Tiểu luận động học xúc tác: Xúc tác thải trong nhà máy lọc dầu, các yếu tố về an toàn, môi trường và sử dụng

ĐỀ TÀI

Xúc tác thải trong nhà máy lọc dầu
Các yếu tố về an toàn, môi trường và sử dụng
Sinh viên thực hiện:

Giáo viên hướng dẫn: PGS. Phạm Thanh Huyền


I. Tổng quan
II. Nội dung
1. Khía cạnh an toàn và môi trường
2. Quản lý xúc tác axit
3. Xử lý xúc tác thải

III. Liên hệ với Việt Nam
IV. Tổng kết


I. Tổng quan
Chưng cất dầu thô là bước quan trọng trong quá trình lọc dầu,
hiệu suất, tính chất của sản phẩm phụ thuộc vào tính chất của dầu
thô, điều kiện chưng cất. Tuy nhiên, một yếu tố quan trọng hơn cả mà
tất cả các nhà máy lọc dầu đều cần phải có, đó chính là “ Xúc tác ”.



Xúc tác

-½

2
Xúc tác rắn

4
Reforming

Hydro
cracking

- 1/3

Xúc tác axit lỏng

Hydro
treating

Alkylation



Việc sử dụng xúc tác ngày nay cũng đang là một thách thức
không nhỏ, không những đòi hỏi về hiệu suất phản ứng, giá trị kinh tế
mà còn phải đảm bảo về các yêu cầu với môi trường, các quá trình
vận chuyển, lưu trữ ….
“ Xúc tác thải” là một phần quan trọng của nhà máy lọc dầu.
Vấn đề xử lý được đưa ra:
+ Tái sinh xúc tác
+ Nguyên liệu cho các ngành khác

Phần II

Thành phần
nguy hại

Lưu trữ và
xử lý

An toàn và môi
trường

Quá trình
vận chuyển

Tính chất
của chất rắn


1. Thành phần nguy hại tiềm tàng:
• Các hợp chất của Be, V, Cr, Co, Cu, Zn, As, Se, Te, Ag, Se, Cd, Sn, Sb, Ba,
Hg, Pb và Ta
• Axit vô cơ
• Sulfua vô cơ
• Các hợp chất flo trừ CaCl2
• Xianua vô cơ
• Phenol
• Este
• Các hợp chất thơm, dị vòng
• Các hợp chất nitơ hữu cơ, đặc biệt là thơm và các axit béo
• Hợp chất chứa lưu huỳnh

• Hợp chất Organohalogen


2. Tính chất của chất xúc tác rắn:
• Dễ cháy nổ
• Có khả năng tự bốc cháy
• Ăn mòn
• Độc
• Giải phóng các khí độc hại khi tiếp xuc với không khí và nước
2.1 Chất xúc tác Hydroprocessing
các chất độc hại của các chất xúc tác hydroprocessing phụ thuộc vào điều
kiện hoạt động.


Một số chất vô cơ từ TCLP của chất xúc tác hydroprocessing


2.2 Chất xúc tác FCC
Các tính dễ cháy của các chất xúc tác FCC thấp hơn nhiều so với
chỉ tiêu của chất xúc tác hydroprocessing vì tỉ lệ H/C thấp hơn. Lượng
than cốc tạo ra cũng thấp hơn. Vì vậy, mức độ nguy hại của chất xúc tác
FCC là thấp hơn.
2.3 Xúc tác cho quá trình Reforming
Trong số các chất xúc tác trong nhà máy lọc dầu, các thông tin về
độ nguy hại của chất xúc tác trong quá trình reforming là rất hạn chế.
Xúc tác của quá trình này cần đến kim loại quý như Pt vì vậy cần giảm
thiểu thiệt hại và bất kỳ thiệt hại nào.
2.4 Chất xúc tác khác
Bên cạnh chất xúc cho quá trình hydroprocessing, FCC, reforming
và alkyl hóa quá trình xúc tác khác có thể là một phần của nhà máy lọc

dầu.
Ví dụ, các chất xúc tác Cu-Zn/Al, Cr- oxit Fe, Ni, V, Zn,…


3. Quá trình vận chuyển chất xúc tác
Do tính dễ cháy và tính hút nước của nó nên không được vận
chuyển trong các bao tải lớn hay với số lượng lớn. Nếu vận chuyển nhiều
chất xúc tác một lúc thì cần phải tách riêng và có dán nhãn rõ ràng.
Các công ty, những người thực hiện đống gói và vận chuyển phải
có chứng nhận đặc biệt từ các cơ quan môi trường.
Vận chuyển các chất xúc tác tái sinh đòi hỏi ít sự chú ý hơn nhưng
vẫn cần dán nhãn rõ ràng và tránh tiếp xúc với nước.
Những quy định, điều kiện đó phải được thông qua bới một quốc
gia hoặc tỉnh đó trước khi nhập khẩu và xuất khẩu các chất xúc tác.
Tất cả những người tham gia và các công ty phải thông báo cho cơ
quan có thẩm quyền trước 1 năm khi lô hàng được đề xuất.


III. Xúc tác axit
- Axit H2SO4, HF, H3PO4 dùng nhiều trong quá trình ankyl hóa và
trùng hợp.
III.1. Đặc điểm xúc tác:
- Xúc tác axit dễ chuyển sang dạng khí.
- Nhiệt độ sử dụng xúc tác ở nhiệt độ thấp và trong hệ thống cần hệ
thống làm mát
- Xúc tác độc dễ gây hại cho người sử dụng


- H2SO4 + CP-> SO2 + 2H2O +CP’

III. Xúc tác axit
III.2 Cách xử lí xúc tác:
- Được tái sử dụng để hòa tan quặng Photphat.
- Xử lí và hòa tan vào nguồn nước.
- Được trùng hợp trong quá trình sản xuất để tạo thành phân bón (
H3PO4)


III. Xúc tác axit

• HF:
- HF là 1 axit dễ bay hơi khi sử dụng và bảo quản. Dạng khí là hỗn hợp
hơi nước và aersol gây nguy hiểm
-> cần phát triển chất phụ gia để giảm sự hình thành aersol



III. Xúc tác axit
• H2SO4:
H2SO4tạo thành aersol không đáng kể so với HF
-> cần chuyển dần từ xúc tác axit HF sang H2SO4


III.Xúc tác axit
• Phục hồi axit:
- HF :
+ phương pháp tái chế của CoeyMan- Wood để trả lại lượng xúc tác HF.
+phương pháp tái chế của DelRossi- Melli và được phát triển Philips
Petroleum

III. Xúc tác axit
• H2SO4:
90% H2SO4, 3-5% H2O,7% RH
Có 2 phương án :
- Tái sinh dùng lại -> tốn kém để tái sinh



III. Xúc tác axit


Phần

IV

Xử lý xúc tác thải
Quá trình lọc dầu

Sinh viên: Nguyễn Thị Kim Anh


Phương pháp xử lý xúc tác thải
Áp lực từ phía môi trường => Tìm phương pháp xử lý

Quá trình
Hydroprocessing
Xúc tác thải

Quá trình FCC
Quá trình Reforming

=> Đem tái sinh, xử lý sơ bộ, thải ra ngoài môi trường.