Đồ án thiết kế phân xưởng reforming xúc tác công suất 1.300.000 tấn/năm

&.Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế phân xởng reforming xúc tác cố định

. Mở Đầu
Ngày nay đất nớc ta bớc vào giai đoạn công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất
nớc. Để đạt đợc mục đích đó thì mục tiêu đầu tiên là phải đáp ứng đợc nhu cầu rất
lớn về nguyên liệu, nhiên liệu cho phát triển công nghiệp và kinh tế.
Dầu khí Việt Nam đã đợc khai thác đầu tiên năm 1986 tại mỏ Bạch Hổ và
từ đó sản lợng không ngừng tăng lên. Bên cạnh đó việc phát hiện thêm các mỏ
mới nh : Hàm Rồng, Đại Hùng, Ruby. Cho đến nay chúng ta đã khai thác đợc
tổng cộng hơn 60 triệu tấn dầu mỏ Bạch Hổ và các mỏ khác. Nguồn dầu thô đã
đem lại cho đất nớc một nguồn ngoại tệ khá lớn. Tuy nhiên hằng năm, chúng ta
đã chi một nguồn kinh phí không nhỏ để nhập khẩu các sản phẩm từ dầu mỏ để
phục vụ cho nhu cầu phát triển của đất nớc.
Có một mốc đáng ghi nhớ là vào tháng 5/1988, nhà máy lọc dầu Cát Lái
của liên doanh chế biến dầu khí thành phố Hồ Chí Minh (Sài Gòn Petrol) đã đi
vào hoạt động với nguyên liệu dầu thô từ mỏ Bạch Hổ, cho tới năm 1996 công
suất đã lên tới 350.000 tấn/năm. Tuy nhiên để đãm bảo về nhu cầu sản phẩm dầu
khí và nhiên liệu về nhu cầu sản phẩm dầu khí và nhiên liệu cho đất nớc, Chính
phủ Việt Nam đã tổ chức đấu thầu xây dựng nhà máy lọc dầu số 1 công suất 6,5
triệu tấn/năm ở Dung Quất (Quảng Ngãi). Có thể nói rằng việc xây dựng nhà
máy lọc dầu số 1 là phù hợp với điều kiện và hoàn cảnh đất nớc hiện nay. Nhà
máy này ra đời không những cung cấp những sản phẩm năng lợng quan trọng mà
còn cung cấp nguồn năng lợng quý giá cho công nghiệp hoá dầu.
Reforming xúc tác là một trong những quá trình quan trọng của công
nghiệp chế biến dầu. Vai trò của quá trình không ngừng tăng lên do nhu cầu của
xăng có chất lợng nguyên liệu cho quá trình tổng hợp hoá dầu ngày càng nhiều.
Quá trình này cho phép sản xuất các cấu tử có trị số octan cao cho xăng,
hợp chất hydro cácbon thơm (BTX) cho tổng hợp hoá dầu.
Ngoài ra quá trình này còn cho phép nhận khí hydro kỹ thuật (hàm lợng

hydro nhận đợc từ quá trình Reforming đủ cung cấp cho quá trình làm sạch

Sinh viên: Phạm Đức Sơn : Lớp HD- K44

Trang:1


&.Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế phân xởng reforming xúc tác cố định

nguyên liệu, xử lý hydro các phân đoạn sản phẩm trong khu liên hợp lọc hoá
dầu).
Một trong những vấn đề có tính then chốt trong Reforming xúc tác đó là
chất xúc tác. Có thể nói rằng chính sự phát triển của chất xúc tác hay nói đúng
hơn là việc chế tạo ra những chất xúc tác mới tốt hơn đã thúc đẩy phát triển của
quá trình Reforming xúc tác. Bên cạnh đó không thể không kể đến sự cải tiến về
mặt công nghệ của quá trình. ở Mỹ, năm 1939 ngời ta đã giới thiệu một công
nghệ Reforming để sản xuất xăng có trị số octan cao và sản xuất toluen cho công
nghệ thuốc nổ TNT. Chất xúc tác đợc dùng lúc đó là M0/AL2O3 lớp xúc tác ở
dạng cố định, áp suất của hydro khá cao.
Công nghệ đó nhanh chóng đợc phát triển và cải tiến thành lớp xúc tác
chuyển động. Tuy nhiên, lớp xúc tác dễ dàng bị cốc hoá một cách nhanh chóng
và phải tái sinh thờng xuyên.
Vào năm 1949 ngời ta chế tạo ra xúc tác hiệu quả hơn là Platin trên chất
mang nhôm oxit (Phát triển/Al2O3). Từ năm 1953 1967 ngời ta dùng xúc tác
Phát triển/Al2O3 đã đợc axit hoá nhẹ bằng Clo hoặc Flo.
Năm 1967 xuất hiện xúc tác là Phát triển-Re/Al 2O3 một xúc tác đa kim
loại đánh giá một bớc phát triển mới trong quá trình kim loại đánh giá một bớc
phát triển mới trong quá trình Reforming xúc tác.

Song song với việc cải tiến xúc tác thì việc cải tiến công nghệ cũng đợc
xúc tiến. Từ chế độ bán tái sinh đến tái sinh liên tục và tái sinh tuần hoàn.
Sau đây là quá trình cải tiến xúc tác và công nghệ :
Năm

Trình tự cải tiến và xúc tác công nghệ

1939

Xúc tác Molipden, lớp xúc tác cố định

1919

Phát triển chất xúc tác trên cơ sở Platin

1950

Nhiều quá trình Reforming phát triển trên xúc tác liên tục

1960

Xuất hiện quá trình Reforming xúc tác tái sinh, xúc tác liên tục

1980
1990

Xuất hiện quá trình xúc tác sản xuất hydrocacbon thơm
Xuất hiện quá trình Reforming xúc tác mới (New Reforming)

Sinh viên: Phạm Đức Sơn : Lớp HD- K44

Trang:2


&.Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế phân xởng reforming xúc tác cố định

CHƯƠNG i:
TổNG QUANG Về Lý THUYếT
Reforming xúc tác là một trong số các quá trình quan trọng của công
nghiệp chế biến dầu. Vai trò của quá trình này không ngừng đợc tăng lên do nhu
cầu về xăng có chất lợng cao và nguyên liệu cho quá trình tổng hợp hoá dầu
ngày một nhiều. Quá trình này cho phép sản xuất các cấu tử có trị số octan cao
cho xăng, các hợp chất hydro cac bon thơm (BTX) cho tổng hợp hoá dầu và hoá
học. Ngoài ra quá trình còn cho phép nhận đợc khí hydro cácbon kỹ thuật (hàm
lợng H2 tới 85%) với giá rẻ nhất so với các quá trình điều chế hydro khác. sản
phẩm hydro nhận đợc từ quá trình refoming đủ cung cấp cho quá trình làm sạch
nguyên liệu, xử lý hydro các phân đoạn sản phẩm trong khu liên hợp lọc hoá
dầu.
Quá trình Reforming thờng dùng nguyên liệu là phân đoạn xăng có trị số
octan thấp, không đủ tiêu chuẩn của nhiên liệu xăng cho động cơ xăng. Đó là
phân đoạn xăng của quá trình chng cất trực tiếp dầu thô, hay từ phân đoạn xăng
của cracking nhiệt, cốc hoá hay vibreking. Quá trình Reforming dùng xúc tác đa
chức năng: chức hydro hoá đợc kim loại đãm nhiệm (chủ yếu là Platin Pt), đợc
mang trên chất mang axit (thờng dùng là gama oxyt nhôm, -Al2O3 để tăng tốc
độ các phản ứng, theo cơ chế ion cacbon nh izome hoá, vòng hoá và hydro
cracking).
I. cơ sơ hóa lý của quá trình.

