Câu hỏi đề cương ôn tập về dầu mỏ

MỤC LỤC
Câu 2: phân tích quá trình cháy trong động cơ xăng, trị số octan là gì? Và pp nâng cao trị số octan ?........4
Câu 3 a, Thành phần,ứng dụng của phân đoạn của karosen :......................................................................7
b, Thành phần ứng dụng của phân đoạn của gasoil nhẹ.............................................................................7
Câu 4 a,Trình bày thành phần, ứng dụng của phân đoạn gasoil nặng..........................................................8
thành phần phân đoạn:...............................................................................................................................8
Câu 5: trình bày quá trình khử asphan trong cặn Gudron:.........................................................................10
ít (hay không) hào tan sáp;........................................................................................................................12
Câu 7. trình bày công nghệ cracking nhiệt.................................................................................................15
Câu 10: Trình bày chế độ công nghệ của quá trình cracking xúc tác. Vẽ và thuyết minh dây truyền công
nghệ cracking xúc tác với lớp xúc tác chuyển động...................................................................................16
Câu 9, trình bày xúc tác cracking................................................................................................................18
Câu 11: Trình bày xúc tác của quá trình reforming xúc tác.........................................................................20
Câu 12 Trình bày chế độ công nghệ và sơ đồ công nghệ của quá trình reforming xúc tác lớp xúc tác cố
định...........................................................................................................................................................23
Câu 13 Trình bày chế độ và dây chuyền công nghệ hydrocracking với lớp xúc tác một cấp linh hoạt........25
Câu 14 : TB cơ sở lt QT ankyl hóa xúc tác , vẽ , tm sơ đồ công nghệ ankyl hóa xúc tác HF.........................26
Câu 15. Trình bày cơ sở lý thuyết qt Izome hóa, vẽ sơ đồ công nghệ và thuyết minh sơ đồ công nghệ của
qt izome hóa n-butan TIP của UOP.............................................................................................................28
Câu 8. Trình bày Cs lý thuyết của quá trình cracking xúc tác và cracking xúc tác các RH riêng lẻ...............30


Câu 1 Trình bày nguần gốc thành phần cấu tạo của dầu mỏ
a, nguồn gốc
* Nguồn gốc vô cơ
- Dầu mỏ có nguồn gốc từ cácbua kim loại (AL4C3, CaC2)
Al4C3 + H20 -> Al(OH)3 + CH4
CaC2 + H2O -> Ca(OH)2 + C2H2.
Do nhiệt độ, áp suất, xúc tác là khoáng sét CH4, C2H2 bien đổi thành các họp
chất có mặt trong dầu mỏ.
- Tuy nhiên, ngày nay khoa học kỹ thuật hiện đại giả thuyết này ít căn cứ.

+Hàm lượng cachua kim loại trong lòng đắt không đáng kể.
+ Trong lớp trầm tích do áp suất rất cao nên nhiệt độ không vượt quá 200°c do
đó không đủ nhiệt cho phản ứng xảy ra.
+ Bằng phuơng pháp hiện đại, trong dầu thô có chứa porphyrin. có nguồn gốc động
thực vật
+ Dấu mỏ có thành phần khổng giống nhau
* Nguồn gổc hữu cơ:
Câu 2: phân tích quá trình cháy trong động cơ xăng, trị số octan là gì? Và pp nâng cao trị số octan ?........4
Câu 3 a, Thành phần,ứng dụng của phân đoạn của karosen :......................................................................7
b, Thành phần ứng dụng của phân đoạn của gasoil nhẹ.............................................................................7
Câu 4 a,Trình bày thành phần, ứng dụng của phân đoạn gasoil nặng..........................................................8
thành phần phân đoạn:...............................................................................................................................8
Câu 5: trình bày quá trình khử asphan trong cặn Gudron:.........................................................................10
ít (hay không) hào tan sáp;........................................................................................................................12
Câu 7. trình bày công nghệ cracking nhiệt.................................................................................................15
Câu 10: Trình bày chế độ công nghệ của quá trình cracking xúc tác. Vẽ và thuyết minh dây truyền công
nghệ cracking xúc tác với lớp xúc tác chuyển động...................................................................................16
Câu 9, trình bày xúc tác cracking................................................................................................................18
Câu 11: Trình bày xúc tác của quá trình reforming xúc tác.........................................................................20
Câu 12 Trình bày chế độ công nghệ và sơ đồ công nghệ của quá trình reforming xúc tác lớp xúc tác cố
định...........................................................................................................................................................23
Câu 13 Trình bày chế độ và dây chuyền công nghệ hydrocracking với lớp xúc tác một cấp linh hoạt........25


Câu 14 : TB cơ sở lt QT ankyl hóa xúc tác , vẽ , tm sơ đồ công nghệ ankyl hóa xúc tác HF.........................26
Câu 15. Trình bày cơ sở lý thuyết qt Izome hóa, vẽ sơ đồ công nghệ và thuyết minh sơ đồ công nghệ của
qt izome hóa n-butan TIP của UOP.............................................................................................................28
Câu 8. Trình bày Cs lý thuyết của quá trình cracking xúc tác và cracking xúc tác các RH riêng lẻ...............30

- Dầu mỏ có nguồn gốc từ xác động thực vật

cuốn trôi ra biển
lắng
đọng
Xuống đáy biển.
+ chất dễ tan thì hòa tan trong nước, bay hơi.
+ Chất khó tan thì lắng đọng tạo trầm tích -> hợp chất ban đẩu
Dưới tác dụng của các yếu tố vi khuẩn, nhiệt độ, áp suât, xúc tác là các khoáng
sét trong lóp trầm tích tạo ra phản ứng tổng hợp.
Thuyết hữu cơ đã giải thích được hết các vấn để mà thuyết vô cơ không giải
thích đuợc.
b. Thành phần hóa học cùa dầu mỏ
• Thành phần nguyên tồ của dầu khí
Đầu mó trên thế giới rất khác nhau vé thành phần hóa học, song lại rất gần
nhau về thành phần nguyên tổ. Trong dầu khí phần lớn lả cacbon C (82-87%)
vả hydro H (11-14%). Ngoài các nguyên tố chinh trên, trong đẩu khí cọn có các
nguyên tố khác như lưu huỳnh, nitơ N, oxy O và một lượng rất nhỏ cac nguyên
tố khác như halogen, các kim loai như niken, vanadi, …
• Thành phần hóa học của dầu khí
- Ankan tồn tại ỏ trạng thái: rắn, lỏng khí. Mạch thẳng từ C1-C4 nằm ở thề khí,
C5- C17 nằm ở thể lỏng, C18 trở lên nằm ở tinh thế rắn
Về cầu truc có hai loại: n-parafin và iso-parafm.
Các hydrocacbon từ C5-C10 nằm trong phần nhẹ trong xăng, với cẩu trúc
mạch nhánh là là những cấu tử tốt cho nhiên liệu xăng, vì làm tăng khả năng
chống kích nổ của xăng. Trong khi đó các cấu tử có cấu trúc mạch thẳng lại
làm giảm khó khả năng chống kích nố của xăng.
- Naphtenic - Xycloankan thường là loại một vòng, trong đó chủ yếu là
vòng có 5 hay 6 cạnh. Loai 7 cạnh hay nhiều hon thường ít găp trong dầu.
Những hợp chất xycloankan 2 hay 3 vòng ngưng tụ cũng rất ít gặp.
- Xycloankan một vòng là thành phần quan trọng trong nhiên liệu động

