đề thi xúc xúc tác trong hóa dầu

XÚC TÁC TRONG CÔNG NGHIỆP LỌC-HÓA DẦU
Câu 1:
Thành phần sau chưng cất của một loại dầu thô được cho ở bảng sau:
Phân đoạn
Nhiệt độ sôi (oC)
Suất lượng thu được (kg/h)
I
<35
7,95
II
40-110
130,63
II
110-180
334,32
IV
180-260
278,81
V
260-320
289,88
VI
320-400
921,63
Sản phẩm đáy
400-600
96,8
a) Dựa vào thông số đã cho ở bảng, hãy giới thiệu một số quy trình công
nghệ giúp việc chế biến loại dầu thô trên trở nên hiệu quả.
b) Phân đoạn nào ảnh hưởng lớn nhất đến tính kinh tế trong việc chế biến loại dầu
trên. Giới thiệu về quy trình cũng như các loại xúc tác được sử dụng trong việc

chế biến sâu phân đoạn đó.
c) So sánh quá trình cracking và hydrocracking. Xúc tác cho hai quá trình này có
giống nhau hay không? Vì sao?

Câu 2:
Khi tiến hành phân tích hai mẫu xúc tác Zeolite khác nhau cho quá trình
cracking xúc tác tầng sôi,
ZM-2
DZM-11
Phương pháp điều chế Không xử lý hơi nước
Có xử lý hơi nước tại
xúc tác
660oC
Thành phần xúc tác
(%khối lượng)
SiO2
90,34
96,35
Al2O3
2,82
3,08
Na2O
0,08
0,07
H2O
6,54
0,42
Tỷ lệ Al/Si
27,2
26,5

Trong đó, DZM-11 được từ mẫu ZM-2 nhưng với tỷ lệ pha trộn và có những
phương pháp xử lý nhiệt khác biệt hơn so với ZM-2
Người ta thu được cái số liệu được minh họa ở các hình vẽ sau người ta thu
được các số liệu sau:


Hình 1,2

Hình 3,4

Hình 5,6


Hình 7,8

Hình 9 (ZM-2) , 10 (DZM-11)


a) Nếu

nguyên liệu đầu vào là cặn nặng, quy trình FCC cho phép ta thu được
sản phẩm gì? Qua đó nêu ý nghĩa của quá trình FCC trong nhà máy lọc
dầu. Việc sử dụng xúc tác có vai trò gì trong quá trình FCC.
a) Các cặp hình vẽ trên mô tả các loại phổ phân tích nào. Phương pháp tiến
hành và ý nghĩa của các loại phổ phân tích trên.
b) Dựa vào các kiến thức đã học và các số liệu thu được, hãy so sánh hai loại
xúc tác được sử dụng trong quá trình (ZM-2 và DZM-11)
c) Tiến hành các phương pháp xử lý khác nhau, người ta điều chế được hai
loại Zeolite thông dụng là REY và USY với thành phần được cho ở bảng
sau

Phân biệt hai loại xúc tác USY và REY. Dựa vào các kết quả thu được, hãy
so sánh hiệu quả của hai loại xúc tác trên. Để cải thiện hiệu quả của hai loại
xúc tác trên, có thể sử dụng những phương pháp nào?
d) Các nguyên nhân dẫn tới sự giảm hoạt tính xúc tác FCC. Phân biệt xúc tác cân
bằng và xúc tác tái sinh. Khi nào cần tái sinh xúc tác?
Câu 3:
a) Giải thích cơ chế của quá trình Isome hóa, qua đó đưa ra cách lựa chọn xúc
tác cho quá trình. Động học phản ứng ảnh hưởng như thế nào đến việc lựa chọn
xúc tác cho quá trình này.
b) Dựa vào các kiến thức đã học, hãy nêu một số phương pháp cải thiện hoạt
tính xúc tác
c) Phân tích các đặc điểm xúc tác quá trình reforming.

