4 6 Nghien ciiu mpt sd qua trinh chuyen hda nham nang cao gia tri sd (U)n§r^
NGHIEN ClTU M O T SO QUA TRINH CHUYEN HOA NHAM NANG CAO GlA TRI StT DUNG CUA CONDENSAT VIET NAM
Trin Thanh Phuang Trung tdm Nghien ciru vd Phdt trien Che bien Ddu khi
TOM T A T
Tiim ndng condensat thu duac tir cdc nguon ddu khi Viet Nam khd doi ddo vd hien nay dang duac sir dung chu yiu cho muc dich pha xdng thuang phdm, tuy nhien hieu qua sir dung khdng cao do chdt luang pha xdng thdp. Bdo cdo ndy tap hap mot so ket qud nghien ciru tgi Trung tdm Nghien ciru vd Phdt trien Che Men Ddu khi nhdm khao sdt cdc huang chuyin hoa condensat Bgch Hd vd Lan Tdy thdnh cdc sdn phdm co gid tri sir dung cao han. Cu the Id tgo thdnh cdc sdn phdm dong phdn hoa ldm hap phdn pha xdng chdt luang cao vd tgo cdc sdn phdm ldm nguyen lieu quy cho hoa ddu Id cdc hydrocarbon tham BTXvd cdc olefin nhe md ddc biet la etylen vd propylen.
Cdc kit <]ud nghien cicu cho thdy, dnh huang ciia thdnh phdn vd tinh chdt nguyen lieu (loai condensat, diem cdt ciia cdc phdn dogn nguyen lieu) vd cdc thong so qud trinh (nhiet do, tdc do ngp lieu), vai tro cdc tdc nhdn phu tra (hyrdo. hai nuac) den hieu sudt vd thdnh phdn sdn phdm. Dd lira chgn duac cdc dieu kien tdi ini tir nguyen lieu vd cdc thong sd tren nhdm muc dich thu dirac hieu sudt cao nhdt cdc sdn phdm mong mudn.
Tir cdc kit qud khdo sdt ciing cho thdy. viec da dgng hoa vd ndng cao gid tri sir dung ciia condensat Id viec ldm thiet thuc vd co y nghTa kinh te. Cdc tdc gid de nghi dirac tiep tuc trien khai nghien cim a quy md ldn han vd de xudt viec irng dung cdc ket qud nghien cim vdo cdc dir dn Igc. hoa ddu ciia Viet Nam.
MO D A U
Ben canh ngudn nguyen lieu dau thd va khi ty nhien ddi dao dang dugc sir dung cho cac dy an ldn nhu cac nha may lge, hda dau, cac td hgp khi - dien - dam thi ngudn condensat tir khi ciing cd tiem nang kha ldn. Tdng san lugng condensat tir cac md Ciru Long, Nam Cdn Son, Malay - Thd Chu dy kiln khai thac trong nam 2005 la 5 trieu tin, nam 2010 tang len 6,6 trieu tan [1]. Hien nay, condensat chii yeu dugc sir dung true tiep cho myc dich pha xang 83, tuy nhien hieu qua kinh tl khdng cao do cd chi sd octan thap (RON ~ 60). Hon nira, trong nam 2005 xang 83 se khdng dugc sir dung tren thj trudng Viet Nam nira. De tiep tuc tan dyng ngudn condensat mdt each cd hieu qua, theo chiing tdi, nen che bien sau de tao thanh cac san phim cd gia trj sir dung cao ban.
Bao cao trinh bay mdt sd kit qua nghien ciru d quy md phdng thi nghiem nhim chuyen hda condensat theo hudng tao san phim ddng phan hda - hgp phan pha xang chit lugng cao va theo hudng tao cac nguyen lieu quy cho hda dau: tir qua trinh thom hda tao BTX va nhiet phan hoi nude tao cac olefin nhe C2 - C3.