cơ, nó có tính chống kích nổ cao cho xăng, loại 1 hay 2 vòng có mạch
nhánh dàii lại lả cẩul tử rất tốt cho nhiên liệu phản lực và nhiên liệu diesel,
nếu mạch nhánh dài lại phản nhánh thi đó lại là cấu tử tốt cho dầu bôi trơn
vì chúng có tính chất nhớt.
- Aromatic - hydrocacbon thơm: cỏ cấu trúc vòng 6 cạnh, đặc trưng là
benzene và dẫn xuất cố mạch nhảnh alkyl dài. Những hydrocacbon thơm
nhiều vòng ngưng tụ cùng gặp trong dầu mỏ nhưng với hàm lượng thấp.
Aromatic là các cấu tử quý octan cao cho xăng. Hydrocarbon 1 hay 2 vòng
có mạch nhánh alkyl dài và có cấu trúc nhánh lại là cấu tứ quỷ để sản
xuất dầu nhờn có chỉ số nhớt cao.
- Các bợp chất hữu cơ chứa lưu huỳnh: là loại hợp chất khá phổ biến
I
trong dầu như H2S, mercaptan, disunfua, sunfua vòng... Các bợp chất
chứa S trong dầu có hại vì trong khi chế biến chúng gây ăn mòn thiết bị,
gây ô nhiễm môi trường do tạo khi SOx, gây ngộ độc xúc tác và giảm hiệu
suất phản ứng.
- Các hợp chất hữu cơ chưa nitơ: là những hợp chất loại pyridine và các
hợp chất là loại đồng đẳng của pyrol, indol... Các hợp chất chứa N là các
hợp chất có hại, rất độc cho xúc tác trong quá trình chế biến, đồng thời
chúng phản ứng tạo nhựa, làm tối mầu sản phẩm trong thời gian bảo quản.
Có mặt trong nhiên liệu, khi cháy chúng tạo khí NOx là những khí rất độc,
gây ăn mòn mạnh.
- Các hợp chất hữu cơ chứa oxy: như các hợp chất axit hữu cơ, phổ biến
là naphtenic, phenol, keton, ete. Các hợp chất này thường tập trung ở phần
có nhiệt độ sôi trung bình và cao của dầu thô.
- Các hợp chất cao phân tử: là nhóm các chất nhựa, asphan, cacben và
cacboit. Các hop chất nảy thường gặp ở phân đoạn có nhiệt độ sỏi cao của
dầu, về cấu trúc, nhựa và asphant đều là hệ vòng thơm ngưng tụ cao, nhưng
trọng lượng phân tử của nhựa thấp hơn asphant và độ ngưng tụ cũng thấp

hơn.
Câu 2: phân tích quá trình cháy trong động cơ xăng, trị số octan là gì? Và pp nâng
cao trị số octan ?
a.Bản chất quá trình cháy trong động cơ xăng: Để động cơ làm việc bình
thường thid xylanh các mặt lửa pai lan truyền đều đặn hết lớp nọ đến lớp kia


với tốc độ 15-40m/s. nếu mặt lửa lan truyền với tốc độ quá lớn nghĩa là sự cháy
xẩy ra cung một lúc trong xylanh thì xem như là cháy không bình thường gọi là
cháy chống kích nổ. bản chất quá trình cháy lích nổ rất phức tạp, nguyên chính
là do trong thành phần nguyên liệu có chứa nhiều thành phần oxy hóa như nparafin. Các cấu tử này dễ tạo ra các peoxit là tác nhân gây nên phản ứng cháy
chuỗi, làm các khổi nhiên liệu trong xylanh bốc cháy, ngay cả khi mặt lửa chưa
lan truyền với vận tốc rất nhanh có khi lên tới 300m/s. nhiệt độ cao làm cho áp
suất tăng vọt kèm thêm hiện tượng nổ tạo nên sóng xung kích đập vào xilanh,
bittong gây nên tiếng nổ khác thường.
b.Trị số octan là đơn vị quy ước đặc trưng cho khả năng chống kích nổ của
nhiên liệu được đo bằng phần trăm thể tích của iso octan ( 2,2,4- trimetylpentan
C8H18) trong hỗn hợp chuẩn n-heptan( C7H16) tương đương vs khả năng
chống kích nổ của nhiên liệu ở điều kiện thử nghiệm. sử dụng thanh chia từ 0100, trong đó n-heptan có trị số octan bằng 0, iso octan được quy ước bằng 100.
- Có 2 pp để xác định trị số octan: pp nghiên cứu gọi là trị số octan theo RON
và pp moto gọi là trị số octan theo MON. sự khác nhau chủ yểu của 2 pp này là
do số vòng quay của moto thử nghiệm: RON 600v/p, MON 900v/p. thông
thường chỉ số octan theo RON thường cao hơn MON. sự chênh lệch đó phản
ánh 1 mức độ nào đó t/c của nhiên liệu thay đổi khi chế độ làm việc của động
cơ thay đổi cho nên sự chênh lệch đó gọi là độ nhạy của nhiên liệu đối vs chế
độ lm việc thay đổi của độngcơ. Ngoài 2pp trên còn xác định trị số octan như:
trị số octan trên đg: đánh giá khả năng chống kích nổ của nhiên liệu = pp đo sự
thay đổi trị số octan theo chế độ lm việc; trị số octan theo phân đoạn cất R-100
.
c. Phương pháp nâng cao trị số octan:

Phân đoạn xăng chưng cất trực tiếp có trị số octan thấp ( chỉ đạt từ 30 – 60),
trong khi đó yêu cầu về trị số octan cho động cơ phải lớn hơn 70. Vì vậy
phải dùng các biện pháp để nâng cao chất lượng của xăng. Có 2 phương
pháp chính:
* Phương pháp dùng phụ gia: bản chất của phương pháp này là dùng một
số phụ gia pha vào xăng nhằm hạn chế quá trình oxy hóa của RH ở không
gian trước mặt lửa khi cháy trong động cơ.


Các phụ gia chia làm 2 nhóm:
- Phụ gia chì: các chất như tetrametyl chì (TML), tetraetyl(TEL) có tác dụng
phá hủy các hợp chất trung gian hoạt động và làm giảm khả năng cháy kích
nổ => tăng trị số octan.
+ Phân hủy TML trong động cơ:
Pb(CH3)4
Pb + 4CH3*
Pb + O2
PbO2
+ Tạo chất không hoạt động:
R-CH3 + O2
R-CH2OOH( chất hoạt động)
R-CH2OOH + PbO2
RCHO + PbO + H2O + ½ O2
( chất không hoạt động)
Kết quả là biến các peroxit hoạt động thành các andehyt ( RCHO) bền vững,
làm giảm khả năng cháy kích nổ. Nhưng đồng thời gây kết tủa do PbO hình
thành sẽ bám len thành xi lanh, ống dẫn, làm tắc nhiên liệu và tăng độ mài mòn,
do vậy phải dùng chất mang để đưa PbO ra ngoài. Chất mang là C2H5Br or
C2H5Cl, cơ chế tác động như sau:
C2H5Br

C2H4 + HBr
HBr + PbO
PbBr2 + H2O
PbBr2 là chất lỏng, có nhiệt độ sôi thấp sẽ bốc hơi và được đưa ra ngoài. Phụ
gia Pb độc hại nên hiện nay ít được sử dụng.
- Phụ gia không chì: Do tính độc, làm ô nhiễm môi trường của phụ gia chì
mà hiện nay, các loại phụ gia không chì đã được đưa vào nghiên cứu để sử
dụng thay thế. Đó là các hợp chất cơ kim của P, Mn, các alcol( metanol,
etanol) và các loại khác như: MTBE,… xong phổ biến nhất là MTBE và các
loại rượu. Khi pha các phụ gia vào xăng, có thể làm cho trị số octan của
xăng tăng cao lên đến 120- 130.
Ưu điểm của MTBE: Làm tăng trị số octan của xăng và khả năng hòa tan rất ít
trong nước nên nước lẫn vào ít, ngoài ra MTBE ít gây cháy nổ, an toàn hơn các
phụ gia ancol khi tiến hành sản xuất và pha chế vào xăng. Nhưng nhược điểm
là lượng MTBE cần dùng lớn giá thành cao, nhiệt độ sôi thấp lên ảnh hưởng
đến nhiệt độ bay hơi của xăng.
*Phương pháp hóa học: Nhằm biến đổi thành phần của xăng, thay đổi cấu trúc
của phân tử nhằm biến đổi các chất có trị số octan thấp bằng các chất có trị số
octan cao hơn như các quá trình: Cracking, Izome hóa,ankyl hóa,…


