Tìm hiểu thiết bị phân xưởng reforming xúc tác

35 766 18
Tìm hiểu thiết bị phân xưởng reforming xúc tác

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Tìm hiểu thiết bị phân xưởng reforming xúc tác

Mục lục Mở đầu Công nghiệp dầu khí ngành công nghiệp có bước thay đổi phát triển không ngừng, đặc biệt vào năm cuối kỷ XX Công nghiệp dầu khí trở thành ngành công nghiệp mũi nhọn, bên cạnh phát triển không ngừng số trình chế biến dầu thô nhiên liệu ngành công nghiệp hoá dầu, song không nhắc đến trình trình reforming xúc tác để sản xuất xăng chất lượng cao Ngày nay, trình reforming xúc tác sử dụng phổ biến cho ngành tổng hợp hoá dầu ngành công nghiệp khác Mục đích trình biến đổi hydrocacbon có phân đoạn xăng thành hydrocacbon thơm họ có trị số octan cao Quá trình cho phép sản xuất cấu tử cao octan cho xăng đạt tới 98 ÷ 100 Tuy nhiên, việc sản xuất xăng có trị số octan cao trình reforming xúc tác sản xuất nguồn nguyên liệu BTX quan trọng cho công nghiệp hoá dầu Bên cạnh sản xuất nhiều khí hydro (hàm lượng > 85%) Đây nguồn khí hydro sử dụng làm nguyên liệu rẻ tiền phục vụ cho trình chế biến dầu mỏ tổng hợp hữu như: làm nguyên liệu, xử lý hydro phân đoạn sản phẩm khu liên hợp lọc hoá dầu, sản xuất phân đạm Reforming xúc tác có tầm quan trọng nên trình ngày nghiên cứu cách sâu rộng áp dụng cách rộng rãi giới Hiện nay, lượng xăng sản xuất từ trình reforming chiếm phần đáng kể lượng xăng tiêu thụ giới Quá trình reforming xúc tác ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực công nghiệp khác trình thiếu nhà máy chế biến dầu mỏ, nhà máy điện, công nghiệp chất dẻo, xăng có trị số octan cao, BTX Trong phạm vi tiểu luận nhóm chúng em tìm hiểu nguyên liệu, công nghệ đặc biệt thiết bị trình reforming xúc tác Phần 1: Tổng quan 1.1 Nguyên liệu _Quá trình reforming bao gồm loạt phản ứng nhằm làm thơm hóa sản phẩm dầu mỏ, tăng trị số octan xăng cung cấp nguồn hydro cho công nghệ làm dầu mỏ _Nguyên liệu naphtha lấy có chứa parrafins, naphthens aromatics, vài trường hợp có lượng nhỏ olefins Nguyên liệu lấy thường hydrocacbon có số nguyên tử C khoảng từ 6-11 Tuy nhiên với mục đích thu sản phẩm khác mà người ta giới hạn khoảng nhiệt độ sôi nguyên liệu _Nguyên liệu trình reforming nhà máy lọc dầu Dung Quất lấy trực tiếp phân đoạn naphtha thu từ chưng cất dầu thô _Nguyên liệu lấy naphtha thu từ trình khác FCC, hydrocracking, cốc hóa… Naphtha tổng hợp từ trình FischerTropsch 1.2 Sản phẩm _Sản phẩm thu từ trình reforming thu xăng có trị số octan cao _Thu sản phẩm BTX nhằm phục vụ ngành công nghiệp khác _Thu khí H2 kỹ thuật, nguồn nguyên liệu cho nhiều trình khác công nghiệp 1.3 Xúc tác _ Trước người ta sử dụng xúc tác Oxít MnO /Al2O3 Loại xúc tác có ưu điểm rẻ tiền, bền với hợp chầt chứa S Khi có mặt hợp chất chứa lưu huỳnh nguyên liệu MoO2 chuyển phần thành MoS 2, dạng có hoạt tính xúc tác nên không cần làm S khỏi nguyên liệu Nhưng xúc tác loại lại có nhược điểm hoạt tính thấp nên trình reforming phải thực điều kiện cứng: vận tốc thể tích thấp (~0,5h -1 ), nhiệt độ cao (~340 OC) Ở điều kiện phản ứng hydro cracking xảy mạnh Để tăng độ chọn lọc trình phải thực áp suất thấp, áp suất thấp lại tiền đề cho phản ứng tạo cốc xảy mạnh kéo dài cho thời gian làm việc liên tục xúc tác Vì lí mà người ta phải nghiên cứu loại xúc tác Pt/AL2O3 để thay cho loại