LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới các thầy cô giáo Trường Đại Học
Mỏ - Địa Chất, các thầy cô giáo trong khoa Dầu Khí nói chung, và các thầy cô trong
bộ môn Lọc - Hóa Dầu nói riêng, đã tận tình dạy dỗ, truyền đạt những kiến thức quý
báu cho em trong suốt quá trình học tập và rèn luyện trong ngôi trường ĐH Mỏ Địa
Chất thân yêu.
Tiếp theo, em xin chân thành cảm ơn thầy giáo - ……………………. đã tận tình
chỉ bảo, hướng dẫn để em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp.
Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn tới người thân, bạn bè đã bên cạnh động viên và
giúp đỡ em trong suốt thời gian làm đồ án cũng như trong quá trình học tập.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà nội, tháng 9 năm 2014
Sinh viên thực hiện
1
MỞ ĐẦU
Hiện nay, cùng với sự phát triển ngày càng cao về kinh tế và nhu cầu xã hội,
nguyên liệu cho công nghệ lọc dầu cũng thay đổi về chất lượng, đồng thời sản phẩm
lọc dầu cũng đòi hỏi chất lượng cao hơn để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao về an
toàn, sức khoẻ và môi trường. Các sản phẩm từ công nghệ lọc dầu cung cấp nguyên
liệu và sản phẩm cho nhiều ngành công nghiệp khác nhau cũng như đáp ứng nhu cầu
chung của toàn xã hội, trong đó đặc biệt là nhiên liệu góp phần duy trì an ninh năng
lượng quốc gia. Điều đó khiến ngành công nghiệp khai thác và chế biến dầu khí không
ngừng phát triển.
Xăng dầu là một loại hàng hóa chiến lược cực kỳ quan trọng cho mọi quốc gia
là nhiên liệu cho nền kinh tế cho nên Đảng và nhà nước ta đã quan tâm đến công nghệ
lọc dầu rất sớm ngay từ những năm đầu của thập kỷ 60 của thế kỷ tsau khi miền Bắc
được hoàn toàn giải phóng.
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 ra từ chưng cất trực tiếp. Đến năm 1912 thì chưng cất
xăng trực tiếp không còn thỏa mãn với chung cầu về xăng ngày một tăng cao. Mặt
khác xăng loại này chứa một lượng đáng kể khí “ướt” C

1
-C
4
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 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 quá trình sau: xăng chưng cất trực tiếp từ dầu thô,
xăng từ cracking nhiệt và cracking xúc tác, xăng reforming, xăng isome hóa, xăng
alkyl hóa, Hydrocracking và polime hóa . 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. Tuy nhiên do việc sử dụng phụ gia để tăng chỉ số
Octan đang có nhiều vấn đề kèm theo như ảnh hưởng của phụ gia đó tới môi trường,
con người vì vậy hiện nay,d dể tăng chỉ số octan thì xăng reforming đang chiếm cao
hơn cả.
Với mong muốn tìm hiểu sâu hơn về công nghệ reforming, em đã thực hiện đề tài
tìm hiểu về công nghệ reforming của nhà máy lọc dầu.
Em xin cảm ơn các thầy Công Ngọc Thắng đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này.
Tuy nhiên với sự hạn chế về kiến thức, không tránh khỏi thiếu sót, em xin các thầy cô
và các bạn giúp em hoàn thiện hơn về đồ án này.
2
B) NỘI DUNG:
1. Tình hình xăng reforming
Hiện nay, người ta có xu hướng lựa chọn phương án tăng 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 được những chỉ tiêu quan trọng sau:
- Chỉ số Octan: là một đơn vị đo quy ước đùng để đặc trưng cho khả năng chống

kích nổ của nhiên liệu, được đo bằng phần trăm thẻ tích của izo-octan (2,2,2-
trimetylpentan C
8
H
18
) trong hỡn hợp chuẩn với n-heptan (n-C
7
H
16
) tương đương với
khả năng chống kích nổ của nhiên liệu ở điều kiện tiêu chuẩn. sử dụng thang chia từ
0-100, trong đó n-heptan có trị số octan bằng không và iso-octan được quy ước bằng
100, có khả năng chống kích nổ tốt.
- Áp suất hơi bão hòa (RVP-Reid Vapor Pressure): đo áp suất hơi của các
hydrocacbon, cần thiết cho sự khỏi động của động cơ.
- Độ độc hại: đo các hợp phần độc hại có 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 vào chỉ số octan mà người ta có thể chia xăng
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 chì.
Trong một nhà máy lọc dầu, xăng reformat thông thường chiếm lượng lớn. Đòng
thời nó còn có chỉ số Octan cao (đạt tới 98-102), ngoài ra còn thu được khí hydro phục
vụ cho các phân xưởng khác.
Thành phần xăng thông dụng hiện nay trên thế giới thường chứa:
- Xăng cracking xúc tác 35%.
- Xăng reforming : 30%
- Xăng alkyl hóa: 20%
- Xăng isomer hóa: 5%
Từ trên cho ta thấy xăng refroming đứng thứ 2 trong xăng thương phẩm, chỉ sau

xăng cracking. Thậm chí ở một số khu vực như Mỹ, Tây Au,xăng reforming có phần
vượt trội.
3
Hình 1: Phân bố thành phần xăng thương mại Mỹ [1]
Hình 2: Phân bố thành phần xăng thương mại ở Châu Âu [1]
Do đó vị trí của phân xưởng reforming là rất quan trọng trong nhà máy lọc đầu, nó
còn được gọi là xương sống của nhà máy lọc dầu.
2. Lịch sử phát triển của quá trình reforming:
4
Quy luật lịch sử cho thấy rằng mỗi khi một phương thức sản xuất mới ra đời thì nó
cần có thời gian để thích nghi và phát triển và không phải bao giờ cũng có được kết
quả tốt nhất. Quá trình reforming cũng không nằm ngoài quy luật đó.
Một trong những vấn đề có tính then chốt trong reforming đó là chất xúc tác. Có
thể nói rằng chính sự phát triển của xúc tác hay nói đúng hơn là việc chế tạo ra chất
xúc tác mới tốt hơn đã thúc đẩy sự phát triển của quá trình reforming xúc tác. Bên
cạnh đó không thể kể tới sự cải tiến về mặt công nghệ của quá trình, năm 1939 ở Mỹ
người ta đã giới thiệu một công nghệ reforming xúc tác để sản xuất xăng có trị số
octan cao và sản xuất toluen cho công nghiệp thuốc nổ (từ toluen người ta sản xuất ra
TNT). Chất xúc tác khi đó được sử dụng là Molydena/Alumina (Mo/Al
2
O
3
). Lớp xúc
tác ở dạng cố định, áp suất của hydro khá cao. Công nghệ đó nhanh chóng cải tiến
thành lớp xúc tác chuyển động và giả sối. Tuy nhiên chất xúc tác dễ dàng bị cốc hóa
một cách nhanh chóng và đòi hỏi cần phải tái sinh thường xuyên. Ngoài ra công nghệ
này không cho phép người ta đạt được kết quả mong muốn cho tới khi chế tạo được
xúc tác lưỡng chức năng trên cơ sở Platin (pt/Al
2
O

