Luận văn Quá trình Reforming xúc tác

LUN VĂN TT NGHIP  
ĐỀ TÀI: “Quá trình Reforming xúc tác”  
 
MỤC LỤC  
Đề mục  
Trang  
LỜI TA...........................................................Error! Bookmark not defined.  
1
         
GIỚI THIỆU VỀ MÔ ĐUN  
Vị trí, ý nghĩa, vai trò mô đun:  
Reforming xúc tác là một trong những quá trình quan trọng nhất của công  
nghiệp chế biến dầu mỏ. Từ quá trình này thu được một khối lượng lớn  
reformat-hợp phần chủ yếu pha xăng thương phẩm có chỉ số octan cao. Đây  
cũng là một quá trình cơ bản thu BTX-một trong những nguyên liệu chủ yếu  
của hóa dầu. Mô đun này trang bị kiến thức chuyên ngành cần thiết cho các  
học viên sau này tham gia vận hành trong nhà máy lọc dầu cũng như làm việc  
trong các lĩnh vực liên quan đến nghiên cứu chế biến dầu khí.  
Mục tiêu của mô đun:  
Học xong mô đun này, học sinh phải đạt được:  
1. Hiểu biết và nắm vững bản chất hóa học, cơ chế phản ứng của quá  
trình reforming xúc tác.  
2. Biết điều chế được xúc tác reforming  
3. Xác định được một số đặc trưng hóa lý của xúc tác điều chế được.  
4. Vận hành sơ đồ reforming xúc tác trong PTN  
5. Xác định các chỉ tiêu của xăng reforming xúc tác.  
Mục tiêu thực hiện của mô đun:  
1. Mô tả được bản chất hóa học, nguyên liệu và sản phẩm thu của quá trình  
reforming xúc tác.  
2. Điều chế được xúc tác hai chức năng.  
3. Xác định được đặc trưng của xúc tác đã điều chế bằng các phương pháp  
hóa lý hiện đại.  
4. Thực hiện được phản ứng reforming xúc tác trên sơ đồ qui mô phòng thí  
nghiệm.  
5. Phân tích xác định được các chỉ tiêu của xăng reforming xúc tác.  
6. Các thí nghiệm của mô đun làm trong PTN hóa dầu.  
Nội dung chính các bài của mô đun:  
Bài 1: Vai trò của quá trình reforming xúc tác trong lọc hóa dầu  
Bài 2: Bản chất hóa học của reforming xúc tác  
Bài 3: c tác hai chức năng  
Bài 4: Nguyên liệu và sản phẩm thu  
Bài 5: Các loại công nghệ và thiết bị reforming xúc tác  
Bài 6: Sự tiến bộ của quá trình reforming xúc tác trong lọc dầu ngày nay  
Bài 7: Đặc điểm của xăng reforming xúc tác  
2
   
CÁC HÌNH THỨC HỌC TẬP CHÍNH TRONG MÔ ĐUN  
Học trên lớp về các nội dung chính của mô đun.  
Tự nghiên cứu tài liệu liên quan đến bài giảng do giáo viên hướng dẫn.  
Tham quan, thực tập trên sơ đồ reforming xúc tác qui mô PTN và các  
phương pháp điều chế xúc tác reforming, các phương pháp đặc trưng  
xúc tác tại các PTN Trung tâm Nghiên cứu & Phát triển Chế biến Dầu  
khí thuộc TCT DK và Viện Hóa Công nghệ thuộc TT KH- CN QG.  
Thực hành phân tích các chỉ tiêu của xăng reforming và xăngthương  
phẩm.  
Thực hành phân tích thành phần hydrocacbon PONA và hàm lượng  
benzen của xăng reforming bằng phương pháp sắc ký khí.  
Nghe báo cáo chuyên đề về công nghệ reforming xúc tác của nhà máy  
lọc dầu số 1 VN.  
YÊU CẦU VỀ ĐÁNH GIÁ HOÀN THÀNH MÔ ĐUN  
Về kiến thức  
Hiểu biết được vai trò quan trọng và vị trí của reforming xúc tác trong  
nhà máy lọc dầu và trong công nghiệp hóa dầu.  
Nắm được bản chất hóa học của quá trình reforming và vai trò của chất  
xúc tác đối với quá trình. Ảnh hưởng nguyên liệu-sản phẩm và các  
thông số quan trọng đến quá trình.  
Hiểu biết về nguyên tắc và các bước cơ bản trong điều chế xúc tác  
reforming và các phương pháp xác định đặc trưng xúc tác.  
Về kỹ năng  
Biết cách vận hành sơ đồ reforming xúc tác trong PTN.  
Biết phân tích các thành phần, tính chất hóa lý và các chỉ tiêu chất  
lượng quan trọng của nguyên liệu và sản phẩm reforming.  
Biết xác định một vài đặc trưng của xúc tác đa chức năng (bề mặt  
riêng, phân bố lỗ xốp, thành phần kim loại…)  
3
Về thái độ  
Tiếp thu nghiêm túc bài giảng trên lớp.  
Chuẩn bị chu đáo, tích cực, chủ động trong các buổi thực hành thí  
nghiệm, thực tập ngoại khóa và nghe giảng chuyên đề.  
Tuân thủ nội qui, an toàn phòng thí nghiệm tại các PTN của trường và  
các nơi đến thực tập.  
Phương pháp kiểm tra, đánh giá  
Kiểm tra giữa kỳ  
Kiểm tra cuối kỳ  
Báo cáo kết quả thực tập PTN  
Tham dự đầy đủ các tiết học, chủ động tích cực trong các buổi thảo  
luận  
4
 
BÀI 1. VAI TRÒ CỦA QUÁ TRÌNH REFORMING XÚC TÁC  
Mã bài: HD F1  
Giới thiệu  
Bài học nhằm giúp học viên nhận thức được vai trò quan trọng của quá trình  
reforming xúc tác trong nhà máy lọc dầu hiện đại. Quá trình nhằm cung cấp xăng  
chất lượng cao (RON đạt 90-95) và nguồn nguyên liệu quí (BTX) cho hóa dầu.  
Mục tiêu thực hiện  
-
Học viên phải nắm được vai trò, vị trí của quá trình reforming trong nhà  
máy lọc dầu. Ý nghĩa của quá trình reforming đối với việc sản xuất xăng  
chất lượng cao và đáp ứng yêu cầu về môi trường.  
-
Nắm được các khái niệm về xăng thương phẩm, thành phần và chất  
lượng chỉ số octan RON, MON.  
