Quá trình khử lưu huỳnh trong các phân đoạn dầu mỏ

Q trình khử lưu huỳnh trong các phân đoạn dầu mỏ
TS. Nguyễn Thanh Sơn
1
Chỉång I : GIÅÏI THIÃÛU CHUNG VÃƯ QUẠ TRÇNH KHỈÍ LỈU HUNH
HYDRODESULFURATION (HDS)
I. Vë trê ca phán xỉåíng HDS trong nh mạy lc dáưu
Phán xỉåíng HDS nàòm åí nhiãưu vë trê trong så âäư chung ca nh mạy lc dáưu. Báút k mäüt
nh mạy lc dáưu no cng khäng thãø thiãúu phán xỉåíng HDS, phán xỉåíng ny âỉåüc sỉí dủng trong
cạc mủc âêch sau :
- Xỉí l phán âoản Kerosen tỉì phán xỉåíng chỉng cáút khê quøn âãø âem âi phäúi träün nhiãn
liãûu phn lỉûc v lm dáưu ho.
- Xỉí l phán âoản Gasoil khê quøn âãø phäúi träün nhiãn liãûu Diesel.
- Xỉí l Gasoil chán khäng lm ngun liãûu cho quạ trçnh cracking xục tạc (FCC).
Trong mäüt säú så âäư cäng nghãû ca cạc nh mạy lc dáưu hiãûn âải phán xỉåíng ny cn xỉí
l ngun liãûu cho phán xỉåíng reforming xục tạc (RC), Isome hoạ, hydrocracking (HDC).




Nhiãn liãûu
p
hn lỉ
û
c
Diesel
Dáưu nhåìn
Bitumes
Xàng
C1-C2 âäút
Gasoil ck
Alkyl hoạ

HDT
HDT
HDT
HDT
HDT
HDT
HDT
Reforming
Isome hoạ
Kh
ê

C4
Xàng
Kerosen
Gasoil nhẻ
Gasoil nàûng
.
FCC
Xàng
LCO
Dáưu thä
Càûn kq
.
HDC
Xàng
Gasoil
Gim nhåït
Xàng
Gasoil

Càûn c
k

Sn pháøm thỉång pháøm
LPG
Chỉng cáút kq

CC chán khäng
HDC
Q trình khử lưu huỳnh trong các phân đoạn dầu mỏ
TS. Nguyễn Thanh Sơn
2
II. Tải sao phi cọ phán xỉåíng HDS
Trong thnh pháưn hoạ hc dáưu m, ngoi thnh pháưn chênh l cạc håüp cháút hydrocacbon
(HC) cn chỉïa mäüt hm lỉåüng khäng nh l cạc håüp cháút phi HC v cạc håüp cháút cå kim. Cạc
håüp cháút phi HC l cạc håüp cháút ca lỉu hunh (S), Nitå , Oxy. Chụng l nhỉỵng håüp cháút cọ hải
trong dáưu m.
* Tạc hải lãn quạ trçnh chãú biãún:
Dáưu m sau khi khai thạc lãn s qua cạc quạ trçnh chãú biãún. Trong quạ trçnh chãú biãún cạc
håüp cháút ca S s gáy àn mn thiãút bë (chụng täưn tải dỉåïi dảng H
2
S, mercaptan), lm ngäü âäüc cạc
cháút xục tạc (quạ trçnh cracking xục tạc, reforming xục tạc ) lm gim âäü hoảt âäüng v tøi th
ca cháút xục tạc. Riãng våïi cạc håüp cháút ca N
2
, v cạc kim loải täưn tải åí hm lỉåüng ráút nh cng
cọ thãø gáy ngäü âäüc vénh viãùn cho xục tạc.
* Tạc hải lãn quạ trçnh sỉí dủng nhiãn liãûu:
Khi âäút chạy nhiãn liãûu trong âäüng cå, cạc håüp cháút chỉïa S s kãút håüp våïi O
2

tảo ra khê
SOx. Pháưn låïn âỉåüc thi ra mäi trỉåìng, chụng s kãút håüp våïi håi nỉåïc tảo ra axit tỉång ỉïng gáy
mỉa axit lm ä nhiãùm mäi trỉåìng. Pháưn cn lải trong âäüng cå, mäüt pháưn qua hãû thäúng x v nàòm
lải åí âọ khi âäüng cå ngüi chụng s kãút håüp våïi håi nỉåïc tảo axit àn mn hãû thäúng x, mäüt pháưn
lt qua secman xúng carter v kãút håüp våïi håi nỉåïc khi âäüng cå ngüi tảo ra axit dáùn âi bäi trån
s àn mn âäüng cå.
- Tạc hải lãn quạ trçnh bo qun :
Dáưu m v cạc sn pháøm dáưu m trong quạ trçnh bo qun, nãúu chỉïa mäüt hm lỉåüng cạc
håüp cháút ca S s gáy àn mn thiãút bë v tảo ra nhỉỵng mi häi gáy ä nhiãùm mäi trỉåìng. Cạc håüp
cháút ca N dãù gáy máút mu sn pháøm.
Màût khạc, trong nhỉỵng nàm qua, cäng nghiãûp lc dáưu â cọ nhỉỵng bỉåïc phạt triãøn khäng
ngỉìng. Nhu cáưu vãư nhỉỵng sn pháøm nhẻ (nhiãn liãûu cho âäüng cå) tàng nhy vt lm gim mäüt
lỉåüng ráút låïn cạc sn pháøm nàûng büc cạc nh mạy lc dáưu phi tàng giạ trë ca cạc phán âoản
nàûng chỉïa nhiãưu cạc håüp cháút dë täú (S, O, N, kim loải) v cạc polyaromatic. Song song våïi sỉû
phạt triãøn ca nhu cáưu thë trỉåìng, u cáưu vãư hm lỉåüng S trong gasoil ngy cng tråí nãn nghiãm
Quỏ trỡnh kh lu hunh trong cỏc phõn on du m
TS. Nguyn Thanh Sn
3
ngỷt. Nm 1993, Myợ õỷt ra tióu chuỏứn vóử haỡm lổồỹng S trong nhión lióỷu phaới nhoớ hồn 500ppm, tổỡ
20000 ppm trổồùc õỏy tổùc laỡ giaớm õi 95% phaùt thaới S.
Tổỡ nhổợng yóu cỏửu vóử baớo vóỷ mọi trổồỡng, ngaỡy nay caùc õọỹng cồ sổớ duỷng bọỹ xuùc taùc õóứ xổớ
lyù khờ thaới maỡ bọỹ xuùc taùc naỡy rỏỳt nhaỷy vồùi caùc hồỹp chỏỳt cuớa S, S laỡm giaớm hoaỷt tờnh cuớa xuùc taùc
tổùc laỡ laỡm cho nhióỷt õọỹ hoaỷt õọỹng cuớa bọỹ xuùc taùc rỏỳt cao chờnh vỗ thóỳ maỡ yóu cỏửu vóử haỡm lổồỹng S
trong nhión lióỷu caỡng ngaỡy caỡng khừt khe hồn.
Baớng 1 : Giồùi haỷn haỡm lổồỹng lổu huyỡnh trong nhión lióỷu theo CE