3
) vào 1949.
Từ năm 1953-1967 người ta dùng xúc tác Pt/Al
2
O
3
đã được axit hóa nhẹ bằng clo
hoặc flo. Năm 1957 xuất hiện hợp chất xúc tác mới là Pt-Re/Al
2
O
3
, một chất xúc tác
đa kim loại đã đánh dấu một bước phát triển mới cho quá trình reforming xúc tác. Vì
cả kim loại và oxyt đều đóng vai trò tâm hoạt tính.
Song song với việc cải tiến chất xúc tác thì việc cải tiến công nghệ cũng được xúc
tiến. Từ chế độ bán tái sinh tới tái sinh liên tục và tái sinh tuần hoàn. Sau đây là trình
tự cải tiến của xúc tác và công nghệ:
Bảng 1: Trình tự cải tiến xúc tác và công nghệ [1]
Năm Trình tự cải tiến xúc tác và công nghệ
1939 Quá trình reforming xúc tác với xúc tác Molypden, lớp xúc tác
cố định
1949 Phát triển chất xúc tác trên cơ sở Platin
1950 Nhiều quá trình reforming xúc tác trên cơ sở phát triển xúc tác.
1960 Phát triển xúc tác đa kim loại
1970 Quá trình reforming xúc tác, tái sinh xúc tác liên tục ra đời
1980 Xuất hiện quá trình reforming xúc tác sản xuất hydrocacbon
thơm
1990 Xuất hiện quá trình reforming xúc tác mới (new reforming)
Bảng 2: Các hãng đi đầu trong công nghệ reforming [1]
5

3. Mục đích của quá trình reforming
Reforming là một trong những quá trình quan trọng trong nhà máy chế biến dầu
mỏ, nó nhằm:
- Sản xuất xăng có trị số octan cao (không cần pha chì)
- Sản xuất hydrocacbon thơm (benzen, toluen)
- Thu khí H
2
(là nguồn thu H
2
nhiều và rẻ hơn 10 đến 15 lần so với phương pháp
khác). Vì H
2
được ứng dụng trong nhiều quá trình làm sạch sản phẩm dầu mỏ, chế
biến dầu, trong các quá trình khác của công nghiệp hóa học.
Trong các mục đích trên thfi việc tăng trị số octan để tăng xawngc ó chất lượng tốt
là vô cùng quan trọng. Có thể minhhoaj bằng ví dụ, khi tăng trị số octan của xăng từ
66 lên 88 thì chi phí xăng cho một năm giảm đi 22%.
4. Cơ sở hóa học của quá trình:
4.1 các nhóm phản ứng
 Nhóm phản ứng dehydro hóa
1.Phản ứng dehydro hóa xycloankan tạo hydrocacbon thơm:

6

Đây là phản ứng chính của quá trình reforming. Ở 500
o
C, năng lượng để tạo
benzen là 51,6kcal/mol, còn để tạo xyclohexan là 72,1kcal/mol. Vì vậy ở 500
o
C


chỉ
tạo benzen. Nếu tăng nhiệt độ, giảm áp suất, hàm lượng hydrocacbon thơm sẽ tăng
lên.
2.Dehydro hóa dẫn xuất vòng 5 cạnh (xyclopentan) thành hydrocacbon thơn:

3.dehydro hóa parafin tạp olefin:

4.Dehydro hóa đóng vòng parafin hoặc olefin tạo hydrocacbon thơm:


 Nhóm phản ứng isome hóa:
Nhóm phản ứng biến đổi hydrocacbon mạch thẳng thành mạch nhánh bao gồm:
-Isome hóa n-parafin thành iso-parafin:

- Hydro isome hóa:
7

- Iso me hóa alkyl xyclopentan thành xyclohexan

 Nhóm phản ứng hydrocracking
Đây là nhóm phản ứng không mong muốn của quá trình reforming, các
hydrocacbon có trong phân đoạn bị gãy mạch và tạo thành các hydrocacbon no, có số
cacbon nhỏ hơn:

ở các điều kiện nhất định có thể xảy ra quá trình cracking.
 Nhóm phản ứng tách các nguyên tố dị thể
Nếu trong nguyên liệu có các chất chứa S, N, O sẽ xảy ra phản ứng tách các
nguyên tố dị thể đó ra khỏi phân đoạn.
- Hydrodenitơ hóa:


- Hydrodesunfua hóa (tách lưu huỳnh):

- Tách oxy:

4.2 Nhiệt động học của phản ứng và điều kiện phản ứng:
8
Xét thông số nhiệt động học của một số phản ứng quan trọng trong qúa trình
reforming xúc tác qua các phản ứng của hydrocacbon C
6.
Bảng 3: các thông số nhiệt động học các phản ứng hydrocacbon C
6
Phản ứng Kp
[500
o
C]
∆H [Kcal/mol]
Cyclohexan → C
6
H
6
+ 3H
2

