Thảo Luận Về 1 Vấn đề Trong Catalytic Crackin

Các bạn ơi, cùng nhau thảo luận 1 vấn đề trong lò cụm phản ứng catalytic cracking nhé, mình cũng đang băn khoăn:

Đó là vấn đề hơi nước. Hơi nước nóng tham gia vào 2 nhiệm vụ, thứ 1 là nó đóng vai trò vận chuyển chất xúc tác và nguyên liệu trong lift-reactor. Thứ 2 nó đóng vai trò để đuổi hết các hydrocarbon bám trên chất xúc tác (desorption), trước khi chất xúc tác quay trở lại lò tái sinh (regenerator). Vậy các bạn cùng nhau thảo luận: thông số kỷ thuật của hơi nước trong 2 phần khác nhau như thế nào,?Thường hơi nước đóng vai trò là desorbent. Vậy tại sao trong vai trò vận chuyển chất xúc tác và nguyên liệu trong lift-reảctor nó lại kô thể hiện vai trò là desorbent, nếu nó là desorbent thì nó sẽ gây trở ngại cho quá trình hấp phụ nguyện liệu lên bề mặt chất xúc tác để diễn ra các phản ứng trên bề mặt và trong các pore catalyst. Vậy mình cần điều kiện như thế nào, và giải thích nó như thế nào?

Quá trình adsorption và desorption phụ thuộc vào nhiệt độ và áp suất, trong lift reactor áp suất cao hơn ở stripping zone, còn nhiệt độ thì thấp hơn, cho nên trong lift reactor quá trình chủ đạo là adsortion, còn ở stripping zone thì là desorption, còn cụ thể thế nào thì em

uh, vấn đề bạn nêu ra rất hay

Hoi nuoc trong qui trinh catalyst cracking (FCC hay RFCC) duoc xu dung voi 2 muc dich sau:

1) Phan tan (atomizing) nguyen lieu (Feed oil) thanh nhung hat chat long cuc nho de de boc hoi: Phan ung cracking xay ra rat nhanh (khoang 2 s) trong moi truong khi o trong phan dau cua riser (vung phan ung), boi vay khi nguyen lieu da bi phan tan thanh nhung hat bui cuc nho bang hoi nuoc thi khi tiep xuc voi catalyst o nhiet do cao se boc hoi lap tuc. Su boc hoi nhanh hay cham cua nguyen lieu anh huong rat nhieu den hieu qua cua cracking va su phan chia san pham sau khi cracking (C3-C4, gasoline, LCO va coke). Tuy theo thiet bi dung de phan tan nguyen lieu voi hoi nuoc ( cua cac licensor nhu UOP, BBR, Stone-Webster/IFP) va nguyen lieu de crack thi luong hoi nuoc can thiet la tu 2 den 7 wt% cua nguyen lieu vao (VGO, Residual hay nang hon).

O nhung day truyen FCC cu nguoi ta con thay khi N2 duoc xu dung de lam cong viec nay.

Ngoai ra hoi nuoc co anh huong phu nhung tot trong viec cracking dau nang co chua nhieu kim loai.

O giai doan nay hoi nuoc khong co chuc nang de desorb HC's khoi catalyst.

2) Stripping catalyst: Sau khi di ra khoi riser, catalysts duoc tach ra khoi san pham bang nhung thiet bi tach nhu riser terminator va cyclones, sau do duoc tap trung vao mot duong ong de di ve lai lo tai sinh. Vi be mat cua calalysts van con bi phu mot lop dau (ngoai coke) va mao quan con chua khi hydrocarbons nen catalyst phai duoc "rua sach" bang hoi nuoc trong catalyst stripper dat o tren duong ong noi voi lo tai sinh.

O day nhung hydrocarbons nang con bam vao be mat cua catylyst se bi hoi nuoc keo di va vi partial pressure cua hydrocarbons rat thap vi moi truong trong stripper gom phan lon la hoi nuoc nen nhung khi hydrocarbons con chua o trong mao quan cua catalysts se diffuse ra ngoai.

Neu catalyst khong duoc rua nhu vay ma duoc dua ve lo tai sinh ngay thi nhiet do trong lo tai sinh va luong oxy de dot tang len vi trong truong hop nay khong nhung chi dot coke ma con phai dot ca Hydrocarbons nua. Nhiet do cao trong lo tai sinh co the lam ton hai catalysts va anh huong den hieu qua cua qua trinh cracking.

