúc tác biến tính 1a
Vi h xúc tác 1a, kt qu cho thy sau mi ln chy phn
ng, hot tính xúc tác giu sut to sn phm lng có xu
ng gim dn. Sau khi to ht, h xúc tác 1a có th tái s dng 4
ln mà vn gi c hot tính xúc tác cao. Vng xúc tác bin
21
tính là 20g có th chuyn hóa 1.200g du nhn th to ra 828g
sn phm l
 Đối với hệ xúc tác biến tính 2a
Kh  xúc tác 1a, kt qu kho sát h xúc
tác 2a ch ra là h này có th s dng làm xúc tác cho phn ng
c 5 ln. Sau khi to ht, h xúc tác 2a có th tái s dng
5 ln mà vn gi c hot tính xúc tác cao. Vng xúc tác bin

tính s dng là 20g có th x c 1.200g du nhn thi và to ra
khong 1.119g sn phm l
o ht có th s dng li nhiu ln, làm
 s dng cng thi to nhiu sn phm lng
c to ht.
3.3.5. Tách và phân tích sản phẩm khí trong quá trình
cracking DNT
Thành phn khí trong bng 3.26 c nh 
khí HG-520 HESHBON. Hiu sut thu tng khí khi so sánh vi
nguyên liu theo tính toán s c là: H
2
O = 0,1022%, CO =
0,4161%, CO
2
= 0,1533% và hydrocacbon = 6,6284% (tng là
7,3%). Phân tích hn hp khí sinh ra t nhng kho sát khác  các
bt qu g y.
3.3.6. Cracking dầu nhờn thải trong pha hơi
Kt qu phân tích cho thy sn phm lng ca quá trình
u nhn thi là hn hp ca rt nhiu cht, trong
  a các hydocacbon dng naphten (metyl cyclopentan:
6,25%), hydrocacbon không no có 2 hoc 3 nch thng (hoc
m         
Ngoài ra, hn hp các sn phm này còn có các hp cht cha oxy
(1-Pentanol, 2-ethyl-4-methyl-, 2-Cyclohexen-1-ol, 2-methyl-5-(1-
methylethenyl)- vi m ng là 1,25% và 1,83%). Trong các
   n phm có thành phn ln nht
(39,24%). Có th nhn nh rng FCC khôi phc có th s dng cho
quá trình cracking du nhn thi trong  thu nhiên liu lng.
22

Tuy nhiên, do du nhn thi có cha nhiu hydrocacbon có
kh ng phân t l  a xúc tác s dng cho quá trình
cracking là xúc tác FCC-TS bin tính nên hiu sut tn
 ng chi  trong sn ph c t quá trình
cracking du nhn thi. T  xut cracking du
nhn thi trong pha lng, s dng xúc tác bin tính vi m
nhiên liu lng ch yn diesel.

KẾT LUẬN
1. nh toàn din các tính cht hóa lý ca xúc tác FCC thi
t nhà máy lc du Dung Qut. T     c,
nghiên cu kin thích h loi bt cc t
xúc tác này: nhi t cc t 650-700
o
C, tht cc 3
git cc thc hin trong dòng không khí khô.
Sau khi loi cc, xúc tác FCC (FCC-TS) vn gi c cu trúc,
mao qun ca xúc tác, din tích b mt li xúc tác
th 81 lên 165 m
2
ng c
ng cacbon gim t 4,5% khng xung 3,0% khng
c ht có gim chút ít so vc ht ca xúc
tác th       i xúc tác FCC th 
không nhiu.
2. Tng hp thành công 3 loi vt liu axit rn có tính axit khác
nhau, s d  bin tính FCC-   -Al
2
O
3

, HY và
HZSM-5. Vt li-Al
2
O
3
cha ch yu các tâm axit yu và
a nhiu tâm axit trung bình và
mnh, HZSM-5 cha phn ln là các tâm axit mnh. Bng

27
Al NMR rnh s tn ti ca tâm
Al trong khung mng. Kt qu sau khi nung zeolit Y và ZSM-5
ch tn ti nhng tâm Al phi trí IV, cho thy rng Al  trong
khung mi b hoàn toàn cht to cu trúc.
23
3. u bin tính xúc tác FCC-TS bng cách phi trn
xúc tác FCC-TS vi các vt liu -5, HY
-Al
2
O
3
 các t l khác nhau.
ng sn phm lc khi cracking
du nhn thi s dng các xúc tác bia chc
hai h xúc tác bin tính ng dng cho các m   n
phm khác nhau: H xúc tác mt có thành phn là FCC-TS+1%
HZSM-5+2% HY vi mn lng nh 
và kerosen) ln nht, H xúc tác hai có thành phn là FCC-TS +
-Al
2

O
3
vi mc tn
lng n
4. Nghiên cu quá trình to ht xúc tác vi cht kt dính K-sil và
c ht phù hp cho hai h xúc tác.
H xúc tác 1a có thành phn: 92% FCC-TS+1% HZSM-5+2%
HY+5% K-sil vc ht 0,35 mm. H xúc tác này có
th tái s dng 4 lng xúc tác hao ht sau ln phn ng
cui là 2,5% kh bn nén ca ht xúc tác là 30,5 x
10
6
N/m
2
, cho hiu sut thu tn lng và hiu sut
n lng nh ng thi d lng tách xúc tác khi
phn c lc ra;
H xúc tác 2a có thành phn: 89% FCC-TS +1% HY+ 5% -
Al
2
O
3
+5% K-sil vc ht 0,35 mm. H xúc tác này có
th tái s dn 5 lng xúc tác hao ht sau ln phn
ng cui là 2% kh bn nén ca ht xúc tác là 32,2 x
10
6
N/m
2
, cho hiu sut thu tng pn lng và hiu sut

  n lng nng cao, d lng tách xúc tác khi phn
cn.
5.  x  du nhn
th  làm nguyên liu cho quá trình cracking thu sn phm
lng. Các thông s k thut thích hp cho quá trình x lý bao
gm: cht hp ph s d x c bin
tính, Nhi ca quá trình x lý là 90
o
C.