Đồ án môn học Phan ngọc hủy – Hóa dầu k53-QN
BÁO CÁO ĐỒ ÁN
MÔN HỌC HOÁ DẦU
QUÁ TRÌNH CRACKING
XÚC TÁC
Đồ án môn học Phan ngọc hủy – Hóa dầu k53-QN
Mục lục
Đồ án môn học Phan ngọc hủy – Hóa dầu k53-QN
Lời mở đầu
Trên thế giới, tại bất kỳ một quốc gia nào xăng dầu được coi là hàng hoá đặc
biệt quan trọng, là máu huyết của nền kinh tế quốc dân và quốc phòng
Ngày nay trong bối cảnh Việt Nam đang không ngừng phát đổi mới và vươn lên
con đường công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước, với các máy móc , thiết bị và
công nghệ mới. Vai trò của xăng dầu ngày càng được quan tâm đặc biệt hơn.
Để đáp ứng kịp thời khối lượng xăng tiêu thụ ngày càng lớn ,người ta đã đưa ra
phương pháp cracking xúc tác vào công nghiệp chế biến dầu mỏ,vì do quá trình
chưng cất khí quyển, chưng cất chân không hay cracking nhiệt, khối lượng xăng thu
được vẫn không đáp ứng kịp thời được nhu cầu của thị trường.
Để thoả mãn nhu cầu nhiên liệu ngày một tăng. Nghành công nghiệp chế biến
dầu mỏ đã ra sức cải tiến, hoàn thiện quy trình công nghệ , đồng thời áp dụng những
phương pháp chế biến sâu trong dây chuyền sản xuất nhằm chuyển hoá dầu thô tới
mức tối ưu thành nhiên liệu và những sản phẩm quan trọng khác. Một trong những
phương pháp hiện đại được áp dụng rộng rãi trong các nhà máy chế biến dầu hiện này
trên thế giới là quá trình cracking xúc tác.
Với bản đồ án chuyên ngành thiết kế phân xưởng cracking xúc tác năng suất
3.200.000 tấn/năm mà em được giao.Em hy vọng rằng mình sẽ bổ xung thêm được
kiến thức để góp phần nhỏ bé vào công cuộc đổi mới đất nước.
Em xin chân thành cảm ơn PGS.TS. Lê Văn Hiếu đã tận tình giúp đỡ em trong
thời gian qua để em có thể hoàn thành được bản đồ án này.
3
3

vào năm 1965, lượng dầu mỏ thế giới chế biến được 1.500 tấn/ngày thì trong đó
cracking xúc tác chiếm 800 tấn ( tương ứng 53%).
Quá trình cracking xúc tác được tiến hành ở điều kiện công nghệ là :
Nhiệt độ : 470
0
C – 550
0
C
áp suất trong vùng lắng của lò phản ứng : 0,27 Mpa
Tốc độ không gian thể tích : 1 – 120 m
3
/m
3
. h
4
4
Đồ án môn học Phan ngọc hủy – Hóa dầu k53-QN
(tùy thuộc vào dây truyền công nghệ)
Tỷ lệ xúc tác/nguyên liệu : 4 – 9/1
Bội số tuần hoàn nguyên liệu : Có thể cần hoặc không tuỳ thuộc mức độ biến
đổi:
Nếu mức độ biến đổi thấp hơn 60% lượng tuần hoàn có thể tối đa là 30%
Khi mức độ chuyển hoá cao trên 70% thì phải giảm lượng tuần hoàn thậm chí
không cần tuần hoàn.
Xúc tác cho quá trình cracking thường dùng là xúc tác zeolit mang tính axít.
Sản phẩm của quá trình là một hỗn hợp phức tạp của hydrocacbon các loại
khác nhau , chủ yếu là hydrocacbon có số cacbon từ 3 trở lên, với cấu trúc nhánh.
II.Bản chất hoá học của quá trình cracking xúc tác và cơ chế của phản ứng.
II.1.Bản chất hoá học của quá trình cracking xúc tác. [2,97]
Cracking là quá trình bẻ gẫy mạch cacbon – cacbon (của hydrocacbon) của