Reforming xúc tác là một quá trình biến đổi các thành phần hydro cacbon
của nguyên liệu mà chủ yếu là naphten và parafin thành hydro cacbon thơm có
trị số octan cao.
I.1. Các phản ứng xảy ra trong hệ Reforming xúc tác:
I.1.1. Các phản ứng dehydro hoá:
- Dehydro hoá cyclo alkal tạo hydro cacbon thơm:
5000C

+ 3 H2

>5000C
Sinh viên: Phạm Đức Sơn : Lớp HD- K44

Trang:3


&.Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế phân xởng reforming xúc tác cố định
CH3

CH3

+ 3 H2

ở 5000C thì năng lợng hoạt hoá của phản ứng tạo bezen là 51,6 Kcal/mol,
còn tạo Cyclo hexan là 72,1 Kcal/mol. Vì vậy ở 5000C chỉ xảy ra phản ứng tạo
benzen.
Đây là những phản ứng thu nhiệt độ vì vạy khi tăng nhiệt độ và giảm áp
suất thì hiệu suất hydrocacbon thơm tăng lên. Ngoài ra khi hàm lợng hydro

cacbon naphtan tăng lên trong nguyên liệu thì quá trình Reforming sẽ tăng rõ
ràng, hàm lợng hydro cacbon thơm. Phản ứng tăng trị số octan của xăng còn phụ
thuộc hàm lợng n-parafin cha biến đổi trong sản phẩm vì chúng có trị số octan
khá thấp (NO của n-heptan bằng 0). Do đó, ngoài phản ứng đề hydro hoá
naphtan còn phải tiến hành phản ứng khác sao cho đạt hiệu quả quá trình
Reforming.
- Dehydro hoá parafin tạo olefin:
C9 H20

C 9H18 + H2

-Dehydro hoá vòng hoá parafin hoặc olfin tạo chất thơm.
n C7H16

n C7H14

CH3
+ 4 H2
CH3
+ 3 H2

Phản ứng dehydro vòng hoá n-parafin xảy ra khó khăn hơn so với naphten.
Chỉ có ở nhiệt độ cao mới thu nhận đợc hiệu suất hydro cacbon tăng, hằng
số cân bằng tạo hydro cacbon thơm cũng tăng lên .

Sinh viên: Phạm Đức Sơn : Lớp HD- K44

Trang:4

&.Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế phân xởng reforming xúc tác cố định

Bảng 1: ảnh hởng của nhiệt độ và chiều dài mạch cacbon tới hằng số
cân bằng của phản ứng dehydro vòng parafin.
Phản ứng

4000K

6000K

8500K

n - C6H14

C6H6 + 4H2

3,82.10-12

0,67

3,68.105

n - C7H16

C7H8 + 4H2

6,54.10-10

31,77

9,03.105

7,18.10-10

39,54

1,17.107

1,42.10-9

65,02

1,81.107

n - C8H18

C6H5 - C2H5 + 4H2

n - C9H20

C6H5 C3H5 + 4H2

Khi tăng nhiệt độ hằng số cân bằng của phản ứng dehydro vòng hoá tăng
rất nhanh, nhanh hơn naphten. Nhng tốc độ hydro hoá lại rất nhạy so với sự thay
đổi áp suất hoặc tỷ số H2/RH nguyên liệu.

Hình :1

Hình 2:

Hình 1: Cân bằng n - C6 benzen trong phản ứng dehydro vòng hoá.
Hình 2: Cân bằng n - C7 toluen trong phản ứng dehydro vòng hoá.
Dehydro vòng hoá để tạo hydro cacbon thơm là một trong những phản ứng
quan trọng nhất của Reforming xúc tác vì nó biến đổi một lợng lớn các hợp chất
có trị số octan thấp của nguyên liệu thành các hydro các bon thơm là các cấu tử
có trị số octan cao.
Sinh viên: Phạm Đức Sơn : Lớp HD- K44

Trang:5


&.Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế phân xởng reforming xúc tác cố định

I.1.2. Các phản ứng izome hoá:
- Izome hoá . n - parafin izo - parafin
n - C7H14 metyl hexan.
- Hydro Izome hoá:
Heptan -1 + H2 2 metyl hexan
- Izome hoá alkyl xyclopetan xyclohexan
CH3

-Izome hoá alkyl thơm
C2H5

CH3

CH3

I.1.3. Các phản ứng hydro cracking parafin và naphten.
- Đối với parafin thờng xảy ra phản ứng hydro cracking và hydro
gemolyse.
R-CH3(izo) + R1 - CH3(izo) + Q=11Kcal/mol

R-C-C-R1
R- C-C-R1

R2-CH3 + CH4 : phản ứng hydrogenolyse

- Đối với naphten.
R1

+ H2

R3H

+H2

R4H + R3H + Q = 20 Kcal/mol

R2
Ngoài ra cũng còn có các phản ứng hydrodealkyl hoá các hydrocacbon
thơm:

Sinh viên: Phạm Đức Sơn : Lớp HD- K44

Trang:6

&.Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế phân xởng reforming xúc tác cố định

R
+ H2

C6H6 + RH + Q = 12 13 Kcal/mol

I.1.4. Các phản ứng tách nguyên tố dị thể:
Hydro denitơ
R
+ 5H2

C5H12 + NH3

N
Hydro desunfua:

S

+ 4H2
CH3

C5H12 + H2S

Tách oxy:
ROH +H2

RH +H2O

Ngoài ra còn có các phản ứng phân huỷ các hợp chất kim loại halogen.
I.1.5. Các phản ứng tạo cốc.
Đây là các phản ứng không mong muốn xảy ra trong quá trình
Reforming .nhng do sự tơng tác của olefin,diolefin và các hợp chất thơm đa vòng
mà tạo thành cốc .
Cốc sẽ khó tạo ra hơn ở điều kiện nhiệt độ thấp ,áp suất cao và tỷ lệ
H2/RH cao.Phản ứng tạo cốc là phản ứng phức tạp để hạn chế sự tạo cốc ngời ta
phải sử dụng áp suất hydro vừa đủ sao cho cốc chỉ tạo ra khoảng 3-4% so với
trọng lợng của các xúc tác trong khoảng thời gian từ 6 tháng đến 1 năm nhng
nếu tăng áp suất thì cản trở tạo các hydrocacbon thơm.Điều này đòi hỏi các nhà
sản xuất phải chú ý điều kiện các chức hoạc tính của xúc tác để gáp phần điều
khiển đợc quá trình tạo cốc của quá trình reforming.