xúc tác MoO2 _Loại xúc tác dạng Pt/Al2O3 loại xúc tác có hoạt tính cao, độ chọn lọc cao, nên sử dụng loại xúc tác trình reforming cần thực điều kiện mềm: vận tốc thể tích ( 1,5-4h), nhiệt độ vừa phải ( 470 – 520OC) Khi dùng xúc tác loại giảm tạo cốc Nhưng sau thời gian sử dụng xúc tác Pt/Al2O3 hoạt tính xúc tác giảm độ axít Al2O3 giảm nên người ta phải tiến hành clo hoá để tăng độ axít Vì loại xúc tác sử dụng đến năm 1970 _Ngày người ta cải tiến xúc tác cách biến tính xúc tác: cho thêm kim loại hay thay đổi chất mang Cho thêm kim loại để giảm giá thành xúc tác, xúc tác sử dụng cho trình reforming 0,3% Pt + 0,3%Re mang ‫ ץ‬- Al2O3 Ngoài có hợp chất halogen hữu 1) Vai trò Platin -Platin cấu tử tốt, kim loại dùng chủ yếu trình reforming xúc tác Palatin xúc tác cho phản ứng dehydro hóa naphten phản ứng dehydro - vòng hoá parafin tạo hydro cacbon thơm mà platin có tác dụng thúc đẩy phản ứng no hóa hợp chất trung gian: olefin, diolefin làm giảm tốc độ tạo cốc bề mặt chất xúc tác nguyên nhân dẫn tới việc giảm hoạt tính chất xúc tác -Hàm lượng platin chất xúc tác reforming chiếm khoảng 0,3 ÷ 0,7 (% khối lượng) Hàm lượng Pt có ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác -Độ phân tán Pt chất mang Al2O3 ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác Trong trình làm việc xúc tác hàm lượng Pt không thay đổi ta thấy hoạt tính khử hydro lại giảm xuống tinh thể Pt bị thiêu kết tụ lại thành tinh thể lớn Vì tâm hoạt động bị giảm xuống -Vậy độ hoạt tính phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng kim loại Pt đặc biệt độ phân tán chất mang axít Người ta thấy hạt phân tán có kích thước nhỏ 10A0 tâm hoạt động mạnh, kích thước hạt phân tán lớn 70A xúc tác hoạt tính phản ứng trình reforming Để điều chỉnh tương quan hai xúc tác Pt nên chiếm 1% bề mặt chất mang -Khi nghiên cứu người ta thấy cho thêm nguyên tố Re vào có tác dụng kìm hãm thiêu kết tinh thể Pt nguyên tố Re kết hợp với Pt tạo thành hợp kim có độ ổn định cao Pt nguyên thể 2) Chất mang Chất mang xúc tác reforming Al 2O3 SiO2, thường người ta hay dùng Al2O3 Đó oxit có bề mặt riêng lớn (250 m2/g), độ chịu nhiệt độ cao Bản thân Al2O3 làmột axít lewis nguyên tử nhôm có ô lượng tử tự do, Al 2O3 chứa nước axit Bronsted mang H+ 3) Chuẩn bị xúc tác _Để đưa platin lên bề mặt chất mang công nghiệp người ta dùng phương pháp ngâm, tẩm Tẩm Al2O3 dung dịch H2PtCl6 axit hóa, nung khử dòng khí hydro _Năm 1967 xuất chất xúc tác hai kim loại Pt - Re/Al 2O3 khắc phục nhược điểm chất xúc tác Pt/Al 2O3 Từ chất xúc tác hai đa kim loại ngày phát triển ngày dùng rộng rãi _Năm 1972 có 29% reformat thu nhờ chất xúc tác đa kim loại tỉ phần 80% vào năm 1982 _Trong công nghệ reforming liên tục CCR (continuous catalytic regenation) chất xúc tác dạng viên có đường kính < 1,5 mm để chuyển động dễ dàng lò phản ứng lò tái sinh Phần 2: Quy trình công nghệ 2.1 Giới thiệu Công nghiệp dầu khí ngành công nghiệp có bước thay đổi phát triển không ngừng, đặc biệt vào năm cuối kỷ XX Công nghiệp dầu khí trở thành ngành công nghiệp mũi nhọn, bên cạnh phát triển không ngừng số trình chế biến dầu thô nhiên liệu ngành công nghiệp hoá dầu, song không nhắc đến trình trình reforming xúc tác để sản xuất xăng chất lượng cao Ngày nay, trình reforming xúc tác sử dụng phổ biến cho ngành tổng hợp hoá dầu ngành công