Công nghệ sản xuất các hợp chất thơm từ LPG

MÔÛ ÑAÀU Ngaønh coâng nghieäp cheá bieán daàu moû ñöôïc xem nhö baét ñaàu ra ñôøi vaøo naêm1859 vaø coù söï taêng tröôûng raát nhanh ñaõ trôû thaønh ngaønh coâng nghieäp muõi nhoïn cuûa theá kyû 20. Ñaëc bieät töø sau theá chieán II, coâng nghieäp daàu khí ñaùp öùng ñöôïc hai nhu caàu chính laø : Cung caáp caùc ( saûn phaåm naêng löôïng ) cho nhu caàu veà naêng löôïng ñoäng cô. Cung caáp caùc hoaù chaát cô baûn cho ngaønh toång hôïp hoaù daàu vaø hoaù hoïc, taïo ra söï thay ñoåi lôùn veàcô caáu phaùt trieån caùc chuûng loaïi saûn phaåm cuûa ngaønh hoaù chaát vaät lieäu Hoaù daàu ñaõ thay theá daàn hoaù than ñaù vaø vöôït leân ngaønh coâng nghieäp cheá bieán than. Nhöõng hydrocacbon cuûa ngaønh coâng nghieäp hoaù daàu saûn xuaát chuû yeáu la ø: benzen ,toluen, xylen ( goïi taét laø : BTX ). Ñaây laø nhoùm saûn phaåm goác cuõng raát quan trong caùc chaát olefin.Tröôùc ñaây vieäc saûn xuaát caùc hydrocacbon aromatic chuû yeáu döïa vaøo vieäc thu hoài khí cuûa coâng nghieäp saûn xuaát than coác, nhöng vì saûn löôïng quaù thaáp, khoâng ñuû nhu caàu phaùt trieån coâng nghieäp chaát deûo vaø ngaønh coâng nghieäp sôïi. Ngaøy nay phaûi döïa vaøo coâng nghieäp hoaù daàu,vöøa coù giaù trò cao, vöøa coù giaù thaønh haï neân phaàn lôùn caùc hydrocacbon aromatic nhaän ñöôïc treân cô sôû daàu moû ñaõ chieám tæ leä treân 90% Trong ñoù reforming xuùc taùc laø moät trong quaù trình quan troïng cuûa ngaønh coâng nghieäp cheá bieán daàu.Vai troø cuûa quaù trình naøy khoâng ngöøng taêng leân do nhu caàu veà xaêng coù chaát löôïng cao vaø nguyeân lieäu cho ngaønh toång hôïp hoaù daàu ngaøy moät nhieàu. Quùa trình naøy cho pheùp saûn xuaát caùc caáu töû coù trò soá octan cao cho xaêng, caùc tröôøng hôïp chaát hydrocacbon thôm ( BTX ) cho toång hôïp hoaù daàu vaø hoaù hoïc. Sau moät thôøi gian phaùt trieån nghaøng coâng nghieäp loïc hoaù daàu ñaõ thieát laäp moät ngaønh coâng nghieäp môùi ñoù laø reforming choïn loïc khí hoaù loûng thaønh caùc caáu töû cao trò soá octan cho pheùp pha troän cho xaêng coù chaát löôïng cao vaø caùc saûn phaåm hydrocacbon thôm. Khí hoaù loûng (LPG) ñaàu tieân ñöôïc söû duïng laøm nguyeân lieäu daân duïngvaø nguyeân lieäu ñeå saûn xuaát olefin nheï baèng caùch hydro hoaù hay craêckinh hôi. Sau ño, khí hoaù loûng ñaõ trôû thaønh moät vaán ñeà lôùn cuûa ngaønh coâng nghieäp loïc hoaù daàu vì saûn löôïng khí hoaù loûng vöôït quaù möùc söû duïng vaø trôû neân khoù baùn treân thò tröôøng. Töø naêm 1996 ñeán nay coâng nghieäp daàu khí ñaõ thay ñoåi coâng ngheä khí hoaù loûng ( LPG) laøm nguyeân lieäu cho saûn xuaát xaêng cao octan vaø hydrocacbon thôm. Do ñoù trong ñoà aùn naøy laø muïc ñích söû duïng quaù trình chuyeån hoaù LPG thaønh caùc hôïp chaát thôm. Maø tröôùc ñaây chuû yeáu döïa vaøo vieäc thu hoài cuûa coâng nghieäp saûn xuaát than coác , vôùi saûn löôïng cuûa ngaønh coâng nghieäp daàu moû ñaõ chieám tæ leä treân 90%. Töø coâng ngheä Reforming xuùc taùc , laø moät quaù trình quan troïng cuûa saûn xuaát hôïp chaát thôm ( BTX ) vaø vai troø cuûa quaù trình naøy khoâng ngöøng taêng leân, do nhu caàu veà xaêng coù chaát löôïng cao vaø caùc saûn phaåm öùng duïng töø quaù trình saûn xuaát, ñeå toång hôïp neân nhöõng chaát höõu ích cho ñôøi soáng. CHÖÔNG I: TOÅNG QUAN I.1.GIÔÙI THIEÄU VEÀ KHÍ DAÀU MOÛ HOAÙ LOÛNG I.1.1. Ñaëc ñieåm chung cuûa LPG Khí daàu moû hoaù loûng (vieát taét laø LPG) laø khí thu ñöôïc töø quùa trình cheá bieán daàu ñöôïc hoaù loûng bao goàm hoãn hôïp caùc loaïi hydrocacbon khac nhau, trong ñoù thaønh phaàn chính laø propan vaø butan. [ 1 ] Ôû nhieät ñoä thöôøng vaø aùp suaát trung bình taát caû caáu töû ñeàu toàn taïi ôû daïng loûng. Do ñoù, coù theå deã daøng toàn chöùa, vaän chuyeån cung caáp cho ngöôøi tieâu duøng. Nhöng ôû nhieät ñoä thöôøng vaø aùp suaát khí quyeån thì LPG seõ deå daøng thoaùt hôi neân tieän lôïi söû duïng. Ban ñaàu LPG ñöôïc saûn xuaát cho nhöõng vuøng khoâng coù heä thoáng daãn khí ñoát Veà sau ngoaøi öùng duïng chuû yeáu treân, noù coøn phaân taùch tieáp thaønh caùc caáu töû rieâng bieät ñeå laøm nguyeân lieäu cho coâng nghieäp hoaù daàu nhö ñeå saûn xuaát olefin vaø diolefin. Hieän nay treân thò tröôøng coù saûn phaåm LPG cuûa nhieàu coâng tuy kinh doanh khaùc nhau, thaønh phaàn propan cuõng khaùc nhau: LPG cuûa ELF GAS Saøi Goøn coù tæ leä laø 20/80. ÔÛ nhieàu nöôùc, LPG coù theå saûn xuaát döôùi daïng 100% propan hoaëc 100% butan.Ví duï nhö ôû Nhaät söû duïng LPG cung caáp cho daân duïng 100% laø propan hoaëc 100% laø butan vì thôøi tieát laïnh. Propan deã bay hôi hôn butan vaø cung caáp cho trong coâng nghieäp LPG döôùi daïng laø 100% butan, vì deã vaän chuyeån, toàn chöùa, trong ñieàu kieän saûn xuaát deã trang bò caùc thieát bò ñun noùng LPG ñeå boác hôi hoaøn toaøn khi söû duïng. Ñaëc tính cuûa LPG ñöôïc trình baøy ôû baûng Baûng1. Ñaëc tính hoaù lyù cuûa caùc loaïi LPG thöông phaåm : Ñaëc tính Loai LPG 100%propan (propangas) 100% butan (butangas) Hoãn hôïp butan-propan 50/50 ( Saøi Goøn petro) Tyû troïng, g/cm3 AÙP suaát hôi, kg/cm3(400C) Thaønh phaàn C2(etan) C3(propan) C4(butan) C5(pentan) Nhieät chaùy, kcal/kg 0.507 13.5 1.7 96.2 1.5 0.0 11070 0.580 3.2 0.0 0.4 99.4 0.2 10902 0.541 9.2 0.0 51.5 47.5 1.0 10880 Baûng 2 . Tieâu chuaån veà LPG duøng trong coâng nghieäp cuûa Haø Noäi petro. Chæ tieâu chaát löôïng Phöông phaùp thöû Keát quaû 1.Troïng löôïng rieâng 60/600 2.Aùp suaát bay hôi 3. Etan % vol 4. Propan % vol 5. Butan % vol 6. Petan % vol + (hydrocacbon naëng) 7.Haøm löôïng löu huyønh 15.60C(g/cm3) 8. Aên moøn ñoàng 9. Phaàn coøn laïi sau khi chaùy% v 10. Nöôùc 11. Troïng löôïng phaân töû trung bình ASTMD 1657 ASTMD 1267 ASTMD 2163 ASTMD 2163 ASTMD 2163 ASTMD 2163 ASTMD 2784 ASTMD 1838 ASTMD 2138 TÍNH TOAÙN 0.5410 116.60 0.31 53.43 45.33 0.93 < 0.01 N01 < 0.05 Khoâng 50.09 Ñaëc tính LPG veà hoaù hoïc : Khoâng maøu ( trong suoát ) Khoâng muøi LPG loûng hoaù hôi seõ taêng theå tích 250 laàn so ôû aùp suaát thöôøng Tyû troïng baèng 50 ñeán 60% so vôùi nöôùc Tyû troïng Gas loûng Butan 0,57 ñeán 0,58 g/cm3 Propan 0,5 ñeán 0,51 g/cm3 Tyû troïng Gas hôi Butan 1,9 ñeán 2,1 kg/m3 Propan 1,4 ñeán 1,55 kg/m3 Baûng 3 Thaønh phaàn tieâu bieåu : Thaønh phaàn Khí ñoàng haønh tieâu bieåu Khí töï nhieân tieâu bieåu %V %KL %V %KL Metan Etan Propan Butan Pentan Phi hydrocacbon 51.06 18.52 11.53 4.37 2.14 12.38 35.7 24.3 22.2 11.1 6.7 6.7 92.34 1.92 0.58 0.3 1.05 3.85 89.43 3.5 1.4 1.1 4.6 4.6 I.1.2 . ÖÙng duïng cuûa LPG. LPG thöông phaåm coù hai höôùng söû duïng quan troïng laø: duøng laøm nguyeân lieäu cho toång hôïp hoaù daàu va øhoaù hoïc, duøng laøm nhieân lieäu Söû duïng laøm nguyeân lieäu : Propan va øButan ta dehydro hoùa taïo caùc olefin töông öùng propylen vaø butylen. Caùc olefin naøy laø saûn phaåm goác raát quan troïng trong coâng nghieäp hoaù daàu. Töø LPG ta coù theå dehydro hoaù thaønh caùc diolefin, tieâu bieåu laø Butadien, ñöôïc duøng chuû yeáu cao su vaø caùc saûn phaåm quan troïng khaùc. Söû duïng laøm döôùi daïng nhieân lieäu : Laøm nhieân lieäu cho caùc ngaønh coâng nghieäp nhieät ñoä cao ( loø nung goám söù, gaïch, ngoùi, loø naáu thuyû tinh, naáu gang, naáu theùp…), loø saáy saûn phaåm coâng nghieäp, thöïc phaåm, gia coâng thuyû tinh, haøn caét kim loaïi . Laøm nhieân lieäu daân duïng: chaát ñoát naáu aên, thaép saùng, sôûi aám… Laøm nhieân lieäu cho ñoäng cô ñoát trong thay xaêng, cho caùc loaïi xe… I .2. GIÔÙI THIEÄU VEÀ CAÙC HYDROCACBON THÔM . I .2 1 Ñaëc ñieåm chung veà hydrocacbon thôm . Hydrocacbon thôm laø loaïi hôïp chaát höõu cô voøng. Caùc hôïp chaát naøy laø loaïi ñaëc bieät cuûa hôïp chaát khoâng no, caùc hôïp chaát thôm moät voøng goïi laø ñôn nhaân (ñôn voøng ), caùc hôïp chaát thôm nhieàu voøng goïi laø ña nhaân (ña voøng ) . Loaïi ña voøng naøy thöôøng chia thaønh nhieàu hôïp chaát khaùc nhau veà voøng. Caùc loaïi voøng coù nguyeân töû cacbon chung goïi laø ( naphten ) caùc hôïp chaát voøng ñoïc laäp, trong ñoù caùc voøng ñöôïc taùch rieâng. Nhöng nhöõng hydrocacbon thôm cuûa coâng nghieäp hoaù daàu xuaát chuû yeáu laø: bezen, toluen, vaø xylen goïi chung laø (BTX ) ñaây laø nhöõng hydrocacbon thôm ñôn voøng. Tính chaát vaät lyùcuûa BTX :[ 10 ] Benzen ( C6H6 ) laø chaát loûng khoâng maøu, coù muøi ñaëc tröng deã baét chaùy, ñoâng ñaëc ôû 5.4 ñeán 5,50C, coù nhieät ñoä soâi thaáp vaø raát ñoäc . Toluen ( C6H5 CH3 ) laø chaát loûng trong suoát khoâng maøu, coù muøi ñaëc tröng gioáng Benzen, nhöng ít ñoäc hôn benzen, toluen khoâng hoaø laãn vôùi nöôùc, nhöng hoaø tan haàu heát caùc chaát loûng höõu cô, ñaëc bieät laø saûn phaåm daàu moû loûng . Xylen ( C6H4 (CH3)2) laø chaát loûng khoâng maøu vaø coù muøi ñaëc tröng gioáng nhö Benzen. Baûng 4 . Moät soá thoâng soá vaät lyù cuûa hydrocacbon thôm : Hydrocacbon thôm Nhieät ñoä soâi oC Nhieät ñoä noùng chaûy oC Nhieät ñoä baét löûa oC Tyû troïng d20/d4 Benzen Toluen o-xylen (1.2 ñimetyxylen ) m-xylen (1.3 ñimetyxylen ) p-xylen (1.4 ñimetyxylen ) 80.1 110.6 114.4 139.1 138.1 5.5 -9.5 -25.2 -47.9 13.3 -14 5 29 29 29 0.879 0.867 0.880 0.864 0.861 Töø baûng soá lieäu caùc thoâng soá vaät lyù cuûa caùc hydrocacbon thôm. Ta thaáy Benzen –toluen vaø xylen laø nhöõng chaát coù nhieät ñoä baét löûa thaáp, neân ñoä nguy hieåm cuûa chuùng laø raát lôùn. Do ñoù caàn coù bieän phaùp an toaøn, ñeà phoøng chaùy noå trong saûn xuaát, toàn chöùa, cuõng nhö söû duïng . Tính chaát hoaù hoïc cuûa Benzen –Toluen - Xylen : Phaân töû alkyl Benzen goàm hai phaàn: voøng Benzen vaø goác ankyl. Vì vaäy tính chaát cuûa ankyl Benzen bao goàm: tính thôm cuûa voøng benzen vaø tính no cuûa goác ankyl. Tuy nhieân tính chaát cuûa voøng Benzen vaø goác ankyl bò bieán ñoåi, do aûnh höôûng töông hoå giöõa hai phaàn töû ñoù. Caùc phaûn öùng cô baûn cuûa ankyl Benzen laø phaûn öùng SE coäng voøng Benzen, phaûn öùng SR oxi hoùa goác ankyl. Phaûn öùng SE laø phaûn öùng quan troïng nhaát trong hai loaïi hôïp chaát naøy,[10-73] . Toång quaùt caùc phaûn öùng theá quan troïng cuûa Benzen . Br 2 , FeBr3 H2SO4 ñaëc R-X ,ALX3 CH3-CH=HC2 , H3PO4 CL2 , FeCL3 R-COCL , ALCL3 D2SO4 HCLO , H+ , Ag+ NO2 + H2O Br + HBr CL + HCL SO3H + H2O H2O R + HX CH (CH3)2 CO-R + HCl CL + H2O D HNO3 , H2SO4 Phaûn öùng coäng : Boât Ni 1500C , 10at + 3H2 AS/ Cl Cl Cl Cl Cl Cl + 3Cl2 + 6HCl Phaûn öùng oxi hoùa : CH3 [O] , toC COOH CH3 CH3 [O] , toC COOH COOH Saûn xuaát Amin C6H5X + NH3 C6H5NH2 + HX Cu2Cl2 Saûn xuaát andehyt thôm CH3 + O2 Tx ,t0 CHO + H2O Saûn xuaát phenol 4at ,3000C C6H5Cl + NaOH C6H5 –OH + HCl I . 