TIỂU LUẬN CRACKING XÚC TÁC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HCM
Môn học :Công nghệ lọc dầu

Chủ đề:

CRACKING XÚC TÁC

Nhóm thực hiện: Nhóm
Giảng viên hướng dẫn: Lưu Cẩm Lộc
2/61


Danh Sách Nhóm
1. Đặng Phương Quang
2. Phạm Văn Sang
3. Nguyễn Hoàng Hà
4. Nguyễn Thanh Duy
5. Nguyễn Thị Thiên Hương
6. Phạm Nguyễn Anh Phương
7. Huỳnh Cộng Hoàng Linh


Quá trình Cracking xúc tác
1

Mục đích của quá trình

2

Nguyên liệu cho quá trình

3

Các sản phẩm của quá trình

4

Xúc tác cho quá trình

5

Cơ chế phản ứng

6

Các phản ứng kèm theo

7

Các yếu tố ảnh hưởng

8

Các công nghệ tiêu biểu


I.Mục đích của quá trình
Chuyển hóa các phân đoạn
dầu nặng thành sản phẩm lỏng
và khí (khí, xăng, DO, …)

Mục
đích

Nâng cao độ chọn lọc của
quá trình Cracking
Nâng cao chất lượng sản
phẩm


II.Nguyên liệu cho quá trình
Dựa theo
thành phần
phân đoạn
có thể chia
nguyên liệu
cho quá
trình
cracking
xúc tác
thành 4
nhóm

Nhóm nguyên
liệu nhẹ

Nhóm nguyên
liệu distilat
trung gian

Nguyên

liệu

Nhóm nguyên
liệu có thành
phần phân đoạn
rộng

Nhóm
nguyên liệu
distilat nặng


Nguyên liệu cho quá trình
Nguyên liệu

Nhóm nguyên liệu
nhẹ: phân đoạn kerosensola lấy từ quá trình
chưng cất trực tiếp. Nhiệt
độ sôi trung bình là 260380 0C. Tỉ trọng trung
bình: 0,83-0,86. Trọng
lượng phân tử trung bình:
190-220 đvc.Dùng sản
xuất xăng máy bay.
.

Nhóm nguyên liệu là
phân đoạn Gasoil nặng:
Nhiệt độ sôi trung bình là
300-500 0C. Tỉ trọng
trung bình: 0,88- 0,92.

Trọng lượng phân tử
trung bình: 280-330 đvc.
Dùng để sản xuất xăng
ôtô.

Company Logo


Nguyên liệu cho quá trình
Nguyên liệu

Nhóm nguyên liệu có
thành phần phân
đoạn rộng:đó là hỗn
hợp của hai nhóm
trên.Nhiệt độ sôi trung
bình là 210-5500C.
Sản xuất xăng ôtô và
máy bay

Nhóm nguyên liệu
phân đoạn trung
gian: là hỗn hợp phân
đoạn kerosen nặng và
xola nhẹ. Giới hạn
nhiệt độ sôi trung bình
là 300-430 0C. Sản
xuất xăng ôtô và máy
bay.

III. Sản phẩm cracking xúc tác
Khí béo
Xăng không ổn định
Gasoil nhẹ
Gasoil nặng


KHÍ BÉO
Hàm lượng hydrocacbon cấu trúc nhánh
cao

Hiệu suất sản phẩm khí chiếm 1015% nguyên liệu


Sự phụ thuộc thành phần khí cracking xúc
tác vào nguyên liệu


Thành phần khí cracking phụ thuộc
vào xúc tác sử dụng


XĂNG KHÔNG ỔN ĐỊNH

•
•
•
•

Thành phần xăng cracking:
Aren
: 20 – 30% ;
Olefin
: 9 - 10% ;
Naphten
: 2-10%;
iso-parafin
: 35-50%.

 Xăng nhận được từ quá trình cracking xúc tác có tỉ
trọng khoảng 0,72-0,77.
 Trị số octan theo phương pháp nghiên cứu (RON)
khoảng 87-91.
 Ứng dụng: xăng ô tô, xăng máy bay( phải ổn định xăng)


GASOIL NHẸ
1
Thành phần:
hydrocacbon
không no và
aromat(28-55%),
ts 175-350, tỷ
trọng 0,83-0,94

2
Chỉ số xetan và
hàm lượng lưu
huỳnh cao hơn

so với phân đoạn
diesel

3
Ứng dụng: làm
thành phần
nhiên liệu DO,
nguyên liệu điều
chế muội, chất
pha loãng trong
điều chế cặn
mazut,...