Sinh viên: Phạm Đức Sơn : Lớp HD- K44

Trang:7


&.Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế phân xởng reforming xúc tác cố định

I.2. Cơ chế phản ứng Reforming xúc tác.
I.2.1.Cơ chế phản ứng reforming hydrocacbon parafin:
Nhiều nhà nghiên cứu cho rằng phản ứng Reforming hydro cacbon parafin
xảy ra theo 3 giai đoạn .
- Dehydro hoá parafin.

- Đóng vòng.
-Dehydro hoá hydro cacbon vòng thành hydro cacbon thơm.
Giai đoạn đầu và cuối xảy ra trên tâm xúc tác kim loại, còn giai đoạn giữa
xảy ra trên tâm axit. Các giai đoạn có thể xảy ra xen kẽ nhau. Có nghĩa là trong
khi giai đoạn này cha kết thúc thì giai đoạn khác đã bắt đầu nhờ sự tồn tại tâm
xúc tác axit bên cạnh những tâm xúc tác kim loại mà các giai đoạn có thể xảy ra
nối tiếp hoặc gần nh đồng thời xảy ra.
Phân tử n - heptan (n - C7H16) chuyển hoá thành Toluen nh sau:
- H2
M

A

- H2
M A
+ H+

+

- H2
+ H+

M

+
- H+

+ H+

+

R
- H+

- H+
- H2

A

- H2
M

- H2

- H2

-Với
A: là tâm axit
M: là tâm kim loại.
Cơ chế đóng vòng của cacboncation bậc ba cho thấy khi Reforming n -C 6
thì không phải vòng 6 cạnh đầu tiên đợc tạo ra mà chính là hợp chất vòng năm
cạnh (metyl cyclopetan) tạo ra đầu tiên:

Sinh viên: Phạm Đức Sơn : Lớp HD- K44

Trang:8


&.Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế phân xởng reforming xúc tác cố định

- H2

A

A

M

H

A
- H2

C1 - C5

- H2

A

+H+

M
+A

+A

- H2

M

Tốc độ giai đoạn đóng vòng nhỏ hơn nhiều so với giai đoạn dehydro nên
khi Reforming naphten thì dễ hơn nhiều so với parafin.
I.2.2. Cơ chế phản ứng Reforming hydro cacbon naphten.
Quá trình chuyển hoá cyclohexan thành benzen.

I.3. Xúc tác Reforming:
Xúc tác sử dụng trong quá trình Reforming là loại xúc tác lỡng chức năng.
-

Chức năng oxy hoá - khử có tác dụng làm tăng tốc độ của phản ứng

hydro hoá - khử hydro.
-

Chức năng axit: có tác dụng thúc đẩy các phản ứng theo cơ chế ion

cacbon nh đồng phân hoá và hydro cracking vòng hoá.
I.3.1. Bản chất của xúc tác Reforming.
Trớc đây ngời ta dùng các chất xúc tác axit nh MOO2/ Al2O3. Loại xúc tác
này rẻ tiền, bền với lu huỳnh, song có nhợc điểm là hoạt tính thấp nên quá trình
Reforming phải thực hiện ở điều kiện cứng (vận tốc thể tích thấp, nhiệt độ cao),
ở điều kiện này các phản ứng hydro cracking xảy ra mạnh. Để tăng độ chọn lọc
của quá trình phải duy trì áp suất thấp, nhng sự giảm áp lại thúc đẩy quá trình tạo
cốc nên không kéo dài đợc thời gian làm việc của xúc tác. Vì vậy năm 1949 xúc
tác Pt/Al2O3 đợc đa vào công nghệ Reforming xúc tác. Xúc tác Pt có hoạt tính
cao, độ chọn lọc tốt và độ ổn định hơn nhiều so với xúc tác M0. Do có độ hoạt
tính và độ ổn định cao nên xúc tác Pt có thể tiến hành ở điều kiện khắt khe hơn
mà vẫn đạt hiệu quả tốt. Nhìn chung xúc tác Reforming gồm 2 thành phần:

Sinh viên: Phạm Đức Sơn : Lớp HD- K44

Trang:9


&.Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế phân xởng reforming xúc tác cố định

I.3.1.1. Chất mang có tính axit.
Chất mang có thể là Al2O3 hoặc Al2O3 - SiO2. Độ axit của nó đợc quyết
định bởi quá trình xử lý đặt biệt để tách nớc bề mặt nhằm tạo ra bề mặt riêng lớn
(400m2/g)và tạo ra các tâm axit kích động phản ứng hydro cracking của các
parafin và phản ứng đồng phân hoá ,vòng hoá parafin.
Chất mang Al2O3 phải có độ tinh khiết (hàm lợng Fe và Na không quá
0,02% trong lợng). Để tăng độ axit của chất mang ngời ta thêm vào đó các
halogen hữu cơ (C2H4Cl2, CH3chất lợng). Vì Clo ngoài tác dụng tăng độ axit,
nó còn có tác dụng làm ổn định độ phân tán của Pt do nó tạo ra các phức hợp của
Pt với Al2O3. Một trong những phức hợp của Pt với Clo nó ít thúc đẩy phản ứng
cracking trong điều kiện reforming phản ứng. Hàm lợng so với xúc tác, kích thớc
hạt xúc tác vào khoảng 2 mm, bề mặt riêng 200m 2/g. Ngoài Al2O3, SiO2,
Aluminosilicat còn có thể dùng zeolit làm chất mang.
I.3.1.2. Kim loại Pt.
Thành phần kim loại chính của xúc tác reforming là Pt. Nó thờng đợc đa
vào xúc tác dới dạng dung dịch của axit H2( PtCl6)Pt có hoạt tính rất ổn định và
tốt đối với phản ứng dehydro hoá naphten và dehydro hoá đóng vòng parafin tạo
hợp chất thơm. Ngoài ra nó còn thúc đẩy quá trình no hoá các hợp chất olêfin,
diolêfin làm giảm quá trình tạo cốc trên bề mặt xúc tác. Thờng Pt trên xúc tác
chiếm từ 0,3 -0,7% khối lợng, chất lợng của xúc tác đợc đánh giá qua các tính
chất nh: độ hoạt tính, độ chọn lọc, độ bền,.