Câu 3 a, Thành phần,ứng dụng của phân đoạn của karosen :
Thành phần: phân đoạn có nhiệt độ sôi tư 180-250

bao gồm các HC từ C11-

C15, C16. Trong phân đoạn hầu hết là các n-parafin, rất ít iso-parafin, các
naphten thơm ngoài loại có một cấu trúc vòng và nhiều nhánh phụ còn có mặt
của các hợp chất 2 or 3 vòng đặc biệt là loại naphten và thơm 2 vòng chiếm
phần lớn. trong kerosen bắt đầu có mặt các hợp chất có cấu trúc hỗn hợp giữa

các vòng thơm và vòng naphten, các hợp chất chứa S,N,O tăng dần.
Ứng dụng: kerosen làm nhiên liệu phản lực nguyên lý hoạt động của
động cơ phản lực khác với quá trình làm việc của động cơ piston; đó là nhờ
năng lượng dòng khí để biến đổi thành cơ năng để chạy tuabin. Máy nén hút
không khí và nén tới áp suất cao. Không khí nén đc đưavào buồng cháy, ở đây
nhiên liệu đc phun và bay hơi hòa trộn với không khí tạo hỗn hợp cháy sau đó
bật tia lửa điện đốt cháy hỗn hợp. hỗn hợp sau khi cháy sinh công suất rất mạnh
ở tua bin và như vậy đã biến đổi nội năng dòng khí thành công cơ học. cơ năng
nhận trên trục tuabin để quay máy nén. Phàn động năng quan trọng còn lại đc
giãn nở qua tuye và ra ngoài vs tốc độ lớn. tạo một phản lực tác động lên động
cơ lm động cơ tiến lên 1 bước. do đặc điểm quá trình cháy của nhiên liệu trong
động cơ phản lực nên yêu cầu đối vs nhiên liệu phản lực là tốc độ cháy lớn, dễ
dàng tự bốc cháy, có nhiệt năng lớn, cháy điều hòa, có ngọn lửa ổn định, và
cháy hoàn toàn ko tạo cặn. mặt # máy bay phản lực thường lm việc ở độ cao
lớn hơn 1km so vs mặt đất tại đó, nhiệt độ kk có thể xg tới - 50

nên yêu cầu

ko bị kết tinh ở nhiệt độ thấp. các chất chưa S,N,O ảnh hưởng xấu đến tính chất
sử dụng của nhiên liệu tạo ra SO2,SO3 … gây ăn mòn ở nhiệt độ thấp, đồng
thời gây cặn bám trong buồng đốt. chất chứa N cho nguyên liệu kém ổn định
biến màu.
b, Thành phần ứng dụng của phân đoạn của gasoil nhẹ
Thành phần: Phân đoạn có nhiệt độ sôi từ 250 -350

. Gồm C16-

C20,C21.phần lớn là các n-parafin, ở cuối phân đoạn có n-parafin có nhiệt
độ kết tinh thấp. chúng là mầm mống gây mất tính linh động của phân đoạn
ở nhiệt độ thấp. trong gasoil, ngoài naphten và thơm 2 vòng là chủ yếu

những chất 3 vòngbắt đầu tăng lên. Có các hợp chất có cấu trúc hỗn hợp.
hàm lượng các chất S,N,O tăng nhanh.
ứng dụng: sử dụng nhiên liệu cho động cơ diezel.
Trong động cơ diezel hỗn hợp nhiên liệu đc đưavào xylanh ở đó không
khí đã đc nén trc và đã có nhiệt độ cao nhiên liệu sẽ tự bốc cháy. Động cơ
xăng có chỉ số nén thấp (10:1) không thể tăng lên đc nữa vì sẽ xảy ra kích
nổ. động cơ diezel có chỉ số nén cao (14:1 – 17:1) vì vậy động cơ có công
suất lớn hơn động cơ xăng khi tiêu hao cùng 1 lượng nhiên liệu.
Bản chất cuả quá trình cháy: nguyên liệu sau khi phun vao xilanh ko bị
cháy ngay, mà phải có tg để oxy hóa sâu các HC trong nguyen liệu, tạo hỗn
hợp chất chứa oxi trung gian, có khả năng tự bốc cháy. Khoảng thời gian đó
gọi là tg cảm ứng hay thời gian trễ, thời gian cảm ứng càng ngăn càng tốt
lúc đó nhiên liệu sẽ chảy điều hòa.để đặc trưng cho khả năng tự bốc cháy
của diezel , sử dụng đại lượng trị số xetan đối với động cơ diezel tốc độ
chậm (dưới 500v/p) chỉ cần từ 45-50. Với động cơ chạy nhanh (500 – 1000
v/p) chỉ cần trên 50. Gasoil nhẹ chưng cất trực tiếp có trị số xetan lớn hơn
50 do vậy ko phải dùng phụ gia để năng cao trị số xetan.Các chất chứa S
làm cho nguyên liệu xấu đi vì khi cháy gây ra ăn mòn thiết bị tạo cặn bám
vào piston, xylanh. Các chất chứa O như axit gây ăn mòn khi hòa tan vào
nhiên liệu dễ gây biến màu, đóng cặn, tăng độ mài mòn. Các chất nhựa ko bị
cháy hoàn toàn bị phân hủy trên xilanh tạo cốc, mài mòn. Làm giảm độ kín
của piston- xylanh.
Câu 4 a,Trình bày thành phần, ứng dụng của phân đoạn gasoil nặng.
thành phần phân đoạn:
- Phân đoạn có nhiệt độ sôi từ 350-500ºC bao gồm C21-C25, Thậm chí đến
C40
- Do có phân tử lượng lớn, thành phần hóa học của phân đoạn dầu nhờn
rất phức tạp parafin rất ít, naphten và thơm nhiều. Dạng cấu trúc hỗn hợp

tăng. Hàm lượng các chất S, N, O tăng mạnh và tập trung ở phân đoạn
này là nhiều nhất.
ứng dụng
- ứng dụng cơ bản là : dung để bôi trơn giữa các bề mặt tiếp xúc các chi


tiết chuyển động nhằm giảm ma sát. Máy móc sẽ bị mòn ngay nếu k dung
dầu bôi trơn. Khi cho dầu vào máy với 1 lớp đủ dày, dầu sẽ xen kẽ giữa 2 bề
mặt, khi chuyển động, chỉ có các phân tử từ dâu nhờn trượt nên nhau. Do
máy móc làm việc nhẹ nhàng, ít bị mòn, giảm được công tiêu hao vô ích
- làm mát : do nó ở trạng thái lỏng, dầu chảy qua bề mặt ma sát đem theo
một phần nhiệt truyền ra ngoài
- làm sạch : khi làm việc bề mặt ma sát sinh ra mùn kim lọai. Những hạt
rắn làm cho bề mặt bị xước , hỏng, ngoài ra còn các hạt cát , bụi ... dầu nhờn
lưu chuuyeenr qua bề mặt ma sát sẽ cuốn theo các tập chất về cac-te dầu và
được lắng lọc đi
- làm kín : nhờ khả năng bám dính tạo màng, dầu nhờn có thể góp phần làm kín
các khe hở , không cho hơi bị rò rỉ (piston-xylanh), đảm bảo cho máy làm việc bình
thường
- bảo vệ kim loại : bề mặt máy móc tiếp xúc với không khí, hơi nước, khí thải ...
làm cho
Kim loại bị ăn mòn, hư hỏng. Nhờ dầu nhờn tạo màng mỏng phủ kín bề mặt kim
loại nên ngăn cách các yếu tố trên.
b. Thành phần, ứng dụng của phân đoạn cặn gudron.
Thành phần:
- phân đoạn có nhiệt độ sôi >500ºC, gòm các thành phần có số nguyên tử cacbon ≥
C41 giới hạn cuối cùng có thể đên C80
- Thành phần này rất phức tạp, có thể chia làm 3 nhóm chính :
+ nhóm chất dầu : gồm các hydrocacbon có phân tử lượng lớn, tập trung nhiều các
hợp chất thơm có độ ngưng tụ cao, cấu trúc hỗn hợp nhiều vòng thơm và naphten. Tỷ