Nội dung chính  
-
-
Nhu cầu về xăng chất lượng cao cho động cơ  
Sự cần thiết của quá trình reforing xúc tác cho sản xuất xăng  
1. Nhu cầu về xăng chất lượng cao cho động cơ  
Từ sau năm 1900, ô tô ra đời đã thúc đẩy việc sản xuất xăng từ nhà máy lọc  
dầu. Lúc đó xăng chủ yếu chỉ lấy từ chưng cất trực tiếp. Đến khoảng 1912 thì  
chưng cất trực tiếp không còn thoả mãn với nhu cầu về xăng ngày một tăng cao.  
Mặt khác xăng loại này chứa một lượng đáng kể khí “ướt” C1-C4 làm cho độ bay  
hơi của xăng tăng và khả năng chống kích nổ không cao (thể hiện qua chỉ số  
octan chỉ xấp xỉ 60). Từ đó các nhà lọc dầu nghiên cứu và phát triển một loạt các  
quá trình chế biến dầu nhằm sản xuất ra xăng có chất lượng cao hơn. Về cơ bản  
xăng thương phẩm ngày nay được pha trộn từ các sản phẩm của các quá trình  
sau: xăng chưng cất trực tiếp từ dầu thô, xăng từ cracking nhiệt và cracking xúc  
tác, xăng reforming xúc tác, xăng từ đồng phân hóa, alkyl hóa, có thể có thêm  
các hợp phần từ hyrdocracking, từ polymer hoá. Ngày nay việc sử dụng các  
động cơ có hệ số nén cao đòi hỏi chất lượng nhiên liệu, đặc biệt là chỉ số octan  
cao. Để đáp ứng yêu cầu đó, người ta pha trộn vào xăng các phụ gia hoặc tăng  
cường các hợp phần hydrocacbon cho chỉ số octan cao.  
Hiện tại với các tiêu chuẩn nghiêm ngặt về môi trường một loại phụ gia  
truyền thống là tetraetyl chì, tuy làm tăng chỉ số octan lên 15-20 số nhưng lại gây  
5
độc hại đối với sức khỏe con người, nên gần như được loại bỏ hoàn toàn. đối với  
các phụ gia thay thế hữu hiệu như MTBE, TAME cũng đã có một số ý kiến nghi  
ngờ về khả năng chậm phân hủy của chúng trong môi trường. Hiện tại ở Việt  
nam xuất hiện một số phụ gia mới chứa Mn, Fe có thể thay thế tạm thời các phụ  
gia truyền thống. Nhưng các phụ gia trên cơ sở kim loại này cũng còn gây nhiều  
tranh luận, cần được tiếp tục làm sáng tỏ về khả năng ô nhiễm môi trường.  
Người ta có xu hướng lựa chọn phương án thứ hai, tăng cường các hợp  
phần pha chế từ các quá trình chế biến sâu như cracking, reforming, đồng phân  
hóa…Các hợp phần này cho chỉ số octan cao hơn nhiều so với xăng từ chưng  
cất trực tiếp, mà lại ít gây ô nhiễm môi trường.  
Xăng pha trộn nhằm mục đích đạt những chỉ tiêu quan trọng sau:  
- Áp suất hơi bão hòa (RVP- Reid Vapor Pressure): Đo áp suất hơi của các  
hydrocacbon, cần thiết cho sự khởi động của động cơ.  
- Chỉ số octan: Đo mức độ chống kích nổ của xăng, chỉ tiêu quan trọng vì  
động cơ kích nổ thấp sẽ hoạt động hiệu quả hơn và tiết kiệm được năng lượng.  
- Độ độc hại: Đo các hợp phần độc hại trong xăng. Các nhà máy lọc dầu  
thường chú ý đến hàm lượng benzen, olefin, lưu huỳnh.  
Chỉ số octan là đại lượng được quan tâm hơn cả và thường được lựa chọn  
để đánh giá và điều chỉnh chất lượng xăng. Tùy thuộc vào chỉ số octan mà người  
ta có thể chia thành xăng thường (regular) hoặc xăng chất lượng cao (premium).  
Ở nhiều nước, các phương tiện vận tải lựa chọn mức chất lượng xăng theo chỉ  
số octan theo sự hướng dẫn của các nhà chế tạo động cơ. Có 2 mức chất lượng  
87 và 89, thường sử dụng mức 87 hơn. Cần hiểu đây là giá tri trung bình giữa  
chỉ số octan đo theo phương pháp nghiên cứu và chỉ số octan đo theo phương  
pháp mô tơ: (RON+MON)/2. Ở các cây xăng VN người ta niêm yết giá xăng theo  
chỉ số RON.  
Chỉ số octan của một nhiên liệu đem thử nghiệm trên một động cơ trong  
phòng thí nghiệm được xác định bằng cách so sánh khả năng chống kích nổ (ghi  
trên bộ knockmeter) của nguyên liệu đó với nguyên liệu chuẩn chứa hỗn hợp  
isooctan và heptan (qui ước chỉ số octan của isooctan = 100, của heptan = 0)  
trong cùng điều kiện thử nghiệm. Phần trăm thể tích của octan trong nguyên liệu  
chuẩn cho độ kích nổ tương đương với nguyên liệu đem thử nghiệm chính là chỉ  
số octan của nguyên liệu đó. Ví dụ nguyên liệu đem thử sẽ có chỉ số octan là 70  
6
nếu khả năng chống kích nổ của nó tương đương với hỗn hợp nhiên liệu chuẩn  
chứa 70% t.t. isooctan và 30% t.t. n-heptan.  
Tuỳ thuộc vào loại động cơ thử nghiệm mà người ta có được chỉ số octan  
RON hay MON. Do MON được xác định trong điều kiện khắc nghiệt hơn (số  
vòng quay của động cơ lớn hơn) so với RON nên RON thường lớn hơn khoảng 8  
đơn vị đối với cùng một nhiên liệu. Chỉ số octan được ghi trên các bơm xăng  
được tính trung bình giữa RON và MON: (R+M)/2.  
Sự phụ thuộc của chỉ số octan vào nhiệt độ sôi của các hydrocacbon riêng  
rẽ và nhóm hydrocacbon được mô tả trên hình 1.  
Hình 1. Phụ thuộc chỉ số octan vào nhiệt độ sôi và nhóm hydrocacbon  
Có thể thấy đối với phân đoạn xăng nhẹ (T-80oC) tương đối khó có thể cải  
thiện chỉ số octan bằng các chuyển hóa hoá học, ngoại trừ một quá trình duy  
nhất có thể áp dụng, đó là đồng phân hóa, trong đó các n-parafin được chuyển  
thành các isoparafin, làm tăng đáng kể chỉ số octan. Với các phân đoạn xăng  
nặng (T>80oC) giàu parafin và naphten có thể làm tăng chỉ số octan nếu  
chuyển hóa chúng thành các hydrocacbon thơm (aromatics). Đây chính là  
nguyên tắc của quá trình reforming xúc tác.  
