Đại Học Mỏ - Địa Chất
Nguyễn Quốc Tuấn
Lọc Hóa Dầu A – K56

1


Đại Học Mỏ - Địa Chất
Nguyễn Quốc Tuấn
Lọc Hóa Dầu A – K56

MỤC LỤC

2


Đại Học Mỏ - Địa Chất
Nguyễn Quốc Tuấn
Lọc Hóa Dầu A – K56

Danh Mục Bảng

Danh Mục Bảng

3


Đại Học Mỏ - Địa Chất
Nguyễn Quốc Tuấn
Lọc Hóa Dầu A – K56

LỜI MỞ ĐẦU

4


Đại Học Mỏ - Địa Chất
Nguyễn Quốc Tuấn
Lọc Hóa Dầu A – K56

CHƯƠNG 1. TÌM HIỂU VỀ PHÂN XƯỞNG RFCC CỦA
NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT
1.1. Tổng quan nhà máy lọc dầu Dung Quất

Hình1. Toàn cảnh nhà máy Lọc dầu Dung Quất

1.1.1. Địa điểm và diện tích
Địa điểm: NMLD Dung Quất đặt tại Khu kinh tế Dung Quất, thuộc địa bàn các xã
Bình Thuận và Bình Trị, huyện Bình Sơn, tỉnh Quảng Ngãi.
Diện tích xây dựng: Mặt đất khoảng 338 ha, mặt biển khoảng 471 ha. Trong đó:
•
•
•
•
•
•
•

Khu nhà máy chính: 110 ha.
Khu bể chứa dầu thô: 42 ha.
Khu bể chứa sản phẩm: 43.38 ha.

Tuyến ống dẫn sản phẩm: 77.46 ha.
Khu tuyến dẫn dầu thô, cấp và xả nước biển: 17 ha.
Cảng xuất sản phẩm: 135 ha.
Hệ thống phao rót dầu, ống ngầm dưới biển, vòng quay tàu: 336 ha.

5


Đại Học Mỏ - Địa Chất
Nguyễn Quốc Tuấn
Lọc Hóa Dầu A – K56
1.1.2. Sơ đồ vị trí nhà máy

Hình 2. Sơ đồ vị trí nhà máy

1.1.3. Các phân xưởng trong nhà máy lọc dầu Dung Quất
Nhà máy lọc dầu Dung Quất gồm ba khu phân xưởng,:
• Khu phân xưởng công nghệ: gồm có 15 phân xưởng: CDU (011), NHT (012),
CCR (013), KTU (014), RFCC (015), LTU (016), NTU (017), SWS (018), ARU
(019), CNU (020), PRU (021), SRU (022), ISOM (023), LCO HDT (024), PP.
• Khu phân xưởng phụ trợ: 11 phân xưởng.
• Phân xưởng ngoại vi: 12 phân xưởng.

Các phân xưởng
công nghệ

Các phân xưởng
phụ trợ

Các phân xưởng

ngoại vi

1A

1B

2

3

Cold

Hot

P1

P3/
Jetty

12, 13,
23

11, 14,
37

15, 16,
17, 21

18, 19,
20, 22,

24, 58

31, 33,
34, 35,
36, 37,
39, 37,
59, 100

32, 40

38, 51,
54, 55,
56, 60

52, 53,
71, 72,
81, 82

Hình 1.3: Các cụm phân xưởng trong NMLD Dung Quất

Hình 3. Các cụm phân xưởng trong nhà máy
6


Đại Học Mỏ - Địa Chất
Nguyễn Quốc Tuấn
Lọc Hóa Dầu A – K56
1.1.4. Công suất chế biến và nguyên liệu
• Công suất chế biến: 6,5 triệu tấn dầu thô/năm; tương đương 148.000
thùng/ngày).

