CHẾ BIẾN DẦU MỎ
Câu 1: Trình bày đặc tính vật lý của phân đoạn dầu mỏ: Trị số octan, thành
phần chưng cất phân đoạn, áp suất hơi bão hòa, tỷ trọng, độ nhớt, đường
cong điểm sôi thực?
- Trị số octan:
+ Đại lượng đặc trưng cho khả năng chống cháy nổ của nhiên liệu
+ Là đại lượng quy ước được tính bằng % thể tích của iso octan trong hỗn hợp của
nó với n-heptan khi hỗn hợp này có khả năng chống kích nổ tương đương với xăng
đang xét.
- Thành phần chưng cất phân đoạn:
+ Dầu mỏ là hỗn hợp phức tạp của nhiều chất nên không có nhiệt độ sôi cố định.
+ Ứng với mỗi loại dầu thô, thành phần thoát ra ở các nhiệt độ tương ứng khi
chưng cất khác nhau
+ Đường cong tương quan giữa thành phần cất và nhiệt độ gọi là đường cong
chưng cất.
- Áp suất hơi bão hòa:
+ Là áp suất hơi mà tại đó hơi nằm cân bằng với thể lỏng trong nhiệt độ nhất định.
+ Đặc trưng cho phần nhẹ trong dầu thô cũng như các phân đoạn dầu mỏ, đối với
xăng nguyên liệu ảnh hưởng đến khả năng khởi động.
- Tỷ trọng:
+ Là tỷ số giữa khối lượng của nó với khối lượng của chất chuẩn được đo trong
điều kiện xác định.
+ Tỷ trọng của dầu là khối lượng của dầu so với nước ở cùng thể tích và nhiệt độ
xác định.
+ Lấy nước cất +4
0
C, 760mmHg
- Độ nhớt:
1
+ Đặc trưng cho tính lưu biến của dầu cũng như ma sát nội tại của dầu phụ thuộc
vào nhiệt độ.

C , 1at)
+ Nhiệt cháy là lượng nhiệt tỏa ra khi đốt cháy một lượng nhiên liệu với điều kiện
là nhiệt độ của nhiên liệu trước khi đốt và sản phẩm là 20
0
C
- Hàm lượng nước: Nước không tan trong dầu mỏ và các phân đoạn dầu mỏ, sự có
mặt của nước trong 1 số phân đoạn dầu gây nguy hiểm cho quá trình sử dụng.
Câu 3: Trình bày thành phần nguyên tố và thành phần hóa học của dầu khí?
* Thành phần nguyên tố:
- Nguyên tố cơ bản: C và H( C: 82-87%, H: 11-14%)
- Các nguyên tố khác: S(0,1-7%), N(0,01-1,8%) O(0,05-1%) phần nhỏ halogen,
kim loại.
* Thành phần hóa học:
- HC parafin (RH
p
): n-parafin và iso paraffin
- n-parafin: thể khí C
1
-C
4
, thể lỏng C
5
-C
18
, thể rắn >=C
18
. Khí đồng hành: metan, etan, propan…
. Khí thiên nhiên: C
1
(C

khí phi HC lúc phun ra khỏi giếng khoan.
- Chưng cất áp suất cao.
* Tách các tạp chất cơ học muối, nước:
- Tách bằng phương pháp cơ học:
+ Lắng: Bản chất dựa vào sự khác nhau về tỷ trọng của dầu và tạp chất đất đá,
muối, nước.
+ Ly tâm: Dùng để tách nước và tạp chất, lực ly tâm càng lớn càng có khả năng
phân chia cao các hạt có tỷ trọng khác khỏi dầu.
+ Phương pháp lọc: Cho thêm vào dầu 1 chất dễ thấm nước để giữ nước tách
chúng ra.
* Phương pháp khác:
- Tách nhũ tương trong dầu bằng phương pháp hóa học:
. Cho thêm các chất hoạt động về mặt
. Chọn chất khử nhũ; không ăn mòn; không phân hủy.
- Phương pháp dùng điện trường.
Câu 5: Trình bày các sản phẩm của quá trình chưng cất?
- Khí hydro cacbon: C
3
, C
4
. Khi khai thác dầu sự giảm áp suất khí được tách ra
. Nguyên liệu quá trình phân tích khí nhận các khí riêng cho các quá trình chế biến
tiếp.
4
- Phân đoạn xăng: C
5
- C
10
,C
11