Hàm lượng hydrocacbon thơm có ảnh hưởng khá quan trọng đối với chỉ số  
octan MON của các hợp phần xăng pha trộn (Hình 2).  
7
MON  
Hình 2. Phụ thuộc chỉ số MON vào hàm lượng aromat của các xăng hợp phần  
2. Sự cần thiết của quá trình reforming xúc tác cho sản xuất xăng  
Có thể định nghĩa: Reforming xúc tác là quá trình lọc dầu nhằm chuyển hóa  
phân đoạn naphta nặng được chưng cất trực tiếp từ dầu thô hoặc từ một số quá  
trình chế biến thứ cấp khác như FCC, hidrocracking, visbreaking, có chỉ số octan  
thấp (RON =30-50) thành hợp phần cơ sở của xăng thương phẩm có chỉ số  
octan cao (RON =95-104).  
Về mặt bản chất hóa học đây là quá trình chuyển hóa các n-parafin và  
naphten có mặt trong phân đoạn thành các hydrocacbon thơm. Chính các  
hydrocacbon thơm với chỉ số octan rất cao đã làm cho xăng reforming có chỉ số  
octan cao đứng hàng đầu trong số các xăng thành phần (Hình 2).  
Thành phần xăng thông dụng hiện nay trên thế giới thường chứa:  
- Xăng cracking xúc tác (mà chủ yếu là xăng FCC) : 35% t.t  
- Xăng reforming xúc tác  
- Xăng alkyl hóa  
: 30% t.t  
: 20% t.t  
: 15% t.t  
- Xăng isomer hóa  
Xăng Pháp có thành phần đa dạng hơn, trong đó hợp phần alkyl hóa thường  
ít hơn:  
- Xăng FCC  
: 40%  
- Xăng reforming xúc tác  
: 33%  
8
- Xăng isomer hóa  
- Xăng nhiệt phân  
- Xăng alkyl hóa  
- Butan  
: 10%  
: 6%  
: 5%  
: 4%  
- Hợp chất chứa oxy : 2%  
Từ các số liệu trên cho thấy, xăng reforming đứng thứ 2 trong xăng thương  
phẩm, chỉ sau xăng cracking. Thậm chí ở một số khu vực như Mỹ, Tây Âu, xăng  
reformirng có phần vượt trội (hình 3,4).  
United States  
3%  
Butane  
Isomerate  
10%  
5%  
1%  
12%  
FCC gasoline  
Polymerisation gasoline  
reformate  
3%  
30%  
36%  
Ether  
Alkylate  
HYC gasoline  
Hình 3. Phân bố thành phần xăngthương mại Mỹ  
Europe  
5%  
5%  
5%  
Isomerate  
FCC gasoline  
Butane  
30%  
Reformate  
Ether  
50%  
5%  
Alkylate  
Hình 4. Phân bố thành phần xăng thương mại châu Âu  
9
Thành phần sản phẩm của quá trình reforming và hiệu suất thông dụng nằm  
trong khoảng:  
Reformat (C5+)  
: 80-92%  
: 3-11%  
: 2-9%  
C4  
C3  
Khí nhiên liệu C1-C2  
Hidro  
: 2-4%  
: 1,5 -3,5%  
Một số tính chất của reformat:  
- Thành phần cất: thông thường từ 35 – 190oC  
- Tỉ trọng: 0,76 0,78  
- Chỉ số octan RON: 94 – 103 (tuỳ thuộc điều kiện công nghệ)  
Do vị trí quan trọng của xăng reforming trong thành phần xăng thương  
phẩm, đặc biệt là xăng chất lượng cao mà hiện nay trong mỗi nhà máy lọc dầu  
trên thế giới thường có tối thiểu là một phân xưởng reforming xúc tác. Công suất  
chế biến nằm trong khoảng 40 tấn/giờ đến 150 tấn/giờ. Tổng công suất của các  
phân xưởng reforming xúc tác trong tất cả các nhà máy lọc dầu ở Pháp lên tới 18  
triệu tấn trong một năm.  
Câu hỏi Bài 1:  
1. Nêu sự cần thiết phải sử dụng xăng chất lượng cao hiện nay trên thế giới.  
Các giải pháp tạo xăng chất lượng cao.  
2. Định nghĩa chỉ số octan RON, MON. Ảnh hưởng các nhóm hydrocacbon  
đến CSOCT.  
3. Mục đích quá trình reforming xúc tác. Vai trò của reforming xúc tác trong  
nhà máy lọc – hóa dầu.  
4. Thành phần cơ bản của xăng thương phẩm hiện nay. Vị trí của xăng  
reforming trong xăng thương phẩm. Nêu ví dụ.  
10  
 
BÀI 2. BẢN CHẤT CỦA QUÁ TRÌNH REFORMING XÚC TÁC  
Mã bài: HD F2  
Giới thiệu  
Reforming xúc tác là một quá trình phức tạp bao gồm nhiều phản ứng khác  
nhau xảy ra đồng thời. Hiểu biết được bản chất hóa học của quá trình và các yếu  
tố ảnh hưởng có thể giúp lựa chọn điều kiện thuận lợi cho các sản phẩm chính  
và hạn chế các sản phẩm không mong muốn.  
Mục tiêu thực hiện  
-
Học viên phải nắm được bản chất hóa học của quá trình reforming xúc  
tác. Phân biệt được nhóm các sản phẩm chính và sản phẩm phụ.  
Hiểu được ảnh hưởng của các yếu tố nhiệt động học và động học đến  
cơ chế của quá trình reforming.  
-
Nội dung chính  
-
-
Các nhóm phản ứng chính và phản ứng phụ của qúa trình.  
Các yếu tố động học và nhiệt động học ảnh hưởng đến cơ chế quá  
trình.  