• Nguyên liệu: 100% dầu thô Bạch Hổ (Việt Nam) hoặc dầu thô hỗn hợp (85%
dầu thô Bạch Hổ + 15% dầu chua Dubai).
1.1.5. Sản phẩm của nhà máy lọc dầu Dung Quất
Hình 4. Sản lượng các sản phẩm của nhà máy

60 - 100
2.900 - 3.200

80 - 400600-700
1.400-1.800

135 - 150
400-420

7


Đại Học Mỏ - Địa Chất
Nguyễn Quốc Tuấn
Lọc Hóa Dầu A – K56
1.2. Tổng quan phân xưởng cracking cặn xúc tác tầng sôi (RFCC)
1.2.1. Cơ sở thiết kế phân xưởng
1.2.1.1. Mục đích và công suất của phân xưởng

Hình 5. Phân xưởng RFCC của nhà máy

Phân xưởng RFCC (phân xưởng 15) của nhà máy lọc dầu Dung Quất, được thiết
kế sử dụng 2 loại cặn chưng cất khí quyển dầu Bạch Hổ và dầu trộn Bạch Hổ/
Dubai.
Công suất thiết kế của phân xưởng là 3.256.000 tấn /năm phân đoạn cặn trên

370oC dầu Bạch Hổ, tương đương với 69.700 thùng /ngày với thời gian làm việc
là 8000 giờ/năm.
Phân xưởng RFCC cũng thiết kế để sử dụng cặn của phân xưởng CDU chưng cất
dầu chua phối trộn từ 1.0 triệu tấn dầu Dubai và 5,5 triệu tấn dầu Bạch Hổ. Công
suất khi vận hành dầu chua là 3.256.000 tấn /năm, tương đương với 69.700
thùng /ngày với thời gian làm việc là 8000 giờ/năm.
8


Đại Học Mỏ - Địa Chất
Nguyễn Quốc Tuấn
Lọc Hóa Dầu A – K56

9


Đại Học Mỏ - Địa Chất
Nguyễn Quốc Tuấn
Lọc Hóa Dầu A – K56
Phân xưởng RFCC cũng được thiết kế để xử lý cả cặn dầu Bạch Hổ và dầu trộn với
2 phương thức vận hành như sau:
• Tối đa xăng RFCC (max gasoline)
• Tối đa LCO (max distillate)
• Sản phẩm được bảo đảm trên cơ sở phân xưởng vận hành theo phương
thức tối đa LCO
• Phân xưởng được thiết kế để xử lý 100% nguyên liệu nóng trực tiếp từ
phân xưởng chưng cất khí quyển đồng thời có khả năng xử lý 100%
nguyên liệu nguội từ bể chứa.
• Thêm vào đó, phân xưởng xử lý khí của RFCC có thể xử lý các dòng công
nghệ:

• Off-gas của tháp stabilizer của phân xưởng CDU
• Dòng LPG từ phân xưởng CDU
Phân xưởng RFCC cũng có thể xử lý dòng off-gas từ phân xưởng xử lý xăng (NHT)
1.2.2. Nguyên liệu
Nguyên liệu chính của phân xưởng là cặn chưng cất khí quyển dầu thô Bạch Hổ
hoặc hỗn hợp dầu thô pha trộn Bạch Hổ và dầu thô Trung Đông

10


Đại Học Mỏ - Địa Chất
Nguyễn Quốc Tuấn
Lọc Hóa Dầu A – K56
Bảng 1 . Cặn chưng cất khí quyển dầu thô

Cut range, TBP
% thể tích trên dầu
% khối lượng trên dầu
Trọng lực API
SG ở 15/4°C
Nito
Lưu Huỳnh
Cặn Carbon lượng
Vanadi
Niken ppm
Natri ppm
Độ nhớt ở 50°C
Độ nhớt ở 100°C
Nhiệt độ nhỏ giọt
Nhựa đường

Hàm lượng sáp
Hydro
Trung hoà No
Tính chất thành phần
K
Chưng cất ATSM
(D1160 ở 760mmHg)
IBP
10%
30%
50%
% thể tích trên 550°C

Đơn vị

Dầu
(chua)
trộn

(°C)