nghiệp khác Mục đích trình biến đổi hydrocacbon có phân đoạn xăng thành hydrocacbon thơm họ có trị số octan cao Quá trình cho phép sản xuất cấu tử cao octan cho xăng đạt tới 98 ÷ 100 Tuy nhiên, việc sản xuất xăng có trị số octan cao trình reforming xúc tác sản xuất nguồn nguyên liệu BTX quan trọng cho công nghiệp hoá dầu Bên cạnh sản xuất nhiều khí hydro (hàm lượng > 85%) Đây nguồn khí hydro sử dụng làm nguyên liệu rẻ tiền phục vụ cho trình chế biến dầu mỏ tổng hợp hữu như: làm nguyên liệu, xử lý hydro phân đoạn sản phẩm khu liên hợp lọc hoá dầu, sản xuất phân đạm Do phủ nhận vai trò trình reforming xúc tác công nghiệp chế biến dầu không muốn nói trình reforming xúc tác trình chế biến thứ cấp quan trọng Các phản ứng xảy trình reforming xúc tác izome hoá, dehydro hoá, dehydro hoá tạo vòng cho sản phẩm hydrocacbon thơm có trị số octan cao Quá trình reforming thường 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 chưng cất trực tiếp dầu thô hay từ phân đoạn xăng trình cracking nhiệt, cốc hoá Reforming xúc tác có tầm quan trọng nên trình ngày nghiên cứu cách sâu rộng áp dụng cách rộng rãi giới Hiện nay, lượng xăng sản xuất từ trình reforming chiếm phần đáng kể lượng xăng tiêu thụ giới Quá trình reforming xúc tác ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực công nghiệp khác trình thiếu nhà máy chế biến dầu mỏ, nhà máy điện, công nghiệp chất dẻo, xăng có trị số octan cao, BTX Để trình reforming xúc tác thực bước vào vận hội ngành dầu khí Việt Nam hội nhập với ngành công nghịêp khác khu vực giới, vấn đề nghiên cứu, triển khai công nghệ sản xuất nhiên liệu khác từ nguyên liệu dầu thô sẵn có nước cần thiết Từ tạo dây chuyền công nghệ thiết bị hợp lý để sản xuất nhiên liệu từ dầu mỏ đáp ứng yêu cầu chất lượng sản phẩm tiêu kỹ thuật với nguyên liệu sẵn có Việt Nam nhằm phục vụ nhu cầu lâu dài nước hướng tới xuất sang nước khu vực giới Xăng sản phẩm chủ đạo nhà máy lọc dầu Để có chủng loại xăng có chất lượng cao phục vụ cho nhu cầu quốc dân phải phát triển trình reforming xúc tác Nhu cầu cấp bách sản phẩm lọc hoá dầu ngày tăng công nghiệp ngày lớn mạnh Bởi sản phẩm lọc hoá dầu không nguồn nguyên liệu cho thiết bị máy móc mà nguồn nguyên liệu quan trọng cho nhiều ngành công nghiệp khác Từ góp phần vào công việc công nghiệp hoá, đại hoá đất nước nhằm đưa kinh tế công nghiệp nước ta tiến lên kỷ nguyên mới, kỷ nguyên hội nhập phát triển 2.2 Vị trí phân xưởng CCR nhà máy lọc dầu Hình 1: Vị Trí phân xưởng CCR nhà máy lọc dầu 2.3 Sơ đồ công nghệ Ta lựa chọn công nghệ reforming xúc tác chuyển động tái sinh liên tục UOP Hình 2: Sơ đồ công nghệ CCR-Platforming UOP Nguyên liệu làm hydro phận làm trộn với hydro tuần hoàn từ bể chứa trung gian qua thiết bị trao đổi nhiệt, gia nhiệt phận gia nhiệt thứ lò ống đến nhiệt độ 520 - 540°C nạp vào reactor thứ Lượng xúc tác phân bố reactor khác nhau, thường theo tỷ lệ 1/1,5/ 2,5/ Hỗn hợp khí sau phản ứng thiết bị thứ bị giảm nhiệt độ nên đưa khỏi reactor thứ nhất, cho qua lò đốt để gia nhiệt đến nhiệt độ phản ứng, sau nạp vào reactor thứ hai Cứ tiếp tục hỗn họp khí nạp vào reactor thứ tư Sản phẩm sau khỏi đáy reactor thứ tư làm lạnh qua thiết bị trao đổi nhiệt với nguyên liệu để tận dụng nhiệt tiếp tục ngưng tụ làm lạnh trước chuyển sang phận tách sản phẩm Sản phẩm bao gồm hydrocacbon lỏng khí giàu