ISO 9001:2008
TẬP ĐOÀN DẦU KHÍ QUỐC GIA VIỆT NAM
VIỆN DẦU KHÍ VIỆT NAM
Trung tâm Nghiên cứu & Phát triển Chế biến Dầu khí
MỘT VÀI ĐỊNH HƯỚNG, PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU VÀ CÁCH TIẾP CẬN MỚI
CHO SỰ PHÁT TRIỂN XÚC TÁC CHẾ BIẾN
DẦU KHÍ TẠI VIỆT NAM
Người trình bày: TS. Đặng Thanh Tùng
Hội nghị Xúc tác– Hấp phụ VII
Hà Nội, ngày 08-10/08/2013
ISO 9001:2008
HIỆN TRẠNG VÀ XU HƯỚNG NGHIÊN
CỨU XÚC TÁC TRÊN THẾ GIỚI
Lĩnh vực 2003 2006 2009 Tốc độ tăng
trưởng trung
bình 2003-
2009
Lọc dầu 2.460 2.682 2.946 3,3%
Hóa dầu 2.195 2.340 2.491 2,2%
Polymer 2.568 2.999 3.525 5,6%
Hóa chất tinh
vi
1.276 1.621 1.965 9,0%
Môi trường 3.581 5.028 5.704 9,9%
Tổng (triệu
USD)
12.084 14.670 16.531 6,1%
Thị trường chất xúc tác toàn cầu giai đoạn 2003-2009
Nguồn: Catalytic Industrial Process, in Encyclopedia of Life Support Systems (EOLSS)
ISO 9001:2008

2
tiêu thụ, nâng cao hiệu quả kinh tế của nhà máy
ISO 9001:2008
MỘT SỐ THÀNH TỰU NỔI BẬT CỦA
XÚC TÁC LỌC-HÓA DẦU

Cải tiến xúc tác reforming hơi nước để hạn chế quá trình kết khối
tâm hoạt động, quá trình tạo cốc;

Ứng dụng của ZSM-5, SAPO-34 trong các quá trình FCC, olefin
cracking, MTO để sản xuất olefin nhẹ;

Biến tính HZSM-5 ứng dụng làm xúc tác trong các quá trình thơm
hóa alkan thành các hợp chất aromatic;

Xúc tác metallocence và hậu metallocence trong tổng hợp
polymer
Các vấn đề nghiên cứu:

Phát triển và cải tiến vật liệu xúc tác;

Các phương pháp tổng hợp xúc tác mới;

Cải tiến công nghệ bình phản ứng (reactor technology) xúc tác;

Cơ chế phản ứng và mối liên hệ giữa cấu trúc và hoạt tính/hiệu
năng (hoạt độ, độ chọn lọc, độ bền) của xúc tác.
ISO 9001:2008
XU HƯỚNG NGHIÊN CỨU XÚC TÁC
LỌC-HÓA DẦU HIỆN NAY

sinh khối, rác thải, sử dụng CO
2
làm nguyên liệu, sản xuất
H
2
;

Áp dụng các công nghệ phản ứng mới để nâng cao hiệu
quả của các quá trình như công nghệ bình phản ứng màng
(membrane reactor), công nghệ phản ứng vi dòng
(microflow reactor);
ISO 9001:2008
NGHIÊN CỨU XÚC TÁC LỌC-HÓA DẦU
TRONG NƯỚC

Hình thành từ những năm 60 của thế kỷ trước và phát triển
mạnh trong khoảng 10 năm gần đây;

Lọc dầu: cracking, reforming, đồng phân hóa cấu trúc và
làm sạch bằng hydro;

Hóa dầu: dehydro hóa, alkyl hóa, chuyển hóa bất cân đối
toluen, đồng phân hóa hóa m-xylen, chuyển hóa CO, CO
2

thành hydrocacbon và methanol, oxy hóa methanol thành
formaldehyde ;

Đã đạt được một số kết quả nhất định nhưng vẫn chưa đáp
ứng được yêu cầu của sự phát triển nhanh chóng của

01/01/2022
ISO 9001:2008
XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN LỌC HÓA
DẦU
Nguồn: PVGas

Phát triển khí mỏ cận biên, khí có hàm lượng CO
2
cao;

Chế biến sâu khí để nâng cao giá trị gia tăng.
ISO 9001:2008
ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU
Đánh giá, lựa chọn xúc tác FCC, hydroprocessing:

Nâng cao hiệu suất, chất lượng sản phẩm, hiệu quả
kinh tế của nhà máy;

Tăng tính linh động của nhà máy về nguyên liệu, cơ cấu
sản phẩm;

Giảm thiểu mức độ khắc nghiệt của các chế độ vận
hành;

Chủ động thiết kế xúc tác phù hợp với nguyên liệu,
công nghệ và mục tiêu vận hành của nhà máy.
ISO 9001:2008
ĐÁNH GIÁ LỰA CHỌN XÚC TÁC

Giảm lượng xúc tác bổ sung;

CỨU – IN SITU
Nguồn: Haldor Topsoe
/>S
h
im
iN
ov
in.
b
l
o
g
f
a.
c
om
13.11.4 Major Catalyst Problems
2897
Fig. 22
Carbon whisker.
Carbon may be formed by three different mecha-
nisms [2]:
1. ‘‘whisker’’ carbon
2. ‘‘gum’’ formation
3. pyrolytic carbon.
Whisker carbon (Fig. 22) is formed by dissociation
of hydrocarbons or carbon monoxide on the nickel
surface [2]. The ‘‘whisker’’ typically grows as carbon
fiber (nanotube) with a nickel crystal at the top [93–95].
The whisker has high strength and destroys the catalyst

15
20
1
Ethylene
Benzene
n-Hexane n-Heptane
n-Butane
Cyclo hexane
Trimethylbutane
2 3
Time / h
4 5 6
Fig. 23
Rate of carbon formation from different hydrocarbons [1].
TGA measurements (H
2
O/ C = 2 mol atom
− 1
, 1 bar, 500
◦
C).
0.1
400
T
/ °C
500
600
700
0.3
H

( a 3 )
( b 2 )
( b 3 )
( b 1 )Two series of electron microscope images of a Ni/MgAl
2
O
4
reforming catalyst: Sequence (a)
illustrates the particle migration and coalescence sintering mechanism. Sequence (b) illustrates the
Ostwald ripening mechanism [3].

The sintering characteristics of the catalyst have a significant influence on the obtainable lifetime.
The carbon limits are affected by the nickel crystallite size, the nickel surface area determines the
sulphur capacity and the activity is related to nickel crystallite size [1, 5].

ETEM in-situ studies have provided fundamental knowledge of the mechanisms of sintering and
this has enabled us to optimise the nickel crystallite size and distribution in AR-401 to ensure high
resistance towards sintering.

Proven Technology

Approval of AR-401 Prereforming Catalyst
Prior to launching of the AR-401 prereforming catalyst, it has been extensively tested in the
laboratory to ensure that it has obtained the required characteristics. Physical tests to ensure
mechanical stability are performed both before and after exposure to severe conditions. The
composition and structure is analysed through chemical testing. Finally, a series of operational
tests with variation in operating conditions such as feedstock composition, pressure and

• The mechanical and chemical stability of a catalyst
are defined in terms of parameters such as abrasion
resistance, crushing strength, and chemical inertness
towards the reaction media.
• The chemical composition is normally determined by
means of atomic or inductively coupled plasma (ICP)
spectroscopy and X-ray fluorescence.
The characterization of a catalyst’s surface and bulk
involves techniques such as electron spectroscopy (ESCA
or XPS), scanning tunnel electron microscopy (STM),
transmission electron microscopy (TEM), scanning elec-
tron microscopy (SEM), and electron probe microanalysis
(EPMA). Surface and solid state characterization can
also be carried out by infrared (IR), Raman, and NMR
spectroscopy. The latter methods, in addition, have the
advantage that the analysis can be performed under ‘‘in-
situ’’ conditions. The same is valid for X-ray diffraction to
investigate the bulk phase composition.
In addition, a number of recently developed instru-
mental techniques have led to further breakthroughs in
heterogeneous catalysis.
2.1.3.1
In-Situ Experiments
In-situ measurements provide a deeper insight into the
catalyst solid-state system under operating conditions.
For such an investigation, a set-up is used in which
X-ray diffraction (XRD) measurements are taken from
catalyst samples operated at close to real conditions in a
miniature reactor, with the sample being placed in the
X-ray beam (see Fig. 9). The presence of active sites on

content with operation time. By
using these findings, it was possible – by means of
doping elements – to develop a catalyst (Fig. 11b) that
showed a much higher stability and hence a longer
lifetime.
Referencesseepage66
During stable operation, the Z
90
deactivation plot will follow a straight line. The slope of this line
indicates the deactivation rate. The first sign of an increase in the catalyst deactivation rate will
often be seen as a changed slope in the Z
90
deactivation plot. When the Z
90
points approach the
bottom of the bed, preparation for replacement of the catalyst should be made.

Comparison with Prior Generation of Catalyst
A preliminary comparison of the deactivation plots for AR-301 and AR-401 (Fig. 7) confirms the
improved characteristics of AR-401.

Fig. 7: Comparison of Z
90
deactivation plot for AR-301 and AR-401 at similar operating conditions.

Our prereforming catalysts have operated impeccably in industrial plants for years. By launching
AR-401 we have consolidated our position as suppliers of high-quality prereforming catalysts,

Vai trò không thể thiếu của KHCN nói chung và nghiên cứu
xúc tác nói riêng trong việc sử dụng hiệu quả nguồn tài
nguyên thiên nhiên, đang dạng hóa nguồn nguyên liệu, bảo
vệ môi trường;

Cần xây dựng được các hướng nghiên cứu trọng tâm, khả thi
với các mục tiêu rõ ràng, cụ thể với sự phối hợp mang tính
liên ngành giữa các trường đại học, viện nghiên cứu;

Áp dụng các phương pháp, kỹ thuật nghiên cứu tiên tiến, kết
hợp thực nghiệm và lý thuyết;

Vai trò quan trọng của các Bộ, Ngành, Doanh nghiệp trong
việc tài trợ, ứng dụng các kết quả nghiên cứu;

Điều kiện quan trọng hàng đầu để cất cánh vẫn là
con người.
ISO 9001:2008
TRÂN TRỌNG CẢM ƠN