370+
46,6
50
26,95
0,893
1800
0,55
2,66
10,5

5
1,6
43,4
8,8
50
2,0
N/A
12,7
0,05
12,58

Dầu (ngọt) Phương
Bạch Hổ
pháp
đánh giá
ASTM
+
370
47,3
50,1
28,9
0,882
1300
0,05
D1266
1,57
D189
0
D2787
1

1,6
D2788
43,4
D445
9
52
D97
1,0
D128
41
12,84
0,05
12,78

263
379
435
475
32,4

262
379
437
480
32,5

khối lượng ppm
% khối lượng
% khối
khối lượng ppm

khối lượng ppm
khối lượng ppm
cSt
cSt
°C
% khối lượng
% khối lượng
% khối lượng
mm KOH/gm
°C

1.2.3. Sản phẩm
Sản phẩm chính của cụm phản ứng, phân tách sản phẩm như sau:
• Wet gas được đưa sang RFCC Gas Plant để thu hồi LPG
• Overhead Distilate được đưa sang RFCC Gas Plant làm chất hấp thụ
• Light Cycle Oil (LCO) được đưa sang bể chứa trung gian, làm nguyên liệu
cho phân xưởng LCO Hydrotreater
• Decant Oil (DCO) làm phối liệu chế biến FO hoặc dầu nhiên liệu cho nhà
máy
• Ngoài ra còn có sản phẩm của cụm gas plant:
11


Đại Học Mỏ - Địa Chất
Nguyễn Quốc Tuấn
Lọc Hóa Dầu A – K56
• Off gas sử dụng làm khí nhiên liệu trong nhà máy.
• Hỗn hợp C3/C4 làm nguyên liệu cho phân xưởng LTU trước khi được đưa
sang phân xưởng thu hồi Propylene.
• Dòng RFCC Naphtha làm nguyên liệu cho phân xưởng NTU.

1.2.4.Xúc tác
Hiện nay nhà máy đang sử dụng xúc tác BSR Upgrader R+, do Albemarle cung
cấp.

12


Đại Học Mỏ - Địa Chất
Nguyễn Quốc Tuấn
Lọc Hóa Dầu A – K56

CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA
QUÁ TRÌNH CRACKING XÚC TÁC
2.1. Quá trình cracking xúc tác tầng sôi
2.1.1. Cơ chế phản ứng
2.1.1.1. Các phản ứng điển hình
Trong điều kiện tiến hành quá trình cracking xúc tác, một số lượng lớn các phản
ứng hóa học xảy ra, quyết định chất lượng sản phẩm và hiệu suất của quá trình.
Đó là các phản ứng sau:
• Phản ứng phân huỷ các mạch C−C, phản ứng cracking
Là phản ứng phân huỷ bẻ gẫy mạch những phần tử có kích thước lớn (trọng
lượng phân tử lớn) thành những phần tử có kích thước nhỏ hơn (trọng lượng
phân tử nhỏ hơn). Đây là phản ứng chính của quá trình.
 Phân huỷ parafin tạo olefin và parafin có trọng lượng phân tử nhỏ hơn
CnH2n+2
CmH2m + CpH2p+2 (n = m + p)
 Bẻ gãy mạch olefin tạo olefin nhỏ hơn
CnH2n
CmH2m + CpH2p
(n = m + p)

 Hydrocacbon thơm có nhánh bên bị bẻ gẫy tạo thành parafin và
hydrocacbon thơm có nhánh nhỏ hơn
ArCnH2n+1
ArCmH2m+1 + CpH2p (n = m + p)
 Naphten bị bẻ gẫy mở vòng tạo các olefin (trừ vòng hexan)
CnH2n
CmH2m + CpH2p (n = m + p)
naphten
olefin
olefin
CnH2n
C6H12 + CmH2m + CpH2p (n = m + p+ 6)
naphten

xyclohexan olefin

olefin

• Phản ứng đồng phân hoá (izome hoá)
Là phản ứng tạo ra những hydrocacbon có cấu trúc mạch nhánh (cấu tử làm trị
số octan tăng lên).
n-olefin

izo-olefin

13


Đại Học Mỏ - Địa Chất
Nguyễn Quốc Tuấn

Lọc Hóa Dầu A – K56
n-parafin

izo-parafin

• Phản ứng chuyển dời hydro dưới tác dụng của xúc tác
Nhờ có xúc tác mà có sự phân bố lại hydro cho nên đã làm no được một số
hydrocacbon chưa no (sản phẩm phân huỷ), vì vậy làm tăng được tính ổn định
hoá học của sản phẩm thu được.
Naphten + olefin

hydrocacbon thơm + parafin

• Phản ứng trùng hợp
Chủ yếu xảy ra với hydrocacbon chưa no
CnH2n + CmH2m

CpH2p

(n + m = p)