tới tháp chưng? Những điều cần chú ý khi điều chỉnh, khống chế chế độ làm
việc của tháp chưng?
- Chế độ nhiệt:
+ Nguyên liệu đi vào tháp phụ thuộc bản chất dầu thô( nhiệt độ không phân hủy)
+ Ở đáy tháp có thiết bị đun sôi để các sản phẩm có thể sôi và bay hơi nhưng đảm
bảo các sản phẩm nhẹ bay hơi các sản phẩm nặng lắng xuống cặn đáy.
+ Phụ thuộc phương pháp bay hơi và phần hồi lưu ở đáy. Nhiệt độ đỉnh tháp đảm
bảo sự bay hơi ( 100-120
0
C) đến thiết bị làm lạnh(ngưng tụ)  sản phẩm 1 phần
hồi lưu(Các sản phẩm nặng chưng) phương pháp triệt để hơn.
- Áp suất:
+ Khi chưng cất dầu mỏ ở áp suất khí quyển, áp suất tuyệt đối trong tháp thường
cao hơn so với áp suất khí quyển.
+ Áp suất chưng không < áp suất khí quyển(760amt) từ 10-70mmHg
+ Nếu áp suất quá thấp sẽ khó chế tạo thiết bị với công suất lớn.
5
- Những điều cần chú ý:
+ Điều chỉnh áp suất  nhiệt độ sôi của chất lỏng.
+ Tăng áp suất, nhiệt độ sôi cao. Áp suất tăng lượng chất lỏng nhiều  “sặc” tháp ,
giảm hiểu quả.
+ Điều kiện cố định, sản phẩm đỉnh, đáy, cạnh sường  nhẹ hơn, áp suất tăng.
+ Nhiệt độ đáy giảm sản phẩm đáy nhiều phần nhẹ.
+ Nhiệt độ cấp liệu giảm lượng hơi các khay giảm lỏng nhiều chảy xuống dưới
vào bộ phận chưng.
+ Nhiệt độ reboiler giảm không tách hết phần nhẹ trong cặn tăng lượng cặn.
+ Nhiệt độ dầu thô nặng > dầu thô nhẹ.
+ Nhiệt độ đỉnh tháp tăng  làm lạnh không đủ thay đổi chế độ hồi lưu chất
lượng sản phẩm.
Câu 7: Trình bày thành phần và tính chất của phân đoạn dầu nhờn, nêu các

0
C, thành phần số lượng các hydrocacbon
khác, thuộc nguồn gốc dầu thô ban đầu.
Phân đoạn xăng còn có các hợp chất lưu huỳnh, nito, oxi. Các chất chứa lưu huỳnh
thường ở dạng hợp chất không bền như mer captem. Chất chứa nito chủ yếu ở
dạng pyridine, còn các chất chứa oxy rất ít, thường dạng phenol và đồng đẳng.
- Ứng dụng:
+ Xăng: Làm nhiên liệu, Động cơ xăng, Xăng máy bay…
+ Xăng làm dung môi
+ Xăng làm nguyên liệu cho tổng hợp hóa dầu.
Câu 9: Trình bày thành phần hóa học của phân đoạn kerosene và các ứng
dụng chính của phân đoạn này?
- Thành phần hóa học: là n-parafin, ít iso paraffin. Các hydrocacbon naphtenic và
thơm, cấu trúc 1 vòng và nhiều nhánh phụ, hợp chất 2,3 vòng đặc biệt là naphten
và thơm 2 vòng. Có hydrocacbon cấu trúc hỗn hợp giữa vòng thơm và vòng
naphten như tetralin và đồng đẳng. hợp chất chứa S,N, O tăng dần. Hợp chất N với
hàm lượng nhỏ, dạng quinidin pyrol,indol
- Ứng dụng:
+ Kerosene làm nhiên liệu phản lực.
+ Kerosene làm dầu hỏa dân dụng
Câu 10: Trình bày thành phần hóa học của phân đoạn gasoil nhẹ và các ứng
dụng chính của phân đoạn này?
- Thành phần hóa học: Là các n-parafin, iso-parafin còn hydrocacbon thơm rất ít.
Cuối phân đoạn có những n-parafin có nhiệt độ kết dính cao. Trong gasoil ngoài
naphten và thơm 2 vòng là chủ yếu.
8
Hàm lượng các chất chứa S, N , O tăng lên. S ở dạng disunfua, dị vòng. Các chất
chứa oxy có nhiều và cực đại, trọng lượng của nhựa còn thấp.
- Ứng dụng:
+ Động cơ điezel