trọng xấp xỉ bằng 1, hòa tan trong xăng, n-pentan.
+ nhóm chất nhựa : là chất ở dạng keo quánh, gồm các chất trung tính và axit. Các
chất trung tính, có màu đen hoặc nâu, nhiệt đọ mềm hóa nhỏ hơn 100ºC ; tỷ trọng lớn
hơn 1, hòa tan trong clorofoc và rượu etylic.
+ Nhóm saphanten: có màu dden dạng tinh thể, tỷ trọng lớn hơn 1, có khả năng hòa
tan mạnh trong cacbua disunfua; đun ở 300ºC không bị nóng chảy mà bị cháy thành
tro.
Ngoài có 3 nhóm chất chính ở trên, trong cặn gudron còn các hợp chất cơ kim của
kim loại nặng, các chất giống như cốc...


Ứng dụng : sản xuất bitum, than cốc, bồ hóng, nhiệt liệu đốt lò.
Trong sản xuất bitum là quan trọng nhất: các asphanten quyết định tính chất rắn của
dầu làm tăng khả năng chịu thời tiết sương gió, nắng mưa của bitum.
Câu 5: trình bày quá trình khử asphan trong cặn Gudron:
Do trong cặn Gudron có nhiều cấu tử không có lợi cho dầu gốc, nếu đưa trực
tiếp vào trích ly sẽ không cho phép đạt được chất lượng và hiệu quả mong muốn,
chính vì vậy thường tiến hành khử asphan trước.
Mục đích là ngoài việc tách các hợp chất nhựa asphan còn cho phép tách cả
các hợp chất thơm đa vòng, đã làm giảm độ nhớt, chỉ số khúc xạ, độ cốc hóa và
nhận được dầu nặng có độ nhớt cao cho dầu gốc.
a. Cơ sở lý thuyết của quá trình
Các hợp chất chứa nhựa asphan chiếm phần chủ yếu trong cặn Gudron,
chúng là các hợp chất có khả năng hòa tan kém trong dung môi không cực, nhờ
tính chất này, chọn dung môi paraffinic để tách chúng. Dung môi tạo điều kiện
cho quá trình đông tụ các chất nhựa asphan và hòa tan chọn lọc hydrocacbon.
Trong quá trình khử asphan, đồng thời xảy ra hai quá trình: đông tụ, lắng các
chất nhựa asphan và trích ly các hợp chất hydrocacbon. Nếu tăng dần trọng
lượng phân tử của dung môi không cực, sẽ làm tăng khả năng hòa tan của dung
môi và như vậy sẽ làm giảm độ chọn lọc, chính vì thế propan lỏng là dung môi

thích hợp nhất cho quá trình này.
Propan lỏng là một chất lỏng không màu, không mùi, ở điều kiện thường nó
là chất khí. Trong khoảng nhiệt độ từ 400C – 600C, propan lỏng hòa tan rất tốt
paraffin, độ hòa tan sẽ giảm khi tăng nhiệt độ, ở nhiệt độ 96,80C tất cả các
hydrocacbon đều không tan trong propan. Trong khoảng từ 40 – 96,80C , các
chất nhựa asphan hầu như không tan trong propan.
b. Các thông số công nghệ
• Nhiệt độ: khi nhiệt độ cao hơn 500C, khả năng hòa tan giảm đi, làm giảm
hiệu suất phần Rafinat giảm xuống, nhưng lại cải thiện chất lượng sản
phẩm như giảm độ nhớt, độ cốc hóa, tăng màu sáng hơn. Quá trình khử
asphan được tiến hành với :
- Nhiệt độ đỉnh tháp trích ly: 75- 850C.
- Nhiệt độ đáy tháp trích ly: 50 - 600C.


• Tỷ lệ propan/nguyên liệu:
Do đồng thời xảy ra hai quá trình: lắng và đông tụ các chất nhựa asphan và trích
ly các cấu tử hydrocacbon mà tỷ lệ giữa propan và nguyên liệu là thông số quan
trọng. Khi khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ dung môi / nguyên liệu từ 1/1 đến 10/1 cho
thấy , có tồn tại điểm thích hợp mà tại đó đạt được tỉ lệ nhỏ mà chất lượng dầu
nhờn thu được là tốt nhất(5/1).
Ngoài ra, tỷ lệ propan/ nguyên liệu còn phụ thuộc vào chất lượng nguyên liệu.
Nếu Gudron của nguyên liệu chứa nhiều nhựa asphan thì tỷ lệ nguyên liệu cần
thấp, nhưng nếu chứa ít nhựa asphan thì tỉ lệ dung môi vẫn cao.
• Áp

suất
trong tháp

trích ly: để

đảm bảo

propan
ở trạng thái
thì áp suất

lỏng
trong tháp trích ly
từ 36- 42at. Nếu
áp
suất quá
cao, tỷ
trọng của propan
lớn và
làm tăng
độ
hòa
tan,
như vậy sẽ làm độ cốc tăng, màu sản phẩm sẫm hơn và độ nhớt cao hơn.
• Thuyết minh sơ đồ:
Nguyên liệu được tiếp xúc với propan lớn gấp 5 – 8 lần tính theo thể tích
nguyên liệu ở nhiệt độ trích ly thích hợp đã chọn trước. Propan lỏng được đưa vào
đáy tháp 10, chuyển động ngược lên đỉnh, ngược chiều với nguyên liệu rồi mang
theo lên đỉnh tháp. Phần Rafinat được lấy ra từ đỉnh tháp 10 qua thiết bị bay hơi 2
để tách propan hồi lưu quá trình. Pha Rafinat vào cột tách dung môi 4 để tách
lượng propan cuốn theo, sản phẩm tiếp tục được qua tháp 6 và 7 để tách pha rafinat
đưa đi quá trình chế biến tiếp theo.


Pha extract tách ra ở đáy tháp 10 được qua thiết bị gia nhiệt 5 rồi vào cột tách

dung môi 9,8 để tách lượng propan tuần hoàn trở lại ban đầu, sản phẩm triết tách ở
đáy tháp 8.
Công nghệ tách asphan bằng propan lỏng có thể tiến hành một cấp hay hai cấp
tùy theo mục đích muốn tách triệt để hay không phần dầu nhờn chứa trong cặn
Gudron nguyên liệu.
Câu 6 : trình bày quá trình tách sáp
a. Quá trình tách sáp bằng phương pháp kết tinh
Quá trình này dựa, vào nguyên lý kết tinh parafin rắn bằng cách làm lạnh, sau
đó tách chúng khỏi dần nhờ lọc hay ly tâm. Phương pháp này có các nhược
điểm sau:
- Làm việc gián đoạn và rất nhiều khâu phải dùng tới áp suầt;
- Độ nhớt của dầu tách sáp lớn, gây trỏ ngại cho quá trình lọc, đặc biệt là
với các loại dầu có độ nhớt cao;
- Không áp dụng được cho nguyên liệu là dầu cặn vì tách sáp không triệt
để, do các vi tinh thể parafin được tạo ra trong quá trình không thể tách ra
bằng lọc.
b. Tách sáp bằng dung môi chọn lọc
Để khắc phục các nhược điểm trên, người ta sử dụng dung môi để tăng độ
linh động của dầu nhờn, do sáp cũng có thể hòa tan vào dung môi, nên phải
tiến hành ở nhiệt độ thấp và phải chọn dung môi thích hợp. Một dung môi tách
sáp tốt phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
- ít (hay không) hào tan sáp;
- Hỏa tan tốt dầu nhờn ờ tại nhiệt độ kết tinh sáp;
- Sắp ở dạng tinh thể lớn để dễ tách bằng lọc;
- Có phiệt độ sôi thấp để dễ tách khỏi dầu, tiêt kiệm năng lượng;
- Tỷ lệ đung môi/nguyên liệu dầu thắp đế giảm chi phí vặn hành.


