Trờng ĐHBK Hà Nội Khoa Công nghệ Hoá Học Bộ giáo dục đào tạo Trờng ĐH Bách Khoa Hà Nội Khoa công nghệ hoá học Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam Độc lập - Tự - Hạnh phúc - - Nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp Họ tên sinh viên: Lê Ngọc Thảo Khoá : K44 Ngành học: Công nghệ Hữu - Hoá dầu Lớp : Hoá dầu K44 QN I đề tài nghiên cứu Thiết kế phân xởng reforming xúc tác suất triệu tấn/nâm với sơ đồ thiết bị xúc tác tái sinh liên tục II Các số liệu ban đầu Điều kiện phản ứng: - Nhiệt độ: theo tài liệu tham khảo - áp suất: 3,5at III nội dung công việc a- Mở đầu: Nêu ý nghĩa đề tài, vai trò reforming xúc tác lọc hoá dầu b- Tổng quan lý thuyết: Cơ sở hoá học reforming Cơ chế động học phản ứng Vai trò xúc tác hai chức c- Phần công nghệ Các loại công nghệ reforming Lựa chọn sơ đồ công nghệ thuyết minh d- Tính toán công nghệ e- Phần xây dựng f- Tính toán kinh tế IV Các vẽ Bản vẽ sơ đồ công nghệ: Ao Bản vẽ thiết bị chính: A1 Bản vẽ mạch bên phân xởng: Ao V Cán hớng dẫn: Đồ án tốt nghiệp Thảo SV: Lê Ngọc Trờng ĐHBK Hà Nội Khoa Công nghệ Hoá Học VI Ngày giao nhiệm vụ thiết kế: VII: Ngày hoàn thành nhiệm vụ: Ngày tháng năm 2004 Chủ nhiệm khoa Cán hớng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) Kết Đánh giá Sinh viên hoàn thành - Quá trình thiết kế: - Điểm duyệt: - Bản vẽ thiết kế: Ngày (và nộp toàn thiết kế cho khoa) Ngày tháng 05 năm 2004 (Ký tên) tháng 05 năm 2004 Chủ tịch hội đồng (Ký ghi rõ họ tên) Lê Ngọc Thảo Mở đầu Ngày đất nớc ta bớc vào giai đoạn công nghiệp hoá - đại hoá đất nớc Để đạt đợc mục đích mục tiêu phải đáp ứng đợc nhu cầu lớn nguyên liệu, nhiên liệu cho phát triển công nghiệp kinh tế Dầu khí Việt Nam đợc khai thác năm 1986 mỏ Bạch Hổ từ sản lợng không ngừng tăng lên Bên cạnh việc phát thêm mỏ nh : Hàm Rồng, Đại Hùng, Ruby Cho đến khai thác đợc tổng cộng 60 triệu dầu mỏ Bạch Hổ mỏ khác Nguồn dầu thô đem lại cho đất nớc nguồn ngoại tệ lớn Tuy nhiên năm, Đồ án tốt nghiệp Thảo SV: Lê Ngọc Trờng ĐHBK Hà Nội Khoa Công nghệ Hoá Học chi nguồn kinh phí không nhỏ để nhập sản phẩm từ dầu mỏ để phục vụ cho nhu cầu phát triển đất nớc Có mốc đáng ghi nhớ vào tháng 5/1988, nhà máy lọc dầu Cát Lái liên doanh chế biến dầu khí thành phố Hồ Chí Minh (Sài Gòn Petrol) vào hoạt động với nguyên liệu dầu thô từ mỏ Bạch Hổ, năm 1996 công suất lên tới 350.000 tấn/năm Tuy nhiên để đảm bảo nhu cầu sản phẩm dầu khí nhiên liệu cho đất nớc, Chính phủ Việt Nam tổ chức đấu thầu xây dựng nhà máy lọc dầu số công suất 6,5 triệu tấn/năm Dung Quất (Quảng Ngãi).Theo thông tin từ petrovietnam nhà máy lọc dầu số I sử dụng công nghệ đại hai trình chế biến quan trọng, công nghệ cracking xúc tác