9
- Ứng dụng:
. Sản xuất bitum
. Làm nhiên liệu lò đốt.
Câu 13: Trình bày sự biến đổi của Hydrocacbon paraffin, hydrocacbon
naphten, hydrocacbon thơm trong quá trình chế biến nhiệt?
- HC parafin: xảy ra theo cơ chế cracking C-C đứt mạch trước ( kém bền) C-H đứt
sau.
C
n
H
2n+2
 C
n
H
2n
+ C
p
H
2q
+ H
2
Cracking mạch ngắn: C
p
H
2p+2
 C
q
H
2q

- Phản ứng hóa học
- Nhả hấp phụ
Câu 15: Trình bày đặc điểm của zeolite và xúc tác chứa zeolite trong cracking
xúc tác?
- Hợp chất của alumino silic:
11
+ Oxit kim loại để bù trừ điện tích, Na nhiều làm giảm hoạt tính xúc tác thay bằng
CaO
+ Al
2
O
3
.SiO
2
nối với axit kim loại
+ Độ bền nhiệt tăng theo kích thước của kim loại, cấu trúc mạng lỗ hổng, rách, nhỏ
thông với nhau.
+ Các chất zeolit được chế tạo cùng với các xúc tác alumino-silicat hay với đất sét
thiên nhiên, xử lý bằng phương pháp đặc biệt Xúc tác chứa zeolit.
+ Có độ hoạt tính cao, độ chọn lọc tốt, giá thành vừa phải.
+ Xúc tác chứa zeolit X, Y kích thước lỗ khoảng 8 đến 10 Acgon(A
0
) dùng để
cracking nguyên liệu.
+ Các phương trình lớn của nguyên liệu vẫn có thể dễ dàng tới bề mặt của xúc tác,
còn phân tử nhỏ có thể tiếp xúc với tâm hoạt tính ở bề mặt trong của xúc tác.
Câu 16: Thế nào là độ hoạt tính, độ chọn lọc của xúc tác? Trình bày những
thay đổi tính chất của xúc tác khi làm việc trong quá trình cracking xúc tác?
* Độ hoạt tính xúc tác:
+Dựa vào hiệu suất sản phẩm thu được (xăng)

các hợp chất S và đặc biệt H
2
S ở nhiệt độ cao.
- Sự tích tụ các kim loại nặng dưới dạng các oxyt làm thay đổi chức năng xúc tác.
- Nhiệt độ cao và hơi nước.
* Quá trình tái sinh xúc tác:
- Tiến hành đốt cốc( thổi O
2
) vào phản ứng  CO;CO
2
bay lên, phản ứng tỏa nhiệt
C + O
2
 CO
2
C + 1/2O
2
 CO
- Phản ứng khử S bằng H
2
 H
2
bay lên các chất nặng bay hơi hết.
- Nhiệt độ tái sinh phụ thuộc nhiều vào xúc tác được dùng và loại lò tái sinh.
Câu 18: Trình bày nguyên liệu và sản phẩm của quá trình cracking xúc tác?
* Nguyên liệu cracking xúc tác:
- Cặn phần chưng cất khí quyển ( nhiệt độ sôi > 550
0
C)
- phân đoạn kerosene-gasoil