Metyl cyclo pentan →
Cyclohexan
n - hexan → C
6
H
6

+ 4H
2
n - hexan → Hexen - 1 + H
2
n - hexan → 2 - metyl pentan
6.10
5
0,086
0,78.10
5
1,1
0,037
52,8
- 3,8
63,8
- 1,4
31,0
Các số liệu nhiệt động học cho thấy tại cân bằng cyclo hexan 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 isomehoá là trung hòa
nhiệt trong khi phản ứng hydro cracking toả nhiệt , các số liệu cũng cho thấy hiệu ứng
nhiệt của phản ứng phụ thuộc chính vào nồng độ xyclonapatran trong nguyên liệu vì
nó hấp thụ nhiệt mạnh nhất, vì nhiệt của phản ứng được lấy từ hỗn hợp nguyên liệu và
khi nén nhiệt độ của hỗn hợp này giảm.
Phản ứng dehydro tạo vòng của parafin và phản ứng dehydro hóa của naphtan 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 (500
o
C).Tuy nhiên điều kiện này thích hợp để tạo thành cốc và

sự tạo cốc chỉ có thể ngăn chặn bằng cách thực hiện phản ứng trong môi trường hydro,
nếu 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 ra aromatic.
Vậy quá trình reforming xúc tác phải được thực hiện dưới áp suất cao và hydro sản
phẩm được hoàn lại vùng phản ứng .
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 pha lỏng. (Hình 3) minh họa sự phụ thuộc của hiệu suất
phản ứng vào áp suất phản ứng tại những trị số octan khác nhau.
60
70
80
90
100
9
0
1
2
3
4
5
Áp suất thiết bị →
Hiệu suất phản ứng ->100%
RON85
RON95
RON102
RON104
Hình 3: Hiệu suất phản ứng và áp suất tại những 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 được 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 được tiến hành trong khoảng nhiệt độ 455 ÷ 510
o
C
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 10 atm thì 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 (bảng 4), vận tốc phản ứng khử hoạt tính xúc tác và hiệu suất hydro
thấp. Ngược lại, ở áp suất thấp (8,5 ÷ 20,5 atm) độ chuyển hoá các hợp chất thơm cao,
10
hiệu suất hydro cao, phản ứng hydrocracking giảm, nhưng lại nhanh chóng khử hoạt
tính xúc tác do sự tạo thành cốc.
Bảng 4: Đặc trưng vận tốc và hiệu ứng nhiệt của những phản ứng reforming
quan trọng:
Loại phản
ứng
Vận tốc
tương
đối
ảnh hưởng của sự tăng
áp suất tổng cộng
Hiệu ứng
nhiệt
Hydrocrackin
g
Thấp
nhất

Vận tốc tăng
Tỏa nhiệt vừa
phải
Dehydro hóa
tạo vòng
Thấp
Không ảnh hưởng tới
sự giảm nhỏ trong vận tốc
Thu nhiệt
isome hóa
của parafin
Nhanh Giảm vận tốc Tỏa nhiệt ít
isome hóa
naphten
Nhanh Giảm vận tốc Tỏa nhiệt ít
Dehydro hóa
parafin
Khá
nhanh
Giảm độ chuyển hóa Thu nhiệt
Dehydro hóa
naphten
Rất
nhanh
Giảm độ chuyển hóa Rất thu nhiệt
Nhiệt độ phản ứng được chọn để làm cân bằng giữa sự tăng hoạt tính xúc tác và sự
tăng vận tốc phản ứng khử hoạt tính khi nhiệt độ tăng.
Khoảng nhiệt độ từ 460 ÷ 525
o
C và thường là giữa 482 và 500

o
C. Nhưng quá trình
hoạt động ở áp suất thấp và nhiệt độ khá cao tạo ra sản phẩm có trị số octan cao nhất.
Khi xúc tác bị mất hoạt tính trong quá trình hoạt động nhiệt độ thường được giảm từ
từ để duy trì trị số octan không đổi.
Khoảng vận tốc thể tích là từ 0,9 đến 5 phần thể tích nguyên liệu lỏng trên thể tích
xúc tác trong một giờ, thường dùng nhất là từ 1 ÷ 2 . Nên lựa chọn vận tốc sao cho
những phản ứng hydro cracking xảy ra trong giới hạn cho phép và những phản ứng
dehydro hóa tạo vòng xảy ra đạt yêu cầu mong muốn. Phản ứng thơm hóa và
isomehoá không bị ảnh hưởng bởi vận tốc không gian nên những phản ứng này đạt
cân bằng ngay cả khi vận tốc không gian cao.
Tỷ lệ mol giữa hydro và hydrocacbon nguyên liệu thay đổi từ 3 đến 10, nhưng phổ
biến nhất là từ 5 đến 8. Tỷ lệ này thì ảnh hưởng bất lợi đến phản ứng thơm hóa, tăng
phản ứng hydro cracking và làm giảm vận tlốc phản ứng như hoạt tính xúc tác. Giá trị
11
lựa chọn thường ở giới hạn thấp để phản ứng hydro cracking xảy ra đạt yêu cầu và sự
khử hoạt tính xúc tác là thấp. Những naphtan có nhánh thường là thành phần chính
của nguyên liệu. Nguyên liệu có hàm lượng hydrocacbon không no cao phải được
hydro hóa trước khi phản ứng để giảm tiêu thụ hydro trong phản ứng và sự khử hoạt
tính xúc tác. Nồng độ của tạp chất trong nguyên liệu đóng vai trò chất gây ngộ độc
xúc tác phải được điều khiển nghiêm ngặt. Sunfua làm ngộ độc chức năng kim loại
của xúc tác nên phải duy trì nồng độ nhỏ hơn 1 ppm đối với nguyên liệu cho xúc tác
mới. Nguyên liệu có hàm lượng sunfua cao phải được hydro sunfua hóa trước phản
ứng. Các hợp chất nitơ hữu cơ bị chuyển thành amoniac làm ngộ độc chức năng axit
của xúc tác. Nồng độ của nó phải nhỏ hơn 2 ppm. Nitơ thường được loại ra khỏi
nguyên liệu xử lý hydro xúc tác, đồng thời với hydro desunfua hóa. Nước và các hợp
chất chứa Clo cũng là thành phần không mong muốn trong nguyên liệu vì nó thay đổi
độ axit của chất mang và làm đảo lộn cân bằng của những phản ứng đang xảy ra vì
những hợp chất này để loại bỏ, hàm lượng của chúng cần phải điều khiển cẩn thận để
duy trì độ axit của xúc tác. Những kim loại như ASipb, Cu phải giữ nồng độ rất thấp

