tuanhoai_3009
New Member
Download miễn phí Đồ án Quá trình Reforming xúc tác chế biến dầu
Vận tốc thể tích là đại lượng đo lượng naphta phản ứng trên một lượng xúc tác cho trước trong thời gian cho trước. Khi vận tốc cấp liệu của naphta được tính theo thể tích trên giờ và lượng xúc tác được tính theo thể tích thì gọi là vận tốc thể tích ( CHSV ) khi lượng chất phản ứng và xúc tác tính theo khối lượng thì gọi vận tốc thể tính theo khối lượng ( WHSV ). Vận tốc thể tích ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm ( trị số octan ). Vận tốc thể tích càng lớn, trị số octan càng cao, ảnh hưởng của nhiệt độ thiết bị có thể thay thế vận tốc thể tích và càng xác định chất lượng sảm phẩm. Vận tốc thể tích có ảnh hưởng nhỏ đến hiệu suất sản phẩm và độ bền xúc tác.
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:
h cromatic, ankyl cyclopenten bị isome hoá thành cyclohexen trên tâm các hoạt tính axit. Cyclohexen lại tiếp tục phản ứng của nó trên tâm dehydro hoá để tạo thành những cấu trúc alkyl hay bị vòng hoá thành naphten.Khi áp suất thấp n-heptan dễ chuyển thành aromatic hơn ở dạng iso của nó, tỷ lệ của những phản ứng cao ( n- heptan chiếm ưu thế ) lớn hơn ở độ chuyển hoá thấp. Parafin có số nguyên tử cacbon lớn hơn 7 bị chuyển hoá thành hợp chất thơm dễ dàng hơn heptan. Điều này cho thấy hợp chất trung gian naphten không được tạo thành từ parafin trên xúc tác Pt bằng cách nối hai đầu nguyên tử cacbon lại. Xúc tác Pt tạo ra những dẫn xuất của cyclopentan bằng cách nối nguyên tử cacbon thứ hai hay thứ sáu lại, alkyl cyclopentan được tạo thành như vậy bị isome hoá thành alkyl cyclohexan.
Đối với phản ứng hydro hoá và dehydro hóa, cơ chế đơn giản nhất là cơ chế của Bonhoeffer-farkas dựa trên cơ sở sự hấp thụ hoá học của các chất phản ứng. Theo cơ chế này, một phân tử hydro bị hấp thụ trên 2 tâm hoạt tính kim loại làm phân ly liên kết H-H. Trong phản ứng hydro hoá nguyên tử hydro trên bề mặt đính vào olephin bị hấp thụ theo 2 giai đoạn, giai đoạn tạo thành hợp chất trung gian bị hấp thụ, thường là các gốc alkyl. Phản ứng hydro hoá thường là bậc 1 với áp suất riêng phần của hydro, là bậc 0 hay âm với áp suất riêng phần của olephin. Các phản ứng tạo hợp chất thơm tạo ra chủ yếu trên thành phần kim loại của xúc tác hai chức năng. Phản ứng dehydro hoá metyl cyclohexan là bậc 0 đối với metyl cyclohexan và hydro ở nhiệt độ nhỏ hơn 3720C. Trong những điều kiện đó giai đoạn giới hạn vận tốc là giai đoạn giải hấp toluen trên bề mặt. Cơ chế phản ứng dehydro hoá cyclohexan qua giai đoạn hấp thụ cyclohexan đồng thời phân ly hay sau khi hấp thụ phân ly nhanh chóng 6 nguyên tử hydro. Phản ứng tạo thành liên kết của hợp chất thơm thông qua tương tác p với orbital của kim loại. Các bước phản ứng như sau:
,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,
Một lượng nhỏ của dien pha khí và cyclohexan có mặt trong sản phẩm chứng tỏ phản ứng dehydro hoá xảy ra theo từng bước và một lượng nhỏ sản phẩm trung gian bị giải hấp. Cyclopentan không bị dehydro hoá tạo ra các dien trừ khi tiến hành ở nhiệt độ cao nhưng nó bị hydro Cr-acking dễ dàng tạo ra pentan. Điều này chỉ rằng các dien khó được tạo thành do vấn đề hình học trên bề mặt xúc tác, các alkyl cyclopentan và alkyl cyclohexan có những vị trí bị chặn ( gem-dialkyl, spiran ) không bị dehydro hoá, ở nhiệt độ mà cyclohexan có thể phản ứng dễ dàng. Nhưng chúng có thể bị dehydro hoá ở nhiệt độ cao khi có sự sắp xếp lại phân tử.
......................
ở đây cho thấy phân tử phải nằm ngang bằng trên bề mặt kim loại để phản ứng xảy ra ở trạng thái hấp phụ ban đầu.
Phản ứng isome hoá cũng có thể xảy ra trên bề mặt kim loại, nhưng cơ chế khác với phản ứng xảy ra trên tâm xúc tác axit. Parafin được hấp phụ trên 2 nguyên tử cacbon kề nhau và có thể tách 2 nguyên tử hydro và hấp phụ như loại olephin. Sự giải hấp không gắn 2 nguyên tử hydro và tạo ra olephin pha khí.
..................