• Phản ứng alkyl hoá và dealkyl hoá
Phản ứng alkyl hoá xảy ra ở nhiệt độ thấp, làm giảm hiệu suất khí.
ArH

+

CnH2n

Hydrocacbon thơm


olefin

Aromat CnH2n+1
alkyl thơm

Phản ứng dealkyl hoá ngược với phản ứng alkyl hoá, xảy ra ở nhiệt độ cao và tạo
nhiều khí.
• Phản ứng ngưng tụ tạo cốc
Phản ứng này chủ yếu xảy ra đối với các hydrocacbon thơm đa vòng, xảy ra khi
nhiệt độ cao.

Sự tạo cốc trong quá trình cracking xúc tác là cần thiết cho quá trình cung cấp
nhiệt cho thiết bị phản ứng. Tuy nhiên khi lượng cốc quá nhiều lại gây ảnh hưởng
xấu đến quá trình vì cốc tạo thành thường bám trên bề mặt xúc tác, giảm hoạt
tính bề mặt xúc tác, giảm thời gian làm việc của xúc tác.
14


Đại Học Mỏ - Địa Chất
Nguyễn Quốc Tuấn
Lọc Hóa Dầu A – K56
Hiệu ứng nhiệt của các phản ứng trên khác nhau về dấu cũng như về giá trị. Đa
số các phản ứng phân huỷ là phản ứng thu nhiệt mạnh, còn các phản ứng như
phản ứng đồng phân hoá, chuyển vị hydro, polyme hoá và phản ứng ngưng tụ là
các phản ứng toả nhiệt yếu. Hiệu ứng nhiệt tổng cộng của quá trình cracking xúc
tác là thu nhiệt, với giá trị thay đổi từ 100 đến 400 kJ/kg nguyên liệu, tuỳ theo
bản chất của nguyên liệu được sử dụng trong quá trình.
2.1.1.2. Cơ chế của phản ứng
Hiện nay, vẫn chưa có sự nhất trí hoàn toàn trong việc giải thích cơ chế xúc tác

quá trình cracking. Nhưng nhìn chung thì phổ biến hơn là giải thích theo cơ chế
ioncacboni. Các ioncacboni này được tạo ra khi các phân tử hydrocacbon của
nguyên liệu tác dụng với tâm axit của xúc tác. Theo thuyết này thì quá trình
cracking xúc tác xảy ra theo 3 giai đoạn chính sau đây:
• Giai đoạn tạo ioncacboni
 Từ hydrocarbon Paraffin:

 Từ olefin:
 Từ hydrocacbon naphten:

Khi hydrocacbon naphten tác dụng với tâm axit của xúc tác hay các ion cacboni
khác sẽ tạo ra các ion cacboni mới tương tự như quá trình xảy ra với parafin.

15


Đại Học Mỏ - Địa Chất
Nguyễn Quốc Tuấn
Lọc Hóa Dầu A – K56

 Từ hydrocacbon thơm: người ta quan sát thấy sự tạo thành ion cacboni là
sự kết hợp trực tiếp của H+ vào nhân thơm.