Do đó một xúc tác reforming tốt thì nó phải thúc đẩy các phản ứng ứng cơ
bản và cần phải hạn chế các phản ứng phụ ,nhất là phản ứng tạo cốc .Vì thế mà tơng quan giửa phản ứng tạo cốc với tổng các phản ứng cơ bản có ý nghỉa rất
quan trọng tỷ số phản ứng tạo cốc trên tổng số phản ứng cơ bản phải là cực tiểu.
Để có xúc tác reforming tốt, khi chế tạo chúng ta phải có điều chỉnh tơng
quan giữa hai chất xúc tác sao cho độ chọn lọc mong muốn.
Độ chọn lọc đợc đánh giá thông qua biểu thức:
Đehyro vòng hoá
Hydro cracking+hydro izome hoá+dehydro vòng hoá
Sinh viên: Phạm Đức Sơn : Lớp HD- K44
Trang:10


&.Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế phân xởng reforming xúc tác cố định

R=
Giá trị R càng lớn thì độ chọn lọc càng cao. Do vậy việc tạo nên sự cân bằng
giữa hai chức của xúc tác giữ vai trò chủ đạo khi chế tạo xúc tác reforming. Để
điều chỉnh tơng quan giữa hai chức của xúc tác ngời ta thấy rằng Pt chỉ chiếm
1% bề mặt chất mang.
Ngày nay, ngoài việc cải tiến các công nghệ reforming ngời ta cũng đa ra
những loại xúc tác mới có độ hoạt tính, độ chọn lọc và độ bền cao hơn. Đó là
xúc tác đa kim loại, trong đó Pt là kim loại cơ bản và còn có các kim loại khác
nh Re, ed,.. . Có tác dụng hoạc hoá ,kìm hảm sự thiêu của các vi tinh thể Pt và
tạo Pt hợp kim có độ ổn định cao hơn Pt nguyên chất. Dới đây là đặc điểm của
một số xúc tác reforming đợc chế tạo ở các nớc và hãng khác nhau (Bảng 2).
Bảng 2: Đặc trng xúc tác reforming:
Chỉ tiêu

A.56

A.64

KP-1

KP-104

Nga

Nga

Nga

Nga

0,58

0,6

0,36

0,53

Pt % khối lợng

H-3 Mỹ
0,33

RY302

RD

R20

Pháp

Mỹ

Mỹ

0,6

0,55

Re, % khối lợng

0,5

Ir và Me khác

0,55

0,43

Halogen

Fl0

Cl0

Cl0

Cl0

Cl0

Cl0

Cl0

Cl0

Fe,% khối lợng

0,01

0,02

0,02

0,02

0,01

0,02

0,03

-

Na

0,01

0,02

0,02

0,02

0,05

0,01

0,02

-

600

600

630

630

820

800

730

0

D, mm

2,6

1,8

1,8

1,8

1,6

1,5

2,2

2,2

Cao, mm

4

-

6

6

-

4,5

Trọng lợng rót,
Kg/m3

Bề mặt riêng m2/st

-

180

-

-

250

300

260

180

I.3.2. Những yêu cầu đối với xúc tác reforming:
Xúc tác cần có độ hoạt tính cao đối với phản ứng tạo hydro cacbon thơm

có đủ hoạt tính đối với phản ứng đồng phân hoá parafin và có hoạt tính thấp đối
với phản ứng hydro cracking.

Sinh viên: Phạm Đức Sơn : Lớp HD- K44

Trang:11


&.Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế phân xởng reforming xúc tác cố định

-

Xúc tác phải có độ chọn lọc cao

-

Xúc tác phải có độ bền nhiệt và khả năng tái sinh tốt.

-

Xúc tác phải bền với các tác nhân gây ngộ độc (các hợp chất của lu

huỳnh, nitơ, ôxy, nớc muối của kim loại năng và các tạp chất khác).
-

Xúc tác phải có độ ổn định cao (khả năng bảo toàn hoạt tính ban

đầu trong suốt thời gian làm việc).

-

Xúc tác có giá thành rẻ.

I.3.3 Sự thay đổi tính chất của xúc tác trong quá trình làm việc:
I.3.3.1. Sự gây ngộ độc của các độc tố:
a/ Sự gây ngộ độc của hợp chất lu huỳnh.
Các hợp chất lu huỳnh rất dễ gây ngộ độc xúc tác Pt, làm ảnh hởng tới
chức năng hydro hoá - dehydro hoá của xúc tác. Các hợp chất mecaptan (RSH)
và sunfit làm giảm hoạt tính xúc tác mạnh hơn các hợp chất tiophen, H 2S hay lu
huỳnh nguyên tố. Khi có H2S trong nguyên liệu thì nó ức chế kim loại Pt theo
phản ứng sau:
Pt + H2S

PtS + H2

Ngoài ra H2S còn ăn mòn thiết bị, nguyên liệu chứa S sẽ tạo ra một số
anhydrit và các anhydrit này tác dụng với Al 2O3 tạo ra Al2(SO4). Do vậy làm cho
quá trình tái sinh xúc tác phức tạp hơn và đòi hỏi lâu hơn. Nên hàm lợng lu
huỳnh trong nguyên liệu tăng lên thì hiệu suất và chất lợng xăng giảm xuống,
khí đó đòi hỏi phải tăng tỷ lệ R/RH. Hàm lợng lu huỳnh trong nguyên liệu cho
phép từ 0,01 - 0,07 % trong lợng.
b/ Sự gây ngộ độc của hợp chất nitơ.
Nếu trong nguyên liệu có chứa các hợp chất nitơ thì nó làm giảm nhanh
hoạt tính của xúc tác, đặc biệt là chức axit (do các hợp chất nitơ mang tính bazơ).
Do đó làm giảm hoạt tính đối với phản ứng đồng phân hoá và hydro cracking.
Hàm lợng nitơ cho phép trong nguyên liệu là nhỏ hơn 1 ppm.
c/ ảnh hởng của nớc

Sinh viên: Phạm Đức Sơn : Lớp HD- K44

Trang:12


&.Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế phân xởng reforming xúc tác cố định