hydro Phần lớn hydro tuần hoàn trở lại bể chứa trung gian đế trộn với nguyên liệu ban đầu nhờ máy nén, phần hydro lại trộn với phận tái tiếp xúc trộn với sản phẩm lỏng lấy đáy tháp tái tiếp xúc Tại tháp sản phẩm khí C 1,C2 C5 giàu hydro tiến tục qua máy nén ngưng tụ làm lạnh, sau trộn với sản phẩm lỏng tách từ đáy vào tháp tiếp tục qua máy nén, thiết bị ngưng tụ làm lạnh trộn với sản phẩm lỏng lấy từ đáy tháp tách đưa vào tháp tái tiếp xúc Tại tháp tiếp xúc sản phẩm khí chủ yếu hydro lấy từ đỉnh Sản phẩm lỏng đáy tháp tuần hoàn trở lại Sản phẩm lỏng đưa sang tháp ổn định qua thiết bị trao đổi nhiệt Tại tháp sản phẩm khí tách đỉnh gồm C 1,C2 LPG đưa vào thiết bị lắng tách qua thiết bị làm lạnh Khí C 1,C2 lấy LPG lấy đáy phần cho tuần hoàn trở lại tháp, phần lớn đưa bể chứa sản phẩm Ở đáy tháp sản phẩm lỏng reforming tách phần qua thiết bị gia nhiệt tuần hoàn trở lại, phần lớn đưa bể chứa sản phẩm Xúc tác chuyển động từ reactor thứ đến reactor thứ tư Xúc tác sau phản ứng lấy từ đáy reactor thứ tư đưa vào bunke khí tuần hoàn nâng lên đỉnh lò tái sinh lần lược qua phận đốt cốc, phận clo hoá sau qua phận khử hydro Xúc tác sau tái sinh khí tuần hoàn đẩy lên đỉnh reactor thứ tiếp tục tham gian phản ứng Quá trình reforming bao gồm phận chính: - Thiết bị phản ứng - Thiết bị tái sinh xúc tác - Thiết bị phân tách ổn định sản phẩm (bao gồm tách khí khô tháp chưng luyện) Mặc dù có nhiều dạng thiết bị reforming khác nhau, nhiên khuôn khổ đồ án trình bày cấu tạo thiết bị công nghệ reforming có hệ thống tái sinh xúc tác liên tục (lớp xúc tác chuyển động) Vì công nghệ tiên tiến áp dụng phổ biến giới Mặt khác, Việt nam công nghệ áp dụng Nhà máy lọc hóa dầu Dung Quất Phần Thiết bị phản ứng 3.1 Các thiết bị dây chuyền công nghệ Các thiết bị trình reforming tái sinh xúc tác liên tục: - Thiết bị phản ứng - Thiết bị tái sinh xúc tác - Thiết bị phân tách ổn định sản phẩm 3.1.1 Bộ phận thiết bị phản ứng : - Lò phản ứng - Thiết bị gia nhiệt Hình 3: Cấu tạo chung lò phản ứng (kiểu xếp chồng) 10 21 b.Thiết bị gia nhiệt Hình 9: Thiết bị trao đổi nhiệt nguyên liệu hỗn hợp/sản phẩm phản ứng (packinox) Gia nhiệt cho nguyên liệu phản ứng gồm hai phần: Gia nhiệt trước đưa vào lò phản ứng gia nhiệt trung gian các lò phản ứng Ở đề cập thiết bị gia nhiệt trước đưa vào lò phản ứng lò gia nhiệt trung gian có cấu trúc tương tự lò gia nhiệt khác đề cập phần khác chương trình học Để tận dụng nhiệt hỗn hợp phản ứng có nhiệt độ cao từ lò phản ứng cuối (để nâng nhiệt cho hỗn hợp phản ứng), thiết bị trao đổi nhiệt lắp đặt để thực nhiệm vụ Nếu sử dụng dạng thiết bị trao đổi nhiệt kiểu truyền thống (như ống chùm) yêu cầu bề mặt trao đổi nhiệt lớn thiết bị trao đổi nhiệt chiếm giữ không gian lớn hiệu suất thu hồi nhiệt không cao Để nâng cao hiệu suất thu hồi nhiệt 22 đảm bảo kích thước thiết bị không lớn thiết bị trao đổi nhiệt đặc biệt kiểu thiết kế riêng cho mục đích Hiện nay, Nhà cung cấp quyền công nghệ chủ yếu cho trình reforming tái sinh xúc tác liên tục UOP (Hoa kỳ) thường đưa vào sử dụng thiết bị gia nhiệt nguyên liệu hỗn hợp (nguyên liệu lỏng khí) với quyền công nghệ ( thường gọi PACKINOX) Về nguyên tắc, PACKINOX thiết bị trao đổi nhiệt kiểu kết cấu hàn Toàn phần đặt vỏ hình trụ Sơ đồ cấu tạo nguyên lý hoạt động thiết bị trao đổi nhiệt hỗn hợp mô tả hình 23 3.1.2 Bộ phận