- Chế tạo và cải tiến chất xúc tác có độ bền nhiệt cao, ổn định, dễ tái sinh, thời gian
làm việc lâu.
- Lựa chọn thông số làm việc tối ưu bằng công nghệ điều khiển và kỹ thuật tiên
tiến, hiện đại.
- Cải tiến thiết bị cùng với công nghệ phát triển, chất lượng sản phẩm cho phép kết
hợp sản xuất nhiên liệu cho quá trình tổng hợp hóa dầu.
Câu 20: Trình bày khái niệm reforming, mục đích của quá trình reforming,
cho ví dụ về các loại phản ứng xảy ra trong quá trình reforming?
- Khái niệm: Là quá trình biến đổi hydrocacbon n-parafin thành HC thơm, iso
parafin. Mục đích tăng trị số octan của xăng
14
Phản ứng xảy ra: Dehydro hóa hydrocacbon naphten, dehydro vòng hóa các
hydrocacbon parafin, đồng phân hóa và hydrocracking
- Ngoài ra còn có phản ứng phụ:
+ Phản ứng phân hủy và khử các hợp chất chưa O, N, S thành H
2
S, NH
3
, H
2
O
+ Phân hủy các hợp chất chứa kim loại và halogen.
+ Phản ứng ngưng tụ của hợp chất trung gian kém bền.
VD:
- Dehydro hóa naphaten thành HC thơm:
OH  OH + 3H
2
O
- Dehydro vòng n-parafin NH
2

+ Phản ứng izome hóa n-parafin
Điều kiện nhiệt độ 500
0
C, xúc tác
Pt/Al
2
O
3
phản ứng đạt cân bằng có vai trò quan trọng.
+ Phản ứng dehyroizome hóa các alkyl xyclopentan
+ Phản ứng tạo cốc: Sự tạo thành cốc trong quá trình reforming là không mong
muốn.
Cốc khó tạo thành trong điều kiện nhiệt độ thấp, áp suất cao và tỷ lệ H
2
/RH cao.
Phụ thuộc nhiều yếu tố: Nhiệt độ phản ứng, áp suất của hydro, Độ nặng của
nguyên liệu.
Câu 22: Trình bày nguyên liệu và sản phẩm của quá trình reforming xúc tác?
* Nguyên liệu reforming
- Xăng có trị số octan thấp, nhiệt độ sôi từ 62-180
0
C, hiệu suất xăng tỉ lệ nghịch
với trị số octan.
- Xăng từ chưng cất trực tiếp dầu thô, xăng có trị số octan thấp của quá trình cốc
hóa, reforming nhiệt
- Sử dụng hidro để loại bỏ S,N O loại bỏ olefin
* Sản phẩm của quá trình reforming:
- Xăng(iso parafin, HC thơm) naphten ít. Chất lượng xăng phụ thuộc vào chất
lượng xúc tác, thành phần nguyên liệu, nhiệt độ sôi sao, thành phần hóa học, thành
phần cất.

+ Những thay đổi HC tạm thời là có thể khôi phục lại các tính chất ban đầu bằng
quá trình tái sinh xúc tác. Thay đổi do sự tạo cốc hay ngộ độc.
17
+ Những thay đổi vĩnh viễn là những thay đổi không có khả năng tái sinh. Làm già
hóa xúc tác thay thế xúc tác mới.
* Tái sinh xúc tác: Độ hoạt tính và độ hoạt động xúc tác sau thời gian làm việc
thường bị giảm đáng kể so với xúc tác mới.
Gồm có 3 phương pháp:
+ Phương pháp oxi hóa: Đốt cốc vì cốc bám trên bề mặt xúc tác, đốt tạo thành
CO,CO
2
, SO
2
bay lên(nhiệt độ 300-500
0
C)
Tái sinh được 1 phần hoạt tính, không tái sinh được hoàn toàn.
+ Bổ sung các hợp chất chi hàm lượng Clo giảm trên chất mang. Bổ sung sau khi
tái sinh oxi hóa-khử. Nâng cao hoạt tính axit và tách các hợp chất kim loại lắng
đọng trên xúc tác
+ Phương pháp khử: Sử dụng hidro hoàn nguyên tâm kim loại giải phóng HC lưu
huỳnh ( H
2
S)
Câu 25: Trình bày ảnh hưởng nhiệt độ, áp suất, tốc độ nạp liệu riêng thể tích,
tỷ lệ hidro trên nguyên liệu đến quá trình reforming xúc tác?
- Nhiệt độ: Khi tăng nhiệt độ thì hàm lượng khí H
2
giảm xuống, hàm lượng
hydrocacbon thơm, chỉ số octan tăng, cốc bám trên xúc tác cũng tăng lên.