• Giai đoạn biến đổi ion cacboni
Các ion cacboni là những hợp chất rất hoạt động, chính vì vậy khi được tạo ra từ
giai đoạn trên lại nhanh chóng tham gia vào các phản ứng biến đổi khác nhau
như:
 Phản ứng đồng phân hoá, chuyển dời ion hydro, nhóm metyl tạo cấu trúc
nhánh.
R− C− C− C− C+


C− C+− C− C− R

Độ ổn định của ion cacboni theo bậc giảm dần như sau:
C3+ (bậc 3) > C3+ (bậc 2) > C3 + (bậc 1)
 Ion cacboni tác dụng với phân tử trung hoà tạo thành ion cacboni mới và
phân tử mới (hydrocacbon no hay chưa no) theo phản ứng vận chuyển ion
hydrit
C+nH2n+1 + CmH2m
C+nH2n+1 + CmH2m+2

CnH2n + C+mH2m+1
CnH2n+2 + C+mH2m+1

 Phản ứng cracking
Các ion cacboni có số nguyên tử cacbon lớn xảy ra sự phân huỷ và đứt
mạch ở vị trí β so với nguyên tử cacbon tích điện. Sản phẩm phân huỷ là
một phân tử hydrocacbon trung hoà và ion cacboni mới có số nguyên tử
cacbon nhỏ hơn.

16


Đại Học Mỏ - Địa Chất
Nguyễn Quốc Tuấn
Lọc Hóa Dầu A – K56

Nếu ba liên kết C−C ở vị trí β thì liên kết C−C ở vị trí [A] là có xác suất đứt
mạch lớn nhất, sau đó đến vị trí [B] và cuối cùng đến vị trí [C].
Với ion cacboni mạch thẳng:


Đối với ion cacboni là đồng đẳng của benzen, ví dụ nếu áp dụng quy tắc vị
trí β bình thường thì ở vị trí đó rất bền vững. Chính vì vậy mà người ta cho
rằng proton phải được kết hợp với một trong những liên kết C−C trong
nhân thơm tạo thành những hợp chất trung gian, sau đó mới phân huỷ
theo quy tắc nêu ở trên. Khi phân huỷ, điện tích ion cacboni sẽ dịch chuyển
theo sơ đồ sau:

Như vậy trong hydrocacbon thơm hiệu ứng tích điện ở nhân thơm là
nguyên nhân quan trọng hơn so với nguyên nhân là sự biến đổi ion
cacboni bậc hai thành bậc ba. Các ioncacboni là đồng đẳng của Benzen mà
có mạch nhánh càng dài thì tốc độ phản ứng xảy ra càng lớn và càng dễ. Ví
dụ như ioncacboni izobutyl-benzen có tốc độ lớn hơn 10 lần so với
ioncacboni izopropyl-benzen.
Các nhóm metyl, etyl, rất khó bị đứt ra khỏi nhân Benzen (vì có năng lượng
liên kết lớn) và do đó khó tạo được ion CH3+ và C2H5+. Điều này đã giải thích
17


Đại Học Mỏ - Địa Chất
Nguyễn Quốc Tuấn
Lọc Hóa Dầu A – K56
được vì sao trong xăng cracking xúc tác lại có hàm lượng hydrocacbon có
mạch nhánh bên ngắn là lớn và cũng giải thích được là vì sao trong sản
phẩm khí của quá trình cracking lại nhiều hydrocacbon mạch nhánh.
• Giai đoạn dừng phản ứng
Giai đoạn này xảy ra khi các ion cacboni kết hợp với nhau hoặc chúng nhường
hay nhận nguyên tử hydro của xúc tác để tạo thành các phân tử trung hoà. Nhìn
chung, những phản ứng hóa học xảy ra trong quá trình cracking xúc tác là rất
phức tạp.