Company Name


GASOIL NẶNG
Sản phẩm cặn, nhiệt độ sôi >350°C, d= 0,89-0,99

Có thể bị nhiễm bụi xúc tác, hàm lượng lưu
huỳnh cao

Ứng dụng: điều chế mazut,nguyên liệu sản xuất
muội, cracking nhiệt và tạo cốc


IV. XÚC TÁC CHO QUÁ TRÌNH CRACKING

1

Phân loại xúc tác

2

Vai trò của xúc tác

3

Yêu cầu đối với xúc tác

4

Tái sinh xúc tác
Company Logo


Phân loại xúc tác
Xúc tác
triclorua
nhôm
AlCl3

-Ưu điểm:Triclorua
nhôm cho phép tiến
hành ở nhiệt độ
thấp(200-300°C), dễ
chế tạo
-Nhược điểm: Bị mất
mát do tạo phức với
hydrocacbon thơm

của nguyên liệu

Aluminosilicat
vô định hình

-Là loại khoáng sét
tự nhiên hoặc tổng
hợp
-Có tính axit, các
tâm hoạt tính nằm
trên bề mặt xúc tác
-Hoạt độ bằng 0 khi
hàm lượng cốc đạt
13%

Aluminosilicat
tinh thể( chứa
zeolit)

-Thành phần trộn
thêm 10-20% zeolit
-Dễ dàng tái sinh
xúc
-Trị số octan của
xăng tăng ( khi tăng
hàm lượng xúc tác
chứa zeolit).
Company Logo

Vai trò của xúc tác
Xúc tác có tác dụng làm giảm năng
lượng hoạt hóa của phản ứng

Ngoài ra xúc tác còn có tính chọn lọc,
nó có khả năng làm tăng hay chậm
không đồng đều các loại phản ứng
( theo chiều hướng có lợi)


Yêu cầu đối với xúc tác

1

Hoạt tính xúc tác phải cao

2

Độ chọn lọc phải cao

3

Độ ổn định lớn

4

Đảm bảo độ bền cơ, bền nhiệt

5 Xúc tác phải đảm bảo độ thuần nhất cao

6

Xúc tác phải bền với các chất gây ngộ độc xúc tác

7

Xúc tác phải có khả năng tái sinh

8

Xúc tác phải dễ sản xuất, giá thành rẻ
4/61


Tái sinh xúc tác
Yếu tố tiên quyết

1

Mục đích: phá hủy cốc, khôi phục hoạt độ

2

Cách thức: đốt cốc trong lò tái sinh(570-700°C)

3

Yếu tố ảnh hưởng: tính chất xúc tác, cường độ cháy

4

Yêu cầu: Lượng cốc sau khi đốt phải cực tiểu(0.1-0.3%)

5

Xúc tác hoàn nguyên tối ưu: aluminat-silicat

6

Hạn chế: chưa giải quyết triệt để kim loại hấp phụ, vấn đề môi trường


V. CƠ CHẾ CRACKING
XÚC TÁC
Cơ chế của quá trình cracking xúc tác là cơ
chế ion cacboni ( cacbocation)
Cacbocation gồm 2 loại :
• Ion cacbeni : cacbon mang điện tích dương
có số phối trí 3 : CH3+, C2H5+, C3H7+,
(CH3)3C+,…
• Ion cacboni : cacbon mang điện tích dương
có số phối trí là 5 : CH5+, C6H7+ , R1-CH3+ CH2-R2,…


CRACKING XÚC TÁC
Hyđrocacbon parafin
Hyđrocacbon olefin
Hydrocacbon naphten
Hyđrocacbon thơm

CƠ CHẾ CRACKING
XÚC TÁC
Quá trình cracking xúc tác có thể chia thành 3 bước chính

1.Tạo thành
cacbocation

2.Biến đổi các
cacbocation

3.Dừng phản
ứng


Cracking hyđrocacbon parafin
Tác dụng của parafin với tâm axit Bronted của xúc tác

CnH2n+2 + H

+

CnH2n+2 + H+

+

CnH2n+3

+

CnH2n+3

Cn-mH2(n-m)+2 +

+

+

CmH2m+1

CnH2n+1 + H2


Sự tác dụng của parafin với tâm Lewis
CnH2n+2 + L(H+)

+

O

O
RH

+

Al
O

CnH2n+1 + LH

O

Si

+

R

+

H : Al
O

O

Si


Biến đổi các cacbocation
Chuyển dịch hydrua, alkyl
Sắp xếp lại mạch cacbon
Cắt mạch β C-C