Đánh giá lựa chọn xúc tác nhằm đảm bảo sự hoạt động ổn định và hiệu quả của phân xưởng RFCC nhà máy lọc dầu dung quất khi thành phần dầu thô thay đổi

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
--------------------

NGUYỄN HOÀNG TRI

ĐÁNH GIÁ LỰA CHỌN XÚC TÁC NHẰM ĐẢM BẢO SỰ
HOẠT ĐỘNG ỔN ĐỊNH VÀ HIỆU QUẢ CỦA PHÂN XƯỞNG
RFCC NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT KHI
THÀNH PHẦN DẦU THÔ THAY ĐỔI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
KỸ THUẬT HÓA HỌC

Đà Nẵng – Năm 2019


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
--------------------

NGUYỄN HOÀNG TRI

ĐÁNH GIÁ LỰA CHỌN XÚC TÁC NHẰM ĐẢM BẢO SỰ
HOẠT ĐỘNG ỔN ĐỊNH VÀ HIỆU QUẢ CỦA PHÂN XƯỞNG
RFCC NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT KHI
THÀNH PHẦN DẦU THÔ THAY ĐỔI

Chuyên ngành:
Mã số:

Kỹ thuật Hóa học
8520301

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. NGUYỄN ĐÌNH LÂM

Đà Nẵng – Năm 2019



TÓM TẮT
ĐÁNH GIÁ LỰA CHỌN XÚC TÁC NHẰM ĐẢM BẢO SỰ HOẠT ĐỘNG ỔN
ĐỊNH VÀ HIỆU QUẢ CỦA PHÂN XƯỞNG RFCC NHÀ MÁY LỌC DẦU
DUNG QUẤT KHI THÀNH PHẦN DẦU THÔ THAY ĐỒI
Họ Viên: Nguyễn Hoàng Tri

Chuyên ngành: Kỹ Thuật Hóa Học

Mã số:

Trường Đại Học Bách Khoa – ĐHĐN

Khóa 35

Tóm tắt: Việc tối ưu hóa xúc tác RFCC tại NMLD sẽ được thực hiện thường xuyên, liên tục trên cơ
sở tối ưu hóa điều kiện vận hành, lượng châm xúc tác và đặc tính kỹ thuật của xúc tác nhằm đạt được
hiệu quả kinh tế tối ưu cho BSR. Khi đặc tính nguyên liệu có sự thay đổi và/hoặc cơ cấu sản phẩm có
khả năng thay đổi theo hướng không mong muốn và/hoặc đặc tính xúc tác cần tiếp tục thay đổi cho
phù hợp với điều kiện hiện hữu, v.v… BSR sẽ xem xét tối ưu hóa xúc tác hiện hữu và/hoặc triển khai

lựa chọn loại xúc tác mới. Để đảm bảo khả năng ổn định tối đa cho phân xưởng, hợp đồng cung cấp
xúc tác cho phân xưởng RFCC sẽ ký với thời hạn 3 năm. Công việc đánh giá lựa chọn xúc tác mới
phải đảm bảo khắc phục các hạn chế của các loại xúc tác đã qua sử dụng cũng như xúc tác hiện tại và
đáp ứng được các thay đổi của nguồn dầu thô trong tương lai xu hướng nặng hơn và có nhiều tạp chất
hơn, ổn định vận hành và nâng cao hiệu quả kinh tế.
Từ khóa: Conversion, MAT, Matrix, Zeolit, Patical Size Distribution, Apparent Bulk Density,
Catalyst circulation, Catalyst fluidization, Matrix surface area

ASSESSMENT OF PARTICIPATION CHOOSE TO ENSURE THE STABLE
AND EFFICIENT OPERATION OF THE RFCC FACTORY OF DUNG QUAT
OIL FILTER FACTORY
Abstract: The optimization of RFCC catalyst in NMLD is carried out regularly and continuously on
the basis of optimizing operating conditions, catalyst make up and catalyst technical properties to
achieve optimal economic efficiency for BSR. When feed properties have changed and / or product
yield structure is likely to change in the unwanted direction and / or catalyst properties need to be
changed to suit existing conditions, etc. BSR will consider existing catalyst optimization and / or
implement new catalyst selection. In order to ensure the operation stability for unit, the catalyst supply
contract for RFCC unit will be signed for a period of 3 years. The evaluation of the new catalytic
option must ensure that the limitations of the used catalysts and current catalyst are overcome and the
changes in future of crude oil sources in the heavier trend are met with more impurities, stable
operation and improved economic efficiency.
Key words: Conversion, MAT, Matrix, Zeolit, Patical Size Distribution, Apparent Bulk Density,
Catalyst circulation, Catalyst fluidization, Matrix surface area


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN
TÓM TẮT
MỤC LỤC
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
1. Lý do chọn đề tài...................................................................................................1
2. Mục tiêu ................................................................................................................1
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ........................................................................2
4. Phương pháp nghiên cứu ......................................................................................2
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiến của đề tài .............................................................. 2
. Cấu trúc luận văn ..................................................................................................2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ PHÂN XƯỞNG RFCC,
NGUYÊN LIỆU VÀ XÚC TÁC ...................................................................................4
1.1. Công nghệ phân xưởng RFCC ..................................................................................4
1.1.1. Sơ đồ công nghệ cụm phân xưởng RFCC .......................................................5
1.1.2. Cụm phản ứng-tái sinh xúc tác ........................................................................6
1.1.3. Cụm phân tách sản phẩm .................................................................................6
1.1.4. Cụm thu hồi khí ............................................................................................... 7
1.1.5. Khu vực xử lý khói thải ...................................................................................7
1.2. Tổng quan về nguyên liệu .........................................................................................7
1.2.1. Cơ sở đánh giá .................................................................................................7
1.2.2. Nguyên liệu .....................................................................................................8
1.2.3. Các tính chất của nguyên liệu ảnh hưởng đến quá trình .................................8
1.2.4. Hàm lượng tạp chất trong nguyên liệu ............................................................ 9
1.2.5. Các tính chất vật lý của nguyên liệu.............................................................. 10
1.3. Giới thiệu về xúc tác cracking ................................................................................12
1.3.1. Thành phần xúc tác ........................................................................................12
1.3.2. Tính chất Zeolit ............................................................................................. 13
1.3.3. Đặc tính xúc tác mới ......................................................................................18
1.3.4. Đặc tính xúc tác cân bằng ..............................................................................20
1.4. Đặc tính giả lỏng của xúc tác ..................................................................................23
1.4.1. Lý thuyết về trạng thái giả lỏng .....................................................................24