2.1.2 Động học cho quá trình cracking xúc tác
Về động học, cracking xúc tác là một ví dụ điển hình về xúc tác dị thể. Quá trình
cracking xúc tác có thể xảy ra các giai đoạn sau:
• Quá trình khuếch tán nguyên liệu đến bề mặt xúc tác (khuếch tán ngoài).
• Khuếch tán hơi nguyên liệu đến các tâm hoạt tính trong lỗ xốp của xúc tác
(khuếch tán trong).
• Hấp phụ nguyên liệu trên tâm hoạt hoạt tính xúc tác.
• Các phản ứng hóa học trên bề mặt xúc tác.
• Khử hấp phụ các sản phẩm cracking và nguyên liệu chưa tham gia phản
ứng ra khỏi bề mặt và ra khỏi lỗ xốp của xúc tác.
• Tách các sản phẩm cracking và nguyên liệu chưa tham gia phản ứng ra
khỏi vùng phản ứng.
Tốc độ chung của quá trình sẽ được quyết định bởi giai đoạn nào chậm nhất.
Phản ứng xảy ra trong vùng động học hay vùng khuếch tán hoàn toàn phụ thuộc
vào bản chất của xúc tác được sử dụng, phụ thuộc vào bản chất của nguyên liệu
và vào chế độ công nghệ của quá trình. Các nghiên cứu đã cho thấy, nếu quá trình
cracking xúc tác nguyên liệu là gasoil nhẹ (nguyên liệu mẫu) trên xúc tác dạng
cầu khi kích thước hạt xúc tác từ 3 ÷ 5 mm và nhiệt độ trong khoảng 450 ÷ 500oC
thì phản ứng xảy ra ở vùng trung gian giữa động học và khuếch tán. Còn khi
cracking xúc tác lớp sôi (FCC) ở nhiệt độ 480 ÷ 530oC thì phản ứng xảy ra ở vùng
động học.
Tốc độ của phản ứng cracking xúc tác, trong đa số các trường hợp được miêu tả
bằng phương trình bậc một có dạng:
k = vo.n.ln(1 − x) − (n − 1)x
Trong đó: k: tốc độ của phản ứng (mol/g.h)
vo : tốc độ truyền nguyên liệu (mol/h)
18


Đại Học Mỏ - Địa Chất

Nguyễn Quốc Tuấn
Lọc Hóa Dầu A – K56
n: số mol sản phẩm được tạo thành từ 1 mol nguyên liệu
x: mức độ chuyển hóa (phần mol).
Đối với phân đoạn dầu trên xúc tác zeolit, phương trình bậc 1 lại có dạng sau:
k = vo/(1-x)
ở đây vo là tốc độ thể tích không gian truyền nguyện liệu (m 3/m3.h).
2.2.Sơ lược về công nghệ trong phân xưởng RFCC

19


Đại Học Mỏ - Địa Chất
Nguyễn Quốc Tuấn
Lọc Hóa Dầu A – K56
Đây là các cụm thiết bị chính của phân xưởng gồm: cụm phản ứng, cụm tái sinh
xúc tác, cụm bảo quản xúc tác ngoài ra còn cụm xử lý khói thải.
Quá trình R2R là quá trình cracking xúc tác tầng sôi tích hợp hệ thống tái sinh
hai tầng, hệ thống bơm nguyên liệu đặc biệt và hệ thống tách xúc tác độc quyền.
Quá trình đã được kiểm nghiệm bằng thực tế này loại bỏ hoặc làm giảm đáng kể
những rào cản của các phân xưởng FCC trước đây và mang lại độ linh động tối
đa để chuyển hoá các phân đoạn cặn và hỗn hợp của gasoil và cặn chân không.
Phân xưởng công nghệ bao gồm hệ thống bơm nguyên liệu, ống phản ứng, hệ
thống phân tách tại đầu ra của ống phản ứng, stripper, lò tái sinh tầng một, lò tái
sinh tầng hai, ống rút xúc tác, các đường vận chuyển xúc tác và các hệ thống điều
khiển.
Sau đây là phần mô tả sơ lược về công nghệ trong quá trình R2R.
2.2.1. Cum phản ứng
Gồm Vùng bơm nguyên liệu, ống phản ứng (lò phản ứng), stripper
Hỗn hợp nguyên liệu được bơm vào đáy ống phản ứng và được chia thành các