vì chúng tạo hợp kim với chì làm khử hoạt tính của xúc tác. Hàm lượng asen trong
nguyên liệu phải thấp hơn 30 phần tử.
5. Xúc tác của quá trình reforming
5.1 Giới thiệu về chất xúc tác
Phản ứng reforming Naphten là phản ứng loại hydro ở vòng no dễ xảy ra trên chất
xúc tác kim loại Pt, Rh , còn phản ứng reforming parafin phải xảy ra theo 2 hoặc 3
giai đoạn kế tiếp nhau: loại hydro ở parafin, đóng vòng hydrocacbon đói thu được từ
giai đoạn trước, loại tiếp hydro ở hydrocacbon vòng thu được nếu nó chưa phải là
aromatic. Giai đoạn đóng vòng xảy ra trên chất xúc tác axit như Al
2
O
3
đã axit hóa vừa
phải, còn giai đoạn loại hydro cũng xảy ra trên xúc tác kim loại.
Chất xúc tác thường dùng ngày nay gồm Platin và một ít kim loại khác như Re, Rh
phân tán trên Al
2
O
3
(250m
2
/g) đã clo hóa đến khoảng 1%. Mục đích của cho thêm kim
loại khác vào là để tăng hoạt tính xúc tác, tăng độ bền xúc tác. Ví dụ khi cho thêm Sn
(1/2 lượng), hoạt tính xúc tác không tăng nhưng giá thành giảm đi. Khi cho Re thì
hoạt tính tăng vì Re có vai trò phân tán đều các nguyên tử Pt trên bề mặt axit rắn.
Xúc tác sử dụng hiện nay cho reforming là 0,2-0,7% Platin mang trên Al
2
O
3
. Và

một số kim loại khác.
5.2 Vai trò hai chức năng của xúc tác reforming
Phản ứng reforming đòi hỏi hai chức năng khác nhau: tâm kim loại xúc tác cho
quá trình hidro hóa (hydrogenation) và dehidro hóa (dehidro hóa các parafin, các
napten; hidro hóa các olefin) và tâm axit xúc tác cho các quá trình xảy ra theo cơ chế
cacbocation (đồng phân hóa, vòng hóa, hidrocracking). Cả hai chức năng tương tác
với nhau chủ yếu thông qua các phân tử olefin là những hợp chất trung gian đóng vai
trò quyết định. Cho đến nay, sơ đồ phản ứng chuyển hóa các hidrocacbon C
6
và các
đồng đẳng trên xúc tác lưỡng chức năng do Mills và các đồng tác giả đưa ra năm 1952
vẫn được coi là hợp lý nhất.
12
Hình 4: sơ đồ biểu diễn các phản ứng chuyển hóa hiđrocacbon C
6
trên xúc tác
lưỡng chức [4]
Theo sơ đồ này, n-hexan trước hết bị dehidro hóa trên tâm kim loại thành n-hexen.
N-hexen di chuyển sang tâm axit lân cận và bị proton hóa ở đó để biến thành một ion
cacbeni bậc 2. Theo quy luật về các cacbocation, ion cacbeni tiếp tục chuyển hóa
thành 2 hướng: (a) đồng phân hóa và được giải phóng ra dưới dạng isohexen hoặc lại
di chuyển sang tâm kim loại để loại hidro hóa thành isohexan, (b) đóng vòng thành
metylxiclopentan và tiếp tục phản ứng qua nhiều giai đoạn trung gian để tạo thành
benzen. Tính độc lập của hai loại tâm hoạt động cũng như sự di chuyển thông qua pha
khí của các olefin trung gian từ loại tâm này sang loại tâm khác trong xúc tác lưỡng
chức đã từng được nhiều công trình nghiên cứu chứng minh.
Trên các tâm axit, trong điều kiện reforming, có thể xảy ra các phản ứng đồng
phân hóa, phá vỡ hoặc đóng vòng, mở rộng hoặc thu nhỏ vòng hiđrocacbon (xem hình
4). Phản ứng hiđrocracking làm gãy liên kết C-C cũng xảy ra trên các tâm axit của
chất mang. Tốc độ hình thành cacbocation và sự chuyển hóa tiếp theo của nó theo

hướng này hay hướng khác udược quyết định trước hết bởi cấu trúc của hiđrocacbon
tham gia phản ứng và abrn chất của các tâm axit trên bề mặt chất mang. Nói chung,
trong khi xem xét phản ứng reforming, chức năng axit của chát mang không được
quan tâm nhiều bằng chức năng hiđro hóa –đehiđro hóa của các tâm kim loại. Điều
này có thể được giải thích bởi sự đóng góp, mặc dầu nhất thiết phải có, nhưng tương
đối hạn chế của các tâm axit vào hiệu quả của tác động xúc tác. Thực tế, trong lịch sử
phát triển hơn nữa thế kỷ của xúc tác reforming, những cải tiến trong chức năng axit
hầu như còn rất ít, trong khi chức năng của pha kim loại đã chứng kiến nhiều tiến bộ
vượt bậc đem lại những thay đổi đáng kể trong công nghệ reforming xúc tác. Nhom
oxit mà chủ yếu là γ-Al
2
O
3
, được xúc tiến bởi các ion Cl
-
,cho đến nay vẫn giữ vị trí
hàng đầu với tư cách là chất mang xúc tác. Vai trò của chất mang không chỉ hạn chế
bởi sự biểu hiện tính axit mà còn với tư cách là pha của chất mang không chỉ hạn chế
bởi sự biểu hiện tính axit mà còn với tư cách là pha nền, trên đó các nguyên tử kim
13
loại được phân bố rất phân tán, có tương tác với nhau cũng như tương tách giữa chúng
với chất mang theo những quy luật nhất định. Các quy trình nghiêm ngặt trong chế tạo
nhôm oxit bảo đảm tính lặp lại hoàn toàn các đặc trưng bề mặt của nó là điều rất quan
trọng đối với sản xuất công nghiệp. Việc thay thế nhôm oxit bằng aluminosilicat vô
định hình hoặc tinh thể zeolit cho đến nay, mặc dầu có những kết quả rất lý thú, vẫn
chưa đem lại những thay đổi đáng kể về hiệu quả tổng thể của quá trình reforming
trong công nghiệp lọc dầu. Như sẽ thấy dưới đây, các xúc tác Pt mang trên zeolit L
cũng được nghiên cứu nhiều trong các phòng thí nghiệm nhưng chưa có ứng dụng
công nghiệp.
Hình 5: sơ đồ biểu diễn cơ chế đehidro hoa xiclohexan [4]