Đồng thời parafin có thể hấp thụ trên những nguyên tử C không gần kề, tạo thành liên kết C-C mới, vòng 5 hay 6 cạnh. Phản ứng này yêu cầu những nguyên tử C liên kết với bề mặt bị tách riêng bởi 4 hay 5 nguyên tử C liên kết với các nguyên tử kim loại gần kề.
Các bước của phản ứng như sau:
+ 2 liên kết C-C không phá vỡ, hydrocacbon hấp phụ trên bề mặt nguyên tử C liên kết với tâm kim loại bên cạnh:
,,,,,,,,,,,,,
+ 1 liên kết C-C tạo thành giữa 2 nguyên tử C-* tạo thành vòng cyclopentan hay cyclohexan.
,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,
Sự giải hấp vòng 5 hay 6 cạnh có thể xảy ra- vòng có thể hấp phụ lại trên bề mặt hay thay đổi những nguyên tử C thực tế liên kết với bề mặt mà không cần giải hấp liên kết C-C giữa 2 nguyên tử bị hấp phụ có thể bị vỡ.
Nguyên tử H được đính trở lại phân tử bị hấp thụ sau đó giải hấp thì ta được 1 isoparafin.
Tại cân bằng. Phản ứng isome hoá trên chất mang oxit nhôm được thực hiện theo cơ chế ion cacboni. Sự isome hoá alkan khó hơn nhiều alken, xúc tác axit mạnh và nhiệt độ cao có ảnh hưởng đến phản ứng này. Alkan khó kết hợp với proton của nhóm oxit xúc tác nhưng những vết của alken thì có thể kết hợp với proton dễ dàng để tạo ra ion cacboni làm tăng tốc quá trình isome hoá parafin. Sự vận chuyển hydro nội bộ phân tử nhờ các ion cacboni như sau:
..............
Do vậy, các parafin mạch thẳng đầu tiên bị hydro hoá tạo thành olephin, olephin này bị isome hoá trên tâm axit của xúc tác tạo thành iso-olephin lại bị hydro hoá tạo thành isoparafin. Cơ chế này cho phép ứng dụng những xúc tác có độ axit kém mạnh hơn và có thể điều khiển được, không xúc tiến cho những phản ứng không mong muốn ( phản ứng hydroCr-acking ) và phản ứng tạo cốc, so với những tâm axit mạnh của xúc tác Cr-acking. Sự isome hoá olephin xảy ra nhanh chóng trên tâm axit của xúc tác.
Olephin có thể bị vòng hoá trên những tâm axit. Cơ chế này vẫn chưa được nghiên cứu nhưng sự vòng hoá của olephin không xảy ra theo cơ chế ion cacboni trên axit nhôm đã hoạt hoá vì sẽ tạo ra cacboni vòng không thấy xuất hiện trong điều kiện Reforming. Do đó có thể phản ứng này liên quan đến sự kết hợp proton và liên kết lõi nhờ tâm axit.
Vậy phản ứng có thể xảy ra trên 2 nhóm axit bazơ cạnh nhau trên bề mặt xúc tác.
..........................................
Phản ứng mở vòng trên xúc tác axit của metyl cyclopentan xảy ra bằng cách kết hợp trực tiếp proton vào mạch vòng tạo ion cacboni không vòng.
,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,
Cơ chế tương tự có thể giải thích cho phản ứng với dien tạo thành metyl cyclopentan: Ví dụ 1,5 hexadien tạo ra metyl cyclopentan, metyl cyclopentan và bezen trong đó metyl cyclopenten chiếm ưu thế. Phản ứng xảy ra do sự alkyl hoá nội phân tử khi trung tâm cation đang phát triển đủ xa liên kết đôi để tạo thành vòng 5 hay 6 cạnh.
Phản ứng hydroCr-acking xảy ra trên tâm axit của xúc tác tuân theo cơ chế ion cacboni như phản ứng hydro Cr-acking tăng nhanh của chất phản ứng tăng do đó dễ dàng bẻ gẫy mạch các parafin. Hydrocarcking bẻ gẫy mạnh cả parafin mạch thẳng và mạch nhánh.
Sơ đồ phản ứng Reforming của những hydro cacbon 6C.
,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,
Qua sơ đồ, những phản ứng song song với hoành độ xảy ra trên tâm axit của xúc tác và những phản ứng song song với tung độ xảy ra trên những tâm kim loại chất phản ứng, n-hexan được dehydro hoá đầu tiên trên kim loại tạo ra hexan mạch thẳng. Hexen này tới tâm axit bên cạnh, ở đó nó và nhả hấp isohexen và đi tới trung tâm kim loại, ở đây nó có thể bị hấp thụ và bị hydro tạo thành isohexen. Đồng thời ion cacboni thứ cấp cũng có thể phản ứng để tạo thành metyl cyclopentan. Chất này tiếp tục phản ứng để tạo thành cyclohexen và sau đó thành bezen.
Nguyên liệu và sản phẩm.
Nguyên liệu.
Người ta thường dùng phân đoạn xăng chất lượng thấp có khoảng sôi từ 62á1800C làm nguyên liệu cho quá trình Reforming. Trong thực tế công nghiệp chế biến dầu, để nhận các cấu tử cao octan cho xăng, người ta dùng phân đoạn sôi từ 85á1800C hay 105á1800C. Phân đoạn xăng có điểm...