dòng bằng nhau vào sáu vòi phun nguyên liệu . Nguyên liệu đã gia nhiệt được
nguyên tử hoá thành những hạt nhỏ và trộn với hơi nước phân tán tại các vòi
phun nguyên liệu và được phun vào ống phản ứng. Các hạt nguyên liệu tiếp xúc
với xúc tác nóng ngược chiều và hoá hơi nhanh chóng. Dòng nguyên liệu hoá hơi
trộn đều với các hạt xúc tác và bẽ gãy thành các sản phẩm nhẹ và có giá trị hơn
cùng với cặn dầu (slurry oil), cốc và khí. Dòng hơi sản phẩm đi lên dọc theo ống
phản ứng và mang theo xúc tác. Thời gian lưu trong ống phản ứng vào khoảng 2
giây ở điều kiện thiết kế. Hệ thống bơm nguyên liệu được thiết kế một cách đặc
biệt đảm bảo cho các phản ứng xảy ra một cách hiệu quả nhằm giảm thiểu việc
tạo thành cốc, khí và slurry oil.

20


Đại Học Mỏ - Địa Chất
Nguyễn Quốc Tuấn
Lọc Hóa Dầu A – K56
2.2.1.1. Vùng bơm nguyên liệu

Hình 2.7: Vòi phun I-1501 A-F

Hình 2.8: Vòi phun I-1503 A-D

Các vòi phun MTC (Mix Temperature Control) được đặt trên vùng phun
nguyên liệu để phun dòng xăng nặng của FCC. MTC đóng vai trò rất quan trọng trong
việc điều khiển cân bằng nhiệt và hoá hơi nguyên liệu nặng. Mục đích chính là để đạt
được nhiệt độ cao hơn tại vùng trộn nguyên liệu.
Giống như các vòi phun nguyên liệu, lưu lượng MTC và hơi phân tán vào các
vòi phun được điều chỉnh bằng các thiết bị điều dòng (FIC-010A-D, FIC-011A-D).
Hệ các

thống
liệuhơi vào các vòi phun tự
Trong trường hợp ngừngHình
khẩn7.cấp,
vanbơm
điều nguyên
khiển dòng

Dòng nguyên liệu được gia nhiệt trước khi vào hệ thống phản ứng. Nhiệt độ

động mở để rửa sạch dầu và xúc tác khỏi ống phản ứng.

nguyên liệu cùng với nhiệt độ xúc tác tái sinh được điều khiển để tạo ra một tỉ lệ
xúc
ưu. ứng
Ngoài ra đối với dầu hỗn hợp vì có hàm lượng kim loại lớn
1.1.3.tác/dầu
Thiết bịtốiphản

nên cần bơm chất thụ động hóa kim loại vào nguyên liệu để ức chế các ảnh

tăng lên
nhiệtxúcđộtác.
nguyên liệu (sensible heat), nhiệt hoá hơi và nhiệt phản ứng
hưởngNhiệt
của nikel

cần thiết cho nguyên liệu được cung cấp bởi xúc tác tái sinh nóng. Nhiệt độ đầu ra của
ống phản ứng được điều khiển bằng lượng xúc tác tái sinh vào ống phản ứng qua van21
trượt xúc tác tái sinh. Ở phần Y tại đáy của ống phản ứng, hơi được phun vào thông



Đại Học Mỏ - Địa Chất
Nguyễn Quốc Tuấn
Lọc Hóa Dầu A – K56
2.2.1.2. Ống phản ứng/Lò phản ứng

Hình 8. Thiết bị phản ứng

Nhiệt độ cần để tăng nhiệt cho nguyên liệu, hóa hơi,phản ứng đều được cung cấp
bởi xúc tác tái sinh nóng. Tại đáy của ống phản ứng hơi nược được phun vào để
giữ xúc tác ở trạng thái giả sôi.
Quá trình cracking xảy ra trong 2 giây dọc theo ống phản ứng. Xúc tác được tác
ra từ hỗn hợp Hdrocarbon/hơi nước tại đầu ra của ống phản ứng nhằm giảm
thời gian tiếp xúc của xúc tác với hydrocarbon chặn các phản ứng không cần
thiết tạo ra khí từ xăng. Sau đó hơi đi qua xyclon một tầng để hoàn thành quá
trình tác xúc tác ra khỏi hơi để giảm thiểu được sự mất mát của xúc tác theo
dòng hơi vào sản phẩm.