+
(xt)
+
R
1
CH C R
2
+
(xt)
H
R
1
CH C R
2
H H
Ion cacboni tạo thành do sự tác dụng của olefin với tâm axit Lewis của xúc tác:
RH
+
R
+
H Al O Si
O
O
olefin
Al O Si
O
O
hoặc là
C
n

+
dÔ t¹o thµnh h¬nCH
3
CH
2
CH CH
2
H
+
(xt)
+
Khi olefin có liên kết đôi ở cacbon bậc 3 thì ion cacboni bậc 3 dễ tạo thành hơn
ở cacbon bậc hai.
dÔ t¹o thµnh h¬n
H
+
(xt)
+
CH
3
CH C CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
2

H
2
+
+
XT
Ion cacboni có thể được tạo thành do sự tác dụng của parafin với tâm axít
Bronsted của xúc tác:
Ion cacboni cũng có thể được tạo ra do sự tác dụng của parafin với tâm axit
Lewis:
6
6
H
+
CH
2
CH
3
+
CH
2
CH
3
H
+
Đồ án môn học Phan ngọc hủy – Hóa dầu k53-QN
RH
+
R
+
H Al O Si

2
+
CH
3
R CH CH
2
+
• Phản ứng đồng phân hoá: chuyển rời ion hydro(H
+
) ,nhóm metyl (CH
3
) tạo cấu trúc
nhánh.
R− C− C− C− C
+
 C− C
+
− C− C− R
7
7
Đồ án môn học Phan ngọc hủy – Hóa dầu k53-QN
Sự chuyển dời ion cacboni xác định được bởi độ ổn định của các ion đó. Theo
nguyên tắc:
Độ ổn định ion cacboni theo bậc giảm dần như sau :
C
3
+

bậc 3 > C
3

β
β
Với ba vị trí ( [A] ,[B],[C] ) ở trên thì xác suất đứt mạch ở vị trí [A] lớn hơn ở
vị trí [B] và cuối cùng là ở vị trí [C]
Với ion cacboni mạch thẳng:
+
β
CH
3
CH CH
2
R
+
RCH
3
CH CH
2
+
Đối với ion cacboni là đồng đẳng của benzen, ví dụ như :
C
C C
+
Nếu áp dụng quy tắc vị trí β bình thường thì ở vị trí đó rất bền vững. Người ta
cho rằng proton 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:
8
8
Đồ án môn học Phan ngọc hủy – Hóa dầu k53-QN
C

nhường hay nhận nguyên tử hydro của xúc tác để tạo thành các phân tử trung hoà.
CHƯƠNG II: Nguyên liệu và sản phẩm của qúa trình
cracking xúc tác
I.Nguyên liệu dùng trong qúa trình cracking xúc tác.[1,124]
Theo lý thuyết thì bất kỳ phân đoạn chưng cất nào của dầu mỏ có điểm sôi lớn
hơn xăng đều có thể dùng làm nguyên liệu cho qúa trình cracking xúc tác. Nhưng
giới hạn việc sử dụng các phân đoạn chưng cất dầu mỏ vào làm nguyên liệu cho
cracking xúc tác có một tầm quan trọng rất lớn. Nếu lựa chọn nguyên liệu không
thích hợp sẽ không đưa đến hiệu quả kinh tế cao hoặc sẽ ảnh hưởng đến độ hoạt tính
của xúc tác.
Ngày nay người ta thường dùng các phân đoạn nặng thu được từ quá trình
cracking nhiệt,cốc hoá chậm,các phân đoạn dầu nhờn trong chưng cất chân không và
dầu mazút đã tách nhựa làm nguyên liệu cho cracking xúc tác.Để tránh hiện tượng
tạo cốc nhiều trong quá trình cracking xúc tác cũng như tránh nhiễm độc xúc tác,
nguyên liệu cần phải được tinh chế sơ bộ trước khi đưa vào chế biến.
Ta có thể dùng các phân đoạn sau làm nguyên liệu cho cracking xúc tác:
• Phân đoạn kerosen –xola của quá trình chưng cất trực tiếp
9
9
Đồ án môn học Phan ngọc hủy – Hóa dầu k53-QN
• Phân đoạn xôla có nhiệt độ sôi 300
0
C – 550
0
C của quá trình chưng cất chân
không mazút.
• Phân đoạn gasoil của quá trình chế biến thứ cấp khác.
• Phân đoạn gasoil nặng có nhiệt độ sôi 300
0
C – 550

