Download miễn phí Đồ án Thiết kế phân xưởng Isome hóa - Phạm Duy Khánh
Mục lục
Phần mở đầu.
Phần tổng quan.
I. Cơ sở hóa học của quá trình
1.1 Giới thiệu về quá trình isome hóa
1.2 Các phản ứng chính xẩy ra trong quá trình
1.3 Đặc trưng về nhiệt động học của phản ứng isome hóa
II. Cơ chế của phản ứng isome hóa .
2.1 Isome hóa n-parafin
2.2 Isome hóa hydrocacbon thơm
III. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình isome hóa.
3.1 Nguyên liệu.
3.2 Nhiệt độ phản ứng.
3.3 Áp suất hydro.
3.4 Tốc độ thể tích.
3.5 Tỷ lệ hydro/nguyên liệu.
IV. Xúc tác cho quá trình isome hóa.
4.1 Xúc tác pha lỏng.
4.2 Xúc tác rắn.
4.3 Xúc tác lưỡng chức năng.
4.4 Tính chất của xúc tác.
4.5 Những nguyên nhân làm giảm hoạt tính xúc tác.
4.6 Môt số phương pháp tái sinh xúc tác.
V. Công nghệ isome hóa.
Giới thiệu một số sơ đồ công nghệ.
Thiết kế dây chuyền công nghệ.
Phần tính toán:
I. Tính thiết bị chính.
Số liệu ban đầu.
Tính toán.
II. Tính toán cho thiết bị phản ứng số 1.
2.1 Tính cân bằng vật chất.
2.2 Tính cân bằng nhiệt lượng.
2.3 Tính toán kích thước lò phản ứng số 1.
III. Tính toán cho thiết bị phản ứng số 2.
3.1 Tính cân bằng vật chất.
3.2 Tính cân bằng nhiệt lượng.
3.3 Tính toán kích thước lò phản ứng số 2
Phần an toàn lao động:
I. Khái quát.
1.1 Nguyên nhân do ký thuật.
1.2 Nguyên nhân do tổ chức.
1.3 Nguyên nhân do vệ sinh.
II. Những yêu cầu về phòng chống cháy nổ.
2.1 Phòng chống cháy nổ.
2.2 Ngăn ngừa khả năng xuất hiện những nguồn gây cháy.
2.3 Ngăn ngừa khả năng xuất hiện những nguồn cháy.
III. Những biện pháp tổ chức.
Phần kết luận.
Tài liệu tham khảo.
Để tải tài liệu này, vui lòng Trả lời bài viết, Mods sẽ gửi Link download cho bạn ngay qua hòm tin nhắn.
Ketnooi -
You must be registered for see links
Ai cần tài liệu gì mà không tìm thấy ở Ketnooi, đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
ẩy quá trình hình thành oin cacboni.
Rất nhiều chất mang khác nhau được sử dụng để mang các kim loại quý như :γ-Al2O3, η-Al2O3, ZrO2-SO42-, ZSM-5, mordenit, SAPO-5,oxit của các kim loại Fe, Ti, B, Si, Mo, W, Sn, Hf,Chất mang cũng có thể là hỗn hợp của một vái chất mang trên .
Sự có mặt của ion Na+ trong zeolitở trạng thái ban đầu có ảnh hưởng rất nhiều đến quá trình isome hóa. Hàm lượng Na+ trong zeolit càng nhiều, hoạt tính xúc tác càng thấp do độ axit giảm theo sự tăng của Na+. Vì vậy để sử ụng cho hệ xúc tác lưỡng chức trên thì zeolit cần được biến tính bằng cách trao đổi cation Ca2+, NH4+,Các zeolit như zeolit Y họ Faujasite hay zeolit có cấu trúc mordenite sau khi trao đổi cation kim loại khác được xem là những chất mang rất thích hợp do tính ãit và cấu trúc đặc biệt của chúng. Và thực tế cho thấy sau khi trao đổi cation, hệ xúc tác Pt/CaY-80, Pd/Ca-80, và Pd/CaHY-80 đã có độ chuyển hóa chung là 28% ở 315oC. Nghiên cứu trên xúc tác khác là Pt/H-Mordenite, cho độ chuyển hóa là 40% ở nhiệt độ là 270 ÷ 280oC .Ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn Al(OH) vào CaHY và kết quả cho thấy ở nhiệt độ 315oC tỷ lệ trộn CaHY:Al(OH)3 là 1:1 cho hoạt tính là cao nhất (41%); tăng thành phần AL(OH)3 thì độ chuyển hóa lại giảm đi bởi có sự giảm đi tâm axit trên bề mặt chất mang. Nếu so sánh với xúc tác trộn tì nhận thấy xúc tác Pt/Al(OH)3 cho độ chuyển hóa thấp nhất (6%) tiếp đến là Pt/CaHY-80 (16%) và xúc tác Pt/CaHY- Al(OH)3trộn theo tỷ lệ 1:1 cho độ chuyển hóa cao nhất (41%).