CHƯƠNG 2. CÁC KỸ THUẬT ĐÁNH GIÁ NGUYÊN LIỆU, XÚC TÁC
CỦA RFCC ...............................................................................................................29
2.1. Các ảnh hưởng của nguyên liệu ..............................................................................29
2.1.1. Tính chất hóa học, vật lý của nguyên liệu và các ảnh hưởng ........................29
2.1.2. nh hưởng của tính chất vật lý của nguyên liệu: ..........................................29
2.1.3. Các tạp chất trong nguyên liệu và các ảnh hưởng .........................................31
2.1.4. Tổng kết .........................................................................................................36
2.2. Các ảnh hưởng của xúc tác đến vận hành ............................................................... 37
2.2.1. nh hưởng đến trạng thái giả lỏng và ổn định tuần hoàn xúc tác .................37
2.2.2. nh hưởng đến độ chọn lọc và chuyển hóa ..................................................39
2.2.3. Tính chất vật lý .............................................................................................. 42
2.3. Tóm tắt các ảnh hưởng của xúc tác và nguyên liệu ................................................46
CHƯƠNG 3. ĐÁNH GIÁ NGUYÊN LIỆU VÀ CÔNG THỨC XÚC TÁC
CHO PHÂN XƯỞNG RFCC HIỆN HÀNH ............................................................. 47
3.1. Đánh giá nguyên liệu .............................................................................................. 47
3.1.1. Hàm lượng lưu huỳnh trong dầu ...................................................................47
3.1.2. Chỉ số axít trong dầu......................................................................................47
3.1.3. Nhiệt độ điểm chảy ........................................................................................47
3.1.4. Về hiệu suất phân đoạn..................................................................................47
3.1.5. Hàm lượng kim loại nặng trong cặn khí quyển .............................................48
3.1.6. Hàm lượng CCR trong cặn khí quyển ........................................................... 48
3.1.7. Hàm lượng lưu huỳnh trong cặn khí quyển ...................................................49
3.1.8. Các loại dầu thô tiềm năng đã được thử nghiệm tại nhà máy trong thời
gian qua .......................................................................................................................49
3.2. Đánh giá xúc tác hiện hữu tại nhà máy ...................................................................50
3.2.1. Kết quả thu thập số liệu .................................................................................50
3.2.2. Đánh giá kết quả về mặt kỹ thuật ..................................................................51
3.2.3. Kết luận..........................................................................................................53

CHƯƠNG 4. CÁC KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ...................................................54
4.1. Yêu cầu kỹ thuật khi sử dựng xúc tác RFCC mới ..................................................54
4.1.1. Yêu cầu cơ bản của xúc tác ...........................................................................54
4.1.2. Giới hạn vận hành của phân xưởng RFCC ....................................................54
4.2. Biện luận công thức xúc tác ....................................................................................56
4.2.1. Hàm lượng ẩm (Loss Of Ignition) .................................................................56
4.2.2. Hàm lượng Ô-xit nhôm (Alumina-Al2O3) .....................................................57
4.2.3. Hàm lượng Ô-xit các nguyên tố đất hiếm (Rare Earth Oxide -Re2O3) .........58


4.2.4. Hàm lượng Natri (Sodium -Na).....................................................................60
4.2.5. Hàm lượng Can-xi (Calcium -Ca) .................................................................61
4.2.6. Hàm lượng sắt (Iron - Fe) ..............................................................................61
4.2.7. Hàm lượng Vanadium (V) .............................................................................63
4.2.8. Hàm lượng Nickel (Ni) ..................................................................................63
4.2.9. Tỷ trọng khối biểu kiến (Appearace Bulk Density – ABD) .......................... 64
4.2.10. Chỉ số mài mòn (Attrition Index) ............................................................... 68
4.2.11. Micro Activity Test (MAT) ........................................................................70
4.2.12. Thể tích lổ xốp (Pore Volume) ...................................................................75
4.2.13. Tổng diện tích bề mặt riêng (Total Surface Area) ......................................76
4.2.14. Diện tích bề mặt Zeolit (Zeolit Surface Area) ............................................77
4.2.15. Diện tích bề mặt Matrix (Matrix Surface Area) .........................................79
4.2.16. Phân bố kích thước hạt (Particle Size Distribution) ...................................81
4.3. Tổng hợp kết quả ....................................................................................................84
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .....................................................................................87
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................89
PHỤ LỤC
QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (Bản sao)

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Ký hiệu

Tên biểu thị

ABD

Apparent Bulk Density : tỉ trọng xúc tác biểu kiến

APS

Average Particle Size: kích thước hạt trung bình của xúc tác

Cetane
Number
Coke

Trị số cetan đặc trưng cho khả năng tự bốc cháy của sản phẩm
LCO
Là hàm lượng cặn carbon (cốc) trên xúc tác đi ra khỏi thiết bị phản
ứng, được tính như một bán sản phẩm của phản ứng cracking xúc
tác
Độ chuyển hóa thường được xác định bằng phần trăm nguyên liệu
được bẻ gãy thành sản phẩm xăng, sản phẩm nhẹ hơn và cốc. Độ

Conversion

chuyển hóa được tính toán sơ bộ dựa trên 100 phần trăm trừ cho
phần trăm thể tích hoặc khối lượng sản phẩm FCC (so với nguyên
liệu) của phân đoạn nặng hơn phân đoạn xăng.

Conversion = 100 - (LCO + DCO) vol% or wt%

C/O
Cyclone

Catalyst to Oil ratio : Tỉ lệ xúc tác so với nguyên liệu
Là thiết bị tách các hạt rắn từ dòng hơi sản phẩm phản ứng hay
trong dòng khí thải

CCR

Hàm lượng Conradson-Carbon trong nguyên liệu RFCC

CDU

Crude Distillation Unit: Phân xưởng chưng cất dầu thô

CF

Coke Factor : Hệ số tạo cốc là đặc tính tạo cốc của xúc tác cân
bằng so sánh với đặc tính tạo cốc của xúc tác tiêu chuẩn tại cùng
độ chuyển hóa

CRC

Carbon on Regenerated Catalyst : Lượng cốc còn lại trên xúc tác
đã được tái sinh

Dipleg

Là một phần của thiết bị tách Cyclone nhằm cung cấp áp suất làm
kín giữa đầu vào và hạt rắn đầu ra của cyclone

DCO

Decanted Oil : Sản phẩm đáy tháp chưng cất chính

E-cat

Xúc tác cân bằng là xúc tác đã được tái sinh tuần hoàn từ thiết bị
tái sinh đến thiết bị phản ứng

