XÚC TÁC TRONG QUÁ TRÌNH CRACKING DẦU MỎ
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (12.93 MB, 71 trang )
Báo cáo kỹ thuật xúc tác
Đề tài:
Đầu độc
XÚC TÁC TRONG QUÁ TRÌNH
CRACKING DẦU MỎ
Nhóm thực hiện:
1. Lưu Xuân Cường
2. Nguyễn Minh Tâm
3. Nguyễn Thị Kim Vi
4. Dương Thanh Long
Nội dung báo cáo
Phần 1:
Tổng quan về Zeolit
Phần 2:
Fluid Catalyst Cracking
Phần 1:
Tổng quan về Zeolit
Zeolit là gì?
Zeolit là một loại chất rắn xốp, được đặc
trưng bởi cấu trúc tinh thể bao gồm:
Khung 3 chiều được hình thành bởi các liên
kết TO4 (T là Si, Al…). Mỗi nguyên tử Oxi
được dùng chung cho 2 nguyên tử T.
Các mao quản, lỗ trống với kích thước phân
tử có thể chứa các cation bù điện tích,
nước, muối và các phân tử khác.
Đường kính của mao quản và lỗ xốp phụ
thuộc vào cấu trúc của từng loại zeolit
khác nhau và thường nằm trong khoảng
từ 3 – 1.3 Ao
Diện tích riêng bề mặt lớn nhất: 800m2/g.
Thể tích riêng xốp lớn nhất: 0.35 cm3/g.
Cấu trúc
Công thức tổng quát của các Zeolite:
Me2/nO.Al2O3.xSiO2.yH2O
n: hoá trị của cation Me
x: tỉ số SiO2/Al2O3
y: số phân tử H2O
Trong cấu trúc Zeolit không tồn tại liên
kết Al-O-Al mà chỉ có dạng liên kết Si-O-Si
và Si-O-Al nên tỉ lệ Si/Al >= 1.
Nền tảng cơ bản tạo nên Zeolite là sodalit - các
bát diện cụt có đỉnh là Al3+ hoặc Si4+.
Mỗi ion này là tâm của tứ diện mà 4 đỉnh là O2hoặc OH-.
Tuỳ theo việc lắp ghép khác nhau mà ta
được các loại Zeolite khác nhau. Ví dụ:
Zeolit A
Zeolit X (Y)
Trạng thái tồn tại
Tự nhiên:
Khoảng 48 loại,
Hình thành do phản ứng giữa các khoáng
silicate trong núi lửa và các lớp tro với nước
ngầm,
Zeolit tự nhiên ít tinh khiết do nhiễm các kim
loại, các khoáng khác.
Nhân tạo:
Tinh khiết hơn,
Khoảng 200 loại, tuy nhiên chỉ một lượng nhỏ
được sử dụng trong công nghiệp.
Tính chất của Zeolit
1. Trao đổi ion:
Các cation bù trừ điện tích âm của tứ diện
[AlO4]- trong mạng tinh thể Zeolite rất linh
động nên dễ dàng trao đổi với các cation
khác.
Tỉ lệ Si/Al càng cao thì khả năng trao đổi ion
càng giảm.
Dùng làm mềm nước
Zeolit NaA
2. Tính hấp phụ:
Zeolite có khả năng hấp phụ cao nhờ: cấu
trúc xốp và rất rộng với các khoảng trống
rộng đều.
Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp
phụ:
Nhiệt độ và áp suất dehydrat hoá
Nhiệt độ và áp suất khảo sát
Tỉ lệ Si/Al
3. Tính axit bề mặt:
Có 2 loại tâm axit:
Tâm axit Bronsted:
Nguồn cung cấp proton: nhóm hydroxyl
Nhóm hydroxyl được hình thành trong các quá
trình sau:
▫
▫
▫
Phân giải các ion amoni hoặc alkyl amoni tạo ra
proton liên kết với các nguyên tử oxy của mạng
lưới.
Sự phân ly của phân tử nước bị hấp phụ bởi trường
tĩnh điện của các cation trao đổi hoá trị.
Quá trình trao đổi ion của các kim loại kiềm bằng
ion H+ của axit
H
RNH3
O
O
O
Al
O
Al
Si
O
O
O
O
O
O
O
RNH2
Si
O
H
n
M(H20) m
O
Al
Si
O
O
O
O
O
O
H20
Al
Si
O
O
O
O
O
O
O
O
(n-1)
Al
Si
O
O
O
[M(OH)(H20)m-1]
Al
Si
O
O
Tâm axit Lewis:
Được hình thành từ quá trình tách
nhóm hydroxyl của Zeolit khi xử lý nhiệt
Ứng dụng của Zeolit
1. Xúc tác:
Phản ứng hoá học liên quan đến chất hữu
cơ. Quan trọng nhất là cracking, đồng phân
hoá và tổng hợp Hydrocacbon
Phản ứng axit-bazơ
Phản ứng cảm ứng kim loại
2. Hấp phụ:
Ứng dụng trong làm khô, làm tinh khiết và
tách riêng (chủ yếu là tách khí)
3. Trao đổi ion:
Làm mềm nước.
Điều chế
Nguyên liệu: cao lanh đã hoạt hoá từ các
nguồn chứa SiO2 như các silicate, các sol SiO2
và các dung dịch NaOH, dung dịch aluminate.
Phương pháp: có 3 phương pháp để điều chế
Đưa các kim loại phân bố lên từ Zeolite.
Tẩm zeolite bằng một số dung dịch hữu cơ và vô cơ
chứa hợp chất kim loại.
Đưa cấu tử hoạt động vào xúc tác từ lúc tổng hợp
Zeolite.
Các giai đoạn chính xảy ra trong quá trình
tổng hợp:
Quá trình tạo gel
▫ Giai đoạn quan trọng nhất
▫ Trong môi trường kiềm đủ mạnh, các liên kết SiO-Si trong khung gel được hình thành do tương
tác giữa các silicate và aluminate.
Quá trình làm muồi
▫ Cần thiết để mầm tinh thể hình thành.
▫ Không có giai đoạn này thì thời gian kết tinh tăng,
độ tinh khiết sản phẩm giảm và tỉ số Si/Al thu
được không cao
Quá trình kết tinh
▫ Thực nghiệm: tăng nồng độ kiềm trong khung gel
hoặc tăng nhiệt độ kết tinh thì sẽ giảm được thời
gian kết tinh do tốc độ tạo mầm tăng.
▫ Tính chất Zeolite phụ thuộc thời gian kết tinh, nếu
kết tinh không đủ thời gian thì độ tinh khiết của
sản phẩm không cao, tinh thể Zeolite còn bị lẫn
các tạp chất aluminosilicate vô định hình sẽ làm
giảm khả năng hấp phụ.
Quá trình lọc rửa
Phần 2
Xúc tác Cracking trong dầu mỏ
Nội dung
1.
2.
3.
4.
5.
Sơ lược về cracking
Sơ lược về xúc tác trong cracking
Sơ lïc về cớ chế của xúc tác
Mô hình giảm hoạt tính của xúc tác
Ví dụ cụ thể về sự giảm hoạt tính
sơ lược về cracking
Cracking là sự chuyển hóa các phân tử
hydrocacbon lớn thành các phân tử nhỏ hơn
trong phân đoạn xăng.
Nguyên liệu thường là parafin(50% ‟ 60 %),
Olefin( 5%), naphatalen , aromatic