Ngoai ra catalysts co phu chat dau thi co khuynh huong bam vao nhau tao thanh nhung cum lon. Dieu nay lam giam hieu qua cua su tai sinh catalysts.

de rua caytalyst thi nguoi ta can khoang 2 den 5 kg hoi nuoc/1000 kg catalyst

vậy kêt luận của bác là do partial pressure của hydrocarbon trong lift reactor lớn hơn của hơi nước nên xảy ra adcorption, còn ở striping zone thì partial pressure của hơi nước lớn hơn, nên xảy desorption?

bác có thể cho em biết nhiệt độ của hơi nước đưa vào lift reactor và vào striping zone là khỏang bao nhiêu ko?

tuy thuoc vao nguon cung cap hoi nuoc (superheated MP-steam hay HP-steam) nhiet do cua hoi nuoc khoang 230 den 400 °C.

kiến thức của bác rất vững 🔒 Bấm Cảm ơn hoặc Trả lời để xem Link[1].gif" alt="" class="bb-img" loading="lazy">

Cam on oilman da qua khen, cai do la chuyen nho. Minh cung chi muon chia se voi cac ban nhung kien thuc ma minh biet. That ra petroleum refining khong phai la nge tay phai cua minh ma nghe chinh la designing ethylne plant (steam cracking, distillation, Gasoline hydrogenation v.v) nhung thinh thoang cung phai thiet ke cai day truyen cho FCC-Offgas de thu hoi lai C2+ dung lam nguyen lieu cho steam cracking de tang san pham ethylene vi the minh cung thu thap duoc vai kien thuc ve qui trinh FCC. De lam cong viec thiet ke do phai xu dung nhieu den nhung process simulators nhu Aspen Hysys/Unisim-Design hay Pro-II.

Neu cac ban can biet nhung gi ve process engineering hay simulator ke tren thi minh sang sang chia se voi cac ban nhung gi minh biet.

về simulation, em ko được học ở trường, nên fải tự mày mò, sinh ra nhiều thắc mắc về mảng này, nếu bác có thời gian rãnh, hy vọng bác sẽ vào diễn đàn thường xuyên để anh em trao đổi. Chúc bác cuối tuần vui vẻ 🔒 Bấm Cảm ơn hoặc Trả lời để xem Link[1].gif" alt="" class="bb-img" loading="lazy">

Tuần này em chuẩn bị thi nên sẽ trao đổi với bác về mảng simulation sau 1 tuần nữa vậy.

OK. Chúc may mắn.

Những điều ThienThu nói ở trên thật rõ ràng,mình còn 1 số ý thế này:

Sau khi chất xúc tác rơi ra lift-reactor,nó sẽ rơi xuống phần desorption, khi đó nước hơi nước được thổi ngược lên. Dòng xúc tác và dòng hơi nước ngược chiều, với lại khi đó chất xúc tác đang có nhiệt độ khoảng 680 độ C. Và với tính chất của nước là chất phân cực cao, nên ở điều kiện nhiệt độ cao như thế, hơi nước sẽ hấp phụ vào trong pore của xúc tác, hydrocarbon do tính phân cực thấp hơn (nghĩa là khả năng hấp phụ kém hơn nước) nên trong điều kiện đó nó bị phân tử hơi nước đá ra khỏi các pore, cộng thêm dòng hơi nước chuyển động ngược chiều nên nó dễ dàng đẩy lên phía trên, còn chất xúc tác rơi xuống dưới. Nếu các bạn học qua quá trình sản xuất dầu nhờn bằng phương pháp adsorption thỉ cũng có công đoạn desorption asphalten và resin bằng hơi nước nóng.

Còn khi đi vào lift reactor, có thể do điều kiện nhiệt độ trong lift reactor lúc này là khoảng 500 độ, nên có thể nó sẽ không hấp phụ adsorption mà có tác dụng làm chất vận chuyển và phân tán nhỏ nguyên liệu( như thienthu trình bày ở trên. Ngoài ra trong trong phần đầu của lift reactor có thiết bị phun nguyên liệu, và ngoài ra phần đầu của lift-reactor của một số cụm catalytic cracking có đường kính nhỏ hơn phần trên, mục đích nhằm tạo nên tốc độ chuyển động của chất xúc tác,nguyên liệu....lớn và tạo nên trạng thái suspension tốt hơn.

Thiênthu và mọi người có ý kiến như thế nào? đây chỉ là suy luận của ductrung thôi, mình cũng chưa được học cụ thể qua quá trình adsorpion, kỳ 2 này sẽ có 1 course chuyên về adsorption.

ý của anh Trung cũng đúng

em xin phép lan man 1 tí, tại sao trong cat cracking thì phản ứng isomerization lại nhiều hơn và dễ dàng hơn trong hydrocat cracking nhỉ?