Nhión lióỷu 2000 2005 2009
Dỏửu Diesel (ppm) 350 50 10
Xng (ppm) 150 50 10

Do giồùi haỷn vóử haỡm lổồỹng S dỏựn õóỳn bừt buọỹc phaới coù phỏn xổồớng HDS xổớ lyù caùc phỏn
õoaỷn Kerosen vaỡ Gasoil õóứ õem phọỳi trọỹn trổỷc tióỳp laỡm nhión lióỷu cho õọỹng cồ, õọửng thồỡi trong
quaù trỗnh HDS coỡn caới thión mọỹt sọỳ tờnh chỏỳt coù lồỹi cho nhión lióỷu nhổ chố sọỳ Cetan vaỡ tố troỹng,
õióứm khoùi. Coỡn rióng õọỳi vồùi xng do yóu cỏửu vóử chố sọỳ octan cao nón phaới qua caùc quaù trỗnh
chuyóứn hoaù hoaù hoỹc bũng xuùc taùc vaỡ õaợ õổồỹc khổớ lổu huyỡnh khi xổớ lyù nguyón lióỷu.
óứ õaớm baớo tờnh kinh tóỳ vaỡ nỏng cao chỏỳt lổồỹng cuớa caùc quaù trỗnh chuyóứn hoaù hoaù hoỹc
bũng xuùc taùc thỗ nguyón lióỷu phaới qua quaù trỗnh HDS trổồùc õóứ giaớm haỡm lổồỹng S vaỡ N xuọỳng coỡ
n
nhoớ hồn 1ppm vaỡ haỡm lổồỹng kim loaỷi phaới nhoớ hồn 1ppb bồới vỗ caùc taỷp chỏỳt naỡy seợ laỡm ngọỹ õọỹc
rỏỳt maỷnh xuùc taùc, gỏy n moỡn thióỳt bở chổùa vaỡ thióỳt bở phaớn ổùng.
Nhổ vỏỷy, quaù trỗnh HDS laỡ quaù trỗnh luọn luọn coù lồỹi vaỡ bừt buọỹc phaới coù, bồới vỗ ngoaỡi
vióỷc loaỷi boớ lổu huyỡnh vaỡ taỷp chỏỳt õóứ õaớm baớo caùc yóu cỏửu nghióm ngỷt, noù coỡn caới thióỷn caùc tờnh
chỏỳt cuớa nguyón lióỷu nhồỡ vaỡo quaù trỗnh no hoaù vaỡ quaù trỗnh hydrocracking giổợa maỷch caùc HC
maỷch daỡi.
Toùm laỷi, quaù trỗnh HDS duỡng õóứ thổỷc hióỷn hai nhióỷm vuỷ sau:
Loaỷi boớ taỷp chỏỳt vaỡ caới thióỷn tờnh chỏỳt cuớa saớn phỏứm thổồng phỏứm theo yóu cỏửu kyợ thuỏỷt
cuớa õọỹng cồ vaỡ baớo vóỷ mọi trổồỡng.
Quỏ trỡnh kh lu hunh trong cỏc phõn on du m
TS. Nguyn Thanh Sn
4
Chuỏứn bở nguyón lióỷu cho caùc quaù trỗnh chuyóứn hoaù khaùc nhổ FCC, HDC, Isome hoaù, RC.
ặ HDS phỏn õoaỷn xng nỷng õóứ laỡm nguyón lióỷu cho quaù trỗnh RC.
ặ HDS kerosen õóứ :
- Loaỷi boớ phỏửn lồùn mercaptan, caùc hồỹp chỏỳt cuớa S, hydrocacbon thồm.
- Caới thióỷn õióứm khoùi.
ặ HDS gasoil õóứ :
- Loaỷi boớ phỏửn lồùn caùc hồỹp chỏỳt cuớa S, N, no hoùa hydrocacbon thồm, olefin.
- Caới thióỷn chố sọỳ Cetan vaỡ õọỹ ọứn õởnh nhióỷt.
ặ HDS dỏửu nhồỡn:
- Loaỷi boớ phỏửn lồùn caùc hồỹp chỏỳt cuớa S vaỡ haỡm lổồỹng cỷn carbon Conradson.

- Caới thióỷn õióứm chaớy vaỡ õọỹ ọứn õởnh oxy hoaù.

Q trình khử lưu huỳnh trong các phân đoạn dầu mỏ
TS. Nguyễn Thanh Sơn
5
Chỉång II : L THUÚT VÃƯ QUẠ TRÇNH HDS
Quạ trçnh HDS l quạ trçnh khỉí lỉu hunh bàòng hydro cọ sỉí dủng xục tạc âãø loải b ch
úu l S v cạc ngun täú dë täú nhỉ N, O, cạc kim loải ra khi cạc phán âoản dáưu m båíi vç âọ
chênh l nhỉỵng tảp cháút cọ hải cho cạc quạ trçnh chãú biãún v sỉí dủng sau ny.
Âáy l mäüt quạ trçnh thỉûc hiãûn åí ạp sút riãng pháưn ca H
2
ráút cao khong tỉì 10 âãún 200
bar v åí nhiãût âäü khong 250 âãún 450°C, trong quạ trçnh xy ra âäưng thåìi cạc phn ỉïng cọ låüi
nhỉ: khỉí lỉu hunh (hydrodesulfurization - HDS), khỉí nitå (HDN), hydro họa (HYD), khỉí oxy
(HDO), tạch kim loải (HDM).
Thỉûc cháút ca cạc phn ỉïng cọ låüi ny chênh l quạ trçnh b gy cạc liãn kãút giỉỵa ngun
tỉí C v cạc ngun täú dë täú räưi sau âọ l quạ trçnh no hoạ cạc näúi âäi v cọ km theo quạ trçnh b
gy mảch carbon, chênh vç thãú m quạ trçnh ny to nhiãût ráút låïn.
Nhåì vo bí gy mảch C - S, C - N, C = O, C - M m HDS cọ kh nàng loải tảp cháút v
nhåì vo phn ỉïng no hoạ, b gy mảch C - C m ci thiãûn âỉåüc mäüt säú tênh cháút ca ngun liãûu
nhỉ chè säú cetane (IC), t trng, âiãøm khọi.
I. Âàûc âiãøm cạc ngun täú dë täú trong cạc phán âoản dáưu m
Dáưu thä trong tỉû nhiãn chỉïa cạc tảp cháút l cạc hảt ca S, N, cạc håüp cháút cå kim ca Fe,
V v mäüt säú håüp cháút ca O. Cạc tảp cháút âỉåüc tảo nãn tỉì nhiãưu håüp cháút dë täú khạc nhau m hm
lỉåüng ca nọ phủ thüc ráút låïn vo ngưn gäúc ca dáưu thä. Sau khi qua quạ trçnh chỉng cáút thç
hm lỉåüng cạc tảp cháút ny lải thay âäøi qua tỉìng phán âoản v tàng dáưn tỉì phán âoản nhẻ cho
âãún phán âoản nàûng. Hm lỉåüng tảp cháút trong mäùi phán âoả
n lải phủ thüc vo khong càõt.
1. Håüp cháút ca lỉu hunh
Trãn 250 håüp cháút khạc nhau ca S âỉåüc tçm tháúy trong dáưu m, trong âọ S täưn tải trong

cạc pháưn cáút nhẻ nhỉ naphta, kerosen dỉåïi dảng cạc håüp cháút mercaptan (RSH), sulfure (RSR),
disulfure (RSSR), thiophen v dáùn xút ca thiophen. ÅÍ cạc phán âoản nàûng hån thç cn cọ thãm
benzothiophen v dibenzothiophen ngoi ra cn åí dảng polyaromatic dë vng.
Sỉû phán bäú cạc håüp cháút ca S trong cạc phán âoản khäng giäúng nhau thãø hiãûn qua bng
sau ca mäüt loải dáưu thä cọ hm lỉåüng S l 1,2 % khäúi lỉåüng.

Q trình khử lưu huỳnh trong các phân đoạn dầu mỏ
TS. Nguyễn Thanh Sơn
6
Bng 2 : Sỉû phán bäú cạc håüp cháút chỉïa lỉu hunh trong cạc phán âoản dáưu m :

Phán âoản Khong phán âoản, °C Hm lỉåüng S, % Mercaptan Sunfua Thiophen
Naphta 70 - 180 0.02 50% 50% Vãút
Kerosen 160 - 240 0.2 25% 25% 35%
Gasoil nhẻ 230 - 350 0.9 15% 15% 30%
Gasoil nàûng 350 - 550 1.8 5% 5% 30%
Càûn 550+ 2.9 Vãút Vãút 10%

Cạc håüp cháút ca S l loải håüp cháút phäø biãún v âạng chụ nháút trong säú cạc håüp cháút phi
hydrocacbon. Nhỉỵng loải dáưu êt S thỉåìng cọ hm lỉåüng S khäng quạ 0,3-0,5% khäúi lỉåüng, nhỉỵng
loải nhiãưu S thỉåìng cọ hm lỉåüng S 1-5 % tråí lãn, cọ loải dáưu lãn âãún 13,95 %wt nhỉ dáưu thä
Etzel åí Âỉïc.
Lỉu hunh dảng mercaptan chè gàûp trong phán âoản nhẻ ca dáưu m (dỉåïi 200°C). Cạc
mercaptan ny cọ gäúc HC mảch thàóng, nhạnh, vng naphten våïi säú ngun tỉí carbon tỉì C1- C8.
Nhỉỵng nhạnh ca gäúc HC ny thỉåìng chè l nhỉỵng nhạnh nh (háưu hãút l metyl). Lỉu hunh åí
dảng mercaptan khi nhiãût âäü lãn khong 300°C thç dãù bë phán hu tảo H
2
S v cạc sunfua, åí nhiãût
âäü cao hån nỉỵa chụng cọ thãø phán hu thnh H
2