Hàm lợng nớc cao trong nguyên liệu không chỉ làm giảm nhanh chức axit
mà còn tăng quá trình ăn mòn thiết bị. Hàm lợng nớc đợc khống chế từ 10 ữ 15
ppm. Để tránh các ảnh hởng xấu của hơi nớc ngời ta có thể loại nớc bằng dung
dịch glycol sắt trên rây phân tử.
d/ ảnh hởng của một số kim loại nặng khác:
Một số kim loại đặc biệt là: A3, Pb, Cu gây ngộ độc xúc tác rất mạnh.
Những kim loại này có thể có sẵng trong nguyên liệu hoặc do xâm nhập
vào nguyên liệu khi vận chuyển, chế biến.
Nếu hàm lợng Pb 0 thì chất xúc tác Pt/Al2O3 sẽ không tách đợc hoàn
toàn Pb khi tái sinh, do đó hoạt tính xúc tác giảm. Hàm lợng của các kim loại
cho phép trong nguyên liệu là: As < 0,001 ppm; Pb < 0,001 ppm; Cu < 0,05 ppm.
Để làm sạch các kim loại trên ngời ta dùng phơng pháp hydro hoá.
e/ ảnh hởng của hàm lợng olêfin và cốc:
Các hợp chất olefin thúc đẩy nhanh quá trình tạo cốc. Hàm lợng của
chúng trong nguyên liệu phải nhỏ hơn 2% trọng lợng. ảnh hởng đến quá trình
tạo cốc còn do trong nguyên liệu có chứa hợp chất đa vòng hay chính là olefin,
diolefin tạo trong quá trình reforming. Cốc sẽ phủ lên các trung tâm hoạt tính
làm giảm hoạt tính của xúc tác.
- H2
Parafin
monoolefin

Trùng hợp

cốc

I.3.3.2. Thay đổi các tính chất của xúc tác khi làm việc.
Trong quá trình làm việc xúc tác còn bị thay đổi tính chất vật lý khi tiếp
xúc với nhiệt độ cao và đặc biệt là tiếp xúc với các độc tố kể trên, sự thay đổi các
tính chất của xúc tác có hai dạng cơ bản:
Những thay đổi có tính chất tạm thời (có thể khôi phục lại tính chất ban
đầu bằng quá trình tái sinh xúc tác) nh sự tạo cốc hay sự ngộ độc thuận nghịch
của các hợp chất oxy, nitơ, lu huỳnh
Những thay đổi vĩnh viễn (không có khả năng tái sinh) nh sự thiêu kết các
tâm hoạt tính của Pt ở nhiệt độ cao làm giảm độ phân tán của Pt và giảm hoạt
Sinh viên: Phạm Đức Sơn : Lớp HD- K44

Trang:13


&.Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế phân xởng reforming xúc tác cố định

tính của xúc tác. Sự thay đổi này còn dễ xảy ra đối với xúc tác đơn kim lọai.
Chính sự thay đổi trên sẽ làm lão hoá xúc tác và đến một lúc nào đó thì cần thay
thế xúc tác mới để đãm baỏ hoạt tính chung của xúc tác không đổi, để hiệu suất
và chất lợng xăng ổn định trong suốt quá trình.
I.3.4. Tái sinh xúc tác reforming.
Sau một thời gian làm việc thì hoạt tính của xúc tác giảm đáng kể so với
xúc tác mới. Đối với xúc tác Pt/Al2O3 có Clo (0,6% Pt và 0,58% Cl2) ở 5000C, áp
suất 40 Mpa và V/V/H = 1 4 h -1, tỷ số H2/RH = 500m3/m3 thì độ hoạt tính đợc

thể hiện trên (hình 3):
Hình 3:

%RH

1
2

50
30
0.5

1

t(s)

1: xúc tác mới .
2: xúc tác đã qua thời gian sử dụng.
Sự giảm hoạt tính là do sự tạo cốc bám trên bề mặt của xúc tác, che lấp
các tâm hoạt tính làm kết tụ các tính thể Pt và hàm lợng Clo giảm đáng kể trong
quá trình làm việc. Để khôi phục khả năng làm việc ngời ta dùng các biện pháp
tái sinh xúc tác sau:
I.3.4.1. Phơng pháp oxy hoá.
Phơng pháp này đợc thực hiện bằng cách đốt cốc bằng ôxy không khí ở
nhiệt đọ từ 300 - 5000C. Sau khi tái sinh xúc tác chỉ đạt đợc một phần hoạt tính
khôi phục chứ không khôi phục hoàn toàn. Vì thế sau một lẫn tái sinh xúc tác
cần thay thế bằng xúc tác mới.
I.3.4.2. Bổ sung hợp chất Clo:
Sau một thời gian làm việc Clo trên chất mang giảm dần. Để khắc phục
ngời ta thêm hợp chất chứa Clo vào không những có tác dụng nâng cao độ hoạt

Sinh viên: Phạm Đức Sơn : Lớp HD- K44

Trang:14


&.Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế phân xởng reforming xúc tác cố định

tính axit mà còn có tác dụng tách các hợp chất kim loại lắng đọng trên xúc tác
hàm lợng Fe, Pb, và bị giảm rõ rệt. Việc giảm hàm lợng Fe trong xúc tác theo
phản ứng sau:
2Fe2O3 + 6Cl2

3250C

4 FeCl3 + 3O2.

Hàm lợng Clo trên xúc tác đợc khống chế ở mức 1% khối lợng, nếu quá
lớn (khoảng 1,4 %) thì có tính chất phân huỷ mạnh dẫn đến tăng hiệu suất khí là
điều không mong muốn trong quá trình reforming.
I.3.4.3. Phơng pháp khử.
Sau khi đốt cốc, xúc tác đợc khử bằng hydro để hoàn nguyên lại các tâm
kim loại và giải phóng các hợp chất lu huỳnh lắng đọng trên xúc tác. Quá trình
thờng tiến hành ở áp suất cao (P 2at) và nồng độ H2 10%.
II. công nghệ reofrming.

II.1. Nguyên liệu và sản phẩm.
II.1.1. Nguyên liệu:
Nguyên liệu cho quá trình và tác động của nguyên liệu đến sản phẩm

Tuỳ theo yêu cầu sản phẩm mà nguyên liệu đợc lựa chọn khác nhau. Trong
quá trình reforming, nguyên liệu thờng dùng cho quá trình là phân đoạn xăng
chất lợng thấp có nhiệt độ sôi t s = 62 ữ 1800C.[2][3]. Tuy nhiên để đạt đợc trị số
octan cao thì các phân đoạn đợc sử dụng đó là 85 ữ 1800C hoặc là 105 ữ 1800C.
Với mục đích là nhận các hydrocacbon thơm riêng biệt thì nguyên liệu đợc lựa
chọn sẽ khác và ở phân đoạn hẹp.[2]
-Để sản xuất benzen : nguyên liệu có ts= 62ữ 850C
-Để sản xuất toluen : nguyên liệu có ts =85ữ 1200C
-Để sản xuất xylen : nguyên liệu có ts=120ữ 1400C
Nguyên liệu của quá trình reforming thờng đợc xuất phát từ phân đoạn
xăng chng cất trực tiếp từ dầu thô, ngoài ra ngời ta còn dùng phân đoạn xăng có
NO thấp của quá trình reforming nhiệt.
Nếu thành phần cất có nhiệt độ sôi quá rộng, có chứa nhiều phần nhẹ sẽ
làm cho hiệu suất và chất lợng xăng giảm xuống. Nguyên liệu thuận lợi nhất cho
Sinh viên: Phạm Đức Sơn : Lớp HD- K44