TuyIn tap bao cao Hpi nghj KHCN "30 nam DSu khi Vift Nam: Co hpi mdi, thach thde mdi" 47
NGHIEN Ciru QUA TRINH DONG P H A N HOA TlT CONDENSAT VIET NAM
TAO HOP P H A N P H A X A N G C H A T L I T O N G CAO
Phan doan xang nhe C5 - Cg (Tsd-80°C, RON < 70) dugc chung cat true tilp tir diu thd hoae condensat, trudc day thudng cd mat trong thanh phan xang thuong pham thi gidi, nhung hien nay do yeu cau chat lugng xang ngay mdt cao ngudi ta thudng xir ly phan doan nay bang qua trinh ddng phan hda cd xuc tac nham tao nhieu paraffin mach nhanh cd chi sd octan thanh phan cao hon. Ket qua la chiing ta thu dugc xang ddng phan hda vdi chi sd octan tdng the RON > 80, neu ap dyng cdng nghe quay vdng va tach loai cd the thu dugc xang vdi RON > 90. Vdi nhirng yeu cau khat khe ve mdi trudng, phai loai bd hoae giam thieu cac hgp phan trong xang thuang pham tuy cho chi sd octan cao nhung lai rat ddc hai nhu chi, benzen hoae cham phan hiiy nhu MTBE, TAME, ma van bao dam nhiing ddi hdi mdi ve chat lugng xang la xu hudng ma hien nay cdng nghe Igc dau the gidi dang hudng tdi. Trong dd viec nghien cim cai tien cdng nghe ddng phan hda, tang cudng hgp phan ddng phan hda trong xang thuong pham, giam bdt hgp phan xang reforming, v.v... la mdt trong nhirng van de dugc quan tam. Neu trudc day xang ddng phan hda thudng chiem 3%o - 5% trong xang thuang pham the gidi thi ngay nay da tang tdi 10%o - 12%o trong nhieu loai xang d Phap, My.
Vdi muc dich nang cao gia trj sir dyng ciia condensat theo hudng tao hgp phan pha xang chat lugng cao, chiing tdi da tien hanh nghien ciiu qua trinh ddng phan hda phan doan C5 - C(, condensat Bach Hd. Sau day la mdt sd ket qua thuc nghiem ma chiing tdi nhan dugc:
1. Dieu kien thuc nghiem
- Md hinh thi nghiem: Hydro ddng phan hda mdt giai doan - Chat xiic tac cdng nghiep: Pt/H-Mordenite
- Nhiet do phan img: 250 - 280°C - Nguyen lieu: PB Tsd - 80°C
Tdc do nap lieu: V = 2,6 - 5,2h'' 2. Ket qua va thao Juan
a. Khdo sdt dnh huang tdc dp ngp lieu
Tdc do n?.p lieu duge khao sat trong khoang tir 2,6 - 5,2h''. Thanh phan va tinh chat san pham phy thudc vao tdc do nap lieu dugc trinh bay trong Bang 1.
Tir Bang 1 chung ta nhan thay tang tdc do nap lieu da lam giam do chuyen hda chung va lam giam hieu suat cac san pham ddng phan (the hien qua sy giam ty le iC.^/ICj va \CJ SCe), tir dd din tdi lam giam chi sd octan RON cua he san pham. Dieu nay ciing de hieu vi tang tdc do tire la lam giam thdi gian tiep xuc ciia nguyen lieu vdi ldp xuc tac, dan tdi giam co hdi tao san pham phan img. Tuy nhien, neu tdc do ddng qua thap se tao thuan lgi cho viec hinh thanh cac san pham thir cip nhu cracking lam giam chat lugng san pham chinh [2]. Trong dieu kien khao sat cy thi cua phdng thi nghiem, chiing tdi chgn tdc do nap lieu tdi uu la 2,6h"'.
48 Nghien ciiu mpt so qu^ trinh chuyen h6a nham nang cao gi^ trj sir dung^
Trong cdng nghiep, lya chgn tdc do nap lieu tdi uu cho qua trinh ddng phan hoa nham dam bao hieu suat cao cac san pham mong mudn la yeu td quan trgng, mang y nghia kinh te va ngudi ta thudng lya chgn trong khoang 1 - 3h'' [2].
Bang 1: Anh huang toe do nap Thdnh phdn vd linh chdt sdn phdm,
%kl
Tdng san pham khi:
Trong do i-C4 n-C4 Tong san pham long
RON,.,.