S v cạc HC khäng no tỉång ỉïng :
2 C
5
H
11
SH C
5
H
11
-S-C
5
H
11
+ H
2
S (åí T = 300°C)
C
5
H
11
SH C
5
H
10
+ H
2
S ( åí T = 500°C)
Màût khạc mercaptan lải ráút dãù bë oxy hoạ tảo disunfua v cọ màût cháút oxy hoạ mảnh cọ
thãø tảo thnh sunfuaxit :
2 C

3
H
7
SH + 1/2 O
2
C
3
H
7
-S-S-C
3
H
7
+ H
2
O
2 C
3
H
7
-S-H C
3
H
7
SO
2
OH (våïi sỉû cọ màût ca HNO
3
)
Lỉu hunh dảng Sunfua cọ trong dáưu m chia thnh: cạc sunfua nàòm trong cáúu trục vng

no (Thiophan) hồûc khäng no (thiophen). Trong dáưu m ngỉåìi ta cng â xạc âënh âỉåüc Sunfua
cọ gäúc HC mảch thàóng C2 - C8.
Q trình khử lưu huỳnh trong các phân đoạn dầu mỏ
TS. Nguyễn Thanh Sơn
7
Cạc Sunfua cọ gäúc HC thåm 1, 2 hồûc nhiãưu vng hồûc nhỉỵng gäúc HC thåm lai håüp våïi
cạc vng naphten lải l håüp cháút chỉïa S ch úu trong phán âoản cọ nhiãût âäü säi cao ca dáưu m.
Lỉu hunh dảng Disunfua thỉåìng cọ ráút êt trong dáưu m nháút l trong cạc phán âoản cọ nhiãût âäü
säi tháúp v trung bçnh. ÅÍ phán âoản cọ nhiãût âäü säi cao thç S åí dảng ny cọ nhiãưu v phäø biãún.
Nhỉỵng loải dáưu m trong quạ trçnh di cỉ hay åí táưng chỉïa khäng sáu bë oxy hoạ thỉåìng cọ nhiãưu
Disunfua vç cạc mercaptan dãù bë oxy hoạ chuøn hoạ thnh disunfua.
Lỉu hunh dảng thiophen (hồûc thiophen âa vng) l nhỉỵng dảng cọ cáúu trục nhỉ sau :


Nhỉỵng loải ny thỉåìng chiãúm tỉì 45-49% trong táút c cạc håüp cháút chỉïa S ca dáưu m.
Ngoi cạc dảng kãø trãn, trong dáưu m cn chỉïa S dỉåïi dảng tỉû do v H2S våïi hm lỉåüng
nh (< 50 ppm). Tuy nhiãn, S ngun täú cng nhỉ H
2
S khäng phi trong dáưu m no cng cọ,
chụng thay âäøi trong mäüt giåïi hản ráút räüng âäúi våïi cạc loải dáưu khạc nhau. Thỉåìng thç H
2
S trong
dáưu m nàòm dỉåïi dảng ho tan trong dáưu, dãù dng thoạt khi dáưu khi âun nọng nhẻ, chụng gáy ra
àn mn ráút mảnh cạc âỉåìng äúng v thiãút bë. Do âọ thỉåìng càn cỉï vo hm lỉåüng H
2
S cọ trong
dáưu m phán biãût dáưu “ chua” hay dáưu “ngt”. Khi hm lỉåüng H
2
S trong dáưu dỉåïi 3,7ml/l dáưu
âỉåüc gi l dáưu “ ngt” v ngỉåüc lải gi l dáưu “chua”. Cáưn chụ khi âun nọng thç Mercaptan

cng phán hu thnh H
2
S nãn hm lỉåüng H
2
S thỉûc tãú trong cạc thiãút bë âun nọng s cao lãn.
Dảng håüp cháút chỉïa S cúi cng cọ trong dáưu m våïi säú lỉåüng ráút êt âọ l loải trong cáúu
trục ca nọ cn cọ c nitå.
Nãúu nhỉ trong phán âoản xàng, S dảng Mercaptan chiãúm ch úu thç trong phán âoản
Gasoil háưu nhỉ khäng cn nỉỵa. Thay thãú vo âọ l Sunfua, disunfua, dë vng. Trong säú âọ S
dảng sunfua vng no chiãúm ch úu trong phán âoản Gasoil nhẻ v Kerosen.
Cạc håüp cháút chỉïa oxy cng tàng lãn trong phán âoản Gasoil nhẻ. Âàûc biãût åí phán âoản
ny cạc håüp cháút chỉïa oxy dỉåïi dảng axit ch úu l axit naphtenic. Trong phán âoản ny bàõt
âáưu xút hiãûn cạc håüp cháút nhỉûa nhỉng cng ráút êt.
S
S
S
S
Thio
p
hen Benzothio
p
hen Dibenzothio
p
hen Na
p
tabenzothio
p
hel
Quỏ trỡnh kh lu hunh trong cỏc phõn on du m
TS. Nguyn Thanh Sn

8
2. Caùc hồỹp chỏỳt cuớa Nitồ
Caùc hồỹp chỏỳt cuớa N thổồỡng coù rỏỳt ờt trong dỏửu moớ, tổỡ 0.01 õóỳn 1% kl, nũm chuớ yóỳu ồớ phỏn
õoaỷn coù nhióỷt õọỹ sọi cao. Noù tọửn taỷi ồớ daỷng bazồ nhổ quinolin, iso quinolin, pyridin vaỡ daỷng
trung tờnh nhổ pyrrole, indole, carbazole. Chuùng tọửn taỷi ồớ daỷng 1,2 hoỷc 3 nguyón tổớ N.
N
N
N
Pyridin
Quinolin
Acridin

N
H
N
H
N
H
Pyrol
Indol
Cacbazol
N
H
Benzocacbazol


3. Caùc hồỹp chỏỳt cuớa O
Caùc hồỹp chỏỳt chổùa O trong dỏửu moớ thổồỡng tọửn taỷi dổồùi daỷng axit, ceton, phenol, ete,
este trong õoù caùc axit vaỡ phenol laỡ quan troỹng hồn caớ. Chuùng thổồỡng nũm ồớ phỏửn coù nhióỷt õọỹ
sọi trung bỗnh vaỡ axit laỡ axit beo mọỹt chổùc. Caùc phenol chuớ yóỳu laỡ phenol, cresol, -naphtol.

OH
OH
CH
3
OH
Phenol
Cresol
Beta- Naphtol

4. Caùc kim loaỷi nỷng:
Coù haỡm lổồỹng rỏỳt nhoớ trong dỏửu moớ tổỡ phỏửn vaỷn õóỳn phỏửn trióỷu. Caùc kim loaỷi chuớ yóỳu coù
trong cỏỳu truùc cuớa caùc phổùc cồ kim cuớa V vaỡ Ni. Ngoaỡi ra coỡn mọỹt lổồỹng rỏỳt nhoớ caùc nguyón tọỳ
khaùc nhổ Re, Cu, Zn, Ca, Mg, Ti, Tuy haỡm lổồỹng rỏỳt nhoớ nhổng chuùng rỏỳt coù haỷi vaỡ gỏy ngọỹ
õọỹc vộnh vióựn xuùc taùc trong quaù trỗnh chóỳ bióỳn.
II. Caùc phaớn ổùng vaỡ cồ chóỳ cuớa phaớn ổùng
A. Caùc phaớn ổùng :
* Caùc phaớn ổùng mong muọỳn
a) Phaớn ổùng taùch loaỷi S
Quá trình khử lưu huỳnh trong các phân đoạn dầu mỏ
TS. Nguyễn Thanh Sơn
9



b) Phaín æïng taïch loaûi N

Quỏ trỡnh kh lu hunh trong cỏc phõn on du m
TS. Nguyn Thanh Sn
10

c) Hydro hoaù caùc hồỹp chỏỳt chổùa O
- Hydro hoaù lión kóỳt C-O
. Rổồỹu vaỡ phehol

- Hydro hoaù lión kóỳt C=O

d) Phaớn ổùng hydro hoaù caùc hồỹp chỏỳt Olefin

ặ ỏy laỡ nhổợng phaớn ổùng toaớ nhióỷt rỏỳt maỷnh vaỡ caùc hồỹp chỏỳt Olefin vaỡ diolefin chuyóứn
hoaù thaỡnh caùc hồỹp chỏỳt no.
ặ Tọỳc õọỹ phaớn ổùng no hoaù lồùn hồn tọỳc õọỹ phaớn ổùng taùch loaỷi S.
e) Phaớn ổùng Hydro hoaù caùc hồỹp chỏỳt Aromatic
Phaớn ổùng no hoùa caùc aromatic coù bở giồùi haỷn vóử nhióỷt õọỹng hoỹc. ỏy laỡ nhổợng phaớn ổùng
toớa nhióỷt vaỡ giaớm sọỳ phỏn tổớ nón nón chuùng xaớy ra thuỏn lồỹi ồớ nhióỷt õọỹ thỏỳp vaỡ aùp suỏỳt cao.
mọỹt aùp suỏỳt cho trổồùc, khi ta tng nhióỷt õọỹ thỗ tọỳc õọỹ phaớn ổùng no hoùa tng lón õóỳn mọỹt
giaù trở maximum. Sau õoù, nóỳu tng nhióỷt õọỹ tióỳp tuỷc thỗ tọỳc õọỹ no hoùa caùc aromatic laỷi giaớm
xuọỳng. mọỹt nhióỷt õọỹ cho trổồùc, tọỳc õọỹ phaớn ổùng no hoùa tng nhanh khi tng aùp suỏỳt.