-
Ảnh hưởng của cơ chế phản ứng đối với sự gia tăng chỉ số octan  
Nguyên liệu ban đầu cho reforming chủ yếu là phân đoạn naphta nặng, có  
nhiệt độ sôi nằm trong khoảng 80-180oC, chứa nhiều parafin và naphten, dưới  
tác động của nhiệt độ cao (khoảng 480-540oC), xúc tác đa chức năng và một áp  
suất vừa phải (5 – 30 atm), có thể xảy ra các hướng chuyển hóa cơ bản sau:  
Chi tiết hơn, chúng ta chia các phản ứng xảy ra làm 2 nhóm như sau:  
1. Nhóm các phản ứng chính  
Dehydro hóa naphten thành hydrocacbon thơm:  
11  
Dehydro đóng vòng hóa parafin thành hydrocacbon thơm:  
Đồng phân hóa n-parafin thành iso-parafin:  
Dehydro đồng phân hóa naphten thành hydroccbon thơm:  
Dehydro hóa prafin thành olefin:  
Pt  
CH3-(CH2)4-CH 3  
CH3-CH=CH-CH2-CH2-CH3  
Bốn phản ứng đầu tiên đóng vai trò quan trọng hơn cả trong quá trình  
reforming, làm tăng chỉ số octan của hệ nhờ các sản phẩm thơm và isoparafin.  
Phản ứng thứ 5 xảy ra yếu trong điều kiện reforming, nhưng là phản ứng cần  
thiết vì olefin được coi là hợp chất trung gian trong quá trình vòng hóa tạo các  
sản phẩm thơm.  
2.Nhóm các phản ứng phụ:  
Hydrocracking parafin và naphten:  
12  
Hydrodealkyl hóa hydrocacbon thơm:  
Bất cân đối hóa:  
Quá trình cốc hóa: quá trình trùng ngưng các hyrocacbon thơm đa vòng  
(sinh ra từ các quá trình alkyl hóa và đóng vòng hóa) tạo các sản phẩm  
rắn giàu cacbon, có thể che phủ lên xúc tác. Quá trình này thuận lợi ở  
nhiệt độ cao và áp suất thấp.  
Các phản ứng trên dẫn tới làm giảm hiệu suất sản phẩm reformat và  
hidrogen, làm tăng điểm sôi cuối của reformat (do tạo các hydrocacbon thơm đa  
vòng, các olefin mạch dài và bản thân cốc) và làm giảm hoạt tính xúc tác.  
Phản ứng hydrocracking toả nhiệt (ΔH = -10 kcal/mol) và điều kiện reforming  
thuận lợi cho hydrocracking, mặc dù quá trình xảy ra chậm. Ở nhiệt độ cao phản  
ứng xảy ra áp đảo so với đồng phân hóa và dehydro hoá parafin. Sản phẩm  
cracking chủ yếu là các hydrocacbon nhẹ C1 C5, mạch thẳng và mạch nhánh.  
Về phương diện nào đó quá trình này thuận lợi để có thể tạo thành các sản phẩm  
isoparafin có chỉ số octan cao hơn so với các sản phẩm của quá trình đồng phân  
hóa trong điều kiện reforming. Ví dụ, n-octan có chỉ số octan cực thấp (<0), trong  
điều kiện reforming chỉ cho ra hỗn hợp cân bằng đồng phân C8 với chỉ số octan =  
35, trong lúc đó hydrocracking C8 thành isopentan và propan, cho chỉ số octan  
xấp xỉ 90 đối với hợp phần C5.  
3. Cơ chế phản ứng reforming và sự tăng chỉ số octan  
3.1. Ảnh hưởng nhiệt động học đến cơ chế phản ứng:  
Nhiệt phản ứng của một số phản ứng chính trong quá trình reforming được  
nêu trong bảng sau:  
13  
Bảng 1. Nhiệt phản ứng của một số quá trình  
Phản ứng  
H (Kcal/mol)  
31,5  
1
2
3
4
5
Dehydro hóa parafin  
Dehydro hóa naphten  
Dehydro vòng hóa parafin  
Đồng phân hóa parafin  
Hydrocracking  
52,8  
63,6  
-1 ÷ -5  
-10  
Dehydro hóa naphten và dehydro vòng hóa parafin là các phản ứng thu  
nhiệt mạnh (endothermic), dehyro hóa parafin thu nhiệt vừa phải, còn đồng phân  
hóa parafin toả nhiệt nhẹ (exothermic). Ba phản ứng đầu xảy ra thuận nghịch, có  
sự gia tăng số phân tử trong sản phẩm phản ứng (do hình thành H2), nên thuận  
lợi ở nhiệt độ cao, áp suất thấp.  
Bảng 2. Phụ thuộc nhiệt độ cân bằng đạt độ chuyển hóa 90% vào áp suất  
Phản ứng  
Nhiệt độ cân bằng để chuyển hóa 90%, oC  
1 atm  
10 atm 15 atm  
50 atm  
1. Dehydro hóa:  
Cyclohexan Benzene + 3H2  
MethylCyclohexan → Toluene + 3H2  
2. Dehydro vòng hóa:  
294  
315  
355  
391  
443  
492  
487  
540  
n-Hexan Benzene + 4H2  
n-Heptan Toluene + 4H2  
3. Dehydro đồng phân hoá:  
354  
305  
487  
428  
562  
496  
623  
550  
MethylCyclopentane→  
Benzene+  
315  
391  
492  
540  
3H2  
Từ bảng 2, điều kiện lý thuyết thuận lợi về áp suất và nhiệt độ để có thể  
đạt độ chuyển hóa 90% cho các phản ứng thơm hóa là 1atm và không quá  
350oC. Tuy nhiên trong thực tế người ta không tiến hành quá trình reforming ở  
điều kiện trên, lý do tại sao chúng ta sẽ xem xét tiếp theo trong phần động học.  
Ảnh hưởng của nhiệt độ và áp suất đến cân bằng nhiệt động giữa parafin  
và aromatic từ C6 đến C9 được biểu diễn trên hình 5.  
Từ hình 5 chúng ta thấy, nếu tăng áp suất H2 lên quá cao (30atm) sẽ làm  
giảm hàm lượng các hydrocacbon thơm tạo thành, đặc biệt đối với các  
hydocacbon có số C thấp hơn. Chúng ta cũng thấy, đối với hydrocacbon no có  
14  
trọng lượng phân tử càng cao thì hiệu ứng thuận lợi của nhiệt độ và áp suất càng  
rõ rệt. Nghĩa là trong cùng một điều kiện, các hydrocacbon mạch dài hơn (có số  
nguyên tử cacbon cao hơn) sẽ dễ chuyển hóa thành sản phẩm thơm hơn.  
Xi  
PH2 = 10 Bars  
PH2 = 30 Bars  
iP  
1.0  
AR  
AR  
iP  
C6  
0.5  
nP  
nP  
1.0  
0.5  
AR  
AR  
AR  
AR  
iP  
Maxi  
iP  
C7  
C8  
C9  
Hình 5. Cân bằng nhiệt  
động học các phản ứng  
của quá trình reforming.  