Một số loại dung môi hay được sử dụng keton-hydrocacbon thơm.
Hoạt động của sơ đồ như sau: Dầu nhờn và đung; môi được trộn với nhau

theo chế độ công nghệ chọn trước ở thiết bị rồi sau đó qua thiết bị lam lạnh (ờ
đây tác nhân lạnh có thể dùng amoniac, propan, etan hay etylen). Hỗn hợp lạnh
gồm sáp và dung môi được đưa vào bộ phận lọc quay chân không hình trống để
lọc tách sáp kết tinh. Bộ phận lọc quay chân không là thiết bị hình trụ được bọc
bởi một lưới kim loại hoặc lưới bằng chất dẻo. Trống quay chậm quanh trục
nằm ngang, phần dưới đi qua bể chứa hình trụ to hơn trống lọc, nơi để dầu và
sáp lẫn vào. Trống lọc được chia thành nhiều ngăn bởi các vách ngăn đi từ tâm
ra ngoài thành mỗi ngăn được nối với bộ phận hút chân không nhờ ống nối ở
đuôi ống. khi trống quay, những ông nôi này nôi với mỗi ngăn nhất định. Người
ta tạo chân không bên trong ống, khi ngăn nào đó đi qua hỗn hợp sáp dầu thì
dầu và dung môi thấm qua lớp áo bọc và lưới rồi vào bên trong theo ống nối ra
khỏi trống, sáp bị giữ lại, tạo thành lớp bám trên bề mặt vải lọc và bị dồn ra
xung quanh do chuyển động quay của trống, lớp bánh sáp này sau đó qua bộ
phận rửa bằng dung môi lạnh rồi được chuyển qua bộ phận làm khô và cuối
cùng sáp tách ra.
Trong các dày chuyển sản xuất hiện đại, người ta thưởng dùng lọc hai
câp để tách triệt để sáp và tránh dầu lẩn vào sáp.
b.Chế độ công nghệ
* Chất lượng của nguyên liệu
Chất lượng của nguyên liệu sẽ quyêt định các yếu tố công nghệ khác
nhau và tuân theo một số quy luật sau:
- Nhiệt độ sôi vả độ nhớt của nguyên liệu càng lớn, càng khó tách hoàn
toàn các parafín rắn, tốc độ lọc càng nhỏ và nhiệt độ đông đặc của dầu nhờn đã


tách sáp sẽ cao. Vì thế quá trình tách sáp với dầu cặn sẽ có tốc độ lọc nhỏ hơn
và năng suất thiết bị thấy hơn.
- Độ nhớt và hàm lượng hydrocacbon rắn trong nguyên liệu càng lớn thì
càng đòi hỏi phải tăng lượng dung môi pha loãng.
- Thành phân phân đoạn của nguyên liệu càng hẹp thì tốc độ lọc cũng như

hiệu suất dầu nhờn sẽ cao hơn vì hàm lượng dầu còn lại trong sáp mềm cũng
nhỏ hơn.
* Thành phần dung môi
Hàm lượng keton trong dung môi keton-thơm (theo thể tích) thường được
khống chế như sau: Trong hỗn hợp MEK- toluen là 40 đến 60%, còn trong với
axeton-toluen là 25 đến 40%. Khi sử dụng keton và hỗn hợp MEK và MIBK, hàm
lượng keton theo tỉ lệ thể tích là 3/1.
* tỷ lệ dung môi/nguyên liệu và chế độ pha loãng
Dầu càng nhớt, hàm lượng parafin rắn càng nhiều thì tỉ lệ dung môi càng lớn. Tỉ
lệ thích hợp phải được xác định bằng phương pháp thực nghiệm.
* Nhiệt độ làm lạnh cuối
Nhiệ độ lọc cần phải giữ phấp hơn nhiệt độ đóng rắn của dầu cần tách sáp
khoảng từ 5 – 10 oC để quá trình tách sáp đạt hiệu quả tối nhất


Câu 7. trình bày công nghệ cracking nhiệt
Công nghệ của quá trình cracking nhiệt phụ thuộc vào mục đích của quá trình phụ
thuộc vào nguyên liệu được sử dụng và các yêu cầu về chất lượng sản phẩm phổ
biến rộng rãi nhất là sơ đồ công nghệ với 2 lò đốt.

*Thuyết minh:

Nguyên liệu là phần dầu nặng
được bơm 14 qua thiết
bị trao đổi nhiệt 12, vào phần bên dưới của tháp tinh cất 8. đồng thời cho vào phần
đỉnh của thiết bị bay hơi áp suất 9, từ thiết bị 9, nguyên liệu được trộn vào phân
đoạn gasoil nặng và được đưa vào đáy tháp 8. dong nguyên liệu và phânf tuần hoàn
được trôn với nhau rồi nhờ bơm 18 cho qua lò đốt nguyên liệu nặng 1. sau đó vào
buôngf phản ứng 3. phân đoạn gasoil thu được ở đĩa 'điếc' của tháp 8 nhờ bơm 19
cho qua lò đốt 2 để cracking bay hơi cao để áp suất 4, ở đây phần nặng cracking

được tách ra và được cho vaof đáy tháp bay hơi áp suất thấp, từ thiết bị này tách
được phân đoạn gasoil. phần nặng được ngưng tụ và cho quay lại tuần hoàn với
nguyên liêu còn phần nhẹ tách ra ở đỉnh tháp 9, được cho qua thiết bị trao đổi nhiệt
sau đó đi ra khỏi dây chuyền.
dòng hơi đi từ đỉnh thiết bị 4 được cho vào tháp 8. từ đỉnh tháp 8 tách ra phần
khí và phần xăng. sau đó được làm lạnh tại thiết bị 5 và tiếp theo tách trong thiết bị
tách khí 7. khi tách ra được dẫn đến dây chuyền phân tách khí, còn xăng được cho
vào cột ổn định xăng, cuối cùng cho vào bể chứa xăng.
*Thiết bị chính của dây truyền:


- Lò ống:
Trong dây chuyền cracking nhiệt, người ta hay dùng lò ống hai bậc: bức xạ đối lưu
loại buồng. Sơ đồ cấu trúc của lò gồm hai loại buồm bức xạ và buồng đối lưu.
Trong buồng bức xạ, nguyên liệu được đốt cháy cấp nhiệt cho lò. Người ta bố trí
các ống phía trên và phía dưới ngọn lửa để nhận trực tiếp nhiệt bức xạ, còn buồng
đối lưu là nhận nhiệt của khí khói chủ yếu do truyền nhiệt đối lưu.
- Cột tinh cất:
Cột tinh cất là một thiết bị hình trụ thẳng đứng được chế tạo từ thép cacbon phía
ngoài, còn phía trong được lót bằng thép mềm, bên trong tháp có bố trí các đĩa
được chia thành hai phần bởi một đĩa. Phần phía trên làm nhiệm vụ chưng luyện
còn phần phía dưới chưng tách các cấu tử nhẹ chứa trong cặn nặng.Vỏ ngoài còn
có lớp cách nhiệt và các cửa để kiểm tra sự làm việc của tháp, để làm vệ sinh, lắp
ráp và thay thế các đĩa.