2 .2 Phöông phaùp saûn xuaát hydrocacbon thôm: Tröôùc ñaây vieäc saûn xuaát nhöõng hydrocacbon thôm chuû yeáu döïa vaøo vieäc thu hoài cuûa khí coâng nghieäp saûn xuaát than coác, nhöng vì saûn löôïng quaù thaáp , do nhu caàu saûn löôïng ngaøy caøng lôùn. Do ñoù ngaønh coâng nghieäp daàu moû ñaõ mang laïi löôïng quaù lôùn hôïp chaát thôm neân theá giôùi ñaõ löïa choïn vaø saûn xuaát töø nguyeân lieäu daàu moû. Coù theå tieán haønh chöng caát daàu thoâ, ñeå thu ñöôïc caùc hôïp chaát thôm, nhöng vì saûn löôïng cuûa chuùng ñaõ coù saün trong daàu thoâ laø raát nhoû. Do ñoù vieäc taùch BTX töø quaù trình naøy laø khoâng ñöôïc phoå bieán laém. Vì vaäy trong coâng nghieäp hôïp chaát thôm nhaän ñöôïc chuû yeáu laø quaù trình Reforming xuùc taùc. nguyeân lieäu cho quaù trình laø naphtha, hydrocacbon nheï, ñoàng thôøi khi keát hôïp vôùi quaù trình khaùc nhö phaân chia, taùi phaân boá hydrodealkyl, izome hoaù, cho pheùp nhaän ñöôïc BTX raát thích hôïp cho caùc quaù trình toång hôïp hoaù daàu vaø hoaù hoïc. I .2 .2 . a: Saûn xuaát töø than ñaù ( production from coal ) .[19-480] Thu ñöôïc daàu nheï töø quaù trình coác hoaù, laø nguoàn goác thu BTX. Saûn xuaát töø C5 vaø phaân ñoaïn nheï vaø naëng töø phaân ñoaïn daàu ñöôøng. Thu saûn phaåm naøy tieán haønh ôû moät nhieät ñoä cao döôùi 700oC. Nguoàn goác BTX thu hoài töø loø coác, sau ñoù ñem ñi tinh luyeän taïp chaát. Saûn phaåm chöng caát C5 , hydrocacbon nheï, cacbon disulfide ( CS2 ) vaø xyclopentan... 1. CS2 + 4H2 = CH4 + 2H2S 2. C6H12 + 3H2  = 3C2H6 3. C6H12 = C6H6 + 3H2 C6H14 = C6H6 + 4H2 4. C6H5CH3 + H2 = C6H6 + CH4 5. C6H12 = C6H6 + 3H2 I . 2 . 2 . b : Saûn xuaát töø daàu moû ( production from petroleum ) .[19 -482] Töø craêckinh xuùc taùc vaø Reforming xuùc taùc töø daàu moû. Quùa trình naøy baét ñaàu sau 1930 vaø tôùi 1940 vaø baét ñaàu trôû neân laø nguoàn goác chính saûn xuaát benzen –toluen-xylen vaø hôïp chaát thôm cao . Thay cho nguoàn saûn xuaát töø than, ñoái vôùi nhieàu quoác gia vaø Chaâu AÂu vaøo naêm 1960 . Muïc ñích cuûa craêc kinh xuùc taùc : Thu C3 ñeán C6 olefin maïch nhaùnh Thu saûn phaåm taïo ïvoøng, taïo Aren Craêckinh voøng no deã daøng Taùch nhoùm alkyl ra khoûi voøng thôm C4H10 CH4 + C3H6 60% C2H6 + C2H4 30% C4H8 + C4H8 10% toc , xuùc taùc Phaûn öùng kheùp voøng sau ñoù khöû H2 taïo thaønh Aren : CH2= CH-CH2-CH2-CH2-CH3 -3H2 3 CH2 = CH2 + 3H2 Naphten : CH2-CH2-CH3 + C3H6 + 2H2 + 3H2 Reforming xuùc taùc ñöôïc coi laø loaït phaûn öùng thôm hoaù caùc saûn phaåm daàu moû Dehydro hoaù xycloalkal: 500oC < 500OC + 3H2 CH3 CH3 + 3H2 Dehydro hoaù daãn xuaát voøng 5 caïnh ( Xyclopentan ) CH3 + 3H2 n C7H14 CH3 + 4H2 Izome hoaù alkyl Xyclopentan thaønh Xyclohexan : CH3 C2H5 CH3 CH3 Izome hoaù alkyl thôm : Neáu taêng aùp suaát hydro , ngaên chaën söï taïo coác Coác I .2 . 3: ÖÙng duïng cuûa hôïp chaát thôm ,[ 13 ],[ 14 ] . Nhö ñaõ noùi ôû treân caùc hôïp chaát thôm thì BTX laø quan troïng nhaát vì noù coù nhieàu öùng duïng: noù laø thaønh phaàn nhieân lieäu cuûa xaêng cao caáp, vì caùc caáu töû naøy coù trò soá octan raát cao ( treân 100 ) . Maët khaùc BTX laø nguyeân lieäu raát quan troïng trong ngaønh coâng nghieäp hoaù daàu vaø hoaù hoïc , ñoàng thôøi noù coøn söû duïng trong lónh vöïc dung moâi cuï theå nhö sau : * Benzen : ñöôïc duøng laøm nguyeân lieäu goác ñeå cheá bieán caùc loaïi capron vaø nylon cao su toång hôïp vaø chaát deûo, treân cô sôû phenol. Ngoaøi ra Benzen coøn laøm nguyeân lieäu ñeå cheá bieán thuoác nhuoäm, döôïc phaåm vaø caùc cheá phaåm aûnh, duøng laøm dung moâi vaø chaát taùch ly. Trong coâng nghieäp hoaù daàu Benzen ñöôïc duøng laøm nguyeân lieäu cho quaù trình saûn xuaát caùc loaïi saûn phaåm ankyl. * Toluen : laø loaïi dung moâi daàu moû toát cho nhöïa, daàu môõ nhôøn vaø caùc saûn phaåm töï nhieân. Noù ñöôïc söû duïng roäng raõi trong ngaønh coâng nghieäp hoaù chaát, sôn, traùng men vaø trong y döôïc, laøm dung moâi chieác, taùch vaù khöû daàu môõ laøm nguyeân lieäu cho saûn xuaát chaát keo dính, möïc in vaø caùc hoaù chaát quan troïng nhö thuoác noå TNT, duøng trong chieán tranh theá giôùi II. Baèng phöông phaùp oxy hoaù toluen keát hôïp vôùi xuùc taùc, coù theå cheá bieán ñöôïc coàn, benzen, axit benzoic , anhydricmaleic vaø nhieàu saûn phaåm hoaù hoïc khaùc . * Xylen : laø dung moâi toát cho caùc chaát beùo, haéc ín, saùp vaø nhieàu loaïi nhöïa, xylen ñöôïc laøm dung moâi vaø chaát pha loaõng trong sôn, traùng men, laøm nguyeân lieäu möïc in, keo dính, thuoác tröø saâu, chaát maøu vaø taåy röûa toång hôïp. Trong coâng nghieäp cheá bieán xylen coøn chuû yeáu laø : chuyeån hoaù xylen thaønh daãn xuaát nitro. Benzen / Xylen Diclotoluen P – Clo toluen Toluen disocyannat Crezol Axit benzoic Benzadehyt Tluen 54% 17% 14% Ethylbenzene Styren Polystyrene SBR Elastomer Cumene Phenol + Acetone Phenolic Resin Caprolactam Bisphenol Methyl Methacrylate Methyl isobutyl Ketone Cyclohexane Adipic Acid Caprolactam Nylon 66 Nylon 6 5% 4% 6% Nitrobenzen Alkylbenzen Other Benzen 75% 18% 2% 5% Para- Xylen Terephthalic Acid Dimethyl Terephthalate Ortho-xylene Meta-Xylen Solvents Xylenes Phthalic Anhydride Plasticizers Alkyd Resins Isophthalic Acid PET Resins Polyester Fiber PET Resins I . 3: COÂNG NGHEÄ SAÛN XUAÁT HYDROCACBON THÔM Tröôùc ñaây saûn xuaát hydrocacbon thôm chuû yeáu döïa vaøo vieäc thu hoài khí cuûa quaù trình luyeän coác. Trong theá giôùi II ngaønh coâng nghieäp hydrocacbon thôm nôû roä, do nhieàu yeâu caàu: thuoác noå, döôïc phaåm, chaát deûo … vaø nhieàu yeâu caàu khaùc, maø saûn löôïng hydrocacbon thôm töø quaù trình coác hoaù quaù nhoû, khoâng ñaùp öùng ñöôïc nhu caàu. Töø naêm 1930 ñeán 1940, do khaùm phaù töø ngaønh coâng nghieäp daàu moû, moät löôïng hydrocacbon voâ cuøng lôùn vaø cuõng coù theå toång hôïp ñöôïc hydrocacbon thôm, bôõi vaäy ngaønh coâng nghieäp daàu moû treå neân quan troïng. Töø ñaáy daàu moû laø nguoàn saûn xuaát chính ñeå saûn xuaát ra: Benzen, Toluen, Xylen goïi chung laø BTX. Keå töø naêm 1940 quaù trình reforming xuùc taùc trong coâng nghieäp cheá bieán daàu ra ñôøi: do nhu caàu xaêng coù chaát löôïng cao vaø nguyeân lieäu cho quaù trình toång hôïp hoaù daàu vaø hoaù hoïc ngaøy caøng nhieàu , quaù trìng naøy cho pheùp saûn xuaát moät soá löôïng lôùn hydrocacbon thôm ( BTX ) cho toång hôïp hoaù daàu vaø hoaù hoïc . Nguyeân lieäu cho quaù trìng reforming laø phaân ñoaïn xaêng coù chaát löôïng thaáp coù khoaûng soâi töø 62o ñeán 180o. Nhöng ñeå saûn xuaát caùc hydrocacbon rieâng bieät ngöôøi ta duøng nguyeân lieäu laø caùc phaân ñoaïn heïp hôn cuï theå : Ñeå saûn xuaát Benzen duøng phaân ñoaïn coù nhieät ñoä soâi khoaûng 62o ñeán 85o. Ñeå saûn xuaát Toluen duøng phaân ñoaïn coù nhieät ñoä soâi khoaûng 85o ñeán105o. Ñeå saûn xuaát xylen duøng phaân ñoaïn coù nhieät ñoä soâi khoaûng 105o ñeán 140o. Muoán duøng BTX laøm nguyeân lieäu cho toång hôïp hoaù daàu, thì chuùng coù ñoä tinh khuyeát cao, khoâng laãn taïp chaát, neân thöôøng phaûi taùch caáu töû rieâng bieät . I .3.1 : Quùa trình Platforming vôùi xuùc taùc coá ñònh cuûa OUP :[3 -190] . Nguyeân lyù laøm vieäc : Nguyeân lieäu ñöôïc saáy khoâ vaø laøm saïch töø boä phaän hydro hoùa laøm saïch ñöôïc troän vôùi hydro töø maùy neùn khí. Sau khi qua thieát bò trao ñoåi nhieät, ñöôïc naïp noái tieáp vaøo loø phaûn öùng ( reactor ) töø 1 ñeán 3. Saûn phaåm ra khoûi loø sau khi qua thieát bò trao ñoåi nhieät, thieát bò ñun noùng ñöôïc ñöa vaøo thieát bò laøm laïnh . Sau ñoù qua thieát bò ngöng tuï, khí khoâng ngöng seõ ñöôïc taùch ra, ôû thieát bò taùch khí, phaàn lôùn khí naøy ( H2 ) ñöôïc maùy neùn vaø tieáp tuïc tuaàn hoaøn laïi loø reforming , phaàn coøn laïi ñöa sang boä phaän taùch khí vaø söû duïng hydro ( H2 ). Saûn phaåm ñaùy cuûa thieát bò ñöôïc ñöa qua thieát bò ñun noùng, bôõi saûn phaåm ñaùy cuûa coät chöng caát. Saûn phaåm cuûa ñænh cuûa coät ñöôïc daãn sang thieát bò ngöng tuï, caùc hôïp chaát hôi seõ taùch khoûi daây chuyeàn, coøn caùc saûn phaåm loûng cuûa coät ñöôïc ñöa ñi chieát ñeå taùch rieâng hydrocacbon thôm, sau ñoù chöng caát ñaúng phí thu ñöôïc hydrocacbon rieâng bieät  Nhaän xeùt: Nhöôïc ñieåm cuûa quaù trình laø thöïc hieän ôû aùp suaát cao ( 20 ñeán 45 at ) . Do aùp suaát cao neân quaù trình dehydro chaäm, daãn ñeán quaù trình chaäm . Thieát bò laøm vieäc ôû aùp suaát cao, neân daãn ñeán ñaàu tö chi phí ban ñaàu lôùn vaø toán keùm . Naêng löôïng söû duïng cho quaù trình neùn lôùn . I .3.2 : Quaù trình CCR Platforming cuûa OUP :[14 -227]. Traûi qua thôøi gian ñaàu phaùt trieån, tìm kieám coâng ngheä môùi, coâng nghieäp hoaù loïc daàu ñaõ thieát laäp ñöôïc coâng ngheä môùi coù khaû naêng reforming choïn loïc khí hoaù loûng ( LPG ) thaønh saûn phaåm hydrocacbon thôm goïi laø quaù trình ( new reforming ). Quùa trình naøy ñöôïc phaùt trieån töø naêm1996, ñeå söû duïng löôïng lôùn khí hoaù loûng dö thöøa treân thò tröôøng, chuyeån thaønh caáu töû cao trò soá octan, cho pheùp pha troän vaøo xaêng coù chaát löôïng cao vaø saûn phaåm hydrocacbon thôm . Caùc quaù trình naøy coù theå toång quan hoaù nhö sau : Hydrocacbon thôm Prafin nheï Olefin Oligome Voøng hoaù Hydrocacbon voøng Ñeà hydro hoaù Hydrocraêc kinh Caùc saûn phaåm craêc kinh Sô ñoà coâng ngheä cuûa quaù trình CCR Platforming cuûa UOP ñöôïc bieåu dieãn nhö hình 2. Nguyeân lyù laøm vieäc : LPG töø thieát bò saïch saáy khoâ, ñöôïc troän laãn vôùi doøng hoài löu, tröôùc khi tôùi thieát bò trao ñoåi nhieät vôùi hoãn hôïp saûn phaåm ( 4 ). Hoãn hôïp khí naøy tieáp tuïc ñi qua heä thoáng gia nhieät ñöôøng oáng ( 3 ), taïi ñaây noù ñöôïc gia nhieät tôùi nhieät ñoä phaûn öùng, roài ñöa ñeán loø phaûn öùng ( 2 ), goàm boán thieát bò ñoaïn nhieät xaép xeáp theo höôùng thaúng ñöùng. Xuùc taùc döôùi taùc duïng cuûa troïng löïc, chaûy töø thieát bò phaûn öùng treân xuoáng thieát bò phaûn öùng döôùi. Do phaûn öùng taïo hôïp chaát thôm laø phaûn öùng thu nhieät, do ñoù cho neân taïi moãi thieát bò phaûn öùng, doøng khí hoãn hôïp ñöôïc gia nhieät bôõi loø ( 3 ). Hoãn hôïp saûn phaåm töø thieát bò cuoái cuøng ñöôïc taùch ra thaønh saûn phaåm hôi vaø loûng trong thieát bò ( 5 ). Phaàn loûng ñöôïc ñaåy tôùi thieát bò caát phaàn nheï ( 6 ). Sau khi gia nhieät taïi ( 8 ) nhöõng caáu töû hydrocacbon nheï, ñöôïc hoài löu treå laïi thieát bò phaûn öùng, phaàn coøn laïi ôû ñaùy thieát bò ( 6 ) ta thu ñöôïc saûn phaåm caùc hydrocacbon thôm. Coøn phaàn hôi töø ( 5) ñöôïc neùn taïi thieát bò ( 7 ) vaø ñaåy vaøo thieát bò hoài löu khí ( 9 ) laøm vieäc ôû nhieät ñoä thaáp, ôû ñoù thu ñöôïc saûn phaåm hydro tinh khuyeát 95% vaø caùc hydrocacbon nheï baûo hoaø, coøn phaàn C6+ thôm coøn laãn hoaù loûng vaø ñöa treå laïi thieát bò ( 6 ) * Boä phaän loø phaûn öùng: (reactor ). Taïi ñaây ñaây thöïc hieän quaù trình dehyro voøng hoaù, nhaèm muïc ñích thôm hoaù LPG. Quùa trình naøy laøm vieäc taïi nhieät ñoä 530oC, aùp suaát 3,5 at, cho hieäu suaát thôm hoaù h = 64,27. Quaù trình phaûn öíng trong loø taïo neân: H2, khí nhieân lieäu, C3,C4 coøn thöøa, saûn phaåm, vaø coác taïo neân. Sau khi ra khoûi loø coác ñöïôc ñöa tôùi loø taùi sinh, coøn saûn phaåm khí ñöôïc ñöa ñi phaân taùch. * Quaù trình taùi xuùc taùc : Ñaëc ñieåm cuûa coâng ngheä naøy laø caùc thieát bò phaûn öùng ( reactor ) choành leân nhau thaønh moät khoái xuùc taùc, chuyeån ñoäng töï chaûy xuoáng thieát phaûn öùng ( reactor ) döôùi cuøng. Trong quaù trình laøm vieäc coù söï taïo coác treân beà maët xuùc taùc vaø laøm giaûm hoaït tính xuùc taùc. Do ñoù khi xuùc taùc ra khoûi thieát bò phaûn öùng cuoái cuøng trong heä thoáng phaûn öùng ( 2 ), neân caàn ñöa tôùi thieát bò taùi sinh xuùc taùc ( 1 ) ñeå khoâi phuïc laïi hoaït tính ban ñaàu cuûa xuùc taùc, quaù trình taùi sinh xuùc taùc dieãn ra nhö hình sau (hình 3) . 4 H2 2 3 5 8 2 1 7 6 H2 Hình 3: Sô ñoà taùi sinh xuùc taùc 1, Heä thoáng thieát bò phaûn öùng 2. Pheãu 3. Thieát bò troän laãn 4. Thieát bò laéng buïi 5. Pheãu taùch 6. Thaùp taùi sinh xuùc taùc 7. Pheãu ñieàu chænh doøng chaûy 8. Maùy thoåi khí Xuùc taùc ñaõ laøm vieäc chaûy töø ñaùy thieát bò phaûn öùng xuoáng bunke ( 2 ), sau ñoù chaûy xuoáng thieát bò troän laãn( 3 ). Ngöôøi ta duøng khí chöùa H2 tuaàn hoaøn töø maùy neùn ñaåy xuùc taùc leân ñænh , sau ñoù ñöôïc taùch H2 taïi phieåu taùch ( 5 ) vaø döôùi taùc duïng cuûa troïng löïc, noù tieáp tuïc ñi xuoáng thaùp taùi sinh ( 6 ), taïi ñaây coác ñöôïc ñoát heát. Sau ñoù tieáp tuïc ñöôïc söû lyù tieáp ñeå khoâi phuïc hoaït tính. Xuùc taùc ñöôïc taùi sinh chaûy xuoáng pheåu ( 2 ) ôû ñaây noù ñöôïc thoåi vôùi H2. Sau ñoù cuøng vôùi H2 ñöôïc ñaåy tôùi heä thoáng phaûn öùng ( 1 ). Bôõi vì heä thoáng phaûn öùng vôùi heä thoáng taùi sinh ñöôïc taùch rieâng. Neân hoaït ñoäng vôùi cô cheá khaùc nhau, sao cho hieäu quaû toái öu nhaát . Saûn phaåm cuûa quaù trình: Saûn phaåm cuûa quaù trình laø BTX va øC9+ thôm. Hieäu suaát saûn phaåm thôm phuï thuoäc vaøo soá cacbon trong nguyeân lieäu. Neáu quaù trình vaän haønh vôùi nguyeân lieäu laø100% Propan thì hieäu suaát thôm ñaït laø: 62% khoái löôïng. Khi nguyeân lieäu laø 100%laø Butan thì hieäu suaát ñaït laø: 66% , söï coù maët cuûa izo-butan trong nguyeân lieäu khoâng aûnh höôûng tôùi hieäu suaát cuûa quaù trình . Söï phaân boá cuûa caùc caáu töû thôm trong saûn phaåm loûng cuõng chòu aûnh höôûng cuûa phaàn nguyeân lieäu. Neáu nguyeân lieäu 100% Butan thì saûn phaåm ngheøo Benzen, giaøu Xylen hôn nguyeân lieäu laø 100% Propan. Nhöng hieäu suaát ñeàu laø 91% BTX vaø 9% C9+ laø caùc hydrocacbon thôm naëng hôn . Söï phaân boá saûn phaåm thôm nhö sau :[XIV-232]. Saûn phaåm nguyeân lieäu Benzen % KL Toluen % KL Xylen % KL C9+ % KL Propan Butan 27 22 43 44 21 25 9 9 Saûn phaåm hydrocacbon thôm cuûa quaù trình coù haøm löôïng taïp chaát khoâng thôm raát thaáp ( [1500 ppm ) neân khoâng caàn chieát, taùch maø chaát löôïng BTX maø thöông phaåm vaãn raát cao . Saûn phaåm phuï ( phaàn nheï ) chöùa haøm löôïng lôùn H2 coù haøm löôïng tuøy thuoäc vaøo boä phaän thu hoài . Söû duïng heä thoáng haáp phuï va ølaøm saïch, saûn phaåm nheï chöùa 65% mol H2 . Hoäp laøm saïch saûn xuaát 95 % mol hydro . Keát hôïp vôùi heä thoáng haáp phuï – laøm saïch vôùi heä thoáng haáp phuï aùp suaát cao ( PSA ) saûn xuaát 99% mol hydro . Keát hôïp laøm laïnh vôùi thieát bò PSA thöôøng cho ñoä tinh khuyeát hydro cao hôn ( ] 90% mol hydro ) . I .3 .3 Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán quaù trình:[ 2 ],[ 3 ]. 3 .a. AÛnh höôûng cuûa nhieät ñoä : phaûn öùng chính cuûa quaù trình laø phaûn öùng thu nhieät, do ñoù xeùt veà phöông dieän nhieät ñoäng hoïc thì nhieät ñoä caøng cao thì coù lôïi cho quaù trình. Vì nhieät ñoä caøng cao thì thuaän lôïi cho phaûn öùng dehydro hoaù, dehydro voøng hoaù xaûy ra.Tuy nhieân khoâng phaûi nhieät ñoä caøng cao thì caøng toát . Lí do laø nhieät ñoä caøng cao cuõng gia taêng toác ñoä caùc phaûn öùng phuï nhö: taïo coác, craêckinh daãn ñeán söï giaûm hieäu suaát cuûa saûn phaåm vaø gaây ngoä ñoäc chaát xuùc taùc. Hôn nöõa, ôû nhieät ñoä khaù cao thì chaát xuùc taùc khaù giaø hôn, bò thay ñoåi caáu truùc beà maët, laøm cho khaû naêng xuùc taùc giaûm ñi. Beân caïnh ñoù vieäc naâng cao nhieät ñoä leân khoâng coù lôïi veà maët kinh teá vì seõ toán keùm ñeå cung caáp naêng löôïng. Ngoaøi ra coøn coù caùc thieát bò phaûn öùng vôùi caáu taïo ñaëc bieät ñeå coù theå chòu ñöôïc nhieät ñoä ñoù. Chính vì vaäy ngöôøi ta phaûi khoáng cheá nhieät ñoä ôû khoaûng thích hôïp ( khoûang 500oC ), khi ñoù vöøa coù theå taän duïng toái ña ñöôïc nhöõng thuaän lôïi cuûa yeáu toá nhieät ñoä vaø giaûm toái ña baát lôïi cuûa yeáu toá naøy . 3 .b . AÛnh höôûng cuûa aùp suaát : Cuøng vôùi yeáu toá nhieät ñoä thì aùp suaát luoân luoân laø yeáu toá quan troïng vaø caàn phaûi quan taâm cuûa baát cöù moät quaù trình naøo. Caùc phaûn öùng chính cuûa quaù trình laø phaûn öùng taêng theå tích . Ñieån hình nhaát laø phaûn öùng dehydronaphten thaønh hydrocacbon thôm. Töø 1 mol naphten ban ñaàu sau phaûn öùng taïo theâm 3 mol hydro, nhö vaäy theå tích toång coäng taêng leân 4 laàn. Hay ôû phaûn öùng dehydro voøng hoaù parafin thì theå tích toång coäng taêng leân 5 laàn. Do ñoù xeùt veà maët nhieät ñoäng thì phaûn öùng coù lôïi ôû ñieàu kieän aùp suaát thaáp . Vôùi quaù trình naøy thì coù theå hieåu aûnh höôûng aùp suaát ôû ñaây laø aûnh höôûng cuûa aùp suaát rieâng phaàn cuûa hydro, vì chính söï thay ñoåi cuûa löôïng hydro daãn ñeán söï thay ñoåi aùp suaát cuûa heä. Theo phaûn öùng hoaù hoïc thì thaønh phaàn hydro seõ coù lôïi cho quaù trình taïo ra nhieàu saûn phaåm hydrocacbon thôm. Do ñoù löôïng hydro thaáp hay noùi caùch khaùc laø aùp suaát rieâng phaàn cuûa hydro nhoû seõ coù lôïi. Tuy vaäy trong thöïc teá laïi phaûi theâm hydro vaøo heä phaûn öùng ñoàng nghóa vôùi vieäc taêng aùp suaát cuûa heä vaø keùo theo ñoù thì phaûi taêng nhieät ñoä . Lyù do ôû ñaây laø traùnh phaûn öùng taïo coác gaây ngoä ñoäc xuùc taùc. Vieäc taêng aùp suaát rieâng phaàn cuûa hydro laøm giaûm maïnh hieäu suaát cao . Quaù trình naøy caàn taêng nhieät ñoä leân khoaûng 500oC coù theå giaûi thích ñieàu naøy nhö sau: Khi giaûm aùp suaát trong heä thì seõ laøm giaûm aùp suaát rieâng phaàn cuûa hydro, ñoù seõ laø ñieàu kieän thuaän lôïi cho caùc phaûn öùng dehydro vaø dehydro voøng hoaù. Tuy nhieân khi aùp suaát rieâng phaàn cuûa hydro giaûm thì seõ giaûm khaû naêng hydro hoaù caùc hôïp chaát deã gaây ngöng tuï, vì vaäy möùc ñoä taïo coác taêng leân. 3 . c Toác ñoä naïp lieäu : Toác