Phản ứng đehiđro-vòng hóa trên các tâm kim loại có thể xảy ra tương tự cơ chế
đồng phân hóa trên đây thông qua việc hình thành các phức vòng 5 hoặc 6 cạnh mà
cũng có thể xảy ra theo cơ chế hấp phụ hai nguyên tử cacbon liền kề để tạo phức hấp
phụ rồi đứt hai liên kết C-H tạo olefin sau đó cứ tiếp diễn như vậy theo trình tự ankan
 anken  ankađien  ankatrien  xiclođien  aren. Sử dụng phương pháp khối
phổ kết hợp phổ cộng hưởng từ hạt nhân
13
C một số tác giả đã chứng minh rằng, trên
xúc tác Pt/γ-Al
2
O
3
phản ứng thơm hóa n-hexan xảy ra theo cơ chế tạo phức trung gian
vòng sáu cạnh, còn trên Pt/γ-Al
2
O
3
phản ứng xảy ra theo cơ chế tạo vòng 5 cạnh.
Phản ứng hiđro phân cũng bắt đầu bằng giai đoạn hấp phụ tại hai nguyên tử
cacbon liền kề và đehidro hóa hai liên kết C-H như trong phản ứng đehidro hóa,
nhưng sau đó lại đứt liên tiếp C-C giữa hai nguyên tử cacbon hấp phụ để tạo ra các
14
mảnh hiđrocacbon chưa no hấp phụ trên tâm kim loại. Dưới tác dụng của hiđro, các
mảnh hiđrocacbon chưa no đó bị hiđro hóa và giải hấp dưới dạng hidrocacbon no có
trọng lượng phân tử nhỏ hơn. Mặt khác, các nguyên tử cacbon tham gia liên kết Pt-C
có thể tiếp tục bị đehidrod hóa và cuối cùng bị graphit hóa trên bề mặt kim loại. Độ
bền của liên kết Pt-C quyết định tốc độ gẫy liên kết C-C. Theo các mục tiêu của quá
trình reforming mà xét thì platin là nguyên tố có hoạt độ thơm hóa cao nhất và hoạt độ
hidro phân thấp nhất trong số các kim loại chuyển tiếp. Bởi vậy, không phải ngẫu
nhiên mà platin được xem là xúc tác thích hợp nhất cho quá trình reforming.

5.3 Các yêu cầu đối với các xúc tác reforming
Để có một xúc tác reforming tốt thì xúc tác đó cần có hoạt tính cao đối với các
phản ứng tạo hydrocacbon thơm, có đủ hoạt tính đối với các phản ứng đồng phân hóa
parafin và có hoạt tính thấp với hydrocracking. Nó thể hiện qua các chỉ tiêu sau đây:
- Xúc tác phải có độ chọn lọc cao.
- Xúc tác phải có độ bền nhiệt và khả năng tái sinh tốt.
- Xúc tác phải bền đối với các chất gây ngộ độc như các hợp chất của S, N, O,
nước, muối của các kim loại nặng và các tạp chất khác.
- Xúc tác phải có độ ổn định cao (khả năng bảo toàn hoạt tính ban đầu trong suốt
thời gian làm việc).
-Xúc tác có giá thành hạ, dễ chế tạo.
Thông thường người ta đánh giá chất lượng của xúc tác reforming thông qua các
chỉ tiêu: hàm lượng Pt, bề mặt riêng của chất mang, độ bền Bảng 5 cho biết môt số
đặc trưng của xúc tác reforming
Bảng 5: Một số đặc trưng của xúc tác reforming [2]
Các chỉ số
Xúc tác
AII-64
(liên Xô
cũ)
8815
CHLB
Đức
RY-
302
Phá
p
RD-
150
Mỹ

-Đức
R-16
Mỹ
Pt(%trọng
lượng)
0,6:0,65 0,35 0,58:
0,62
0,37 0,55
Đường kính hạt
(µm)
1,8 - 2,2 1,5 1,5-
3,0
Bề mặt riêng
(m
2
/g)
180 - 240-
280
- 160-
200
Chỉ số độ bền
(kg/mm)
>=0,97 - 1,2 - -
Đường kính lỗ - - 40- 40- 80-
15
(A) 120 120 100
Thể tích lỗ
(ml/g)
- - - - 0,75-
0,88

Chất kích hoạt Clo Clo Clo Clo Clo
Chú ý: tất cẩ các xúc tác trên đều chứa Re (0,5% trọng lượng) trên chất mang
Al
2
O
3
.
5.4 ) Tính chất của xúc tác
 Độ hoạt tính
Có nhiều phương pháp để đánh giá hoạt tính của xúc tác . Nhưng về bản chất các
phương pháp cơ bản đều giống nhau , đều giựa vào thiết bị chuẩn v à nguyên liệu mẫu
cùng các điều kiện công nghệ của phòng thí nghiệm , để xác định hiệu suất của các
sản phẩm . Độ hoạt tính của xúc tác được biểu diễn thông qua chỉ số hoạt tính , đó là
giá trị của hiệu suất xăng (% khối lượng).
 Độ chọn lọc
Khả năng của xúc tác làm tăng tốc độ các phản ứng có lợi , đồng thời làm giảm tốc
độ phản ứng không mong muốn được gọi là độ chọn lọc của xúc tác . Trong quá trình
reforming xúc tác , độ chọn lọc của xúc tác quyết định có khả năng tạo sản phẩm có
giá trị đó là xăng có chất lượng cao . Trong quá trình reforming xúc tác độ chọn lọc
của chất xúc tác được đo bằng tỉ lệ của hàm lượng hydrocacbon (có ít nhất hơn 5
nguyên tử cacbon) trên hàm lượng hydrocacbon được chuyển hoá ( hiệu suất ). Có hai
phản ứng dẫn tới việc giảm hiệu suất là :
 Phản ứng hydro phân sinh ra khí C
1
, C
2
.
 Phản ứng hydrocracking tạo ra propan và butan.
Để tăng tính chọn lọc của chất xúc tác thì người ta thêm vào một số kim loại khác
(kim loại thứ hai), đặc biệt là ở áp suất thấp.