GỢI Ý TRẢ LỜI
Câu 1:
a) Một số quá trình được sử dụng để chế biến sâu loại dầu thô trên, giúp
mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn là: cracking xúc tác, hydrocracking,
cracking xúc tác, reforming xúc tác, đồng phân hóa, alkyl hóa, isome
hóa,...
b) Dựa vào số liệu đã cho sau khi tiến hành chưng cất phân đoạn loại dầu thô
trên, ta được các nhận xét sau đây:
- Các phân đoạn có thành phần không cao là: phân đoạn khí (phân đoạn I) và
sản phẩm đáy
- Phân đoạn xăng (phân đoạn II) có hiệu quả kinh tế cao nhưng thành phần sau
chưng cất có suất lượng không cao
- Các phân đoạn diesel, naphtha (phân đoạn III, IV) có suất lượng tương đối
không cao
- Trong khi đó, phân đoạn có suất lượng lớn nhất sau chưng cất là gas oil nặng

(phân đoạn VI). Do đó, để sử dụng hiệu quả loại dầu thô này, các sản phẩm sau
chưng cất cần trải qua các quá trình chế biến sâu. Đặc biệt đối với loại dầu thô
này, để sử dụng hiệu quả nhất, quá trình cracking xúc tác tầng sôi cần được sử
dụng.
c) So sánh quá trình cracking và hydrocracking
v Giống nhau:


- Được sử dụng để chế biến sâu các sản phẩm sau chưng cất để tăng tính kinh
tế của sản phẩm
- Đều diễn ra ở nhiệt độ cao
v Khác nhau:
Hydrocracking
Cracking
Hiệu ứng nhiệt phản ứng Tỏa nhiệt, nhiệt độ thấp Thu nhiệt, tiến hành
hơn
cracking trực tiếp nên
nhiệt độ cao hơn
Chất lượng sản phẩm
Cao hơn, đáp ứng các Thấp hơn
tiêu chuẩn về môi
trường, chứa ít aroma và
olefins, thích hợp cho
xăng máy bay
Độ bền hoạt tính xúc tác Cao hơn, do có hydro Thấp hơn
bão hòa một phần các
olefins và hợp chất
thơm, nên ít tạo cốc hơn
Chi phí quá trình
Cao hơn, do tiêu tốn Thấp hơn

Hydro trong quá trình,
chi phí xúc tác cao hơn
do sử dụng xúc tác
lưỡng chức
Áp suất quá trình
Cao hơn, do có sự tham Tháp hơn
gia H2 trong quá trình
phản ứng
Xúc tác cho quá trình hydrocracking và cracking khác nhau, do cơ chế phản
ứng khác nhau dẫn đến hệ xúc tác sử dụng cho hai quá trình này khác nhau.
w Cơ chế của phản ứng hydrocracking:


- Đầu tiên, các phân tử n-parafins hấp phụ lên tâm kim loại, tại đây diễn ra các
quá trình bẽ gãy các liên kết hydro trong phân tử làm giải phóng hydro, tạo
thành các phân tử olefins mạch dài
- Các phân tử này sau đó giải hấp khỏi tâm kim loại và khuếch tán đến tâm
acid. Các phân tử olefins hấp phụ lên tâm acid, nhờ ion H+ trong tâm acid tạo
ra carbonion khác nhau. Đồng thời, tại các tâm acid này cũng diễn ra các quá
trình cracking, tạo ra các iso-olefins khí và các olefins mạch ngắn hơn có chứa
ion carboni.
- Các olefins khí sau đó giải hấp khỏi tâm acid và hấp phụ lên tâm kim loại. Sự
có mặt của Hydro giúp bão hòa các iso-olefins khí thành iso-paraffins và giải
hấp ra khỏi tâm kim loại thành các sản phẩm khí bão hòa.
- Các olefins ngắn mạch sau đó tiếp tục tiến hành các phản ứng cracking để tạo
ra các iso-olefins mạch ngắn hơn, sau đó trả ion H + về lại tâm acid và giải hấp
ra khỏi tâm này và tiếp tục khuếch tán đến tâm kim loại để bão hòa phân tử
dưới sự có mặt của H2. Sản phẩm cuối cùng là các iso-paraffins có chỉ số
octane cao.
→ Phản ứng hydrocracking diễn ra trên cả tâm acid và tâm kim loại. Xúc tác