6
,58
Độ
nhớt, ở
4
,73
Cặn
cacbon,%tl
0
,65
Aspha
nten,%tl
0
,05
Wax,
%tl
2
7
Ap
suất, % hơi
2
.5
V/Ni,
ppm
2
/2
Nitơ,
%tl
0
,067

5,2
Napht
en,%tl
1
8,4
Thơm,
%tl
6
,4
N-
parafin,
4
2,0
Naph
ta nặng
Hiệu
suất trên
1
0,1
10
10
Đồ án môn học Phan ngọc hủy – Hóa dầu k53-QN
Tỷ
trọng ở
0
,7285
Lưu
huỳnh, %tl
0
,001

Lưu
huỳnh,
0
,001
Độ
axít, mg
0
,041
Chiều
cao ngọn
3
5
Thơm,
%kh.l
1
3,0
Gasoi
l (232
Hiệu
suất so với
2
3,05
Tỷ
trọng ở
0
,818
Lưu
huỳnh,
0
,016

0
,05
Hợp
chất no,%
5
8
Hợp
chất thơm,
1
5
III.Sản phẩm thu được từ qúa trình cracking xúc tác.[2,102]
Hiệu suất và đặc tính của các sản phẩm trong cracking xúc tác phụ thuộc vào
bản chất nguyên liệu, chất lượng xúc tác và chế độ công nghệ. Sản phẩm chính của
11
11
Đồ án môn học Phan ngọc hủy – Hóa dầu k53-QN
quá trình là xăng, ngoài ra còn thu thêm một số sản phẩm phụ như khí, gasoil nặng,
gasoil nhẹ.
III.1. Sản phẩm khí cracking xúc tác.[3,66]
Hiệu suất khí cracking xúc tác chiếm khoảng 10 - 25% lượng nguyên liệu đem
cracking.Nó có thể giao động phụ thuộc vào bản chất của nguyên liệu đem cracking.
Hiệu suất này nhiều hay ít phụ thuộc vào điều kiện cracking.Nếu cracking xúc tác ở
điều kiện cứng ( nhiệt độ cao, tốc độ nạp liệu nhỏ, bội số tuần hoàn lớn) thì hiệu suất
khí sẽ lớn,còn nếu cracking ở điều kiện mềm thì hiệu suất khí sẽ ít.
Thành phần của khí cracking phụ thuộc vào bản chất của nguyên liệu, vào bản
chất của xúc tác. Nếu nguyên liệu có hàm lượng lưu huỳnh cao thì khí cracking xúc
tác chứa nhiều H
2
S.
Thành phần của khí cracking

Thành phần hoá học: 1,7 -2,4% trọng lượng lưu huỳnh, 30 -50% hydrocacbon
thơm, còn lại là naphten và parafin.
12
12
Đồ án môn học Phan ngọc hủy – Hóa dầu k53-QN
III.4. Sản phẩm gasoil nặng.[2,105]
Sản phẩm gasoil nặng là phần cặn còn lại của quá trình cracking xúc tác, có T
s
trên 350
0
C, d
4
20
= 0,890 – 0,990. Sản phẩm này chứa một lượng lớn tạp chất cơ học .
Hàm lượng lưu huỳnh cao hơn trong nguyên liệu ban đầu khoảng 1,5 lần. Nó được sử
dụng làm nguyên liệu cho cracking nhiệt và cốc hoá, hoặc làm nguyên liệu đốt lò,
làm nguyên liệu sản xuất bồ hóng, hoặc quay trở lại quá trình cracking.
CHƯƠNG III : Các dây chuyền công nghệ cracking xúc tác
I. Các dây chuyền công nghệ cracking xúc tác.
I.1.Sơ lược về sự phát triển hệ thống cracking xúc tác. [1,131]
Năm 1936, dây chuyền cracking xúc tác đầu tiên được đưa vào công nghiệp chế
biến dầu, hoạt động theo phương thức gián đoạn với lớp xúc tác cố định do kỹ sư
người pháp Houdry thiết kế.
Năm 1941, xuất hiện quá trình cracking với lớp xúc tác chuyển động thay thế
cho quá trình Houdry.Dây chuyền cracking xúc tác loại này ở Nga có tên là loại 43 -1
và 43 -102, còn ở các nước khác có tên là TCC.Các dây truyền càng về sau càng liên
tục được cải tiến so với các dây chuyền ban đầu ở khâu vận chuyển xúc tác.
Năm 1942 dây chuyền cracking xúc tác lớp sôi FCC đầu tiên đã được đưa vào
hoạt động với công suất 12.000 thùng nguyên liệu/ngày.Loại dây chuyền này có tên
là (Up Flow).Xúc tác được đưa ra từ đỉnh của lò phản ứng và tái sinh.