Với chất mang lá oxit của các kim loại như Ti, Si, B, Mo, W, Fe, Sn, Zr cho thấy nếu quá trình tổng hợp không sulfat hóa thì diện tích bề mặt riêng của chất mang rất bé; cũng chất mang ấy nếu qua quá trình sulfat hóa sẽ vứa tăng diện tích bề mặt riêng, vừa được xem như một superacid rắn. Tuy nhiên, qua nhiều tài liệu thì γ-Al2O3 được sử dụng nhiều hơn cả vì bề mặt riêng lớn, có độ bền nhiệt cao. Và để tăng bề mặt riêng của oxit nhôm người ta còn áp dụng phương pháp sol-gel hay đưa thêm mọt số phụ gia như BaO, SrO,lên bề mặt.
Tính chất của chất xúc tác:
a). Độ hoạt tính:
Có nhiều phương pháp để dánh giá hoạt tính của xúc tác. Nhưng về bản chất các phương pháp cơ bản giống nhau, đều dựa vào thiết bị chuẩn và nguyên liệu mẫu cùng các điều kiên công nghệ của phòng thí nghiệm, để xác định hiệu suất của các sản phẩm. Độ hoạt tính của xúc tác được biểu diễn thong qua chỉ số hoạt tính, đó là những sản phẩm cho chỉ số octan cao.
b). Độ chọn lọc:
Khả năng của xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng có lợi, đồng thời làm giảm tốc độ phản ứng không mong muốn được gọi là độ chọn lọc của xúc tác. Trong quá trình isome hóa, độ chọn lọc của xúc tác quyết định có khả năng tạo sản phẩm có giá trị đó là những chất làm tăng chỉ số octan. Trong quá trình isome hóa độ chọ lọc của chất xúc tác được đo bằng tỷ lệ của hàm lượng hydrocacbon trên hàm lượng hydrocacbon được chuyển hóa (hiệu suất).
c). Độ bền:
Trong quá trình phản ứng thì độ bền của xúc tác bị thay đổi (giảm dần). Đó chính ảnh hưởng của nhiệt độ. Trong điều kiện của isome hóa, sự mất hoạt tính là do:
Giảm bề mặt xúc tác do sự thiêu kết và tạo cốc.
Sự giảm hoạt tính xúc tác.
Tuy nhiên sự giảm hoạt tính ãit có thể được bổ sung bằng sự clohóa trong khi tái sinh chất xúc tác. Mặt khác sự kém tinh khiết của chất độn cũng có thể làm cho chất xúc tác có độ bền kém.
d). Tính nhạy đối với tạp chất.
Chất xúc tác trong quá trình isome hóa rất nhạy cảm đối với một số tạp chất, quá trình có thể là thuận nghịch hay bất thuận nghịch. Trong số các tạp chất mà trong quá trình thuận nghịch là H2O và Oxy (O2). Sự tạo thành nước trong quá trình. Sự tạo thành nước trong quá trình reforming xúc tác dẫn tới sự rửa giải Clo và giảm hoạt tính của axit của chất mang.