Q trình khử lưu huỳnh trong các phân đoạn dầu mỏ
TS. Nguyễn Thanh Sơn
11
. * Benzene

f) Phn ỉïng tạch kim loải
Cạc håüp cháút cå kim chỉïa As, Pb, Cu, Ni, Va âỉåüc tạch thnh nhỉỵng ngun tỉí kim loải
v âỉåüc råi vo läø xäúp trãn bãư màût xục tạc.
* Cạc phn ỉïng khäng mong mún
- Phn ỉïng hydrocracking (HDC)

Âáy l mät phn ỉïng khäng mong mún, cáưn phi lm gim nọ âãún mỉïc täúi thiãøu båíi vç
nọ tiãu thủ nhiãưu H
2
v do sỉû càõt åí âáưu mảch hồûc càõt mảch nhỉỵng HC ngàõn mảch tảo nhiãưu khê
nãn lm gim âäü sảch ca khê H
2
häưi lỉu, gim lỉåüng gasoil u cáưu. Phn ỉïng ny cọ thãø âỉåüc
giåïi hản bàòng viãûc lỉûa chn xục tạc våïi kh nàng phn ỉïng HDC tháúp v kh nàng lm viãûc åí
nhiãût âäü tháúp âãø trạnh phn ỉïng HDC do phn ỉïng HDC xy ra åí nhiãût âäü cao.
- Phn ỉïng cäúc hoạ
Trong âiãưu kiãûn cäng nghãû ca quạ trçnh HDS, nhỉỵng phán tỉí nàûng âỉåüc háúp phủ trãn cạc
tám acid ca xục tạc räưi âỉåüc ngỉng tủ dáưn v quạ trçnh polyme họa cạc HC khäng no tảo thnh
håüp cháút polymer âọng lải trãn xục tạc dỉåïi dảng cäúc. Cäúc bạm trãn bãư màût xục tạc l ngun
nhán chênh lm gim hoảt tênh xục tạc.
B. Cå chãú phn ỉïng
Q trình khử lưu huỳnh trong các phân đoạn dầu mỏ
TS. Nguyễn Thanh Sơn
12
T lỉåüng ca cạc phn ỉïng HDT phủ thüc ráút låïn vo bn cháút ca cạc håüp cháút dë täú v
cạc håüp cháút khäng no. Trong nhỉỵng phn ỉïng ny ln ln cọ sỉû tiãu thủ H
2
m trong âọ sỉû no
hoạ cạc nhán thåm tiãu thủ nhiãưu H
2

hån cạc phn ỉïng b gy liãn kãút giỉỵa C v cạc ngun täú dë
tä.ú Dỉûa vo mủc âêch chênh ca quạ trçnh HDT, bn cháút ca cạc håüp cháút dë täú trong phán âoản
dáưu m v âäü no hoạ m phn ỉïng ỉu tiãn l khạc nhau dáùn âãún cáưn mäùi loải xục tạc khạc nhau
v âiãưu kiãûn tiãún hnh quạ trçnh l khạc nhau.
Sỉû phỉïc tảp ca så âäư cạc phn ỉïng HDT phủ thüc vo cạc håüp cháút dë täú. Sỉû phán hu
dãù dng cạc mercaptan, rỉåüu, cạc amin bẹo chè nhåì vo phn ỉïng b gy liãn kãút giỉỵa C v
ngun täú dë täú. Cå chãú b gy ny váùn cn ráút nhiãưu quan âiãøm khạc nhau. Hai cå chãú m cọ
kh nàng nháút l cå chãú tạch loải (E2) v phn ỉïng thãú nuclẹophin (SN2).
Trong trỉåìng håüp cạc håüp cháút cọ chỉïa cạc vng thåm, quạ trçnh phn ỉïng xy ra phỉïc
tảp våïi nhiãưu phn ỉïng song song, liãn tiãúp (phn ỉïng no hoạ cạc vng thåm v cạc liãn kãút
khäng no, phn ỉïng phạ våí liãn kãút dë tä)ú v sỉû tảo thnh nhiãưu håüp cháút trung gian. Bng sau l
quạ trçnh phn ỉïng ca dibenzothiophne (DBT) l håüp cháút chỉïa S âàûc trỉng cho phán âoản
Gasoil trong âọ phn ỉïng chênh l phạ våỵ trỉûc tiãúp liãn kãút CAr-S trỉåïc räưi sau âọ l phn ỉïng no
hoạ dáưn dáưn hai vng thåm, chênh vç thãú m PPH khäng nh hỉåíng låïn âãún phn ỉïng n
y.
S
S
Biphenyl
Tetrahydrodibenzothiophen
Phenylcyclohexan
Dicyclohexyl
DBT
(
2
)
(
1
)

Cng cọ nhiãưu håüp cháút S khäng phn ỉïng theo cạch trãn v kh nàng phn ỉïng gim dáưn

khi säú vng tàng dáưn.
Phn ỉïng tạch loải N ca quinoline cọ sỉû xy ra âäưng thåìi ca phn ỉïng b gy liãn kãút
C-N v phn ỉïng no họa. Ngỉåüc våïi phn ỉïng khỉí S thç phn ỉïng khỉí N cáưn H
2
âãø gii phọng C
Q trình khử lưu huỳnh trong các phân đoạn dầu mỏ
TS. Nguyễn Thanh Sơn
13
åí vë trê α trỉåïc chênh vç thãú m PPH nh hỉåíng låïn âãún hiãûu sút phn ỉïng. Cạc håüp cháút
Alkylquinoline l khọ phn ỉïng nháút.

II Âäüng hc phn ỉïng
Ráút nhiãưu âënh lût âäüng hc âỉåüc âãư nghë cho nhỉỵng phn ỉïng ca quạ trçnh HDS våïi
nhỉỵng håüp cháút máùu. Chụng phủ thüc vo bn cháút ca phn ỉïng v âiãưu kiãûn tiãún hnh quạ
trçnh. Mäüt âënh lût täøng quạt âỉåüc xem xẹt cho nhỉỵng phn ỉïng âån gin l :
)(*
1

2
H
iiHCHC
HCHC
Pf
PKPK
PKk
V
∑
++
=

Trong âọ :
k : hàòng säú váûn täúc
HC : cháút tham gia phn ỉïng
i : cháút ỉïc chãú phn ỉïng
Ki : hàòng säú háúp phủ cạc cháút
f(P
H2
) : hm phỉïc ca ạp sút riãng pháưn ca H
2

PHC : ạp sút riãng pháưn ca cháút phn ỉïng
Do sỉû cọ màût ca H2S , cháút háúp phủ mảnh v cháút ỉïc chãú nãn váûn täúc phn ỉïng s âỉåüc
tênh theo phỉång trçnh sau
V = k’.PHC.PH2

V. Nhiãût âäüng hc ca phn ỉïng
Cạc phn ỉïng b gy mảch C - S, C - N, C - O l nhỉỵng phn ỉïng to nhiãût v nhỉỵng
phn ỉïng ny xy ra hon ton (khäng thûn nghëch) trong âiãưu kiãûn tiãún hnh quạ trçnh HDS.
Cạc phn ỉïng no hoạ cng l nhỉỵng phn ỉïng to nhiãût mảnh nhỉng l nhỉỵng phn ỉïng
thûn nghëch trong âiãưu kiãûn tiãún hnh quạ trçnh HDT. Phn ỉïng ny thûn låüi khi tàng ạp sút
riãng pháưn ca H
2
v gim nhiãût âäü. Mỉïc âäü to nhiãût phủ thüc vo tỉìng håüp cháút, tỉïc l dỉûa
vo âäü bãưn ca liãn kãút bë phạ våí v liãn kãút tảo thnh trong phn ỉïng.

