Download miễn phí Đồ án Thiết kế phân xưởng tái sinh xúc tác ở dạng tầng sôi trong hệ thống Cr-acking xúc tác



Mục lục
 
MỞ ĐẦU .1
Phần I: Tổng quan lý thuyết .3
CHƯƠNG I : CƠ SỞ TẠO CỐC VÀ TÁI SINH XÚC TÁC .3
1.1 Giới thiệu chung .3
1.2 Quá trình sử dụng xúc tác cho quá trình Cr-acking.4
1.3 Những yêu cầu cần thiết đối với xúc tác Cr-acking.5
1.4 Những thay đổi tính chất xúc tác khi làm việc .7
1.5 Cơ sở tạo cốc trong quá trình crácking xúc tác .9
1.6 Tái sinh xúc tác.14
Chương II : Thuyết minh sơ đồ nguyên lý của quá
trình tái sinh xúc tác trong lớp giả sôi .17
Phần II : Thiết kế phân xưởng tái sinh xúc tác ở dạng tầng sôi trong hệ thống Cr-acking xúc tác.22
1. Đặc tính cháy của cacbon lượng khí tái sinh.22
2. tính lượng hơi nước tiêu tốn để tách khí tái ra khỏi xúc tác.34
3. tính lượng cân bằng vật chất thiết bị tái sinh.35
4. tính cân bằng nhiệt lượng của thiết bị tái sinh.37
5. Cân bằng vật chất của các zôn chủ yếu của thiết bị tái sinh.41
6. Đường kính của thiết bị tái sinh và của các zôn chư yếu trong thiết bị tái sinh.46
7. Chiều cao của thiết bị tái sinh và của các zôn.53
8. Xác định lượng hơi nước thu được.57
PHẦN KẾT LUẬN .58
 
 


http://s1.liketly.com/flash/edoc/jh2i1fkjb33wa7b577g9lou48iyvfkz6-swf-2013-12-27-do_an_thiet_ke_phan_xuong_tai_sinh_xuc_tac_o_dang.UQzqvMojfk.swf /tai-lieu/de-tai-ung-dung-tren-liketly-51555/
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