ñoä naïp lieäu aûnh höôûng ñeán quaù trình nhö sau: khi taêng löu löôïng cuûa nguyeân lieäu hay giaûm löu löôïng cuûa xuùc taùc, trong thieát bò phaûn öùng seõ taêng toác ñoä naïp lieäu ñoàng nghóa vôùi thôøi gian löu giaûm. Ñieàu naøy coù theå giaûi thích nhö sau: khi taêng toác ñoä theå tích thì caùc phaûn öùng khöû hydro cuûa hydrocacbon parafin naëng, ñoàng phaân hoaù caùc hydrocacbon C4, C5 chieám öu theá, song ñoøi hoûi thôøi gian lôùn nhö hydro voøng hoaù, khöû ankyl xaûy ra yeáu hôn.Tuy nhieân toác ñoä naïp lieäu rieâng lôùn cuõng haïn cheá toác ñoä taïo coác. Do ñoù tính toaùn toác ñoä naïp lieäu rieâng sao cho hôïp lí laø moät vaán ñeà caøng ñöôïc quan taâm. Trong quaù trình naøy thì toác ñoä naïp lieäu rieâng thöôøng ñöôïc duy trì trong khoaûng 1,5 ñeán 2 giôø . Söï hoaït ñoäng chuû yeáu cuûa quaù trình Cyclar thay ñoåi chuû yeáu theo thaønh phaàn: nguyeân lieäu, aùp suaát, toác ñoä theå tích vaø nhieät ñoä. Nhieät ñoä cuûa nguyeân lieäu vaøo reactor coù vai troø quan troïng aûnh höôûng ñeán quaù trình. Neân caàn phaûi löïa choïn nhieät ñoä thích hôïp vôùi yeâu caàu saûn phaåm, phuø hôïp vôùi hoaït tính xuùc taùc vaø phaûi giöõ toác ñoä phaûn öùng mong muoán. Nhieät ñoä ñaûm baûo ñuû cao, ñeå ñaûm baûo haàu nhö hoaøn toaøn quùa trình chuyeån hoaù cuûa caùc hôïp chaát trung gian ñeå saûn xuaát ra saûn phaåm loûng, nhöng ñuû thaáp ñeå laøm giaûm ñeán möùc ñoä toái thieåu caùc phaûn öùng nhieät khoâng choïn loïc. Thoâng thöôøng thì nhieät ñoä trong reactor khoaûng 520oC ñeán 530oC . Aùp suaát cuûa phaûn öùng coù aûnh höôûng lôùn ñeán quaù trình, aùp suaát cao laøm taêng toác ñoä phaûn öùng , löôïng coác laéng ñoïng treân xuùc taùc caøng ít vaø löôïng xuùc taùc giaûm . Tuy nhieân aùp suaát cao seõ laøm taêng qua trình hydrocrackinh, quaù trình naøy laøm giaûm hieäu suaát saûn phaåm aromatic . Hieän nay UOP ñöa ra hai thieát keá cho quaù trình Cyclar khaùc nhau. Quùa trình aùp suaát thaáp phuø hôïp vôùi yeâu caàu saûn phaåm Aromatic lôùn nhaát. Quùa trình aùp suaát cao ñoøi hoûi moät nöûa xuùc taùc vaø haáp daãn hôn heát laø quan taâm ñeán voán ñaàu tö vaø chi phí vaän haønh nhoû nhaát. Toác ñoä theå tích laø löôïng nguyeân lieäu treân löôïng xuùc taùc chöùa trong reactor trong ñôn v._.ò thôøi gian laø moät giôø. Toác ñoä theå tích coù aûnh höôûng ñeán chaát löôïng saûn phaåm. Toác ñoä theå tích caøng cao thì chaát löôïng saûn phaåm caøng thaáp hoaëc soá löôïng phaûn öùng caøng ít. Do ñoù ta caàn choïn moät toác ñoä theå tích toái öu hoaù ñeå thu ñöôïc hieäu suaát cao vaø giaûm giaù thaønh . Söï thay ñoåi hình daùng, caáu truùc thieát bò coù theå phuï thuoäc vaøo tuabin khí, tuabin hôi hoaëc thieát bò neùn, coù theå phuï thuoäc vaøo thieát bò laøm laïnh baèng khoâng khí hoaëc baèng nöôùc vaø phuï thuoäc vaøo quaù trình saûn xuaát theo yeâu caàu saûn phaåm … 3 . d. Öu vaø nhöôïc ñieåm : Xuùc taùc bò coác hoaù neân lieân tuïc phaûi ñöôïc thaùo ra ñeå ñem ñi taùi sinh taïi thieát bò taùi sinh rieâng. Quùa trình naøy ñöôïc goïi laø quaù trình taùi sinh xuùc taùc lieân tuïc ( CCR ). Nhôø khaû naêng taùi sinh lieân tuïc xuùc taùc ñaõ bò coác hoaù, quaù trình CCR cho pheùp duøng aùp suaát thaáp vaø thao taùc lieân tuïc haøng naêm maø khoâng duøng xuùc taùc môùi. Cuõng nhôø vaøo giaûm aùp suaát maø hieäu suaát hydrocacbon thôm vaø hydro taêng leân ñaùng keå. Ngaøy nay quaù trìng CCR vôùi aùp suaát sieâu thaáp vaø coù theå laøm vieäc ôû aùp suaát 3,5 at. Cuõng nhôø taùi sinh xuùc taùc lieân tuïc maø xuùc taùc coù ñoä hoaït tính cao vaø oån ñònh, laøm vieäc ôû ñieàu kieän khaéc khe hôn maø vaãn cho hieäu suaát thôm cao. Moät trong nhöõng öu vieäc laø xuùc taùc coù theå töï chaûy töø reactor treân xuoáng reactor döôùi, do ñoù maø khoâng toán naêng löôïng ñeå bôm chuyeån xuùc taùc, quaù trình coù theå cho naêng suaát lôùn coù theå ñaït 47000 thuøng / ngaøy. Tuy nhieân coâng ngheä naøy cuõng coù moät soá öu nhöôïc ñieåm laø thieát keá reactor phöùc taïp, khoù khaên cho vaán ñeà vaän chuyeån xuùc taùc , toán naêng löôïng ñeå ñöa xuùc taùc maát hoaït tính ñeå leân ñænh thieát bò taùi sinh vaø ñöa xuùc taùc töø ñaùy thieát bò taùi sinh, leân ñænh cuûa thieát bò reactor, do vaäy vaän chuyeån xuùc taùc nhö theá cuõng khoù khaên . I .3.4. Quùa trình Aromizer cuûa haõng IFP ( FIN ) . Cô sôû hoaït ñoäng cuûa coâng ngheä naøy töông töï nhö quaù trình CCR flatforming cuûa haõng UOP. Nhöng thieát bò phaûn öùng ñöôïc taùch ra naèm song song vôùi nhau ( hình 4 ) . Nhaän xeùt : öu ñieåm so vôùi sô ñoà coâng ngheä cuûa OUP . Öu ñieåm : Do giaûm chieàu cao neân daãn ñeán löïc ñaåy trong oáng xuùc taùc giaûm xuoáng . Xaây döïng vaø laép ñaët thieát bò ñôn giaûn . Coù theå söû duïng nhieàu loø thay theá vôùi töøng loø . Nhöôïc ñieåm : Toán dieän tích xaây döïng nhaø maùy . Khoâng taän duïng ñöôïc söï chuyeån ñoäng cuûa xuùc taùc töø thieát bò naøy sang thieát bò kia nhôø taùc duïng cuûa troïng löïc . I .3.4. Quaù trình Z-Former : Sô ñoà quaù trình Z-Former ñöôïc bieåu dieãn trong hình ( 6 ). Quùa trình coâng ngheä naøy do haõng Chiyuda vaø Mitsubishi phaùt trieån, xuùc taùc quaù trình naøy laø xuùc taùc Zeolit, ñöôïc cheá taïo cuøng chaát silicat, kim loaïi vaø caùc chaát lieân keát ñaëc bieät. Xuùc taùc naøy coù hoaït tính cao, coù ñoä beàn cô hoïc toát, coù theå taùi sinh nhieàu laàn vaø cho naêng suaát cao, vôùi thôøi gian laøm vieäc xuùc taùc daøi, moät heä thoáng saûn xuaát coù boán caëp ñoaïn nhieät maéc noái tieáp, trong moãi caëp coù hai thieát bò: khi thieát bò naøy thöïc hieän phaûn öùng thì thieát bò kia ñoát coác laéng treân maët xuùc taùc, ñeå taùi sinh xuùc taùc . Caân baèng vaät chaát vaø saûn phaåm cuûa quaù trình Z-Former töø nguyeân lieäu khaùc nhau ñöôïc trình baøy ôû baûng ( 5 ) . Nhö vaäy qua ñaây ta nhaän thaáy neáu duøng nguyeân lieäu laø Butan thì toång naêng suaát hydrocacbon thôm laø 60% khoái löôïng, cao hôn khi duøng nguyeân lieäu laø Propan ( 53,9% khoái löôïng ) . Baûng . 5: Naêng suaát cuûa saûn phaåm quaù trình Z-Former . Naêng suaát saûn phaåm % khoái löôïng Nguyeân lieäu saûn phaåm Propan Butan H2 Khí khoâ Hydrocacbon thôm 3.4 42.7 53.9 3.2 36.8 60.0 I .4. ÑAËC ÑIEÅM XUÙC TAÙC QUAÙ TRÌNH REFORMING. Xuùc taùc söû duïng trong quaù trình Reforming laø loaïi xuùc taùc ña chöùc naêng, goàm chöùc naêng oxi hoaù khöû vaø chöùc naêng axit. Chöùc naêng oxi hoaù khöû coù taùc duïng taêng toác ñoä caùc phaûn öùng hydro hoaù- khöû hydro, coøn chöùc naêng axit coù taùc duïng thuùc ñaåy caùc phaûn öùng xaûy ra theo cô cheá ion cacboni nhö oligome hoaù, ñoàng phaân hoaù . I .4.1 Ñaëc ñieåm chaát xuùc taùc :[ 3 ]. Xuùc taùc Reforming goàm hai thaønh phaàn chính chuû yeáu : * Chaát mang coù tính axit : Chaát mang coù theå söû duïng laø oxit nhoâm hoaëc hoãn hôïp cuûa Al2O3-SiO2. Ñoä axit cuûa noù quyeát ñònh bôõi quaù trình söû lyù ñaëc bieät, ñeå taùch nöôùc beà maët nhaèm taïo ra beà maët rieâng lôùn ( khoaûng 400 m2/g ) vaø taïo ra taâm axit, coù chaát mang laø g-Al2O3 hay h-Al2O3 vôùi dieän tích beà maët khoaûng 250 m2/g, ñöôïc boå sung caùc hôïp chaát halogen nhö Cl2, Flo hay hoãn hôïp cuûa chuùng. Nhöng gaàn ñaây caùc axit raén laøm chaát mang ñöôïc söû duïng chuû yeáu vaø phoå bieán laø zeolit nhö ( ZSM 5 ) . * Chaát mang Palatin ( Pt ), palatin ñöôïc ñöa vaøo xuùc taùc ôû daïng khaùc nhau. Platin laø caáu töû quan troïng vaø tuyeät vôøi cho xuùc taùc reforming. Noù coù khaû naêng hoaït tính toát cho phaûn öùng dehydro hoaù, hydro hoaù. Trong quaù trình reforming Pt laøm taêng toác ñoä cuûa phaûn öùng khöû hydro, caùc hydrocacbon naphten, khöû hydrocacbon thôm. Ngoaøi ra coøn thuùc ñaåy quaù trình no hoaù caùc hôïp chaát trung gian laø olefin, diolefin laøm giaûm toác ñoä taïo thaønh coác baùm treân beà maët xuùc taùc , ñoù laø nguyeân nhaân chính giaûm hoaït tính xuùc taùc, haøm löôïng Pt trong xuùc taùc chieám vaøo khoaûng 0,3 ñeán 0,7 % khoái löôïng. Chaát löôïng toát cuûa xuùc taùc reforming theå hieän ôû choã: hoaït ñoäng xuùc taùc cao, ñoä hoaït tính, ñoä choïn loïc toát vaø ñoä oån ñònh cao . Ngaøy nay ngöôøi ta coù xu höôùng thieát keá daây chuyeàn xuùc taùc reforming vôùi aùp suaát thaáp. Coù theå nhaän ñöôïc nhieàu hydrocacbon thôm hôn maø coøn taêng hieäu suaát quaù trình. Ñieàu naøy laøm cho thôøi gian laøm vieäc cuûa xuùc taùc ngaén, do ñoù caàn taùi sinh xuùc taùc lieân tuïc. Do ñoù ñoàng thôøi vôùi nguyeân cöùu thay ñoåi cheá ñoä coâng ngheä, ngöôøi ta coøn tìm kieám ra xuùc taùc môùi , hoaøn thieän hôn , coù ñoä beàn cao hôn. Ñoù laø xuùc taùc ña kim loaïi, trong ñoù palatin Pt laø kim loaïi cô baûn , ngöôøi ta coøn theâm vaøo kim loaïi khaùc coù vai troø cuûa chaát hoaït hoaù, kích hoaït nhö: Reniridi, canidi vaø caùc kim loaïi khaùc . I .4.2 . Caùc chaát laøm ngoä ñoäc xuùc taùc : Sau moät thôøi gian laøm vieäc hoaït tính xuùc taùc giaûm ñaùng keå. Muoán naâng hieäu quaû xuùc taùc nhaèm giaûm giaù thaønh xuùc taùc, thì xuùc taùc phaûi ñöôïc taùi sinh. Ñeå coù bieän phaùp khoâi phuïc hoaït tính cuûa xuùc taùc moät caùch höõu hieäu thì phaûi xuaát phaùt töø nguyeân nhaân gaây neân söï maát hoaït tính cuûa xuùc taùc . * Söï ngoä ñoäc cuûa caùc hôïp chaát löu huyønh: Caùc hôïp chaát chöùa löu huyønh (S) laøm ngoä ñoäc trung taâm kim loaïi ( Pt ) laøm aûnh höôûng khoâng toát tôùi chöùc naêng khöû hydro vaø voøng hoaù. Trong