XÚC tác CHO lọc hóa dầu

Trường Đại học Công nghiệp

XÚC TÁC CHO LỌC HÓA DẦU
TS. Nguyễn Mạnh Huấn

1


Mô tả môn học
Môn học cung cấp:

Kiến thức về các nhóm xúc tác cơ bản ứng dụng trong các
công nghệ chế biến dầu.
Trọng tâm của môn học:

- Giới thiệu về đặc điểm nhiệt động học phản ứng
- Đặc điểm xúc tác
- Kiến thức cơ bản của từng nhóm xúc tác, các quá trình sử
dụng chúng, là cơ sở để ứng dụng và phát triển các quá
trình xúc tác trong chế biến dầu.
2


Mục tiêu môn học
Học viên nắm vững:
- Đặc điểm nhiệt động học của các quá trình chế biến
dầu cơ bản
- Các nhóm xúc tác chế biến dầu.

3

ĐỀ CƢƠNG MÔN HỌC

Chƣơng 1:Đại cƣơng về chất xúc tác công nghiệp
1.1. Khái niệm về chất xúc tác và quá trình xúc tác.
1.2. Phân lọai chất xúc tác.
1.3. Tầm quan trọng của xúc tác trong CN hóa học.
1.4. Thành phần của chất xúc tác.
1.5. Định tính và định lượng tính chất & họat tính xúc
tác.
1.6. Sản xuất chất xúc tác.
1.7. Các yếu tố ảnh hưởng đến tính năng của xúc tác.
1.8. Sự giảm họat tính của xúc tác. Tái sinh xúc tác.
1.9. Các yêu cầu của chất xúc tác công nghiệp.
4


ĐỀ CƢƠNG MÔN HỌC

Chƣơng 2: Hệ xúc tác acid

2.1. Khái niệm acid – base.
2.2. Chức năng của hệ xúc tác acid.
2.3. Các nhóm xúc tác acid sử dụng trong công
nghệ chế biến dầu.

5


ĐỀ CƢƠNG MÔN HỌC

Chƣơng 3: Hệ xúc tác kim lọai

3.1. Chức năng của hệ xúc tác kim lọai.
3.2. Cơ chế xúc tác của hệ xúc tác kim lọai.
3.3. Xác định bản chất của các tâm kim lọai.

3.4. Các nhóm xúc tác kim lọai sử dụng trong công
nghệ chế biến dầu.

6


ĐỀ CƢƠNG MÔN HỌC

Chƣơng 4: Hệ xúc tác hai chức năng

4.1. Chức năng của hệ xúc tác hai chức năng.
4.2. Các quá trình trên xúc tác hai chức năng.

4.2.1. Reforming xúc tác.
4.2.2. Hydrocracking.
4.2.3. Hydroisomer hóa alkane.

7


TÀI LIỆU THAM KHẢO

1.

Bhattacharyya, K. G., Talukdar, A. K., Catalysis in Petroleum
and Petrochemical Industries, Narosa Publishing House
(2005).

2.

Chorkendorff, I., Niemantsverdriet, J. W., Concepts of Modern
Catalysis and Kinetics, Wiley-VCH (2005).

3.

Little, D. M., Catalytic Reforming, PennWell Publishing
Company (1985).

4.

Satterfield, C. N., Heterogeneous Catalysis in Industrial
Practice, Second Edition, McGraw-Hill, Inc. (1991).

5.

Stiles, A. B., Catalyst Manufacture: Laboratory
Commercial Preparations, Marcel Dekker, Inc. (1983).

6.

Weitkamp, J., Puppe, L., Catalysis and Zeolites, Springer
(1999).

and

8


Thời lƣợng các học phần

Học phần
Lý thuyết
Trình bày tiểu luận

Thời lượng
30 tiết
15 tiết

Trọng số
(%)
30%

9


Phƣơng pháp đánh giá môn học

Phương pháp đánh giá
Viết tiểu luận và trình bày.
Thi giữa kỳ
Thi cuối kỳ.