FEED

Front End Engineering Design

Fresh catalyst
Flue gas
FG

Xúc tác mới
Dòng khí thải từ thiết bị tái sinh xúc tác
Sản phẩm khí khô


Gasoline

Sản phẩm xăng của phân xưởng RFCC

LCO

Light Cycle oil: phân đoạn LCO của phân xưởng RFCC

LOI

Loss of Ignition: Hàm lượng phần trăm độ ẩm trong xúc tác

LPG

Liquid Petrolium Gas: Khí hóa lỏng

MAT

Micro Activity test: Đánh giá hoạt tính xúc tác RFCC

Metal flushing
e-catalyst
MTC

Xúc tác cân bằng dùng để pha loãng hàm lượng kim loại trên xúc
tác trong hệ thống
Dòng điều khiển nhiệt độ tại vùng hỗn hợp của ống phản ứng

NCMR

Nâng cấp mở rộng

NMLD

Nhà máy lọc dầu

Riser

Ống phản ứng

Rg1

1st regenerator: Thiết bị tái sinh tầng thứ nhất

Rg2

2nd regenerator: thiết bị tái sinh xúc tác tầng thứ hai

Rx

Thiết bị phản ứng

ROSS
PGT

Thiết bị phân tách hydrocacbon và xúc tác sau khi ra khỏi ống
phản ứng
Performance Gurantee Test

Purchased Ecat Xúc tác Ecat mua từ các nhà máy khác
Selectivity
SLO

Tính chọn lọc của xúc tác RFCC
Slurry oil: phân đoạn cặn đáy tháp phân xưởng RFCC

Tầng đặc

Dense phase: Là vùng mà tại đó xúc tác được duy trì tại trạng thái
giả lỏng

Tầng loãng

Dilute phase: Là vùng trên vùng tầng đặc tại đó có mật độ xúc tác
thấp hơn

Trickle valve
WDW

Van được lắp đặt tại cuối chân (dipleg) của cyclone
Thiết bị ổn định và chảy chuyền xúc tác


DANH MỤC CÁC BẢNG
Số hiệu

Tên bảng

bảng
2.1:

Kết quả tính axit của các chất xúc tác đại diện trong thử
nghiệm [3]

Trang

42

2.2:

Các đặc tính tối ưu của xúc tác mới

45

3.1:

Tính chất xúc tác cân bằng

50

3.2:

Điều kiện vận hành

50

3.3:

Cơ cấu sản phẩm PGT

52

3.4:

Chất lượng sản phẩm

52

4.1:

Tính chất xúc tác đề xuất:

84

4.2:

So sánh sản lượng sản phẩm giữa xúc tác mới và c

85

4.3:

Dự đoán các tính năng của xúc tác

86


DANH MỤC CÁC HÌNH
Số hiệu

Tên hình

hình

Trang

1.1:

Tổng quan mặt bằng cụm phân xưởng RFCC/LTU/NTU/PRU

5

1.2:

Sơ đồ các khu vực trong phân xưởng cracking xúc tác tầng sôi

5

1.3:

Tứ diện Silicon / aluminum

13

1.4:
1.5:

nh hưởng của UCS đến octan và năng suất sản lượng C3
So sánh khả năng lưu giữ hoạt tính giữa các zeolit trao đổi đất
hiếm so với zeolit USY

14
15

1.6:

nh hưởng của đất hiếm đến chỉ số octan và sản lượng xăng

16

1.7:

nh hưởng của Natri đối với chỉ số octans

17

1.8:

nh hưởng của đất hiếm đến hoạt tính xúc tác (MAT)

20

1.9:

Bảng phân tích các chỉ tiêu của xúc tác cân bằng

21

1.10:

Trạng thái tầng sôi giống như một chất lỏng

24

1.11:

Sự trộn lẫn xúc tác được dẫn động bởi bóng khí

26

1.12:

Sự giảm áp suất qua tầng xúc tác

27

1.13:

Phân loại các hạt của Geldart

28

2.1:

Mối quan hệ giữa nhiệt độ số và số nguyên tử carbon

30

2.2:
2.3:
2.4:
2.5:

nh hưởng của Nitrogen trong nguyên liệu lên độ chuyển hóa
Mất hoạt tính bởi Vanadi thay đổi theo chế độ vận hành thiết bị

tái sinh
nh hưởng của hàm lượng hạt mịn đến tính giả lỏng của xúc tác
Đường cong thu xăng điển hình so với đường cong loại xúc tác
REY và USY được đánh giá tại một nhà máy thí điểm

32
35
39
40

2.6:

Phản ứng tiền bẽ gãy mạch của matrix

40

2.7:

Sản lượng SLO so với thể tích lỗ rỗng

43

2.8:

Xăng so với thể tích lỗ rỗng

43

2.9:
4.1:

Thể tích lỗ rỗng chất xúc tác cân bằng với thể tích lỗ rỗng chất
xúc tác mới
Phần trăm LOI từ 201 đến 2019

44
56


Số hiệu

Tên hình

hình

Trang

4.2:

Phần trăm Al2O3 từ 201 đến 2019

57

4.3:

Hàm lượng Al2O3 trong xúc tác mới từ năm 2010 đến năm 2017

58

4.4:

4.5:

4.6:

4.7:

4.8:

4.9:

Hàm lượng RE2O3 trong xúc tác mới theo cam kết của nhà cung
cấp xúc tác từ năm 2009 đến năm 2018
Hàm lượng RE2O3 thực tế trong xúc tác mới giao nhận từ nhà
cung cấp xúc tác từ năm 2017 đến 2019
Hàm lượng Na2O thực tế trong xúc tác mới giao nhận từ nhà
cung cấp xúc tác từ năm 201 đến 2018
Hàm lượng CaO thực tế trong xúc tác mới giao nhận từ nhà cung
cấp xúc tác từ năm 201 đến 2019
Hàm lượng Fe2O trong xúc tác mới theo cam kết của nhà cung
cấp xúc tác từ năm 2009 đến năm 2018
Hàm lượng Fe2O thực tế trong xúc tác mới giao nhận từ nhà
cung cấp xúc tác từ năm 201 đến 2019

59

59

60

61

62

62

4.10:

Gía trị thực tế ABD trong xúc tác mới từ năm 201 đến 2019

64

4.11:

Gía trị thực tế ABD trong Ecat từ tháng 3/2018 đến 4/2019

64

4.12:

4.13:

4.14:

4.15:
4.16:
4.17:
4.18:

H nh chụp SE

hạt xúc tác bị ảnh hưởng bởi Fe trên giai đoạn

tháng 1/2018
Gía trị đo ABD giảm do bị ảnh hưởng bởi Fe trong giai đoạn
tháng 1 đến 2 năm 2019
Hàm lượng Fe+ Ca trong nguyên liệu giai đoạn tháng 1 đến 2
năm 2019
Hình ảnh hạt xúc tác bị ảnh hưởng bởi Fe trên giai đoạn tháng
1/2018
Biểu đồ áp suất của WDW giai đoạn tháng 1 đến 2 năm 2019
Biểu đồ chỉ số chịu mài mòn của xúc tác mới từ năm 201 đến
năm 2019
Biểu đồ hàm lượng Ash đầu trong dầu SLO từ năm 2015 đến

65

65

66

66
67
68
68


Số hiệu

Tên hình

hình

Trang

năm 2019
4.19:

4.20:

4.21:

4.22:

4.23:

4.24:

4.25:

4.26:

4.27:

4.28:

4.29:

4.30:

4.31:
4.32:

Biểu đồ hàm lượng Ash trong dầu SLO từ năm 2010 đến năm
2019
Biểu đồ giá trị đo

AT của xúc tác mới từ năm 201 đến năm

2019
Biểu đồ sản lượng fuel gas của các loại xúc tác đã sử dụng từ
năm 2014 đến năm 2019
Biểu đồ sản lượng LPG của các loại xúc tác đã sử dụng từ năm
2014 đến năm 2019
Biểu đồ sản lượng xăng của các loại xúc tác đã sử dụng từ năm
2014 đến năm 2019
Biểu đồ sản lượng LCO của các loại xúc tác đã sử dụng từ năm
2014 đến năm 2019
Biểu đồ sản lượng DCO của các loại xúc tác đã sử dụng từ năm
2014 đến năm 2019
Biểu đồ sản lượng Coke của các loại xúc tác đã sử dụng từ năm
2014 đến năm 2019
Biểu đồ giá trị đo

AT của xúc tác mới từ năm 2018 đến năm

2019
Biểu đồ giá trị đo PV của xúc tác mới từ năm 201 đến năm
2019
Biểu đồ giá trị đo PV của xúc tác Ecat từ năm 2018 đến năm

2019
Biểu đồ giá trị đo TSA của xúc tác mới từ năm 201 đến năm
2019
Biểu đồ giá trị đo TSA của xúc tác mới từ năm 2018 đến năm
2019
Biểu đồ giá trị đo ZSA của xúc tác mới từ năm 201 đến năm

69

70

71

71

72

72

73

73

74

75

75

76

77
78


Số hiệu

Tên hình

hình

Trang

2019
4.33:
4.34:
4.35:
4.36:
4.37:

4.38:

4.39:
4.40:

Biểu đồ giá trị đo ZSA của xúc tác Ecat từ năm 2018 đến năm
2019
Biểu đồ giá trị đo

SA của xúc mới từ năm 201 đến năm 2019

Biểu đồ giá trị đo

SA của xúc tác Ecat mới từ năm 2018 đến

năm 2019
Biểu đồ sản lượng DCO từ 8/2018 đến năm 4/2019
Biểu đồ PSD 0-20 µm của xúc tác mới từ 11/201 đến năm
4/2019
Biểu đồ PSD 0-40 µm của xúc tác mới từ 11/201 đến năm
4/2019
Biểu đồ PSD 0-80 µm của xúc tác mới từ 11/201 đến năm
4/2019
Biểu đồ APS của xúc tác mới từ 1/201 đến năm 4/2019

78
79
80
80
82

82

83
83


1

MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài
Nhà máy lọc hóa dầu Dung Quất thuộc Công ty cổ phần Lọc Hóa Dầu B nh Sơn
đã đi vào vận hành thương mại từ đầu năm 2009. Kể từ đó đến nay, nhà máy đã cung
cấp một lượng đáng kể sản phẩm năng lượng cho thị trường nội địa, góp phần quan
trọng trong việc đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia và giảm thiểu việc chuyển đổi
ngoại tệ từ việc nhập khẩu các sản phẩm lọc hóa dầu từ nước ngoài.
Trong đó phân xưởng cracking xúc tác RFCC, bản quyền AXENS (pháp), chuyển
hóa phần cặn của phân xưởng chưng cất khí quyển để tạo ra các sản phẩm nhiên liệu
có giá trị cao. Việc vận hành ổn định và hiệu quả phân xưởng này có ý nghĩa quyết
định đối với nhà máy về sản lượng và hiệu quả kinh tế.
Hiện nay, tính chất dầu thô c ng như nguyên liệu cho phân xưởng RFCC có xu
hướng ngày càng xấu đi, nặng hơn và hàm lượng các tạp chất tăng cao, đặc biệt là hàm
lượng Fe và Ca. Để duy trì vận hành phân xưởng RFCC an toàn ổn định và hiệu quả,
việc đánh giá và lựa chọn công thức xúc tác phù hợp với nguyên liệu là rất quan trọng
để nâng cao hiệu quả và ổn định vận hành của phân xưởng cracking xúc tác tầng sôi
nói riêng và nhà máy Lọc Dầu Dung Quất nói chung.
Từ khi vận hành thương mại đến nay phân xưởng cracking xúc tác tầng sôi đã trải
qua nhiều lần lựa chọn nhà cung cấp xúc tác nhằm tìm kiếm loại xúc tác có công thức
phù hợp nhất, đáp ứng về mặt kỹ thuật, đảm bảo sự ổn định trong vận hành c ng như
hiệu quả kinh tế cao đối với phân xưởng RFCC và nhà máy.
Chính vì những lí do đó mà tôi chọn đề tài “Đánh giá lựa chọn xúc tác nhằm đảm
bảo sự hoạt động ổn định và hiệu quả của phân xưởng RFCC nhà máy lọc dầu Dung
Quất khi thành phần dầu thô thay đổi”
2. Mục tiêu
Trên cơ sở phân tích các chế độ hoạt động và các vấn đề phát sinh khi vận hành
phân xưởng RFCC của nhà máy lọc dầu Dung Quất, xúc tác được đánh giá cho sử
dụng tại phân xưởng cần phải đáp ứng được các vấn đề sau:
 Đảm bảo tính giả lỏng của xúc tác để ổn định tuần hoàn xúc tác của phân
xưởng RFCC của BSR và cho ổn định vận hành ở 60% công suất và 60 – 100%
hoặc cao hơn

 Đảm bảo xúc tác có khả năng chịu đựng với hàm lượng kim loại cao (Fe, Ca,
Na, Ni, V, v.v.) trong nguyên liệu.
 Tối ưu hóa mức tiêu thụ chất xúc tác mới và tổn thất xúc tác.