 Độ bền
Trong quá trình phản ứng thì độ bền của chất xúc tác bị thay đổi (giảm dần). Đó là
chính ảnh hưởng của nhiệt độ. Trong những điều kiện của reforming xúc tác, sự mất
hoạt tính là do :
 Giảm bề mặt chất xúc tác do sự thiêu kết và tạo cốc.
 Sự giảm hoạt tính axit.
Tuy nhiên sự giảm hoạt tính axit có thể được bổ sung bằng sự clohóa trong khi tái
sinh chất xúc tác. Mặt khác sự kém tinh khiết của chất độn cũng có thể làm cho chất
xúc tác có độ bền kém .
 Tính nhạy cảm với tạp chất
Chất xúc tác trong quá trình reforming xúc tác rất nhạy cảm đối với một số tạp
chất, quá trình đó có thể là thuận nghịch hoặc bất thuận nghịch. Trong số các tạp chất
mà trong quá trình thuận nghịch là H
2
O và Oxy (O
2
). Sự tạo thành nước trong quá
16
trình reforming xúc tác dẫn tới sự rửa giải Clo và giảm hoạt tính của axit của chất
mang.
Bên cạnh đó hợp chất của Nitơ (NH
3
) cũng gây ảnh hưởng không tốt đến quá trình.
Ngoài ra chất xúc tác cũng rất nhạy cảm với các hợp chất của lưu huỳnh (H
2
S). Người
ta nhận thấy H
2
S gây ức chế chức năng kim loại với phản ứng sau:
Pt + H

2
S → PtS + H
2
5.5 Nguyên nhân làm giảm hoạt tính xúc tác
Sau một thời gian làm việc, hoạt tính xúc tác bị giảm đáng kể. Muốn nâng cao hiệu
quả sử dụng của xúc tác nhằm giảm giá thành sản phẩm thì xúc tác đó phải được tái
sinh. Để có biện pháp khôi phục lại hoạt tính của xúc tác một cách hữu hiệu thì phải
xuất phát từ nguyên nhân gây nên sự mất hoạt tính xúc tác
 Mất hoạt tính do sự tạo cốc
Trong quá trình phản ứng luôn kèm theo quá trình tạo cốc. Cốc đó sẽ bám dính
trên bề mặt xúc tác, làm bít đi các trung tâm hoạt tính, ngăn cách sự tiếp xúc của tác
nhân phản ứng với xúc tác làm giảm dần hoạt tính của nó.
 Ảnh hưởng độc hại của các chất chứa lưu huỳnh
Các hợp chất của lưu huỳnh làm ngộ độc trung tâm kim loại (Pt), làm ảnh hưởng
không tốt đến chức năng khử hydro và vòng hóa.
Pt + H
2
S  PtS + H
2
Trong các chất chứa lưu huỳnh, mercaptan (RSH) làm giảm mạnh nhất hoạt tính
xúc tác. Khi hoạt tính xúc tác giảm, không những làm giảm hiệu suất xăng, mà cả chất
lượng xăng cũng giảm theo. Đặc biệt lưu huỳnh ở dạng H
2
S còn gây ăn mòn thiết bị.
Do vậy cần phải làm sạch lưu huỳnh ngay từ khi đưa nguyên liệu vào quá trình
reforming. Hàm lượng lưu huỳnh trong nguyên liệu cho phép từ 0,01 đến 0,07% trọng
lượng.
 Ảnh hưởng độc hại của các hợp chất chứa nitơ
Các chất chứa nitơ thường có tính bazơ, sẽ trung hòa các tâm axit, làm giảm độ
axit của chất mang, làm xấu đi các chỉ tiêu của xăng reforming. Đồng thời NH

4
Cl tạo
ra trong quá trình phản ứng, là chất dễ bay hơi gây tăng nhiệt độ thiết bị. Vì vậy hàm
lượng nitơ cho phép không vượt quá 10
-4
% trọng lượng.
Bảng 6: Ảnh hưởng gây độc xúc tác của các hợp chất nitơ [2]
Chỉ tiêu Xúc tác
chưa bị ngộ độc
Xúc tác sau
khi bị ngộ độc
Hàm lượng chất nitơ trong nguyên liệu
(mg/l)
1-2 6-7
Hiệu suất xăng reforming (%TL) 89 85
Trị số octan:
17
-Theo phương pháp môtơ (không pha
chì)
93 89,5
-Theo phương pháp nghiên cứu (có pha
0,8ml nước chì/1lít)
96,5 92,5
 Ảnh hưởng độc hại của nước
Nước có mặt trong nguyên liệu sẽ pha loãng các trung tâm axit, làm giảm độ axit
của chất mang, đồng thời gây ăn mòn thiết bị. Hàm lượng nước cho phép không vượt
quá ( 10-20).10
-4
% trọng lượng.
 Ảnh hưởng độc hại của các kim loại

Các hợp chất của chì (Pb), asen (As) gây ngộ độc xúc tác mạnh. Người ta thấy
rằng, nếu có 0,5% Pb thì xúc tác sẽ không có khả năng tái sinh. Vì vậy hàm lượng cho
phép của chì trong xúc tác là 0.02 ppm và của asen là 0,01 ppm.
 Ảnh hưởng của thời gian tới độ chuyển hóa và độ chọn lọc của phản ứng
Hình 6 cho thấy xúc tác platin mất hoạt tính rất nhanh theo thời gian phản ứng và
nhiệt độ càng cao thì quá trình đó càng xảy ra nhanh, mặc dù hoạt độ ban đầu của nó
tăng theo nhiệt độ. Độ chọn lọc ban đầu của phản ứng tại hầu hết các nhiệt độ đều rất
cao, gần xấp xỉ 100%, nhưng theo thời gian phảnứng độ chọn lọc cũng giảm nhanh tại
các nhiệt độ 723K và 773K, trong khi tại các nhiệt độ thấp hơn thông số này thay đổi
không đáng kể.
(a)
18
(b)
Hình 6: sự phụ thuộc của độ chuyển hóa (a) và độ chọn lọc (b) của phản ứng
đehiđro hóa xiclohexan (DH CHX) trên xúc tác Pt/Al
2
O
3
vào thời gian phản ứng tại
các nhiệt độ khác nhau: 1-300
o
C; 2-350
o
C; 3-400
o
C; 5-500
o
C, 6-550
o
C (điều kiện phản

ứng: áp suất khí quyển, tỉ lệ mol H
2
/ CHX trong dòng hỗn hợp pahnrứng 6/1, tỉ lệ thể
tích khối xúc tác (0,25cm
3
-2cm
3
/ tốc độ dòng hỗn hợp phản ứng (16,7cm
3
/phút-
133cm
3
/phút được giữ cố định bằng 0,015/phút) [4]
Bức tranh tưởng tự cũng được quan sát được trong phản ứng đehiđro-vòng hóa
(DHC) n-heptan (hình 7)
Hình 7: Sự phụ thuộc vào thời gian của độ chuyển hóa (1) và độ chọn lọc (2) của
phản ứng DHC n-heptan trên xúc tác 0,3%pt/γ-Al
2
O
3
ở 510
o
C (điều kiện phản ứng: áp
19
suất thường, lượng chất xúc tác g, tỉ lệ mol H
2
/n-heptan=7/1, tốc độ dòng nguyên liệu
66,7cm
3
/phút) [4]