D4'^
Phan bd san pham long:
i-Cs n-Cs Cyc-Cs 2,2 DMB 2,3 DMB
2-MP 3-MP n-C6 MCyc-C.s
Cyc-C6 Benzen C7^
% chuyen hoa C(, i-Cs/ECs
i-Cfi/LCft
lieu den qua trinh dong phan hoa, Tp,,c - 270 C Phdn bd san phdm theu tdc do ngp lieu, V (h' )
2,6 6,1 5,3 0,6 93,9 85,7 0,633
3,9 3.8 2,3 0,3 96,2 80,0 0,638
5,2 4,4 2,4 0,4 95,6 79,4 0,635
48,0 34,3 0,6
1,4 1,6 6,7 3,4 3,0 0,7 0,2 0,6 0,5 78,6 58,0 81,0
38.1 33.8 1,0 1,6 2,3 8,9 4,7 4,2 0,8 0,3 0,7 0,53 70,0 53,0 80,0
38,9 39,7 1,0 1,0 1,5 6,2 3,0 5,9 1,2 0,4 0,3 0,6 58,0 49,0 66,0
' b. Anh hudng nhiet dp phdn irng den qud trinh ddng phdn hda
Qua trinh ddng phan hda la qua trinh toa nhiet nhe nen thuan lgi d nhiet do thip.
Tuyen tgp b^o c^o Hpi nghj KHCN "30 nSm Dau khi Vift Nam: Co hpi mdi, thich thde mdi" 49 Nhung mat khae, van tdc qua trinh (yeu td ddng hgc) khdng the qua thap de dat tdi trang thai can bang, dieu nay ddng nghTa vdi viec tang nhiet do phan ling den mdt mirc tdi uu nham thda man ca 2 yeu td ddng hgc va nhiet ddng hgc.
Trong dieu kien thi nghiem ciia chiing tdi (Bang 2), tang nhiet do trong khoang 250 - 280°C lam tang do chuyen hda chung va ddng thdi lam tang phan img ddng phan hda nen chi sd octan tang dang ke. Tuy nhien, d nhiet do 280°C, nhiet do cao da lam thuan lgi cho qua trinh cracking va hydro phan ly lam cho cac san phim khi dugc tao thanh kha ldn (25,9%)), lam giam hieu suit xang (san phim Idng cdn 74%)).
Bang 2: Phu thuoc thanh phan, hieu suat va chat iu-ong san pham vao nhiet do, V= 2,6li Thdnh phdn vd tinh chdt sdn phdm.
%kl
Tdng san pham khi:
Trong do i-C4 n-C4 Tong san pham long
RON,.,.
D4''
Phan bd san pham long:
i-Cs n-Cs Cyc-Cs 2,2 DMB 2,3 DMB
2-MP 3-MP n-C6 MCyc-Cs
Cyc-C6 Benzen C7^
% chuyen hoa C6 i-Cj/LCs
i-CeiLCe
Phdn bd sdn phdm theo nhiet do 250°C
3,6 2,3 0,3 96,4 81,1 0,631
2 7 0 ^ 6,1 5,3 0,6 93,9 85,7 0,633
280''C 25,9
16,3 2,0 74,1 94,1 0,632
45,0 41,3 0,8 0,9 1,2 4,6 2,0 3,3 0,5 0,1 0,1 0,2 76,4 52,0 73,0
48,0 34,3 0,6 1,4 1,6 6,7 3,4 3,0 0,7 0,2 0,6 0,5 78,6 58,0 81,0
50,7 29,0 0,7 1,3 0,8 8,1 4,7 2,5 0,6 0,4 0,1 0,8 82,1 64,0 85,0
50 Nghien cifu mpt so qui trinh chuyen hda nham nang cao gii trj sir dyng::!
Nhu vay, tren he xiic tac ma chiing tdi khao sat la Pt/Mordenit, vdi tdc do ddng nguyen lieu 2,6h"', nhiet do 270°C la tdi uu de tien hanh phan img, ddng thdi cho hieu suat va chat lugng xang (the hien qua chi sd octan RON) eao.
c. Anh hudng ty le moi H/mol nguyen lieu
Vai trd eua hydro trong qua trinh ddng phan hda kha ro ret. Hydro lam thuan lgi cho qua trinh hinh thanh san pham isomer va lam ban che qua trinh tao cdc do dd lam ben xiic tac. Trong cdng nghiep ngudi ta thudng quan tam din ty le moi H2/mol nguyen lieu.
Anh hudng ty le moi H2/mol nguyen lieu len do chuyen hda chung va do lya chgn theo san pham ddng phan hda dugc chiing tdi khao sat trong khoang 1,8 - 3,6 va dugc trinh bay tren Bang 3.
Bang 3: Anh htfong ty le moi H2/mol nguyen lieu den ket qua dong phan hoa Thdnh phdn hydrocarbon.