tái sinh xúc tác Hình 10: Sơ đồ cấu tạo hoạt động phận tái sinh xúc tác Thiết bị phận tái sinh xúc tác bao gồm thiết bị sau: - Tháp tái sinh - Bình chứa khử xúc tác sau sấy (Lock Hopper) - Các thiết bị phụ (bình tách bụi xúc tác, bình vận chuyển xúc tác) Sõ đồ cấu tạo nguyên tắc hoạt động thiết bị phận tái sinh xúc tác trình bày hình 10 a Tháp tái sinh xúc tác Tháp tái sinh thiết bị trình tái sinh xúc tác diễn ra: đốt 24 coke, phân tán kim loại xúc tác, điều chỉnh hàm lượng Clo sấy khô xúc tác Tương ứng với trình tháp tái sinh xúc tác phân vùng: - Vùng đốt coke - Vùng oxyclo hóa, phân tán kim loại xúc tác điều chỉnh hàm lượng clo - Vùng sấy Hình 11: Sơ đồ cấu tạo nguyên lý hoạt động tháp tái sinh xúc tác Trong sõ đồ công nghệ phận tái sinh xúc tác, tháp tái sinh xúc tác đặt sau bình tách bụi xúc tác tháp phân thành vùng có chức khác mô tả Sơ đồ nguyên lý cấu tạo vận hành tháp tái sinh xúc tác mô tả hình 11 Khu vực tái sinh xúc tác khu vực cần yêu cầu an toàn vận hành cao 25 Các thông số công nghệ quan trọng vùng đốt coke cần phải kiểm soát để đảm bảo chất lượng xúc tác tái sinh là: - Tốc độ tuần hoàn xúc tác - Hàm lượng ôxy vùng đốt coke - Hàm lượng coke bám xúc tác Các thông số công nghệ có mối quan hệ chặt chẽ ảnh hưởng lẫn trình vận hành Việc kiểm soát vùng đốt coke diễn quan trọng, để trình đốt coke xảy vùng oxyclo hoá vùng sấy gây hậu xấu cho xúc tác thiết bị Trong thực tế, nhân viên vận hành điều khiển hai thông số công nghệ vùng đốt coke là: tốc độ tuần hoàn xúc tác hàm lượng ôxy vùng đốt Xúc tác khỏi vùng đốt coke phải có hàm lượng coke không lớn 0,2% khối lượng Ðể đảm bảo hiệu đốt coke cao hàm lượng ôxy vùng đốt coke giữ vai trò quan trọng Hàm lượng ôxy vùng đốt coke kiểm soát hệ thống tự động (kết hợp đầu đo hàm lượng ôxy van xả khí) Hàm lượng khí ôxy thích hợp cho trình đốt coke vào khoảng 0,5+0,8%mol Hàm lượng ôxy khí đốt cao làm nhiệt độ vùng đốt cao gây tác hại xấu cho xúc tác thiết bị Ngược lại, hàm lượng ôxy thấp trình đốt coke diễn chậm coke không đốt hoàn toàn vùng Mặc dù hàm lượng coke xúc tác ảnh hưởng tới chế độ vận hành phận tái sinh xúc tác thông số phụ thuộc chủ yếu vào điều kiện vận hành phận thiết bị phản ứng Hàm lượng coke hình thành bề mặt xúc tác phụ thuộc vào yếu tố sau: tốc độ nạp liệu, yêu cầu trị số octan xăng, chất lượng nguyên liệu, tốc độ tuần hoàn, áp suất phản ứng tốc độ tuần hoàn xúc tác Trong khoảng vận hành bình thường thiết bị hàm lượng coke bám xúc tác sau lò phản ứng khoảng 3-7% coke Nhiệt độ vùng đốt coke thông số quan trọng biểu thị hiệu trình đốt coke Nhiệt độ vùng đốt coke phụ thuộc vào yếu tố: hàm lượng ôxy đưa vào, tốc độ tuần hoàn xúc tác, lượng coke tốc độ khí đốt Nhiệt độ tối đa cho phép vùng đốt coke 26 vào khoảng 590 0C Vùng oxyclo hóa, phân tán kim loại xúc tác điều chỉnh hàm lượng clo Như phân tích trên, trình phản ứng xúc tác bị phần hoạt tính coke bám, tượng kết tụ kim loại xúc tác hàm lượng clo Vùng oxyclo hóa có nhiệm vụ phân tán lại tâm kim loại xúc tác bị dính kết lại trình phản ứng hiệu chỉnh hàm lượng clo xúc tác Nhờ có liên kết mà phân tử Pt phân tán bề mặt xúc tác với kích thước nhỏ Hàm lượng Clo xúc tác sau trình hiệu chỉnh phù hợp với yêu cầu Quá trình phân tán kim loại hiệu chỉnh hàm lượng clo xúc tác tương đối phức tạp Có thể tóm tắt sõ lược trình sau: Hình 12: Cấu