2
 Các cơ cấu sản phẩm và chất lượng sản phẩm đáp ứng theo yêu cầu và nâng
cao hiệu quả kinh tế cho nhà máy (tối đa sản lượng xăng, tối thiểu sản lượng
khí đốt, LPG và DCO).
 Đảm bảo các tiêu chuẩn về phát thải môi trường như bổ sung phụ gia khử SOx
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
3.1. Đối tượng nghiên cứu
Đề tài tập trung phân tích số liệu thực nghiệm tại phân xưởng RFCC của nhà máy
lọc dầu Dung Quất về các chủng loại xúc tác dựa trên các thành phần thay đổi trong
công thức xúc tác để từ đó lựa chọn công thức xúc tác mới phù hợp với nguồn nguyên
liệu hiện tại và tương lai để nâng cao ổn định vận hành và hiệu quả kinh tế của nhà
máy.
3.2. Phạm vi nghiên cứu
₋ Dữ liệu vận hành và dữ liệu xúc tác của phân xưởng RFCC từ năm 201 đến
2019
4. Phương pháp nghiên cứu
₋ Phân tích dữ liệu vận hành thực tế của phân xưởng RFCC và các tác động của
xúc tác trong suốt khoảng thời gian từ năm 201 đến 2019.
₋ Phân tích dữ liệu về các chủng loại xúc tác đã được sử dụng ở phân xưởng RFCC
từ năm 201 đến 2019
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiến của đề tài
₋ Áp dụng công thức xúc tác mới được lựa chọn để ổn định tính chất giả lỏng và
tuần hoàn xúc tác của phân xưởng RFCC khi thành phần nguyên liệu dầu thô
₋
₋

₋

thay đổi.
Tăng độ chuyển hóa thành các sản phẩm có giá trị như xăng, propylene, giảm sản
lượng khí khô và sản phẩn đáy DCO.
Nâng cao tính chịu đựng về tạp chất kim loại Fe và Ca, giảm chi phí về tiêu thụ
xúc tác khi hàm lượng tạp chất trong nguyên liệu tăng cao đòi hỏi phải bổ sung
một lượng lớn xúc tác để ổn định vận hành.
Giúp nhà máy có thể chế biến được nhiều chủng loại dầu thô khác nhau nếu xúc
tác RFCC ổn định về tuần hoàn xúc tác và hiệu quả kinh tế.

6. C u tr c uận ăn
Luận văn bao gồm phần Mở đầu, 4 chương và phần kết luận và kiến nghị. Các
chương có các nội dung chính như sau:
- Chương 1: Tổng quan về công nghệ phân xưởng RFCC, nguyên liệu và xúc
tác, nội dung của chương này là t m hiểu về công nghệ RFCC, thành phần
nguyên liệu và xúc tác RFCC.


3
-

Chương 2: Tổng quan về các kỹ thuật đánh giá nguyên liệu và xúc tác, nội
dung của chương này là t m hiểu về các ảnh hưởng của nguyên liệu và xúc tác

-

lên vận hành phân xưởng RFCC
Chương 3: Đánh giá nguyên liệu và công thức xúc tác RFCC hiện tại, nội dung

của chương này là lựa chọn nguyên liệu và đánh giá của xúc tác hiện tại về ảnh

-

hưởng của tính chất giả lỏng và cơ cấu sản phẩm.
Chương 4: Các kết quả và thảo luận, nội dung của chương này là biện luận
công thức xúc tác mới dựa trên dữ liệu vận hành và dữ liệu về các chủng loại
xúc tác qua các thời kỳ.


4

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ PHÂN XƯỞNG RFCC,
NGUYÊN LIỆU VÀ XÚC TÁC
1.1. Công nghệ phân xưởng RFCC
Phân xưởng được thiết kế với công suất là 3.256.000 tấn/ngày (hoạt động liên tục
8.000 giờ/năm). Phân xưởng RFCC được thiết kế để xử lý phần cặn chưng cất khí
quyển của dầu thô Bạch Hổ và dầu thô hỗn hợp với tỷ lệ dầu Bạch Hổ/dầu Dubai là
85% dầu thô Bạch Hổ và 15% dầu thô Dubai. Phân xưởng RFCC có khả năng vận
hành ở 2 chế độ khác nhau: [1]
+ Tối đa xăng (Max Gasoline)
+ Tối đa LCO (Max Distillate)
Hiện tại, phân xưởng RFCC đang vận hành ở chế độ tối đa LCO. Phân xưởng
RFCC có thể xử lý 100% dầu cặn nóng trực tiếp từ phân xưởng CDU hay có thể xử lý
đến 100% dầu cặn nguội từ bể chứa nhờ hệ thống gia nhiệt và thu hồi nhiệt.
Mục đích chính của phân xưởng craking xúc tác tầng sôi dầu cặn (Residue Fluid
Catalytic Craking) là chuyển hóa nguyên liệu cặn thành các sản phẩm phân đoạn nhẹ,
có giá trị như: LPG, xăng, nguyên liệu sản xuất Diesel (Light Cycle Oil). Nhờ các
phản ứng hóa học ở dạng hơi với sự có mặt của xúc tác, các phân tử hydrocacbon
mạch dài trong nguyên liệu sẽ được bẻ gãy thành các phân tử mạch ngắn. Xúc tác tái

sinh có nhiệt độ cao cung cấp nhiệt cho quá tr nh cracking, làm bay hơi nguyên liệu
dầu và tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình cracking nhanh. Sự hóa hơi nguyên liệu và
các phản ứng cracking xảy ra trong ống nâng (Riser) trong khoảng 2 giây. Các sản
phẩm của phản ứng như khí đốt, dầu cặn slurry và cốc c ng được tạo thành trong ống
nâng. Phần lớn các thiết bị trong phân xưởng RFCC dùng để chứa xúc tác, phân tách
hơi sản phẩm và tách cốc khỏi xúc tác, trong khi đó chỉ một phần nhỏ trong hệ thống
được sử dụng trực tiếp cho phản ứng cracking.
Công nghệ R2R của IFP kết hợp 2 tầng tái sinh xúc tác, hệ thống phun nguyên liệu
đồng nhất, dòng điều khiển nhiệt (mixed temperature control), hệ thống tách cuối ống
nâng và các thiết bị phân phối không khí, hơi nước. Công nghệ R2R của IFP có thể
chuyển hóa cặn chưng cất khí quyển thành sản phẩm với độ linh hoạt cao.
Tháp chưng cất phân tách sản phẩm hơi từ thiết bị phản ứng. Các sản phẩm gồm
dầu cặn, LCO, xăng nặng, phần hơi và lỏng ở đỉnh tháp. Để tối đa sản phẩm xăng,
phần xăng nặng được trộn với xăng nhẹ từ phân xưởng thu hồi khí. Để tối đa sản phẩm
Diesel, phần xăng nặng đã được tách phần nhẹ sẽ được trộn với LCO.
Phần hơi và lỏng ở đỉnh tháp chưng cất được xử lý tại phân xưởng thu hồi khí. Sản
phẩm của phân xưởng này gồm xăng nhẹ, khí đốt và LPG được xử lý bằng amine.


