Xúc tác nhà máy lọc hoá dầu Dung Quất Luận văn, Đồ án
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (35.48 MB, 60 trang )
ĐẠI HỌC QUỐC GIA
p TP HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC
BỘ MÔN KỸ THUẬT HOÁ DẦU
TIỂU LUẬN MÔN XÚC TÁC TRONG CHẾ BIẾN DẦU KHÍ
XÚC TÁC CỦA NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT
HVTH
: Nguyễn Huỳnh Hưng Mỹ
MSHV
:
CBHD
: TS.NGUYỄN HỮU LƯƠNG
10400159
TP Hồ Chí Minh, 12/2010
1
CHỦ ĐỀ
XÚC TÁC CỦA NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT
A. SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CỦA NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG
QUẤT (DQR)
Nhà máy lọc dầu Dung Quất (DQR) sơ bộ có 9 phân xưởng sử dụng xúc
tác trong quá trình chế biến như sau:
a). Phân xưởng xử lý Naphta bằng Hydro (NHT)
b). Phân xưởng đồng phân hóa Naphta nhẹ (ISOMER)
c). Phân xưởng Reforming xúc tác liên tục (CCR)
d). Phân xưởng xử lý Kerosen (KTU)
e). Phân xưởng Cracking xúc tác tầng sôi cặn chưng cất khí quyển (RFCC)
f). Phân xưởng xử lý Naphta của phân xưởng RFCC (NTU)
g). Phân xưởng xử lý LCO bằng hydro (LCO-HDT)
h). Phân xưởng xử lý LPG (LTU)
i). Phân xưởng thu hồi Propylen (PRU)
2
B.
DANH MỤC CÁC LOẠI XÚC TÁC CỦA DQR
Stt
Các phân
xưởng
1
2
3
4
NHT
Xúc tác sử dụng
Tên xúc tác
S-120
Diethyl sulphide
I-8
I-8 Plus
PURASPEC 2010
ISOMER (xúc tác Methanator)
PURASPEC 2443
PerchlordEthylene (xúc
tác chloriding).
R-134
CCR
Diethyl sulphide
KTU
ARI 100EXL
ARI 120L
MEA
(Methylethanolamine) xúc tác chất mang)
Nhà cung cấp
Trạng thái, liều dùng
UOP
ELF Atofina
(Sing)
Thể rắn
Thể rắn
UOP
UOP
Johnson Mathey
Thể rắn, Pt
Thể rắn
Thể rắn
Johnson Mathey
Thể rắn
Thể rắn
UOP
ELF Atofina
(Sing)
US FILTER
US FILTER
Union Carb
Thể rắn, Pt
Thể rắn
Ghi chú
- Không tái sinh. Thay mới xúc tác
sau mỗi 4 năm.
- Xúc tác thải làm nguyên liệu cho
nhà máy thu hồi kim loại.
- Thay mới xúc tác sau mỗi 3 năm.
- Xúc tác thải làm nguyên liệu cho
nhà máy thu hồi kim loại.
- Xúc tác thải nhà cung cấp thu hồi để
tái chế.
280 g/l
240 g/l
50%
3
5
RFCC
6
NTU
7
LCOHDT
8
LTU
9
PRU
AKZO NOBEL COBRA AKZO NOBEL
RMR
ARI 100EXL
ACT 077
HR945
HR448
DMDS (xúc tác
sulphiding)
MEA
(Methylethanolamine)
R3-12
US FILTER
Axens
Axens
Axens
Union Carb
- 5,5 Te/ngày cho dầu
Bạch Hổ
- 15,2 Te/ngày cho dầu
pha trộn
280 g/l
- Catalyst Bed Protection
- Xử lý hydro điểm cắt
chứa olefin
- Điểm cắt sâu
- Thể rắn
Thể rắn
Xúc tác thải làm nguyên liệu để sản
xuất xi măng, nhựa đường
- Xúc tác được tái sinh sau mỗi 2 năm
sử dụng.
BASF
4
5
C. THÔNG TIN CHI TIẾT XÚC TÁC SỬ DỤNG TRONG CÁC
PHÂN XƯỞNGCỦA DQR
I.
XÚC TÁC CỦA PHÂN XƯỞNG NHT
Phân xưởng xử lý naphta bằng hydro sử dụng 2 loại xúc tác sau:
Stt
Tên thương mại
1 S-120
2 Diethyl sulphide (DES)
Hãng cung cấp
UOP
ELF Atofina, Singapore
Phân xưởng xử lý Naphta bằng Hydro được thiết kế để xử lý toàn bộ phân
đoạn Naphta từ phân xưởng chưng cất khí quyển.