Bên cạnh đó hợp chất của Nitơ, Lưu huỳnh cũng gây ảnh hưởng không tốt đến quá trình
Những nguyên nhân làm giảm hoạt tính của xúc tác:
Sau một thời gian làm việc, hoạt tính của xúc tác bị giảm xuống đó là do các nguyên nhân sau :
a). Ảnh hưởng cua hợp chất chứa lưu huỳnh (S):
Các hợp chất chứa lưu huỳnh (S) rất dễ gây ngộ độc nguyên tử Pt gây ảnh hưởng không tốt tới chức năng dehydrohóa vì nó làm cho kim loại hoạt tính Pt bị sulfid hóa. Tùy theo các hợp chất S mà nó gây ảnh hưởng khac nhau.
Nếu như trong nguyên liệu có chứa H2S thì nó gây ức chế hoạt tính của kim loại theo phản ứng sau:
Pt + H2S PtS + H2
Ngoài ra H2S còn gây ăn mòn thiết bị. Nguyên liệu chứa S sẽ tạo ra một số anhydrid sẽ tác dụng với Al2O3 tạo ra Al2(SO4)3 làm cho quá trình tái sinh xúc tác sẽ gặp khó khăn hơn rất nhiều, hơn nữa chất xúc tác sau khi tái sinh cũng không thể đạt được kết quả như mong muốn. Đối với nguyên liệu cho quá trình isome hóa thì hàm lượng S cho phép là < 2.10-3(% trọng lượng)
Để đảm bảo thời gian làm việc lâu dài củ xúc tác thì các hợp chất lưu huỳnh cần được tách ra khỏi nguyên liệu trươc khi đưa vào quá trình isome hóa, với khí H 2S trong công nghiệp người ta khử khỏi khí tuần hoàn bằng cách hấp phụ bằng dung dịch monoetanolamin và tốt nhất là làm sạch lưu huỳnh ngay trong nguyên liệu từ khâu đầu tiên trước khi đưa vào quá trình isome hóa.
b). Ảnh hưởng của hợp chất chứa nitơ (N):
Cũng như S các hợp chất chứa N cũng làm giảm độ hoạt tính của xúc tác vì các chất chứa N thường có tính bazơ (như NH3) sẽ làm trung hòa các tâm axit của xúc tác nên làm giảm tốc độ của phản ứng chính, dẫn đến làm giảm chất lượng của sản phẩm. Hàm lượng Nitơ trong nguyên liệu sẽ không vượt quá 0,5.10-4(% trọng lượng).
Đa số các quá trình isome hóa đều sử dụng quá trình hydro hóa để làm sạch nguyên liệu.
c). Ảnh hưởng của nước:
Nước có mặt trong nguyên liệu sẽ pha loãng các trung tâm axit. Làm giảm độ axit của chất mang và làm tăng độ ăn mòn của thiết bị. Hàm lượng nước trong nguyên liệu cho phép không quá 5.10-4(% trọng lượng). Để tránh ăn mòn thiết bị cần tách nước ra khỏi nguyên liệu bằng cáh dùng quá trình làm khô khi dùng “rây phân tử” hay phun khí clo vào nguyên liệu chứa nước, xúc tác trên chất mang SiO2-Al2O3 là loại xúc tác rất nhạy với nước thì biện pháp trên là rất hữu hiệu.
d). Ảnh hưởng của lớp than cốc:
Lớp than cốc bao phủ trên bề mặt chất xúc tác là nguyên nhân chính dẫn sự giảm hoạt tính của xúc tác mặc dù sự tạo cốc ở đây là không đáng kể so với các quá trìng khác.
Cơ chế của quá trình mất hoạt tính xúc tác được biểu diễn như sau: Đây là quá trìng grafid hóa làm che phủ các tâm hoạt động trên bề mặt chất xúc tác. Những phản ứng gây ra hiện tượng đó là: phản ứng trùng hợp các hydrocacbon, ngưng kết đa vòng các hydrocacbon thơm, trong đó phản ứng trùng hợp là chủ yếu.
Parafin Monolefin cốc
Các phản ứng tên có thể xẩy ra đồnh thời tại hai tâm hoạt động của chất xúc tác ngay từ khi xuất hiện các olefun, các hydrocacbon thơm ở tâm hấp phụ hóa học trên bề mặt chất xúc tác .