cho quá trình này là xúc tác lưỡng chức năng.
w Cơ chế của phản ứng cracking:
Có nhiều loại cơ chế cho phản ứng cracking, chủ yếu xoay quanh việc tạo
carbocation và carbenium, tùy thuộc vào bản chất của hydrocaron và bản chất
của xúc tác. Chủ yếu có 4 cơ chế sau đây:
* Cơ chế 1: Tạo phân tử không no (olefin) nhận proton từ xúc tác để hình
thành alkylcarbenium.
* Cơ chế 2: phân tử no (paraffin) nhận proton từ xúc tác để hình thành
alkylcarbonium. Alkylcarbonium không bền, có thể được chuyển thành
alkylcarbenium.


* Cơ chế 3: tâm acid Lewis tách lọai Htừ phân tử trung hòa để hình thành
alkylcarbenium.
* Cơ chế 4: khi tâm acid bị hấp phụ bởi một phân tử để hình thành nên
tertiary alkylcarbenium, quá trình alkyl hóa xảy ra giữa tertiary alkylcarbenium
và phân tử olefin để tạo nên alkylcarbenium với kích thước lớn hơn.
→ Phản ứng cracking diễn ra trên tâm acid. Xúc tác cho quá trình này là xúc
tác đơn chức năng, xúc tác acid.
Câu 2:
o
a) Nếu đầu vào là cặn nặng (nhiệt độ sôi đầu trên 300 C), quy trình FCC cho
phép ta thu được các sản phẩm có thể là: các phân nhẹ như khí, phân
đoạn xăng, phân đoạn diesel và cốc. Cracking xúc tác cho hiệu suất
metan, etan và olefin thấp hơn so với cracking thông thường, và hiệu
suất hydrocarbon C3, C4 có cấu trúc nhánh và phân xăng cao hơn. Tuy
nhiên, sản phẩm thu được còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: điều kiện
phản ứng, loại xúc tác sử dụng và đặc biệt là thành phần nguyên liệu
nặng.
Mục đích chính của cracking xúc tác là điều chế xăng với trị số octan

không thấp hơn 76-78 và nhiên liệu diesel (Tuy có chất lượng kém hơn gas oil
chưng cất trực tiếp nhưng có thể sử dụng để chế biến thành sản phẩm thương
mại). Ngoài ra, trong FCC cũng tạo ra lượng lớn hydrocarbon C 4 dùng để sản
xuất alkylate làm phụ gia pha xăng. Sản phẩm của FCC đóng vai trò quan trọng
trong việc cung cấp nhiên liệu máy bay và xăng oto. Ngoài ra, ngành công
nghiệp hóa dầu cũng có thể tận dụng các sản phẩm của FCC, như hydrocarbon
thơm, olefins khí để phát triển. Do nhu cầu chế biến sâu ngày càng tăng, nghĩa
là nhu cầu về sản phẩm sáng ngày càng tăng, dẫn đến tầm quan trọng của FCC
trong nhà máy chế biến dầu. Và vì thế, đây được ví như “trái tim của nhà máy
lọc dầu”
Khác với cracking nhiệt, cracking xúc tác thực hiện trong thiết bị đặc dụng
và có xúc tác. Ưu điểm chính của quá trình này là hiệu suất sản phẩm giá trị
cao lớn: metan, etan, hiệu suất hydrocarbon C3, C4 (đặc biệt là iso-butan),
hydrocarbon thơm, iso-olefin và iso-parafin cao. RON và MON của cracking
xúc tác vì thế mà cao hơn cracking nhiệt. Vai trò của xúc tác là làm giảm nhiệt
độ của phản ứng (so với cracking nhiệt thông thường) và định hướng sản phẩm
tạo thành.
b) Các phổ được thể hiện trên hình vẽ lần lượt là:
- Hình 1: Phổ XRD:
- Hình 2: Phổ FT-IR
- Hình 3,4: Phổ NMR
- Hình 5,6: Phổ BET
- Hình 7,8: Phổ TPD
v Ý nghĩa các loại phổ này và phương pháp xác định:
* Phổ XRD (Phương pháp nhiễu xạ tia X): Là phương pháp định tính, dùng
để xác định cấu trúc tinh thể, pha tinh thể của xúc tác
Cách tiến hành: Khi một tinh thể được chiếu vào bằng chùm tia X cực
mạnh, nó sẽ làm phát tán chùm tia X đó và tạo ra mẫu các điểm đen hay là