3
VD: CH
3
-CH-CH
3
+ CH
2
=CH
2
 CH
3
-CH-CH-CH
3
CH
3
CH
3

CH
3
C
4
H
10
+ C
4
H
8
 C-C-CH-CH-CH-CH
3

(94-96%), HF(>=87%) Ngoài ra còn
có olefin(alkyl hóa benzene bằng olefin)
- Xúc tác H
2
SO
4
đặc(94-96%) isobutan+olefin nhẹ
+ axit đặc tạo nhựa, khí độc(phản ứng tác dụng) làm giảm quá trình alkyl
+ axit loãng  quá trình polymer hóa xảy raalkyl sunfat phân hủy chất ăn
mòn.
 Khống chế nồng độ axit
- Xt HF chứa ít nước xuất hiện olefin + sản phẩm nặng  phản ứng polymer hóa
không tốt.
Nguyên liệu chứa nhiều nước lỏng không tốt HF lỏng ăn mòn  HF rắn giảm ăn
mòn, dễ tách sản phẩm alkylac(muối quá trình alkyl)
- xúc tác chứa zeolit: Chưa được áp dụng rộng rãi, thường gặp Y(CaNiY hay
LaHY)
Câu 30: Trình bày ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng, nồng độ axit đến quá
trình alkyl hóa?
- Nhiệt độ phản ứng: tăng nhiệt độ  độ nhớt giảm ( tiếp xúc giữa các pha tốt hơn,
giảm năng lượng khuấy trộn) làm tăng các phản ứng phụ như polymer hóa,
oligome hóa và oxi hóa tăng lên  độ chọn lọc izo octan giảm, giảm quá trình
alkyl hóa, tiêu hao axit
20
Khống chế nhiệt độ phản ứng: giảm nhiệt độ có lợi cho quá trình alkyl hóa(năng
lượng khuấy trộn tăng)
- Nồng độ axit: H
2
SO
4

3
+ xúc tác hydro hóa trên chất mang axit Pt/Al2
2
O
3
Câu 33: Trình bày đặc trưng về nhiệt động học, cơ chế của phản ứng izome
hóa n-parafin trong quá trình izome hóa?
- Đặc trưng về nhiệt động học: Tăng nhiệt độ không tốt cho quá trình izome
hóa(khống chế nhiệt độ thấp)
Còn có phản ứng cracking, trùng hợp… phản ứng tỏa nhiệt nhẹ
- Cơ chế phản ứng isome hóa n-parafin: phản ứng xảy ra ở tâm axit a-
butencacbon catien đính ở cacbon số 2 + isobutan
+ xúc tác độ axit mạnh của chất tan: xảy ra tâm axit; kim loại hạn chế sự tạo cốc và
trơ hóa tâm axit
+ Xúc tác lưỡng cực(Pt)
Câu 34: trình bày đặc điểm các xúc tác của quá trình izome hóa?
- Xúc tác trong pha lỏng: Chủ yếu AlCl
3
được hoạt hóa SbCl
3
hay AlBr
3

22
Ưu điểm: Độ hoạt tính cao chuyển hóa xấp xỉ 100%
Nhược điểm: Giảm hoạt tính và độ chọn lọc nhanh, gây ăn mòn thiết bị
- Xúc tác hydro hóa trên chất mang axit thuộc nhóm reforming Pt/Al
2
O
3