%kl
Tdng san pham khi:
Trong do: i-C4 n-C4 Tdng san pham long
RON,, D4'^
% chuyen hda nCe i-C4/ nC4
i-Cs/ nCs i-Ce/ nC6 2,2 DMB/ nC6 2,3 DMB/ nC6
Nguyen lieu (Tsd-80)
- - - 100 69,5 0,649
- - 0,76
1,17 0,06 0,10
Phdn bd sdn phdm theo ty le moi H2/mol NL 1,8
4,4 2,4 0,4 95,6 79,4 0,635
58,0 6,0 0,98
1,98 0,17 0,25
2,4 3,8 2,3 0,3 96,2 78,5 0,638
70,0 7,67 1,13 4,17 0,38 0,55
3,6 6,1 5,3 0,6 93,9 85,7 0,633
78,6 8,83 1,40 4,37 0,47 0,53 Tang ty le moi H2/NL tir 1,8 - 3,6 lam cho do chuyin hda chung tang len, do lua chgn theo san phim ddng phan hoa ciing tang dang kl, rd ret nhit trong khoang ty le moi tang tir 1,8 len 2,4. Tilp tuc tSng ty le moi len 3,6 cac dai lugng tren tang cham hon, chi nieng chi sd RON tang kha nhanh. Dilu nay la do thanh phin khi tang cao (6,1%)), lam tang chi sd octan cua ca he san phim. Trong cdng nghiep ty le moi H2/mol nguyen lieu dugc lua chgn trong khoang 2 - 4 .
So sanh kit qua ddng phan hda phan doan Tsd-80°C ciia condensat Bach Hd vdi so lieu edng nghe ddng phan hoa mdt giai doan Hysomer cua hang Shell (Bang 4) chiing tdi nhan thay chat lugng va hieu suat san pham ddng phan hda tuong duong, ham lugng khi san pham tren he thi nghiem cua chiing tdi cd hoi ldn hon do van hanh d ap suat thudng.
TuyIn tap bao cio Hpi nghj KHCN "30 nam DSu khi Vift Nam: Co hpi mdi, thich thde mdi 51 Bang 4: So sanh ket qua nghien cihi dong phan hoa condensat Bach Ho
voi so lieu cong nghe
Thdnh phdn hydrocarbon
C4
iCs nCs CycCs 2,2 DMB 2,3 DMB
2 MP 3 MP
nC6
MCycCs
CycC6
Benzen
C7^
d 4 ' '
RON
% chuyen hda nCe i-Cs/I Cs
i-Cft/S C6
Cdng nghe Hysomer cua Shell [3]
Nguyen lieu 0,7 24,1 39,6 2,4
1,3 2,0 13,1
7,5 7,8 0,9 0,2 0,4
-
0,643 73,0
-
0,38 0,75
San pham 1,8 40,0 23,1 2,1 6,6 2,7 11,0
7,2 4,9 0,6
- - -
0,640 81,0 37,2 0,63 0,85
Ket qud nghien ciru isomer hda condensat Bgch Ho Nguyen lieu
-
23,8 31,3 1,2 0,8 1,4 9,7 4,5 14,0
2,5 1,6 1,9 1,6 0,649
70,0
-
0,43 0,54
San pham 3,8 38,1 33,8 1,0 1,6 2,3 8,9 4,7 4,2 0,8 0,3 0,0 0,3 0,638
79,0 70,0 0,53 0,80 Cac ket qua nghien ciiu cua chiing tdi cho
ddng phan hda tren condensat Viet Nam nham muc dich thu dugc hgp phan pha xang cd chi trudng. Van de tiep theo la can lya chgn cdng qua kinh te.
thiy hoan toan cd the img dung cdng nghe nang cao chat lugng nguyen lieu nay, vdi sd octan cao va khdng gay d nhiem mdi nghe, tinh toan quy md cdng suat va hieu
NGHIEN ClTU CHUYEN HOA CONDENSAT T H A N H BTX - NGUYEN LIEU CHO HOA D A U
Cho din nay, khoang 80%) BTX (Benzen - Toluen - Xylen) - nguon nguyen li?u quan trgng cho hda dau dugc san xuat tir cdng nghe reforming xiic tac. Tuy nhien, do nhu cau sir dyng chiing ngay cang gia tang, ngudi ta van ludn tim kiem nhung hudng mdi nhara san xuit BTX tir cac ngudn nguyen lieu khae va cd gia thanh san xuat thap hon.