Phân xưởng gồm một lò phản ứng xúc tác tầng chặt và tuổi thọ xúc tác tối
thiểu 2 năm. Các thiết bị sẽ được lắp đặt để tái sinh xúc tác.
Sản phẩm naphta từ phân xưởng xử lý Naphta bằng Hydro được dẫn trực
tiếp đến tháp tách Naphta.
Khí thoát ra từ phân xưởng NHT sẽ được đưa vào cụm xử lý khí của phân
xưởng RFCC và được làm sạch bằng quá trình hấp thụ bằng amin.
I.1
Thành phần và liều lượng sử dụng xúc tác
I.1.1 Xúc tác S-120 (UOP):
Chất mang
Oxít nhôm
Hình dạng
Viên ép
6
Kích cỡ
1/16”
Tâm kim loại
Co, Mo
Tái sinh
Bằng khí trơ
-
Xúc tác ở thể rắn;
Lượng xúc tác nạp vào phản ứng NHT là : 15.300 kg (~18 m3);
Khối lượng riêng của xúc tác : 850 kg/m3 ;
Thời gian thay mới xúc tác là: 4 năm
I.1.2 Xúc tác Diethyl sulphide (ELF Atofina, Singapore):
I.2
Xúc tác ở thể rắn;
DES được cho vào để sulphide hóa xúc tác của phản ứng NHT;
Dòng xúc tác cần cho phản ứng trung bình là 2,5kg/giờ, dòng lớn nhất
là khoảng 4,5 kg/giờ;
Lượng xúc tác tiêu thụ hàng tháng là 1.670 kg.
Các yếu tố ảnh hưởng đến tuổi thọ xúc tác của phản ứng NHT
Tuổi thọ của xúc tác bị ảnh hưởng bởi cặn carbon hình thành trong phản
ứng và các chất tạp nhiễm (như thạch tín, chì, canxi, Natri, silicon và phốt pho)
từ nguồn nguyên liệu tích tụ dần trên bề mặt xúc tác.
II.
XÚC TÁC CỦA PHÂN XƯỞNG ISOMER HÓA
Phân xưởng đồng phân hóa naphta nhẹ sử dụng các loại xúc tác sau:
Stt
1
2
3
4
Tên thương mại
I-8/I-80
PURASPEC 2010 (xúc tác Methanator)
PURASPEC 2443
PerchlordEthylene (xúc tác chloriding)
Hãng cung cấp
UOP
Johnson Mathey
Johnson Mathey
Phân xưởng đồng phân hóa sẽ được bổ sung để tạo ra sản phẩm Isomate
có chỉ số octan cao bằng cách sử dụng nguyên liệu là naphta nhẹ đã xử lý hydro.
II.1
Thành phần và liều lượng sử dụng xúc tác
Xúc tác sử dụng cho quá trình chế biến:
o Các xúc tác của quá trình isomer hóa có chức năng xúc tiến hình thành
nên các ion cacboni. Vì thế, xúc tác phải là xúc tác có tính axít.
o Các kim loại xúc tiến phản ứng hydro hóa như Pt, Pd.
II.1.1 Xúc tác I-8/I-80:
Tuổi thọ xúc tác 6 năm;
Nhiệt độ vận hành/áp suất, oC/kg/cm2g: 188/35.
II.1.2 Xúc tác PURASPEC 2443
7
Methanator loại các vết CO để giảm sự đầu độc của xúc tác I-8;
Tuổi thọ hơn 3 năm;
Nhiệt độ vận hành/áp suất, oC/kg/cm2g: 249/ 38,4
II.1.3 Xúc tác PerchlordEthylene
III.
Clor sử dụng 165 kg/ngày.
XÚC TÁC CỦA PHÂN XƯỞNG CCR
Phân xưởng Reforming xúc tác liên tục sử dụng 2 loại xúc tác sau:
Stt
Tên thương mại
1 R-134 (hoặc R-234)
2 Diethyl sulphide (DES)
Hãng cung cấp
UOP
ELF Atofina, Singapore
Phân xưởng Reforming xúc tác liên tục xử lý nguyên liệu naphta nặng từ
tháp tách naphta.
Nguyên liệu vào lò phản ứng được tiếp xúc với chất xúc tác tuần hoàn mà
sẽ được tái sinh liên tục để duy trì hoạt tính xúc tác.
Dòng sản phẩm từ lò phản ứng được tách thành dòng hydrocacbon lỏng
và dòng khí dòng khí giàu hydro.