Câu 10: Trình bày chế độ công nghệ của quá trình cracking xúc tác. Vẽ và thuyết
minh dây truyền công nghệ cracking xúc tác với lớp xúc tác chuyển động
Trả lời:
a. Chế độ công nghệ của quá trình cracking xúc tác :
 Mức độ chuyển hóa C

Đối với hydrocacbontinh khiết, khi tham gia phản ứng mức độ chuyển hóa
được đo bằng lượng sản phẩm tạo thành theo thời gian. Nhưng đối với phân đoạn
phức tạp như phân đoạn dầu mỏ, trong Cracking xúc tác, người ta lại đolượng xăng
là sản phẩm chính và sản phẩm phụ như khí và cốc.
 Tốc độ nạp liệu: là tỷ số giữa nguyên liệu được nạp trong một đơn vị thời
giantrên lượng xúc tác trong reactor.
Khi tăng tốc nạp liệu riêng, sẽ làm giảm độ chuyển hóa. Còn giảm tốc độ nạp
liệu riêng thì độ chuyển hóa tăng, vì tốc độ nạp liệu là đại lượng ngược với thời
gian phản ứng. Khi sử dụng xúc tác có độ hoạt tính cao, ta có thể tăng tốc độ nạp
liệu và như vậy sẽ tăng đượ năng suất của thiết bị.


 Tỷ lệ giữa lượng xúc tác/ nguyên liệu(X/RH) hay bội số tuần hoàn xúc tác:
Khi dùng xúc tác chứa Zeolitcho phép giảm tỷ lệ X/RH xuống còn 10/1 so với
xúc tác vô định hình là 20/1. Nếu khi dùng công nghệ xúc tác chuyển động với
kích thước hạt xúc tác từ 3 -5mm , tỷ lệ X/RH còn thấp hơn nữa, chỉ khoảng 2- 5/1
Khi thay đổi tỷ lệ X/RH sẽ làm thay đổi nhiệt độ trong reactor và lò tái sinh
đồng thời cũng làm thay đổi cả lượng cốc bám trên xúc tác trong một chu trình.
 Ảnh hưởng của nhiệt độ trong reactor:
Nhiệt độ phản ứng trong reactor thường đạt từ 480 – 5500C. Khi tiến hành tăng
nhiệt độ, lúc đầu hiệu suất xăng tăng và sau đó đạt điểm cực đại rồi giảm xuống.
Điều này là do quá trình phân hủy tăng, làm phân hủy cả các cấu tử xăng vừa được
tạo thành. Khi tăng nhiệt độ, phản ứng phân hủy tăng đồng thời các phản ứng bậc 2
như dehydro cũng tăng,làm tăng hiệu xuất Aren và olefin.

 Ảnh hưởng của áp suất:
Khi tăng áp suất, hiệu suất xăng tăng lên, hiệu suất khí C1 – C3 giảm, hàm lượng
olefin và Aren giảm, hàm lượng RH no tăng và do vậy chất lượng của xăng giảm(
trị số octan của NO giảm).
b. Sơ đồ dây chuyền:

•

hỗn hợp
sau phản ứng, rồi

Thuyết minh:
Nguyên
liệu được
qua các
thiết bị
trao đổi
nhiệt
với
sản
phẩm
vào
thiết
nbij
gia nhiệt


5 đến nhiệt độ phản ứng được đưa vào thiết bị phản ứng số 2. Tại thiết bị phản ứng
số 2 tiến hành phản ứng cracking xúc tác với lớp xúc tác chuyển động từ trên
xuống. Sau phản ứng hỗn hợp được đưa qua thiết bị phân tách khí 3 nhằm tách
loại cấu tử khí. Tại thiết bị 6 phân tách các cấu tử C4 và một phần C5 quay trở lại
thiết bị phản ứng 3. Các cấu tử khí tiếp theo được phân tách ở thiết bị 7. Sản phẩm
cặn được tách ra ở đáy thiết bị 3, các cấu tử lỏng được đưa sang thiết bị 4, được
tách các cấu tử khí quay trở lại thiết bị 3, phần xăng được tách ra ở giữa tháp rồi
qua thiết bị trao đổi nhiệt với nguyên liệu đầu và đưa ra ngoài. Phần cặn được tuần
hoàn trở lại thiết bị gia nhiệt 5.

Xúc tác sau phản ứng được đưa qua thiết bị oxh 1a, rồi lọc rửa 1 và hoạt hóa
bởi thiết bị 1b và quay trở lại thiết bị phản ứng.
Câu 9, trình bày xúc tác cracking
phản ứng cracking xúc tác chủ yếu xảy ra trên bề mặt của xúc tác. chiều của
phản ứng phụ thuộc rất nhiều vào bản chất xúc tác, cũng như phụ thuộc vào chất
nguyên liệu và các thông số công nghệ của quá trìng . trong quá trình, cốc tạo sẽ
bám trên bề mặt xúc tác. làm giảm hoạt tính của nó. vì thế việc khôi phục lại hoạt
tính của xúc tác bằng quá trình tái sinh xúc tác là 1 vấn đề hết sức quan trong cần
được giải quyết đối với xúc tác cracking công nghiệp.
xúc tác được dùng trong cracking thường là, xúc tác rắn có nguồn gốc thiên
nhiên hay tổng hợp, với bề mặt riêng lớn. xúc tác đầu tiên được dùng làm đất sét
thiên nhiên có ax. sau đó được thay thế bằng xúc tác a luminosilicat có độ hoạt tính
và chọn lọc cao hơn. hiện nay chủ yếu dùng xúc tác chứa zeolit
* zeolit và xúc tác chứa zeolit
zeolit là hợp chất của alumino-silic, là chất tinh thể có cấu trúc đặc biệt, cấu
trúc cấu trúc của chúng đặc trưng bằng mạng các lỗ rỗng, rãnh rất nhỏ thông với
nhau. xúc tác chưa zeolit có hoạt tính cao, có độ chọn lọc tốt giá thành vừa phải, vì
thế chúng đực sử dụng rất rỗng rãi
quá trình cracking xúc tác thường dùng zeolit X,Y có chứa các nguyên tố đất
hiếm hay ở dạng đã trao đổi ion hoặc đã được xử lý bằng các phương pháp đặc biệt
đồng thời kết hợp với các phần làm tăng độ bền cơ , bền nhiệt hay điều chỉnh kích
thước lỗ xốp.


trong công nghiệp chế tạo xúc tác chứa zeolit ở 2 dạng chính . xúc tác dạng cầu
và xúc tác dạng bột. xúc tác dạng bột và sau đó cải tiến thành xúc tác vi càu thường
được áp dụng cho qua trình cracking lớp sôi còn xúc tác dạng cầu với kich thước từ
3-5mm thường được dùng trong qua trinhf cracking xúc tác chuyển động, ngoài
yêu cầu về độ hoạt tính cao xúc tác cracking còn phải đảm bảo các yêu cầu khác
như ; bền nhiệt, bền cơ , không gây ăn mòn hay mài mòn thiết bị cũng như đảm

bảo dễ khuếch tán nguyên liệu tới tâm hoạt tính và sản phẩm từ bề mặt ra bên
ngoài