/năm. Do công suất lớn nên
vốn đầu tư cũng như chi phí sản xuất cho 1 m
3
nguyên liệu đưa vào rẻ hơn.
II. Phân tích lựa chọn công nghệ cracking xúc tác.
Qua lịch sử phát triển của quá trình cracking xúc tác, đồng thời qua phân tích
đánh giá các yêu cầu khác như chế độ làm việc, nguyên liệu xúc tác ta thấy quá
trình FCC có rất nhiều ưu điểm và thuận lợi, hệ thống này được sử dụng ngày càng
phổ biến trong công nghiệp dầu mỏ, nó được các hãng công nghiệp hàng đầu trong
lĩnh vực này như UOP, Kellogg, Shell, IFP, Exxon nghiên cứu để hoàn thiện hơn
nhằm mục đich đạt năng suất hiệu quả cao nhất, sử dụng nguyên liệu nặng hơn, tiết
kiệm được xúc tác và phải là kinh tế nhất.
Qua thực tế dùng hệ thống cracking xúc tác lớp sôi sử dụng xúc tác dạng bụi hay
vi cầu, người ta thấy nó có nhiều ưu điểm hơn hệ thống cracking xúc tác trong lớp
xúc tác chuyển động. Những ưu điểm đó là:
Các thiết bị chính của quá trình là thiết bị phản ứng và thiết bị tái sinh đều có
cấu tạo rất đơn giản, so với các dạng thiết bị khác của quá trình cracking thực tế
chúng là hình rỗng.
Sự tuần hoàn xúc tác từ thiết bị phản ứng đến thiết bị tái sinh và ngược lại là nhờ
sự vận chuyển liên tục của hơi và khí trong một giới hạn rộng.
Do sự khuấy trộn mạnh mẽ của xúc tác và hơi nguyên liệu dẫn đến sự đồng
nhất về nhiệt độ trong toàn bộ thể tích lớp xúc tác ở thiết bị phản ứng cũng như thiết
bị tái sinh, khắc phục được hiện tượng quá nhiệt cục bộ.
Hệ thống này có khả năng chế biến các dạng nguyên liệu khác nhau, như từ
nguyên liệu là phân đoạn kerosen đến nguyên liệu nặng là mazut, làm tăng tính vạn
năng của hệ thống.
Hệ thống này có công suất làm việc lớn và có thời gian tiếp xúc ngắn (thời gian
tiếp xúc giữa nguyên liệu và xúc tác là cực tiểu) dẫn đến việc đạt được hiệu suất xăng
cực đại và olefin nhẹ không xảy ra phản ứng ngưng tụ bậc hai mà đã tạo xăng. ứng
14