Một phần dòng hydrocacbon lỏng có giá trị được thu hồi từ dòng khí giàu
hydro.
Dòng lỏng reformat được cho tiếp xúc lại và phân đoạn để sinh ra sản
phẩm reformat và khí hóa lỏng LPG chưa ổn định.
Sản phẩm reformat được đưa trực tiếp tới bể chứa tại nhà máy lọc dầu.
LPG chưa ổn định được pha trộn với các dòng LPG khác của nhà máy trước khi
được đưa tới bể chứa tại khu bể chứa sản phẩm
Đặc điểm của công nghệ tái sinh liên tục (CCR):
- Lớp xúc tác được chuyển dộng nhẹ nhàng, liên tục trong hệ thống thiết bị
phản ứng với vận tốc vừa phải (trong khoảng 3- 10 ngày).
8
- Toàn bộ hệ thống được vận hành liên tục.
- Lớp xúc tác sau khi ra khỏi hệ thống phản ứng được đưa ra ngoài để tái
sinh trong một hệ thóng tái sinh riêng. Sau đó được quay trở lại hệ thống
phản ứng.
Cấu tạo một lò phản ứng dạng ống thẳng với lớp xúc tác chuyển động
dùng trong công nghệ CCR được mô là cụm hệ thống thiết bị phản ứng bao gồm
3 - 4 lò phản ứng có kích thước, điều kiện vận hành, lượng xúc tác nạp vào
không giống nhau, từ đó phân bố thành phần sản phẩm ra từ mỗi lò cũng không
giống nhau. Hệ thống cấu tạo từ nhiều lò phản ứng giúp cho dòng hỗn hợp
nguyên liệu và khí giàu hidro (khí tuần hoàn) đạt được nhiệt độ phản ứng và bù
trừ nhiệt năng từ các phản ứng hóa học xảy ra trong quá trình reforming. Nhiệt
độ giảm nhanh trong lò thứ nhất do sự xuất hiện của các phản ứng thu nhiệt
quan trọng (chủ yếu là phản ứng dehydro hóa naphten), lượng xúc tác tiêu thụ
cho giai đoạn này chiếm 10-15% trọng lượng. Ở lò phản ứng thứ 2 nhiệt độ
giảm ít hơn, lượng xúc tác tiêu thụ chiếm 20-30%. Tại lò phản ứng cuối cùng,
nhiệt độ gần như ổn định do có sự bù trừ nhiệt giữa các phản ứng thu nhiệt nhẹ
với các phản ứng tỏa nhiệt kiểu như hydrocracking.
III.1 Thành phần và liều lượng sử dụng xúc tác
III.1.1 Xúc tác R-134:
Đường kính: 1,6 mm;
Khối lượng riêng: 560 kg/m3;
Hàm lượng Pt: 0,29 %kl;
Clo sử dụng tái sinh xúc tác: 1,1-1,3%kl;
Tuổi thọ của xúc tác là 6 năm.
9
o
Lượng xúc tác sử dụng trong các phản ứng của CCR:
Thiết bị
Phản ứng
Lượng sử dụng, m 3
R-1301
Phản ứng số 1
11,6
R-1302
Phản ứng số 2
13,5
R-1303
Phản ứng số 3
14,9
R-1304
Phản ứng số 4
15,9
Tái sinh CCR
25,1
Tổng
81
III.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến tuổi thọ xúc tác của phản ứng CCR
o Sự đầu độc xúc tác CCR:
10
Sự đầu độc
Ảnh hưởng
Mức tối đa
Lưu Huỳnh
Kim loại
0,5 ppm trong nguyên liệu
Nitơ
axít
0,5 ppm trong nguyên liệu
Nước
axít
30 ppm trong khí hoàn lưu
Kim loại
Nhiều
Nhiều
Nhiệt độ (điểm cuối)
Tính ổn định
240 oC
o
Các yếu tố ảnh hưởng chính đến quá trình reforming bao gồm:
Nhiệt độ thiết bị phản ứng
Áp suất thiết bị phản ứng
Tốc độ nạp liệu
Chất lượng nguyên liệu
Ảnh hưởng các thông số vận hành đến hiệu suất và chất lượng sản
phẩm
Tỉ lệ mol H2/ nguyên liệu: Xác định bằng tỉ lệ giữa lưu lượng
(mol/h) hydro tuần hoàn và lưu lượng nguyên liệu nạp (mol/h).
Thêm một lượng lớn khí tuần hoàn chứa H2 (80-90% tl) nhằm làm
giảm sự lắng đọng của cốc trên bề mặt xúc tác (do tăng quá trình
hydro hóa các hợp chất không no trung gian là tiền chất tạo cốc).