điểm nhiễu xạ mà có thể được quan sát thông qua màn hình nằm phía sau tinh
thể. Cường độ mạnh yếu khác nhau của tia phản xạ có thể cho ta biết được sự
sắp xếp của các phân tử bên trong tinh thể ở mức nguyên tử.
* Phổ FT-IR (Quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier): Là phương pháp
định tính, được sử dụng để thu được phổ hồng ngoại hấp thụ hoặc phát xạ của
chất rắn, lỏng hoặc khí. Từ đó giúp xác định các nhóm chức có trong xúc tác
Cách tiến hành: Sử dụng cùng một nguồn bức xạ, chiếu đồng thời hai tia
bức xạ giống nhau, một tia qua buồng chứa mẫu và một tia qua buồng tham
chiếu. Sự hấp thụ năng lượng bức xạ hồng ngoài ở các tần số đặc trưng của các
chất giúp xác định cấu trúc tinh thể của mẫu qua việc phân tích vị trí các vạch
quang phổ hấp thụ được.
Bên cạnh đó, phổ DFTIR còn cho phép xác định tỉ lệ tâm acid
Lewis/Bronsted. Cách tiến hành như sau: tiến hành xử lý mẫu trước khi đo
bằng cách thổi khí, thường trong môi trường khí trơ Argon. Sau đó, mẫu được
bão hòa Pyridine tại nhiệt độ xác định, Pyridine sau đó được tách ra khỏi mẫu
bằng phương pháp thổi khí (Argon). Tiến hành ghi nhận phổ của mẫu trước khi
bão hòa Pyridine và sau khi bão hòa Pyridine để thu được phổ hồng ngoại hấp
thụ. Từ đó, đo diện tích miền và dùng phương pháp đường chuẩn để xác định tỉ
lệ hai loại tâm acid.
* Phổ NMR (Cộng hưởng từ hạt nhân): Là phương pháp định tính, được sử
dụng để thu được phổ hấp thu hay bức xạ điện từ của hạt nhân nguyên tử. Từ
đó giúp xác định cấu trúc liên kết có bên trong xúc tác
Cách tiến hành: Tiến hành thu quang từ việc tiến hành kích thích hạt nhân
bên trong nguyên tử bởi năng lượng tần số sóng radio dưới tác động của từ
trường bên ngoài. Dựa vào quang phổ thu được, so sánh với quang phổ chuẩn
của các đồng vị khác nhau (1H, 2H, 13C,...) ta có được trạng thái lai hóa của các
chất trong phân tử, từ đó xác định cấu trúc liên kết bên trong phân tử
* Phổ BET (Brunauer–Emmett–Teller hay còn gọi là Phương pháp hấp phụ
đẳng nhiệt Nito): Là phương pháp định lượng, được sử dụng để xác định tổng
diện tích bề mặt riêng của xúc tác.

Cách tiến hành: sử dụng khí hấp phụ (thường là khí trơ, N 2) để hấp phụ lên
bề mặt xúc tác ở điều kiện đẳng nhiệt (thường diễn ra ở nhiệt độ sôi của N 2,
khoảng 77K). Dựa vào thể tích N2 hấp phụ lên bề mặt để tính toán tổng diện
tích bề mặt riêng xúc tác.
* Phổ TPD (Giải hấp theo chu trình nhiệt độ): là phương pháp định lượng
dùng để xác định độ acid của xúc tác.
Cách tiến hành: hấp thụ mẫu lên bề mặt xúc tác sau đó tăng nhiệt độ và đo
độ giải hấp của mẫu ra khỏi bề mặt xúc tác. Dựa vào nhiệt độ giải hấp để đánh
giá hoạt độ của tâm acid đã sử dụng. Nhiệt độ giải hấp càng cao chứng tỏ tâm
acid đã dùng càng mạnh.
c) So sánh hai loại xúc tác đã sử dụng:
+ Module Al/Si: ZM-2 cao hơn DZM-11 nên tính acid của ZM-2 cao hơn
DZM-11, tuy vậy, độ bền nhiệt độ tâm acid ZM-2 yếu hơn. Vì khi tiến hành xử
lý bằng hơi nước, các phân tử Al không ổn định trong DZM-11 đã bị loại bỏ,
dẫn đến module Al/Si thấp hơn. Tuy độ acid yếu hơn nhưng DZM-11 sẽ khó
biến tính hơn trong lúc tái sinh do đã được xử lý bằng hơi nước.