Ý của ductrung cũng có thể dúng nhưnh mình có mấy điều bổ túc sau:

1) Nhiệt độ ở trong stripper (= riser outlet temperature) thấp hon o trong riser vi phan ung catalytic cracking la endothermic ma nhiet can thiet cho phan ung phan lon cung cap boi chat xuc tac nong (=nhiet boc hoi nguyen lieu+superheat+ nhiet phan ung).

2) Phan lon stripsteam xu dung de keo chat dau chua bi crack con bam vao be mat cua chat xuc tac va cac hydrocarbons (dang hoi) bi chat xuc tac keo theo (carry over) khi roi xuong stripper. Con nhung hydrocarbons bi giu lai trong mao quan (nhung hydrocarbons co duong kinh phan tu nho hon 8°A) thi co the bi crack tiep tuc vi nhiet do o trong stripper hay con cao ( khoang 510 - 550°C) cho ra nhung hydrocarbons nho hon. Mot phan cua nhung hydrocarbons nay bi hoi nuoc day ra va mot phan se di ra khoi mao quan vi ly do moi truong khong can bang (partial pressure cua hydrocarbons ben ngoai ngoai mao quan rat nho) nen thuan tien cho qua trinh diffusion cua hydrocarbons tu mao quan ra ngoai. Trong truong hop ly tuong thi co su can bang giua hydrocarbons ben ngoai va ben trong mao quan. Trong thuc te vi thoi gian luu (resident time) trong stripper khong du lon de dat duoc trang thai can bang nen van con hydrocarbons bi giu lai trong mao quan va bit dot trong lo tai sinh.

3) Adsorption: Quy trinh adsorption bao gio cung di sau quy trinh diffusion vi diffusion day nhung phan tu hydrocarbons o ngoai (bulk) vao mao quan roi bi giu o do van der Waals force. Dong co de tao su diffusion la do su khong can bang nong do (trong the hoi thi do khong can bang partial pressure).

4) Van chuyen chat xuc tac trong reaction riser: Dong co chinh de day chat xuc tac di len va ra khoi ong phan ung (cao khoang 25 den 30 m, duong kinh 1 den 2 m) trong vong vai giay ( 2s) la do su dan no cua hydrocarbon vapors (isobaric). Doi khi cung thay lift gas hay lift steam cung duoc phun vao ong phan ung o dáy ống. Boi vi nguyen lieu da bi phan tan voi hoi nuoc duoc dua vao ong phan ung cao hon ( 50 den 100 cm) vi tri chat xuc tac tu lo tai sinh di vao riser nen doi khi can lift gas hay lift steam de giu chat xuc tac o trang thai lo lung va de tranh back mixing cua chat xuc tac.

5) Isomerization: De phan biet phan ung isomerization trong catalytic cracking va catalytic hydrocracking thi phai di sau vao phan ung cracking voi chat xuc tac.

Cac co che quan trong cua nhung phan ung nay duoc trinh bay trong nhung tai lieu ve petroleum refining.

De noi rat don gian thi trong quy trinh catalytic cracking co nhung phan ung chinh

1) Cracking paraffins cho ra paraffins nho va olefins

2) Isomerization N-paraffins ra I-paraffins va N-olefins ra I-olefins

con trong quy trinh catalytic hydrocracking thi co

1) Cracking paraffins cho ra paraffins nho va olefins

2) Hydrogenation olefins cho ra paraffins

3) Isomerization N-paraffins ra I-paraffins

neu chi so sanh nhung phan ung chinh nay thi thay trong catalytic cracking quy trinh isomerization xay ra khong nhung cho paraffins ma con cho ca olefins nua trong khi trong hydrocracking chi xay ra cho paraffins ma thoi vi nhung olefins sinh ra boi cracking thi bi hydrogenation tro lai paraffins.

Ngoai ra vi co olefins nen nhung hien tuong nay xay ra o nhung acid sites cua chat xuc tac:

- tao ra tertiary carbocation (proton shift, beta scission, Rearrangement toward more stable structure)

- Hydrogen ion transfer (phan ung voi paraffins cho ra i-paraffins va carbocation)

lam cho iomerization olefins cho ra olefins voi mach nhanh thuan tien va de dang hon.

Quote" Oilman: tại sao trong cat cracking thì phản ứng isomerization lại nhiều hơn và dễ dàng hơn trong hydrocat cracking nhỉ?"

Isomerization trong các quá trình lọc dầu diễn ra theo cơ chế nào?Diễn ra dưới loại xúc tác nào?

Isomerization diễn ra theo cơ chế carbcation chain, quá trình isomerization được thúc đẩy bởi xúc tác dạng acid.

Chất xúc tác trong quá trình cat cracking là loại chứa thành phần zeolit Y với FCC, hoặc zeolit aluminosilicat (với RFCC). Xúc tác đó có tính chất acid.