RFCC hãng IFP công nghệ reforming xúc tác CCR UOP.Có thể nói việc xây dựng nhà máy lọc dầu số phù hợp với điều kiện hoàn cảnh đất nớc Nhà máy đời cung cấp sản phẩm nhiên liệu quan trọng mà cung cấp nguồn sản phẩm quý giá làm nguyên liệu cho công nghiệp hoá dầu [7] Vài nét lịch sử phát triển trình Reforming xúc tác Một vấn đề có tính then chốt Reforming xúc tác chất xúc tác Có thể nói phát triển chất xúc tác hay nói việc chế tạo chất xúc tác tốt thúc đẩy phát triển trình Reforming xúc tác Bên cạnh không kể đến cải tiến mặt công nghệ trình Chất xúc tác đợc dùng lúc M0/Al2O3 lớp xúc tác dạng cố định, áp suất hydro cao Công nghệ nhanh chóng đợc phát triển cải tiến thành lớp xúc tác chuyển động Tuy nhiên, lớp xúc tác dễ dàng bị cốc hoá cách nhanh chóng phải tái sinh thờng xuyên Vào năm 1949 ngời ta chế tạo xúc tác hiệu Platin chất mang nhôm oxit (Pt/Al2O3) Từ năm 1953 1967 ngời ta dùng xúc tác Pt/Al2O3 đợc axit hoá nhẹ Clo Năm 1967 xuất xúc tác Pt-Re/Al2O3 xúc tác đa kim loại đánh giá bớc phát triển trình kim loại đánh giá bớc phát triển trình Reforming xúc tác Song song với việc cải tiến xúc tác việc cải tiến công nghệ đợc xúc tiến Từ chế độ bán tái sinh đến tái sinh liên tục tái sinh tuần hoàn Sau trình cải tiến xúc tác công nghệ : Năm Trình tự cải tiến xúc tác công nghệ 1939 Xúc tác Molipden, lớp xúc tác cố định 1919 Phát triển chất xúc tác sở Platin Đồ án tốt nghiệp Thảo SV: Lê Ngọc Trờng ĐHBK Hà Nội 1950 1960 1980 1990 Khoa Công nghệ Hoá Học Nhiều trình Reforming phát triển xúc tác liên tục Xuất trình Reforming xúc tác tái sinh, xúc tác liên tục Xuất trình xúc tác sản xuất hydrocacbon thơm Xuất trình Reforming xúc tác (New Reforming) Phần I: Tổng quan Chơng I: Tổng quan lý thuyết I - Mục đích Reforming xúc tác công nghiệp chế biến dầu Reforming xúc tác trình quan trọng công nghiệp chế biến dầu Vai trò trình không ngừng tăng lên nhu cầu xăng có chất lợng nguyên liệu cho trình tổng hợp hoá dầu ngày nhiều Quá trình cho phép sản xuất cấu tử có trị số octan cao cho xăng không chì thu hợp chất hydrocacbon thơm (BTX) cho tổng hợp hoá dầu hoá học Ngoài trình cho phép nhận khí hydro kỹ thuật (hàm lợng hydro nhận đợc từ trình Reforming đủ cung cấp cho trình làm nguyên liệu, xử lý hydro phân đoạn sản phẩm khu liên hợp lọc hoá dầu) II ý nghĩa trình reforming Trong mục đích việc tăng số octan để nâng cao chất lợng cho xăng vô quan trọng Đặc biệt ngày có xu hớng không dùng xăng pha chì, nên việc tạo cấu tử có trị số octan cao để pha vào xăng cần thiết, tiết kiệm đợc nhiên liệu tăng đợc khối lợng vận chuyển Phân đoạn xăng trình chng cất trực tiếp dầu thô hay từ phân đoạn xăng cracking nhiệt Các phân đoạn có trị số octan