caùc chaát chöùa löu huyønh mecaptan (RSH) laøm giaûm maïnh nhaát hoaït tính xuùc taùc. Khi hoaït tính xuùc taùc giaûm khoâng nhöõng giaûm hieäu suaát xaêng, maø chaát löôïng xaêng cuõng giaûm theo. Ñaëc bieät löu huyønh ôû daïng H2S coøn gaây aên moøn thieát bò. Do vaäy caàn laøm saïch löu huyønh ngay töø khi ñöa nguyeân lieäu vaøo quaù trình Reforming. Haøm löôïng löu huyønh trong nguyeân lieäu cho pheùp töø 0,01 ñeán 0,07 % troïng löôïng . * Söï ngoä ñoäc cuûa Nitô: caùc chaát Nitô thöôøng coù tính bazô seõ trung hoaø caùc taâm axit laøm xaáu ñi chæ tieâu cuûa xaêng Reforming, vì vaäy haøm löôïng Nitô cho pheùp 10-4% troïng löôïng . * Ngoä ñoäc cuûa nöôùc H2O: Nöôùc coù maët trong nguyeân lieäu seõ pha loaõng caùc trung taâm axit , laøm giaûm ñoä axit cuûa chaát mang, ñoàng thôøi giaây aên moøn thieát bò. Haøm löôïng nöôùc khoâng vöôït quaù ( 10 ñeán 20 ).10-4% troïng löôïng . * Ngoä ñoäc cuûa caùc chaát voâ cô : caùc hôïp chaát cuûa chì (Pb), asen (As) gaây ngoä ñoäc xuùc taùc raát maïnh. Nhaän thaáy raèng neáu coù 0,5% Pb thì xuùc taùc khoâng coù khaû naêng taùi sinh. Vì vaäy löôïng cho pheùp cuûa chì laø 0,02 ppm vaø cuûa asen laø: 0,01 ppm . I .4.3 Bieän phaùp ñeå taùi sinh xuùc taùc : Do söï maát hoaït tính cuûa xuùc taùc, yeâu caàu yeâu caàu ñeå giaûm giaù thaønh, neân ñoøi hoûi xuùc taùc phaûi ñöôïc taùi sinh, do ñoù coù nhieàu bieän phaùp taùi sinh xuùc taùc : Phöông phaùp oxi hoaù: Baèng caùch ñoát chaùy coác, trong ñieàu kieän khoâng khí coù oxi vôùi nhieät ñoä 300oC ñeán 500o C . Phöông phaùp khöû: neáu xuùc taùc tích tuï nhieàu löu huyønh, coù theå khoâng loaïi boû baèng caùch ñoát, thì loaïi boû tieáp tuïc baèng caùch khöû, khöû baèng H2 aùp suaát 20at, 20% H2, cho ñeán khi giaûm xuoáng 0,03% ñeán 0,05% troïng löôïng . Taùi sinh baèng phöông phaùp Cl2 hoùa: löôïng Cl2 treân chaát mang bò maát daàn. Ngöôøi ta theâm Cl2 vaøo döôùi daïng hoãn hôïp höõu cô. Ngoaøi ra coøn tieán haønh Cl2 hoùa döôùi daïng nung cuûa taùi sinh xuùc taùc, luùc naøy Cl2 hoaù döôùi daïng khí . I .4.4 Yeâu caàu cuûa xuùc taùc Reforming : Vì C3H6 vaø C4H10 laø nhöõng chaát coù khaû naêng phaûn öùng keùm, neân ñoøi hoûi xuùc taùc coù ñoä hoaït tính cao, ñoái vôùi caùc phaûn öùng taïo hydrocacbon thôm vaø caùc hoaït tính thaáp ñoái vôùi caùc phaûn öùng hydrocraêckinh. Xuùc taùc ñoä choïn loïc cao ñoái vôùi hôïp chaát thôm. Xuùc taùc phaûi coù ñoä oån ñònh cao ( coù khaû naêng baûo toaøn hoaït tính ban ñaàu trong suoát thôøi gian laøm vieäc ) . Xuùc taùc phaûi coù ñoä cô lyù cao, chòu ñöôïc tuaàn hoaøn khi taùi sinh lieân tuïc . Ngaøy nay ñoái vôùi nhöõng yeâu caàu treân thì xuùc taùc taùi thích hôïp laø Zeolit mang ña kim loaïi vôùi Pt, mang chöùc naêng laø oxi hoaù khöû, coøn kim loaïi mang nhieäm vuï kích hoaït . I .5: ÑIEÀU CHÆNH CHUYEÅN HÖÔÙNG CAÙC HÔÏP THÔM,[ 14-246]. Trong caùc saûn phaåm cuûa hydrocacbon thôm cuûa quaù trình Reforming saûn xuaát caùc hôïp chaát thôm thì tæ leä Benzen thu ñöôïc khoâng cao baèng Toluen, maø nhu caàu Benzen laïi cao hôn so vôùi toluen, neân gaây ra thöøa Toluen, thieáu Benzen. Cho neân tìm caùch chuyeån hoaù Toluen thaønh Benzen vaø caùc ñoàng ñaúng coù giaù trò hôn . Trong nhöõng naêm gaàn ñaây nhu caàu veà para-xylen vöôït xa khaû naêng cung caáp cuûa xylen. Do ñoù ngöôøi ta tìm caùch saûn xuaát hôn nöõa hoãn hôïp Xylen töø Toluen vaø caùc hydrocacbon naëng coù giaù trò thaáp . Ngaøy nay coù nhieàu coâng trình ñaùp öùng ñöôïc nhu caàu treân. Döôùi ñaây laø moät soá coâng ngheä cuûa UOP ñöôïc duøng ñeå chuyeån hoaù choïn loïc Toluen vaø hydrocacbon thôm C9 thaønh Xylen vaø Benzen . Hai phaûn öùng quan troïng trong quaù trình ( Tatoray ) laø phaûn öùng phaân boá vaø chuyeån hoaù ankyl ñöôïc theå hieän nhö sau. Quaù trình chuyeån hoaù nguyeân lieäu Toluen vaø C9 thaønh Benzen vaø Xylen, do söï chuyeån nhoùm metyl giöõa caùc hydrocacbon thôm, ñöôïc goïi laø chuyeån hoaù ankyl . Quaù trình taùi phaân boá : CH3 2 + CH3 CH3 Quaù trình chuyeån hoaù ankyl : CH3 CH3 + CH3 CH3 CH3 + CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 I . 6 . MOÄT SOÁ PHÖÔNG PHAÙP TAÙCH HYDROCACBON THÔM . 6 . 1. Chöng phaân ñoaïn : khi taùch caùc hydrocacbon thôm ( chaát thôm ) ngöôøi ta ít duøng ñoäc laäp quaù trình chöng phaân ñoaïn vì khi ñoù benzen coù khaû naêng taïo thaønh ñaúng phí vôùi moät soá naphten vaø parafin. Söï khaùc nhau veà söï bay hôi töông ñoái cuûa caùc caáu töû ( BTX ) trong hoãn hôïp nhoû neân phöông phaùp naøy chæ duøng ñeå taùch Toluen ra khoûi BTX vì Toluen taïo thaønh hoãn hôïp ñaúng phí gioáng Benzen . 6 . 2 Chöng ñaúng phí : Chöng ñaúng phí laø quaù trình chöng caát khi cho theâm vaøo hoãn hôïp caáu töû ( goïi laø dung moâi ) coù ñoä bay hôi lôùn nhaát so vôùi caùc caáu töû trong hoãn hôïp, dung moâi choïn loïc phaûi coù khaû naêng taïo thaønh hoãn hôïp ñaúng phí vôùi caáu töû coù ñoä bay hôi nhoû caàn taùch ( ñeå sau naøy hoaøn nguyeân dung moâi ). Trong coâng nghieäp phöông phaùp naøy ñöôïc duøng khaù phoå bieán ñeå taùch caùc chaát thôm. Hieäu quaû cuûa trình phuï thuoäc vaøo haøm löôïng hydrocacbon thôm coù trong nguyeân lieäu. Chöng ñaúng phí seõ coù hieäu quaû thaáp neáu trong nguyeân lieäu chöùa ít hôn 40% hydrocacbon thôm. Sau ñaây laø sô ñoà coâng ngheä taùch Toluen baèng chöng ñaúng phí vôùi dung moâi laø Metyletylxeton / nöôùc . 6 . 3 Chöng trích ly: Chöng trích ly laø chöng caát khi cho theâm vaøo hoãn hôïp moät dung moâi coù ñoä bay hôi beù nhaát so vôùi caùc caáu töû khaùc coù trong nguyeân lieäu. Ñoàng thôøi dung moâi ñöôïc choïn phaûi laøm taêng ñoä bay hôi cuûa caùc caáu töû vaø khoâng ñöôïc taïo hoãn hôïp ñaúng phí. Neáu dung moâi quaù choïn loïc seõ phaân ra hai pha khaù roõ reät, khi ñoù seõ khoâng coù söï taêng voït veà tyû leä ñoä bay hôi giöõa caùc caáu töû. Maët khaùc dung moâi caàn phaûi ñaûm baûo yeâu caàu veà coâng ngheä nhö : Khoâng aên moøn thieát bò beàn nhieät, ñoä choïn loïc ñaït yeâu caàu. Khoâng phaûn öùng vôùi caùc caáu töû trong nguyeân lieäu ( phaûn öùng hoaù hoïc ). Coù nhieät ñoä soâi cao hôn caáu töû trong nguyeân lieäu ñeå phaân ñoaïn taùch dung moâi vaø caùc caáu töû trong nguyeân lieäu deã daøng . Dung moâi thích hôïp ñeå chöng trích ly Toluen vaø Benzen trong moãi hôïp chaát thôm laø Phenol . Anhydric maleic NaOH Nöôùc Tuluen 1 2 3 4 5 6 7 6 H2SO4 NaOH Nöôùc Benzen Nguyeân lieäu Hình 9: Chöng trích ly baèng phenol Chuù thích: 1. Thaùp taùch phaân ñoaïn C6 6. Boä phaän saáy khoâ 2. Thaùp taùch phaân ñoaïn C8+ 7. Thaùp thu hoài Phenol 3. Thaùp trích ly Benzen. 4. Thaùp trích ly Toluen. 5. Thaùp taùch Polime hay Daàu naëng. 6 . 4 Trích ly baèng dung moâi : Quaù trình trích ly loûng – loûng lôïi duïng tính tan choïn loïc cuûa dung moâi coù cöïc. Caùc dung moâi naøy ít hoaëc khoâng hoaø tan vôùi Parafin vaø naphten. Dung moâi söû duïng caàn ñaûm baûo caùc yeâu caàu sau : Coù ñoä hoaø tan cao theo yeâu caàu, tính chaát naøy seõ xaùc ñònh löôïng dung moâi caàn duøng trong ñieàu kieän nhaát ñònh. Coù möùc ñoä choïn loïc cao ñeå thu ñöôïc saûn phaåm tinh khuyeát vaø coù khaû naêng toaï thaønh vuøng khoâng tan laãn ( nghóa laø cho hai pha rieâng bieät ) ñeå deã taùch laéng. Coù maät ñoä khaùc vôùi maät ñoä cuûa nguyeân lieäu vaø ñoä nhôùt thaáp ñeå ñaûm baûo vôùi naêng suaát trích ly. Coù ñieåm soâi khaùc vôùi ñieåm soâi cuûa chaát thôm caàn taùch vaø phaûi beàn nhieät, yeâu caàu naøy raát caàn thieát vì khi taùch dung moâi vaø chaát thôm seõ toán ít naêng löôïng hôn . Ít ñoäc vaø khoâng gaây aên moøn hoaù hoïc, vôùi giaù thaønh thaáp nhaát . Vì vaäy tìm ñöôïc dung moâi nhö vaäy laø raát khoù khaên, vì vaäy trong thöïc teá ngöôøi ta thay ñoåi ñieàu kieän sao cho thu ñöôïc saûn phaåm coù hieäu quaû nhaát. Phöông phaùp tieán haønh trích ly : Thoâng thöôøng dung moâi ñöôïc chuyeån ñoäng ngöôïc chieàu vôùi doøng nguyeân lieäu trong thieát bò trích ly, khi ñoù noù seõ hoaø tan caùc chaát thôm vaø taùi sinh dung moâi. Taùi sinh dung moâi coù theå tieán haønh chöng caát hoaëc trích ly. Trích ly baèng dung moâi coù theå cheá bieán caùc loaïi nguyeân lieäu khaùc nhau. Sau ñaây laø sô ñoà trích ly cuûa haõng IFP baèng dung moâi Dimetyl-Sunfoxyt ( DMSO ). Nguyeân lieäu ñem trích ly ngöôïc doøng vôùi dung moâi Dimetyl-Sunfoxyt coù hoaëc khoâng pha theâm nöôùc. Dung moâi chaûy xuoáng phía döôùi coù mang theo chaát thôm vaø moät soá chaát khaùc. Caùc chaát naøy taùch ra baèng caùch röûa vaø hoài löu moät phaàn. Chaát thôm ñöôïc ñi vaøo thieát bò trích ly ñeå thu hoài dung moâi, dung moâi ñöôïc taùi sinh ôû coät taùi trích ly vaø ñöôïc quay laïi thieát bò trích ly , chaát thôm sau khi ñöôïc taùch baèng chöng ñôn giaûn ôû coät taùi sinh Butan moät phaàn ñöôïc hoài löu laïi vaø phaàn coøn laïi ñöa ra thuøng chöùa saûn phaåm . 6 . 5. Quùa trình haáp thuï baèng chaát raén : Silicagen coù ñoä choïn loïc haáp phuï ñoái vôùi chaát thôm – khoâng thôm. Noù ñöôïc duøng trong thöông nghieäp haáp phuï. Nguyeân lieäu sau khi qua thieát bò saáy khoâ, ñöôïc ñöa vaøo thieát bò haáp phuï chöùa Silicagen, taïi ñaây caùc chaát thôm ñöôïc giöõ laïi. Sau ñoù ngöôøi ta duøng Xylen ñeå taùch caùc chaát thôm. Hoãn hôïp vôùi Xylen ñöôïc ñöa ñi chöng caát vôùi Benzen, Toluen coøn Xylen ñöôïc taùch baèng caùch keát tinh phaân ñoaïn . 6 . 