Tỉ lệ H2/NL thay đổi trong khoảng rộng (1-10). Giới hạn dưới phụ
thuộc lượng H2 yêu cầu nhỏ nhất nhằm duy trì áp suất riêng phần
của H2 trong hệ thống. Giới hạn trên xác định bởi công suất máy
nén, kích thước lò phản ứng và tính kinh tế quá trình. Thay đổi tỉ
lệ này ít làm thay đổi chất lượng sản phẩm. Mặt khác với các công
nghệ CCR hiện nay áp suất thực hiện chỉ >3 atm, giảm tỉ lệ H2/NL
trong trường hợp này tương đương với việc làm giảm áp suất riêng
phần của H2 nên có tác động thuận lợi đến hiệu suất sản phẩm).
Phân xưởng reforming xúc tác của DQR được lắp đặt theo công nghệ
Platforming của UOP (Mỹ). Phân xưởng này có nhiệm vụ cung cấp hợp phần
pha xăng (reformat) chất lượng cao và đáp ứng một phần nguyên liệu (BTX) cho
hóa dầu
Sơ đồ công nghệ PLATFORMING của UOP: Thiết bị phản ứng được xếp
chồng lên nhau . Xúc tác đi từ trên xuống qua hệ thống thiết bị phản ứng, sau đó
tập trung lại và được nâng lên thiết bị tái sinh nhờ khí nâng. Sau khi tái sinh,
chất xúc tác được đưa trở lại thiết bị phản ứng thứ nhất. Nhờ được lấy ra từng
phần và tái sinh liên tục mà hoạt tính xúc tác ổn định cao hơn so với trong
trường hợp lớp xúc tác cố định (công nghệ bán tái sinh). Công nghệ này hiện
nay được sử dụng phổ biến hơn cả (chiếm 70% thị phần công nghệ CCR trên thế
11
giới). Tuy nhiên cũng có nhược điểm là vận hành khó khăn do chiều cao hệ
thống thiết bị phản ứng.
IV.
XÚC TÁC CỦA PHÂN XƯỞNG KTU
Phân xưởng xử lý kerosen sử dụng 3 loại xúc tác sau:
Stt
Tên thương mại
1 ARI 100EXL
2 ARI 120L
3 MEA (Methylethanolamine) - xúc tác chất mang)
Hãng cung cấp
US FILTER
US FILTER
Union Carb
Phân xưởng xử lý Kerosen được thiết kế để xử lý phân đoạn Kerosen từ
phân xưởng chưng cất dầu thô.
Phân xưởng xử lý Kerosen được thiết kế để giảm hàm lượng mercaptan
(RSH), hydrosulphit (H 2S) và axit naphtenics (RCOOH) từ nguyên liệu là
kerosen chưng cất trực tiếp sinh ra trong CDU.
Xút tinh khiết dùng cho phân xưởng được cung cấp từ các thiết bị bên
ngoài với nồng độ thích hợp.
Phân xưởng xử lý kerosen loại bỏ toàn bộ nước ra khỏi sản phẩm. Tiêu
chuẩn sản phẩm đạt được bằng chiết một giai đoạn.
Sản phẩm từ phân xưởng xử lý kerosen được dẫn tới bể chứa, từ bể chứa
nó được bán như nhiên liệu phản lực Jet A1 hoặc sử dụng làm nguyên liệu trộn
diezel và dầu đốt lò. Phân xưởng xử lý Kerosen tạo ra Kerosen đáp ứng tiêu
chuẩn nhiên liệu phản lực Jet A1.
Dung dịch amin loãng (MEA) sẽ được sử dụng trong phân xưởng KTU
theo từng mẻ gián đoạn để tái sinh xúc tác.
Loại bỏ các tạp chất axit naphthenic và các hợp chất của lưu huỳnh trong
dòng nguyên liệu Kerosen để sản phẩm đạt chỉ tiêu của Jet A1.
IV.1 Thành phần và liều lượng sử dụng xúc tác
o Tiêu thụ hoá phẩm, xúc tác:
0
NaOH 5 Be :
0
NaOH 20 Be :
ARI-100 EXL :
ARI-120L :
Cacbon hoạt tính :
MEA 50% :
Muối :
Đất sét Attapulgus :
202.210
kg/tháng
8.022
47,5
11,7
80,8
0,18
5.272
kg/tháng
kg/tháng
kg/tháng
kg/tháng
kg/tháng
kg/tháng
3.083
kg/tháng
o Quá trình NAPFINING:
12
o
o
Tác nhân xử lý: - Kiềm 20 Be và 5 Be
- Nước khử khoáng (0% ppm wt CaCO )
3
- Xúc tác Cobalt Phthalocyanine (ARI-100EXL ,ARI-120L)
- Khí oxi hoá
- Muối (Rock salt)
- Đất sét (Attapulgus).