Trang:15


&.Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế phân xởng reforming xúc tác cố định

quá trình sản xuất các cấu tử octan cao(NO > 100) là phân đoạn sôi 105ữ 1400C
hay phân đoạn 105ữ 1800C. Tuy vậy nâng cao trị số octan của xăng sẽ làm cho
hiệu suất xăng giảm xuống.
Nguyên liệu của quá trình Reforming thờng đợc xuất phát từ phân loại
xăng chng cất trực tiếp từ dầu thô, ngoài ra ngời ta còn dùng phân đoạn xăng có
NO thấp của quá trình reforming hay cốc hoá. Nếu thành phần cất có nhiệt độ sôi
quá rộng, có chứa nhiều phần nhẹ sẽ làm cho hiệu suất và chất lợng xăng giảm

xuống. ảnh hởng đến quá trình reforming xúc tác không chỉ là thành phần cất
mà còn quan trọng hơn đó là thành phần hoá học của phân đoạn nguyên liệu.
Trong nguyên liệu có chứa các loại hợp chất khác nhau của parafin, của naphten
của hydrocacbon thơm và các hợp chất phi hydrocacbon khác nh hợp chất oxy,
nitơ, lu huỳnh.
Nếu hàm lợng của naphten càng cao, nhất là xyclohexan và các dẫn xuất
của nó càng nhiều thì phản ứng dehydro hoá xảy ra càng triệt để và hàm lợng
aren sẽ tăng lên. Điều đó có nghĩa là quá trình reforming dễ xảy ra, lúc này điều
kiện mềm, độ khắt khe nhỏ mà vẫn cho hiệu suất, chất lợng xăng cao.
Nếu nguyên liệu chứa nhiều hợp chất parafin thì các phản ứng của parafin
chỉ góp phần nhỏ để tạo ra hydrocacbon thơm bằng phản ứng dehydro vòng hoá
(điều này chỉ đúng với các xúc tác thế hệ cũ) còn đại bộ phận sẽ tham gia izome
hoá và hydrocracking.
Đối với phản ứng hydrocracking, sẽ làm giảm hiệu suất H 2 do tiêu hao
trong phản ứng này. Do vậy, thành phần hoá học của nguyên liệu trong điều kiện
reforming xúc tác sẽ xác định cả hiệu suất H 2 tạo ra trong quá trình. Đối với các
thế hệ xúc tác cũ thì việc có mặt parafin cao sẽ làm giảm hiệu suất khí H2 mạnh.
Nếu nh mục đích là sản xuất hydrocacbon thơm thì cần phải tiến hành loại
bỏ các hydrocacbon thơm ra khỏi nguyên liệu. Lý do là mặc

dù lợng

hydrocacbon thơm ban đầu trong nguyên liệu là thấp ( nhất là nguyên liệu từ
phân đoạn xăng cất trực tiếp) nhng việc có mặt các cấu tử này sẽ ảnh hởng đến
xu hớng tạo ra hydrocacbon thơm, nó làm giảm tốc độ phản ứng dehydro hoá
Sinh viên: Phạm Đức Sơn : Lớp HD- K44

Trang:16

&.Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế phân xởng reforming xúc tác cố định

hay dehydro vòng hoá. Hãng UOP có đa ra một phơng pháp đánh giá về nguyên
liệu rất hiệu quả. Đó là đánh giá thông qua chuẩn số tơng quan KUOP. Nó đợc xác
định bằng biểu thức toán học nh sau:[2]
KOUP = 12,6 - ( N + 2 Ar )/ 100
N: là hàm lợng % naphten.
Ar: là hàm lợng % aren.
Trong các loại nguyên liệu của quá trình refoming xúc tác, KUOP đặc biệt
N + 2Ar thay đổi trong một khoảng rộng (tổng N + 2Ar có thể thay đổi từ 30 80). Nếu KUOP =10 thì nguyên liệu chứa nhiều hydrocacbon thơm hơn.Nếu
kuop=11 thì nguyên liệu chứa nhiều naphten và hydro cacbon một vòng còn nếu
kuop=12 là nguyên liệu chứa một hổn hợp bằng nhau dửa hydrocac bon vòng và
hydrocac bon parafin,và nếu kuop= thì nguyên liệu chủ yếu là hydro cacbon
parafin.nh vậy nếu kuop thấp hay tổng số N+2Ar trong nguyên liệu càng cao thì
xăng thu đợc có trị số octan cao ngòai ra thành phần phân đoạn cũng có ảnh hởng lớn đến các chỉ tiêu của quá trình reforming xúc tác .
Hiệu suất reformat và hydro cũng nh độ hoạt động của xúc tác sẽ tăng khi
tăng hàm lợng hydrocacbon naphten và hydrocacbon thơm trong nguyên liệu,
điều này có thể đợc rút ra từ bảng sau:

Sinh viên: Phạm Đức Sơn : Lớp HD- K44

Trang:17


&.Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế phân xởng reforming xúc tác cố định

Bảng 3: Anh hởng của thành phần nguyên tác liệu đến quá trình
reforming xúc tác. Xúc tác KP 104, P =1,5 MPa, t0c = 475.
Chỉ tiêu
Nguyên liệu
Mật độ Kg/m3
Thành phần cất, 0C
10%
50%
90%

đến 85
69%

Phân đoạn sôi
85 - 105 105-120 120 - 10
722
735
751

54
68
75

140 -180
751

94
112
126
95

113
128
97
116
131
Thành phần RH%
RH thơm
8
9
12
16
RH naphten
29
33
29
30
RH parafin
63
58
59
54
MON sạch
69
51
44
Sản phẩm
Hiệu suất xăng %
86,4
86,5
87,5

89,8
Hiệu suất H2
1,3
2,2
2,3
2,2
RH thơm
37
57
62
66
Trị số octan MON
76
79
83
84
Trị số octan RON
78
88
93
94
Các tạp chất phi hydrocacbon trong nguyên liệu đều phải có

148
450
159
14
25
61
27

88,4
2,3
69
86
97
một giới

hạn nhất định. Đặc điểm là các loại hợp chất của lu huỳnh và Nitơ trong nguyên
liệu phải giảm tới mức cực tiểu và nhỏ hơn giới hạn cho phép. Vì các hợp chất
này chỉ làm tăng tốc độ các phản ứng ngng tụ tạo nhựa, tạo cốc gây ngộ độc xúc
tác, giảm nhanh hoạt tính xúc tác. Vì thế nguyên liệu trớc khi đa vào reforming
xúc tác đều phải đợc qua công đoạn xử lý, các hợp chất diolepin, olefin và cả
kim loại do nhiễm bẩn vào nguyên liệu reforming trong quá trình chế biến Các
hợp chất phi hydrocácbon sẽ đợc loại ra ở dạng khi nh NH3, H2S .Đây là chỉ tiêu
về chất lợng cho nguyên liệu reforming xúc tác.
Bảng 4. Các chỉ tiêu cho nguyên liệu reforming xúc tác mặt trong
nguyên liệu reforming xúc tác.