10

Chƣơng 1:

Đại cƣơng về chất
xúc tác công nghiệp

11


Chƣơng 1: Đại cƣơng về chất xúc tác
công nghiệp
1.1. Khái niệm về chất xúc tác và quá trình xúc tác

12


Chƣơng 1: Đại cƣơng về chất xúc tác
công nghiệp

13


Chƣơng 1: Đại cƣơng về chất xúc tác
công nghiệp
 Xúc tác làm thay đổi cơ chế phản ứng dẫn đến làm
giảm năng lượng họat hóa của phản ứng.
 Về mặt lý thuyết, xúc tác không thay đổi sau phản
ứng.
 Xúc tác không làm thay đổi đặc tính nhiệt động của

phản ứng.
 Đối với một phản ứng thuận nghịch, phản ứng làm
tăng tốc độ cả chiều thuận và chiều nghịch, dẫn đến
phản ứng đạt cân bằng nhanh hơn.
14


Chƣơng 1: Đại cƣơng về chất xúc tác
công nghiệp
 Tương tác giữa xúc tác và tác chất (chất phản ứng
/ sản phẩm) có vai trò quan trọng.
 Khả năng hấp phụ.
 Tính chọn lọc hình dạng.

15


Chƣơng 1: Đại cƣơng về chất xúc tác
công nghiệp
 Chất xúc tác có thể ở dạng nguyên tử, phân tử,
enzyme, chất rắn.
 Đồng thể.
 Dị thể.
 Sinh học.

16


17

Chƣơng 1: Đại cƣơng về chất xúc tác
công nghiệp
 Xúc tác đồng thể
 Phản ứng phân hủy tầng ozone
O3 + O  2O2
Khi có Cl:
Cl + O3  ClO3
ClO3  ClO + O2
ClO + O  Cl + O2

18


Chƣơng 1: Đại cƣơng về chất xúc tác
công nghiệp
 Xúc tác sinh học
 Chất xúc tác là enzyme.
 Enzyme Catalase xúc tác phản ứng phân hủy H2O2 ở tốc
độ 107 phân tử/giây!
H2O2  H2O + ½O2

19


Chƣơng 1: Đại cƣơng về chất xúc tác
công nghiệp
 Xúc tác dị thể

20

Chƣơng 1: Đại cƣơng về chất xúc tác
công nghiệp
 Khuếch tán.
 Hấp phụ.
 Phản ứng.
 Giải hấp.
 Khuếch tán.

21


Chƣơng 1: Đại cƣơng về chất xúc tác
công nghiệp
1.2. Phân lọai chất xúc tác

 Quá trình xúc tác: đồng thể & dị thể.
 Chức năng xúc tác: acid, base, oxy hóa khử, kim
lọai, enzyme,…

 Bản chất hóa học: acid, kim lọai, oxýt kim lọai,…

22


Chƣơng 1: Đại cƣơng về chất xúc tác
công nghiệp
1.3. Tầm quan trọng của xúc tác trong CN hóa
học



85 – 90% các quá trình trong CN hóa học có sử dụng xúc
tác.
a)

Sản xuất nhiên liệu trong các nhà máy lọc dầu.

b)

Sản xuất hóa chất trong các nhà máy hóa chất.

c)

Sản xuất phân bón, chất dẻo,…

d)

Giảm thiểu ô nhiễm.

e)

Xử lý ô nhiễm.

23


Chƣơng 1: Đại cƣơng về chất xúc tác
công nghiệp
 Vai trò của xúc tác:

 Giảm chi phí sản xuất.
 Tăng độ chọn lọc sản phẩm mong muốn.
 Giảm thiểu ô nhiễm môi trường từ quá trình sản xuất.
 Phát triển về khoa học và công nghệ.

24


Chƣơng 1: Đại cƣơng về chất xúc tác
công nghiệp
 “Hóa học xanh”.
3C6H5CHOH-CH3 + 2CrO3 + 3H2SO4  3C6H5CO-CH3 + Cr2(SO4)3 + 6H2O
 Độ chuyển hóa: 42%.
 Sản phẩm phụ: Cr2(SO4)3 & H2O

C6H5CHOH-CH3 + ½O2  C6H5CO-CH3 + H2O (xúc tác)
 Độ chuyển hóa: 87%.
 Sản phẩm phụ: H2O!

25