Đồ án Thiết kế phân xưởng reforming xúc tác

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế phân xưởng Reforming xúc tác Sinh viên: Nguyễn Thị Bạch Tuyết - Lớp Hóa dầu K46 1 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế phân xưởng Reforming xúc tác ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế phân xưởng Reforming xúc tác Sinh viên: Nguyễn Thị Bạch Tuyết - Lớp Hóa dầu K46 2 MỞ ĐẦU Xăng nhận được từ chưng cất trực tiếp thường có trị số octan thấp, nên không đảm chất lượng sử dụng làm nguyên liệu cho các động cơ. Người tathường pha thêm vào xăng các phụ gia để làm tăng trị số octan. Phụ gia thường dùng là tetraetyl chì.Tuy nhiên, do có tính độc hại mà hiện nay nhiều quốc gia ban hành luật cấm sử dung phụ gia này. Có một giải pháp khác để đạt tới trị số octan cao hơn khi không sử dụng chì. Đó là pha trộn xăng có trị số octan cao (như xăng alkyl hoá, izome hoá …)vào nguyên liệu có trị số octan thấp hay sử dụng các phụ gia không chứa chì, như các hợp chất chứa oxy:Etanol, MTBE, MTBA, TAME…v..v. Nhưng trong trường hợp này ta thấy hiệu suất không cao, vì trên thực tế lượng các cấu tử pha trộn hạn chế, và trị số octan tăng không cao lắm. Chính vì thế mà các nhà khoa học đã tiến hành nghiên cứu quá trình reforming xúc tác để cải thiện xăng chưng cất trực tiếp và xăng của quá trình thứ cấp. Reforming xúc tác là một trong số các quá trình quan trọng trong công nghiệp chế biến dầu.Vai trò của quá trình này không ngừng được tăng lên do nhu cầu về xăng chất lượng cao và nguyên liệu cho quá trình tổng hợp hoá dầu ngày một nhiều. Qúa trình này cho phép sản xuất các cấu tử có trị số octan cao cho xăng, các hợp chất hydrocacbon thơm (BTX) cho tổng hợp hoá dầu. Ngoài ra, quá trình còn cho phép nhận khí hydro kỹ thuật (hàm lượng hydro tới 85%) với giá rẻ nhất so với các quá trình điều chế hydro khác. Sản phẩm hydro nhận được từ quá trình reforming đủ cung cấp cho quá trình làm sạch nguyên liệu, xử lý hydro các phân đoạn sản phẩm trong khu liên hiệp lọc hoá dầu. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế phân xưởng Reforming xúc tác Sinh viên: Nguyễn Thị Bạch Tuyết - Lớp Hóa dầu K46 3 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT I. CƠ SỞ HÓA HỌC CỦA QUÁ TRÌNH [1]. Reforming xúc tác là quá trình biến đổi các thành phần hyđrocabon của nguyên liệu mà chủ yếu là naphten và parafin thành hyđrocacbon thơm có trị số octan cao. Sơ đồ các phản ứng trong quá trình reforming có thể biểu diễn như sau: Dehydro vòng hóa alkyl xyclohexan Dehydro vòng hóa hydrocacbon thơm n - parafin hyđro cracking đồng phân hóa ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế phân xưởng Reforming xúc tác Sinh viên: Nguyễn Thị Bạch Tuyết - Lớp Hóa dầu K46 4 Như vậy những phản ứng chính xảy ra trong quá trình reforming bao gồm các phản ứng sau: Dehydro hóa các hyđrocacbon naphten; hyđro vòng hóa các hydrocacbon paraphin; đồng phân và hydrocracking. Trong điều kiện tiến hành quá trình reforming còn xảy ra các phản ứng phụ, tuy không làm ảnh hưởng nhiều đến cân bằng các phản ứng chính, nhưng lại có ảnh hưởng nhiều đến độ hoạt động và độ bền của xúc tác. Đó là các phản ứng:  Phản ứng phân hủy và khử các hợp chất chứa oxy, nitơ, lưu huỳnh thành H2S, NH3, H2O.  