5
Sơ đồ tổng quan mặt bằng của phân xưởng RFCC nhà máy lọc dầu Dung Quất
được tr nh bày như hình 1.1.

Hình 1.1: Tổng quan mặt bằng cụm phân xưởng RFCC/LTU/NTU/PRU
1.1.1. Sơ đồ công nghệ cụm phân xưởng RFCC
Sơ đồ công nghệ phân xưởng RFCC được trình bày như hình 1.2

Hình 1.2: Sơ đồ các khu vực trong phân xưởng cracking xúc tác tầng sôi

6
Các khu vực công nghệ chính được phân chia thành:
- Cụm phản ứng-tái sinh xúc tác
- Cụm phân tách sản phẩm
- Cụm thu hồi khí
- Cụm xử lý khói thải
1.1.2. Cụm phản ứng-tái sinh xúc tác
Sơ đồ công nghệ cụm phản ứng- tái sinh xúc tác của phân xưởng RFCC được
trình bày như phụ lục 1.1
Hỗn hợp nguyên liệu được bơm vào đáy ống phản ứng D-1501 và được chia thành
các dòng bằng nhau vào sáu vòi phun nguyên liệu I-1501A-F. Nguyên liệu đã gia nhiệt
được tạo sương thành những hạt nhỏ và trộn với hơi nước phân tán tại các vòi phun
nguyên liệu I-1501A-F và được phun vào ống phản ứng D-1501. Các hạt nguyên liệu
tiếp xúc với xúc tác nóng ngược chiều và hoá hơi nhanh chóng. Dòng nguyên liệu hoá
hơi trộn đều với các hạt xúc tác và bẽ gãy thành các sản phẩm nhẹ và có giá trị hơn
cùng với slurry oil, cốc và khí. Dòng hơi sản phẩm đi lên dọc theo ống phản ứng và
mang theo xúc tác. Thời gian lưu trong ống phản ứng vào khoảng 2 giây ở điều kiện
thiết kế.
Xúc tác đã sử dụng chứa khoảng 1-1,5%kl cốc từ hệ thống phân phối xúc tác được
phân phối đều lên tầng tái sinh thứ nhất D-1502. Tại tầng thứ nhất khoảng 50-70% cốc
được đốt cháy. Tổng lượng không khí vào lò tái sinh thứ nhất được điều khiển để giới
hạn nhiệt độ ở tầng tái sinh thứ nhất cao nhất là 730oC.
Xúc tác đã được tái sinh một phần ở thiết bị tái sinh thứ nhất sẽ tiếp tục theo ống
nâng vào thiết bị tái sinh thứ hai D-1503 ở bên dưới vòng khí (air ring). Bộ phận phân
phối ở đầu ống nâng bảo đảm việc phân phối xúc tác và không khí một cách hiệu quả.
Sau đó xúc tác sẽ tiếp tục được tái sinh hoàn toàn tới dưới 0,05% cacbon ở điều kiện
khắc nghiệt hơn so với điều kiện trong thiết bị tái sinh thứ nhất D-1502 ở khoảng
730oC đến 750oC.
1.1.3. Cụm phân tách sản phẩm
Sơ đồ công nghệ cụm phân tách sản phẩm của phân xưởng RFCC được trình bày

như Phụ lục 1.2
Sản phẩm phân tách tại cụm phân tách bao gồm:

- Dòng sản phẩm đỉnh: Xăng, LPG và khí
- Sản phẩm cạnh sườn: Xăng nặng (HVN), LCO
- Sản phẩm đáy: DCO


7
1.1.4. Cụm thu hồi khí
Sơ đồ công nghệ cụm thu hồi khí của phân xưởng RFCC được tr nh bày như phụ
lục 1.3
Sản phẩm phân tách tại cụm thu hồi khí bao gồm:

- Khí khô (C1,C2) đã được xử lý H2S
- Khí hóa lỏng (LPG) đã được xử lý H2S
- Xăng đã được ổn định áp suất hơi bảo hòa
1.1.5. Khu vực xử lý khói thải
Sơ đồ công nghệ cụm xử lý khí thải của phân xưởng RFCC được tr nh bày như
phụ lục 1.4
Chức năng của khu cụm xử lý khí thải là chuyển hóa CO thành CO2 và tận dụng
nhiệt để sản xuất hơi nước đồng thời đảm bảo tiêu chuẩn môi trường về khí thải trước
khi xả ra ống khói.
 Tiêu chuẩn dòng khói thải ra môi trường [1]
NOx : 1000 mg/Nm3 max
SOx : 500 mg/Nm3 max
Bụi : 50 mg/Nm3 max
CO : 300 mg/Nm3 max
1.2. Tổng quan về nguyên liệu
1.2.1. Cơ sở đánh giá

Công suất thiết kế của phân xưởng RFCC là 3,256 triệu tấn/năm (khoảng 69.700
thùng/ngày), xấp xỉ 50% nguyên liệu dầu thô của nhà máy [1].
Phân xưởng được thiết kế dựa theo công nghệ R2R bản quyền của Axens hợp tác
với Stone & Webber, một trong những công nghệ tiên tiến hiện đại nhất hiện nay trên
thế giới. Phân xưởng gồm một thiết bị phản ứng và hai thiết bị tái sinh tầng sôi có thể
xử lý nguyên liệu có hàm lượng cặn cacbon và tạp chất cao.
Nguyên liệu cho tính toán thiết kế là phân đoạn cặn có nhiệt độ sôi lớn hơn 370oC
từ tháp chưng cất khí quyển của hai loại dầu thô sau:
- Dầu thô Bạch Hổ
- Dầu hỗn hợp.
Phân xưởng sử dụng 100% nguyên liệu nóng từ tháp chưng cất khí quyển và c ng
có thể nhận 100% nguyên liệu nguội từ bể chứa.
Phân xưởng có thể vận hành ở hai chế độ:
- Max Gasoline (MG): tối đa hiệu suất sản phẩm Naptha để phối trộn xăng
- Max Distillate (MD): tối đa hiệu suất thu LCO để phối trộn diesel.