Điều kiện thiết kế:
2
- P = 18 kg/cm
0
- T = 75 C
RCOOH + NaOH = RCOONa + H O
2
0
Nồng độ kiềm:
5 Be (~3,36 wt %)
3
Tốc độ tuần hoàn kiềm: 6,62 – 13,25 m /h
3
Tốc độ bổ sung kiềm:
đa là 40%)
Tốc độ dòng HC:
0,27 m /h (duy trì mức tiêu hao kiềm tối
3
66,2 m /h
0
Nhiệt độ kiềm:
>15 C
0
Nhiệt độ:
40 C
Nhiệt độ cao: muối axit dễ bị hoà tan
Nhiệt độ thấp: tăng khả năng tạo nhũ tương bền khi có mặt của
axit napthenic
Áp suất:
hầu như không ảnh hưởng
2
Tổn thất áp suất: ΔP < 0,7 kg/cm
2
Thực tế vận hành < 0,1 kg/cm
o Quá trình MERICAT II:
2RSH + 2NaOH = 2RSNa + 2H O
2
2RSNa + ½ O + H O = RSSR + 2NaOH
2
2
2RSH + ½ O = RSSR + H O
2
Kiềm:
Xúc tác:
0
2
0
5 Be và 20 Be (~3,36% wt và 14,3 % wt)
Cobalt Phthalocyanine (ARI-100EXL và ARI-120L)
3
Tốc độ phun không khí: 6,8 Nm /h (gấp 1,5 lần so với lý thuyết)
3
Ước tính 5 kg/h hàm lượng S cần tiêu tốn 4,5 Nm /h oxi.
13
3
Tốc độ tuần hoàn kiềm: 13,25 – 16,7 m /h
0
Kiềm sạch 5 Be được thêm vào hệ thống liên tục vì quá
trình có sinh ra nước
Xúc tác ARI-100EXL thêm vào được tính theo lượng xúc
tác khô 100%
3
Tốc độ dòng Kerosen:
66.2 m /h
0
Nhiệt độ:
40 C
Áp suất: tối thiểu
trong kerosen)
1,41 kg/cm (để đảm bảo không khí hoà tan tốt
Tổn thất áp suất:
< 0,7 kg/cm
2
2
2
Thực tế vận hành < 0,1 kg/cm
Tầng Carbon:
- Chiều cao:
6096 mm
- Tuổi thọ:
5-10 năm
- Gía đỡ:
khung lưới Johnson (có lớp đệm)
- Tẩm xúc tác:
ARI-120L (1-2 năm/lần)
- Kiềm hoá (01 lần/tháng, tháng đầu tiên 01 lần/tuần)
0
- Rửa nước nóng: 90 C
IV.1.1
Xúc tác ARI 100EXL:
Thành phần: Coban phthalocyanine sulphonate và nước;
Điểm sôi của xúc tác 100oC, điểm đông khoảng -6,5oC;
Tỷ trọng tương đối của xúc tác: 1,07-1,17;
Tuổi thọ của xúc tác khoảng 3 năm.
Nhiệt độ làm việc của phản ứng: 25 oC ;
Độ nhớt vận hành : 1,5 cP ;
IV.1.2 Xúc tác ARI 120L:
Thành phần chủ yếu: Coban phthalocyanine sulphonate;
Tuổi thọ của xúc tác khoảng 3 năm.
V.
XÚC TÁC CỦA PHÂN XƯỞNG RFCC
Phân xưởng cracking xúc tác tầng sôi cặn chưng cất khí quyển sử dụng
loại xúc tác sau:
Stt
Tên thương mại
1 Albemarle (Former Akzo), COBRA RMR
2 GDC-1825
Hãng cung cấp
AKZO NOBEL
GRACE Davison
Phân xưởng Cracking xúc tác tầng sôi cặn (Phân xưởng số 015)
Chế độ vận hành: - Max Naphta RFCC (Tối đa xăng)
14
- Max LCO (Tối đa diezel)
Mô tả chung
Bộ phận chuyển hóa
Phân xưởng RFCC nhận trực tiếp phần cặn chưng cất khí quyển nóng từ
phân xưởng chưng cất khí quyển, hoặc phần cặn nguội từ bể chứa.
