Dầu mỏ được coi như là nguồn nhiên liệu chính cho mọi phương tiện giao thông và cho nền kinh tế quốc dân. Hiện nay, dầu mỏ đã trở thành nguồn năng lượng quan trọng nhất của mọi quốc gia trên thế giới và là nguyên liệu cho công nghiệp tổng hợp hóa dầu như : sản xuất cao su, chất dẻo, tơ sợi tổng hợp... Ngoài ra, các sản phẩm phi nhiên liệu của dầu mỏ như dầu mỡ bôi trơn, nhựa đường...cũng là một phần quan trọng trong sự phát triển của công nghiệp động cơ, máy móc.

Một trong số những quá trình quan trọng nhất của nhà máy lọc dầu là quá trình cracking xúc tác. Có thể nói, công nghệ cracking xúc tác là một trong những công nghệ quan trọng nhất của công nghệ hữu cơ hóa dầu. Ngày nay, Việt Nam đang trên con đường công nghiệp hóa, hiện đại hóa, ngành công nghiệp hóa dầu được xếp vào một trong những ngành mũi nhọn công nghiệp của quốc gia.

Từ khi xuất hiện đến nay, cracking xúc tác đã cung cấp những sản phẩm đáng quí cho công nghiệp, đặc biệt là xăng. Quá trình cracking xúc tác ngày càng được cải tiến để giải quyết những bài toán về nguồn nguyên liệu dầu mỏ ngày càng có chất lượng xấu, những yêu cầu bức xúc về xăng có trị số octan cao, thay vì sử dụng xăng pha chì ...

MỤC LỤC

Trang

Mở đầu

CHƯƠNG 1 : MỤC ĐÍCH CỦA QUÁ TRÌNH CRACKING XÚC TÁC.................................... 6

CHƯƠNG 2 : NGUYÊN LIỆU DÙNG CHO QUÁ TRÌNH CRACKING XÚC TÁC................ 7

2.1. Các đặc trưng về nguyên liệu cho cracking xúc tác.............................................................. 7

2.2. Phân loại các hydrocacbon..................................................................................................... 7

2.3. Các tạp chất.............................................................................................................................. 8

2.3.1. Nitơ........................................................................................................................................ 8

2.3.2. Lưu huỳnh.............................................................................................................................. 8

2.1.3. Các kim loại.......................................................................................................................... 8

2.4. Lựa chọn nguyên liệu cho quá trình cracking xúc tác........................................................... 9

CHƯƠNG 3 : CÁC SẢN PHẨM CỦA QUÁ TRÌNH CRACKING XÚC TÁC......................... 12

3.1. Sản phẩm khí cracking xúc tác............................................................................................... 12

3.2. Sản phẩm xăng cracking xúc tác............................................................................................ 14

3.3. Sản phẩm gasoil nhẹ............................................................................................................... 15

3.4. Sản phẩm gasoil nặng............................................................................................................. 15

CHƯƠNG 4 : XÚC TÁC CHO QUÁ TRÌNH CRACKING........................................................ 17

4.1. Các loại xúc tác...................................................................................................................... 17

4.1.1. Xúc tác triclorua nhôm AlCl3............................................................................................ 17

4.1.2. Aluminosilicat vô định hình............................................................................................... 17

4.2. Vai trò của xúc tác.................................................................................................................. 20

4.3. Yêu cầu đói với xúc tác cracking.......................................................................................... 21

4.3.1. Hoạt tính xúc tác phải cao.................................................................................................. 21

4.3.2. Độ chọn lọc phải cao.......................................................................................................... 21

4.3.3. Độ ổn định phải lớn............................................................................................................. 22

4.3.4. Đảm bảo độ bền cơ, bền nhiệt............................................................................................ 22

4.3.5. Xúc tác phải đảm bảo độ thuần nhất cao........................................................................... 22

4.3.6. Xúc tác phải bền với các chất làm ngộ độc xúc tác.......................................................... 22

4.3.7. Xúc tác phải có khả năng tái sinh....................................................................................... 23

4.3.8. Xúc tác phải dễ sản xuất và giá thành rẻ............................................................................. 23

4.4. Các dạng hình học của xúc tác............................................................................................... 23

4.5. Tái sinh xúc tác....................................................................................................................... 23

CHƯƠNG 5 : BẢN CHẤT HÓA HỌC CỦA CRACKING XÚC TÁC...................................... 25

5.1. Nguyên lí của quá trình cracking xúc tác.............................................................................. 25

5.2. Cơ chế phản ứng cracking xúc tác......................................................................................... 25

5.2.1. Giai đoạn tạo cacbocation.................................................................................................. 25

5.2.1.1. Từ hydrocacbon paraffin................................................................................................. 25

5.2.1.2. Từ hydrocacbon olefin.................................................................................................... 26

5.2.1.3. Từ Naphten....................................................................................................................... 26

5.2.1.4. Từ hydrocacbon thơm...................................................................................................... 26

5.2.2. Biến đổi các ion cacbocation............................................................................................. 27

5.2.3. Giai đoạn ngừng phản ứng.................................................................................................. 28

5.3.Cracking các hydrocacbon...................................................................................................... 28

5.3.1.Cracking parafin................................................................................................................... 28

5.3.2.Cracking naphten.................................................................................................................. 29

5.3.3.Cracking olefin..................................................................................................................... 30

5.3.4. Cracking aromatic............................................................................................................... 30

CHƯƠNG 6 : CÁC PHẢN ỨNG TRONG QUÁ TRÌNH CRACKING XÚC TÁC................... 32

6.1. Phản ứng phân hủy các mạch C- C........................................................................................ 32

6.2. Phản ứng đồng phân hóa......................................................................................................... 33

6.3. Phản ứng chuyển dịch hyđro.................................................................................................. 33

6.4. Phản ứng alkyl hóa ................................................................................................................. 33

6.5. Phản ứng trùng hợp................................................................................................................. 33

6.6. Phản ứng vòng hóa.................................................................................................................. 33

CHƯƠNG 7 : CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN PHẢN ỨNG CRACKING XÚC TÁC...... 36

7.1. Nguyên liệu ............................................................................................................................ 36

7.2. Độ chuyển hóa........................................................................................................................ 36

7.3. Tốc độ nạp liệu....................................................................................................................... 36

7.4. Tỷ lệ xúc tác/Nguyên liệu...................................................................................................... 36

7.5. Nhiệt độ.................................................................................................................................. 35

7.6. Áp suất..................................................................................................................................... 37

7.7. Bội số tuần hoàn của xúc tác................................................................................................. 37

CHƯƠNG 8 :CÔNG NGHỆ CRACKING XÚC TÁC HIỆN NAY............................................ 38

8.1. Cracking với lớp xúc tác cố định........................................................................................... 38

8.2. Cracking với lớp xúc tác tầng sôi ......................................................................................... 38

8.2.1. Công nghệ của hang UOP................................................................................................... 39

8.2.2. Công nghệ của Kellog......................................................................................................... 41

8.2.3. Công nghệ của hang Sell..................................................................................................... 41

8.2.4. Công nghệ IFP – Total và Stone & Webster..................................................................... 41

8.2.5. Công nghệ Exxon Exxon..................................................................................................... 42

Tài liệu tham khảo ......................................................................................................................... 45