Sinh viên: Phạm Đức Sơn : Lớp HD- K44

Trang:18


&.Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế phân xởng reforming xúc tác cố định

Hàm lợng lu huỳnh

Max

0,5

PPm

Hàm lợng Nitơ

Max

0,5

PPm

Hàm lợng Oxi

Max

0,5

PPm

Hàm lợng Clo

Max

Hàm lợng các kim loại

Max

0,5

PPm

Hàm lợng Asenic

Max

1

PPm

Hàm lợng Chì

Max

20

PPm

Hàm lợng Cu

Max

5

PPm

PPm

II.1.2 Xử lý nguyên liệu trớc khi đa vào quá trình Refoming

II.1.2.1 Sơ lợc quá trình hydro hoá làm sạch

Tất cả quá trình reforming xúc tác thờng áp dụng một trong hai loại sơ đồ
công nghệ đó là tái sinh xúc tác gián đoạn và tái sinh xúc tác liên tục .Nhng dù
áp dụng sơ đồ nào nguyên liệu trớc khi đa vào quá trình reforming xúc tác củng
cần phải đa qua cộng đoạn làm sạch với tên gọi là hydro hoá làm sạch.
Nguyên liệu naphta, xăng (có thể dùng cả kerosen, gasoil )khi xử lý các
nguyên liệu này đợc trộn với hydro để tiến hành phản ứng ở nhiệt độ và áp suất
cao. Các phản ứng hóa học sẽ xảy ra cùng với quá trình hydrodesunpua hoá là no
hoá olefin và thơm, demetal hoá và hydrocracking, khi mục đích của quá trình
naỳ là xử lý nguyên liệu cho quá trình reforming xúc tác thì hydrodesunfua hoá
và demetal hoá là nhiệm vụ chính của công đoạn này. Những hydrocacbon chứa
lu huỳnh và các tạp chất khác chứa trong nguyên liệu sẽ đợc phản ứng vói hydro
trên xúc tác có hoặc Ni/Mo trên chất mang để tạp chất này đợc tách ra một cách
chọn lọc và nhờ đó các đặc tính nguyên liệu đợc cải thiện.[2][3]
Các tạp chất khác nh hợp chất chứa Nitơ, oxy và kim loại khi phản ứng
hydro sẽ tạo ra các hợp chất amoniac, nớc và các hydrogenat kim loại. Các hợp
chất amoniac, nớc và các hydrogenat kim loại. Các hợp chất olefin đợc no hoá
nhờ vậy đợc cải thiện độ ổn định của sản phẩm.
II.1.2.1. Các loại phản ứng xảy ra trong quá trình hydro hoá làm sạch.

a. Tách lu huỳnh:

Sinh viên: Phạm Đức Sơn : Lớp HD- K44

Trang:19


&.Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế phân xởng reforming xúc tác cố định

Đa lu huỳnh trong các hợp chất nh: Mecaptan, Thiofen,.. ra dạng dễ loại
bỏ nh H2S [2]
Mecaptan : R - SH + H2

RH + H2S

Sunfit R - S - R + 2H2

2RH + H2S

Disunfit: R - S - S - R + 3H2
Sunfit vòng:

2RH +2H2S

S
+ 2H2
S

Thiofen:

+ 4H2

C4H6 + H2S
C4H10 + H2S

b. Tách Nitơ: Nitơ đợc loại bỏ ra dới dạng NH3.
N

- Pyrydin:

+ 5H2

C - C -C - C - C + NH3
C3 H7

- Quinolin

+ 4H2

+ NH3

N
C
- Pyrol

C

C
N

C

+ 4H2

C3H8 + NH3

c. Tách oxy.
OH

Phenol

+ H2

+ H2O

d. Phản ứng với olefin.
Olefin + H2

Parafin

Cụ Thể olefin thẳng: C - C = C - C - C + H2

C5 H12

Olefin vòng:
+ H2

(Naphten)

Sinh viên: Phạm Đức Sơn : Lớp HD- K44

Trang:20


&.Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế phân xởng reforming xúc tác cố định

e. Tách kim loại.
Các kim lọai ở trong hợp chất cơ kim đợc tách ra trớc hết bởi sự phân huỷ
các kim lọai bị giử loại trong xúc tác do hấp phụ hay phản ứng hoá học với xúc
tác.
f. Tách halogen:
Các halogen hửu cơ đợc phân huỷ hoàn toàn trên xúc tác tạo thành các
múi vô cơ chúng đợc tách ra khi ta phun nớc để hạn chế tối đa sự ăn mòn thiết
bị.
g.Sự tái hợp của sunphuahydro với olefin tạo ra Mecaptan .
Vấn đề này khống chế bởi chế độ công nghệ, đặc biệt là áp suất Hydro.

II.1.2.2 ảnh hởng chế độ công nghệ trong quá trình hydro hoá
làm sạch
Điều kiện công nghệ của quá trình quyết định chất lợng nguyên liệu sau
xử lý.
a. Nhiệt độ phản ứng.[2][3]
Nhiệt độ của nguyên liệu vào (RIT) có vai trò quan trọng để thúc đẩy
phản ứng hydro hoá làm sạch. Quá trình desunfohoa tăng khi nhiệt độ giảm ,rất
cần thay đổi để phù hợp với từng sản phẩm phù hợp với độ hoạt tính của xúc tác
và cần dử tốc độ phản ứng mong muốn .Bình thờng trong điều kiện thực tế chọn
nhiệt độ RIT=3250.
b. áp suất [2][3].
áp suất trong Reactor càng cao lợng cốc lắng đong trên xúc tác càng ít và
xúc tác làm việt càng lâu .thông thờng áp suất trong Reactor từ 29 đến 60kg/cm 2
áp suất trong Reactor đợc kiểm tra bằng bộ kiểm tra khống chế tự động (PC) đặc
ngay trớc bộ phận tách các sản phẩm.
Lựa chọn áp suất làm việc có liên quan đến mức độ tiêu hao hidro điều
này phải đợc dự định trớc .Vì cả hai thông số này sẽ xác định áp suất riêng phần
của hydro cacbon trong reactor .