+ Khi xử lý bằng hơi nước, phổ XRD của xúc tác không đổi so với khi không
xử lý. Tuy nhiên, cường độ có thay đổi (cụ thể: giảm) khi có xử lý bằng hơi
nước. Nhìn chung, việc xử lý bằng hơi nước không làm ảnh hưởng cấu trúc xúc
tác.
+ Khi xử lý bằng hơi nước, phổ FT-IR không thay đổi nhiều
+ Khi xử lý bằng hơi nước, kích thước hạt giảm (hình 10). Do khi tiến hành xử
lý bằng hơi nước loại nhôm ra khỏi framework, kích thước hạt giảm xuống.
Ngoài ra, nhôm lấy ra nằm lại trên bề mặt xúc tác và che đi một phần lỗ xốp.
+ Khi xử lý bằng hơi nước, nhôm che đi một phần lỗ xốp, điều này làm diện
tích bề mặt riêng giảm. Theo phổ BET, ta thấy diện tích khi có xử lý bằng hơi
nước giảm đi, điều này được giải thích là do các diện tích micropore bị che đi
một phần dẫn đến tổng diện tích bề mặt BET giảm.

+ Khi xử lý bằng hơi nước, cấu trúc mạng tinh thể bị thay đổi do Al bị loại khỏi
framework dẫn đến liên kết bên trong tinh thể xúc tác thay đổi. Phổ NMR ghi
nhận sự thay đổi về số pic và cả cường độ pic. Điều này chứng tỏ rằng việc xử
lý bằng hơi nước biến đổi mạnh liên kết hóa học của xúc tác.
+ Tính acid của xúc tác FCC gồm hai phần: Tâm acid yếu (Acid Lewis: Al 3+)
và Tâm acid mạnh (Acid Bronsted: H+). Khi xử lý bằng hơi nước, số tâm acid
yếu giảm đi do Al bị lấy ra khỏi framework và tồn tại dạng kim loại trên bề
mặt. Dễ thấy, trước khi xử lý hơi nước, tâm acid yếu giải hấp ở nhiệt độ thấp
(<300oC) và tâm acid mạnh giải hấp ở khoảng 450 oC. Sau khi xử lý thì cường
độ giải hấp và nhiệt độ giải hấp đều giảm.
d) Đầu tiên, ta cần tìm hiểu về hai loại zeolite REY va USY
- Zeolite REY: được điều chế từ zeolite NaY thông qua quá trình trao đổi ion
giữa loại zeolite này với các kim loại đất hiếm và muối amoni trong dung dịch.
- Zeolite USY: tiến hành các bước xử lý bằng nhiệt hydro hóa hoặc xử lý bằng
chất hóa học (thường là các acid) zeolite NH4Y để loại bỏ các phân tử nhôm
không ổn định ra khỏi khung framework, ta thu được zeolite siêu bền, gọi là
USY

So sánh hiệu quả hai loại xúc tác trên: với các dữ liệu đầu vào gần giống
nhau, hai loại xúc tác này định hướng các sản phẩm tương đối khác nhau
*


-Định hướng theo nhóm hydrocarbon: REY có xu hướng tạo ra nhiều paraffins
( cả mạch nhánh và mạch thẳng) và aromatics; trong khi đó, USY có xu hướng
tao ra nhiều olefins.
- Định hướng theo phân đoạn: Các phân đoạn (phân xăng) thu được tương đối
giống nhau cho cả hai loại zeolite.
- Việc sử dụng USY cho hiệu quả đáng kể trong việc làm tăng chỉ số octane của
xăng, điều này là do USY có định hướng tạo ra nhiều olefins hơn so với REY

(34,2 và 21,9). Mặc dù REY định hướng cho paraffins nhiều hơn USY, nhưng
sản phẩm paraffins chứa đồng thời mạch thẳng và mạch nhánh, dẫn đến việc
tăng octane không đáng kể. Còn lại, phân đoạn aromatics, cả hai loại xúc tác
đều cho số liệu xấp xỉ nhau.