tạo nguyên lý hoạt động vùng oxyclo hoá phân tán kim loại kim loại (Pt) có xúc tác trước hết bị ôxy hoá ôxy có mặt dòng khí để tạo thành liên kết sau clo hoá tạo thành liên kết Pt-O- Cl hiệu chỉnh thành phần clo xúc tác (thành phần AlCl3) Tuy nhiên, vào cuối giai đoạn Platinium kim loại phân tán 27 nhỏ bề mặt hạt xúc tác giữ liên kết với nguyên tử clo, vậy, cần phải tách tiếp liên kết clo với Platinium để trả dạng kim loại ban đầu Công việc thực vùng khử tháp tái sinh Sõ đồ cấu tạo nguyên lý hoạt động vùng oxyclo hoá trình bày hình 12 Vùng sấy phần tháp tái sinh vùng đốt coke phía có dạng hình côn phần có dạng hình trụ, phía có thiết bị gia nhiệt phận bổ sung clo Nước tạp chất ảnh hưởng tới hoạt tính xúc tác, vậy, xúc tác cần phải sấy khô trước đưa tuần hoàn trở lại lò phản ứng Tác nhân sấy sử dụng không khí Không khí đưa từ bên vào vùng sấy tháp tái sinh Trước vào vùng sấy không khí làm khô máy sấy gia nhiệt để tăng động lực trình sấy Không khí sấy dòng xúc tác chuyển động ngược chiều vùng sấy Xúc tác chuyển động từ xuống tác động lực trọng trường, không khí sấy thổi từ lên tách khỏi tháp tái sinh cuối vùng sấy đưa sang vùng oxyclo hoá Vùng sấy phận tháp tái sinh, có cấu tạo hình trụ bên phân thành hai ngãn Ngăn để chứa phân phối không khí sấy ngăn chứa xúc tác chuyển động từ vùng xuống Ngăn chứa xúc tác phía có dạng hình côn phía trụ tròn Ngăn chứa khí sấy gồm hai vùng: vùng chứa khí trước sấy khí sau sấy Ngăn chứa không khí sấy có hai cửa, cửa dẫn tới vùng oxyclo hoá, cửa khác nối van xả môi trường không khí trường hợp cần thiết nhằm điều chỉnh áp suất thiết bị lưu lượng khí chuyển sang vùng oxyclo hoá Sơ đồ nguyên lý cấu tạo hoạt động vùng sấy trình bày hình vẽ 13 28 Hình 13: Cấu tạo nguyên lý hoạt động vùng sấy xúc tác b Bình chứa khử xúc tác sau sấy (Lock Hopper) Ðể trả Platinium kim loại xúc tác trạng thái ban đầu cần phải tiến hành khử liên kết kim loại clo Ðể khử liên kết này, thực tế, người ta sử dụng khí hydro sẵn có phân xưởng reforming Khí hydro tham gia phản ứng tạo HCl H2O trả platinium dạng kim loại tự hạt xúc tác Vùng khử kim loại thực phần bình chứa khử xúc tác sau sấy (Lock Hopper) Về mặt kết cấu, bình chứa đặt tháp tái sinh (theo thiết kế cũ) bố trí đỉnh thiết bị phản ứng (theo thiết kế mới) Sõ đồ nguyên lý cấu tạo hoạt động vùng khử trình bày hình vẽ 14 Vùng khử kim loại xúc tác trụ tròn vỏ kép chia vùng khử thành hai khoang: khoang chứa phân phối khí (khí giàu Hydro), khoang chứa xúc tác Phía bên có lắp đặt thiết bị gia nhiệt khí trước vào vùng khử Trong vùng khử, xúc tác chảy từ phía xuống nhờ tác dụng lực trọng trýờng chênh lệch áp suất, khí từ phía 29 lên, sau khỏi vùng khử khí tách khỏi thiết bị chuyển tới thiết bị thu hồi Xúc tác qua vùng khử khôi phục hoạt tính chuyển mẻ quay trở lại thiết bị phản ứng Tốc độ tuần hoàn xúc tác phụ thuộc vào chế độ hoạt động lò phản ứng, tính chất nguyên liệu, loại xúc tác yêu cầu chất lượng sản phẩm Xúc tác sau tái sinh chuyển vào bình chứa vận chuyển xúc tác có cấu tạo đặc biệt (Lift Engager) Ðộng lực trình vận chuyển xúc tác từ thiết bị tái sinh sang thiết bị phản ứng khí hydro có áp suất cao Hình 14: Cấu tạo nguyên lý hoạt động vùng khử xúc tác c Hệ thống cách ly Hệ thống cách ly có nhiệm vụ cách ly môi trường tháp tái sinh với môi trường vùng khác khu vực tái sinh xúc