* Thành phần và tính chất của xúc tác cracking công nghiệp
zeolit loại X,Y,ZSM 5 hay 11 là lạo có tính chất thích hợp nhất cho quá trình
cracking xúc tác. kích thước lỗ lớn của chúng xấp xỉ 10 sẽ cho phép khuếch tán dễ
ràng các phân tử của nguyên liệu vào bề mặt lỗ xốp của chúng cũng như khuếch
tán sản phẩm ra ngoài. loại xúc tác trao đổi ion có hoạt tính cao hơn hang trăm lần
và có độ chọn lọc cao hơn s với xú tác aluminosilicat thuần khiết, hiệu suất tăng
ên ít nhất là 20% , trong khi đó hiệu suất cốc và khí lại giảm khi tiến hành quá trình
cracking ở cùng điều kiện
- Độ hoạt tính của xúc tác cracking:
Thường được biểu diễn thông qua chỉ số hoạt tính, đó là giá trị hiệu suất xăng
(%kh.l) khi cracking nguyên liệu mẫu trong điều kiện phòng thí nghiệm. hoạt tính
của xúc tác phụ thuộc vào các tính chất lý , hóa của xúc tác, mà trước hết phụ
thuộc vào thành phần hóa học của xúc tác cũng như phụ thuộc vào điều kiện công
nghệ của quá trình
căn cứ vào hoạt tính chia xúc tác làm 3 loại:
+ xúc tác có độ hoạt tính cao. hiệu suất xăng >45%
+ xúc tác có hoạt tính trung bình : hiệu suất xăng từ 30 -45%
+ xăng có độ hoạt tính thấp hiệu suất xăng <30%


-Độ chọn lọc của xúc tác: là khả năng của xúc tác làm tăng tốc độ của phản
ứng có lợi , đòng thời làm giảm tốc độ của phản ứng khong mong muốn . có thhể
đánh giá độ chọn lọc bằng cách xác định tỉ lệ giữa hiệu suất xăng và cốc (hay khí)
ở cùng 1 độ sâu biên đổi.
* Những thay đổi của tính chất xúc tác khi làm việc: trong quá trình làm việc
xúc tác xúc tác bị giảm hoạt tính và độ chọn lọc gọi là quá trình trơ hóa xúc tác.
quá trình trơ hóa càng nhanh , nếu ta tiến hành ở điều kiện khó khăn , độ hke khuất

tăng có thể phân hóa quá trình trơ hóa xúc tác làm 2 quá trình là sự trơ trơ hóa của
chất làm ngộ độc xúc tác và trơ hóa và trơ hóa do tác dụng làm thay đổi các tính
chất lý hóa của xúc tác nguyên nhân của sự trơ hóa xúc tác do
- tác dụng của các độc tố như NH3, CO2 của các hợp chất lưu huỳnh mà đặc biệt
h2s ở nhiệt độ cao
sự tích tụ các kim loại nặng dứi tác dụng của oxyt là thay đổi chức năng của xúc
tác dưới tác động của nhiệt độ cao và hơi nước .
*Tái sinh xúc tác : xúc tác bị mất hoạt tính trong quá trình phản ứng do nguyên
nhân chính là do cốc tạo ra bám treenn bề mặt hoạt động của xúc tác , vì thế để tái
sinh xúc tác cần tiến hành đốt cốc trong không khí nóng trong lò tái sinh. kết quả
của quá trình đốt cốc sẽ sinh ra co và co2 . các phản ứng cháy này sẽ tỏa nhiệt ,
ngoài ra còn có các phản ứng khử các chất lưu huỳnh. sau khi tái sinh hàm lượng
cốc còn lại trên xúc tác phải là cực tiểu để khôi phục tối đa hoạt tính của xúc tác
Câu 11: Trình bày xúc tác của quá trình reforming xúc tác
Xúc tác tác được sử dụng trong quá trình reforming là loại xúc tác đa chức,
gồm chức năng oxy hóa- khử và chức năng axit. Chức năng oxy hóa khử có tác
dụng tăng tốc độ phản ứng hydro hóa và dehydro hóa. Còn chức năng axit có
nhiệm vụ thúc đẩy các phản ứng xảy ra theo cơ chế tạo ion cacboni như phản ứng
isome hóa, cracking hydrocracking…
• Bản chất của xúc tác reforming:
Năm 1940 sử dụng xúc tác là Molipden oxit mang trên oxit nhôm. Loại xúc tác
này có ưu điểm rẻ tiền, dễ sản xuất và bền với tác dụng của S, vì chỉ khi có mặt
của các hợp chất lưu huỳnh thì MoO2 chuyển thành MoS2, hợp chất này cũng có
hoạt tính giống MoO2. Tuy nhiên, xúc tác này có nhược điểm là hoạt tính không


cao và trong một thời gian rất ngắn đã phải dừng quá trình để tái sinh xúc tác do
cốc bám vào. Năm 1949 xúc tác Pt/Al2O3 đã được đưa vào công nghệ reforming
xúc tác. Pt có hoạt tính cao, độ chọn lọc tốt và ổn định hơn nhiều so với xúc tác
Mo.

Xúc tác reforming có 2 phần chính:
- Chất mang có tính axit: là loại oxit nhôm or hỗn hợp của Al2O3 – SiO2. Độ axit
của nó được quyết định bởi quá trình xử lý đặc biệt để tách nước bề mặt nhằm tạo
ra bề mặt riêng lớn và tạo ra các tâm axit. Có thể bổ sung thêm các hợp chất
halogen như Flo, clo làm tăng độ axit, nhưng hàm lượng khoảng 1% so với xúc tác
để tránh sự phân hủy mạnh. Halogen được đưa vào xúc tác trong khi chế tạo or khi
tái sinh xúc tác.
- Kim loại Pt: làm tăng tốc độ phản ứng khử hydro của naphten, dehydro vòng hóa
olefin để tạo thành hydrocacbon thơm. Ngoài ra, nó còn thúc đẩy quá trinhfno hóa
ở các hợp chất trung gian là olefin, diolefin, làm giảm tốc độ tạo thành cốc bám
trên bề mặt xúc tác. Hàm lượng Pt 0,3 – 0,7% khối lượng.
Để có xúc tác reforming tốt khi chế tạo phải điều chỉnh tương quan giữa hai
chức năng của xúc tác sao cho đạt độ chọn lọc mong muốn.
• Vai trò của xúc tác trong cải tiến quá trình reforming :
Quá trình hiện đại hóa công nghệ reforming ở các nước dầu mỏ phát triển, nhìn
chung bao gồm các giai đoạn: tìm cách chế tạo ra xúc tác mới có hiệu quả cao gắn
liền với cải tiến rtrang thiết bị và công nghệ. Ưu điểm nổi bật nhất của xúc tác đa
kim loại là tốc độ trơ hóa xúc tác của nó nhỏ hơn nhiều so với xúc tác đơn kim
loại, điều đó cho phép giảm áp suất của quá trình xuống còn 1.4 – 1.5 MPa khi làm
việc với dây truyền xúc tác cố định và vơi dây chuyền xúc tác chuyển động còn
nhỏ hơn nữa, chỉ khoảng 0.5 – 1MPa. Nhược điểm xúc tác đa kim loại là nhạy với
các hợp chất S, N và hơi nước, nguyên liệu cần phải qua quá trình hydro hóa làm
sạch để loại bỏ các tạp chất có hại.
• Sự thay đổi của xúc tác trong quá trình làm việc:
- Sự gây độc của các độc tố:
+ Sự gây độc của các hợp chất lưu huỳnh: các hợp chất lưu huỳnh dễ gây ngộ
độc xúc tác Pt, làm ảnh hưởng xấu tới chức năng hydro hóa- dehydro hóa xúc
tác.Để đảm bảo thời gian làm việc lâu dài của xúc tác thì các hợp chất S cần phải
được loại bỏ khỏi nguyên liệu trước khi vào lò phản ứng.

