ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế phân xưởng Cracking xúc
tác
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên cho phép em gửi lời cảm ơn tới các thầy giáo, cô giáo
trong Bộ môn Công nghệ Hữu cơ - Hoá dầu, đặc biệt là thầy giáo TS.
Nguyễn Hữu Trịnh, người đã tận tình hướng dẫn giúp đỡ em về mặt kiến
thức khoa học, với sự giúp đỡ tận tình chỉ bảo của thầy đã giúp em hiểu
được những vấn đề cần thiết và hoàn thành bản đồ án này đúng thời gian
quy định.
Tuy nhiên với khối lượng công việc lớn hoàn thành trong thời gian
có hạn nên em không thể tránh khỏi những sai sót và vướng mắc nhất định.
Vậy em kính mong các thầy giáo, cô giáo bỏ qua cho em.
Một lần nữa em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo PGS.TS.
Nguyễn Hữu Trịnh cùng toàn thể các thầy giáo, cô giáo trong Bộ môn
Công nghệ Hữu cơ - Hoá dầu và các bạn đồng nghiệp đã tạo điều kiện giúp
đỡ em trong thời gian vừa qua.
Em xin chân thành cảm ơn!
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế phân xưởng Cracking xúc
tác
LỜI MỞ ĐẦU
Ngành công nghiệp chế biến dầu mỏ được ra đời vào năm 1859 và từ
đó sản lượng khai thác dầu mỏ ngày càng được phát triển mạnh về số lượng
cũng như về chất lượng.
Ngày nay với sự phát triển và tiến bộ của khoa học kỹ thuật, dầu mỏ
đã trở thành nguyên liệu quan trọng hàng đầu trong công nghệ hoá học.
Trên cơ sở nguyên liệu dầu mỏ, người ta đã sản xuất được hàng nghìn các
hoá chất khác nhau, làm nhiên liệu cho các động cơ, nguyên liệu cho các
ngành công nghiệp khác.
Trong công nghiệp chế biến dầu mỏ các quá trình chuyển hoá hoá

cracking xúc tác chiếm tương đối lớn so với tổng lượng dầu được chế biến.
Quá trình cracking xúc tác được xem là một quá trình chủ yếu để sản
xuất xăng cho ô tô và một số ít xăng máy bay. Về phương diện nhiệt động,
những phản ứng xảy ra khi cracking nhiệt đều có thể xảy ra trong quá trình
cracking xúc tác, song khi có mặt của chất xúc tác nó có tác dụng thúc đẩy
chọn lọc một số phản ứng có lợi như phản ứng đồng phân hoá, phân huỷ
tạo ra các izo parafin, izo propin, hydrocacbon thơm. Nhờ có sự tham gia
của xúc tác mà quá trình cracking xúc tác tiến hành ở điều kiện nhiệt độ
thấp hơn và áp suất thấp hơn, song đạt được tốc độ phản ứng lớn hơn nhiều
so với quá trình cracking đơn thuần dưới tác dụng của nhiệt.
Mục đích của quá trình cracking xúc tác là biến đổi các phân đoạn
dầu mỏ có nhiệt độ sôi cao (hay có trọng lượng phân tử lớn) tạo thành các
cấu tử xăng có chất lượng cao, ngoài ra thu thêm một số sản phẩm phụ
khác như: Gasoil nhẹ, gasoil nặng, khí béo ( chủ yếu là khí hydrocacbon có
cấu trúc nhánh). Quá trình cracking xúc tác thực chất là cho tiếp xúc
nguyên liệu với xúc tác trong điều kiện quy định về chế độ công nghệ, các
phản ứng có lợi xảy ra nhằm tạo ra được sản phẩm có chất lượng tốt và
hiệu suất cao, đồng thời các phản ứng phụ có hại cũng xảy ra như phản ứng
tạo cốc bám trên bề mặt của xúc tác làm giảm hoạt tính của xúc tác. Để
đảm bảo hoạt tính cho xúc tác làm việc thì phải tiến hành tái sinh xúc tác.
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
3
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế phân xưởng Cracking xúc
tác
Quá trình cracking xúc tác là một quá trình không thể thiếu trong bất
kỳ nhà máy chế biến dầu nào trên thế giới, vì quá trình này là một trong các
quá trình để sản xuất xăng có trị số octan cao.
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
4
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế phân xưởng Cracking xúc

Nhóm II: Nhóm nguyên liệu là phân đoạn gasoil nặng
T
0
S
= 300-550
0
C
D: 0,880-0,920
M: 280-330 đvC
Đây là nguyên liệu chủ yếu để sản xuất xăng ô tô.
Nhóm III: Nhóm nguyên liệu có thành phần phân đoạn rộng, đó là
hỗn hợp của 2 nhóm trên. Nhóm này có giới hạn nhiệt độ sôi 210-550
0
C có
thể lấy từ chưng cất trực tiếp hay là phần chiết của quá trình làm sạch dầu
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
5
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế phân xưởng Cracking xúc
tác
nhờn bằng dung môi chọn lọc, petrolatun, parafin lấy từ quá trình khử
parafin Đây là nguyên liệu vừa sản xuất xăng ô tô và xăng máy bay.
Nhóm IV: Nhóm nguyên liệu phân đoạn trung gian là hỗn hợp phân
đoạn krosen nặng và xô la nhẹ. Nhóm này có giới hạn nhiệt độ sôi hẹp hơn
300-430
0
C. Nhóm nguyên liệu này dùng để sản xuất xăng ô tô và xăng máy
bay.
Trong các nhóm nguyên liệu trên tốt nhất và chủ yếu nhất cho quá
trình cracking xúc tác là phân đoạn karosen- xôla và gasoil nặng thu được
từ chưng cất trực tiếp. Vì nguyên liệu này cho hiệu suất xăng cao và ít tạo

Hiệu suất và đặc tính của các sản phẩm trong cracking xúc tác phụ
thuộc vào bản chất của nguyên liệu, chất lượng xúc tác sử dụng và chế độ
công nghệ của quá trình. Sản phẩm chính của quá trình là xăng, ngoài ra
còn thu thêm một số sản phẩm phụ như: khí, gasoil nặng, gasoil nhẹ.
II.1. Xăng cracking xúc tác
Đây là sản phẩm chính của quá trình cracking xúc tác. Hiệu suất của
xăng cracking xúc tác thường thu được từ 30-55% lượng nguyên liệu đem
cracking. Hiệu suất xăng và chất lượng xăng phụ thuộc vào nguyên liệu,
xúc tác và chế độ công nghệ.
Nếu nguyên liệu có hàm lượng lớn hyđrocacbon naphen thì có hiệu
suất xăng và chất lượng xăng cao.
Nếu nguyên liệu có hàm lượng lớn parafin thì nhận được xăng có trị
số octan thấp.
Nếu trong nguyên liệu chứa hàm lượng lưu huỳnh cao thì xăng thu
được cũng có hàm lượng lưu huỳnh lớn thường chiếm 15% tổng lượng S có
trong nguyên liệu.
Xăng cracking xúc tác có các đặc trưng sau:
+ Tỷ trọng: 0,72-0,77
+ Trị số octan: 89-91(theo RON)
+ Thành phần hoá học của xăng cracking xúc tác khác hẳn với xăng
cracking nhiệt và xăng chưng cất trực tiếp. Xăng cracking xúc tác có trị số
octan cao hơn. Thành phần hoá học chiếm 9-12% trọng lượng hyđrocacbon
olefin trọng lượng hyđrocacbon thơm.
Xăng cracking xúc tác có thể dùng làm xăng máy bay hoặc xăng ô tô
với các tính chất như trên.
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
7
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế phân xưởng Cracking xúc
tác
Để tăng trị số octan cho xăng cracking xúc tác người ta thường cho

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
8
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế phân xưởng Cracking xúc
tác
- Nếu cracking xúc tác ở điều kiện mềm thì thu được gasoil nhẹ có
hiệu suất và chất lượng cao.
Cracking xúc tác có tuần hoàn thì hiệu suất gasoil nhẹ bị giảm và
làm giảm trị số xêtan, tăng hàm lượng hyđrocacbon thơm trong gasoil nhẹ
(parafin là cấu tử có trị số xêtan cao nhất, hyđrocacbon thơm có trị số xêtan
thấp nhất là hyđrocacbon naphen và olephin nằm trung bình so với hai loại
trên.
Gasoil nhẹ dùng làm cấu tử pha cho nhiên liệu diezel hay làm cấu tử
pha lỏng mazut.
Đặc tính của gasoil nhẹ thu được trong quá trình cracking xúc tác
như sau:
- Tỷ trọng : 0,83÷0,94
- Thành phần hoá học gồm: 1,7÷2,4% trọng lượng lưu huỳnh,
hyđrocacbon olefin 6%, hyđrocacbon thơm 30÷50% còn lại là hyđrocacbon
parafin và naphen.
II.3. Sản phẩm: Gasoil nặng
Sản phẩm gasoil nặng là phần cặn còn lại của quá trình cracking xúc
tác. Chất lượng của nó phụ thuộc vào nguyên liệu chế độ công nghệ và vào
chất lượng của gasoil nhẹ, sản phẩm gasoil nặng của quá trình cracking xúc
tác có nhiệt độ sôi lớn hơn 350
0
C, có tỉ trọng
99008900
20
4
,,d −=

quá trình sản xuất các chất hoạt động bề mặt.
- Phân đoạn khí propan-propen, butan- buten là nguyên liệu cho sản
xuất khí hoá lỏng LPG, nguyên liệu cho alkyl hoá để nhận cấu tử có trị số
octan cao để pha vào xăng và làm khí đốt dân dụng, làm nguyên liệu tổng
hợp hoá dầu.
Bảng 1. Sự phụ thuộc thành phần khí cracking xúc tác vào
nguyên liệu
Cấu tử Hiệu suất (%)
Khi dùng nguyên liệu nhẹ Khi dùng nguyên liệu nặng
H
2
0,80 6,65
CH
4
3,20 7,0
C
2
H
6
2,40 7,0
C
2
H
4
0,25 7,0
C
3
H
8
11,70 10,85

Anilen 7,20 18,55
Tổng hợp 100 100
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
10
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế phân xưởng Cracking xúc
tác
Bảng 2. Thành phần khí cracking phụ thuộc vào xúc tác sử dụng
Cấu tử Xúc tác chứa zeolit Xúc tác Alumasilicat
H
2
S 4,9 3,6
H
2
0,1 3,1
CH
4
1,6 8,0
C
2
H
4
2,7 6,9
C
2
H
6
23,1 25,6
-C
3
H

tác cracking đầu tiên được dùng là đất sét thiên nhiên có tính axit (ví dụ
loại montnorillonit)
Ví dụ: Ở Liên Xô vào những năm 1919-1920 đã dùng xúc tác AlCl
3
trong hệ thống cracking để sản xuất xăng.
Xúc tác AlCl
3
tiến hành ở nhiệt độ thấp 200÷300
0
C. Nhưng trong
quá trình sử dụng người ta thấy có nhiều nhược điểm sau: xúc tác bị mất
mát nhiều do tạo phức với hyđrocacbon của nguyên liệu, điều kiện tiếp xúc
giữa xúc tác và nguyên liệu không tốt, cho hiệu suất và chất lượng xăng
thấp.
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
11
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế phân xưởng Cracking xúc
tác
Về sau người ta nghiên cứu sử dụng aluminosilicat vô định hình mà
đầu tiên là đất sét bentonit. Vào năm 1936 ở Liên Xô dã sử dụng xúc tác
aluminosilicat ở quy mô công nghiệp. Người ta đã tiến hành tổng hợp
aluminosilicat trong các nhà máy chế tạo xúc tác. Sau đó trong công nghiệp
chế biến dầu mỏ người ta đã dùng phổ biến xúc tác aluminosilicat tổng hợp
vì nó có hoạt tính và độ chọn lọc tương đối cao. Xúc tác này đã từng được
sử dụng trong công nghiệp cracking suốt 30 năm. Tuy vậy, hiện nay việc
cải thiện xúc tác vẫn không ngừng phát triển và đến cuối thập niên 60 của
thế kỷ 20, người ta đã chuyển sang chủ yếu dùng xúc tác chứa Zeolit.
Ở Mỹ vào năm 1972 đã sử dụng khoảng 80% chất xúc tác chứa
Zeolit cho quá trình cracking xúc tác. Hàng năm ở Mỹ tiêu thụ 130 nghìn
tấn xúc tác, trong đó chỉ có 14.000 tấn là không chứa Zeolit.

Bảng 3. Tính chất của xúc tác FCC
Thành phần hoá học
Oxyt nhôm
Oxyt silic
Oxyt các nguyên tố đất hiếm
Oxyt natri
13
87
2÷4
0,02÷0,2
Trọng lượng rót, g/cm
3
0,8÷0,9
Độ hoạt tính ổn định
55÷60
Độ hoạt tính theo ASTM
75÷80
Độ bền do mài mòn,%
94÷96
Thành phần cỡ hạt, %
- Đến 20 µm
- Đến 40 µm
- Đến 100 µm
< 2÷3
15÷25
96÷98
Bề mặt riêng, m
2
/g
400÷450

e) Xúc tác phải đảm bảo độ thuần nhất cao
Xúc tác cần đồng nhất về thành phần, về cấu trúc, về hình dạng, về
kích thước. Khi kích thước không đồng đều sẽ tạo ra những vùng phân lớn
và có trở lực khác nhau và do sự phân lớn theo kích thước nên sẽ phá vỡ
chế độ làm việc bình thường của thiết bị. Mặt khác khi kích thước không
đồng đều làm tăng khả năng vỡ vụn dẫn đến mất mát xúc tác. Cấu trúc lỗ
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
14
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế phân xưởng Cracking xúc
tác
xốp không đồng đều sẽ làm giảm bề mặt tiếp xúc dẫn đến làm giảm hoạt
tính xúc tác.
f) Xúc tác phải liền với các chất làm ngộ độc xúc tác
Xúc tác phải chống lại có hiệu quả tác dụng gây ngộ độc của những
hợp chất của nitơ, lưu huỳnh, các kim loại nặng để kéo dài thời gian làm
việc của xúc tác.
g) Xúc tác phải có khả năng tái sinh
Đây là yêu cầu quan trọng trong quá trình sử dụng xúc tác. Xúc tác
có khả năng tái sinh tốt sẽ nâng cao được hiệu quả và năng suất của quá
trình, lượng tiêu hao xúc tác cũng giảm xuống.
h) Xúc tác phải dễ sản xuất và rẻ tiền
Đây cũng là yếu tố quan trọng góp phần định hướng cho các nhà
nghiên cứu và sản xuất
III.3. Zeolit và xúc tác chứa Zeolit
Zeolit là hợp chất của alumuni-silic, là chất tinh thể có cấu trúc đặc
biệt. Cấu trúc của chúng được đặc trưng bằng mạng các lỗ rỗng, rãnh, rất
nhỏ thông với nhau. Các chất Zeolit được chế tạo cùng với các xúc tác
aliminosilicat hay với đất sét thiên nhiên, rồi sau đó được xử lý bằng
phương pháp đặc biệt hợp thành xúc tác chứa Zeolit. Xúc tác chứa Zeolit
này có hoạt tính cao, vì thế ngày nay chúng được sử dụng rất rộng rãi.

Zeolit loại x hay y có cấu trúc tương tự như faurazit (hình 6-3)
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
16
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế phân xưởng Cracking xúc
tác
Hình III.1. Đơn vị cấu trúc cơ bản của Zeolit
Hình III.2. Cấu trúc của Zeolit A và X, Y
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
17
Si
4+
O
2
O
2
Al
3+
Zeolit A
Zeolit X,Y
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế phân xưởng Cracking xúc
tác
Ngày nay người ta đã chế tạo được hàng trăm loại Zeolit, chúng
được đặc trưng bởi kích thước các “cửa sổ” khác nhau.
Ví dụ: Đặc trưng của một số loại Zeolit được dùng phổ biến trong
cracking xúc tác đã được dẫn ra ở bảng sau:
Bảng 4. Đặc trưng cơ bản của một vài loại Zeolit
Zeolit Thành phần hoá học Đường kính trung bình
A
0
A Na

.8,9H
2
O 7,4
Mordenit Na
8
O. (Al
2
O
3
)
8
(SiO
2
)
40
.24H
2
O
6,7÷7,0(2,9÷5,7)
ZSM-5 và 11
5,4÷5,6
Khi chế độ xúc tác cracking, hàm lượng natri (Na) cần phải giảm tới
cực tiểu bởi vì sự có mặt của Na ở nhiệt độ cao và có mặt hơi nước, nó làm
giảm đi đáng kể hoạt tính cũng như độ chọn lọc của xúc tác cracking.
Khi thay thế Na bằng các catrion kim loại hoá trị lớn hơn 2 hay bằng
2, thí dụ như canxi (Ca), reni (Re) hay các nguyên tố đất hiếm, sẽ làm thay
đổi đặc trưng cấu trúc của Zeolit. Kích thước lỗ tăng lên, đồng thời khi đó
lại tạo ra các tâm axit làm hoạt tính của xúc tác tăng lên.
Người ta cho thấy rằng, Zeolit chứa oxyt silic càng nhiều, lượng oxyt
nhôm càng ít thì độ axit của nó càng tăng. Đương nhiên khi tăng tỉ số oxyt

bền nhiệt, điều chỉnh kích thước lỗ xốp. Zeolit có hoạt tính cracking lớn, vì
thế người ta thường dùng nó ở dạng hỗn hợp với xúc tác vô định hình hay
aluminosilicat tinh thể và được gọi là xúc tác chứa Zeolit. Trong sản xuất
xúc tác, người ta trộn 10 đến 20% (KL) Zeolit và với hợp phần như vậy,
xúc tác cũng đã rất hoạt động, hơn hẳn xúc tác aluminosilicat thông
thường. Hơn nữa các chỉ tiêu kinh tế cũng đạt loại tốt hơn.
Trong công nghiệp, người ta chế độ xúc tác chứa Zeolit ở hai dạng
chính. Xúc tác dạng cầu và xúc tác dạng bột và sau đó cải tiến thành xúc
tác vi cầu thường được áp dụng cho quá trình cracking lớp sôi (FCC), còn
xúc tác dạng cầu với kích thước hạt từ 3 đến 5mm thường được dùng cho
quá trình cracking xúc tác chuyển động (FCC)
Ngoài yêu cầu về độ hoạt tính cao, xúc tác cracking còn phải đáp
ứng các yêu cầu khác, như phải bền nhiệt, bền cơ, không gây ăn mòn hay
ăn mòn thiết bị cũng như đảm bảo dễ khuếch tán nguyên liệu tới các tâm
hoạt tính và sản phẩm từ bề mặt ra ngoài. Đảm bảo sự khuếch tán của oxy
tới bề mặt xúc tác dễ đốt cốc trong quá trình tái sinh, đồng thời giá thành
chấp nhận được. Xuất phát từ các yêu cầu trên người ta phải chọn các hợp
phần thích hợp để chế tạo xúc tác vì trong Zeolit có hai loại kích thước lỗ
xốp: kích thước “cửa sổ” và kích thước lỗ lớn, khi đưa chúng vào trộn lẫn
với aluminosilicat, chúng ta sẽ điều chỉnh được cấu trúc lỗ của chúng để
nhận được kích thước lỗ trong giới hạn thích hợp nhất, nhằm tăng độ chọn
lọc của xúc tác. Ví dụ, trong xúc tác chứa Zeolit loại A, kích thước lỗ của
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
19
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế phân xưởng Cracking xúc
tác
nó không vượt quá 4 đến 5A
0
. Trong các lỗ như vậy propylen có thể
chuyển qua tự do, nhưng điều đó lại không xảy ra đối với izo-butylen. Do

lọc cao hơn so với xúc tác aluminosilicat thuần khiết. Hiệu suất xăng tăng
lên ít nhất là 20%, trong khi đó hiệu suất cốc và khí lại giảm khi tiến hành
cùng ở một điều kiện.
Các đặc trưng cơ bản của xúc tác cracking là: thành phần, trọng
lượng rót, cấu trúc xốp, độ hoạt tính, thành phần cỡ hạt và độ bền.
Ngoài những ưu điểm trên xúc tác chứa Zeolit vẫn còn một số nhược
điểm sau:
- Giá thành sản xuất chúng cao
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
20
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế phân xưởng Cracking xúc
tác
- Nếu sử dụng xúc tác Zeolit nguyên chất thì tốc độ trao đổi chất của
quá trình phục hồi và trao đổi nhiệt bé hơn tốc độ chính bản thân phản ứng
xúc tác. Vì vậy mà ta dùng xúc tác chứa Zeolit (Zeolit tẩm trên chất mang,
2÷20% trên aluminosilicat tổng hợp)
Nói tóm lại, xúc tác chứa Zeolit cho quá trình cracking có nhiều ưu
điểm hơn hẳn các xúc tác khác, nên hiện giờ đây ở các nước công nghiệp
chế biến dầu mỏ và khí tiên tiến, người ta lần lượt thay thế xúc tác chứa
Zeolit cho aluminosilicat tổng hợp. Hiện nay người ta đang sử dụng xúc tác
Zeolit siêu bền, nó đáp ứng được mọi yêu cầu của xúc tác trong quá trình
cracking.
III.4. Những thay đổi tính chất của xúc tác khi làm việc
Xúc tác cracking trong quá trình làm việc bị giảm hoạt tính và độ
chọn lọc. Hiện tượng này người ta gọi là quá trình trở hoá xúc tác. Quá
trình trơ hoá xúc tác càng nhanh nếu ta tiến hành quá trình ở điều kiện công
nghệ khó khăn, độ khắt khe tăng (ví dụ ở nhiệt độ cao quá, thời gian tiếp
xúc quá dài, nguyên liệu xấu). Ngoài ra còn xảy ra các quá trình khác làm
tăng tốc độ trơ hoá. Chúng ta có thể phân quá trình trơ hoá xúc tác làm hai
quá trình đó là sự trơ hoá do tác dụng của các chất làm ngộ độc xúc tác và

trên 450
0
C và NH
3
, SO
2
, SO
3
ở nhiệt độ trên 620
0
C)
Hoạt tính của xúc tác có thể được duy trì nếu ta thêm hơi nước vào
nguyên liệu, hay việc xử lý trước và sau khi tái sinh xúc tác. Thêm hơi
nước khi chế biến nguyên liệu có lưu huỳnh sẽ có tác dụng âm vì khi đó lại
làm tăng quá trình ăn mòn thiết bị và sản phẩm của quá trình ăn mòn lại
làm nhiễm bẩn xúc tác, dẫn tới làm giảm hoạt tính, độ chọn lọc của xúc tác.
Tác dụng đồng thời của nhiệt độ cao và của hơi nước làm giảm hoạt
tính tổng cộng của xúc tác. Khi áp dụng ở lớp sôi (FCC), do cần phải duy
trì điều kiện để cốc ít lắng đọng trên xúc tác và xúc tác không bị quá nhiệt
khi tái sinh, người ta phải đưa vào một lượng nhỏ hơi nước. Hơn nữa, cũng
cần phải tránh sự tạo cốc quá ít, do nhiệt tạo ra trong quá trình tái sinh
không đủ để bù nhiệt thu vào của các phản ứng cracking trong lò phản ứng.
Hàm lượng cốc bám trên xúc tác khi ra khỏi lò phản ứng phụ thuộc
vào lượng xúc tác tuần hoàn trong hệ thống. Đối với đa số các quá trình
FCC, khi dùng xúc tác Zeolit, lượng cốc tạo ra thường chiếm vào khoảng
1,3 đến 1,8% KL xúc tác, còn sau khi tái sinh là 0,1 đến 0,05%KL.
Các hợp chất cơ kim và các hợp chất chứa Nitơ trong nguyên liệu
đều là các phần tử làm gia hoá nhanh xúc tác. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra
rằng, sự có mặt của các hợp chất nitơ trong nguyên liệu làm giảm hiệu suất
xăng và các “sản phẩm trắng”. Ví dụ, hàm lượng nitơ tăng từ 0,1 đến

2
→ CO
2
Q = 33,927÷34,069MJ/kg
C +
2
1
O
2
→ CO Q = 10,629÷10,314MJ/kg
CO +
2
1
O
2
→ CO
2
Q = 23,650÷23,755MJ/kg
H
2
+
2
1
O
2
→ H
2
O Q = 1210,043÷1210,252MJ/kg
S + O
2

yêu cầu càng nhỏ. Cường độ cháy cốc phụ thuộc vào nhiều yếu tố: Nhiệt
độ, áp suất riêng phần của oxy, hàm lượng cốc bám trên xúc tác, chất xúc
tác
Yếu tố nhiệt độ ảnh hưởng lên cường độ cháy cốc: ta dùng nhiệt độ
khoảng 540÷630
0
C tiến hành tái sinh xúc tác là tốt nhất.
Nhiệt độ tái sinh phụ thuộc nhiều vào chất xúc tác được dùng vào
loại lò tái sinh. Mức độ tái sinh cần phải khống chế chặt chẻ để không chỉ
bảo đảm hoạt tính của xúc tác mà còn đảm bảo vấn đề vệ sinh môi trường,
vì thế nên không có mặt co trong khí khói thải. Hơn nữa, quá trình cháy
không để xảy ra ở nhiệt độ quá cao hay tích nhiệt cục bộ dẫn tới phá huỷ
xúc tác. Còn nếu nhiệt độ quá thấp thì tốc độ tái sinh sẽ chậm, cốc bám trên
xúc tác cháy không triệt để. Sau khi tái sinh hàm lượng cốc còn lại trên xúc
tác phải cực tiểu (lượng cốc cặn còn lại từ 0,1 đến 0,3%KL xúc tác ) để
khôi phục tới đa hoạt tính của xúc tác.
Quá trình tái sinh xúc tác bằng phương pháp đốt cốc chưa giải quyết
được việc khử các kim loại nặng hấp phụ trên xúc tác. Vì vậy để hoàn thiện
quá trình tái sinh người ta tiến hành thêm quá trình trao đổi ion để khử các
kim loại nặng, điều này giải quyết được sẽ nâng cao được hiệu quả của quá
trình tái sinh xúc tác.
III.6. Các dạng hình học của xúc tác
Xúc tác cracking thường được sử dụng ở các dạng sau:
- Xúc tác dạng bụi
Xúc tác dạng bụi có kích thước từ 1 đến 80µm (phần lớn là các phần
xúc tác có kích thước 40÷80µm)
- Xúc tác dạng vi cầu:
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
24
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thiết kế phân xưởng Cracking xúc

m
H
2m+2
+ C
p
H
2p+2
(n = m+ p)
+ Bẻ gãy mạch olefin tạo olefin nhỏ hơn
C
n
H
2n
→ C
m
H
2m
+ C
p
H
2p
(n = m + p)
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
25