thấp, không đủ tiêu chuẩn nhiên liệu xăng dùng cho động xăng Nhờ trình reforming xúc tác mà trị số octan xăng đợc nâng lên nhiều lần, đáp ứng đợc yêu cầu xăng dùng cho động xăng, không kích nổ bảo vệ môi trờng Đồ án tốt nghiệp Thảo SV: Lê Ngọc Trờng ĐHBK Hà Nội Khoa Công nghệ Hoá Học III - Cơ sở trình reforming Quá trình Reforming thờng dùng nguyên liệu phân đoạn xăng có trị số octan thấp, không đủ tiêu chuẩn nhiên liệu xăng cho động xăng Đó phân đoạn xăng trình chng cất trực tiếp dầu thô, hay từ phân đoạn xăng cracking nhiệt, cốc hoá hay vibreking Quá trình Reforming dùng xúc tác đa chức năng: - Chức hyđro - đêhyđro hoá kim loại đảm nhiệm( chủ yếu Pt đợc mang chất mang axit) - Chức izome hoá, vòng hoá hyđrocracking chất mang axit đảm nhiệm (thờng dùng gama oxit nhôm, - Al2O3) Reforming xúc tác trình biến đổi thành phần hydro cacbon nguyên liệu mà chủ yếu naphten parafin thành hydrocacbon thơm có trị số octan cao [2] Những phản ứng xảy trình reforming xúc tác gồm: - Đehyđro hoá hyđrocacbon naphten - Đehyđro vòng hoá hyđrocacbon n- parafin - Phản ứng izome hoá - Phản ứng hyđrocracking III.1.Các phản ứng đehyđro hoá * Dehydro hoá naphten thành hydrocacbon thơm: 5000C + H2 [...]... xúc tác đi từ thiết bị thứ nhất, xuống thiết bị phản ứng thứ 2, rồi từ thiết bị thứ 2 xuống thiết bị thứ 3 ,4 và cuối cùng xúc tác đợc đa sang thiết bị tái sinh Sau khi xúc tác đã tái sinh nó lại đợc đa trở về thiết bị phản ứng thứ nhất Nh vậy quá trình Refocming xúc tác đợc thực hiện liên tục Nhờ lấy ra liên tục một phần xúc tác để tái sinh lên có thể duy trì mức độ hoạt tính trung bình của chất xúc. .. xúc tác cao hơn so với hệ thống với lớp xúc tác cố định Do vậy mà áp xuất và bội số tuần hoàn khi chứa Hydrô có thể giảm xuống tơng ứng có thể 3,5 đến 12 at và 400 đến 500m3/m3 Đồ án tốt nghiệp Thảo 29 SV: Lê Ngọc 15 16 Đồ án tốt nghiệp Thảo 30 16 1 12 2 14 3 12 12 5 12 12 6 12 14 7 8 13 12 17 9 13 sơ đồ công nghệ reforming với lớp xúc tác chuyển động và tái sinh liên tục 12 Bơm 4 Thiết bị tách 15 Thiết. .. Thiết bị đốt nóng 9 Thiết bị phân ly áp suất thấp 8 Thiết bị phân ly áp suất cao 7,14 Thiết bị làm lạnh 3,4,5 Thiết bị phản ứng 1 ,2, 3 2 Lò ống có ba buồng đốt 1,6,10 Thiết bị trao đổi nhiệt ghi chú: Trờng ĐHBK Hà Nội III .2 Dây chuyền công nghệ reforming xúc tác với lớp xúc tác chuyển động của UOP Vào những năm 1970, một cải tiến nổi bật về quá trình reforming xúc tác ra đời đó là quá trình có tái sinh. .. của xúc tác ngắn Thuộc hệ này là quá trình Untraforming và Powerforming Đồ án tốt nghiệp Thảo 26 SV: Lê Ngọc Đồ án tốt nghiệp Thảo 27 2 420 480 500 3 Nguyên liệu 440 500 3 2 2 500 6 40 5 7 25 20 8 1 9 LPG C1 C2 Reformat 1 