-- Khi trao đổi ion đất hiếm, một phần Al 3+ bên ngoài khung framework bị loại
bỏ một phần hoặc hoàn toàn, làm tính acid của tâm xúc tác REY yếu hơn (do
các acid Lewis bị loại bỏ, chỉ còn tâm Bronsted). Trong khi đó, USY còn chứa
đồng thời hai loại tâm này, nên tính acid mạnh hơn, dẫn đến việc cracking diễn
ra mãnh liệt hơn, phân đoạn khí tạo ra nhiều hơn so với khi dùng REY.
- Ngoài ra, USY còn chứa các lỗ mao quản sơ cấp (kích thước từ 30 đến 200A o)
nên cracking hiệu quả các paraffins (kích thước mao quản lớn, paraffins dễ đi
vào cracking tạo olefins và các sản phẩm khác, các sản phẩm này đi vào các
mao quản tiếp tục và cracking thành phân đoạn nhỏ hơn). Trong khi đó, REY
chứa các mao quản kích thước khoảng 24-25A o nên chỉ cracking đến phân đoạn
xăng, sản phẩm khí ít. Tuy nhiên, điều này làm tăng khả năng tạo cốc.
- Hoạt tính xúc tác của USY và REY có thể xem như tương đương nhau ở nhiệt
độ thấp. Tuy nhiên, ở nhiệt độ cao, USY có hoạt tính cao hơn, do trải qua quá
trình xử lý hơi nước ở nhiệt độ cao, dẫn đến xúc tác bền hơn.
Ta có bảng so sánh sau:
Tiêu chí so sánh
REY
USY
Hoạt tính xúc tác
Cao
Thấp
Định hướng sản phẩm Cao
Thấp
phân đoạn xăng
Khả năng tạo cốc

Cao
Thấp
Khả năng tăng chỉ số Thấp
Cao
Octane
Độ bền xúc tác
Thấp
Cao


Khả năng hoạt động Thấp
Cao
trong điều kiện khắc
nghiệt
Cả USY và REY đều có những ưu nhược điểm, để sử dụng hiệu quả hơn, có
thể tiến hành kết hợp hai lại xúc tác này với nhau → Xúc tác REUSY.
e) Các nguyên nhân làm giảm hoạt tính xúc tác FCC (Slide Chương 2)

Câu 3:
Cơ chế phản ứng isome hóa được mô tả bên dưới:

Cơ chế này có thể được giải thích như sau: đầu tiên, các phân tử paraffins mạch
thẳng hấp phụ lên tâm kim loại và tiến hành phản ứng dehydro hóa để tạo thành
các olefins mạch thẳng và giải phóng hydro. Các olefins mạch thẳng này sau đó
giải hấp ra khỏi tâm kim loại và khuếch tán đến các tâm acid, sau đó hấp phụ
lên tâm này. Dưới tác dụng của H+ trong tâm acid, các phân tử olefins tạo thành
các carbocation và chuyển thành dạng bền hơn là các iso-olefins và hoàn trả
ion H+ lại tâm acid trước khi giải hấp ra khỏi tâm acid. Ngoài ra, trên các tâm
acid cũng diễn ra các phản ứng cracking. Các iso-olefins sau đó tiếp tục khuếch
tán đến các tâm kim loại và tiến hành bão hòa thành các iso-paraffins dưới sự

có mặt của H2 và kết thúc quá trình isome hóa.
Xúc tác lựa chọn cho quá trình là xúc tác lưỡng chức năng, gồm hai loại
tâm acid và kim loại. Cơ chế phản ứng cho thấy phản ứng diễn ra qua nhiều
bước và việc đảm bảo định hướng sản phẩm mong muốn là điều quan trọng.
Định hướng này thông qua việc điều chỉnh tỉ lệ giữa số tâm kim loại và số tâm
acid. Nếu tỉ lệ này thấp, số tâm acid nhiều, các ion hình thành trên tâm acid có
thể trải qua một loại các phản ứng cracking làm xuất hiện các hydrocarbon khí.
Các hydrocarbon này không được bão hòa ngay sẽ dễ xảy ra phản ứng polyme
hóa và tạo cốc trong thiết bị.
Động học (Xem slide)
b) Xem slide
c) Xúc tác cho quá trình Reforming:


Để lựa chọn xúc tác cho quá trình reforming, trước hết ta cần xem xét cơ
chế của phản ứng này

Phản ứng reforming xúc tác cho phép tạo các nguyên liệu cho công nghiệp
hóa dầu và nguồn sản phẩm có trị số octane cao (đặc biệt là BTX) từ naphtha
và phân đoạn nặng của hydrocracking. Phản ứng diễn ra trên tâm acid và tâm
kim loại. Tại tâm kim loại, các phân tử naphtha tiến hành các phản ứng hydro
hóa và dehydro hóa, tạo thành các olefins mạch thẳng và mạch vòng, đi kèm
theo đó là sự đóng-mở vòng các phân tử naphtha. Dưới sự có mặt của xúc tác
acid, các olefins này chuyển vị thành các dạng bền hơn và tiến hành các phản
ứng hydro hóa để tạo iso-paraffins. Bên cạnh đó, các phân tử naphtha dạng
vòng cũng tiến hành nhiều phản ứng dehydro hóa để tạo ra B,T,X. Cần lưu ý
rằng phản ứng cracking và tạo cốc vẫn diễn ra vì có mặt xúc tác acid.
→ Phản ứng diễn ra cả trên tâm acid và kim loại → Xúc tác lưỡng chức năng.
v Đặc trưng của xúc tác:
Hệ xúc tác thường được dùng là Pt/Al2O3 hoặc Mo/Al2O3

+ Hàm lượng Pt trong xúc tác: thường khống chế ở mức 0,2 - 0,6% vì Pt
phân tán rất tốt trên bề mặt chất mang và là kim loại quý nên dùng ở mức trên
là hiệu quả. Mặc khác, kim loại này rất dễ bị thêu kết, dùng nhiều sẽ ảnh hưởng
đến hoạt tính xúc tác khi hoạt động.
+ Đầu độc xúc tác bằng lưu huỳnh: thường đầu độc ở mức 0,1 - 0,5% để ổn
định hoạt tính xúc tác và tăng độ phân tán Pt.
+ Chất cải tiến: sử dụng để thay đổi khả năng oxy hóa của kim loại và để
tăng tương tác giữa kim loại và chất mang, giúp tăng độ bền và giảm thêu kết.
Ngoài ra, người ta còn hay sử dụng kim loại Ge vì Ge có khả năng hydro hóa
kém nhưng cung cấp nhiều tâm Pt cho phản ứng.(cần xem lại)
+ Clo hóa Al2O3: clo hóa chất mang giúp tăng tính acid của xúc tác. Tuy
nhiên cần khống chế độ mạnh tâm acid vì rất dễ xảy ra phản ứng phụ


v Động học ảnh hưởng xúc tác:
+ Khi tăng 2,8oC làm tăng một đơn vị octane của sản phẩm. Tuy nhiên, sự
tăng này có giới hạn, là do phản ứng không thuận lợi ở nhiệt độ cao.
+ Áp suất: quá trình thuận lợi ở áp suất thấp. Họat động ở áp suất thấp (3,57 bar) dẫn đến giảm hydrocracking, tăng hiệu suất thu xăng, hydro và sản phẩm
thơm.
+ Môi trường H2O hoặc NH3 làm giảm độ acid của xúc tác do phản ứng với
Cl tạo HCl hoặc NH4Cl thóat khỏi xúc tác.
+ Tỷ lệ mol H2 /hydrocarbon: làm giảm khả năng tạo cốc, tăng tuổi thọ xúc
tác.: bão hòa các olefins dẫn đến giảm tạo cốc.
+ Vận tốc không gian: sự gia tăng vận tốc không gian làm giảm RON của
sản phẩm và tăng hiệu suất thu xăng.