(ảnh hưởng nhiệt độ, áp  
suất)  
NA  
nP  
iP  
nP  
1.0  
0.5  
AR  
iP  
nP  
nP  
1.0  
0.5  
AR  
iP  
iP  
nP  
350 400 450  
nP  
500T °C 350 400 450  
500T °C  
3.2. Động học và cơ chế phản ứng:  
Trong bảng 3 là vận tốc tương đối của một số phản ứng chính của các  
hydrocacbon C6-C7 trong quá trình reforming (ở điều kiện độ khắc nghiệt hóa  
cao).  
Bảng 3. Vận tốc tương đối của các chuyển hóa hydrocacbon C6-C7  
Phản ứng  
Parafin  
Naphten vòng 5 cạnh Naphten vòng 6 cạnh  
C6  
C7  
13  
4
C6  
10  
-
C7  
13  
-
C6  
C7  
Đồng phân hóa  
Dehydro vòng hóa  
Dehydro hóa  
10  
1
-
-
-
100  
-
-
120  
-
-
-
-
-
Hydrocracking  
3
4
-
-
15  
Từ bảng 3 có thể sắp xếp vận tốc phản ứng theo thứ tự sau:  
Dehydro hóa > đng phân hóa > Hydrocracking > Dehydro vòng hóa  
Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ và áp suất đến tốc độ các phản ứng không  
mong muốn là cốc hóa và cracking, người ta nhận thấy:  
-Tốc độ hình thành cốc giảm khi tăng áp suất H2 giảm nhiệt độ phản  
ứng.  
-Tốc độ cracking giảm khi giảm áp suất H2 và giảm nhiệt độ phản ứng.  
Mặt khác, như ở phần nhiệt động học đã nêu, việc tăng áp suất hoặc làm  
giảm nhiệt độ đều ảnh hưởng không thuận lợi đến quá trình chính tạo các sản  
phẩm thơm. vậy, trong thực tế người ta cần có sự lựa chọn các thông số vận  
hành tối ưu để thỏa mãn cả 2 yếu tố nhiệt động học và động học, nghĩa là bảo  
đảm cho hiệu suất các phản ứng thơm hóa cao đồng thời hạn chế các sản phẩm  
cracking và cốc hóa (ví dụ đạt 3-4% cốc trên trọng lượng xúc tác trong khoảng 6-  
12 tháng). Trong công nghệ bán tái sinh người ta chọn áp suất vận hành khoảng  
10-20 atm, trong công nghệ CCR chọn áp suất từ 3,5-4 atm và nhiệt độ phản  
ứng là 500oC.  
3.3. Cơ chế phản ứng và sự gia tăng chỉ số octan  
Như trên đã nêu, trong điều kiện reforming, thuận lợi cho các phản ứng  
chính là dehydro hóa naphten, dehydro đóng vòng hóa parafin, dehydro đồng  
phân hóa naphten và đồng phân hóa parafin. Ba phản ứng đầu tạo nên các sản  
phẩm hydrocacbon thơm và phản ứng cuối cho sản phẩm là các parafin mạch  
nhánh. Chính các sản phẩm này đóng góp vai trò chính làm cho chỉ số octan của  
xăng thu được sau quá trình reforming (còn gọi là reformat) tăng lên rất nhiều so  
với nguyên liệu naphta ban đầu.  
RON nguyên liệu = 40-60 → RON sản phẩm = 95-105  
Tùy thuộc vào hiệu suất reformat thu được mà chỉ số octan có thể cao hơn  
hay thấp hơn. Ví dụ, reforming với công nghệ bán tái sinh cho hiệu suất xăng ~  
80% thì RON đạt ~90, công nghệ tái sinh liên tục cho hiệu suất reformat ~ 90%  
cho RON ~100.  
Câu hỏi Bài 2:  
1. Nêu bản chất hóa học của quá trình reforming xúc tác.  
2. Các nhóm phản ứng chính và các nhóm phản ứng phụ xảy ra trong quá trình  
reforming xúc tác.  
16  
3. Tại sao theo lý thuyết quá trình reforming xảy ra thuận lợi ở áp suất thấp  
nhưng trong thực tế công nghiệp quá trình lại được vận hành ở áp suất  
tương đối cao?  
4. Cơ chế phản ứng reforming liên quan đến sự gia tăng CSOCT như thế nào?  
17  
 
BÀI 3. XÚC TÁC LƯỠNG CHỨC NĂNG  
Mã bài: HD F3  
Giới thiệu  
Xúc tác đóng vai trò vô cùng quan trọng trong công nghệ reforming. Hiểu  
biết về xúc tác reforming giúp hoàn thiện kiến thức về công nghệ reforming.  
Mục tiêu thực hiện  
-
-
-
Hiểu được vai trò của xúc tác lưỡng chức năng đối với quá trình  
reforming.  
Nắm được các phương pháp điều chế xúc tác reforming lưỡng chức  
năng.  
Xác định được đặc trưng của xúc tác đã điều chế bằng các phương  
pháp hóa lý hiện đại.  
Nội dung chính  
-
-
-
-
-
-
Lịch sử phát triển xúc tác reforming  
Vai trò của xúc tác lưỡng chức năng đối với quá trình reforming  
Ảnh hưởng của các kim loại phụ gia  
Sự mất hoạt tính xúc tác và sự tái sinh xúc tác  
Các phương pháp điều chế xúc tác.  
Các phương pháp đặc trưng xúc tác  
Một số khái niệm liên quan đến tính năng xúc tác:  
-
-
-
-
Hoạt tính xúc tác: Khả năng của chất xúc tác nhằm bảo đảm tính năng  
ở nhiệt độ thấp nhất có thể.  
Độ lựa chọn: Khả năng chất xúc tác tạo ra các sản phẩm mong muốn  
(trong trường hợp quá trình reforming là hydro và reformat).  
Độ bền (độ ổn định): Khả năng của chất xúc tác có thể làm việc lâu theo  
thời gian giữa 2 lần tái sinh liền kề.  
Độ phục hồi: Khả năng chất xúc tác lặp lại các tính năng ban đầu sau  
khi tái sinh..  
1. Lịch sử phát triển xúc tác reforming  
Thế hệ đầu tiên của xúc tác reforming được chế tạo trên cơ sở oxyt crom và  
oxyt molypđen (10%) mang trên oxyt nhôm. Loại xúc tác này có ưu điểm là khá  
18  
bền với các tạp chất chứa lưu huỳnh, nhưng cho hoạt tính xúc tác thấp và  
reformat thu được có chất lượng thấp.  