Quỏ trỡnh kh lu hunh trong cỏc phõn on du m
TS. Nguyn Thanh Sn
14
Baớng 3 : Hióỷu ổùng nhióỷt cuớa caùc phaớn ổùng

Phaớn ổùng H (kJ/mol)
2-propanethiol + H
2
ặ Propane + H
2
S
R-S-R + 2H
2
ặ 2RH + H
2
S
R-S-S-R + 3H
2
ặ 2RH + 2H
2
S
Cyclohexanthiol + H
2
ặ n-butane + H
2

Thiopheỡne + 4H
2
ặ n-butane + H
2
S
Dibezothiophene + 2H
2
ặ bipheùnyle + H
2

S
R-NH
2
+ H
2
ặ RH + NH
3

O-Eẽthylaniline + H
2
ặ eùthylbenzen + NH
3

Indole + 3H
2
ặ eùthylbenzeỡne + NH3
Quinoline + 2H
2
ặ 1, 2, 3, 4 tetrahydroquinoline
Quinoline +4H
2
ặ propylbenzeỡne + NH
3

R-OH + H
2
ặ RH + H2O
Pheùnol + H
2
ặ benzeỡne + H

2
O
Furane + 4H
2
ặ n-butane + H
2
O
Benzofurane + 3H
2
ặ ethylbenzene + H
2
O
Benzen + 3H
2
ặ cyclohexane
Naphtalene + 2H
2
ặ Tetraline
Diolefine + H
2
ặ olefine
Olefine +H
2
ặ parrafine
Alkenylaromatic +H
2
ặ Akylaromatic
Aromatic + naphtenic
-54.3
-117.0

-209.0
-112.8
-284.2
-46.0
-79.4
-58.5
-204.8
-133.8
-271.7
-100.3
66.9
-351.1
-104.5
-209.0
-125.4
-26 (kcal/mole)
-30 (kcal/mole)
-47 (kcal/mole)
-50 (kcal/mole)




Q trình khử lưu huỳnh trong các phân đoạn dầu mỏ
TS. Nguyễn Thanh Sơn
15
III. Xục tạc
a) Thnh pháưn v cáúu trục
Xục tạc cho quạ trçnh HDS bao gäưm 2 pháưn: cháút mang v pha hoảt âäüng xục tạc
Cháút mang thỉåìng sỉí dủng l γAlumin cọ bãư màût riãng låïn.

Pha hoảt âäüng xục tạc l sulfure ca Mo hồûc ca W âỉåüc xục tiãún båíi Ni hồûc Co,
thỉåìng âỉåüc sỉí dủng åí dảng häøn håüp CoMo, NiMo, NiW.
Hm lỉåüng kim loải hay dng nhỉ sau: 9%kl Mo, 2.5%kl Co hồûc Ni. Hm lỉåüng kim
loải trong xục tạc ngy cng tàng lãn, hiãûn nay hm lỉåüng cạc kim loải vo khong 12-15% kl
Mo v 3-5% kl Ni hồûc Co.


Hçnh 1 : Cáúu trục ca xục tạc HDS
Ty theo mủc âêch chênh ca quạ trçnh m chn kim loải cho pha hoảt âäüng xục tạc nhỉ sau:
- Khi quạ trçnh ch úu l HDS thç dng CoMo
- Khi quạ trçnh ch úu l HDN, HDO, HDAr dng NiMo
- Khi quạ trçnh ch úu l HDMe, HDO, HDAr dng NiW
Ngy nay, xục tạc â qua ráút nhiãưu ci tiãún âãø âạp ỉïng âi hi hoảt tênh cao ca pha hoảt
âäüng xục tạc do ngun liãûu xỉí l ngy cng nàûng v hiãûu sút khỉí ngy cng cao.
Âãø tàng cỉåìng nhỉỵng tênh nàng ca xục tạc, âäúi våïi pha hoảt âäüng xục tạc ngỉåìi ta cn
bäø sung Phosphore hồûc Fluor räưi thãm cạc phủ gia, cn âäúi våïi cháút mang ngỉåìi ta cọ thãø dng
dỉåïi dảng silice-alumin hồûc titan-alumin. Ngỉåìi ta cng tçm tháúy cạc dảng xục tạc kãút håüp 3
kim loải nhỉ dảng NiCoMo, FeCoMo âãø tàng âäü bãưn, hoảt tênh v tøi th ca cháút xục tạc.

S
Mo
Co
0,615 nm

Q trình khử lưu huỳnh trong các phân đoạn dầu mỏ
TS. Nguyễn Thanh Sơn
16
Xục tạc HDS âỉåüc chãú tảo dỉåïi hçnh dảng bi, trủ, hçnh xuún cọ kêch thỉåïc nh tỉì 1.2 âãún 1.6
mm våïi kim loải åí dảng oxyt räưi âỉåüc hoảt họa bàòng sulfure åí trong thiãút bë phn ỉïng. Cọ nhiãưu
phỉång phạp chøn bë loải xục tạc ny m thäng dủng nháút l tháúm táøm häøn håüp cạc oxyt kim

loải (dỉåïi dảng cạc múi) ca pha hoảt âäüng lãn oxyt cháút mang.
Pha hoảt âäüng ca xục tạc âảt âỉåüc nhåì quạ trçnh sulfure họa cạc oxyt kim loải nàòm trãn cháút
mang CoO-MoO
3
/ γAl
2
O
3

MoO
3
+1/2 CoO +5/2 H
2
S + H
2
Ỉ Co
0,5
MoS
2,5
+7/2H
2
O
Pha hoảt âäüng ca xục tạc âỉåüc tảo thnh mäüt pha sulfure häùn håüp bao gäưm, Co v Ni âỉåüc gàõn
trãn nhỉỵng tinh thãø ny.
Nhỉ váûy quạ trçnh sunfua hoạ chuøn pha oxyt thnh pha sunfua häùn håüp våïi mäüt cáúu
trục hon ton khạc, nhỉỵng tinh thãø MoS
2
v WS
2
xen láùn vo nhau tảo thnh cáúu trục dảng tinh

thãø lạ mng, di 3-4nm gäưm 1-3 lạ phán bäú trãn cháút mang. Co v Ni âỉåüc gàõn trãn nhỉỵng tinh
thãø ny. Nhåì vo hiãûu ỉïng häù tråü (synergy effect) m ngỉåìi ta cho thãm Co, Ni vo lm cháút xục
tiãún cho pha hoảt âäüng. Co cọ màût trong cáúu trục ca tinh thãø CoMoS s lm chuøn dåìi cạc
electron vãư phêa Mo lm thay âäøi liãn kãút giỉỵa kim loải v S v tảo nãn nhỉỵng läø träúng måïi v
nhỉỵng phán tỉí hỉỵu cå âỉåüc háúp phủ họa hc cng våïi H
2
v phán li H
2
S. Hm lỉåüng Co hồûc Ni
täúi ỉu l (Co (Ni) / (Co (Ni) + Mo) = 0.3)
Phosphore thãm vo âãø ci thiãûn nhỉỵng tênh nàng ca xục tạc m ch úu l nọ nh
hỉåíng âãún cáúu trục ca pha hoảt âäüng tỉì âọ lm tàng kh nàng phán tạn ca pha hoảt âäüng trãn
cháút mang.
Cháút mang âãø tảo ra bãư màût riãng låïn khong 150 - 250m
2
/g cho phẹp sàõp xãúp v phán tạn
mäüt säú lỉåüng låïn nháút pha hoảt âäüng lãn âọ, tảo cho xục tạc kh nàng chäúng lải sỉû va âáûp cå hc
(sỉû mi mn), tảo nãn hçnh dảng v kêch thỉåïc ca hảt xục tạc. Mäüt vai tr ráút quan trng khạc
ca cháút mang l tênh acide ca nọ, tênh cháút ny tảo thûn låüi cho cạc phn ỉïng HDT v gim
quạ trçnh âọng càûn (cạc HC nàûng, cäúc) lãn bãư màût xục tạc (âáy chênh l ngun nhán ch úu lm
gim hoảt tênh xục tạc).
b) Ä nhiãùm xục tạc
Q trình khử lưu huỳnh trong các phân đoạn dầu mỏ
TS. Nguyễn Thanh Sơn
17
Cọ thãø phán thnh 3 loải cháút gáy ä nhiãùm khạc nhau cho xục tạc: cháút ỉïc chãú hoảt âäüng
ca xục tạc, cháút âäüc tảm thåìi v cháút âäüc vénh viãùn.
- Cháút ỉïc chãú hoảt tênh ca xục tạc
Âọ l nhỉỵng håüp cháút m chụng cảnh tranh våïi cạc cháút phn ỉïng trãn bãư màût hoảt tênh
ca cháút xục tạc, kãút qu l lm gim giạ trë bãư màût hoảt tênh ca cháút phn ỉïng. Nhỉỵng cháút ny

