Trang 0/34
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN DẦU KHÍ
Môn học: Xúc tác trong chế biến dầu
XÚC TÁC TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN
DẦU NẶNG
GVHD: TS. NGUYỄN HỮU LƯƠNG
HV: HOÀNG MẠNH HÙNG
MSHV: 10400156
TP.HCM, 2010
Trang 1/34
MỤC LỤC
I.TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ NÂNG CẤP DẦU NẶNG ............................................. 2
I.1. Công nghệ làm giảm hàm lượng Cacbon ............................................ 5
I.1.1. Công nghệ tách Asphalten bằng dung môi .................................... 5
I.1.2. Công nghệ cốc hóa trễ – Foster Wheeler ....................................... 8
I.1.3. Công nghệ kết hợp cốc hóa trễ và tách Asphalten - ASCOT ....... 10
I.1.4. Công nghệ Visbreaking ............................................................... 11
I.1.5. Công nghệ khí hóa ...................................................................... 14
I.2. Công nghệ bổ xung hydro ................................................................. 15
I.2.1. Công nghệ LC-Fining (Chevron Lummus Global LLC.,) ............ 16
I.2.2. Công nghệ nâng cấp cặn nặng H-OilRC (Axens) ........................ 20
I.2.3. Công nghệ nâng cấp cặn nặng Hyvahl (Axens) ........................... 21
II. SO SÁNH CÁC CÔNG NGHỆ NÂNG CẤP DẦU NẶNG. ...................................... 24
III. XÚC TÁC QUÁ TRÌNH HYDROCRACKING NGUYÊN LIỆU NẶNG .................. 26
III.1. Tổng quan xúc tác của quá trình hydrocracking trong công nghiệp 26
III.2. Những cải tiến của xúc tác để phù hợp với nguyên liệu nặng ......... 27
III.2.1. Sử dụng phụ gia xúc tác ........................................................... 27
III.2.1.1. Ảnh hưởng của kim loại kiềm ............................................ 27
III.2.1.2. Ảnh hưởng của Phốt pho (P) .............................................. 27
III.2.1.3. Ảnh hưởng của Borate (B).................................................. 29
III.2.1.4. Ảnh hưởng của Flo (F) ....................................................... 30
III.2.2. Ảnh hưởng của chất mang ........................................................ 31
III.2.2.1. Chất mang axit ................................................................... 31
III.2.2.2. Chất mang chứa TiO2 ......................................................... 33
IV. KẾT LUẬN ................................................................................................ 33
Trang 2/34
I. Tổng Quan Công Nghệ Nâng Cấp Dầu Nặng
Dầu nặng có các đặc trưng chính sau :
- Độ nhớt: đây là đặc trưng chính của dầu thô, nó cho phép phân biệt
bitumen và dầu thô nặng (bitumen có độ nhớt cao hơn 10.000 cP);
- Khối lượng riêng: dầu thô nặng là loại dầu thô có °API thấp hơn 20. Ở
Venezuela, dầu thô nặng được phân thành 2 loại: dầu nặng có °API từ 10-
20 và dầu thô siêu nặng có API <10° (tỷ lệ C/H cao);
- Phần trăm các phân đoạn nhẹ: phần chưng cất thu được ở điểm cắt cuối
200°C thường chỉ chiếm khoảng 5%;
- Phần trăm Asphalten: rất cao, chiếm khoảng 15% đối với dầu thô
Venezuela;
- Hàm lượng lưu huỳnh: rất cao, thông thường khoảng 5% khối lượng;
Để có thể cải thiện các đặc tính trên của dầu nặng người ta đưa ra hai
phương pháp nâng cấp dầu: khử carbon (carbon rejection) và thêm hydro
(hydrogen addition) trong phân đoạn cặn nhằm tăng tỷ lệ H/C và giảm độ nhớt
cho dầu. Sơ đồ dưới đây thể hiện khá bao quát các công nghệ nâng cấp dầu
nặng, tuy nhiên trong báo cáo này, nhóm tác giả chỉ trình bày chi tiết một vài
công nghệ nâng cấp điển hình.
Thuộc nhóm công nghệ làm giảm Cacbon, chúng ta sẽ lần lượt xem xét các
công nghệ tách Asphalten bằng dung môi nặng, công nghệ cốc hóa trễ, công
nghệ kết hợp công nghệ cốc hóa và công nghệ tách Asphalten, công nghệ
Visbreaking, công nghệ khí hóa.
Thuộc nhóm công nghệ làm tăng Hydro, chúng ta sẽ xem xét công nghệ
chuyển hóa hydro cặn xúc tác cố định và công nghệ chuyển hóa hydro cặn xúc
tác chuyển động.
Công nghệ cracking xúc tác tầng sôi thuộc phương pháp làm giảm Cacbon.
Tuy nhiên, công nghệ này yêu cầu tính chất nguyên liệu khắt khe hơn công nghệ
chuyển hóa hydro nhằm ngăn chặn hiệu suất tạo cốc cao và sự đầu độc nhanh
xúc tác bởi các tạp chất lưu huỳnh, nitơ, kim loại nặng. Do đó công nghệ này chỉ
có thể xử lý cặn khí quyển có hàm lượng kim loại nặng, lưu huỳnh, nitơ tương
đối thấp. Các Syncrude được lựa chọn xem xét có hàm lượng tạp chất trong
phân đoạn cặn quá cao so với yêu cầu nguyên liệu của công nghệ cracking xúc
tác.
Trong công nghệ cốc hóa tầng sôi và công nghệ cốc hóa linh động, cốc
tuần hoàn mang nhiệt từ lò đốt quay trở lại thiết bị phản ứng, tại đây, những rây
cốc đóng vai trò làm tâm phản ứng thực hiện quá trình bẻ gãy cặn tạo thành
những sản phẩm nhẹ hơn. Công nghệ cốc hóa tầng sôi có hiệu suất sản phẩm cất
Trang 3/34
cao hơn tuy nhiên chất lượng thấp hơn so với công nghệ cốc hóa trễ. Công nghệ
cốc hóa linh động là công nghệ mở rộng của công nghệ cốc hóa tầng sôi, có cụm
khí hóa cốc dư trong dây chuyền để tạo ra khí tổng hợp.
Trang 4/34
Hình 1:Tổng quan công nghệ chuyển hóa cặn nặng
Công ngh
ệ
nâng
cấp cặn nặng
Công ngh
ệ
giảm cacbon
Công ngh
ệ
tăng hydro
Công ngh
ệ
s
ử
d
ụ
ng xúc
tác
Công ngh
ệ
không s
ử
dụng xúc tác
Công ngh
ệ
xúc tác
cố định
Công ngh
ệ
xúc tác
tầng sôi
RDS/VRDS
Hyvahl
Unicracking
H-Oil
LC-Fining
Tách
Asp
hant
bằng dung môi
Cốc hóa chậm
Cốc hóa tầng sôi
Flexicoking
Visbreaking
RFCC