Đồ án môn học Phan ngọc hủy – Hóa dầu k53-QN
BÁO CÁO ĐỒ ÁN
MÔN HỌC HOÁ DẦU
QUÁ TRÌNH CRACKING
XÚC TÁC
Đồ án môn học Phan ngọc hủy – Hóa dầu k53-QN
Mục lục
Lời mở đầu ........................................................................................................... 4
CHƯƠNG I: Tổng quan lý thuyết ........................................................................ 5
I.Giới thiệu chung về quá trình cracking xúc tác. .............................................. 5
I.1.Sơ lược về lịch sử phát triển của qúa trình cracking xúc tác[1,106] ......... 5
I.2. Mục đích của quá trình cracking xúc tác.[1,106] .................................... 5
I.3.Vai trò của quá trình cracking xúc tác và các điều kiện công
nghệ.[1,107] ................................................................................................. 5
II.Bản chất hoá học của quá trình cracking xúc tác và cơ chế của phản ứng. .... 6
II.1.Bản chất hoá học của quá trình cracking xúc tác. [2,97] ......................... 6
II.2. Cơ chế phản ứng cracking xúc tác.[3,84] .............................................. 6
CHƯƠNG II: Nguyên liệu và sản phẩm của qúa trình cracking xúc tác ............. 10
I.Nguyên liệu dùng trong qúa trình cracking xúc tác.[1,124] .......................... 10
II.Đặc tính chi tiết dầu Bạch Hổ.[5,101] ......................................................... 11
III.Sản phẩm thu được từ qúa trình cracking xúc tác.[2,102] .......................... 12
III.1. Sản phẩm khí cracking xúc tác.[3,66] ............................................... 13
III.2. Xăng cracking xúc tác.[2,104] ........................................................... 13
III.3. Sản phẩm gasoil nhẹ.[3,69]. ............................................................... 13
III.4. Sản phẩm gasoil nặng.[2,105] ............................................................ 13
CHƯƠNG III : Các dây chuyền công nghệ cracking xúc tác ............................. 14
I. Các dây chuyền công nghệ cracking xúc tác................................................ 14
I.1.Sơ lược về sự phát triển hệ thống cracking xúc tác. [1,131] ................... 14
I.2. Xu hướng phát triển của cracking xúc tác.[4,25] .................................. 14
II. Phân tích lựa chọn công nghệ cracking xúc tác. ......................................... 15
III. Sơ đồ công nghệ xúc tác lớp sôi(FCC) với thời gian tiếp xúc ngắn.[1,147].16
CHƯƠNG III : Tính toán thiết bị ....................................................................... 18
I. Tính lò phản ứng ......................................................................................... 18
I.1 Tính cân bằng vật chất........................................................................... 18
Đồ án môn học Phan ngọc hủy – Hóa dầu k53-QN
I.2 Cân bằng nhiệt lượng của lò phản ứng. ................................................. 20
I.3 Tính đường kính lò phản ứng ................................................................ 25
I.4 Tính chiều cao của lò phản ứng. ............................................................ 26
II. Tính toán ống đứng. ................................................................................... 27
III. Cyclon của lò phản ứng ............................................................................ 28
Tài liệu tham khảo .............................................................................................. 30
Kết luận .............................................................................................................. 31
Đồ án môn học Phan ngọc hủy – Hóa dầu k53-QN
4
Lời mở đầu
Trên thế giới, tại bất kỳ một quốc gia nào xăng dầu được coi là hàng hoá đặc
biệt quan trọng, là máu huyết của nền kinh tế quốc dân và quốc phòng...
Ngày nay trong bối cảnh Việt Nam đang không ngừng phát đổi mới và vươn lên
con đường công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước, với các máy móc , thiết bị và
công nghệ mới. Vai trò của xăng dầu ngày càng được quan tâm đặc biệt hơn.
Để đáp ứng kịp thời khối lượng xăng tiêu thụ ngày càng lớn ,người ta đã đưa ra
phương pháp cracking xúc tác vào công nghiệp chế biến dầu mỏ,vì do quá trình
chưng cất khí quyển, chưng cất chân không hay cracking nhiệt, khối lượng xăng thu
được vẫn không đáp ứng kịp thời được nhu cầu của thị trường.