Phản ứng phân hủy các hợp chất chứa kim loại và halogen;  Phản ứng ngưng tụ các hợp chất trung gian không bền như olefin, diolefin với hydrocacbon thơm, dẫn đến tạo thanh các chất nhựa và bán cốc bám trên bề mặt xúc tác. Vì thế để phát triển quá trình reforming xúc tác, người ta cần phải khắc phục được quá trình tạo cốc trên xúc tác, hay ít nhất phải hạn chế tới mức tối đa quá trình tạo cốc. Trong thực tế sản xuất, người ta đã áp dụng các biện pháp khác nhau như áp suất và nồng độ hydro cao hoặc tiến hành tái sinh liên tục xúc tác (quá trình CCR). II. ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC PHẢN ỨNG CHÍNH TRONG QUÁ TRÌNH REFORMING [1, 2, 5 ]. 1. Dehydro hóa naphten thành hydrocacbon thơm. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế phân xưởng Reforming xúc tác Sinh viên: Nguyễn Thị Bạch Tuyết - Lớp Hóa dầu K46 5 Bao gồm các phản ứng sau:  Phản ứng chuyển hóa alkyl xyclohexan thành hydrocacbon thơm  Phản ứng chuyển hóa alkyl xyclohexan thành hydrocacbon thơm Các phản ứng này là phản ứng thu nhiệt. a) Phản ứng chuyển hóa alkyl xyclohexan thành hydrocacbon thơm Đây là phản ứng thu nhiệt. Khi tăng nhiệt độ và giảm áp suất hiệu suất hydrocacbon thơm tăng lên. Theo các số liệu nghiên cứu và công bố cho thấy việc tăng trị số H2/ RH nguyên liệu ảnh hưởng không nhiều đến cân bằng của phản ứng hydro hóa naphten và sự ảnh hưởng này có thể bù lại bằng việc tăng nhiệt độ của quá trình. Khi hàm lượng của hydrocacbon naphten trong nguyên liệu cao, quá trình reforming sẽ làm tăng rõ ràng hàm lượng của hydrocacbon. Do đó cho phép ta lựa chọn và xử lý nguyên liệu để có thể đạt mục đích mong muốn, hoặc tăng hydrocacbon thơm có trị số octan cho xăng, hoặc để nhận hydrocacbon thơm riêng biệt (BTX). Sự tăng trị số octan của xăng cũng còn phụ thuộc vào hàm lượng n-parafin chưa bị biến đổi trong sản phẩm vì chúng có trị số octan thấp (ON của n - heptan bằng 0). Vì vậy, ngoài phản ứng hydro hóa naphten, cũng cần phải tiến hành quá trình reforming. Tốc độ của phản ứng chuyển alkyl xyclohexan thành hydrocacbon thơm khá lớn khi ta dùng xúc tác có chứa Pt. Năng lượng hoạt hóa của phảm ứng này khoảng 20 kcal/mol. b) Phản ứng chuyển hóa alkyl xyclohexan thành hydrocacbon thơm Trong quá trình reforming phản ứng này có các cân bằng sau: Phản ứng đồng phân hóa naphten vòng 5 cạnh thành vòng 6 cạnh là phản ứng có hiệu ứng nhiệt thấp (5 kcal/mol), nên khi tăng nhiệt độ thì cân