tác Nguyên nhân cần phải cách ly môi trường tháp tái sinh với vùng khác môi trường tháp tái sinh chứa khí ôxy vùng lại phận tái sinh lại chứa hydro hydrocacbon Nếu để môi trường tiếp xúc với tạo nguy lớn cho việc hình thành hỗn 30 hợp gây cháy nổ mà hậu khó lường hết Để thực mục tiêu cô lập vùng tháp tái sinh xúc tác, người ta sử dụng khí trơ (Nitơ) áp suất cao hệ thống van điều khiển để tạo vùng đệm ngăn chặn khả thâm nhập lẫn vào môi trường phận tái sinh Trong phận tái sinh có hai khu vực cần phải cách ly: - Vùng tháp tái sinh (Regeneration Tower) bình tách bụi xúc tác (Disangaging Hopper) - Vùng tháp tái sinh (Regeneration Tower) vùng khử (Reduction Zone) bình chứa khử xúc tác (Lock Hopper) 3.1.3 Bộ phận phân tách thiết bị ổn định ( Stabilizer) Hình 15:UOP CCR Platforming process 31 Phần lỏng từ thiết bị tách đưa vào thiết bị ổn định sản phẩm, hydrocacbon nhẹ dễ bay tách khỏi sản phẩm lỏng có trị số octan cao Tháp ổn định thực chất tháp chưng, đây, sản phẩm lỏng phân chia thành hydrocacbon nhẹ phần đỉnh (LPG) Reformate ổn định đáy tháp Sản phẩm LPG tương đối chuyển thẳng bể chứa sản phẩm LPG hỗn hợp tới phận thu hồi xử lý khí để tách riêng biệt C3, C4 (tùy theo thiết kế cụ thể) Tháp chưng cất trì áp suất thích hợp để đảm bảo hoạt động ổn định tháp (đảm bảo lượng sản phẩm nhẹ ngưng tụ đủ lớn cho trình hồi lưu) Cụ thể: + Tháp đun sôi đáy tháp dầu nóng Phần đỉnh tháp ổn định bao gồm cấu tử hydrocacbon nhẹ từ nguyên liệu tháp, làm mát không khí nước đưa vào bình ngưng, sau lại đưa trở lại tháp ổn định Phần lỏng bơm từ phận thu nhờ bơm hồi lưu tháp ổn định Tất phần lỏng từ phần đỉnh thiết bị ổn định hồi lưu vào tháp đĩa số Sản phẩm đáy đưa đến kho lưu trữ làm lạnh sau khỏi đáy tháp ổn định 3.2 Các thiết bị phụ dây chuyền công nghệ 3.2.1 Thiết bị phân tách lỏng-hơi Thiết bị có nhiệm vụ phân tách lỏng – sau ngưng tụ nguyên liệu vào Hoạt động thiết bị dựa vào trọng lực, chất lỏng có khối lượng riêng lớn lắng xuống đáy thiết bị, nhẹ lên Hình 16:Thiết bị phân tách lỏng Cấu tạo thiết tách gồm phần sau Đầu vào A, có tác dụng giảm tốc độ dòng chảy, phân tách sơ lỏng – Phần tách khí B thiết kế để dùng trọng lực tách 32 giọt lỏng bị lôi theo Nó vùng không gian trống mà khí di chuyển với vận tốc thấp, thiết bị nằm ngang, lắp thêm cánh quạt thẳng để giảm rối loạn chiều dài thiết bị Vùng tách lỏng C có nhiệm vụ thu hồi giọt lỏng rơi xuống, đồng thời cung cấp thời gian lưu đủ lớn để tách Phần tách sương D sử dụng lưới, hệ thống cánh quạt cyclone Nó có tác dụng loại bỏ hạt lỏng có kích thước nhỏ, đến micromet 3.2.2 Thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm Thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống chùm dựa nguyên lý trao đổi nhiệt gián tiếp hai lưu thể chuyển động bên bên ống trao đổi nhiệt Để tăng cường hiệu trao đổi nhiệt, người ta tạo chiều chuyển động lưu thể ống theo phương vuông góc chéo dòng.Để phân phối lưu thể ống người ta tạo hai khoang để phân phối lưu chất ống khác nhau.Lưu chất chảy ống chứa vỏ trụ (Shell) lưu chất chảy lòng ống chứa khoang đầu lòng ống Toàn bó ống đặt vỏ trụ Hình 17: Thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm 33 Kết luận Với đề tài "Tìm hiểu thiết bị phân xưởng Reforming xúc tác ", giúp đỡ ân cần thầy hướng dẫn TS.