Sau chiến tranh thế giới thứ hai với sự phát triển của kỹ nghệ xe hơi yêu cầu  
xăng có chất lượng cao, công nghệ reforming có những bước tiến đáng kể, nhất  
là trong lĩnh vực cải tiến chất xúc tác. Từ những năm 50, xuất hiện những thế hệ  
xúc tác mới là kim loại quí Pt mang trên oxyt nhôm có bề mặt riêng lớn và tẩm  
thêm Cl. So với thế hệ xúc tác cũ thì Pt hơn hẳn về hoạt tính xúc tác, độ lựa chọn  
phản ứng thơm hóa nhưng lại dễ bị đầu độc (hình 6).  
Cuối thập niên 60 thế hệ xúc tác thứ 3 ra đời: các xúc tác lưỡng kim loại.  
Bên cạnh Pt đóng vai trò chính, người ta đưa thêm kim loại thứ 2: Re, Ir, Ge, In,  
Sn...Việc đưa thêm các kim loại này vào đã giúp làm tăng độ ổn định của xúc tác  
cũng làm tăng hoạt tính xúc tác theo hướng tăng các sản phẩm thơm, nhờ đó  
mà áp suất vận hành cũng giảm đáng kể.Việc thay thế một phần Pt bằng kim loại  
phụ gia còn làm cho giá thành xúc tác giảm vì tiết kiệm được một phần Pt là kim  
loại quí và đắt tiền.  
2. Vai trò của xúc tác lưỡng chức năng trong quá trình reforming  
Xúc tác reforming là xúc tác lưỡng chức năng do trong thành phần của nó  
chứa 2 pha có thể thực hiện 2 chức năng chính sau:  
- Chức năng hydro-dehydro hóa được thực hiện bởi các kim loại ở dạng  
phân tán.  
19  
- Chức năng axit nhằm sắp xếp lại các mạch cacbon (đồng phân hóa, đóng  
vòng hóa...) được thực hiện bởi oxyt nhôm có bề mặt riêng lớn và được clo hóa  
để điều chỉnh lực axit thích hợp.  
Chức năng kim loại đóng vai trò chính, giúp hình thành các hợp chất  
hydrocacbon không no và dehydro hoá các naphten. Cần thiết lập được sự cân  
bằng giữa 2 chức năng để có thể có hoạt tính xúc tác cao và độ lựa chọn tốt.  
Nếu xúc tác quá axít sẽ dễ xảy ra cracking làm giảm nhanh hoạt tính xúc tác.  
Trong công nghiệp người ta luôn kiểm tra hàm lượng Cl- đưa vào để đảm bảo  
cân bằng trên luôn ổn định.  
Sơ đồ dưới đây mô tả tổng quát các phản ứng chính xảy ra trong quá trình  
reforming với sự tham gia của 2 loại tâm xúc tác:  
3. Vai trò của các kim loại phụ gia  
Nghiên cứu các phản ứng dehydro hóa và dehydro đóng vòng hóa các  
hydrocacbon riêng rẽ như cyclohexan, n-heptan... người ta thấy việc đưa các kim  
loại phụ gia như Re, Sn, Ir, Ge (còn gọi là các chất xúc tiến) đã làm tăng tốc độ  
phản ứng dehydro hóa và dehydro vòng hóa (nhất là ở vùng áp suất thấp) của hệ  
xúc tác lưỡng kim so với xúc tác chỉ chứa Pt (hình 7 và hình 8).  
20  
+ 3 H  
2
activity (mole/h/g) x 102  
40  
5 % coke  
30  
20  
10  
PtIr  
PtRe  
Pt  
PtSn  
15  
0
0
5
10  
20  
pH2 (bar)  
Hình 7. Ảnh huởng của kim loại thứ 2 đến quá trình dehydro hóa Cyclohexan  
Ở vùng áp suất thấp (5-10 bar), các kim loại phụ gia (Re, Sn) cũng đóng vai  
trò quan trọng trong việc giảm hydro phân (hydrogenolysis) và cracking (hình 9  
và hình 10) từ đó làm giảm khả năng tạo cốc và tăng hiệu suất sản phẩm chính.  
21  
H
2
(n + i) C6  
C5-  
hydrogenolysis activity  
(Carbon converted wt %)  
350°C  
WHSV = 2.5 h  
-1  
40  
PtRe (Re/Pt=2)  
30  
20  
10  
PtRe (Re/Pt=1)  
Pt (0.40%)  
PtRe-S (Re/Pt=1)  
20  
PtSn  
0
0
5
10  
15  
25  
pH2 (bar)  
Hình 9.Ảnh hưởng của các kim loại phụ gia đến quá trình hydro phân  
(hydrogenolysis)  
Nếu như ở thập niên 70 chỉ khoảng 30% reformat thu được từ hệ xúc tác  
lưỡng kim thì đến những năm 80 thị phần đó đã lên tới 80%.  
Trong số các hệ xúc tác lưỡng kim, chúng ta thấy hai hệ xúc tác Pt-Sn và Pt-  
Re tỏ ra ưu việt hơn cả, chúng cho phép làm việc ở áp suất thấp (<10 atm) mà  
22  
vẫn bảo đảm hoạt tính dehydro hóa và dehydro đóng vòng hóa cao. Riêng hệ  
xúc tác Pt-Sn hơi đặc biệt, chỉ thể hiện hoạt tính cao ở vùng áp suất thấp. Lớn  
hơn 5 atm, hệ xúc tác này không phát huy được tác dụng tích cực so với Pt và  
các hệ lưỡng kim khác trong phản ứng dehydro và dehydro vòng hóa.  
Chúng ta xem xét kỹ hơn về vai trò của 2 kim loại phụ gia được đưa vào xúc  
tác reforming công nghiệp hiện nay là Re (Renium) và Sn (Thiếc).  
Người ta nhận thấy Re có các chức năng sau:  
- thay đổi cơ chế tạo cốc và có tác dụng bảo vệ kim loại chính Pt  
- Làm tăng độ bền và tuổi thọ xúc tác, từ đó làm tăng chu kỳ hoạt động  
của xúc tác.  
Còn Sn thì lại có các vai trò sau:  
- Liên kết với Pt làm thay đổi cơ chế phản ứng theo hướng có lợi.  
- Cho hiệu suất và độ lựa chọn theo reformat cao ở điều kiện áp suất  
thấp (< 5 atm). Tuy nhiên loại xúc tác này kém bền hơn so với xúc tác  
chứa Re.  
Với các đặc điểm trên, người ta thường sử dụng Re trong công nghệ bán tái  
sinh và Sn trong công nghệ tái sinh liên tục (CCR).  