Cốc sẽ ít được tạo ra trong điều kiện thích hợp về nhiệt độ, áp suất, tỷ lệ hydro/nguyên liệu. Phản ứng tạo cốc là phản ứng phức tạp.Qua nghiên cứu và thực tế cho thấy sự tạo cốc phụ thuộc vào nhiều yếu tố:
Nhiệt độ.
Áp suất của vùng phản ứng.
Tỷ lệ giữa hydro và nguyên liệu.
Nồng độ Clo.
Độ phân tán của các tiểu phân kim lọai trên chất mang
Tái sinh xúc tác:
a). Sự thay đổi của chất xúc tác trong quá trình làm việc.
Trong quá trình làm việc thì chất xúc tác bị thay đổi tính chất dẫn đến hoạt tính cũng như độ chọn lọc bị giảm xuống. Sự tahy đổi tính chất của chát xúc tác có thể chia làm hai dạng như sau:
Những thay đổi có thể khôi phục được (tạm thời). Đó là các thay đổi do sự ngộ độc hay sự tạo cốc thuận nghịch bởi các hợp chất của oxi, nitơ, lưu huỳnh.
Những thay đổi vĩnh viễn do sự thay đổi bề mặt riêng của xúc tác hay thay đổi trạng thái phân tán của kim loại trên chất mang.
b). Các phương pháp tái sinh xúc tác:
Tái sinh bằng phương pháp oxyhóa:
Đây là phương pháp tái sinh chất xúc tác bằng cách đốt cháy cốc bám trên bề mặt chất xúc tác bằng oxy không khí ở nhiệt độ 300 ÷ 500oC. Dùng dòng khí nóng chứa từ 2 ÷ 15 % oxy(O2) để đốt cốc và giữ ở khoảng nhiệt độ trên để không làm tổn hại đến tâm kim loại. Chất xúc tác sau khi dẫ tái sinh chứa ít hơn 0,2% cốc.
Quá trình đốt cháy cốc được biểu diễn theo phương trình sau:
CxHy + O2 CO2 + H2O + Q
Ta thấy quá trình này là tỏa nhiệt. Sự tỏa nhiệt này ảnh hưởng rất lớn tới độ bền của chất xúc tác :
Khi nhiệt độ quá cao thì tâm axit sẽ bị thay đổi cấu trúc
Khi nhiệt độ cao dẫn tới giảm độ phân tán của kim loại do các phân tử này bị đốt cháy
Chính vì vậy người ta tìm cách giảm nhiệt độ xuống mức cho phép để tránh gây ảnh hưởng tới chất xúc tác.
Tái sinh bằng phương khử:
Người ta nhận thấy rằng nếu tái sinh bằng phương pháp oxy hóa thì các hợp chất lưu huỳnh sẽ không bị loại bỏ hoàn toàn. Hợp chát của lưu hùnh sau khi tái sinh bằng phương pháp oxy hóa thường ở dạng Sulffat. Với phương pháp khử người ta dùng dòng khí chứa 10% hydro ở áp suất khoảng 2 atm. Chất xúc tác sau khi tái sinh thì lượnh cốc giảm xuống còn khoảng 0,03 ÷ 0,05% trọng lượng.
Tái sinh bằng phương pháp Clo:
Chất xúc tác sau một thời gian sử dụng thì bị giảm tí...
Rất nhiều chất mang khác nhau được sử dụng để mang các kim loại quý như :γ-Al2O3, η-Al2O3, ZrO2-SO42-, ZSM-5, mordenit, SAPO-5,oxit của các kim loại Fe, Ti, B, Si, Mo, W, Sn, Hf,Chất mang cũng có thể là hỗn hợp của một vái chất mang trên .