8
Mục đích của phân xưởng là chuyển hóa toàn bộ phần cặn của tháp chưng cất khí
quyển thành các sản phẩm nhẹ có giá trị kinh tế cao dưới tác dụng của xúc tác ở nhiệt
độ cao.
1.2.2. Nguyên liệu
Nguyên liệu của phân xưởng là phần cặn 370+oC của tháp chưng cất khí quyển có
các tính chất đặc trưng được tr nh bày như phụ lục 1.5
Ngoài ra, cụm xử lý khí còn tiếp nhận khí off-gas và LPG từ phân xưởng chưng
cất khí quyển, off-gas từ phân xưởng xử lý naphtha.
1.2.3. Các tính chất của nguyên liệu ảnh hưởng đến quá trình
Trong phân xưởng RFCC có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến thông số vận hành và cơ
cấu sản phẩm như: chất lượng nguyên liệu, giới hạn vận hành, xúc tác cho quá tr nh,
tiêu chuẩn chất lượng của sản phẩm và tiêu chuẩn khí thải. Trong phạm vi của đề tài,

tác giả chỉ nghiên cứu phần ảnh hưởng của chất lượng nguyên liệu đến thông số vận
hành c ng như cơ cấu của sản phẩm và khí thải.
Chất lượng của nguyên liệu là một trong những tính chất quyết định đến thông số
vận hành và cơ cấu sản phẩm. Hai loại nguyên liệu tương đương nhau về thành phần
cất, có thể khả năng cracking và có cơ cấu sản phẩm rất khác nhau. V vậy chất lượng
nguyên liệu là một yếu tố then chốt, cần phải được hiểu rõ và xem xét kỹ những ảnh
hưởng của các tính chất của nguyên liệu đến giới hạn thiết bị, thông số vận hành, cơ
cấu sản phẩm và cuối cùng là lợi nhuận thu được.
Bản chất của nguyên liệu có thể được đánh giá thông qua các họ hydrocarbon có
mặt trong nguyên liệu do bản chất của quá tr nh RFCC là bẻ gãy các phân tử nặng
thành những phân tử nhẹ hơn. ỗi nhóm hydrocacbon có khả năng craking khác nhau
và cho ra cơ cấu sản phẩm khác nhau.
a) Parafin
Đây là nhóm hydrocacbon cho hiệu suất thu sản phẩm cao nhất. Với nguyên liệu
giàu parafin (từ 50÷ 5% khối lượng nguyên liệu), quá tr nh cracking xúc tác sẽ tạo
xăng có chỉ số RON thấp, lượng cốc trên xúc tác thấp. Thông thường, cặn dầu mang
tính parafin là nguyên liệu tốt cho quá tr nh cracking. Tuy nhiên, trong thực tế để dự
đoán ảnh hưởng của thành phần nguyên liệu đến quá tr nh cracking xúc tác việc xác
định hàm lượng parafin trong nguyên liệu ít được áp dụng, mà thường dựa vào các chỉ
tiêu phân tích khác như điểm anine, hệ số K.
b) Olefin
Đây là nhóm hydrocacbon chỉ chiếm một phần rất nhỏ trong cặn chưng cất khí
quyển, v vậy có thể xem như ảnh hưởng của olefin trong nguyên liệu không đáng kể.


9
c) Naphthen
Đây là nhóm hydrocacbon thuận lợi nhất cho quá tr nh cracking và cho chỉ số
RON cao. Sản phẩm tạo ra từ hydrocacbon loại này thường nặng hơn so với sản phẩm
tạo ra parafin.

d) Aromatic
Đây là nhóm hydrocacbon không mong muốn trong nguyên liệu, khả năng craking
của phân tử aromatic rất thấp, hiệu suất chuyển hóa thấp, lượng xăng ít (nhưng có
RON cao), tạo cốc nhiều.
1.2.4. Hàm lượng tạp chất trong nguyên liệu
Trong dầu thô luôn luôn có chứa một số hàm lượng tạp chất và tạp chất này chủ
yếu sẽ nằm lại trong phần cặn của tháp chưng cất khí quyển. V vậy trong nguyên liệu
của quá tr nh luôn có chứa một hàm lượng tạp chất đáng kể.
a) Nitơ
Trong dầu thô nitơ tồn tại dưới hai dạng: dạng trung tính và dạng bazơ. Trong đó
dạng bazơ sẽ có khả năng trung hòa các tâm axít trên xúc tác làm giảm hoạt tính của
xúc tác, gây ảnh hưởng xấu đến quá tr nh.
Ngoài ra nitơ trong nguyên liệu một phần chuyển vào sản phẩm của quá tr nh, một
phần khác bám trên cốc đi vào thiết bị tái sinh. Tại nhiệt độ cao trong quá trình tái
sinh, 10% lượng Nitơ chuyển hóa thành NOx đi ra cùng khí thải [8]. Hai thành phần
nitơ nói trên có ảnh hưởng đến chất lượng khí thải và sản phẩm. ột điều cần lưu ý là
sự có mặt của nitơ tại bộ phận phân tách sản phẩm sẽ gây ra hiện tượng ăn mòn do axít
HCN được h nh thành trong ống Riser trước đó.
b) Lưu huỳnh
Không giống như nitơ, các hợp chất của lưu huỳnh không ảnh hưởng nhiều đến
quá tr nh, tuy nhiên việc có mặt của lưu huỳnh làm cho hàm lượng khí hydro sulphic
(H2S), sulphur oxit (SOx) trong khí thải từ thiết bị tái sinh là một vấn đề cần được quan
tâm. Ngoài ra, hàm lượng lưu huỳnh trong sản phẩm sẽ cao tương ứng với lưu huỳnh
trong nguyên liệu. Hơn nữa, các hợp chất của lưu huỳnh h nh thành trong quá tr nh
c ng gây ăn mòn rất lớn trong cụm phân tách sản phẩm.
c) Niken
Hàm lượng kim loại nói chung và Niken nói riêng trong nguyên liệu là một thông
số rất quan trọng. Hầu hết tất cả các kim loại trong nguyên liệu đều gây ảnh hưởng xấu
đến quá tr nh. Tất cả các kim loại này sẽ bám trên xúc tác và gây những hậu quả
nghiêm trọng cho quá tr nh. V vậy, lượng kim loại trên xúc tác cân bằng là một thông

số phải được giới hạn trong mức cho phép.