Hình 11. So sánh đặc tính xúc tác của 2 loại xúc tác của Pháp CR 201 (chứa Pt-  
Sn) và RG 482 (chứa Pt-Re)  
23  
Có thể liệt kê một số mác xúc tác lưỡng kim mới của các hãng xúc tác tên  
tuổi trên thế giới:  
UOP (Mỹ):  
Bán tái sinh: R-56, R-62, R-72  
Tái sinh liên tục (CCR): R-132, R-134  
Bán tái sinh: RG-102, RG-104, RG- 482  
CCR: CR- 201  
IFP (Pháp):  
Criterion (Mỹ):  
Bán tái sinh: PR- 8, PR- 28  
CCR: PS- 20, PS- 40  
Exxon:  
KX-120, KX-130, KX-190, KX-200  
PHF-5, PRHP-30, PRHP-35, PRHP-50, PRHP-58  
RD- 150, E- 501, E- 601  
Amoco:  
Engelhard (Mỹ):  
IMP (Mexico):  
Liên xô (cũ):  
RNA- 1, RNA- 2, RNA- 4, RNA- 4M  
AΠ- 56, AΠ- 64, KP-108, KP-110  
4. Sự mất hoạt tính và tái sinh xúc tác  
4.1. Ảnh hưởng đầu độc xúc tác  
Các chất xúc tác reforming rất nhậy với các tạp chất có trong nguyên liệu và  
khí tuần hoàn (H2, N2). Ảnh hưởng đầu độc có thể là thuận nghịch và không  
thuận nghịch. Ảnh hưởng thuận nghịch – Nếu sau khi chất độc thôi tác dụng,  
bằng biện pháp xử lý đặc biệt (quá trình tái sinh xúc tác), bề mặt và tính chất xúc  
tác được phục hồi trở lại. Ảnh hưởng không thuận nghịch (vĩnh viễn) – Bề mặt và  
tính chất xúc tác không thể khôi phục lại được.  
4.1.1. Các chất đầu độc thuận nghịch  
a. Nước và các hợp chất chứa oxy:  
Nước tác dụng với clo có trong xúc tác làm giảm tính axit của xúc tác:  
Từ đó dẫn tới làm giảm hoạt tính xúc tác. Các hợp chất chứa oxy thì lại dễ  
dàng tạo thành nước trong điều kiện reforming. Cân bằng H2O/Cl cần được quan  
24  
tâm để giữ độ axit ổn định cho xúc tác. việc đưa thêm Cl vào hệ trong quá trình  
vận hành là cần thiết. Ngoài ra nước còn gây ăn mòn thiết bị. Có thể sơ bộ loại  
bỏ nước bằng cách cho qua các cột hấp phụ chứa rây phân tử (zeolit 5A). Lượng  
nước cho phép trong nguyên liệu tối đa là 4 ppm.  
b. Hợp chất chứa lưu huỳnh:  
trong điều kiện reforming sẽ dễ dàng chuyển hóa thành H2S, đầu độc chức  
năng kim loại do hình thành sulfua platin.  
Từ đó, chức năng quan trọng nhất của xúc tác là dehydro, dehydro đóng  
vòng hóa đã bị đầu độc.  
Trong số các hợp chất chứa lưu huỳnh thì mecaptan (R-S-H) và H2S có ảnh  
hưởng đầu độc lớn hơn cả, làm giảm hiệu suất và chất lượng reformat, làm tăng  
tỉ trọng khí chứa hydro, tăng mức độ lắng đọng cốc. H2S có tính axit nên còn gây  
ăn mòn thiết bị.  
Hàm lượng cho phép: 0,5 ppm.  
c. Các hợp chất chứa ni:  
Các hợp chất nitơ hữu cơ dễ dàng chuyển hóa thành amoniac trong điều  
kiện reforming. Chất này sẽ tác dụng với Cl trong xúc tác tạo NH4Cl, làm giảm  
chức năng axit của chất xúc tác, kéo theo sự giảm hoạt tính xúc tác, làm tăng sự  
hình thành hydro. NH4Cl lại dễ bay hơi trong vùng phản ứng làm tăng nhiệt độ  
thiết bị. Mặt khác, NH4Cl dễ kết tinh ở những phần lạnh hơn của hệ thống, gây  
hư hỏng thiết bị:  
25  
4.1.2. Các chất đầu độc không thuận nghịch  
Các kim loại kiềm và kiềm thổ làm trung hòa tính axit của chất mang (Al2O3),  
tạo thành hợp chất aluminat khá bền.  
Các kim loại As, Cu, Pb, Zn, Hg, Si, Fe kết hợp với Pt tạo mối liên kết bền,  
đầu độc vĩnh viễn tâm kim loại không phục hồi lại được.Từ dó làm mất chức  
năng chính là hydo- dehydro hoá của xúc tác. Các kim loại này còn tích tụ trong  
cả 4 lò phản ứng, làm giảm nhiệt độ vùng phản ứng, dẫn tới mất hoạt tính xúc  
tác tổng thể. Hàm lượng cho phép đối với mỗi kim loại: tối đa 5 ppb.  
Để bảo vệ hữu hiệu các chất xúc tác reforming biện pháp bắt buộc và hiệu  
quả trong công nghệ là phải có phân xưởng xử lý sơ bộ nguyên liệu bằng hydro  
(hydrotreating) nhằm loại bỏ các chất độc thuận nghịch và không thuận nghịch  
trên, nhất là trong trường hợp có sử dụng nguyên liệu từ các nguồn chế biến thứ  
cấp khác (hydrocracking, FCC, visbreaking...) có hàm lượng đáng kể các chất  
đầu độc trên so với nguyên liệu naphta từ nguồn dầu thô.  
4.2. Quá trình tái sinh xúc tác  
4.2.1. Các phương pháp hoạt hóa (tái sinh) xúc tác:  
Trong quá trình làm việc xúc tác có thể bị mất một phần hoạt tính xúc tác do  
ảnh hưởng của sự lắng đọng cốc trên bề mặt xúc tác, do ảnh hưởng của các  
chất đầu độc... Một điều cần lưu ý là, chúng ta càng cố gắng lựa chọn điều kiện  
vận hành để cho hiệu suất xăng cao nhất hoặc chỉ số octan tốt nhất (ví dụ, tăng  
nhiệt độ hoặc giảm áp suât) thì sự lắng đọng cốc càng trở nện trầm trọng hơn  
(xem phần đặc trưng động học của quá trình reforming). Với môt lượng cốc quá  
26  
lớn, sẽ che phủ và làm giảm đáng kể số lượng các tâm hoạt động. Lúc đó, tuỳ  
thuộc vào cấu tạo chất xúc tác, sẽ mất đi một phần hoặc toàn bộ các chức năng  
xúc tác. Cần thiết phải có quá trình tái sinh để xúc tác trở về trạng thái hoạt động  
ban đầu.  