Tren co sd cac nghien cim mdi nay, nhilu cdng nghe thom hda ra ddi va da dugc dua vao sir dyng cd hieu qua nhu cac cdng nghe Cyclar, Z-forming, Aromax, v.v.. Co sd ciia cac cdng nghe nay la chuyin hda xiic tac cac phan doan nhe nhu LPG, condensat, naphta nhe C5 - C7 thanh cac san phim thom ma chii ylu la BTX - la cac san pham long
52 Nghien cdu mpt so qua trinh chuyen hda nhSm nang cao gia trj sir dung-
CO gia trj sir dyng cao hon, lai dl van ehuyin, tang trii.
Vdi mong mudn tim kilm hudng di mdi cho cdng nghiep hda diu Viet Nam va tan thu cd hieu qua nguon condensat ngay cang ddi dao do viec khai thac cac md khi mdi, chiing tdi da tiln hanh khao sat qua trinh chuyen hda condensat Viet Nam thanh BTX - ngudn nguyen lieu quan trgng cho hda diu. Sau day la mdt sd kit qua nghien ciru bude diu d quy md phdng thi nghiem nhim chuyin hda PD Tsd-70°C tir condensat nha may Dinh Cd.
1. Dieu kien thyc nghiem
• Md hinh thi nghiem: Md phdng quy trinh Cyclar (sir dyng cho thom hda LPG hoae naphta nhe)
• Chit xiic tac: Tuong tu xiic tae cdng nghiep: Ga-HZSM-5, Ga-Zn-HZSM-5
• Nhiet do phan ung: 500 - 560°C
• Nguyen lieu: PD Tsd - 60°C (hieu suit cit 57%; Cj/Ce = 66/26) PD Tsd - 70°C (hieu suit cit 66,5%; C5/C6= 57/30)
• Tdc do nap lieu: V = 1,9 - 7,6 h'' 2. Mot so ket qua va thao luan
Tren Bang 5 la mdt sd kit qua tieu bieu khao sat chuyen hda 2 phan doan nguyen lieu tir condensat Dinh Cd.
Bang 5: Ket qua thffm hoa condensat Dinh Co so sanh voi so lieu cong nghe the gidi [4]
Sdn phdm
Do chuyen hda Hieu suat aromat Phan bd san pham:
Cl - C4 H2**'
Aromat
Trong do:
Benzen Toluen Xylen
C9^
Chuyen hda condensat Dinh Cd PD Tsd-60
550"C; 3,8h-' xt 3%Ga
96,9 56,4 41,2
-
58,8 21,6 39,2 24,9 14,4
PD Tsd-70 550''C; 3,8h"'
xt 3%Ga 84,4 46,5 44,0
-
56,0 24,3 35,1 26,0 14,6
PD Tsd-70 550*'C, 3,8h-'
xt 6%)Ga 97,7 59,1 39,2
-
60,8 29,0 33,2 20,9 16,9
Cdng nghe Z- forming (Phdn doan Naphta nhe)
-
60,0 34,1 2,8 63,1 30,4 39,3 19,8 10,5 Ghi chu:' '' Khdng phdn tich duac H2 trong dieu kien phdng thi nghiem
Tuyen tap bio cio Hpi nghj KHCN "30 nSm Dau khf Vift Nam: Co hpi mdi, thich thde mdi" 53^
3. Nhan xet
• Cac phan doan giau C5 tir condensat Dinh Cd ( Tsd-60°C, Tsd-70°C, hieu suit cit nim trong khoang tir 57%o - 66,5%)) hoan toan thich hgp cho qua trinh chuyin hda nhim thu BTX lam nguyen lieu sach cho hda dau. San pham Idng thu dugc cdn la mdt hgp phan ly tudng diing pha xang do cd chi sd octan cao (RON = 110).
• Mdt sd dieu kien thi nghiem tdi im (de thu dugc hieu suat san pham thom >
50%):
- Nhiet do phan img = 540 - 550°C - Tdc do ddng nguyen lieu 3,8 - 5,6h''
- Sir dung nguyen lieu Tsd-70°C va he xiic tac ga-Zn-HZSM-5 vdi 6% ga cd phan uu viet hon do nhiet do van hanh thap hon va tan thu dugc condensat ban dau cao hon (hs cat 66,5%)) so vdi phan doan Tsd-60°C. Tuy nhien,can xem xet ky hon ve kinh te do ga dat tien va kha nang tao cdc cua hgp phan Cg cd nhieu ban trong phan doan nay.