lưu của xúc tác trong bộ phận rửa để tránh phải dùng quá nhiều không khí trong lò tái
sinh. Ap suất trong thiết bị phản ứng được khống chế bằng bộ phận điều chỉnh áp
suất của cột phân đoạn.
2.Lò tái sinh và khối tận dụng nhiệt của khói lò.
Xúc tác có chứa cốc được chuyển qua van điều khiển (9) và khống chế bởi độ
kiểm tra mức xúc tác ở trong lò phản ứng,sau đó đi vào lò tái sinh (10). Xúc tác vào
lò tái sinh. Xúc tác vào lò tái sinh theo hướng tiếp tuyến với thành lò. Mục đích của
15
15
Đồ án môn học Phan ngọc hủy – Hóa dầu k53-QN
tái sinh là đốt cháy cốc bám trên xúc tác đã làm việc bằng oxy không khí, sản phẩm
tạo thành là CO và CO
2
, hơi nước do vậy mà trả lại bề mặt hoạt tính cho xúc tác. Sau
khi nén không khí để đốt được đưa vào đáy lò tái sinh, qua lưới phân phối để trộn có
hiệu quả giữa không khí và xúc tác.Sự cháy cũng xảy ra trong lớp sôi và để đạt được
điều đó thì tốc độ của không khí phải lớn hơn 1 m/s. Xúc tác đã tái sinh được chuyển
vào ống đứng sau khi đã đuổi sạch khí qua một van lá (11) mà sự hoạt động của van
này được khống chế, điều khiển tự động nhờ bộ phận điều chỉnh nhiệt độ của thiết bị
phản ứng, rồi sau đó xúc tác được trộn với nguyên liệu cracking và hoàn thành một
chu trình. Đồng thời ta tiến hành tháo xúc tác bẩn đã già hoá ra và tiếp tục bổ xung
xúc tác mới để đảm bảo độ hoạt tính ổn định của xúc tác trong quá trình làm việc.
Khí của quá trình cháy cốc và các hạt xúc tác chuyển động từ "pha đặc” vào
“pha loãng" ở đỉnh lò tái sinh, qua hai cấp xyclon (12) để giữ lại các hạt xúc tácvà khí
tách. Sau đó, khí khói được qua buồng lắng (13) để tách tiếp bụi xúc tác, rồi qua bộ
phận tận dụng nhiệt (14), sau đó khí khói được làm sạch bụi xúc tác bằng lọc điện
(15) rồi đi ra ngoài theo ống khói (16).
3. Bộ phận phân chia sản phẩm.
Hơi sản phẩm được nạp vào cột phân đoạn chính để chia thành các sản phẩm
khác nhau:

G
c
G
mm
G
gn
Cân bằng vật chất của lò phản ứng
Tổng lượng vật chất vào lò phản ứng bằng tổng lượng vật chất ra khỏi lò phản
ứng :G
vào
= G
ra
.
Phương trình cân bằng vật liệu của lò phản ứng có dạng:
G
NL
=G
k
+G
c
+G
x
+G
gnh
+G
gn
+ G
mm
Trong đó :
G

= 45,1% trọng lượng nguyên liệu mới
Chọn hiệu suất cốc X
c
= 1,7% trọng lượng nguyên liệu mới.
Chọn hiệu suất khí khi cracking là X
k
= 17,7% trọng lượng nguyên liệu mới.
Hiệu suất gasoil nhẹ là : X
gnh
= 22% trọng lượng nguyên liệu mới
17
17
Đồ án môn học Phan ngọc hủy – Hóa dầu k53-QN
Hiệu suất gasoil nặng là : X
gn
= 12,5% trọng lượng nguyên liệu mới
Coi lượng mất mát là 1%.
Tổng lượng vật chất vào lò phản ứng G
vào
= G
NL
= 375 (T/h)
Lượng sản phẩm ra khỏi thiết bị phản ứng :
Lượng khí cracking là:
G
k
= G
NL
.17,7 = 400. 0,177 = 70,8 (T/h)
Lượng xăng là :

G
ra
= G
k
+ G
x
+ G
gnh
+ G
gn
+ G
c
+ G
m

= 70,8 + 180,4 + 88 + 50 + 6,8 + 4 = 400 (T/h)
kết quả tính toán cân băng vật chất cho thiết bị phản ứng như sau :
Bảng 1: Kết quả tính toán cân bằng vật chất cho thiết bị phản
Các thành phần Trọng lượng , T/h % Trọng lượng theo
nguyên liệu mới
Đầu vào
Nguyên liệu mới 400 100
Đầu ra
Sản phẩm Khí 70,8 17,7
Sản phẩm Xăng 180,4 45,1
Sản phẩm Gasoil nhẹ 88 22
Sản phẩm Gasoil nặng 50 12,5
Cốc 6,8 1,7
Lượng mất mát 4 1
Tổng 400 100