10
Niken có mặt trong nguyên liệu sẽ bám trên xúc tác, hoạt hóa cho phản ứng khử
hydro không mong muốn của quá tr nh, tạo nhiều hợp chất olefin không bền. Những
hợp chất olefin này sẽ kết hợp với nhau tạo thành các phân tử lớn hơn và kết quả tạo
thành cốc và tăng lượng hydro trong sản phẩm khí.
d) Vanadi
C ng như Niken, vanadi trong nguyên liệu sẽ hoạt hóa cho phản ứng khử hydro,
nhưng mức độ ảnh hưởng của kim loại này thấp hơn so với Niken. Tuy nhiên vanadi
có một tác hại rất lớn đối với xúc tác của quá tr nh cracking xúc tác đó là phá hủy cấu
trúc tinh thể zeolit trong xúc tác và mức độ ảnh hưởng này càng tăng lên đáng kể khi
quá tr nh tái sinh hoạt động ở nhiệt độ cao và có mặt của hơi nước. Công nghệ tái sinh
xúc tác tầng sôi với 2 thiết bị tái sinh sẽ hạn chế ảnh hưởng của Vanadi qua việc khống
chế nhiệt độ tái sinh và lượng hơi nước h nh thành (bằng lượng không khí cung cấp).
e) Sắt
C ng như Vanadi và Niken, sắt trong nguyên liệu sẽ bám vào bề mặt xúc tác che
lấp mao quản dẫn đến các phân tử hydrocarbon không tiếp cận được với tâm hoạt tính
xúc tác đồng thời sắt kết hợp với canxi nóng chảy tạo nốt sần (noddulation) trên bề
mặt xúc tác làm ảnh hưởng đến tính giả lỏng của xúc tác trong hệ thống.
f) Natri và các kim loại kiềm khác
Kim loại kiềm bám trên bề mặt xúc tác, trung hòa các tâm axít của xúc tác, gây
giảm hoạt tính xúc tác. Trong thiết bị tái sinh, kim loại kiềm gây dính bết xúc tác. Sự
có mặt của Natri sẽ kích thích cho quá tr nh phá hủy xúc tác bởi Vanadi.
1.2.5. Các tính chất vật lý của nguyên liệu
ặc dù thành phần hóa học của nguyên liệu là yếu tố ảnh hưởng chính đến quá
tr nh, nhưng để xác định được nó là một công việc khó khăn và mất nhiều thời gian. V
vậy trong công nghiệp, việc xác định các tính chất vật lý của nguyên liệu để dự đoán
các ảnh hưởng của những tính chất này đến quá tr nh thường được áp dụng. Các thông

số đó bao gồm: độ API, độ nhớt, thành phần cất, điểm aniline, hệ số khúc xạ, số Brom
(hoặc chỉ số Brom), hàm lượng cặn…Và đây c ng chính là những thông số chính mà
tác giả sẽ phân tích đánh giá ảnh hưởng của nó đến quá tr nh.
a) Độ API
Đây là thông số đặc trưng cho tỷ trọng của nguyên liệu, xác định ở nhiệt độ 0oF.
Độ thay đổi của API so với tỷ trọng là rất lớn, ví dụ như API tăng từ 24 đến 2 th tỷ
trọng sẽ chỉ giảm 0,011. V vậy API “thể hiện” rõ hơn ảnh hưởng của tỷ trọng đến quá
tr nh. Với cùng một khoảng nhiệt độ sôi, API tăng khi hàm lượng parafin tăng. Với
cùng một họ hydrocacbon, API tăng khi nguyên liệu nhẹ hơn. V vậy, với cùng một
khoảng nhiệt độ sôi, nguyên liệu có API cao th khả năng craking sẽ tốt, cho hiệu suất


11
xăng, LPG cao và giảm hiệu suất tạo khí và cặn.

ặc dù vậy, nguyên liệu có cùng API

c ng có thể có những tính chất rất khác nhau ảnh hưởng rất lớn đến quá tr nh.
b) Thành phần cất
Đây là thông số quan trọng cung cấp thông tin về chất lượng và thành phần
nguyên liệu. Thông thường thành phần cất càng “nặng”, hiệu suất chuyển hóa càng
thấp, hiệu suất xăng thấp, khí và cốc tăng. Nếu nguyên liệu nhẹ, nhưng hiệu suất
chuyển hóa thấp có nghĩa là nguyên liệu đó có tính aromatic cao, kết quả là hiệu suất
thu xăng không cao (nhưng RON cao), khí và cốc tăng, hiệu quả kinh tế không cao.
Ngược lại, nếu nguyên liệu nặng cho hiệu suất chuyển hóa cao (như dầu thô Bạch Hổ)
nghĩa là nguyên liệu đó giàu parafin, cho hiệu suất xăng và LPG cao, ít khí và cặn.
Ngoài ra, thành phần cất c ng là một đại lượng cho phép dự đoán lượng cốc tạo ra
trong quá trình. Thành phần cất phân đoạn trên 482oC sẽ dự đoán khả năng tạo cốc của
từng loại nguyên liệu. Thành phần này càng cao, th cốc tạo ra càng cao.
c) Độ nhớt

Đây là thông số quan trọng khi xem xét khả năng tạo sương và hóa hơi của nguyên
liệu ngay tại đầu phun nguyên liệu. Thông số này có ý nghĩa lớn đến hiệu suất chuyển
hóa và cốc tạo thành. Nếu độ nhớt cao, nguyên liệu “khó phun” và hóa hơi kém, tiếp
xúc với xúc tác không tốt làm giảm hiệu suất chuyển hóa và tạo nhiều cốc.
d) Hàm lượng cặn cacbon
Có nhiều phương pháp để xác định hàm lượng cặn trong nguyên liệu như: cặn
cacbon Conradson, cặn cacbon Ramsbottom, cặn cacbon icrocacbon, lượng không
tan trong heptan. Trong đó không có phương pháp nào có thể đo được hàm lượng cặn
chính xác hoàn toàn, các phương pháp bổ sung cho nhau. Việc xác định hàm lượng
cặn cacbon sẽ cho phép dự đoán hàm lượng cốc tạo ra trong quá tr nh. Khi hàm lượng
cặn tăng hiển nhiên là cốc tạo ra tăng. Thông thường, khoảng 50% cặn CCR trong
nguyên liệu sẽ chuyển thành cốc [8].
e) Các hệ số kinh nghiệm
Như phần trên đã tr nh bày, việc xác định thành phần của nguyên liệu rất khó khăn
và tốn nhiều thời gian, do đó trong thực tế, ngoài dựa vào các thông số vật lý, các hệ
số kinh nghiệm thường được sử dụng kết hợp để đánh giá ảnh hưởng của nguyên liệu
đến quá tr nh. Các hệ số kinh nghiệm được tính toán từ các thông số vật lý dựa trên
các công thức thực nghiệm. ột số hệ số kinh nghiệm được sử dụng phổ biến như:
KUOP và KW, hệ số TOTAL.
KUOP và KW phản ánh hàm lượng hydro trong nguyên liệu, tức là phản ánh khả
năng craking của nguyên liệu. Nếu nguyên liệu có giá trị K dưới 11 đồng nghĩa với
nguyên liệu mang tính Aromatic và khả năng craking là rất thấp. Các loại nguyên liệu