háúp phủ mäüt cạch bãư vỉỵng trãn xục tạc kim loải nhỉng âáy l mäüt háúp phủ hon ton cọ tênh
thûn nghëch. CO v CO
2
l 2 cháút ỉïc chãú thỉåìng cọ trong dng H
2
make up, våïi hm lỉåüng 1000
ppm thç hoảt tênh ca xục tạc háưu nhỉ khäng cọ tạc dủng våïi cháút phn ỉïng, chênh vç váûy m phi
giåïi hản hm lỉåüng ca nọ nh hån 50 ppm trong khê.
- Cháút âäüc tảm thåìi l nhỉỵng cháút m háúp phủ quạ bãưn vỉỵng v têch ly dáưn dáưn âãún mỉïc
quạ nhiãưu trãn bãư màût hoảt âäüng ca xục tạc. Nhỉỵng cháút ny cọ thãø âỉåüc loải b theo phỉång
phạp tại sinh in-situ (ngay trong thiãút bë phn ỉïng) v hoảt tênh ca xục tạc âỉåüc häưi phủc. Cäúc
bạm trãn bãư màût xục tạc l mäüt loải cháút âäüc tảm thåìi.
- Cháút âäüc vénh viãùn l nhỉỵng cháút âäüc m khäng thãø loải b bàòng phỉång phạp tại sinh
m xục tạc phi âỉåüc âỉa âi nåi khạc v thay xục tạc måïi khi hm lỉåüng cạc cháút âäüc ny vỉåüt
quạ mäüt ngỉåỵng no âọ. Cháút âäüc xục tạc dảng ny l cạc kim loải As, Pb, Sb. Hm lỉåüng cho
phẹp ca chụng trong ngun liãûu l nh hån 50 ppb.
c) Tại sinh xục tạc.
Hoảt tênh ca xục tạc gim dáưn trong quạ trçnh váûn hnh do sỉû tảo cäúc bạm trãn bãư màût.
Hoảt tênh xục tạc gim nhanh åí âáưu quạ trçnh v vãư cúi quạ trçnh thç cng cháûm. Sỉû bạm cäúc
thûn låüi khi nhiãût âäü phn ỉïng cao v ạp sút H
2
nh. Dảng gim hoảt tênh ny l thûn nghëch
båíi vi cacbone cọ thãø âỉåüc âäút chạy trong quạ trçnh tại sinh.
Mäüt ngun nhán quan trng khạc lm gim hoảt tênh l do sỉû âọng cạc tảp cháút kim loải
nhỉ Ni, V, Si, Pb. As . . .nhỉỵng cháút ngäü âäüc ny l báút thûn nghëch, nghéa l hoảt tênh ca xục
tạc khäng thãø phủc häưi nhåì quạ trçnh tại sinh, nhỉng nọi chung nọ bạm trãn bãư màût ca táưng xục
tạc.
Âäúi våïi quạ trçnh xỉí l cạc phán âoản nhẻ nhỉ xàng, kerosene thç xục tạc cọ thãø âỉåüc tại
sinh nhiãưu láưn, thåìi gian lm viãûc di, nhỉng våïi nhỉỵng phán âoản nàûng hån hoảt tênh ca nọ s
Q trình khử lưu huỳnh trong các phân đoạn dầu mỏ

TS. Nguyễn Thanh Sơn
18
gim nhanh hån do cạc phán âoản ny, hồûc hm lỉåüng tảp cháút tàng hồûc chỉïa nhiãưu tảp cháút
kim loải.
Âäü bãưn ca cháút xục tạc âỉåüc âạnh giạ qua chu k lm viãûc. Chu k ca cháút xục tạc s
gim dáưn khi xỉí l cạc phán âoản cng nàûng. Bng sau biãøu diãùn chu k lm viãûûc v thåìi gian
säúng ca cháút xục tạc khi xỉí l cạc phán âoản khạc nhau :

Phán âoản Chu k (nàm) Thåìi gian säúng (nàm)
Xàng/Kerosen 2-4 4-10
GOL/VGOL 1-2 2-6
Càûn 3 thạng-1nàm 3 thạng-1nàm

Sỉû tại sinh âäút chạy cäúc v S theo phn ỉïng oxi hoạ sau.
Co
0.5
MoS
2.5
+
4
417 xy ++
O
2
Ỉ
2
1
CoO +MoO
3
+
2

y
H
2
O +xCO
2
+
2
5
SO
2

Quạ trçnh tại sinh âỉåüc thỉûc hiãûn trong thiãút bë phn ỉïng ca phán xỉåíng HDS. Cạc táưng
âäút chạy phi âỉåüc âiãưu khiãøn nhiãût âäü mäüt cạch chênh xạc. Ngỉåìi ta thỉûc hiãûn bàòng cạch phun
vo mäüt häùn håüp håi ca nỉåïc-khäng khê hồûc Nitå-khäng khê. Trong c hai trỉåìng håüp, hm
lỉåüng O
2
phi ráút bẹ âãø hản chãú sỉû âäút chạy gáy ra sỉû to nhiãût låïn trong phn ỉïng âäút chạy.
Nhåì vo quạ trçnh tại sinh m thåìi gian lm viãûc ca xục tạc cọ thãø kẹo di âãún 10 nàm.

IV Thäng säú váûn hnh quạ trçnh.
Cạc thäng säú váûn hnh quạ trçnh HDS bao gäưm :
- p sút v ạp sút riãng pháưn ca H
2
.
- Nhiãût âäü.
- VVH.
Ngoi ra cn cọ hai thäng säú khạc cng quan trng
- p sút riãng pháưn H
2
S.

- Chè säú häưi lỉu H
2
v âäü báøn ca H
2
häưi lỉu
Q trình khử lưu huỳnh trong các phân đoạn dầu mỏ
TS. Nguyễn Thanh Sơn
19
1. Ạp sút riãng pháưn ca H
2
(PPH)
H
2
l mäüt trong nhỉỵng cháút phn ỉïng chênh, viãûc lỉûa chn ạp sút riãng pháưn ca H
2
l ráút
quan trng âãø cho quạ trçnh tiãún hnh täút. PPH cng tàng thç hiãûu sút phn ỉïng cng cao do H
2

âỉåüc háúp phủ trãn bãư màût xục tạc cng nhiãưu kẹo theo viãûc tàng váûn täúc phn ỉïng. Tuy nhiãn,
viãc tàng váûn täúc phn ỉïng l cọ giåïi hản do sỉû bo ha H
2
trãn bãư màût xục tạc, chênh vç thãú m ta
lải khäng tàng PPH lãn quạ cao s tàng chi phê váûn hnh
Tàng PPH nhàòm mủc âêch lm tàng chuøn dëch cạc phn ỉïng theo hỉåïng cọ låüi v gim
thiãøu cạc phn ỉïng thỉï cáúp hçnh thnh khê v coke bạm trãn bãư màût xục tạc âãø âm bo cho thåìi
gian hoảt âäüng ca xục tạc bãưn vỉỵng âỉåüc kẹo di, âm bo lỉu lỉåüng GO âi ra v âäü sảch ca
H
2
häưi lỉu. Khi PPH cng tàng thç phn ỉïng xy ra cng nhanh v xục tạc cng êt bë gim hoảt