Bộ phận chuyển hóa của phân xưởng RFCC sẽ chế biến ra các dòng sau:
Dòng khí ướt được dẫn tới cụm xử lý khí RFCC;
Dòng sản phẩm chưng cất ở đỉnh được đưa tới cụm xử lý khí RFCC;
Dòng dầu nhẹ (LCO) được đưa đến bể chứa và sau đó tới phân xưởng
LCO-HDT;
Dòng dầu cặn (DCO) được đưa tới hệ thống pha trộn dầu đốt hoặc bồn
chứa dầu đốt dùng cho nhà máy.
Bộ phận chuyển hóa gồm có lò phản ứng/lò tái sinh, tháp chưng cất chính,
lò đốt, thiết bị kiểm soát xúc tác, cột tách LCO, thiết bị làm nguội/tháo sản phẩm
LCO và các thiết bị phụ trợ khác.
Cụm xử lý khí RFCC
Dòng khí ướt và sản phẩm đỉnh từ tháp chưng cất chính được đưa tới cụm
xử lý khí của phân xưởng RFCC, sẽ tạo ra các dòng sau:
Dòng khí thải chưa bão hòa thoát ra từ tháp hấp thụ bằng amin nằm
trong cụm xử lý khí RFCC.
Dòng hỗn hợp C3/C4 được đưa tới phân xưởng xử lý LPG trước khi
tách ra trong phân xưởng thu hồi propylen.
Toàn bộ dòng naphta được đưa tới phân xưởng xử lý naphta của phân
xưởng RFCC.
Cụm xử lý khí RFCC gồm có hai tháp hấp thụ bằng amin để xử lý khí
nhiên liệu và khí hóa lỏng LPG trước khi chúng ra khỏi thiết bị và sẽ sử dụng
dòng amin sạch từ tháp tái sinh amin (ARU). Dòng amin bẩn sẽ được đưa trở lại
ARU để tái sinh từ cụm xử lý khí RFCC.
V.1
Thành phần và liều lượng sử dụng xúc tác
Đối với nguyên liệu có lưu huỳnh thấp sử dụng Ultra-Stable
Hydrogen Y type (USHY) zeolite.
Xúc tác sử dụng; 675 tấn;
Lượng bổ sung xúc tác hàng ngày:
Hỗn hợp đầu pha trộn: 15,2 tấn/ngày;
Dầu thô Bạch Hỗ: 5,2 tấn/ngày.
Mục đích: maximize LCO và tương thích với kim loại.
15
VI.
XÚC TÁC CỦA PHÂN XƯỞNG NTU
Phân xưởng xử lý naphta của phân xưởng RFCC sử dụng loại xúc tác sau:
Stt
Tên thương mại
1 ARI 100EXL
Hãng cung cấp
US FILTER
Loại bỏ các hợp chất của lưu huỳnh (chủ yếu là Mercaptan) và phenol của
phân đoạn Naptha từ RFCC
Tác nhân xử lý:
o
Kiềm 20 Be (~14,3% wt)
Nước khử khoáng (0% ppm wt CaCO )
Xúc tác Cobalt Phthalocyanine (ARI-100EXL)
Khí oxi hoá
3
Các phản ứng hoá học xảy ra:
2H S + 4NaOH = 2Na S + 4H O
2
2
2
2Na S + 2O + H O = Na S O + 2NaOH
2
2
2
2 2
3
2H S + 2O +2NaOH = Na S O + 3H O (3)
2
2
2 2
3
2
2RSH + 2NaOH = 2NaSR + 2H O
2
2NaSR + ½ O + H O = RSSR + 2NaOH
2
2
2RSH + ½ O = RSSR + H O
2
2
CO + 2NaOH = Na CO + H O
2
2
3
2
ROH + NaOH = NaOR + H O
2
Thông số vận hành:
16
3
Kiềm sạch đưa vào theo từng mẻ: V=11,9 m
Nồng độ kiềm tự do giảm đến 4%wt: thay kiềm mới
Tuổi thọ mẻ kiềm: 17,8 ngày (dầu hỗn hợp) và 29,4 ngày (dầu
BH)
3
Tốc độ không khí: 44,9 Nm /h (gấp 1,5 lần so lý thuyết)
3
= 60 m /h (phụ thuộc nồng độ tạp chất)
F
NaOH t/h
F
= 217.000 kg/h
HC
0
T
= 40 C
T
> 15 C
0
NaOH
2
P(min) = 8 kg/cm (đảm bảo độ hoà tan thích hợp của không
khí vào dòng HC)
Nước bổ sung:
3
0,06 m /h (dầu hỗn hợp)