Chất xúc tác trong quá trình cat hydrocracking vừa có tính acid vùa có tính oxy hoá-khử. Tuỳ thuộc vào mục đích, tuỳ thuộc vào nguyên liệu của quá trình cat hydrocracking mà dùng loại xúc tác có tình acid mạnh hay yếu, tính khử mạnh hay yếu.

Đối với quá trình craking nguyên liệu light oil gas với mục đích sản xuất xăng thì xúc tác cho quá trình cat hydrocracking sẽ mang tính chát acid mạnh, oxy hoá_khử vừa. Với loại xúc tác như vậy thì quá trình isomerization diễn ra trong quá trình cat hydrocraking sẽ nhanh hơn, nhiều hơn so với trong quá trình cat-cracking . Lý do dưới sự hỗ trợ của chất xúc tác có tính oxy hoá khử thì xảy ra dehydrogenation alkan thành alken. Tốc độ phản ứng cho proton từ chất xúc tác cho alken diễn ra gấp rất rất nhiều lần so với với alkan, mà giai đoạn này đóng vài trò là limited stage trong phản ứng isomerization. Sau đó carbcation sẽ dễ dàng isomerization dưới xúc tác có tính chất acid. Trong quá trình cat-cracking thì alkan dưới tác động của nhiệt độ sẽ dehydrogenation nhưng mà tốc độ sẽ chậm hơn nhiều nếu có sự tham gia cua xúc tác có tình oxy hoá –khử. Vì vậy quá trình isomerization trong kat hydrocracking diễn nhà nhiều hơn trong cat-cracking

Nếu nguyên liệu cho quá trình kat-hydrocracking là heavy oil gas thì chất xúc tác có tính chất oxy hoá-khử mạnh, tính acid vừa. Do tính acid vừa nên phản ứng isomerization diễn ra ít hơn so với cat-cracking.

PS: 1 số thuật ngữ chuyên ngành tiếng Việt mình không biết nên các bạn đọc đôi lúc khó hiểu.

2. Bạn ThiênThu nếu viết bằng tiếng Việt có dấu thì tuyệt hơn, những bài viết của bạn thật tốt, cảm ơn những kiến thức của ThiênThu.

3. Mọi người trong blog cứ đưa ra câu hỏi nhiều đi, mạnh dạng lên, có khi nhiều vấn đề mình biết, nhưng đưa ra thảo luận lại hiểu sâu hơn nữa, chứ lâu nay chỉ toàn ThiênThu, ducTrung và oilman thì thật buồn thật…

Cảm ơn đề tài thảo luận của các bác, và thật sự mình học được nhiều điều từ bài này. Và 1 điều là mình phải công nhận các bác học ở nước ngoài học kiến thức rất sâu và rộng, nắm rõ các vấn đề.

Tuy nhiên, mình thấy trong nước cũng có rất nhiều thành viên suất sắc về lĩnh vực hóa dầu, không hiểu sao mà chẳng thấy tham gia thảo luận. Có phải trong nước học kém hơn nước ngoài?

Mình rất buồn là diễn đàn dạo này đang đi xuống, tinh thần của các thành viên kém hơn trước rất nhiều, (trừ các bác oilman, ductrung và thienthu). Còn về phần BQT luôn luôn cố gắng hết sức vì các thành viên, trước đây diễn đàn có 1 số sự cố và vì kinh phí hạn hẹp nên không thể phục vụ tốt anh em được, BQT chân thành xin lỗi.

Điều cuối cùng mình mong anh em nhiệt tình hơn với diễn đàn, chứ tình trạng đóng băng này kéo dài, diễn đàn sẽ sớm đóng cửa

Sao bạn Thái bi quan vậy. Mình thấy các bạn học ở VN kiến thức cũng phong phú chứ, không có thua kém các bạn học ở nước ngòai đâu. Mình nghĩ cái đề tài đang thảo luận "hơi" đi sâu vào chuyên ngành một chút cho nên có ít người tham dự. Cứ nhìn số lượng ngườ đọc thi thấy có rất nhiều người quan tâm đến vấn đề này.

dung day Pac a,emla 1 Sv hoa dau em thay van de nay rat hay,ma thay co day o truong thi phan kien thuc cung co han thoi.vi truoc day thay co cung la Sv hoc truong minh ra ma,doi khi co nhugn cai minh hoc ko hieu ma len doc thao luan cua cac Pac em moi hieu.

em camon may Pac dai dai!

vần đề này mình thấy rất hay nhưng mình có hỏi thầy dậy mình thì thầy giáo chỉ nói sơ qua nên mình không hiểu và có những vấn đề rất sơ sài.nói chung là mình thấy không ổn.