tênh. Ngoi ra, H
2
cn cọ tạc dủng ỉïc chãú cạc phn ỉïng cracking nhiãût v polyme hoạ.
p sút riãng pháưn H
2
tàng lãn âäúi våïi ngun liãûu nàûng v nọ thay âäøi tu theo mủc âêch
chênh ca quạ trçnh ca quạ trçnh nhỉ:
HDS : 15-25 bar
No họa olefin : 25-35 bar
No hoạ cạc håüp cháút thåm (H
2
hoạ sáu) : 35-60 bar
2. Nhiãût âäü trong thiãút bë phn ỉïng
Do nàng lỉåüng hoảt họa ca phn ỉïng HDS låïn nãn nãúu ta tàng nhiãût âäü thç phn ỉïng xy
ra thûn låüi. Tuy nhiãn, cạc phn ỉïng âãưu ta nhiãût ráút mảnh nãn nhiãût âäü trong thiãút bë phn ỉïng
s tàng lãn ráút nhanh. Cng våïi sỉû tàng nhiãût âäü dáùn âãún tàng phn ỉïng phủ nhỉ phn ỉïng
cracking nhiãût v phn ỉïng ngỉng tủ dáùn âãún sỉû bạm coke trãn bãư màût xục tạc, lm gim hoảt
tênh xục tạc v lm gim cháút lỉåüng sn pháøm.
Khi nhiãût âäü âi ra tỉì thiãút bë phn ỉïng âảt tỉì 410 - 420°C, cạc phn ỉïng phủ xy ra ráút
mảnh. Âọ l l do phi gim nhanh nhiãût âäü sau mäùi táưng xục tạc hay gim nhiãût âäü cúi quạ
trçnh. Nhiãût âäü ban âáưu quạ trçnh hay nhiãût âäü vo thiãút bë phn ỉïng phủ thüc vo tênh cháút hoạ
l ca ngun liãûu. Khi khäúi lỉåüng phán tỉí trung bçnh tàng, phn ỉïng tạch lỉu hunh cng khọ
xy ra ta phi tàng nhiãût âäü âáưu quạ trçnh. Nọi chung, ngỉåìi ta cäú âënh chãnh lãûch nhiãût âäü l
30°C trong sút quạ trçnh.
Q trình khử lưu huỳnh trong các phân đoạn dầu mỏ
TS. Nguyễn Thanh Sơn
20
Nhiãût âäü nh hỉåíng nhiãưu âãún hiãûu sút v thåìi gian lm viãûc ca xục tạc.
Thãm nỉỵa, cạc phn ỉïng HDT l cạc phn ỉïng to nhiãût nãn hçnh thnh mäüt Gradient tàng nhiãût
âäü trong cạc táưng xục tạc, do âọ xục tạc thỉåìng âỉåüc chia ra lm nhiãưu táưng.

3.VVH.
VVH = m3 ngun liãûu sảch / m3 xục tạc trong mäüt giåì. Nghëch âo ca VVH l thåìi
gian lỉu (t). Nãúu thåìi gian lỉu cng låïn tỉïc l VVH cng nh thç hiãûu sút chuøn họa cng låïn.
Thäng säú ny s cho biãút säú lỉåüng ca xục tạc âỉåüc sỉí dủng âãø âảt âỉåüc hiãûu sút cho trỉåïc.
VVH phủ thüc vo hoảt tênh riãng ca xục tạc, bn cháút c
a ngun liãûu v ạp sút riãng pháưn
ca H
2
. Våïi mäüt ngun liãûu cho trỉåïc cáưn cọ sỉû âiãưu chènh phäúi håüp cạc thäng säú nhỉ ạp sút
riãng pháưn H
2
, VVH v chãnh lãûch nhiãût âäü âáưu v cúi quạ trçnh. Nọi chung VVH biãún thiãn
nhiãưu trong quạ trçnh hoảt âäüng ca phán xỉåíng.
4. Chè säú tưn hon H
2
.
Nọ cho phẹp giỉỵ âỉåüc ạp sút riãng pháưn H
2
v âm bo sỉû tiãúp xục giỉỵa H
2
v
hydrocarbone trãn xục tạc. Nhỉ váûy, cáưn thiãút âỉa vo lỉåüng H
2
â låïn v â âãø tiãu täún cho cạc
phn ỉïng hoạ hc. Âäúi våïi mäüt ạp sút täøng cäú âënh, ạp sút riãng pháưn H
2
phủ thüc vo t säú
giỉỵa lỉu lỉåüng H
2
tinh khiãút v lỉu lỉåüng hydrocarbone, âäü sảch ca khê H

2
thãm vo v sỉû tiãu
thủ H
2
họa hc â cho
Trong thiãút bë phn ỉïng, ngoi viãûc duy trç ạp sút riãng pháưn ca H
2
, chè säú häưi lỉu H
2

cn tảo ra mäüt sỉû xoạy läúc cáưn thiãút âãø âm bo sỉû tiãúp xục giỉỵa cạc cháút phn ỉïng v tàng hãû säú
truưn nhiãût trong l âäút khäng gáy nhiãût củc bäü v âọng càûn trong cạc äúng trao âäøi nhiãût. Trong
trỉåìng håüp phn ỉïng ta nhiãût mảnh, H
2
cng âiãưu chènh gradient nhiãût âäü.
5. p sút riãng pháưn H
2
S.
Trong khê tưn hon cọ chỉïa H
2
S, âáy l mäüt cháút ỉïc chãú cho quạ trçnh HDS v HYD.
Ty theo u cáưu vãư hiãûu sút ca quạ trçnh (HDS sáu hồûc l gim hm lỉåüng Aromatic) m
phi làõp âàût thiãút bë rỉía amin dng khê trỉåïc khi häưi lỉu. Tuy nhiãn, viãûc duy trç mäüt hm lỉåüng
nháút âënh H
2
S trong khê häưi lỉu âãø duy trç ạp sút riãng pháưn ca H
2
S trong thiãút bë phn ỉïng âm
bo trảng thại sulfure họa ca pha hoảt âäüng xục tạc.

Q trình khử lưu huỳnh trong các phân đoạn dầu mỏ
TS. Nguyễn Thanh Sơn
21
Bng sau âỉa ra âiãưu kiãûn hoảt âäüng âàûc trỉng ca quạ trçnh HDS ca cạc phán âoản dáưu m

Phán
âoản dáưu
m
Khong nhiãût
âäü säi (°C)
VVH (h
-1
) PPH
2
(bar) T
SOR
°C T lãû H
2
/HC
(Nm3/m3)
H
2
tiãu täún
Naphta
KO
GO
GO ck
RA
RSV
70-180

160-240
230-350
350-550
350+
550+
4 - 10
1 - 4
1 - 3
1 - 2
0,3 - 0,5
0,15 - 0,3
5 - 10
15 - 30
15 - 40
40 - 70
100 -130
120 -160
260 - 300
300 - 340
150 - 300
300 - 500
1000
1000
100
150
150 - 300
300 - 500
1000
1000
0,05 - 0,1

0,1 - 0,2
0,3 - 0,5
0,4 - 0,7
1 - 1,5
1,5 - 2

V Dáy chuưn cäng nghãû
Cäng nghãû ca quạ trçnh v xục tạc phi âỉåüc lỉûa chn thêch håüp våïi hiãûu qu lm viãûc
ca tỉìng loải ngun liãûu khạc nhau. Trong säú cạc thiãút bë dng trong phán xỉåíng HDS nhỉ thiãút
bë phn ỉïng, l gia nhiãût, mạy nẹn, bçnh tạch v cạc thiãút bë trao âäøi nhiãût thç thiãút bë phn ỉïng l
quan trng nháút .
1. Thiãút bë phn ỉïng.
Quạ trçnh HDS thêch håüp trong thiãút bë phn ỉïng våïi xục tạc cäú âënh. Ngỉåìi ta phán biãût
hai loải thiãút bë phn ỉïng sau :
- Thiãút bë phn ỉïng hoảt âäüng åí pha khê, xỉí l cạc phán âan nhẻ nhỉ : Naphta, Kerosen.
- Thiãút bë phn ỉïng lm viãûc åí hai pha lng- khê, xỉí l cạc phán âoản nàûng hån nhỉ :
GOL, VGO, DAO.
Pháưn låïn cạc quạ trçnh HDS âãưu sỉí dủng kiãøu thiãút bë táưng xục tạc cäú âënh. Âäúi våïi thiãút
bë phn ỉïng hoảt âäüng åí hai pha lng- khê thỉåìng gi l Trickle bed. Cáưn chụ ràòng trong thiãút
bë phn ỉïng hoảt âäüng åí pha khê thç khäng cọ âéa phán phäúi, cn âäúi våïi Trickle bed thç nháút
thiãút phi cọ âéa phán phäúi:
Q trình khử lưu huỳnh trong các phân đoạn dầu mỏ
TS. Nguyễn Thanh Sơn
22
* Cạc pha lng, khê âi theo hai âỉåìng riãng biãût: Lng âi qua cạc läù cn khê âi qua cạc
äúng. Khi âọ âéa gàõn trãn cạc äúng, trãn âéa cọ läù, säú läù trãn âéa khong 50-100läù/m2, âỉåìng kênh
läù 8-10mm âm bo lng khäng bë âng lải trãn âéa. Bäú trê cỉï 10 läù ỉïng våïi 1 äúng, âỉåìng kênh
äúng gáúp 10 láưn âỉåìng kênh läù. Cáúu tảo äúng cọ nàõp v miãûng äúng vạt 450.
* Pha lng v khê cng qua mäüt äúng, trong âọ pha lng bë phán phäúi båíi pha khê. Cáúu tảo
äúng cọ nhỉỵng läù nh âãø khê âi qua pha lng qua äúng thç läi cún lng âi qua. Nhỉ váûy trãn âéa