H2Ohv
= G
n1
+ G
n2
= 6,4 +16,8 = 23,2 (T/h.)
I.2 Cân bằng nhiệt lượng của lò phản ứng.
Q
NL
Q
H2Ohv
Q
k
Q
x
Q
H
2
O
hr
Q
gnh
Q
c
Q
mm
Q
gn
Q
xtv

k
+ Q
x
+ Q
gnh
+ Q
gn
+Q
cốc
+ Q
H2Ohr1
+
Q
H2Ohr2
+ Q
mm
+ Q
pứ
.
Trong đó :
Vế trái của biểu thức biểu diễn tổng nhiệt lượng mang vào thiết bị tính bằng ,
Kcal/h.
19
19
Đồ án môn học Phan ngọc hủy – Hóa dầu k53-QN
Q
NL
: Nhiệt lượng do nguyên liệu mới mang vào
Q
H2Ohv1

Q
mm
: Mất mát nhiệt vào môi trường
Q
pư
: Nhiệt lượng tiêu hao cho phản ứng cracking.
Dựa vào các tài liệu và thực tế công nghiệp ta chọn nhiệt độ của các thành phần
lúc đi vào thiết bị phản ứng như sau:
Nhiệt độ của xúc tác vào thiết bị phản ứng là : t
xtv
= 600
0
C
Nhiệt độ của hơi nước đưa vào ống vận chuyển là: t
H2Ov1
= 600
0
C ( áp suất 40 at)
Nhiệt độ của hơi nước đưa vào vùng tách: t
H2Ov2
= 230
0
C ( áp suất 2 at)
I.2.1 Nhiệt lượng do khí sản phẩm mang ra.
Trong bảng 2 dưới đây theo tài liệu [6,118] sẽ chỉ ra thành phần của khí
cracking ( Người ta xác định được bằng cách phân tích sắc ký khí của sản phẩm khí
nhận được khi cracking).
Với giả thiết là áp suất trong thiết bị phản ứng là tương đối nhỏ, vì vậy ảnh
hưởng của áp suất lên hàm nhiệt là không đáng kể. Khi biết thành phần của khí
cracking ta có thể tìm được hàm nhiệt của riêng từng cấu tử sau đó ta có thể tính

3
H
6
C
3
H
8
C
4
H
8
C
4
H
10
0,2
2,31
0,57
1,25
3,22
2,43
3,95
2,92
750
8662,5
2137, 5
4687,5
12075
9112,5
14812,5

phần
Riêng Riêng
phần
H
2
S 4,802 75,3 3,616 103,2 4,96 131 6,29
H
2
1,13 1035,0 11,67 1383,0 15,62 1733 19,58
CH
4
13,05 188,8 24,64 269,0 35,10 357 46,59
C
2
H
4
3,22 142,9 4,60 205,0 6,601 273 8,79
C
2
H
6
7,062 162,6 11,48 236,0 16,67 316 22,32
C
3
H
6
18,192 141,4 25,72 204,0 37,11 272 49,48
C
3
H

(Kcal/h)
I.2.2 Nhiệt lượng do hơi các sản phẩm nặng hơn mang ra.
Hàm nhiệt của hơi hydrocacbon được xác định theo công thức :
q
h
= ( 50,2 + 0,109. t + 0,00014.t
2
)*( 4 -γ
15
15
) -73,8 [6,120]
21
21
Đồ án môn học Phan ngọc hủy – Hóa dầu k53-QN
Trong đó :
q
h
: Hàm nhiệt của phân đoạn ở trạng thái hơi (Kcal/Kg)
γ
15
15
: Tỷ trọng của phân đoạn lỏng
t : nhiệt độ phân đoạn ,
0
C
Hàm nhiệt của hơi sản phẩm ra khỏi thiết bị phản ứng ở 500
0
C là :
q
h

: Tỷ trọng của phân đoạn
t : Nhiệt độ của phân đoạn .
0
C
Hàm nhiệt của gasoil nhẹ ở 500
0
C là :
q
gnh
=
)500.000405.0500.403,0.(
933,0
1
2
+
=313,43 (Kcal/kg)
( do tỷ trọng của gasoil nhẹ là : γ
15
15