• Cac ket qua thu dugc cd the so sanh vdi cac ket qua cdng bd tir cdng nghe thom hda naphta nhe. Neu lua chgn phan doan condensat Tsd-70 va he xiic tac chiia nhieu ga ban, se thu dugc hieu suat thom va tdng Benzen va Xylen - hai nguyen lieu quan trgng nhat, tuong ty nhu ciia Z-forming, cdn lugng toluen lai giam hon nhilu (nhudng chd eho HC thom Cg"" - cd gia thanh cao hon, tang len). l/u dilm nay cd the lien quan den he xiic tac ma chiing tdi lya chgn hoae do uu viet eiia nguyen lieu condensat so vdi nguyen lieu naphta nhe.
• Neu so vdi reforming truyen thdng CCR (thu BTX tir phan doan naphta nang) thom hda phan doan condensat Tsd-70 tuy cho xylen it hon 11%, nhung lai cho benzen cao hon tdi 20%). Nhu vay,tham hda condensat la mdt giai phap tdt trong trudng hgp mudn thu benzen cao trong hgp phan BTX. Ngoai ra, qua trinh nay cdn cung cap ngudn hydro sach rat ldn (gap ddi so vdi thu tir cdng nghe reforming cd cdng suat tuong duong).
NGHIEN ClTU QUA TRINH NHIET PHAN HOI NlT^C THU OLEFIN NHE L A M NGUYEN LIEU CHO HOA D A U
Cac olefin nhe nhu etylen, propylen, butylen va butadien la cac nguyen lieu co ban cho cdng nghiep hda dau (san xuat nhya, chat deo, cao su nhan tao, chat boat ddng be mat, phan bdn, dugc pham, v.v...) trong dd dac biet quan trgng la etylen va propylen - chiem khoang 50 - 60%o tdng san lugng cac nguyen lieu cho hda dau. Cho den nay, cac olefin nhe thu dugc chu yeu tir qua trinh nhiet phan hoi nude - chiem khoang 70%o thi phan (ngudn cung cap ldn thir 2 la tir qua trinh lge dau cracking xiic tac - chiem khoang 30%)).
LTU diem cua qua trinh nhiet phan hoi nude la cd the sir dung da dang ngudn nguyen lieu, tir phan doan nhe nhat nhu khi tu nhien, LPG, din cac phan doan naphta, gasoil khi quyen hoae chan khdng, cho den cac phan doan can nang va ca dau thd.
d Viet Nam, chiing ta da cd dy an khu lien hgp hda diu Nghi Son, trong dd etylen
54 Nghien cdu mpt so qua trinh chuyen hda nham nang cao gii trj sd dung..
va propylen thu dugc tir nha may lge diu se dua vao san xuat PE, PP. Nhung nhu the hoan toan chua dii dl cung cip cho nhu ciu etylen + propylen cho hda dau ngay cang tang trudng tren thi gidi va dac biet la trong khu vyc cac nude dang phat trien, trong do cd Viet Nam. Theo chiing tdi, xay dyng mdt cym cdng nghe nhiet phan hoi nude nam trong khu Igc, hda diu hoae cd thi nim ddc lap la vin dl cin dugc quan tam xem xet de chii ddng cung cip ngudn nguyen lieu etylen + propylen cho hda dau. Cdng nghe nhiet phan hoi nude khdng phirc tap va diu tu lai khdng qua ldn. Rieng trong phin nghien cim ciia minh, chiing tdi mudn dl cap din viec lua chgn ngudn nguyen lieu dau vao cho cdng nghe nhiet phan hoi nude Viet Nam. Trudc mit, nguon nguyen lieu condensat Viet Nam, ma cy thi la condensat Nam Cdn Son vdi tilm nang khai thac ddi dao hon ea (dy kiln 3 trieu tin nam 2005 va 5,5 trieu tin nam 2006), dugc chiing tdi lya chgn nghien cim cho muc dich tren. Day cung la mdt dl tai dugc Tdng cdng ty Diu khi Viet Nam giao trong nam 2004 - 2005.
Sau day la mdt sd ket qua so bd ciia de tai nghien cim.
1. Doi tu-ong nghien cihi va dieu kien thyc nghiem
- Md hinh thi nghiem: md phdng he thdng Id nhiet phan hoi nude cdng nghiep cd bd phan hda hoi so bd va bd phan tach sau san pham Idng - khi.
- Nhiet do Id phan img: 750 - 820''C.