5.6 Các biện pháp tái sinh xúc tác
Dựa vào các nguyên nhân gây mất hoạt tính xúc tác đã nêu ở trên, trong công
nghiệp áp dụng các biện pháp sau đây để tái sinh xúc tác:
 Phương pháp oxy hóa
Bản chất của phương pháp là đốt cháy cốc bám trên bề mặt xúc tác bằng oxy của
không khí ở nhiệt độ 300 đến 500
0
C.Đối với các xúc tác bị mất hoạt tính, sau khi tái
sinh, sẽ đạt được hoạt tính xấp xỉ ban đầu.Nhưng sau nhiều lần tái sinh, hoạt tính sẽ
giảm.
 Tái sinh bằng phương pháp khử
Khi trên bề mặt xúc tác tích tụ nhiều lưu huỳnh, có thể sẽ không loại bỏ được bằng
cách đốt, thì sẽ tiếp tuc loại bỏ bằng phương pháp khử, ( bằng hydro dưới áp suất 20
at, 10% H2) lúc ấy lưu huỳnh sẽ bị khử thành H2S và do đó hàm lượng của nó giảm
xuống chỉ còn 0,03 đến 0,05% trọng lượng. Ví dụ, với xúc tác AII – 56 của Nga, sau
khi khử, hoạt tính xúc tác tang lên 56 lần nhiều hơn so với tái sinh bằng phương pháp
oxy hóa.
 Tái sinh bằng phương pháp oxyclo hóa
Theo thời gian làm việc, lượng clo trên chất mang bị mất dần; người ta phải cho
them clo ở dạng các hợp chất hữu cơ vào vùng phản ứng theo nguyên liệu. Ngoài ra
còn tiến hành clo hóa chất xúc tác trong giai đoạn nung của quá trình tái sinh xúc tác,
lúc này có thể choc lo vào ở dạng khí.
Ví dụ, xúc tác Al
2
O
3
đã làm việc 15.000 giờ, cho xúc tác này tái sinh bằng phương
pháp oxy hóa với hỗn hợp nitơ- oxy có hàm lượng oxy từ 1 đến 1,5% thể tích, ở điều
kiện 7 đến 10 at và tang dần nhiệt độ lên 500
0

C. Xúc tác sau khi đã đốt cốc, đem clo
hóa ở điều kiện áp suất khí quyển trong môi trường không khí, chứa 0,4 đến 0,5% thể
tích clo, sao choc lo khí được bão hòa trong xúc tác. Kết quả sau khi clo hóa thấy hàm
lượng clo trong xúc tác tang từ 0.07 đến 0,8% trọng lượng, còn hàm lượng sắt giảm từ
1,0 xuống còn 0,15% trọng lượng. Việc giảm hàm lượng Fe trong xúc tác là do đã xảy
ra phản ứng sau:
Chú ý: Hàm lượng clo trong xúc tác không nên cao quá, ví dụ, nếu clo chiếm 1,4%
trọng lượng thì khả năng phân hủy tăng lên mạnh, điều đó dẫn đến tăng hiệu suất khí,
điều này không mong muốn đối với quá trình reforming. Qua thực nghiệm thấy rằng,
chế độ tái sinh xúc xắc bằng clo như sau:
- Tốc độ thể tích nạp không khí (h
-1
) 1000
- Nhiệt độ (
0
C) 500
20
- Thời gian tái sinh ( h) 6
- Nồng độ clo trong không khí ( % trọng lượng) 0,4- 0,5
Hàm lượng clo trong xúc tác tối ưu nhất trong khoảng 0,8 đến 0,9% trọng lượng.
5.7 Các phương pháp nghiên cứu đặc trưng của xúc tác
Để xác định các tính chất của xúc tác, nhằm chế tạo được một loại xúc tác tối ưu,
sử dụng hợp lý và có hiệu quả, thông thường phải nghiên cứu các vấn đề sau đây:
Xác định độ phân tán của Pt trên chất mang. Độ phân tán càng cao,, hoạt động tính
xúc tác càng cao.
• Độ phân tán được xác định bằng phương pháp hấp phụ theo sơ đồ hấp phụ Macben,
dùng chất hấp phụ là CO.
• Xác định bằng phổ hồng ngoại IR: dùng chất dò là CO, dựa vào lien kết hấp phụ của
Co với Pt đễ biết được số phân tử CO hấp phụ, từ đó chỉ ra được lien kết kim loại-
cacbon ( bảng 7), có nghĩa là xác định được độ phân tán của Pt.

Xác định trạng thái hóa trị của xúc tác bằng phương pháp dùng phổ Roontgen.
Xác định bề mặt riêng của xúc tác bằng phương pháp sắc ký khí.
Bảng 7: Xác định độ phân tán bằng phương pháp IR dùng chất dò CO [2]
Kim
loại
Chất
mang
Độ dài bước sóng
(cm
-1
)
Cấu trúc
Pt SiO
2
2075
1850
Pd SiO
2
2050
1900
1830
Ni SiO
2
2030
1905
6. Cơ chế phản ứng reforming
Có thể tóm tắt các phản ứng chính của quá trình reforming như sau:
21
Naphten  aren + H
2

n- C
7
 aren + H
2
n- C
7
 i=0-C
7
n- C
6
benzene + H
2
Năng lượng hoạt hóa của các phản ứng có các giá trị trong khoảng 20 đến 45
kcal/mol:
E
A
=20kkcal/mol
E
A
=25 kcal/mol
E
A
= 45kcal/mol
E
A
= 30kcal/mol
22
Hình 8: Sơ đồ cơ chế phản ứng reforming [2]
Theo sơ đồ này ta thấy, từ n-hexan, sau quá trình reforming đã thu được izo-hexa,
xyclohexan, benzen, metyl xyclopentan. Tất cả các chất này đều là các cấu tử cao

octan, vậy có nghĩa là thu được xăng có trị số octan cao.
Ngoài các phản ứng chính ở trên, còn xảy ra một lượng đáng kể các phản ứng
hydrocracking:
C
n
H
2n+2
+ H
2
 C
m
H
2m+2
+ C
p
H
2p+2
Ví dụ: C
9
H
20
+ H
2
 C
4
H
10
+ C
5
H