chỉ rõ cơ chế tác dụng của chúng đến hoạt tính xúc tác . Sự giảm nhanh nhất hoạt tính của xúc tác xẩy ra trong lúc tiếp xúc với các độc tố với xúc tác . Khi lắng đọng các ôxit kim loại nặng trên xúc tác dẫn đến làm giảm độ sâu Cr-acking và giảm hiệu suất xăng do tăng nhanh quá trình tạo cốc .
Khi hàm lượng các hợp chất lưu huỳnh trong nguyên liệu tăng , thì hàm lượng các kim loại nặng như Niken và Vanadi cũng tăng theo vì đa phần chúng đều tập trung ở phần cân nặng và phân đoạn nhựa – Asphan ( ví dụ trong dầu mỏ có Lưu huỳnh thì có tới 90% chất phức chứa Vanađi , còn trong dầu có chứa Ýt Lưu huỳnh là phức với Niken).
1.5 Cơ sở tạo cốc trong quá trình Cr-acking xúc tác
Trong quá trình làm việc của quá trình Cr-acking xúc tác một số phản ứng xẩy ra và tham gia kết hợp với nhau tạo ra những sản phẩm có hại bám trên bề mặt chất xúc tác . Những sản phẩm có hại đó gọi là cốc .
Sảm phẩm cốc được tạo ra là do một hệ vòng thân có độ ngưng tụ cao, sự hình thành cốc có thể do các nguyên nhân sau :
- Do bản chất của nguyên liệu Cr-acking ( nếu nguyên liệu là phân đoạn kezosen-Xôđa và Gasoil nặng thu được từ quá trình chưng cất trực tiếp thì Ýt tạo cốc ). Nếu nguyên liệu là cặn Marut Gasoil nặng của quá trình thứ cấp khác thì khả năng tạo cốc nhiều .
- Do chất xúc tác của quá trình có độ chọn lọc không cao .
- Do chế độ công nghệ chưa tối ưu
Cốc được tạo thành trong quá trình Cr-acking xúc tác có thể chia thành ba phần chính :
- Lượng cốc do phản ứng hoá học .
- Lượng cốc do hấp thụ hoá học trên bề mặt xúc tác .
- Lượng cốc do nhả hấp thụ chậm.
Các gốc Hydrocacbon va chạm vào nhau tạo thành phân tử ngưng tụ các vòng thơm sẽ tạo thành cac bon ( hay gọi là cốc ) .
Sơ đồ có thể biểu diễn chúng như sau cho các loại tương tự như benzen là: Naphtaxen, antraxen, phenapxen , phản ứng chính là phản ứng ngưng tụ tạo ra sản phẩm cốc .
Như vậy ta thấy rằng cốc dầu mỏ không phải là sự biến dạng củc Cacbon nhận được khi phân huỷ các Hydrocacbon thành nguyên tố, mà nó là cấu trúc Hydrocacbon . Trong quá trình Cr-acking xúc tác thì cốc là sản phẩm không mong muốn vì nó bám trên tâm hoạt tính của xúc tác, làm giảm hoạt tính của xúc tác . Vì vậy phải tiến hành tái sinh xúc tác .
1.6 Tái sinh xúc tác
Xúc tác trong quá trình Cr-acking làm việc được một thời gian , cốc tạo thành do một số phản ứng phụ có hại bám trên bề mặt xúc tác che phủ các tâm hoạt động cuả xúc tác . Điều đó dẫn đến giảm hoạt tính xúc tác vì vậy hiệu quả của quá trình Cr-acking xúc tác bị giảm .Để xúc tác làm việc bình thường ( các tính chất của xúc tác không hề thay đổi ) thì người ta phải tiến hành tái sinh
Bản chất của quá trình tái sinh xúc tác là đốt cháy cốc bám trên bề mặt xúc tác bằng không khí nóng trong lò tái sinh xúc tác . Khả năng tái sinh của xúc tác là một đặc tính quan trong của nó.
Kết quả của quá trình đốt cháy cốc sẽ sinh ra CO và CO2 . Các phản ứng cháy này toả nhiều nhiệt . Ngoài ra còn có các phản ứng khử các hợp chất lưu huỳnh . Các phản ứng xẩy ra khi tái sinh xúc tác có thể miêu tả như sau :
C + O2 ® CO2 Q = 33,927 ¸ 34,069 MJ/kg
C + 1/2O2 ® CO Q = 10,692 ¸ 10,314 MJ/kg
CO + 1/2O2 ® CO2 Q = 23,650 ¸23,755MJ/kg
H2 + 1/2O2 ® H2O Q = 1210,043 ¸ 1210,252MJ/kg
S + O2 ® SO2 Q = 9,132 ¸ 9,222MJ.kg
SO2 + 1/2O2 ® SO3
MeO + SO3 ® MeSO4
MeSO4 + 4H2 ®MeO + H2S + 3H2O
Me : là kim loại