- Nguyen lieu: Condensat Lan Tay (Tsc = 287°C).
- Ty le hoi nude: nguyen lieu: 1:1; 1,5:1; 2,5:1 2. Ket qua va thao luan
Tren cac Bang 6, 7 trinh bay ket qua nhiet phan hoi nude Condensat Lan Tay.
Bang 6: Ket qua nhiet phan hoi nu'O'c condensat Lan Tay, H20/Nguyen lieu = 1/1 Nhiet do phdn icng
Hieu suat san pham khi, %kl*
Hieu suat san pham long, %kl*
Phan bd thanh phan san pham khi:
CH4 C2H4 C3H6 C4H8 C4H6 Cs^
Tdng olefin
Tdng olefin C2+ C3 C3H6/C2H4
Hieu suat tdng olefin C2 + C3
820 63 21,3 29,1 47,7 11,4 1,9 3,6 2,1 64,6 59.1 0,24 37.0
800 70 18,6 32,1 46,6 11,9 1,7 2,5 0,8 62,7 58,5 0,26 41,0
780 75 14,4 26,6 41,5 16,7 4,3 4,2 1,9 66,7 58,2 0,40 43,7
750 73 14,7 19,3 37,2 21,1 6,9 5,4 5,1 70,6 58,3 0,57 42,5 Ghi chu: * Sdn phdm cdc hda. H2 vd thdt thodt chua tinh den
Tuyen tap bio cio Hpi nghj KHCN "30 nSm Dau khf Vift Nam: Cff hpi mdi, thich thuc mdi" 55 Bang 7: Ket qua nhif t phan hoi nu-ffc condensat Lan Tay, H20/Nguyen lieu = 1,5/1
Nhiet do phdn ung Hieu suat san pham khi, %)kl Hieu suat san pham long, %kl Phan bd thanh phan san pham khi:
CH4 C2H4 C3H6 C4Hg C4H6 Khi ho axetylen C5
Tdng olefin
Tdng olefin C2 + C3 C3H6/C2H4
Hieu suat tdng olefin C2 + C3
820 72 22,2 25,3 46,4 14,0 2,6 4,9 3,9 2,9 67,9 60,4 0,30 43,5
800 67 20,8 23,6 45,6 15,7 3,4 5,1 3,9 2,7 69,8 61,3 0,34 41,1
780 71 24,3
19,6 41,5 20,4 5,9 5,2 4,1 3,3 73,0 61,9 0,49 43,9
760 70 24,9
19,6 37,8 21,0 7,1 5,6 3,4 5,5 71,5 58,8 0,55 41,2 Tir cac ket qua Bang 6, 7 va Hinh I, chiing ta nhan thay, nhiet do tang thuan lgi cho qua trinh tao etylen va ca metan - la cac hydrocarbon nhe nhat, nguge lai d nhiet do thap, propylen va cac olefin C4 dugc tao thanh nhieu hon. CJ 750°C tdng olefin trong khi cao nhit va propylen eiing eao nhit. Rieng tdng olefin C2 + C3 trong thanh phin khi it thay ddi theo nhiet do, ehi cd ty le olefin C3/C2 bien thien rat ro theo nhiet do (tang tir 0,24 len 0,57, khi nhiet do giam tir 820°C xudng 750°C), cd nghia la su hinh thanh propylen chiu tac ddng bdi nhiet do ldn hon so vdi etylen.
Dieu nay cd y nghia trong viec djnh hudng san pham cua qua trinh. Neu mudn thu etylen la san pham chu dao, ma van bao dam hieu suat tdng olefin C2 + C3 cao, he thdng cd the van hanh d nhiet do cao hon (trong md hinh ciia chiing tdi la 800°C), cdn nlu mudn tang ty le propylen trong san pham cd the lam viee d nhiet do thap hon (vi du d 750°C).
^ — - ^
-•—CH4 - • - C 2 H 4
Tong Olefm (C2-C4)
740 750 760 770 780 790 800 810 820 830
Nhiet do °c
Hinh 1: Anh hu-ong nhift do den hieu suat san pham (H2O: NL = 1:1)
56 Nghien ciiu mpt so qui trinh chuyen hda nhim nang cao gii trj sir dMng.
So sanh cac kit qua tren Bang 6 va 7 cho thay, vdi ty le hoi nude: nguyen lieu tang tir 1:1 len 1,5:1, tdng lugng san phim khi + Idng tang len. Vi dy, d 780°C, hieu suit tdng san phim tang tir 87 len 93%) khi ty le hoi nude tang tir 1:1 len 1,5:1. 6 day thi hien kha rd vai trd hoi nude lam giam kha nang tao cac san pham cdc hda .Tang ty le hoi nude cdn lam tang rd ret hieu suit tdng olefin trong san pham khi (Bang 6, 7). Dilu nay cung de hilu vi pha loang bing hoi nude chinh la lam giam ap suit rieng phan ciia cac hydrocarbon, dan tdi lam tang hieu suat olefin [5].