6 Keát tinh phaân ñoaïn ñeå taùch Xylen : Caùc caáu töû xylen coù nhieät ñoä soâi raát gaàn nhau , neân vaäy baèng chöng caát thoâng thöôøng thì raát khoù taùch. Nhöng ngöôïc laïi nhieät ñoä keát tinh cuûa caùc caáu töû gaàn nhau, lôïi duïng ñieàu naøy ngöôøi ta tieán haønh keát tinh phaân ñoaïn ñeå taùch p-xylen , quaù trình dieãn ra nhö sau: Hoãn hôïp Xylen ñaàu tieân ñöôïc saáy khoâ baèng chaát haáp phuï raén vaø sau ñoù laøm laïnh. Ngöôøi ta khoáng cheá nhieät ñoä sao cho p-xylen keát tinh vaø thôøi gian keát tinh ñuû lôùn, ñeå coù theå ly taâm ñöôïc deã daøng p-xylen vöøa thu ñöôïc ngöôøi ta ñem tinh cheá baèng cho noùng chaûy vaø keát tinh sau ñoù thu ñöôïc p-xylen tinh khuyeát. Sau khi taùch p-xylen thì o-xylen vaø m-xylen seõ ñöôïc taùch ra deã daøng I . 7 SO SAÙNH VAØ LÖÏA CHOÏN COÂNG NGHEÄ : Vôùi ba coâng ngheä ( C C platforming cuûa UOP, quaù trình Aromizer cuûa haõng Fin vaø quaù trình Z-Former ) ta thaáy moãi coâng ngheä ñieàu coù nhöõng öu nhöôïc ñieåm cuûa noù. Nhöng cô baûn ñieàu laø nhöõng coâng ngheä toát.Vieäc löïa choïn coâng ngheä naøo caàn phaûi aùp duïng caên cöù vaøo yeâu caàu khaùch quan nhö: maët baèng xaây döïng nhaø maùy, ñaëc ñieåm cuûa nguyeân lieäu LPG, yeâu caàu veà chaát löôïng saûn phaåm … vaø caùc yeáu toá kinh teá khaùc, cuõng nhö laø yeâu caàu veà coâng suaát nhaø maùy, chi tieát xaây döïng ban ñaàu, chi phí quaù trình vaän haønh … Neáu khi xeùt veà coâng ngheä cuûa caùc quaù trình : Vôùi CCR Platforming : quaù trình laøm vieäc lieân tuïc , cuøng vôùi xuùc taùc taùi sinh lieân tuïc trong quaù trìng laøm vieäc, neân xuùc taùc coù theå thöïc hieän ñöôïc quaù trình laøm vieäc lieân tuïc, cho hieäu suaát hydrocacbon cao ( ñaït khoaûng 64% khoái löôïng ). Maët khaùc sô ñoà coâng ngheä naøy laøm vieäc ôû aùp suaát thaáp ( 3,5 at ).Öu ñieåm haøng ñaàu cuûa coâng ngheä naøy laø xuùc taùc töï chaûy töø thieát bò phaûn öùng treân xuoáng thieát bò phaûn öùng döôùi, khoâng duøng khí ñaåy vaø quaù trình laøm vieäc vôùi hieäu suaát cao . Vôùi quaù trình Z – Former thì hieäu suaát hydrocacbon chæ ñaït 57% khoái löôïng . Naêng suaát nhaø maùy thaáp hôn, lôùp xuùc taùc coá ñònh. Do ñoù theo thôøi gian laøm vieäc hoaït tính xuùc taùc giaûm, neân chaát löôïng saûn phaåm khoâng oån ñònh, soá thieát bò phaûn öùng lôùn, do moãi caëp thieát bò luoân coù moät thieát bò laøm vieäc vaø moät thieát bò nghæ. Quaù trình laøm vieäc ôû lôùp xuùc taùc coá ñònh, neân aùp suaát laøm vieäc lôùn, ñeå haïn cheá quaù trình taïo coác. Aùp suaát cao thì toác ñoä phaûn öùng dehydro hoaù vaø voøng hoaù giaûm . Do nhöõng yeâu caàu veà ñaëc ñieåm treân maø ta choïn coâng ngheä Cylar cuûa BP/OUP coâng ngheä naøy ñaùp öùng ñöôïc nhu caàu hieän nay, veà aùp suaát vaø tieát kieäm veà xuùc taùc … CHÖÔNH II : TÍNH TOAÙN COÂNG NGHEÄ II.1 TÍNH CAÂN BAÈNG VAÄT CHAÁT CUÛA HEÄ THOÁNG . Caùc soá lieäu ban ñaàu : Naêng suaát saûn phaåm :1 trieäu taán /naêm . Nhieät ñoä phaûn öùng : 530oC ,[2-198]. Hieäu suaát qui trình h = 64,27% khoái löôïng so vôùi nguyeân lieäu. Saûn phaåm loûng 91% BTX vaø 9%C9+ Khoái löông coác baùm vaøo xuùc taùc 3%y7% . Trong 365 ngaøy trong 1 naêm , thieát bò laøm vieäc lieân tuïc vaø söûa chöõa chæ coù 40 ngaøy . Nguyeân lieäu ban ñaàu laø : Propan vaø Butan vaø tæ leä laø : 50/50 ,[13],[14]. Qua thöû nghieäm coù moät soá keát quaû sau : * Khi nguyeân lieäu 100% laø C3 : Thaønh phaàn saûn phaåm chieám : B = 27% , T = 43% , X = 21% vaø C9+ = 9% khoái löôïng . Hieäu suaát cuûa hydrocacbon thôm laø : 62% khoái löôïng . * Khi nguyeân lieäu 100% laø C4 : Thaønh phaàn saûn phaåm chieám : B = 22% , T = 44% , X = 25% vaø C9+ = 9% khoái löôïng . Hieäu suaát cuûa hydrocacbon thôm laø : 66% khoái löôïng . Tính toaùn quaù trình : Soá giôø laøm vieäc trong moät naêm cuûa thieát bò : ( 365 – 40 ) . 24 =7800 giôø ( h ) Löôïng hydrocacbon saûn xuaát trong moät giôø : 1 .106/ 7800 = 128,205 taán / h . Noàng ñoä phaàn traêm khoái löôïng cuûa Propan trong LPG laø : Noàng ñoä phaàn traêm khoái löôïng cuûa Butan trong LPG laø : Löôïng LPG ñöa vaøo thieát bò so vôùi hieäu suaát chuyeån ñoåi : Löu löôïng Propan vaøo loø phaûn öùng ( reactor ) laø: 0,4314 . 199,466 = 86,050 taán /h . Löu löôïng Butan vaøo loø phaûn öùng ( reactor ) laø: 0,5686 .199,466 = 113,416 taán / h . löu löôïng C3 chuyeån thaønh hydrocacbon thôm taïo töø Propan : 0,62 . 86,050 = 53,351 taán / h . Löu löôïng C4 chuyeån thaønh hydrocacbon thôm taïo töø Butan : 0,66 . 113,416 = 74,855 taán /h . Theo moät soá taøi lieäu löu löôïng coác baùm treân xuùc taùc laø 3% khoái löôïng vaø tæ leä xuùc taùc treân nguyeân lieäu laø1/5 phaàn khoái löôïng,[III]. 199,466 / 5 = 39,89 taán/h . Löôïng coác taïo ra : 0,03 . 39,89 = 1,197 taán / h . Löôïng xuùc taùc vaø coác ra khoûi loø phaûn öùng laø : 1,197 + 39,89 = 41,087 taán / h . Hieäu suaát sinh coác laø : 1,197 / 199,466 = 0,6% . Coi toác ñoä taïo coác cuûa Propan vaø Butan laø nhö nhau : Löôïng coác taïo ra töø Propan : 0,6 .86,050 = 0,516 taán / h Löôïng coác taïo ra töø Butan : 0,6 . 113,416 = 0,68 taán / h . Löôïng hydro sinh ra do chuyeån hoaù : Caùc phöông trình phaûn öùng chình xaûy ra trong ( reactor ) : 2 C3H8 = C6H6 + 5H2 7 C3H8 = 3C7H8 + 16H2 8 C3H8 = 3C8H10 + 17H2 3 C4H10 = 2C6H6 + 9H2 7 C4H10 = 4C7H8 + 19H2 2 C4H10 = C8H10 + 5H2 Löôïng H2 sinh ra do Propan chuyeån hoaù. 53,351 . 38 .2 / ( 17 .44 ) = 5,42 taán / h . Löôïng H2 sinh ra do Butan chuyeån hoaù . 74,855 . 33 . 2 / ( 12 . 58 ) = 7,098 taán / h . Toång löôïng H2 sinh ra : 5,42 + 7,098 = 12,158 taán / h . Löôïng Aromatic do C3 chuyeån hoaù . 53,351 - 5,42 = 47,931 taán / h . Löôïng Aromatic do C4 chuyeån hoaù . 74,855 - 7,089 = 67,757 taán / h . Löôïng Benzen saûn xuaát ñöôïc . 0,27 . 47,931 + 0,22 . 67,757 = 27,848 taán / h . Löôïng Toluen saûn xuaát ñöôïc . 0,43 . 47,931 + 0,44 . 67,757 = 50,423 taán / h . Löôïng Xylen saûn xuaát ñöôïc . 0,21 . 47,931 + 0,25 . 65,757 = 27,005 taán / h . Löôïng C9+ saûn xuaát ñöôïc . 0,09 .47,931 + 0,09 . 65,757 = 10,412 taán / h . Theå tích Propan vaøo thieát bò phaûn öùng . 86,050 . 103 . 22,4 / 44 = 43807,27 m3/ h . Theå tích Butan vaøo thieát bò phaûn öùng . 113,416 . 103 . 22,4 / 58 = 43802,04 m3/ h . Löôïng Propan chöa chuyeån hoaù trong thieát bò phaûn öùng . 86,050 - 53,351 - 0,516 = 32,18 taán / h . Löôïng Butan chöa chuyeån hoaù trong thieát bò phaûn öùng . 113,416 - 74,855 - 0,68 = 37,881 taán / h Löông theå tích Propan ra khoûi thieát bò phaûn öùng . 32,18 . 103 . 22,4 / 44 = 16328,545 m3/ h . Löông theå tích Butan ra khoûi thieát bò phaûn öùng . 37,881 . 103 . 22.4 / 58 = 14629,903 m3/ h . Löông theå tích Benzen ra khoûi thieát bò phaûn öùng . 27,848 . 103 . 22,4 / 78 = 7997,374 m3/ h . Löông theå tích Toluen ra khoûi thieát bò phaûn öùng . 46,109 . 103 . 22,4 / 92 = 11226,539 m3/ h . Löông theå tích Xylen ra khoûi thieát bò phaûn öùng . 27,005 . 103 . 22,4 / 106 = 5706,717 m3/ h . Löông theå tích C9+ ra khoûi thieát bò phaûn öùng . 10,412 . 103 . 22,4 / 120 = 1943,57 m3/ h . Löông theå tích H2 khoûi thieát bò phaûn öùng . 12,518 . 103 . 22,4 / 2 = 140201,6 m3/ h . Baûng caân baèng vaät chaát : Löôïng vaøo Löôïng ra Caáu töû Taán / h m3 / h Caáu töû Taán / h M3 / h C3H8 C4H10 Xuùc taùc 86,050 113,461 39,89 43807,27 43802,04 C3H8 C4H10 C6H6 C7H8 C8H10 C9+ H2 Xuùc taùc Taïo coác 32,18 37,881 27,848 50,423 27,005 10,412 12,518 39,89 1,197 16382,545 14629,903 7997,374 11226,539 5706,717 1943,57 140201,6 Toång 239,356 Toång 239,354 II.2 . TÍNH CAÂN BAÈNG NHIEÄT LÖÔÏNG . Toång nhieät löôïng vaøo baèng toång nhieät löông ra : Q1 + Q2 + Q3 = Q4 + Q5 + Q6 + Qm . Q1 : nhieät löôïng do nguyeân lieäu mang vaøo . Q2 : löôïng nhieät do xuùc taùc mang vaøo . Q3 : löôïng nhieät do loø oáng cung caáp cho toaøn boä phaûn öùng . Q4 : hieäu öùng nhieät cuûa phaûn öùng . Q5 : nhieät löôïng do saûn phaåm mang ra . Q6 : löôïng nhieät do xuùc taùc vaø coác mang ra . Qm : löông nhieät do maát maùt moâi tröôøng xung quanh . II.2.1. Nhieät löôïng do nguyeân lieäu mang vaøo : Nguyeân lieäu sau khi trao ñoåi nhieät naâng nhieät ñoä leân ñaït tôùi nhieät ñoä phaûn öùng :530oC . Baûng thaønh phaàn nguyeân lieäu mang vaøo . Caáu töû G ( taán / h ) Cp ( calo / mol . ñoä ) Nhieät ñoä oK C3H8 C4H10 86,050 113,416 52,372 62,616 803 803 Nhieät dung ñöôïc xaùc ñònh bôiõ coâng thöùc : CP = ao + a1T1 + a2 ( T2 )2,[9]. Nhieät dung cuûa C3H8 : CP = 0,410 + 64,71 . 803 /1000 = 52,372 calo / mol . ñoä . Nhieät dung cuûa C4H10 : CP = 4,357 +72,552 . 803 / 1000 = 62,616 calo / mol . ñoä . AÙp duïng coâng thöùc : Q = S Gi . Cpi . Ti . Trong ñoù : Gi : laø naêng suaát cuûa caùc caáu töû, ( mol / h ) . Cpi : nhieät dung cuûa caùc caáu töû, calo / mol . ñoä . Ti : nhieät ñoä cuûa caùc caáu töû , oK . Töø ñaây ta tính ñöôïc : Q1 = 106 . ( 86,050 . 52,372 / 44 + 113,416 .62,616 / 58 ) . 803 Q1 =180566849,9 ( kcal / h ) . II.2.2 Löôïng nhieät do xuùc taùc mang vaøo :[15],[18] Trong quaù trình naøy ta söû duïng xuùc taùc ZSM – 5 coù kích thöôùc mao quaûn ( » 5,5Ao ) . Coâng thöùc toång quaùt oâ maïng cô sôû ZSM – 5 laø : NaxAlxSi96-x O192 16 H2O . Ta söû duïng ZSM – 5 coù tæ leä : Si / Al = 47 . Vaäy x = 2 . Do ñoù coâng thöùc oâ maïng cô sôû : Na2Al2Si94 O192 16 H2O . Aùp duïng coâng thöùc tính nhieät dung rieâng cuûa moät hôïp chaát hoaù hoïc . M. C = n1. C1 + n2 . C2 + n3 . C3… Trong ñoù : M : laø khoái löôïng mol cuûa hôïp chaát . C : laø nhieät dung rieâng cuûa hôïp chaát hoaù hoïc . n1 , n2 , n3 : laø soá nguyeân töû cuûa caùc nguyeân toá trong hôïp chaát . C1 , C2 , C3 :nhieät dung nguyeân töû cuûa caùc nguyeân toá . kj / kg . ñoä. Nguyeân toá Na Al Si O H Ci ( kj / kg . ñoâ) 26 26 15,9 16,8 9,63 Töø coâng thöùc : C = ( S n1 . Ci ) / M . Khoái löôïng mol cuûa xuùc taùc ZSM – 5 . M = 23 . 