sơ đồ công nghệ peforming bán tái xúc tác 20 150 500 3 6 Khí giàu hyđro áp suất Nhiệt độ 7 Thiết bị tách 8 Tháp ổn định 9 Thiết bị ng ng tụ 4 Thiết bị trao đổi nhiệt 5 Máy nén 6 Thiết. .. Khoa Công nghệ Hoá Học Nhờ khả năng tái sinh liên tục xúc tác bị cốc hoá, quá trình CCR cho phép dùng áp suất thấp, thao tác liên tục hàng năm cha phải thay thế xúc tác mới ,hiệu suất Aren và H2 tăng lên đáng kể Nhờ tái sinh liên tục mà không phải dừng quá trình để tái sinh xúc tác nh dây chuyền cũ mà do vậy xúc tác mới liên tục đợc chuyển vào reacton dần đến xúc tác có độ hoạt tính cao hơn và ổn định... hoá làm sạch [2] 3 Khí không ng ng E 4 V 4 H 1 V 1 E V 2 3 V 2 V 2 E E 1 3 Nạp liệu Hydro sơ đồ hydro hoá làm sạch phần cấ t nhẹ (naphta, keroen hoặc diezel) V Reactor V Thiết bị thu đỉnh E Thiết bị trao đổi nhiệt 1 V Thiết bị tách V Tháp phân đoạn 2 3 4 3 E Thiết bị trao đổi nhiệt E Thiết bị ng ng tụ E Thiết bị ng ng tụ H Thiết bị đốt nóng 1 4 2 1 I.3 .Sản phẩm của quá trình reforming xúc tác Sản phẩm... m2/st Khoa Công nghệ Hoá Học 2, 6 4 1,8 - 1,8 6 1,8 6 1,6 - 1,5 4,5 2, 2 2, 2 - 180 - - 25 0 300 26 0 180 IV .2. Những yêu cầu đối với xúc tác reforming [1] Xúc tác cần có độ hoạt tính cao đối với phản ứng tạo hydro cacbon thơm có đủ hoạt tính đối với phản ứng đồng phân hoá parafin và có hoạt tính thấp đối với phản ứng hydro cracking - Xúc tác phải có độ chọn lọc cao - Xúc tác phải có độ bền nhiệt và khả năng. .. Trong mỗi reator có thiết bị riêng về ống dẫn xúc tác, bộ phận phân phối, bộ phận cách ly và các thiết bị khác sao cho phù hợp với quá trình chuyển động của xúc tác và các phản ứng hoá học xảy ra Lợng xúc tác chứa trong reator rất khác nhau, reactor thứ nhất chỉ chứa 10 20 % lợng xúc tác và reactor cuối chứa khoảng 50% khối lợng xúc tác Xúc tác đã làm việc đợc chuyển sang lò tái sinh xúc tác, hỗn hợp khí... xăng % Hiệu suất H2 RH thơm Trị số octanMON Trị số octan RON Phân đoạn sôi 85 - 105 105- 120 120 140 722 735 751 6,4 1,3 37 76 78 94 95 97 1 12 113 116 140 -180 751 126 128 131 148 450 159 Phân đoạn sôi 85 - 105 105- 120 120 10 140-180 86,0 2, 2 57 79 88 9 33 58 51 Sản phẩm 27 ,5 2, 3 62 83 93 12 29 59 - 16 30 54 44 39,8 2, 2 6 4 94 14 25 61 27 88,4 2, 3 69 86 97 Các tạp chất phi hydrocacbon trong nguyên liệu... nghệ reforming xúc tác chuyển động là thấp hơn nhiều so với quá trình reforming mà xúc tác ở trạng thái tĩnh Điều đó dẫn đến các u điểm sau: Tại điều kiện áp suất thấp cho phép nhận đợc nhiều hydrocacbon thơm, nâng cao trị số octan và nâng cao hiệu suất xăng Nhờ khả năng tái sinh liên tục xúc tác bị cốc hoá, quá trình CCR cho phép dùng áp suất thấp, thao tác liên tục hàng năm cha phải thay thế xúc tác