Khi xúc tác tiếp xúc với nguyên liệu chứa S, không những chỉ kim loại trên xúc
tác bị ngộ độc mà ngay cả Al2O3 cũng bị biến đổi. Nó tác dụng với các hợp chất S
tạo thành sunfat nhôm, do đó làm cho quá trình tái sinh xúc tác phức tạp hơn và đòi
hỏi mức độ tái sinh sâu hơn.
+ Sự gây độc của các hợp chất nito: Khi tiếp xúc với các hợp chất chứa nito
hoạt tính xúc tác giảm nhanh, đặc biệt là chức axit, làm giảm tốc độ phản ứng đồng
phân hóa, vòng hóa và hydrocracking. Hàm lượng N cho phép trong nguyên liệu
phải nhỏ hơn 1ppm.
+ Ảnh hưởng của nước: lượng nước làm giảm nhanh chức axit của xúc tác
và ăn mòn thiết bị, hàm lượng nước được khống chế trong giới hạn 10-15ppm.
+ Ảnh hưởng của các kim loại nặng: Các kim loại nặng như asen, chì…có
mặt trong nguyên liệu là các chất gây ngộ độc mạnh các chất xúc tác chì nhỏ hơn
0,02 ppm và asen là < 0,001ppm.
+ Ảnh hưởng của olefin và cốc : olefin thúc đẩy nhanh cho quá trình tạo cốc.
Hàm lượng của chúng trong nguyên liệu phải nhỏ hơn 2%. Cốc sẽ che phủ các tâm
hoạt động và làm giảm độ hoạt tính của xúc tác.
- Thay đổi các tính chất của xúc tác khi làm việc: trong quá trình làm việc, xúc
tác bị thay đổi các tính chất vật lý khi tiếp xúc với nhiệt độ cao và thường
xuyên phải tiếp xúc với các độc tố. Sự thay đổi các tính chất của xúc tác chia
thành các loại sau.
+ Thay đổi các tính chất tạm thời: có thể khôi phục các tính chất ban đầu của
nó bằng quá trình tái sinh xúc tác.
+ Thay đổi vĩnh viễn: là những thay đổi có khả năng tái sinh.
Những thay đổi trên sẽ làm già hóa nhanh xúc tác và đến một thời gian nào
đó phần xúc tác đã già hóa phải được thay thế bằng xúc tác mới.
• Tái sinh xúc tác reforming:
Độ hoạt tính và độ hoạt động của xúc tác sau thời gian làm việc thường bị giảm
đáng kể so với xúc tác mới. Hàm lượng Pt trong xúc tác và xúc tác mới bằng nhau
nhưng độ phân tán khác nhau, nhất là hàm lượng clo đã giảm đáng kể. Để khôi

phục khả năng làm việc của xúc tác cần phải định kỳ tái sinh xúc tác đã làm việc,
trong thực tế công nghiệp, người ta áp dụng những biện pháp tái sinh sau: Đốt cốc
trênh bề mặt xúc tác, sử dụng thêm lượng clo trong nguyên liệu, sử dụng nguồn
nguyên liệu mới có ít tạp chất.


Câu 12 Trình bày chế độ công nghệ và sơ đồ công nghệ của quá trình reforming
xúc tác lớp xúc tác cố định
a. Chế độ công nghệ của reforming
- Nhiệt độ: 480-530°C: nhiệt độ tăng dần: hiệu suất xăng ổn định, lượng H2
tuần hoàn giảm, hàm lượng hydrocacbon thơm tăng, RON tăng, cốc tăng. Tăng tốc
độ phản ứng hydrocracking làm tăng sản phẩm khí. Nhiệt độ giảm dần: 530480°C không hợp lý vì: lò đầu tiên t°cao, phản ứng dehydro những cầu tử
naphten dễ tham gia phản ứng → phản ứng càng sâu, giảm nhiệt độ là không
hợp lý. t° = const → dễ điều khiển nhiệt độ giữa các lò.
- Áp suất:
+ Áp suất thấp: thuận lợi cho phản ứng xảy ra; tăng phản ứng tạo cốc →
tái sinh liên tục (3,5 at, τ = 70-72h)
+ áp suất cao: phản ứng tạo cốc → τlàm việc xúc tác kéo dài; giảm tốc độ
phản ứng chính, P cao → to cao, thiết bị tốn H2 → tăng phản hydrocracking.
- tỉ lệ H2/RH (m3/m3) : thay đổi khá nhiều: với áp suất thấp cần 400-500
m3/m3 khích thích phản ứng tạo H2 cà đủ dùng: với áp suất cao 1800-2000
m3/m3 tốn H2
- xúc tác cố định: Pcao , τ làm việc xúc tác dài → tái sinh gián đoạn từ 6
tháng đến 1 năm dừng toàn bộ hệ thống có ON≤93.


- xúc tác chuyển động: P thấp, τ làm việc xúc tác ngắn ( cốc tạo nhanh)
→ tái sinh liên tục RON≥100, độ chọn lọc cao.
b. sơ
đồ

công nghệ quá trình reforming xúc tác với lớp xúc tác cố đị Nguyên liệu là
phân đoạn naphta được sấy khô và làm sạch từ bộ phân hydro hóa làm sạch
được trộn với khí H2 từ máy nén sau khi qua thiết bị trao đồi nhiệt, thiết bị
trao đổi nhiệt, được nạp nối tiếp vào lò đốt nóng các reactor từ 1 – 3. Sản phẩm
ra khỏi lò sau khi qua các , thiết bị trao đổi nhiệt, thiết bị trao đổi nhiệt nóng,
thiết bị trao đổi nhiệt lạnh. Sau đó qua thiết bị ngưng tụ, sản phẩm sẽ được giữ
ở 38 oC, khí không ngưng sẽ được tách ra ở thiết bị tách khí. Phần lớn khí này
được máy nén nén và tiếp tục tuần hoàn lại lò reforming. Phần còn lại được
dẫn sang bộ phận tách khí và sử dụng H2. Sản phẩn đáy thiết bị tách được đưa
qua thiết bị đốt nóng bởi sản phẩm nóng của đáy cột, sản phẩm đỉnh của cột
được dẫn sang thiết bị ngưng tụ. các hợp chất hơi được tách ra khỏi dây
chuyền, sản phẩm lỏng được hồi lưu bằng bơm. Xăng reforming ổn đinh ở đáy
được cho qua thiết bị trao đổi nhiệt rồi qua thiết bị làm lạnh, sau đó vào bể
chứa


Câu 13 Trình bày chế độ và dây chuyền công nghệ hydrocracking với lớp xúc tác
một cấp linh hoạt.
a. Chế độ công nghệ quá trình hydrocracking:
Quá trình hydrocracking thường được thực hiện với lớp xúc tác cố định, điều kiện
vận hành của quá trình như sau: Áp suất 5 – 20MPa, nhiệt độ 300 – 450oC, tốc độ
thể tích truyền nguyên liệu 0,5 – 2 h-1. Bội số tuần hoàn khí chứa hydro, 400 –
1000m3/m3.
• Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm:
- Ảnh hưởng của nhiệt độ: quá trình hydrocacking là quá trình tỏa nhiệt nên thích
hợp tiến hành ở nhiệt độ thấp, ở điều kiện thuận lợi cho quá trình isome hóa.
Nhưng nếu thấp quá sẽ làm giảm tốc độ phản ứng.
- Ảnh hưởng của áp suất và hydro: Lượng hydro có mặt trong phản ứng vừa tham
gia phản ứng vừa có tác dụng bảo vệ xúc tác, hạn chế tạo cốc. Lượng hydro

càng nhiều càng có lợi về mặt chuyển hóa.
- Tốc độ thể tích truyền nguyên liệu phụ thuộc vào chất lượng của nguyên liệu,
xúc tác sử dụng áp suất và mục đích nhận sản phẩm. Khi chế biến để nhận sản
phẩm không có cặn từ nguyên liệu là phần cất chân không thành nguyên liệu
cho động cơ, tốc độ thể tích khoảng 0,2 – 0,5 h-1, còn khi tiến hành quá trình ở
chế độ hydrocracking nhẹ là 1h trở lên.
b. Sơ đồ công nghệ:

Nguyên
liệu được
trộn với khí
hydro
theo tỷ lệ chọn
trước sau đó đưa
quá thiết bị trao
đổi nhiệt và trộn
với phần cặn tuần