khäng cọ nhỉỵng läù m chè cọ äúng
Viãûc phán phäúi lng phêa trãn låïp xục âọng vai tr quan trng nh hỉåíng âãún hiãûu qu
lm viãûc ca låïp xục tạc. Âãø âm bo sỉû phán bäú täút pha lng trong ton låïp xục tạc v dc theo
chiãưu di ca nọ thç váûn täúc cạc pha phi nàòm trong mäüt giåïi hản no âọ. Trong quạ trçnh HDS
thç giạ trë ny khong 0,8-1cm/s. Bãư màût xục tạc phi phàóng âãø trạnh hiãûn tỉåüng phán phäúi lải
ca lng trãn bãư màût âọ
ÅÍ pháưn trãn ca låïp xục tạc cáưn ri mäüt låïp bi nhäm âãø trạnh hiãûn tỉåüng xạo träün xục tạc
do váûn täúc dng ngun liãûu vo, nọ cn cọ tạc dủng nhỉ mäüt lỉåïi lc cạc tảp cháút cå hc, thäng
thỉåìng cọ hai kêch cåỵ : 1/4 inch, 3/4 inch. Âiãưu ny s khàõc phủc hiãûn tỉåüng phán bäú lng håi
khäng âãưu trong låïp xục tạc, trạnh hiãûn tỉåüng quạ nhiãût củc bäü do váûn täúc phn ỉïng khäng nhỉ
nhau tải mi âiãøm.
2. Så âäư cäng nghãû ca quạ trçnh
Nọi chung ngỉåìi ta phán biãût 2 vng trong så âäư ca quạ trçnh: vng phn ỉïng v vng
chỉng cáút (vng phán tạch).
a) Vng phn ỉïng:
Bao gäưm: thiãút bë phn ỉïng, l âäút, dáy chuưn trao âäøi nhiãût, båm ngun liãûu, mạy nẹn,
bçnh phán chia, thiãút bë rỉía nỉåïc.
Hai loải så âäư xỉí l âỉåüc sỉí dủng: så âäư lảnh v så âäư nọng. Tiãu chøn âãø lỉûa chn ca
2 så âäư l bn cháút ca ngun liãûu, nhiãût âäü ca ngun liãûu v
nhỉỵng váún âãư vãư phán tạch ca
nỉåïc-Hydrocarbure.


Quỏ trỡnh kh lu hunh trong cỏc phõn on du m
TS. Nguyn Thanh Sn
23
* Sồ õọử laỷnh :

(1) Bồm nguyón lióỷu; (2) Hóỷ thọỳng thu họửi nhióỷt; (3) Maùy neùn H2 saỷch; (4) Loỡ õọỳt; (5) Thióỳt bở
phaớn ổùng; (6) Maùy neùn H2 họửi lổu; (7) Ballon taùch; (8) Trao õọứi nhióỷt bũng KK; (9) Thu họửi loớng

Ngổồỡi ta thu họửi nhióỷt cuớa doỡng lổu thóứ õi ra tổỡ thióỳt bở phaớn ổùng bồới hóỷ thọỳng trao õọứi nhióỷt. Mọỹt
phỏửn nhióỷt cuớa phaớn ổùng õổồỹc duỡng õóứ gia nhióỷt nguyón lióỷu cuớa quaù trỗnh. Nhióỷt õọỹ hoaỷt õọỹng
cuớa bóứ phỏn taùch õổồỹc õióửu khióứn bồới mọỹt thióỳt bở laỡm laỷnh bũng khọỳng khờ. Trong phỏửn lồùn
trổồỡng hồỹp thỗ nhióỷt õọỹ naỡy beù õóứ ta coù thóứ lỏỳy trổỷc tióỳp doỡng khờ õi ra coù õọỹ tinh khióỳt nhỏỳt õởnh
õóứ laỡm doỡng hoaỡn lổu. Tuy nhión khi mong muọỳn quaù trỗnh khổớ S sỏu thỗ cỏửn õỷt thióỳt bở rổớa
amin doỡng khờ họửi lổu õóứ giaớm haỡm lổồỹng H
2
S laỡ mọỹt chỏỳt ổùc chóỳ phaớn ổùng cuớa quaù trỗnh khổớ S.
ặu õióứm cuớa sồ õọử laỷnh.
- Lổồỹng khờ tuỏửn hoaỡn saỷch hồn.
(5)
(4)è
(3)
(2)
(7)

(8)
(6)
(1)
(9)
óỳn vuỡng taùch
N
ổồùc rổớ
a

Q trình khử lưu huỳnh trong các phân đoạn dầu mỏ
TS. Nguyễn Thanh Sơn
24
- p sút hoảt âäüng nh hån
- Âån gin hån.

- Cọ kh nàng xỉí l cạc ngun liãûu nhẻ.
Nhỉåüc âiãøm.
- Bãư màût trao âäøi nhiãût låïn hån.
- Thiãút bë làõng låïn hån.
- Lỉåüng nhiãût tiãu thủ cho l âäút gia nhiãût ca thiãút bë chỉng cáút låïn hån.

* Så âäư nọng :

(1) Båm ngun liãûu; (2) Hãû thäúng trao âäøi nhiãût; (3) Mạy nẹn H2 sảch; (4) L âäút; (5) Thiãút bë
phn ỉïng; (6) Mạy nẹn H2 häưi lỉu; (7) Thiãút bë tạch ạp sút cao; (8) Nỉåïc rỉía; (9) Bçnh tạch ạp
sút tháúp; (10) Trao âäøi nhiãût bàòng KK; (11) Knock out drum
(5)
(4)
(1)
(3)
(2)
(9)
(10)
(6)
Âãún vng tạch
(7)
(8)
(11)
Q trình khử lưu huỳnh trong các phân đoạn dầu mỏ
TS. Nguyễn Thanh Sơn
25
Så âäư ny âỉåüc âàût thãm mäüt bçnh phán riãng nọng âäúi våïi dng lỉu cháút ra tỉì thiãút bë phn ỉïng.
Nhiãût âäü ca dng HC âỉåüc cäú âënh åí mỉïc cao nháút âënh cáưn thiãút âãø tảo mäüt sỉû chỉng cáút täút.
Khê nọng âỉåüc lm lảnh v rỉía nhỉ så âäư lảnh.
Ỉu âiãøm ca så âäư nọng.

- Gim bãư màût trao âäøi nhiãût.
- Lỉåüng nhiãût vo ca l âäút ca thiãút bë chỉng cáút nh.
- Cung cáúp dng ngun liãûu trỉûc tiãúp cho cäüt chỉng cáút tỉì bãø phán riãng nọng.
Nhỉåüc âiãøm.
- Chè sỉí dủng giåïi hản åí ngun liãûu nàûng.
- Dng khê hon lỉu êt sảch hån.
- Cáưn thiãút cọ thiãút bë lm sảch khê tưn hon båíi thiãút bë rỉía amine hồûc hydrocarbure.

b) Vng phán tạch :
Vng ny gäưm : thạp chỉng cáút våïi thiãút bë âun säi lải båíi l âäút hay thiãút bë trao âäøi nhiãût
våïi häùn håüp sn pháøm ra khi thiãút bë phn ỉïng (thêch håüp khi xỉí l phán âoản nhẻ). Våïi ngun
liãûu nàûng hån GO, VGO thç dng dng håi nỉåïc Stripping âãø tạch pháưn nhẻ v nháút thiãút phi
km theo thiãút bë tạch nỉåïc chán khäng.
*Så âäư dng l âun säi lải
Ỉu âiãøm khi dng l âun säi lải:
+ Hoảt âäüng dãù dng
+ Vng phn ỉïng v vng chỉng cáút âäüc láûp nhau
Nhỉåüc âiãøm :
+ Chi phê cao
+ Cáưn giåïi hản nhiãût âäü dỉåïi âạy thạp v ạp sút trong bçnh häưi lỉu.