bằng chuyển dịch về phía tạo vòng naphten năm cạnh. Ví dụ: như phản ứng đồng phân hóa của metyl xyclopentan. R  R + 3H2 (+50 kcal/mol) R  R2 + 3H2 R   + 3H2 CH3  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế phân xưởng Reforming xúc tác Sinh viên: Nguyễn Thị Bạch Tuyết - Lớp Hóa dầu K46 6 Các nghiên cứu cho thấy tại 5000C, nồng độ cân bằng của metyl xyclopentan 95%, còn của xyclohexan chỉ là 5%. Nhưng do tốc độ của phản ứng dehydro hóa xảy ra nhanh mà cân bằng của phản ứng đồng phân hóa có điều kiện chuyển hóa thành xyclohexan và trong phản ứng, nồng độ của naphten chưa bị chuyển hóa chỉ còn 5%. Như vậy, nhờ phản ứng dehydro hóa naphten có tốc độ cao mà trong quá trình reforming ta sẽ nhận được nhiều hydrocacbon thơm và hydro. Do phản ứng thu nhiệt mạnh, người ta tiến hành phản ứng nối tiếp trong nhiều reactor để nhận được đã chuyển hóa cao cần thiết. 2. Phản ứng dehydro hóa n - parafin. Có hai loại phản ứng dehydro hóa n - parafin  Dehydro hóa n - parafin tạo hydrocacbon thơm  Dehydro hóa n - parafin tạo olefin Phương trình tổng quát của phản ứng dehydro vòng hóa n-parafin như sau: Phản ứng dehydro vòng hóa n - parafin xảy ra khó hơn so với phản ứng của naphten. Chỉ số nhiệt độ cao hơn mới có thể nhận được hiệu suất hydrocacbon thơm đáng kể. Khi tăng chiều dài mạch cacbon trong parafin, hằng số cân bằng tạo hydrocacbon thơm cũng tăng lên, điều đó thể hiện số liệu trong bảng sau: Bảng 1. Ảnh hưởng của nhiệt độ và chiều dài mạch cacbon tới hằng số cân bằng của phản ứng dehydro vòng hóa parafin. Phản ứng 4000K 6000K 8000K n- C6H14  C6H6 + 4H2 3,82.10 -12 0,67 3,68.105 n- C7H16  C7H8 + 4H2 6,54.10 -10 31,77 9,03.106 n- C8H18  C6H5-C2H5 + 4H2 7,18.10 -10 39,54 1,17.107 n- C9H20  C6H5C3H7 + 4H2 1,42.10 -9 65,02 1,81.107 R2 + 4H2 (Q = 60Kcal/mol) R - C - C - C - C - C - C  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế phân xưởng Reforming xúc tác Sinh viên: Nguyễn Thị Bạch Tuyết - Lớp Hóa dầu K46 7 Khi tăng nhiệt độ, hằng số cân bằng của phản ứng dehydro vòng hóa parafin tăng lên rất nhanh, nhanh hơn so với phản ứng dehydro hóa naphten. Nhưng tốc độ phản ứng dehydro vòng hóa lại rất nhạy với sự thay đổi áp suất hoặc tỷ số H2/RH nguyên liệu. Điều này cho thấy hình 1 và hình 2. Năng lượng hoạt động của phản ứng thay đổi từ 25 đến 40 kcal/mol khi dùng xúc tác Cr2O3/ Al2O3, còn khi dùng xúc tác Pt/ Al2O3 là từ 20 đến 30kcal/mol. Tốc độ phản ứng tăng khi tăng số nguyên tử cacbon trong phân tử parafin, điều đó dẫn tới hàm lượng hydrocacbon thơm trong sản phẩm phản ứng cũng tăng lên được thể hiện ở bảng sau: Bảng 2. Dehydro vòng hóa parafin trên xúc tác Pt loại RD.150 ở điều kiện t0 = 4960C, p = 15kg/cm2. Tốc độ không gian thể tích truyền nguyên liệu V/H/V bằng 2,0 - 2,6 tỷ số H2/RH = 5. Nguyên liệu Hydrocacbon thơm, % KL./ nguyên liệu Độ chuyển hóa, %V Hình 1. Cân bằng n - C6 - benzen trong phản ứng dehyclo vòng hóa. Hình 2. Cân bằng n - C7 - Toluen trong phản ứng dehyclo vòng hóa. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế phân xưởng Reforming xúc tác Sinh viên: Nguyễn Thị Bạch Tuyết - Lớp Hóa dầu K46 8 n - C7H16 39,8 57,0 n- C12H26 60,2 67,0 Dehydro vòng hóa parafin để tạo hydrocacbon thơm một trong những phản ứng quan trọng nhất của reforming xúc tác. Nhờ phản ứng này mà cho phép biến đổi một lượng lớn các hợp chất có trị số octan thấp của nguyên liệu thành hydrocacbon thơm là các cấu tử có trị số octan cao (ví dụ ON của n-C7=0, còn ON của toluen = 120). Phản ứng này xảy ra ưu tiên tạo thành các dẫn xuất của benzen với số lượng cực đại nhóm metyl đính xung quanh, nếu như nguyên liệu cho phép. Chẳng hạn ở 4650C, nếu nguyên liệu là 3,3 - dimetyl hexan thì cho hiệu suất của O-xylen là lớn nhất. Ngược lại, nếu nguyên liệu là 2,2 - dimetyl hexan thì phản ứng xảy ra khó hơn, nguyên liệu là 2,2,4 - trimetyl pentan thì phản ứng vòng hóa còn xảy ra khó hơn nữa. Nhưng nếu tăng nhiệt độ lên trên nhờ phản ứng đồng phân hóa làm thay đổi cấu trúc mạch alkyl. Các phản ứng dehydro hóa n - parafin tạo thành olefin nói chung sẽ làm tăng khả năng tạo nhựa, cốc bám trên bề mặt xúc tác. Phản ứng này được hạn chế bằng cách cho có mặt H2. 3. Nhóm phản ứng izome hóa. Người ta thường chia phản ứng hydroizome hóa thành hai loại :  Phản ứng izome hóa n - parafin  Phản ứng dehydro izome hóa các alkyl xyclopentan a) Phản ứng izome hóa n - parafin n - parafin  izo - parafin + Q + 2 Kcal/mol Phản ứng đạt cân bằng trong vùng làm việc của reactor ở điều kiện 5000C với xúc tác Pt/Al2O3 như sau: - Với n - C6 là 30%, n - C5 là 40%; n - C4 là 60% - Việc có mặt các n - parafin có trị số ON thấp được thay bằng các izo - parafin như vậy làm tăng được trị số octan của sản phẩm xăng. Tuy vậy việc cải thiện chỉ số ON trong quá trình reforming nhờ phản ứng izome hóa này chỉ có hiệu quả cao ở các n - parafin nhẹ C5, C6. Còn đối với các n - parafin cao ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế phân xưởng Reforming xúc tác Sinh viên: Nguyễn Thị Bạch Tuyết - Lớp Hóa dầu K46 9 thì không làm tăng nhiều ON mặc dù phản ứng izome hóa dễ xảy ra, lý do là vì hiệu suất chuyển hóa không cao, các n - parafin cao chưa biến đổi vẫn còn lại nhiều trong sản phẩm. Ví dụ: n - C7 có ON = 0, trimetyl butan có ON = 110 và hỗn hợp C7 tại điều kiện cân bằng chỉ có ON = 55. Với các parafin nhẹ như C5 thì khác. ON của n - C5 là 62 và ON của izo - C5 là 80 nên cải thiện tốt chỉ số ON hơn. Từ đó rút ra kết luận là phản ứng izome hóa tốt nhất là tiến hành với n - parafin nhẹ (C5, C6) lúc này hiệu quả của phản ứng izome hóa thể hiện rõ nhất. b) Phản ứng dehydrizome hóa các alkyl xyclopentan và izome hóa alkyl thơm. Phản ứng dehydro hóa izome các alkyl xyclopentan