22


Đại Học Mỏ - Địa Chất
Nguyễn Quốc Tuấn
Lọc Hóa Dầu A – K56
2.2.1.3. Vùng stripper

Hình 9. Stripper

Quá trình strip bằng hơi nước với xúc tác để giảm lượng cốc hình thành và ổn

định quá trình giả sôi của xúc tác từ đầu ra của chân xyclon với tỉ lệ 6kg hơi
nước/1 tấn xúc tác.
Sau đó xúc tác được đi qua ống chảy truyền và van trượt được thổi bằng khí
nhiên liệu (hoặc nitơ) nhằm duy trì tỉ trọng và tính chất giả sôi của xúc tác đã sử
dụng.
2.2.2.Cụm tái sinh
Tại tầng tái sinh thứ nhất đốt 50-80% cốc và phần còn lại tài tầng 2. Quá trình
tái sinh 2 giai đoạn tăng tính linh động nhờ loại bỏ được nhiệt tiềm ẩn dưới dạng
CO vì khi xử lý nguyên liệu nặng nhu cầu loại bỏ nhiệt cao và nguyên liệu nhẹ nhu
cầu cần nhiệt lớn nên lượng cốc được đốt sẽ được điều chỉnh bằng lượng không
khí bơm vào để đạt được độ linh động cho quá trình vận hành phân xưởng.

23


Đại Học Mỏ - Địa Chất
Nguyễn Quốc Tuấn
Lọc Hóa Dầu A – K56
2.2.2.1. Quạt gió và lò gia nhiệt không khí

Hình 10. Quạt gió và lò gia nhiệt

Không khí được cung cấp cho các vòng khí của tầng tái sinh thứ nhất, tầng tái
sinh thứ 2, khí nâng, trong ống rút xúc tác qua quạt gió bằng tua bin hơi.
Lò gia nhiệt có nhiệm vụ gia nhiệt thiết bị làm khô lớp cách nhiệt tránh tình
trạng tích tụ hơi nước
2.2.2.2. Thiết bị tái sinh thứ nhất
Xúc tác đã sử dụng chứa 1-1,5% lượng cốc. 60-70% lượng cốc được đốt và ~90%
lượng Hydro được đốt tạo ra H2O.
Lò tái sinh vận hành theo chế độ ngược dòng (không khí từ dưới lên và xúc tác

từ trên xuống) giúp xúc tác không bị quá nhiệt. Điều kiện tái sinh được duy trì ở
mức ôn hòa nhằm hạn chế sự giảm hoạt tính xúc tác vì nhiệt phân và thủy nhiệt
(lượng hơi nước được sinh ra hầu hết ở thiết bị tái sinh thứ nhất). Giới hạn nhiệt
độ tầng tái sinh thứ nhất là 730 nhưng thường <650 để tạo ra CO.

C

+

C

+

O2
1

/ 2 O2

CO2: 7830 kcal/kg
CO: 2200 kcal/kg

24


Đại Học Mỏ - Địa Chất
Nguyễn Quốc Tuấn
Lọc Hóa Dầu A – K56
Xúc tác được đi vào ống nâng cùng không khí lên thiết bị tái sinh thứ 2.Thành
phần khối lượng trong khói thải 35% CO và 65% CO 2. Các xyclon 2 tầng tác xúc
tác ra khỏi khói thải, quá trình đốt CO trong khói thải được thực hiện sau đó

trong lò đốt.
2.2.2.3. Thiết bị tái sinh thứ hai
Xúc tác tại đây được tái sinh với điều kiện khắc nghiệt hơn thiết bị tái sinh thứ
nhất và lượng carbon giảm chỉ còn <0,05% trong xúc tác. 30-40% lượng cốc
được đốt nhưng ở thiết bị tái sinh thứ 2 rất ít lượng CO được sinh ra quá trình
cháy xảy ra hoàn toàn tạo CO2 và chỉ còn ~10% hydro tạo thành nước.
Các cyclon tác xúc tác ra khỏi dòng khói thải.

Hình 11. Thiết bị tái sinh xúc tác

25