Sự có mặt của ion Na+ trong zeolitở trạng thái ban đầu có ảnh hưởng rất nhiều đến quá trình isome hóa. Hàm lượng Na+ trong zeolit càng nhiều, hoạt tính xúc tác càng thấp do độ axit giảm theo sự tăng của Na+. Vì vậy để sử ụng cho hệ xúc tác lưỡng chức trên thì zeolit cần được biến tính bằng cách trao đổi cation Ca2+, NH4+,Các zeolit như zeolit Y họ Faujasite hay zeolit có cấu trúc mordenite sau khi trao đổi cation kim loại khác được xem là những chất mang rất thích hợp do tính ãit và cấu trúc đặc biệt của chúng. Và thực tế cho thấy sau khi trao đổi cation, hệ xúc tác Pt/CaY-80, Pd/Ca-80, và Pd/CaHY-80 đã có độ chuyển hóa chung là 28% ở 315oC. Nghiên cứu trên xúc tác khác là Pt/H-Mordenite, cho độ chuyển hóa là 40% ở nhiệt độ là 270 ÷ 280oC .Ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn Al(OH) vào CaHY và kết quả cho thấy ở nhiệt độ 315oC tỷ lệ trộn CaHY:Al(OH)3 là 1:1 cho hoạt tính là cao nhất (41%); tăng thành phần AL(OH)3 thì độ chuyển hóa lại giảm đi bởi có sự giảm đi tâm axit trên bề mặt chất mang. Nếu so sánh với xúc tác trộn tì nhận thấy xúc tác Pt/Al(OH)3 cho độ chuyển hóa thấp nhất (6%) tiếp đến là Pt/CaHY-80 (16%) và xúc tác Pt/CaHY- Al(OH)3trộn theo tỷ lệ 1:1 cho độ chuyển hóa cao nhất (41%).
Với chất mang lá oxit của các kim loại như Ti, Si, B, Mo, W, Fe, Sn, Zr cho thấy nếu quá trình tổng hợp không sulfat hóa thì diện tích bề mặt riêng của chất mang rất bé; cũng chất mang ấy nếu qua quá trình sulfat hóa sẽ vứa tăng diện tích bề mặt riêng, vừa được xem như một superacid rắn. Tuy nhiên, qua nhiều tài liệu thì γ-Al2O3 được sử dụng nhiều hơn cả vì bề mặt riêng lớn, có độ bền nhiệt cao. Và để tăng bề mặt riêng của oxit nhôm người ta còn áp dụng phương pháp sol-gel hay đưa thêm mọt số phụ gia như BaO, SrO,lên bề mặt.
Tính chất của chất xúc tác:
a). Độ hoạt tính:
Có nhiều phương pháp để dánh giá hoạt tính của xúc tác. Nhưng về bản chất các phương pháp cơ bản giống nhau, đều dựa vào thiết bị chuẩn và nguyên liệu mẫu cùng các điều kiên công nghệ của phòng thí nghiệm, để xác định hiệu suất của các sản phẩm. Độ hoạt tính của xúc tác được biểu diễn thong qua chỉ số hoạt tính, đó là những sản phẩm cho chỉ số octan cao.
b). Độ chọn lọc:
Khả năng của xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng có lợi, đồng thời làm giảm tốc độ phản ứng không mong muốn được gọi là độ chọn lọc của xúc tác. Trong quá trình isome hóa, độ chọn lọc của xúc tác quyết định có khả năng tạo sản phẩm có giá trị đó là những chất làm tăng chỉ số octan. Trong quá trình isome hóa độ chọ lọc của chất xúc tác được đo bằng tỷ lệ của hàm lượng hydrocacbon trên hàm lượng hydrocacbon được chuyển hóa (hiệu suất).
c). Độ bền:
Trong quá trình phản ứng thì độ bền của xúc tác bị thay đổi (giảm dần). Đó chính ảnh hưởng của nhiệt độ. Trong điều kiện của isome hóa, sự mất hoạt tính là do:
Giảm bề mặt xúc tác do sự thiêu kết và tạo cốc.
Sự giảm hoạt tính xúc tác.
Tuy nhiên sự giảm hoạt tính ãit có thể được bổ sung bằng sự clohóa trong khi tái sinh chất xúc tác. Mặt khác sự kém tinh khiết của chất độn cũng có thể làm cho chất xúc tác có độ bền kém.
d). Tính nhạy đối với tạp chất.