Sinh viên: Phạm Đức Sơn : Lớp HD- K44

Trang:21


&.Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế phân xởng reforming xúc tác cố định

áp suất càng cao thì tốt cho phản ứng nhng do điều kiện tối u về kinh tế
cho nên không thể cao quá .
c) Tốc độ không gian thể tích (LHSV)[2].
Đây là lợng Naphta trong nguyên liệu / lợng xúc tác chứa trong reactor
trong thời gian là 1h . Đơn vị nó là h -1.Khi LHSV càng cao thì dẩn đến chất lợng
sản phẩm giảm
d,Tỷ lệ H2/RH [2].
Đây là dòng H2 tuần hoàn trên tốc độ của dòng naphtan nguyên liệu m3/m3
.Tỷ lệ này cao thì chất lợng sản phẩm tốt nhng quá cao sẽ làm cho chi phí sản
xuất lớn và không đãm bảo lợi ích kinh tế

Sinh viên: Phạm Đức Sơn : Lớp HD- K44

Trang:22


&.Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế phân xởng reforming xúc tác cố định

Hình 4:Sơ đồ hệ thống hydrô hoá làm sạch:

Khí không ngưng
E

4

V
4

H

1

V
1

E

V

2

3

V
2

V
2

E

E

1

3

Nạp liệu

Hydro

sơ đồ hydro hoá làm sạch phần cấ t nhẹ (naphta, keroen hoặc
diezel)
V Reactor
V Thiết bị thu đỉnh
E Thiết bị trao đổi nhiệt
V Thiết bị tách
E Thiết bị trao đổi nhiệt E Thiết bị ngưng tụ
V Tháp phân đoạn
E Thiết bị ngưng tụ
H Thiết bị đốt nóng
1

4

3

2

1

4

3

2

1

II.1.3.Sản phẩm của quá trình reforming xúc tác.
Sản phẩm của quá trình gồm xăng có trị số octan cao, hydro cacbon thơm
và khí hydro kỹ thuật.
II.1.3.1. Xăng.
Chất lợng xăng phụ thuộc vào chất lợng xúc tác, nguyên liệu và chế độ
công nghệ của quá trình. Tuỳ theo thành phần hoá học và thành phần cát của
nguyên liệu mà ta có thể nhận đợc xăng có chất lợng khác nhau.

Sinh viên: Phạm Đức Sơn : Lớp HD- K44

Trang:23


&.Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế phân xởng reforming xúc tác cố định

Dới đây là bảng chỉ rõ sự phụ thuộc của chất lợng ổn định vào thành phần
khác nhau của nguyên liệu trong quá trình Platforming.
Bảng 5 : Chất lợng xăng của quá trình Platforming:

Chỉ tiêu của xăng ổn định
20
d4 g/cm3

Hàm lợng của parafin trong nguyên liệu, % kh.l
40
< 65
< 40
0,785

0,798

0,796

0,772

Thành phần cất, oC
Nhiệt độ sôi đầu

49

42

58

58

10%

82

76

97

110

50%

135

137

141

141

90%

172

170

171

168

Nhiệt độ cuối
Thành phần hoá học,

202

214

199

205

2,2

0,9

1,0

0,5

59

65

62

68,5

38,8

33,7

37

31

80

85

80

85

%kh.l
Olefin
Hydrocacbon thơm
Parafin + Naphten
Trị số MON

89
95
89
95
Ron
Xăng reforming xúc tác có thành phần chủ yếu là hydrcacbon thơm và
izoparfin, còn hàm lợng hydrocacbon đói không quá 3%, naphten không quá
10%.
II.1.3.2. Các hydro cacbon thơm.
Các hydro cacbon thơm nhận đợc từ quá trình reforming xúc tác bezen,
tohren, xylen (B, T, X) là nguyên liệu tổng hợp hữu cơ hoá dầu.
-

Từ bezen điều chế đợc fenol làm nguyên liệu cho công nghiệp sản

xuất sợi polyamit
-

Từ m-xylen điều chế đợc p-xylen làm nguyên liệu để sản xuất sợi

nilon

Sinh viên: Phạm Đức Sơn : Lớp HD- K44

Trang:24


&.Đồ án tốt nghiệp
-

Thiết kế phân xởng reforming xúc tác cố định

Từ m-xylen điều chế đợc o-xylen làm nguyên liệu để sản xuất

anhydrit phtalic.
II.1.3.3. Khí hydro kỹ thuật
Khí hydro kỹ thuật là khí chứa hydro có hàm lợng lớn hơn 80% và là sản
phẩm quan trọng của quá trình reforming xúc tác. Khí hydro này một phần đợc
tuần hoàn lại quá trình reforming, còn phần lớn đợc dẫn sang bộ phận làm sạch,
xử lý nguyên liệu và các phân đoạn sản phẩm cất. Đây là nguồn hydro rẻ tiền
nhất trong tất cả các quá trình sản xuất hydro.
II.2. Các yếu tố ảnh hởng đến quá trình.
Có 4 thông số công nghệ quan trọng nhất cần quan tâm trong quá trình đó
là: nhiệt độ, tốc độ nạp liệu riêng thể tích LHSV, áp suất vòng tỷ lệ mol H 2/RH

của nguyên liệu.
II.2.1. Nhiệt độ:
Quá trình reforming xúc tác tiến hành trong điều kiện nhiệt độ là 470
- 5250C. Khi điều kiện áp suất và tốc độ nạp liệu riêng không đổi, nếu giảm nhiệt
độ sẽ dẫn tới tăng hiệu suất xăng, giảm hiệu suất khí, giảm sự tạo cốc và đồng
thời giảm lợng hydro cacbon thơm, tức là giảm chất lợng xăng. Ngợc lại, nếu
tăng nhiệt độ sẽ dẫn tới tăng hàm lợng của hydro cacbon thơm , tức là giảm hiệu
suất xăng, giảm hàm lợng hydro trong khí tuần hoàn. Song bên cạnh đó cũng
tăng cờng phản ứng hydro cracking làm hiệu suất tăng lên và mức độ cốc hoá
cũng tăng lên. Nh vậy khi tăng nhiệt độ thì lợng hydro cacbon thơm tạo thành
tăng lên làm cho trị số octac của xăng tăng lên. Nhng nhiệt độ chỉ tăng tới mức
cho phép, nếu tăng quá cao thì sự tạo cốc tăng lên làm giảm hoạt tính xúc tác và
thời gian làm việc của xúc tác
Bảng 6: Sự phụ thuộc của hiệu suất và chất lợng xăng reforming xúc
tác vào nhiệt độ :
Chỉ tiêu
Hiệu suất xăng đã khử propan

435

Nhiệt độ
450
465

480

98

96,8

91,6

Sinh viên: Phạm Đức Sơn : Lớp HD- K44

95

Trang:25