đã được đề cập ở trước. Ph¶n øng izome hãa alkyl th¬m vÝ dô víi tr­êng hîp etylbenzen nh­ sau: 4. Phản ứng hydrocracking parafin và naphten. Đối với parafin, thường xảy ra phản ứng hydrocracking và hydrogenolyse: R- C- C-R1 + H2  RCH3 (izo) +R1-CH3 (izo) +Q=11kcal/mol R- C- C-R1 +H2  RCH3 + CH4 (phản ứng hydrogenolyse) Víi naphten +H2 R3H  R4H + R3H + Q = 20 kcal/mol R1 R1 + Q = 4  6 Kcal/mol R  + 3H2 + Q = -50 Kcal/mol R1 +H2 R1 CH3 C2H5  CH3 +H2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế phân xưởng Reforming xúc tác Sinh viên: Nguyễn Thị Bạch Tuyết - Lớp Hóa dầu K46 10 Ngoài ra còn có phản ứng hydrodealkyl hoá các hydrocacbon thơm: Sản phẩm các quá trình là các hợp chất izo-parafin chiếm phần chủ yếu và vì phản ứng xảy ra theo cơ chế ion cacboni nên sản phẩm khí thường chứa nhiều C3 , C2 . Nhưng nếu tăng nhiệt độ cao hơn thì sẽ tăng hàm lượng C1 và C4 , vì lúc này tốc độ phản ứng hydrogenolyse sẽ cạnh tranh với tốc độ phản ứng cracking xúc tác khi đó metan sẽ được tạo ra với số lượng đáng kể .Tác dụng của các phản ứng này trong các quá trình reforming là đã góp phần làm tăng ON cho sản phẩm , vì đã tạo ra nhiều izo-parafin . Nhưng cần lưu ý là các phản ứng này làm giảm thể tích sản phẩm lỏng va cũng đồng thời làm giảm hiệu suất hydro ( vì tiêu tốn hydro cho phản ứng ) . 5 . Phản ứng tạo cốc. Trong các quá trình hóa dầu dùng xúc tác thì nguyên nhân quan trọng gây nên sự giảm hoạt tính của xúc tác là do tạo cốc trên bề mặt xúc tác. Nguyên nhân chính của việc tạo cốc là do sự tương tác của olefin .diolefin và các hợp chất thơm đa vòng mà tạo thành cốc. Nhìn chung tạo cốc là loại phản ứng phức tạp. Trong thực tiễn cho thấy sự tạo cốc phụ thuộc vào nhiều yếu tố sau:  Nhiệt độ phản ứng.  Áp suất của hydro. Độ nặng của nguyên liệu và chính các hợp chất phi hydrocacbon olefin và các hợp chất đa vòng là các hợp chất góp phần thúc đẩy nhanh quá trình tạo cốc. Trong các công nghệ để hạn chế quá trình tạo cốc thì yếu tố áp suất hydro được điều chỉnh vừa đủ sao cho lượng cốc tạo thành từ 3 - 4 so với trọng lượng xúc tác trong khoảng thời gian từ 6 tháng đến 1 năm. Việc tăng áp suất hydro sẽ cản trở tạo ra hydrocacbon thơm do cản trở phản ứng hydro hóa. Bởi vậy, đối với các loại xúc tác thì việc tạo ra các chức hoạt tính, để điều khiển được quá trình tạo cốc cũng khá quan trọng. III. CƠ CHẾ VÀ ĐỘNG HỌC CỦA PHẢN ỨNG  2 . 1. Cơ chế quá trình reforming. R + H2  C6H6 + RH + Q = 12  13K ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế phân xưởng Reforming xúc tác Sinh viên: Nguyễn Thị Bạch Tuyết - Lớp Hóa dầu K46 11 Quá trình reforming xảy ra nhiều phản ứng. Nhưng ta chỉ xem xét một vài phản ứng quan trọng. Các phản ứng chính trong quá trình reforming là: naphten  aren + H2 n - C7  aren + H2 n - C7  izo - C7 n - C6  benzen + H2 Năng lượng hoạt hóa của các