3
0,07 m /h (dầu BH)
VI.1 Thành phần và liều lượng sử dụng xúc tác
VI.1.1 Xúc tác ARI 100EXL:
Xúc tác ARI-100EXL được đưa vào cho từng mẻ kiềm (tính theo
xt khô 100% - nồng độ ban đầu 200 ppm)
Mẻ đầu tiên: 3 kg
Các mẻ tiếp theo:2,7 kg
Lượng bổ sung :1 kg/ngày
Tiêu thụ hoá phẩm, xúc tác:
0
NaOH 20 Be : 23.500 kg/tháng
ARI-100EXL : 35 kg/tháng
Anti-oxidant AO-22 hoặc AO-23: 6,120 kg/tháng
VI.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến tuổi thọ xúc tác của phản ứng NTU
VII. XÚC TÁC CỦA PHÂN XƯỞNG LCO-HDT
Phân xưởng xử lý LCO bằng hydro sử dụng các loại xúc tác sau:
Stt
Tên thương mại
1 ACT 077
2 HR945
3 HR448
Hãng cung cấp
Axens
Axens
Axens
17
4
DMDS (xúc tác sulphiding)
Phân xưởng LCO-HDT sẽ được bổ sung để xử lý dòng LCO từ phân
xưởng RFCC để nó có thể được trộn vào diezel ô tô, bằng cách xử lý LCO bằng
hydro làm tăng sự ổn định.
VII.1 Thành phần và liều dùng của xúc tác:
Xúc tác HR-945 & HR-448 có thành phần gồm Niken, Al và oxít Mo.
Xúc tác tiền xử lý HR-945 sử dụng cho quá trình vòng hóa các
hợp chất vòng chưa bảo hòa có trong nguyên liệu.
Xúc tác sử dụng phản ứng chính là HR-448.
Phương pháp tái sinh xúc tác sử dụng là: In-Situ;
Tuổi thọ của xúc tác là: 60 tháng;
Thời gian cho chu trình tái sinh xúc tác là: 24 tháng.
Xúc tác DMDS:
Hình dạng bi cầu trơ ¾” Khối lượng riêng: 1.350 kg/m3;
Hình dạng bi cầu trơ ¼” Khối lượng riêng: 1.400 kg/m3;
Xúc tác ACT 077:
Hình dạng vòng 10 mm;
Khối lượng riêng: 550 kg/m3.
Xúc tác HR 945:
Hình dạng viên cầu (Ni trộn với nhôm và oxít Mo)
Đường kính cầu: 2 - 4 mm
Khối lượng riêng trung bình: 880 kg/m3 ± 5%
18
Xúc tác HR 448:
Đường kính 1,2 mm
Khối lượng riêng trung bình: 700 kg/m3 ± 5%
Khối lượng sử dụng các xúc tác:
Các yếu tố ảnh hưởng đến tuổi thọ xúc tác của phản ứng LCO-HDT
Các chất tạp nhiễm trong xúc tác:
Các chất ức chế và chất trung gian
•
CO
•
CO2
Đầu độc tạm thời
•
As, Sb, Pb
Đầu độc lâu dài
•
Silicon
Quy trình xử lý xúc tác:
Tuần hoàn hydro
Sun phua hóa xúc tác
Tiền tẩm hơi.
VIII. XÚC TÁC CỦA PHÂN XƯỞNG LTU
Phân xưởng xử lý LPG sử dụng loại xúc tác sau:
Stt
Tên thương mại
1 MEA (Methylethanolamine)
Hãng cung cấp
Union Carb
VIII.1 Thành phần và liều lượng sử dụng xúc tác
Loại MEA: 99 %kl
Dòng sử dụng, m3/giờ:
0,02 đối với dầu chua;
0,01 đối với dầu ngọt.
19
IX.
XÚC TÁC CỦA PHÂN XƯỞNG PRU
Phân xưởng thu hồi propylen sử dụng loại xúc tác sau:
Stt
Tên thương mại
1 R3-12
Hãng cung cấp
BASF
Phân xưởng thu hồi propylen được thiết kế để xử lý dòng hỗn hợp
C3/C4 từ phân xưởng xử lý LPG. Phân xưởng PRU sẽ tách và tinh chế propylen
để đạt được đặc tính kỹ thuật của loại propylen độ sạch polyme hóa 99.6% khối
lượng. Giai đoạn đầu trong quá trình loại C4’s ra khỏi LPG trong một tháp tách
C3/C4.