Quá trình y có thể được tiến hành bằng một số phương pháp sau:  
a. Phương pháp oxy hóa (phương pháp đốt)  
Cốc lắng đọng trên bề mặt chất xúc tác được loại bỏ bằng cách đốt cháy trong  
dòng không khí pha loãng với Nitơ ở nhiệt độ 350 – 500oC. cần chú ý để tránh  
hiện tượng quá nhiệt cục bộ làm giảm bề mặt, giảm độ bền cơ học của chất  
mang hoặc làm tăng quá trình thiêu kết làm giảm độ phân tán kim loại.  
Chu kỳ tái sinh xúc tác phụ thuộc vào điều kiện vận hành hệ thống, nhưng  
thường khoảng 6 tháng một lần. Sau mỗi lần tái sinh, hoạt tính xúc tác trở về  
trạng thái ban đầu, nhưng sau nhiều chu kỳ tái sinh xúc tác sẽ già hóa và giảm  
khả năng xúc tác. Việc tái sinh xúc tác sẽ trở nên thường xuyên hơn., cho đến  
khi cần phải thay thế xúc tác mới. Thời gian tồn tại của xúc tác reforming thường  
khoảng vài năm.  
Quá trình đốt cốc được biểu diễn bằng phưong trình sau:  
CnHm + O2 → CO2 + H2O + Q  
Đây là quá trình tỏa nhiệt, nhưng để khỏi ảnh hưởng đến chất lượng xúc tác  
cần giảm thiểu lượng nhiệt tỏa ra (ΔT→ 0oC). Điều này cần thiết vì: nhiệt độ cao  
làm giảm diện tích bề mặt và có thể làm thay đổi pha của oxyt nhôm Al2O3, nhiệt  
độ cao cũng làm xảy ra quá trình thiêu kết làm giảm độ phân tán của Pt.  
Trong công nghệ CCR (tái sinh xúc tác liên tục) quá trình oxy hóa được thực  
hiện trong vùng đốt (Burn Zone).  
b. Phương pháp khử  
Thực tế cho thấy, các hợp chất lưu huỳnh không được loại bỏ hoàn toàn  
bằng quá trình oxy hóa, còn tồn tại chủ yếu các hợp chất dạng sunfat. Phương  
pháp khử được tiến hành nhằm loại bỏ triệt để các dạng hợp chất này và.các kim  
loại tạp có hại trong xúc tác, quan trọng hơn cả là để khử Pt oxyt về dạng Pt đơn  
chất.  
Trong công nghệ CCR, quá trình khử xảy ra tại vùng khử (Reduction Zone).  
c. Phương pháp clo hóa  
27  
Trong quá trình làm việc độ axit của xúc tác giảm, một phần do cốc lắng  
đọng che phủ bề mặt oxit nhôm, một phần do lượng clo trong xúc tác giảm do  
ảnh hưởng của H2O trong nguyên liệu và trong khí tuần hoàn. Clo cũng có thể  
mất do cuốn theo sản phẩm phản ứng. Do đó cần phải bổ sung axit cho hệ xúc  
tác bằng cách bơm thêm một lượng nhỏ Cl hữu cơ. Lượng Cl trên xúc tác được  
giữ ở mức 1% khối lượng.  
4.2.2. Qui trình tái sinh xúc tác  
Qui trình tái sinh hoàn chỉnh chất xúc tác gồm các bước sau:  
1. Tráng rửa hệ thống: Dùng dòng nitơ thổi sạch các hydrocacbon còn sót  
lại sau phản ứng.  
2. Đốt cốc: Đốt bằng dòng không khí pha loãng với N2 (có kiểm soát hàm  
lượng oxy trong khí) và nâng dần nhiệt độ đốt theo chương trình:  
-Nhiệt độ: từ 370oC đến 480oC  
-Oxy: từ 0,5 đến 2,0 % thể tích  
3. Oxy-clo hóa: Bơm các tác nhân chứa Cl vào hệ nhằm giữ ổn định lượng  
Cl cần thiết cho xúc tác (1% trọng lượng).  
-Nhiệt độ: 510oC  
-Oxy: 5% thể tích  
4. Quá trình nung: Mục đích làm khô xúc tác và phân tán lại platin  
-Nhiệt độ: 510oC  
-Lượng oxy: 8% thể tích  
-Thời gian: 4 giờ  
5. Quá trình khử: chuyển Pt từ dạng bị oxit hóa về dạng khử (dạng hoạt  
động). Loại oxy bằng cách tráng với nitơ. Sau đó đưa hydro vào hệ.  
-Nhiệt độ: 480oC  
-Hàm lượng H2: tối thiểu 50% thể tích  
-Thời gian: 4 giờ  
5. Điều chế xúc tác reforming  
Có thể hình dung tổng thể thành phần cấu tạo xúc tác reforming hiện đại với  
các chức năng của các thành phần qua sơ đồ dưới đây:  
28  
Như trên đã nêu, xúc tác reforming bao gồm 2 hợp phần chính:  
+ Oxit nhôm (dạng γ) có chức năng axit, tạo thuận lợi cho các quá trình đồng  
phân hóa, đóng vòng hóa, cracking, đồng thời đóng vai trò chất mang, do có bề  
mặt riêng lớn nó giúp tăng tối đa diện tích bề mặt của pha hoạt tính. Lực axit của  
chất mang được điều chỉnh bằng ion Cl được đưa vào trong quá trình điều chế  
xúc tác và đưa thêm trong quá trình vận hành xúc tác.  
+ Pt (hoặc đa phần là Pt kết hợp với một số chất xúc tiến như Re, Ir, Sn,  
Ge...) đóng vai trò pha kim loại (pha hoạt tính), thúc đẩy các quá trình dehydro  
hóa parafin, naphten, hidro phân, cốc hóa..  
Để đảm bảo vai trò chất mang, oxyt nhôm cần có các tính chất sau:  
- Hàm lượng tp cht cho phép:  
Na  
Fe  
< 50 ppm  
< 200  
- Cu to:  
3
Ttrng ht  
1.1 g/cm  
2
Bmt riêng  
180-220 m /g  
3
Tng thtích lxp 0.60 cm /g  
- Tính chất cơ học:  
Ttrng nhi  
Kích thưc ht 1-2 mm  
3
0.6-0.7 g/cm  
29  

Tải về để xem bản đầy đủ

pdf 78 trang yennguyen 29/10/2024 470
Bạn đang xem 30 trang mẫu của tài liệu "Luận văn Quá trình Reforming xúc tác", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.

File đính kèm:

  • pdfluan_van_qua_trinh_reforming_xuc_tac.pdf