phản ứng có giá trị trong khoảng 20 đến 45 kcal/mol n - C7  izo - C7 EA = 25 kcal/mol n - C7   C1  C6 EA = 45 kcal/mol Benzen  cốc EA = 30 kcal/mol Ta xét cơ chế reforming n - hexan CH3  CH3 + 3H2 EA = 20 kcal/mol M (- H2) A M C1  C5 A, đóng vòng A M (+ H2) + H+ A (AH - A- + A Taïo ion cacboni M + H2 - H+ M - H2 A M - 3H2 + + + ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế phân xưởng Reforming xúc tác Sinh viên: Nguyễn Thị Bạch Tuyết - Lớp Hóa dầu K46 12 M: Trung tâm kim loại A: Trung tâm axit Theo sơ đồ này cho ta thấy, từ n - hexan, sau quá trình reforming đã thu được izo - hexan, xyclohexan, benzen, metyl xyclohexan tất cả các chất này đều là cấu tử cao octan, vậy có nghĩa là thu được xăng có trị số octan cao. Ngòai các phản ứng chính ở trên, còn xảy ra một lượng đáng kể các phản ứng hydrocracking. CnH2n+2 + H2  CmH2m+2 + CpH2p + 2 (C9H20 + H2  C4H10 + C5H12) Các hydrocacbon có phân tử lượng lớn dễ bị hydrocracking hơn các hydrocacbon có phân tử lượng nhỏ. Các phản ứng này một mặt cũng có tác dụng tích cực làm tăng hiệu suất xăng và trị số octan của xăng (do tạo ra izo - parafin). Nhưng nếu phản ứng thực hiện ở điều kiện cứng, các hydrocacbon có phân tử lượng nhỏ cũng bị hydrocracking, làm cho hiệu suất khí và cốc tăng lên do vậy mà có tác dụng tiêu cực. Độ axit của xúc tác có ảnh hưởng lớn đến phản ứng hydrocracking xảy ra càng mạnh, từ đó giải thích tại sao người ta không dùng aluminosilicat làm chất mang mà dùng Al2O3 (Al2O3 có độ axit nhỏ hơn). 2. Nhiệt động học và điều kiện của phản ứng. Xét thông số nhiệt động học của một số phản ứng quan trọng trong quá trình reforming xúc tác qua các phản ứng của hydrocacbon C6. Bảng 3. Các thông số nhiệt động học của phản ứng hydrocacbon C6 . Phản ứng Kp, 5000C H, kcal/mol xyclohexan  C6H6 + 3H2 6.10 5 52,8 Metyl xyclopenxan  xyclohexan 0,086 -3,8 n - hexan  C6H6 + 4H2 0,78.10 5 63,8 n - hexan  hexan - 1 + H2 1,1 -1,4 n - hexan  2 - metyl pentan 0,037 31,0 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế phân xưởng Reforming xúc tác Sinh viên: Nguyễn Thị Bạch Tuyết - Lớp Hóa dầu K46 13 (Hằng số cân bằng K được xác định theo áp suất riêng phần atm của phân phản ứng và sản phẩm sau phản ứng) Các số liệu nhiệt động học cho thấy, tại cân bằng xyclohexan chuyển hóa thành aromatic ở áp suất của hydro và chỉ một lượng nhỏ olefin tồn tại với parafin. Những phản ứng chính của reforming là thu nhiệt. Phản ứng izome hóa là trung hòa nhiệt trong khi phản ứng hydro cracking tỏa nhiệt. Các số liệu cũng cho thấy hiệu ứng nhiệt của phản ứng phụ thuộc chính vào nồng độ xyclohexan trong nguyên liệu vì nó hấp thu nhiệt mạnh nhất, nhiệt của phản ứng được lấy từ hỗn hợp nguyên liệu và khí nén nhiệt độ của hỗn hợp này giảm. Tức là phải cấp nhiệt độ hỗn hợp phản ứng. Phản ứng dehydro tạo vòng của parafin và phản ứng hydro hóa của naphten là những phản ứng chính làm tăng trị số octan. Cân bằng nhiệt động của những phản ứng này dịch chuyển về phía sản phẩm phản ứng khi áp suất riêng phần của hydro thấp và nhiệt độ phản ứng cao (5000C). Tuy nhiên điều kiện này thích hợp để tạo thành cốc và sự tạo cốc chỉ có thể ngăn chặn bằng cách phản ứng trong môi trường hydro: áp suất hydro càng cao, sự lắng đọng cốc trên bề mặt xúc tác càng ít. Việc tăng áp suất hydro cũng không làm chậm phản ứng hydro hóa tạo aromatic. Do vậy, quá trình reforming xúc tác được thực hiện dưới áp suất cao và hydro sản phẩm được hoàn lại vùng phản ứng. Người ta đã nghiên cứu ảnh hưởng của áp suất, nhiệt độ , lượng hydro tuần hoàn đến cân bằng. Kết quả cho thấy khi áp suất và lượng H2 tuần hoàn tăng, cân bằng không ổn định, do vậy hiệu suất riêng phần của xăng lại một trị số octan cho trước. Phản ứng hydrocracking thích hợp ở nhiệt độ và áp suất riêng phần của hydro cao phản ứng này thường không mong muốn trong quá trình reforming vì chúng tiêu thụ hydro và tạo ra hydrocacbon khí, làm giảm hiệu suất pha lỏng CH3  CH3 + 3H2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế phân xưởng Reforming xúc tác Sinh viên: Nguyễn Thị Bạch Tuyết - Lớp Hóa dầu K46 14 minh họa sự phụ thuộc của hiệu suất phản ứng vào áp suất phản ứng tại những trị số octan khác nhau. Hình 3. hiệu suất phản ứng và áp suất tại trị số octan khác nhau. Tại áp suất cao cho trước, trị số octan có thể được tăng khi tăng nhiệt độ mặc dù điều này gây ra sự mất mát hiệu suất do phản ứng hydrocracking tăng lên. Như vậy quá trình thường thực hiện ở áp suất thấp để đạt được hiệu suất pha lỏng tăng lên. Tuy nhiên, áp suất riêng phần của hydro phải đủ cao để tránh sự tạo thành những hợp chất không no có khả năng bị polime hóa tạo thành cốc. Trong thực tế, quá trình có thể tiến thành trong khoảng nhiệt độ 4555000C và áp suất 6,5  50 atm. Điều kiện chỉ chuyển hóa một phần aromatic còn nếu thực hiện ở nhiệt độ cao hơn và áp suất khoảng 10atm và có thể chuyển hóa gần như hoàn toàn naphten thành aromatic tại cân bằng với những quá trình làm việc ở áp suất cao từ 34  50 atm thì vận tốc phản ứng hydrocracking cao, mức độ chuyển hóa thành hợp chất thơm giảm được thể hiện bảng sau. Bảng 4. Đặc trưng vận tốc và hiệu ứng nhiệt của những phản ứng reforming quan trọng. RON 85 RON 95 RON 102 RON 104 100 90 80 70 0 1 2 3 4 5 H iệ u su ất p hả n ứn g > 10 0% áp suất thiết bị  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế phân xưởng Reforming xúc tác Sinh viên: Nguyễn Thị Bạch Tuyết - Lớp Hóa dầu K46 15 V ận tốc phả n ứng khử họa t tính xúc tác và hiệu suất hydro thấp. Ngược lại, ở áp suất thấp (8,5  20,5 atm) độ chuyển hóa các hợp chất thơm cao, hiệu suất hydro cao, phản ứng hydrocracking giảm, nhưng lại nhanh chóng khử họat tính xúc tác do sự tạo thành cốc. Nhiệt độ p