Chất xúc tác trong quá trình isome hóa rất nhạy cảm đối với một số tạp chất, quá trình có thể là thuận nghịch hay bất thuận nghịch. Trong số các tạp chất mà trong quá trình thuận nghịch là H2O và Oxy (O2). Sự tạo thành nước trong quá trình. Sự tạo thành nước trong quá trình reforming xúc tác dẫn tới sự rửa giải Clo và giảm hoạt tính của axit của chất mang.
Bên cạnh đó hợp chất của Nitơ, Lưu huỳnh cũng gây ảnh hưởng không tốt đến quá trình
Những nguyên nhân làm giảm hoạt tính của xúc tác:
Sau một thời gian làm việc, hoạt tính của xúc tác bị giảm xuống đó là do các nguyên nhân sau :
a). Ảnh hưởng cua hợp chất chứa lưu huỳnh (S):
Các hợp chất chứa lưu huỳnh (S) rất dễ gây ngộ độc nguyên tử Pt gây ảnh hưởng không tốt tới chức năng dehydrohóa vì nó làm cho kim loại hoạt tính Pt bị sulfid hóa. Tùy theo các hợp chất S mà nó gây ảnh hưởng khac nhau.
Nếu như trong nguyên liệu có chứa H2S thì nó gây ức chế hoạt tính của kim loại theo phản ứng sau:
Pt + H2S PtS + H2
Ngoài ra H2S còn gây ăn mòn thiết bị. Nguyên liệu chứa S sẽ tạo ra một số anhydrid sẽ tác dụng với Al2O3 tạo ra Al2(SO4)3 làm cho quá trình tái sinh xúc tác sẽ gặp khó khăn hơn rất nhiều, hơn nữa chất xúc tác sau khi tái sinh cũng không thể đạt được kết quả như mong muốn. Đối với nguyên liệu cho quá trình isome hóa thì hàm lượng S cho phép là < 2.10-3(% trọng lượng)
Để đảm bảo thời gian làm việc lâu dài củ xúc tác thì các hợp chất lưu huỳnh cần được tách ra khỏi nguyên liệu trươc khi đưa vào quá trình isome hóa, với khí H 2S trong công nghiệp người ta khử khỏi khí tuần hoàn bằng cách hấp phụ bằng dung dịch monoetanolamin và tốt nhất là làm sạch lưu huỳnh ngay trong nguyên liệu từ khâu đầu tiên trước khi đưa vào quá trình isome hóa.
b). Ảnh hưởng của hợp chất chứa nitơ (N):
Cũng như S các hợp chất chứa N cũng làm giảm độ hoạt tính của xúc tác vì các chất chứa N thường có tính bazơ (như NH3) sẽ làm trung hòa các tâm axit của xúc tác nên làm giảm tốc độ của phản ứng chính, dẫn đến làm giảm chất lượng của sản phẩm. Hàm lượng Nitơ trong nguyên liệu sẽ không vượt quá 0,5.10-4(% trọng lượng).
Đa số các quá trình isome hóa đều sử dụng quá trình hydro hóa để làm sạch nguyên liệu.
c). Ảnh hưởng của nước:
Nước có mặt trong nguyên liệu sẽ pha loãng các trung tâm axit. Làm giảm độ axit của chất mang và làm tăng độ ăn mòn của thiết bị. Hàm lượng nước trong nguyên liệu cho phép không quá 5.10-4(% trọng lượng). Để tránh ăn mòn thiết bị cần tách nước ra khỏi nguyên liệu bằng cáh dùng quá trình làm khô khi dùng “rây phân tử” hay phun khí clo vào nguyên liệu chứa nước, xúc tác trên chất mang SiO2-Al2O3 là loại xúc tác rất nhạy với nước thì biện pháp trên là rất hữu hiệu.
d). Ảnh hưởng của lớp than cốc:
Lớp than cốc bao phủ trên bề mặt chất xúc tác là nguyên nhân chính dẫn sự giảm hoạt tính của xúc tác mặc dù sự tạo cốc ở đây là không đáng kể so với các quá trìng khác.