Đào Quốc Tùy nhóm em hoàn thành tiểu luận hạn Thông qua tiểu luận chúng em hiểu nguyên liệu, công nghệ đặc biệt thiết bị trình reforming xúc tác rút số nhận xét sau: - Reforming xúc tác trình phức tạp gồm nhiều phản ứng khác phản ứng dehydro hoá, hydrocracking, izome hoá, alkyl hoá , phản ứng tạo cốc Trong phản ứng quan trọng phản ứng dehydro hoá naphten thành aromatic Quá trình nhằm mục đích thu xăng có trị số octan cao sản phẩm phụ khác BTX làm nguyên liệu cho ngành tổng hợp hữu hoá dầu, thu lượng lớn hydro cung cấp cho ngành công nghiệp khác với giá thành rẻ - Xúc tác trình reforming xúc tác đa chức Chức oxi hoá - khử, xúc tác cho phản dehydro hoá, nhờ trung tâm kim loại Pt chức Axit - Bazơ, thúc đẩy phản ứng izome hoá nhờ tâm axit Al2O3 - Nguyên liệu sử dụng tốt xăng chưng cất trực tiếp có hàm lượng naphten cao, để thu xăng có trị số octan cao ta sử dụng phân đoạn có nhiệt độ sôi từ 85 oC đến 180oC, để thu BTX ta sử dụng phân đoạn có nhiệt độ sôi hẹp từ 62 oC đến 140oC -Các thiết bị trình bao gồm phận thiết bị phản ứng,bộ phận tái sinh xúc tác,bộ phận phân tách thiết bị ổn định Tuy nhiên nhiều hạn chế thời gian kiến thức, mà chúng em chưa thể tìm hiểu sâu trình này, nên không tránh khỏi sai sót Chúng em kính mong nhận đánh giá, nhận xét thầy để nhận sai sót, hạn chế để từ rút kinh nghiệm cho thân, đạt kết tốt Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn! 34 Tài liệu tham khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO PGS.TS.Lê Văn Hiếu Công nghệ chế biến dầu mỏ Nhà xuất khoa học kĩ thuật, Hà Nội-2001 Đinh Thị Ngọ, Nguyễn Khánh Diệu Hồng Hóa học dầu mỏ khí Nhà xuất kha học kĩ thuật, Hà Nội-2014 James H Gary, Glenn E Handwerk - Petroleum Refining Technology and Economy, Markcel Dekker, Inc New York, 2001 Handbook of Petroleum Refining Processes, Robert A Meyers, Ph.D, Mc Graw-Hill Book Companies, Inc, 1986 35 ... thiết bị dây chuyền công nghệ Các thiết bị trình reforming tái sinh xúc tác liên tục: - Thiết bị phản ứng - Thiết bị tái sinh xúc tác - Thiết bị phân tách ổn định sản phẩm 3.1.1 Bộ phận thiết bị. .. sinh xúc tác Tháp tái sinh thiết bị trình tái sinh xúc tác diễn ra: đốt 24 coke, phân tán kim loại xúc tác, điều chỉnh hàm lượng Clo sấy khô xúc tác Tương ứng với trình tháp tái sinh xúc tác phân. .. - Bình chứa khử xúc tác sau sấy (Lock Hopper) - Các thiết bị phụ (bình tách bụi xúc tác, bình vận chuyển xúc tác) Sõ đồ cấu tạo nguyên tắc hoạt động thiết bị phận tái sinh xúc tác trình bày hình

Ngày đăng: 06/03/2017, 11:17

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • Mở đầu

  • Phần 1: Tổng quan

    • 1.1 Nguyên liệu

    • 1.2 Sản phẩm

    • 1.3 Xúc tác

    • Phần 2: Quy trình công nghệ

      • 2.1. Giới thiệu

      • 2.2 Vị trí của phân xưởng CCR trong nhà máy lọc dầu

      • 2.3. Sơ đồ công nghệ

      • Phần 3. Thiết bị phản ứng

        • 3.1. Các thiết bị chính trong dây chuyền công nghệ

          • 3.1.1. Bộ phận thiết bị phản ứng :

          • 3.1.2 Bộ phận tái sinh xúc tác

          • 3.1.3 Bộ phận phân tách và thiết bị ổn định ( Stabilizer)

          • 3.2 Các thiết bị phụ trong dây chuyền công nghệ

            • 3.2.1 Thiết bị phân tách lỏng-hơi

            • 3.2.2 Thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm

            • Kết luận

            • Tài liệu tham khảo

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan