ĐỀ TÀI

Thành phần, phương pháp điều chế,
đặc trưng và nguyên nhân gây mất
hoạt tính của hệ xúc tác FCC
SINH VIÊN THỰC HIỆN
Hồ Sỹ Hoàng
Chu Văn Dũng


Nội dung trình bày
1. Tổng quan về xúc tác FCC
2. Thành phần của xúc tác FCC
3. Phương pháp điều chế xúc tác
4. Đặc trưng của xúc tác FCC
5. Nguyên nhân mất hoạt tính
6. Kết luận


1. Tổng quan về FCC
1930-1940

-- Giới thiệu --

Các nhà máy lọc hóa dầu:
• đều áp dụng xúc tác pha lưu thể FCC
• xúc tác FCC là 1 xúc tác axit rắn, cải tiến
qua từng thời kỳ lịch sử.

Hầu hết các xúc tác đều từ đất sét hoạt hóa axit / aluminosilicat vô định hình:
• Hoạt tính xúc tác thấp

lĩnh vực lọc hóa dầu trong đó có cracking xúc tác


2. Thành phần của xúc tác
FCC

-- ZEOLIT Y là gì? --


-- ZEOLIT Y là gì? --

2. Thành phần của xúc tác
FCC

SBU 4T

• Zeolit Y có cấu trúc tinh thể lập
phương, thuộc nhóm đối xứng
Fd3m, khoảng cách ô mạng
24,7. mật độ vật liệu là 17,7
T/1000 rất thấp zeolit khá
rỗng

• Zeolit y là aluminosilicat tinh
thể được hình thành bởi trong
quá trình kết tinh các tứ diên
SiO4 và AlO4 ghép lại với nhau
tạo ra các đơn vị cấu trúc SBU

SBU 6T

• Hình bên còn chỉ rõ vị trí định
vị của các cation bù trừ điện
tích mạng cấu trúc zeolit

-- ZEOLIT Y là gì? --


2. Thành phần của xúc tác
FCC

-- Zeolit Y là gì? --


2. Thành phần của xúc tác
FCC

-- Chất nền là gì? --

• Trong xúc tác FCC, zeolit được phân tán trong chất nền
• Chất nền được lựa chọn sao cho xúc tác có độ hoạt tính và độ bền cơ
học thích hơp.

Chất nền có 2 chức năng chính:
•Chức năng vật lý
•Chức năng xúc tác

Chức năng xúc tác gồm 2 loại:
•Chất nền có hoạt tính xúc tác thấp
•Chất nền có hoạt tính trung bình và cao


•Chức năng xúc tác ( hoạt tính thấp, trung bình và cao)
•Tính chất vật lý
Hầu hết chất nền gồm 2/3 hợp phần:
•Một trong các hợp phần đó là chất kết dính ( oxyt silic, oxyt
nhôm,aluminosilicat hoặc magnesico- silicat vô định hình)
•Một vật liệu là khoáng sét hoặc cao lanh

-- Chất nền là gì? --


2. Thành phần của xúc tác
FCC

-- Các chất phụ trợ xúc tác --

• Các chất phụ trợ của xúc tác FCC có rất nhiều loại kể tên như : zeolit
ZSM-5, zeolit β, các vật liệu rây phân tử( RPT) dẫn xuất từ AlPO 4,
SAPO, MeAPO, MeAP

• Zeolit ZSM-5 là một chất phụ trợ hiệu quả cho xúc tác FCC để làm gia
tăng trị số octan của xăng và olefin nhẹ anken nhẹ mà không tạo khí
và cốc
• Thành phần của ZSM-5:


2. Thành phần của xúc tác
FCC

-- Các chất phụ trợ xúc tác --




2. Thành phần của xúc tác
FCC
• AlPO4-n là 1 chất trợ xúc tác
có thành phần:

• Vật liệu này được tạo ra từ
các tứ diện AlO2 và PO2 nối
với nhau bằng một mạng
tinh thể không gian 3 chiều
trung hòa điện tích
• AlPO45- có cấu truc các
vòng 4 và 6 cạnh nối với
nhau

-- Các chất phụ trợ xúc tác --


2. Thành phần của xúc tác
FCC

-- Các chất phụ trợ xúc tác --

Các chất phụ trợ SAPO, MeAPO, MeAPSO:
•Xuất phát từ vật liệu aluminophotphat tinh thể có mao quản, người ta
điều chế họ vật liệu RPT mới có cấu trúc tinh thể bằng cách thay đồng
hình một nguyên tố hóa trị từ 1+ đến 5+ khác nhau vào mạng AlPO 4 .
•Ngoài ra người ta còn dùng ZSM-11, ZSM-22, ZSM-35, ZSM-38, β....


Sản xuất chất xúc tác FCC gồm các bươc:
tổng hợp, trao đổi ion và biến tính cấu trúc zeolit
Phối trộn zeolit với pha nền
Sấy phun hỗn hợp xúc tác


3. Phương pháp chế tạo xúc
tác FCC

-- Các phương pháp chế tạo --


3. Phương pháp chế tạo xúc
tác FCC

-- Các phương pháp chế tạo --

• Zeolit Y thường được điều chế ở dạng NaY từ nguồn silic, nguồn nhôm và
hydrioxyt natri. Sự kết tinh thường được tiến hành trong một thiết bị lớn,
kéo dài từ 8 đến 1 ngày
• Zeolit sau khi kết tinh được tách ra khỏi pha lỏng bằng máy lọc ly tâm và
rửa bằng nước.
Trao đổi ion:
•NaY sau kho tổng hợp được trao đổi ion với các cation đất hiếm (RE) hoặc
NH4+ để chuyển zeolit NaY về dạng hoạt động và bền thủy nhiệt
•Sự trao đổi ion được thực hiện trong 1 thùng trao đổi ion hoặc trong 1 máy
lọc vắt ngang. Để sản suất xúc tác FCC người ta tách bớt xeri.
•Sau khi trao đổi với các ion đất hiếm, zeolit Y vẫn còn 3-6% Na 2O. Để loại
bỏ hết các ion còn lại, zeoiit được sấy nhanh, nung từ 425-760 oC trong lò
quay và sau đó lại trao đổi với dung dịch sulfat amoni. Zeolit dạng RE-NH 4Y

trao đổi ion sau khi phối trộn với chất nền


3. Phương pháp chế tạo xúc
tác FCC

-- Các phương pháp chế tạo --

Sơ đồ sản xuất chất xúc tác FCC với chất nền là
sol-nước của oxyt silic (silicasol)


4. Các đặc trưng cơ bản của
xúc tác FCC

-- Các đặc trưng xúc tác FCC --