Nhiệt lượng toả ra được dùng cấp nhiệt cho xúc tác vào lò phản ứng ngoài ra còn tận dụng để sản xuất hơi nước dùng trong khu liên hợp .
Nhiệt độ tái sinh phụ thuộc nhiều vào chất xúc tác đang được dùng và loại lò tái sinh . Ví dụ đối với xúc tác Alumôsilicat tổng hợp tiến hành tái sinh ở nhiệt độ 540 ¸680 oC
Khả năng tái sinh có thể đánh giá bằng cường độ cháy cốc . Cường độ cháy cốc càng cao, quá trình tái sinh càng nhanh, thể tích thiết bị tái sinh yêu cầu càng nhỏ. Cường độ cốc cháy phụ thuộc vào nhiều yếu tố: nhiệt độ , áp suất riêng phần của Oxy, hàm lượng cốc bám trên xúc tác ...
Yếu tố nhiệt độ ảnh hưởng lên cường độ cháy cốc : qua nghiên cứu cho thấy nhiệt độ khoảng 540 ¸ 680 oC tiến hành tái sinh là tốt nhất .
Nếu chóng ta tiến hành tái sinh ở nhiệt độ thấp hơn ví dụ 450 ¸ 500 oC thì quá trình tái sinh xẩy ra chậm ( cường độ cháy cốc thấp ) cốc bám trên xúc tác cháy không triệt để . Nếu tiến hành tái sinh ở nhiệt độ cao hơn 700 oC thì sẽ làm cháy cốc lớn và cháy cả xúc tác , làm cho tính chất của xúc tác bị biến đổi và còn làm cho thiết bị tái sinh bị biến dạng làm mất độ bền cơ và tăng quá trình Oxy hoá thiết bị .
Tốc độ tái sinh có thể biểu diễn theo phương trình :
Trong đó :
V : Tốc độ tái sinh
Áp suất riêng phần của Oxy và hơi nước .
C : Hàm lượng cốc trên xúc tác .
n : Bậc phản ứng theo các bon
K1 ,K2 : Hằng số
Vậy để tăng tốc độ tái sinh thì phải tăng nhiệt độ tái sinh (hiệu quả nhất ở vùng động học ), tăng áp suất riêng phần của Oxy trong không khí , giảm đường kính các hạt xúc tác , ví dụ xúc tác dạng cầu có đường kính D = 3 ¸ 3,5 mm có cường độ tái sinh cao hơn 30 ¸ 40% so với xúc tác có D = 5 mm .
Xúc tác có đường kính lỗ xốp lớn và đồng đều thì quá trình tái sinh nhanh vì Oxy dễ khuếch tán . Tuy vậy điều này bị giới hạn bởi độ bền của xúc tác và một số tính chất khác của nó .
Việc tái sinh xúc tác thường không thể đốt hết cốc nằm sâu trong xúc tác. Cốc còn lại gọi là cốc cặn. Cốc cặn thường còn lại từ 0,1 ¸ 0,3 % trọng lượng xúc tác. Người ta mong muốn lượng cốc cặn còn lại không quá 0,1%.
Tóm lại mức độ tái sinh xúc tác cần khống chế chặt chẽ để không chỉ đảm bảo độ hoạt tính của xúc tác mà còn đảm bảo vấn đề vệ sinh môi trường, vì thế không nên có mặt của CO trong khí khói thải. Hơn nữa quá trình cháy cũng không thể xẩy ra ở nhiệt độ quá cao hay tích nhiệt cục bộ dẫn đến phá huỷ xúc tác . Sau khi tái sinh , hàm lượng cốc còn lại trên xúc tác phải là cực tiểu để khôi phục tối 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 thụ 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 được giải quyết sẽ nâng cao được hiệu quả quá trình tái sinh xúc tác .
CHƯƠNG II
Thuyết minh sơ đồ nguyên lý tái sinh xúc tác
TRONG LỚP XÚC TÁC GIẢ SÔI
Hệ thống Cr-acking xúc tác trong lớp giả sôi được đưa vào sử dụng ở quy mô công nghiệp từ năm 1941.Từ đó đến nay người ta luôn luôn cải tiến thiết bị sao cho đạt hiệu quả kinh tế cao nhất đảm bảo hiệu suất và chất lượng sản phẩm tốt . Hệ thống này được sử dụng ngày càng được phổ biến trong công nghiệp chế biến dầu mỏ. Qua thực tế sử dụng hệ thống Cr-acking xúc tác trong lớp xúc tác giả sôi , sử dụng xúc tác dạng bụi bay dạng vi cầu người ta thấy nó có nhiều ưu điểm hơn hệ thống Cr-acking xúc tác trong lớp xúc tác tầng chặt . Những ưu điểm lớn đó là :
1.Các thiết bị chính của quá trình là thiết bị phản ứng và thiết bị tái sinh đều c...

---