2 + 2 . 27 + 94 . 28 + 208 . 16 + 32 = 6092 . C = ( 2 . 26 + 2 .26 + 94 .15,9 + 208 . 1,28 + 32 .9,63 ) / 6092 = 0,887 kj / kg . ñoä. Vaäy nhieät löôïng do xuùc taùc mang vaøo. Q2 = ( 39,89 . 103 . 0,887 . 803 ) / 4,1868 = 6786111,5 kcal / h . II .2.3. Nhieät löôïng caàn thieát do loø oáng cung caáp cho toaøn phaûn öùng . Toång löôïng nhieät mang vaøo laø : QVAØO = Q1 + Q2 + Q3 . II.2.4. Tính nhieät löôïng mang ra : 4.a.Hieäu öùng nhieät cuûa caùc phaûn öùng :[9]. Coi Enthapy ( DH ) khoâng phuï thuoäc vaøo nhieät ñoä , khi ñoù hieäu öùng nhieät cuûa phaûn öùng. Q4 = ( SDHS cuoái - SDHS ñaàu ) . Trong ñoù : SDH = S Gi . DHSi . Gi : naêng suaát cuûa caùc caáu töû, mol / h . DHSi : nhieät sinh cuûa caùc caáu töû, kcal / mol . tra baûng soá lieäu DHSi cuûa caùc caáu töû coù trong baûng soá lieäu . Caáu töû DH298 kcal / mol Gra taán / h Gvaøo taán / h C3H8 C4H10 C6H6 C7H8 C8H10 C9+ H2 -24,82 -29,812 19,82 11,95 4,49 4,0 0 32,18 37,881 27,848 50,423 27,005 10,412 12,518 86,050 113,416 SDHS cuoái = 106 (-24,82 . 32,18/44 - 29,812 . 37,881/58 + 19,82 . 27,848/78 + 11,95 . 50,423/92 + 4,49 . 27,005/106 + 4,0 . 10,412/120) = -22506564,31 kcal / h . SDHS ñaàu = 106 ( -24,82 . 86,050 / 44 - 29,812 . 113,416 / 58 ) = = - 106835846,7 kcal / h . Vaäy hieäu öùng nhieät cuûa phaûn öùng : Q4 = ( SDHS cuoái - SDHS ñaàu ) . = 84329282,39 kcal / h . Vaäy nhieät löông tieâu thuï cho phaûn öùng laø : Q4 = 84329282,39 kcal / h . 4.b. Löôïng nhieät do saûn phaåm mang ra : Hoãn hôïp saûn phaåm sau khi ra khoûi thieát bò phaûn öùng seõ coù nhieät ñoä laø : 510oC . Hoãn hôïp saûn phaåm mang ra coù thaønh phaàn nhö sau : Caáu töû Gra taán / h Cp (calo / mol . ñoä) Nhieät ñoä oK C3H8 C4H10 C6H6 C7H8 C8H10 C9+ H2 32,18 37,881 27,848 50,423 27,005 10,412 12,518 51,08 61,17 69,84 37,2 87,25 90,32 6,79 783 oK Aùp duïng coâng thöùc : Q = S Gi . Cpi . Ti . Trong ñoù : Gi : laø naêng suaát cuûa caùc caáu töû , ( mol / h ) . Cpi : nhieät dung cuûa caùc caáu töû , calo / mol . ñoä . Ti : nhieät ñoä cuûa caùc caáu töû , oK . Q5 = 106 ( 32,18 . 51,08 / 44 + 37,881 . 61,17 / 58 + 27,848 . 69,84 / 78 + + 50,423 . 37,2 / 92 + 27,005 / 87,25 /106 +10,412 . 90,32 / 120 + + 12,518 . 6,79 / 2 ) . 783 = 152838543 kcal / h . Q5 = 152838543 .kcal / h . 4.c. Nhieät löông do xuùc taùc vaø coác mang ra : Q6 Khi xuùc taùc ra khoûi thieát bò coù nhieät ñoä laø 510oC . Nhieät löôïng do xuùc taùc mang ra : Q6’ = Gx taùc . C . T ( kcal / h ) . Q6’ = 39,89 . 103 . 0,887 . 783 / 4,1868 = Q6’ = 6617092,5 kcal / h . Nhieät löông do coác mang ra : * Ñoái vôùi Propan : Q1’= ( 0,516 .103 . 51,08 . 783 ) / 44 = Q1’= 469039,78 kcal / h . * Ñoái vôùi Butan : Q2’ = ( 0,68 .103 . 61,17 .783 ) / 58 = Q2’ = 561540,6 kcal / h . Vaäy nhieät löôïng do xuùc taùc vaø coác mang ra laø : Q6 Q6 = Q6’ + Q1’ + Q2’ = 6617092,5 + 469039,78 + 561540,6 = 7647672,88 kcal / h . 4.d. Löôïng nhieät maát maùt Qm : Thoâng thöôøng ngöôøi ta tính nhieät löôïng maát maùt laø 0,05% löôïng nhieät tieâu toán : Qm = 0,05 . Q3 ( kcal / h ) . Caân baèng nhieät löôïng cho toaøn thieát bò phaûn öùng : Q1 + Q2 + Q3 = Q4 + Q5 + Q6 + Qm . Do ñoù : 0,95 Q3 = Q4 + Q5 + Q6 - Q1 + Q2 Theá soá ta ñöôïc : Q3 = 60486880,92 kcal / h . Nhieät löôïng maát maùt moâi tröôøng : Qm = 0,05 . Q3 Theá soá ta ñöôïc : Qm = 3024344,05 kcal / h . Baûng caân baèng nhieät löôïng cho toaøn boä heä thoáng : Löôïng nhieät vaøo Kcal / h Löôïng nhieät ra Kcal / h Q1 Q2 Q3 180566849,9 6786111,5 60486880,92 Q4 Q5 Q6 Qm 84329282,39 152838543 7647672,88 3024344,05 Toång 247839842,3 Toång 247839842,3 II. 3. TÍNH TOAÙN CHO LOØ PHAÛN ÖÙNG : II.3.1 Tính toaùn cho loø soá 1 : 3.._. khoái löôïng phaân töû cuûa khí aåm : khi ñoù ta coù : S Gi / Mi = GB / MB + Go / Mo =14802 / 29 + 199,45 / 18 = 521,5 kmol/ h . Theá soá vaøo ñöôïc : V = 16241,5 m3 / h . choïn vaän toác chuyeån ñoäng thaúng ã = 0,55 m / s . Theá soá vaøo ñöôïc : S = 8,21 m3 / s . Vaäy ñöôøng kính ñöôïc xaùc ñònh : D2 = 4 . 8,21 / 3,14 Do ñoù : D = 3,3 m . Chieàu cao cuûa loø taùi sinh : Chieàu cao cuûa loø taùi sinh ñöôïc xaùc ñònh bôõi coâng thöùc : H = V / S ( m ) . Trong ñoù : V : theå tích cuûa khí vaø hôi ñi qua tieát dieän cuûa loø S : dieän tích tieát dieän ngang cuûa loø ( m2 ) . V = GK / rnc . Gk : löôïng xuùc taùc coù trong loø, ( kg ) . rnc : tæ troïng cuûa lôùp xuùc taùc, kg / m2 . GK = DgB / KP Trong ñoù : DgB : löôïng coác ñöôïc ñoát chaùy , kg / h . KP : toác ñoä rieâng taùi sinh moät taán xuùc taùc , kg / taán . h . Thoâng thöôøng ngöôøi ta laáy toác ñoä rieâng xuùc taùc töø 50 ÷ 115 kg / taán . h . Choïn kp = 60 kg / taán . h . Vaäy : GK = DgB / KP = 1118 / 60 = 18,634 taán . Theá soá vaøo ta ñöôïc : H = 3,4 m . HTB = 3,4 + 1,7 = 5,1 m . Choïn 1,7 m laø buø ñaùy vaø naép Vaäy chieàu cao thieát bò taùi sinh laø 5,1 m . III.2. TÍNH TOAÙN THIEÁT BÒ TRAO ÑOÅI NHIEÄT Beà maët trao ñoåi nhieät : Nhieät löôïng cuûa saûn phaåm mang ra : Q = 152838543 kcal / h . Hoãn hôïp saûn phaåm ôû nhieät ñoä 510oC xuoáng 200oC . Nguyeân lieäu ôû 80o C . Dt1 = 200 - 80 = 120oC . Dt2 = 510 - 80 = 430oC . Vì : Dt2 / Dt1 = 430o / 120o = 3,6 > 2 . Neân : Theá soá ta ñöôïc : Dttb = 243oC . Beà maët truyeàn nhieät ñöôïc xaùc ñònh : F = Q / K . Dttb . Theo soå tay tính toaùn coâng ngheä hoùa chaát choïn : K = 98,5 w / m2 . Vaäy : F = 152838543 . 4,186 / ( 98,5 . 243 . 3600 ) = 7,43 m2 . Choïn ñöôøng kính oáng laø , d = 0,035 m . Chieàu cao oáng : H = 2 m . Do ñoù soá oáng xaùc ñònh laø : n = 7,43 / ( 3,14 . 2 . 0,035 ) = 34 oáng . Ñöôøng kính thieát bò trao ñoåi nhieät : Ñöôøng kính thieát bò trao ñoåi nhieät ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc sau : D = t . ( b – 1 ) + 4 . dn = 0,052 . ( 6 – 1 ) + 4 . 0,04 = 0,42 m. Trong ñoù: choïn dn = 0,04 m. t: laø böôùc oáng, t = 1,3 . dn ; b: soá oáng cuûa ñöôøng cheùo chính, 6 oáng. Choïn : D = 0,5 m . * Xaùc ñònh chieàu daøy cuûa thieát bò Chieàu daøy cuûa thaønh thieát bò döôïc tính theo coâng thöùc : ( m) Trong ñoù : Dt : laø ñöôøng kính trong cuûa thieát bò ( m ) . Pt : laø aùp suaát trong cuûa thieát bò N / m2 , Pt = 3,5 at . C : heä soá boå sung do aên moøn, baøo moøn vaø dung sai veà chieàu daøy (mm). C = C1 + C2 + C3 . Trong ñoù : C1 : heä soá boå sung do aên moøn , theùp CT3 coù vaän toác gæ laø C1=1mm, thôøi gian laøm vieäc töø 15 ñeán 20 naêm. C2 : boå sung do baøo moøn , C2 = 0 . C3 : boå sung do dung sai veà chieàu daøy C3 = 0,8 mm . Vaäy : C = C1 + C2 + C3 = 1,8 mm . [ d]: öùng suaát cho pheùp cuûa theùp CT3 . Theo giôùi haïn thang beàn ñöôïc xaùc ñinh theo coâng thöùc :[II - 356]; N/m3 Do thieát bò caùnh li vôùi nguoàn ñoát noùng caàn thieát neân, h = 0,95 . NK : heä soá an toaøn theo giôùi haïn keùo , NK = 2,6 . dk : öùng suaát keùo cuûa theùp CT3, dk = 380. 106 N / m2 . Do ñoù : [ dk ] = dk . h / NK = 380 . 106 . 0,95 / 2,6 = 138,8 . 106 N /m2 . ÖÙng suaát theo giôùi haïn beàn chaûy ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc sau : [II-356]. [ dc ] = dc . h / Nc . N / m3 dc : öùng suaát theo giôùi haïn chaûy, dc = 240 . 106 N /m2 . Nc : heä soá an toaøn theo giôùi haïn chaûy ; Nc = 1,5 . Do ñoù : [ dc ] = dc . h / Nc = 240 . 106 . 0,95/ 1,5 = 152 . 106 N / m3 . Ñeå ñaûm baûo beàn ta laáy giaù trò nhoû nhaát trong hai giaù trò treân : [ d ] = [ dc ] = 138,8 . 106 N / m3 . Vôùi : Pt = 3,5 at = 3,43 . 105 N / m2 . Vì : [ d ] . j / Pt = 138,8 . 106 . 0,95/3,43 . 105 = 384,43 > 50 N/m3 . Neân boû qua ñaïi löôïng Pt ôû maãu phöông trình tính chieàu daøy . Vaäy chieàu daøy cuûa thieát bò laø : S = ( 0,5 . 2,9 . 105 ) / ( 2 . 138,8 . 106 . 0,95) + C . S = 0,7 . 10-3 + 1,8 . 10-3 ( m ) . Do ñoù : S = 2.5 mm . Ta choïn S = 4 mm . * Chieàu daøy cuûa ñaùy, naép thieát bò : Ta choïn naép elip coù gôø , chieàu daøy cuûa elip ñöôïc tính theo coâng thöùc : Trong ñoù : hp : chieàu cao phaàn loài cuûa naép, hp = 125 mm ; [ II - 388 ] . Dt : ñöôøng kính trong cuûa thieát bò , Dt = 0,5 mm . d : laø ñöôøng kính caûu loã khoâng taêng cöùng , d = 0,3 m . K : heä soá khoâng thöù nguyeân vaø xaùc ñònh theo coâng thöùc sau : [II-385] . K = 1 - 0,3 / 0,5 = 0,4 . C : laø ñaïi löôïng boå sung ; C = 1,8 mm . [ dk ] : 138,8 . 106 N / m . Pt : 0,343 . 106 N / m . Vì : [ d ] . k . j / Pt = 138,8 . 106 . 0,4 . 0,95 / 0,343 . 106 = 148,6 > 30 N/ m2 [ II- 368 ] . Do ñoù ta coù theå boû qua Pt döôùi maãu, trong coâng thöùc chieàu daøy cuûa naép elip : Theá soá vaøo ta ñöôïc : S = 1,8 . 10-3 + C < 4 mm . Do ñoù ta choïn : C = ( 0,8 + 2 ) . 10-3 ( m ) . Vaäy : S = 1,8 . 10-3 + 2,8 . 10-3 = 4,6 . 10-3 mm . Choïn S = 5 mm . Kieåm tra öùng suaát thaønh cuûa naép thieát bò theo aùp suaát thöû thuyû löïc baèng coâng thöùc :[ II – 368 ] Theá soá vaøo ta ñöôïc : d = 108,84 . 106 N / m2 . dc / 1,2 = 240 . 