12
Các hydrocacbon có phân tử lượng lớn dễ bị hydrocracking hơn các hydrocacbon
có phân tử lượng nhỏ. Các phản ứng này mợt mặt cũng có tác dụng tích cực làm tăng
hiệu suât xăng và trị số octan của xăng (do tạo ra i=0-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 lại có tác dụng tiêu cực.
Độ axit của xúc tác có ảnh hưởng lớn đến phản ứng hydrocracking: Độ axit càng
lớn thì phản ứng hydrocracking xảy ra các mạnh, từ đó giải thích tại sao người ta
không dung aluminosilicat làm chất mang mà dùng Al
2
O
3
, (Al
2
O
3
có độ axit nhỏ hơn).
• Các phản ứng phụ đi kèm theo quá trình reforming cũng có những ảnh hưởng lợi hại
nhất định.
Phản ứng hydro hóa các hợp chất chứa O, N, S dễ dàng xảy ra trên xúc tác có hoạt
tính hydro hóa ở nhiệt độ 300 đến 500
0
C và áp suất 14 đến 70 at, tạo thành các hợp
chất H
2
S, NH
3
, H
2
O có thể tách được chúng ra khỏi sản phẩm:

23
RSH +H
2
 RH + H
2
S
Khi hàm lượng S có trong nguyên liệu từ 0,1 đến 0,5% trọng lượng, có thể làm
sạch nguyên liệu đên 0,01 - 0,05% bằng cách thực hiện các phản ứng trên.
Các phản ứng trùng hợp hydrocacbon không no tạo ra các olefin và polyolènin là
điều không mong muốn:
Nhiệt độ càng cao lượng olenfin tạo ra càng nhiều, dẫn đến phản ứng trùng hợp
càng tăng.
Phản ứng ngưng tụ tạo cốc gây ảnh hưởng không tốt đối với xúc tác:
Phản ứng hydrocracking tạo khí xảy ra khi tăng áp suất hydro có thể làm hạn chế
phản ứng ngưng tụ và tạo cốc. Tuy nhiên, nếu áp suất H
2
quá lớn, phản ứng
hydrocracking lại xảy ra mạnh và cân bằng của phản ứng xyclohexan tạo thành
benzene sẽ chuyển dịch về bên trái, tức là giảm bớt hàm lượng hydrocacbon thơm. Vì
những lý do trên, phải lựa chọn điều kiện, chế độ reforming cho thích hợp để hạn chế
sản phẩm phụ không mong muốn.
7. Nguyên liệu và sản phẩm quá trình
7.1 Nguyên liệu
Phân đoạn xăng chất lượng thấp có giới hạn sôi từ 60 ÷ 180
o
C làm nguyên liệu cho
quá trình reforming xúc tác. Phân đoạn xăng có điểm sôi đầu nhỏ hơn 60
o
C là không
thích hợp vì nó không chứa cycloankan và hoàn toàn không có khả năng chuyển hóa

thành aren, mà chỉ chứa các hydrocacbon có số cacbon nhỏ hơn 6, chỉ có khả năng
chuyển hóa thành các hydrocacbon nhẹ (khí).Nhưng điểm sôi cuối cao hơn 180
o
C thì
gây ra nhiều cốc lắng đọng trên Với mục đích sản xuất BTX cho hóa dầu thì việc lựa
chọn nguồn nguyên liệu và giới hạn điểm cắt phân đoạn đóng vai trò quan trọng. Để
thu tổng BTX người ta thường chọn phân đoạn 60- 145
o
C. Nếu chỉ để thu benzen
chọn PĐ 65-85
o
C. Thu toluen chọn PĐ 85-120
o
C. Thu xylen chọn PĐ 120-145
o
C. vậy,
naphtan là thành phần mong muốn còn aromatic và olefin là thành phần không mong
muốn trong nguyên liệu. Nguyên liệu càng giàu parafin càng khó reforming nhưng
cũng có thể đạt hiệu suất cao nếu tiến hành ở điều kiện thích hợp. Nguyên liệu là xăng
của quá trình cracking không tốt bằng xăng chưng cất trực tiếp vì hàm lượng olefin
cao. Tuy nhiên gần đây, do sự phát triển của quá trình làm sạch của sản phẩm dầu mỏ
bằng hydro, các hợp chất olefin, các hợp chất chứa S, N, O trong nguyên liệu,vì vậy
24
các hệ thống reforming xúc tác hiện tại còn có thể sử dụng các phân đoạn xăng của
quá trình thứ cấp như xăng của quá trình cốc hóa, xăng của cracking nhiệt làm
nguyên liệu.
Trong thực tế tuỳ thuộc vào mục đích của quá trình mà lựa chọn các phân đoạn
xăng nguyên liệu thích hợp. Nếu nhằm mục đích thu xăng có trị số octan cao, thường
sử dụng xăng có phân đoạn từ 85 ÷ 180
o

C và 105 ÷ 180
o
C với sự lựa chọn này sẽ thu
được xăng có trị số octan cao, đồng thời giảm được khí và cốc không mong muốn,
phân đoạn có nhiệt độ sôi đầu là 105
o
C có thể sản xuất xăng có trị số octan đến 90 ÷
100 đồng thời làm tăng hiệu suất xăng và hydro.
Nếu nhằm mục đích thu các hợp chất thơm cần lựa chọn phân đoạn xăng hẹp thích
hợp để sản xuất, benzen sử dụng phân đoạn xăng có giới hạn sôi 62 đến 85
o
C. Để sản
xuất toluen sử dụng phân đoạn xăng có giới hạn sôi 105 ÷ 140
o
C.
Phân đoạn có nhiệt độ sôi từ 62 ÷ 140
o
C được sử dụng để sản xuất hỗn hợp
benzen, toluen, xylen,trong khi phân đoạn có khoảng nhiệt độ sôi 62 đến 180
o
C để sản
xuất đồng thời cả aren và xăng có trị số octan cao. Do vậy để đạt được những sản
phẩm mong muốn, một số quá trình tiến hành tách phân đoạn sơ bộ để tách phần nhẹ
và phần nặng.
1
2
3
2
1
3

75
80
85
90
0,6
75
80
85
90
25