Để thoả mãn nhu cầu nhiên liệu ngày một tăng. Nghành công nghiệp chế biến
dầu mỏ đã ra sức cải tiến, hoàn thiện quy trình công nghệ , đồng thời áp dụng những
phương pháp chế biến sâu trong dây chuyền sản xuất nhằm chuyển hoá dầu thô tới
mức tối ưu thành nhiên liệu và những sản phẩm quan trọng khác. Một trong những
phương pháp hiện đại được áp dụng rộng rãi trong các nhà máy chế biến dầu hiện này
trên thế giới là quá trình cracking xúc tác.
Với bản đồ án chuyên ngành thiết kế phân xưởng cracking xúc tác năng suất
3.200.000 tấn/năm mà em được giao.Em hy vọng rằng mình sẽ bổ xung thêm được
kiến thức để góp phần nhỏ bé vào công cuộc đổi mới đất nước.
Em xin chân thành cảm ơn PGS.TS. Lê Văn Hiếu đã tận tình giúp đỡ em trong
thời gian qua để em có thể hoàn thành được bản đồ án này.
Đồ án môn học Phan ngọc hủy – Hóa dầu k53-QN
5
CHƯƠNG I: Tổng quan lý thuyết
I.Giới thiệu chung về quá trình cracking xúc tác.
I.1.Sơ lược về lịch sử phát triển của qúa trình cracking xúc tác[1,106]
Qúa trình cracking xúc tác đã được nghiên cứu từ cuối thế kỷ XIX, nhưng mãi
đến năm 1923, một kỹ sư người Pháp tên là Houdry mới đề nghị đưa qúa trình vào
áp dụng trong công nghiệp. Đến năm 1936, nhà máy cracking xúc tác đầu tiên được
xây dựng ở Mỹ, của công ty Houdry Process corporation. Ban đầu còn tồn tại nhiều
nhược điểm như là hoạt động gián đoạn và rất phức tạp cho vận hành, nhất là khi
chuyển giao giữa hai chu kỳ phản ứng và tái sinh xúc tác trong cùng một thiết bị.Cho
đến nay, sau hơn 60 năm phát triển, quá trình này ngày càng được cải tiến và hoàn
thiện, nhằm mục đích nhận nhiều xăng hơn với chất lượng xăng ngày càng cao từ
nguyên liệu có chất lượng ngày càng kém hơn (từ những phần cặn nặng hơn).
I.2. Mục đích của quá trình cracking xúc tác.[1,106]ụ8
Mục đích của quá trình cracking xúc tác là nhận các cấu tử có trị số octan cao
cho xăng ôtô hay xăng máy bay từ nguyên liệu là phần cất nặng hơn, chủ yếu là phần
cất nặng hơn từ các quá trình chưng cất trực tiếp AD (Atmotpheric Distillation) và
VD (Vacuum Distillation) của dầu thô. Đồng thời ngoài mục đích nhận xăng người ta
còn nhận được cả nguyên liệu có chất lượng cao cho công nghệ tổng hợp hoá dầu và
hoá học. Ngoài ra còn thu thêm một số sản phẩm phụ khác như gasoil nhẹ , gasoil
nặng, khí chủ yếu là các phần tử có nhánh đó là các cấu tử quý cho tổng hợp hoá dầu.
I.3.Vai trò của quá trình cracking xúc tác và các điều kiện công
nghệ.[1,107]
Quá trình cracking xúc tác là quá trình không thể thiếu được trong bất kỳ một
nhà máy chế biến dầu nào trên thế giới, vì quá trình này là một trong các quá trình
chính sản xuất xăng có trị số octan cao. Xăng thu được từ qúa trình này được dùng để
phối trộn với các loại xăng khác để tạo ra các mác xăng khác nhau. Khối lượng xăng
thu từ quá trình chiếm tỷ lệ rất lớn khoảng 70-80% so với tổng lượng xăng thu từ các
quá trình chế biến khác.
Lượng dầu mỏ được chế biến bằng cracking xúc tác chiếm tương đối lớn.Ví dụ
vào năm 1965, lượng dầu mỏ thế giới chế biến được 1.500 tấn/ngày thì trong đó
cracking xúc tác chiếm 800 tấn ( tương ứng 53%).
Quá trình cracking xúc tác được tiến hành ở điều kiện công nghệ là :
Nhiệt độ : 4700C – 5500C
áp suất trong vùng lắng của lò phản ứng : 0,27 Mpa
Tốc độ không gian thể tích : 1 – 120 m3/m3. h
(tùy thuộc vào dây truyền công nghệ)