Thiết bị tách chính propan/propylen có hai cấp:
o Cấp một là giai đoạn tách etan mà sẽ tách những sản phẩm nhẹ hơn
propylen.
o Cấp hai là cột tách propan/propylen ở bơm nhiệt áp suất thấp.
Sản phẩm propylen từ cột tách propan/propylen tiếp tục được tinh chế
thêm. Giai đoạn thứ nhất sẽ là loại bỏ cacbonyl sulfua bằng xúc tác khô. Giai
đoạng thứ hai thông thường bao gồm việc loại bỏ Asen, Photpho và antimoan
bằng tầng xúc tác khô. Các giai đoạn tinh chế được kết hợp trong cùng một tháp.
IX.1 Thành phần và liều lượng sử dụng xúc tác
20
ĐẠI HỌC QUỐC GIA
p TP HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC
BỘ MÔN KỸ THUẬT HOÁ DẦU
TIỂU LUẬN MÔN XÚC TÁC TRONG CHẾ BIẾN DẦU KHÍ
XÚC TÁC CỦA NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT
HVTH
: Nguyễn Huỳnh Hưng Mỹ
MSHV
:
CBHD
: TS.NGUYỄN HỮU LƯƠNG
10400159
TP Hồ Chí Minh, 12/2010
1
CHỦ ĐỀ
XÚC TÁC CỦA NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT
A. SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CỦA NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG
QUẤT (DQR)
Nhà máy lọc dầu Dung Quất (DQR) sơ bộ có 9 phân xưởng sử dụng xúc
tác trong quá trình chế biến như sau:
a). Phân xưởng xử lý Naphta bằng Hydro (NHT)
b). Phân xưởng đồng phân hóa Naphta nhẹ (ISOMER)
c). Phân xưởng Reforming xúc tác liên tục (CCR)
d). Phân xưởng xử lý Kerosen (KTU)
e). Phân xưởng Cracking xúc tác tầng sôi cặn chưng cất khí quyển (RFCC)
f). Phân xưởng xử lý Naphta của phân xưởng RFCC (NTU)
g). Phân xưởng xử lý LCO bằng hydro (LCO-HDT)
h). Phân xưởng xử lý LPG (LTU)
i). Phân xưởng thu hồi Propylen (PRU)
2
B.
DANH MỤC CÁC LOẠI XÚC TÁC CỦA DQR
Stt
Các phân
xưởng
1
2
3
4
NHT
Xúc tác sử dụng
Tên xúc tác
S-120
Diethyl sulphide
I-8
I-8 Plus
PURASPEC 2010
ISOMER (xúc tác Methanator)
PURASPEC 2443
PerchlordEthylene (xúc
tác chloriding).
R-134
CCR
Diethyl sulphide
KTU
ARI 100EXL
ARI 120L
MEA
(Methylethanolamine) xúc tác chất mang)
Nhà cung cấp
Trạng thái, liều dùng
UOP
ELF Atofina
(Sing)
Thể rắn
Thể rắn
UOP
UOP
Johnson Mathey
Thể rắn, Pt
Thể rắn
Thể rắn
Johnson Mathey
Thể rắn
Thể rắn
UOP
ELF Atofina
(Sing)
US FILTER
US FILTER
Union Carb
Thể rắn, Pt
Thể rắn
Ghi chú
- Không tái sinh. Thay mới xúc tác
sau mỗi 4 năm.
- Xúc tác thải làm nguyên liệu cho
nhà máy thu hồi kim loại.
- Thay mới xúc tác sau mỗi 3 năm.
- Xúc tác thải làm nguyên liệu cho
nhà máy thu hồi kim loại.
- Xúc tác thải nhà cung cấp thu hồi để
tái chế.
280 g/l
240 g/l
50%
3
5
RFCC
6
NTU
7
LCOHDT
8
LTU
9
PRU
AKZO NOBEL COBRA AKZO NOBEL
RMR
ARI 100EXL
ACT 077
HR945
HR448
DMDS (xúc tác
sulphiding)
MEA
(Methylethanolamine)
R3-12
US FILTER
Axens
Axens
Axens
Union Carb
- 5,5 Te/ngày cho dầu
Bạch Hổ
- 15,2 Te/ngày cho dầu
pha trộn
280 g/l
- Catalyst Bed Protection
- Xử lý hydro điểm cắt
chứa olefin
- Điểm cắt sâu
- Thể rắn
Thể rắn
Xúc tác thải làm nguyên liệu để sản
xuất xi măng, nhựa đường
- Xúc tác được tái sinh sau mỗi 2 năm
sử dụng.
BASF
4
5