= 0,933 )
Lượng nhiệt do phần gasoil nhẹ mang ra :
Q
gnh
= 88.10
3
. 313,43 = 2,7581 .10
7
(Kcal/h)
Hàm nhiệt của phần gasoil nặng mang ra :

bằng 0,6 và 0,27 (Kcal/ Kg.độ.)
t : Nhiệt độ của xúc tác hay cốc.
Hàm nhiệt của xúc tác đi vào ống phản ứng :
q
xtv
=0,27. 600 = 162 (Kcal/Kg)
22
22
Đồ án môn học Phan ngọc hủy – Hóa dầu k53-QN
Nhiệt lượng của xúc tác mang vào ống phản ứng
Q
Xtv
= 2400. 10
3
.162 = 38,88.10
7
(Kcal/h)
Hàm nhiệt của xúc tác ra khỏi thiết bị phản ứng :
q
xtr
=0,27 .500 = 135 (Kcal/kg)
Lượng nhiệt do xúc tác mang ra khỏi thiết bị phản ứng :
Q
Xtr
= 2400. 10
3

.135 = 32,4. 10
7
(Kcal/h)

3
. 317,1 = 0,2029.10
7
(Kcal/h)
Hàm nhiệt do hơi nước mang vào vùng tách là :
q
H2Ov2
= 0,293.230 = 67,39 (Kcal/kg)
Nhiệt lượng do hơi nước mang vào vùng tách là :
q
H2Ov2
= 16,8.10
3
. 67,39 = 0,1132.10
7
(Kcal/h)
Tổng lượng nhiệt do hơi nước mang vào là :
Q
H2Ot
= (0,2029 +0,1132 ) .10
7
= 0,3161 .10
7
(Kcal/h)
Hàm nhiệt của hơi nước khi ra khỏi thiết bị phản ứng :
q
H2Or
= 0,590 .500 = 254,5 (Kcal/ Kg)
Lượng nhiệt do hơi nước mang ra :
Q

+ 38,88 .10
7

=Q
NL
+ 39,1961.10
7
(Kcal/h)
23
23
Đồ án môn học Phan ngọc hủy – Hóa dầu k53-QN
Tổng lượng nhiệt mang ra khỏi thiết bị :
Q
r
=

2,194 .10
7
+ 6,8341.10
7
+ 2,7581.10
7
+ 1,5589 .10
7
+ 32,4.10
7
+ 0,204.10
7
+0,5904 . 10
7

7
=12,4033.10
7
(Kcal/h)
Hàm nhiệt của nguyên liệu q
NL
= (Kcal/ Kg)
Ta có bảng cân bằng nhiệt như sau :
Bảng 4: Bảng Cân bằng nhiệt lượng của thiết bị phản ứng
Tên
Nhiệt độ Số lượng Hàm nhiệt Tổng cộng,
Vào
Q
NL
375 310,2 11,63264
Q
Xtv
600 2250 162 36,45
Q
H2Ov1
600 6 317,1 0,19026
Q
H2Ov2
230 15,75 67,39 0,29636
Cộng 394,125 48,56926
Ra
Q
x
500 169,125 378,83 6,4069
Q

24
24
Đồ án môn học Phan ngọc hủy – Hóa dầu k53-QN
S : là diện tích tiết diện ngang của lò phản ứng (m
2
)
S được tính bằng : S=
ω
.3600
V
Trong đó :
V : Thể tích hơi đi qua mặt cắt ngang của lò phản ứng (m
3
/h)
Vận tốc cho phép của hơi ở trong tiết diện tự do của lò phản ứng , m/s. Đối với
thiết bị cracking xúc tác thì vận tốc trung bình của hơi trong tiết diện tự do của lò
phản ứng là 0,63 m/s. Khi đó V được xác định theo công thức :

π
.273
)273(.4,22
p
t
Mi
Gi
V
+∑
=
[ 6,123]
Mi

82,5.10
200
+
3
46,875.10
340
+
3
21,75.10
18
= 5560 (Kmol/h)
Vậy rút ra V là :
22,4.5560 .(273 500)
176324,7
273.2
V
+
= =
(m
3
/h)
Tiết diện ngang của lò phản ứng là :
176324,7
77,74
3600.0,63
S = =
(m
2
)
Đường kính của lò phản ứng là : D=1,128.