Cơ chế của quá trình mất hoạt tính xúc tác được biểu diễn như sau: Đây là quá trìng grafid hóa làm che phủ các tâm hoạt động trên bề mặt chất xúc tác. Những phản ứng gây ra hiện tượng đó là: phản ứng trùng hợp các hydrocacbon, ngưng kết đa vòng các hydrocacbon thơm, trong đó phản ứng trùng hợp là chủ yếu.
Parafin Monolefin cốc
Các phản ứng tên có thể xẩy ra đồnh thời tại hai tâm hoạt động của chất xúc tác ngay từ khi xuất hiện các olefun, các hydrocacbon thơm ở tâm hấp phụ hóa học trên bề mặt chất xúc tác .
Cốc sẽ ít được tạo ra trong điều kiện thích hợp về nhiệt độ, áp suất, tỷ lệ hydro/nguyên liệu. Phản ứng tạo cốc là phản ứng phức tạp.Qua nghiên cứu và thực tế cho thấy sự tạo cốc phụ thuộc vào nhiều yếu tố:
Nhiệt độ.
Áp suất của vùng phản ứng.
Tỷ lệ giữa hydro và nguyên liệu.
Nồng độ Clo.
Độ phân tán của các tiểu phân kim lọai trên chất mang
Tái sinh xúc tác:
a). Sự thay đổi của chất xúc tác trong quá trình làm việc.
Trong quá trình làm việc thì chất xúc tác bị thay đổi tính chất dẫn đến hoạt tính cũng như độ chọn lọc bị giảm xuống. Sự tahy đổi tính chất của chát xúc tác có thể chia làm hai dạng như sau:
Những thay đổi có thể khôi phục được (tạm thời). Đó là các thay đổi do sự ngộ độc hay sự tạo cốc thuận nghịch bởi các hợp chất của oxi, nitơ, lưu huỳnh.
Những thay đổi vĩnh viễn do sự thay đổi bề mặt riêng của xúc tác hay thay đổi trạng thái phân tán của kim loại trên chất mang.
b). Các phương pháp tái sinh xúc tác:
Tái sinh bằng phương pháp oxyhóa:
Đây là phương pháp tái sinh chất xúc tác bằng cách đốt cháy cốc bám trên bề mặt chất xúc tác bằng oxy không khí ở nhiệt độ 300 ÷ 500oC. Dùng dòng khí nóng chứa từ 2 ÷ 15 % oxy(O2) để đốt cốc và giữ ở khoảng nhiệt độ trên để không làm tổn hại đến tâm kim loại. Chất xúc tác sau khi dẫ tái sinh chứa ít hơn 0,2% cốc.
Quá trình đốt cháy cốc được biểu diễn theo phương trình sau:
CxHy + O2 CO2 + H2O + Q
Ta thấy quá trình này là tỏa nhiệt. Sự tỏa nhiệt này ảnh hưởng rất lớn tới độ bền của chất xúc tác :
Khi nhiệt độ quá cao thì tâm axit sẽ bị thay đổi cấu trúc
Khi nhiệt độ cao dẫn tới giảm độ phân tán của kim loại do các phân tử này bị đốt cháy
Chính vì vậy người ta tìm cách giảm nhiệt độ xuống mức cho phép để tránh gây ảnh hưởng tới chất xúc tác.
Tái sinh bằng phương khử:
Người ta nhận thấy rằng nếu tái sinh bằng phương pháp oxy hóa thì các hợp chất lưu huỳnh sẽ không bị loại bỏ hoàn toàn. Hợp chát của lưu hùnh sau khi tái sinh bằng phương pháp oxy hóa thường ở dạng Sulffat. Với phương pháp khử người ta dùng dòng khí chứa 10% hydro ở áp suất khoảng 2 atm. Chất xúc tác sau khi tái sinh thì lượnh cốc giảm xuống còn khoảng 0,03 ÷ 0,05% trọng lượng.
Tái sinh bằng phương pháp Clo:
Chất xúc tác sau một thời gian sử dụng thì bị giảm tí...
Tags: iso me hóa