Tuy nhien, nlu ap suit rieng phin ciia hydrocarbon cir tilp tuc giam bdi su pha loang se dan din giam tdc do phan iing do giam sd lugng va cham dan tdi be gay lien ket cua cac hydrocarbon tham gia phan img. Trong dieu kien thi nghiem cua chiing tdi, khi tang ty le hoi nude len 2,5:1, hieu suit olefin tdng va etylen cd xu hudng giam so vdi d ty le hoi nude la 2:1. Trong cdng nghiep viec lya chgn ty le hoi nude thich hgp cdn lien quan din tinh kinh tl cua qua trinh, do lien quan den tang nang lugng tieu tdn.
Bang 8: So sanh ket qua nhiet phan hoi nu-dc condensat vdi cac so li?u cong bo the gioi
Hieu sudt sdn phdm (%tl)
H2 CH4 C2H4 C2H6 C3H6 C4H8 C4H6
Khi khae Xang C5-200°C Fuel oil
Condensat Lan Tdy (29-28rC)
Tpif - JSff'C, H20/NL = 1,5/1
0,8 13,9 29,5
14,5 4.2 3,7 5,2
} 24,3
Naphta Koweit [6]
(30-170° C) Do khae
nghiet thap 2,2 *
10,3 25,8 3,3 16,0
7,9 4,5
27,0 3,0
Do khae nghiet cao
3,2 * 15,0 31,3 3,4 12,1
2,8 4,2
22,0 6,0
Gasoil khi quyen (230-330"C)
[7]
0,9 11,2 26,0
16,1 4,8 4,5
18,4 18,1 Ghi chii: * Bao gom H2, C2H2, C3H4, C3H8
Tir mdt sd ket qua nghien cim so bd nhiet phan hoi nude condensat Lan Tay d tren, chiing tdi nhan thay, nguyen lieu nay hoan toan thich hgp cho qua trinh chuyin hda thu olefin nhe, ma dac biet la etylen, propylen cho hda diu.
Thdng thudng, thi gidi thudng sir dung phan doan naphta lam nguyen lieu eho nhiet phan hoi nude, eho hieu qua kinh tl cao hon so vdi cac phan doan nang. Nhung khi chung tdi sir dyng nguyen lieu condensat Lan Tay (cd diem sdi cudi kha cao: 287°C ; hieu suit phan doan naphta (Tsd-HS^C) trong dd la 7I%o) lam nguyen lieu cho qua trinh d nhiet do
Tuygn tap bio cio Hpi nghj KHCN "30 nam Dau khf Vift Nam: Cff hpi mdi, thich thirc mdi" 57
phan ling khdng cao iSm (780°C), chiing tdi thu dugc ket qua tuong duong vdi sd lieu the gidi cdng bd ddi vdi nhi?t phan hoi nude tren naphta Koweit (Bang 8). So vdi nguyen lieu la GO khi quyIn thi chiing tdi thu dugc hieu suat olefin cao hon va hieu suat Idng la san phim khdng mong mudn it hon.
TAI LIEU THAM KHAO
1. Pham van Khang va n.n.k., 2002. Nghien ciru khd ndng sdn xudt etylen vd nhica polyetylen tic nguyen lieu ddu khi tgi Viet Nam. Tdng cdng ty Dau khi Viet Nam.
2. Trin Thanh Phuong va n.n.k., 1997. Nghien cicu qud trinh ddng phdn hda naphta tic ddu tho Bgch Ho phuc vu cho qud trinh loc, hda ddu. Tdng cdng ty Dau khi Viet Nam.
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5. G. Lefebvre. Grandes reactions de transformation chimique des hydrocarbures.
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7. P. Wuithier, 1972. Le petrole - Raffinage et genie chimique. Editions Teehnip.
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lO.Catalagram Davison, 2004.
11. Tai lieu mang www.chem.tamu.edu/class/majors/chem470/Steam_eracking.html.