106 / 1,2 = 200 N / m2 > 173,56 N / m2 . Choïn giaù trò : S = 5 mm . Choïn giaù trò: h = 10 mm, hb = 0,125 m, Dt = 0,5 m. Baûng choïn chæ soá toái thieåu veà chæ tieâu coâng ngheä : Dt = 0,5 m . D = 630 mm . Db = 580 mm . Dl = 550 mm . Do = 511 mm . Loaïi buloâng : M 30 . Soá buloâng = 16 caùi . h = 20 mm . CHÖÔNG IV : TÍNH TOAÙN KINH TEÁ IV.1. MUÏC ÑÍCH VAØ YÙ NGHÓA CUÛA VIEÄC TÍNH TOAÙN KINH TEÁ:[21]. Khi thieát keá baát kyø moät daây chuyeàn naøo, thì ngoaøi vieäc tính toaùn chæ tieâu kyõû thuaät, caàn phaûi thoûa maõn caùc yeâu caàu veà kinh teá. Tính toaùn kinh teá cho ta thaáy ñöôïc toång giaø trò cuûa döï aùn. Hieäu quaû kinh teá cuûa döï aùn ñöôïc bieåu hieän baèng chæ tieâu veà thôøi gian, thu hoài voán ( t ) vaø heä soá hieäu quaû cuûa voán ñaàu tö ( E ) . t = ( voán ñaàu tö ) / ( lôïi nhuaän + khaáu hao ) . E = ( Lôïi nhuaän trong 1 naêm ) / ( Voán ñaàu tö ) . Töø vieäc xaùc ñònh hieäu quaû kinh teá cuûa döï aùn, ta môùi ñi ñeán quyeát ñònh hoaëc laø xaây döïng hoaëc laø huûy boû hoaëc laø coù chænh sao cho hôïp lyù. IV.2. TÍNH TOAÙN . Ñeå phuø hôïp vôùi tính toaùn quoác teá, döôùi ñaây laø khoaûng tieàn ñeàu tính theo ñôn vò tieàn teä USD . 2.1. Cheá ñoä vaän haønh cuûa phaân xöôûng . Soá ngaøy hoaït ñoäng trong 1 naêm . Soá giôø hoaït ñoäng trong 1 ngaøy , ( 24 giôø ) . Hieäu suaát cuûa saûn phaåm h = 64,27% . Nguoàn nguyeân lieäu laø LPG ( C3¸C4 ) . Voán ñaàu tö ban ñaàu bao goàm caû voán ñaàu tö cho thieát bò vaø voán ñaàu tö cho xaây döïng. Ñònh möùc ñaàu tö : 250 USD / taán . Vaäy toång voán ñaàu tö laø : 250 . 106 USD . 2.2. Hoaïch toaùn chi phí : 2.a. Chi phí cho nguyeân lieäu : naêng suaát laø 106 taán / naêm, vôùi ñôn giaù laø 210 USD / taán . Thaønh tieàn : 210 . 106 USD . 2.b. Chi phí cho xuùc taùc : Chaát xuùc taùc laø ZSM5 vôùi luôïng laø 39890 kg vôùi ñôn giaù laø 7,86USD/kg Thaønh tieàn : 39890 . 7,86 = 0,315 . 106 USD . 2.c. Chi phí cho phuïc vuï saûn xuaát : Tieâu hao xuùc taùc trong 1 naêm laø 2% , toång chi phí xuùc taùc cho moät naêm . Thaønh tieàn : 0,02 . 0,315 . 106 = 0,0063 . 106 USD . 2.d. Chi phí cho naêng löôïng ñieän : Chi phí cho naêng löôïng ñieän , vôùi löôïng ñieän tieâu thuï thuï laø 105 . 106 kw.h / naêm, coù giaù tieàn : 0,086 USD . Tieâu thuï ñieän naêng trong 1 naêm laø : 0,086 . 105 . 106 = 9 . 106 USD . 2.e. Chi phí löông coâng nhaân : Phaân xöôûng goàm 100 ngöôøi, löông bình quaân laø 2100 USD / naêm . Thaønh tieàn: 100 . 2100 = 0,21 . 106 USD . 2.f. Trích theo löông baèng 20% löông chính : Thaønh tieàn: 0,2 . 0,21 . 106 = 0,042 . 106 USD . Toång tieàn löông = löông chính + trích theo löông . = 0,21 . 106 + 0,042 . 106 = 0,252 . 106 USD . 2.g. Chi phí cho phaân xöôûng : Khaáu hao toaøn boä : trong voøng 20 naêm laø 5% voán ñaàu tö ban ñaàu . Thaønh tieàn : 0,05 . 250 . 106 = 12,5 . 106 USD . Chi phí vaän chuyeån laáy 3% voán ñaàu tö ban ñaàu : Thaønh tieàn : 0,03 . 205 . 106 = 7,5 . 106 USD . Chi phí daønh cho söûa chöõa : laáy baèng 4% khaáu hao toaøn boä . Thaønh tieàn : 0,04 . 12,5 . 106 = 0,5 . 106 USD . 2.h. Chi phí daønh cho quaûn lí : laáy baèng 7% toång chi phí ( nguyeân lieäu + saûn xuaát + toång tieàn löông coâng nhaân ) . Thaønh tieàn : 0,07 . ( 250 . 106 + 0,0063 . 106 + 9 . 106 + 0,252 .106 ) = = 18,15 .106 USD . 2.i. Chi phí daønh cho baùn haøng : laáy baèng 3% chi phí ( phaân xöôûng + quaûn lí ) . Thaønh tieàn : 0,03 . ( 12,5 . 106 + 7,5 . 106 + 18,15 . 106 ) = = 1,145 . 106 USD . 2.k. Toång chi phí : chi phí ( nguyeân lieäu + xuùc taùc + saûn xuaát + coâng nhaân + phaân xöôûng + quaûn lí + baùn haøng ) Thaønh tieàn: 210 . 106 + 0,315 . 106 + 0,0063 . 106 + 9 . 106 + 0,252 . 106 + 12,5 . 106 + 7,5 . 106 + 0,5 . 106 + 18,15 . 106 + 1,45 . 106 ) = 259,673 . 106 USD . Vaäy giaù thaønh saûn suaát cho 1 taán nguyeân lieäu : G = ( toång chi phí ) / ( naêng suaát ) . = 259,63 . 106 / 106 = 259,67 USD / taán . Ta coù baûng toùm toång chi phí cho cheá bieán 1 taán nguyeân lieäu : Khoaûng muïc Soá löôïng Ñôn giaù USD Thaønh tieàn USD Nguyeân lieäu Xuùc taùc Saûn xuaát Tieâu hao xuùc taùc chi phí ñieän naêng 4. löông coâng nhaân löông chính + trích hieäu löông 5.chi phí phaân xöôûng khaáu hao toaøn boä chi phí vaän chuyeån chi phí söûa chöõa 6. chi phí quaûn lyù 7. toång chi phí baùn haøng 1 taán 39890 . 10-6 kg 0,02 . 39890 . 10-6 kg 105 kw.h 210 7,68 0,086 210 0,315 0,0063 9 0,252 12,5 7,5 0,5 18,5 1,145 Toång 259,67 2.3. Tính giaù thaønh saûn phaåm : Ñeå tính ñöôïc giaù thaønh töøng loaïi saûn phaåm , ta phaûi xaùc ñònh ñöôïc heä soá phaân boá theo giaù baùn . Saûn phaåm Hieäu suaát saûn phaåm (taán) Giaù baùn saûn phaåm (USD/taán) Giaù danh thu (USD) Chi phí phaân boá Giaù thaønh USD/taán C3H8 C4H10 43,14% 56,86% 270 270 116,48 153,52 112,019 147,640 259,66 259,66 Toång 100% 540 270 259,659 519,32 Heä soá phaân boá : hpb = ( chi phí ) / ( danh thu ) . = 259,67 / 270,0 = 0,9617 . Chi phí phaân boá = giaù danh thu . heä soá phaân boå . Giaù thaønh = ( chi phí phaân boå ) / ( hieäu suaát ) . Ñoái vôùi C3H8 = 112,019 . 100 / 43,14 = 259,66 . 3.a. Tính lôïi nhuaän : L = S lôïi nhuaän caû naêm . = S ( giaù baùn saûn phaåm – giaù thaønh saûn phaåm ) . saûn löôïng saûn phaåm . = ( 270 + 270 – 259,66 – 259,66 ) . 106 = 20,68 . 106 USD . 3.b. Thueá VAT : Thueá = 10% danh thu + 10% ( nguyeân lieäu + xuùc taùc ) . = 0,01 . 270 . 106 + 0,01 . ( 210 . 106 + 0,315 . 106 ) = = 4,8032 . 106 USD . Laõi suaát sau thueá : 20,68 . 106 - 4,803 . 106 = 15,877 . 106 USD . 3.c. Tính thôøi gian thu hoài voán : t = ( voán ñaàu tö ) / ( lôïi nhuaän sau thueá + khaáu hao ) . = 250 . 106 / ( 15,877 + 12,5 ) . 106 = 11,86 naêm . 3.d. Tính heä soá hieäu quûa voán ñaàu tö : E = Lôïi nhuaän trong moät naêm / voán ñaàu tö . = 15,877 . 106 / 250 . 106 = 6,35 . 106 USD . Toùm laïi ta coù baûng toång keát : Soá thöù töï Khoaûng Thaønh tieàn ( USD ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Voán ñaàu tö Nguyeân lieäu Khaáu hao Toång chi phí Doanh thu Thueá VAT Lôïi nhuaän sau thueá Thôøi gian thu hoài voán ( t ) Heä soá hieäu quaû ñaàu tö ( E ) 250 . 106 210 . 106 12,5 . 106 259,67 . 106 270 . 106 4,803 . 106 15,877 . 106 11,9 naêm 6,35 % CHÖÔNG V: XAÂY DÖÏNG V. CHOÏN ÑÒA ÑIEÅM XAÂY DÖÏNG :[ 22 ]. V.1. Nhöõng cô sôû ñeå xaùc ñònh ñòa ñieåm xaây döïng . Nhö chuùng ta ñaõ bieát phaân xöôûng Reforming xuùc taùc laø moät phaàn cuûa nhaø maùy loïc daàu, vì vaäy vieäc löïa choïn ñòa ñieåm nhaø maùy loïc daàu, cuõng ñoàng nghóa laø choïn ñòa ñieåm phaân xöôûng reforming xuùc taùc . Vieäc löïa choïn ñòa ñieåm xaây döïng laø böôùc ñaàu tieân vaø khaù quan troïng cuûa vieäc thieát keá. Noù ñoøi hoûi nhaø thieát keá phaûi tìm hieåu caùc thoâng soá kyõ thuaät cuûa nhieàu ngaønh, nhieàu lónh vöïc khaùc nhau nhö: ñòa chaát, thuyû vaên cuûa ñòa phöông, khí haäu ñeå xaây döïng, caùc taøi lieäu veà kieán truùc – ñoâ thò vaø vaên hoaù xaõ hoäi . Do ñoù vieäc löïa choïn moät ñòa ñieåm xaây döïng hôïp lyù: ngöôøi ta nguyeân cöùu raát kyõ löôõng veà taát caû caùc maët nhö: taøi nguyeân, khoaùng vaät, ñaát ñai, daân soá, nguoàn nöôùc ... coù lieân quan ñeán khu vöïc ñoù . V.2. Caùc yeâu caàu ñoái vôùi ñòa ñieåm xaây döïng . Caùc ñòa ñieåm xaây döïng : Veà maët quy hoaïch: ñòa ñieåm ñöôïc choïn phaûi phuø hôïp vôùi quy hoaïch chung cuûa caû vuøng ñaõ ñöôïc caùc caáp coù chính quyeàn pheâ duyeät vaø coù khaû naêng hôïp taùc saûn xuaát vôùi caùc nhaø maùy laân caän. Veà ñieàu kieän toå chöùc saûn xuaát : + Thuaän lôïi cho vieäc cung caáp nguyeân lieäu vaø tieâu thuï saûn phaåm . + Goàm nguoàn cung caáp naêng löôïng: ñieän, nöôùc, than, daàu... ñeå haïn cheá chi phí vaän chuyeån, haï giaù thaønh saûn phaåm, ñeå goáp phaàn phaùt trieån cuûa nhaø maùy . Veà ñieàu kieän haï taàng kyõ thuaät: ñòa ñieåm ñöôïc choïn phaûi phuø hôïp vôùi heä thoáng giao thoâng quoác gia: ñöôøng boä, ñöôøng saét, ñöôøng thuyû vaø keå caû ñöôøng haøng khoâng. Ngoaøi ra coøn phaûi vaän duïng toái ña maïng löôùi caáp ñieän, thoâng tin lieân laïc vaø caùc maïng löôùi kyõ thuaät khaùc . Veà ñieàu kieän xaây laép vaø vaän haønh : + Ñòa ñieåm ñöôïc choïn phaûi tính tôùi khaû naêng cung caáp nguyeân lieäu, vaät tö xaây döïng . + Coù khaû naêng cung öùng coâng nhaân trong quaù trình xaây döïng nhaø maùy, cuõng nhö quaù trình vaän haønh sau naøy . Veà ñieàu kieän chính trò – xaõ hoäi: Ñòa ñieåm xaây döïng phaûi thuoäc vuøng coù ñieàu kieän chính trò – xaõ hoäi oån ñònh . Caùc yeáu toá veà kyû thuaät xaây döïng: + Khu ñaát phaûi cao raùo khoâng ngaäp luït vaøo muøa möa luõ, coù nöôùc ngaàm thaáp, taïo ñieàu kieän cho vieäc thoaùt nöôùc beà maët deã daøng. + Khu ñaát töông ñoái baèng phaúng, toác ñoä nghieâng laø i = 0,5¸1% . Veà ñòa chaát : + Khu ñaát ñöôïc choïn khoâng ñöôïc naèm döôùi vuøng coù moû khoaùng saûn hoaëc ñòa chaát khoâng oån ñònh. + Cöôøng ñoä khu ñaát xaây döïng laø 1,5¸2,5 kg/cm2. Caùc yeâu caàu veà moâi tröôøng veä sinh coâng nghieäp: Ñaûm baûo caùc khoaûng caùch baûo veä, veä sinh coâng nghieäp thích hôïp, neân troàng nhieàu caây xanh ñeå haïn cheá taùc haïi cuûa khu coâng nghieäp gaây neân. - vò trí xaây döïng phaûi cuoái höôùng gioù chuû ñaïo, nguoàn nöôùc thaûi ñöôïc söû lyù ôû cuoái haï löu. V.3.Ñaëc ñieåm cuûa ñòa ñieåm xaây döïng: Ñòa ñieåm xaây döïng phaân xöôûng hôïp chaát thôm ( BTX ) taïi Vuõng Taøu. Ñòa ñieåm cuûa khu vöïc Vuõng Taøu: Veà cö daân vaø kinh teá : Vuõng Taøu laø moät tænh thuoäc mieàn Nam nöôùc ta, coù neàn kinh teá ñang treân ñaø phaùt trieån maïnh, daân cö phaân boá ñoâng ñuùc . Ñaëc ñieåm veà khí haäu : Thöôøng moät naêm coù hai muøa: naéng vaø muøa möa, nhieät ñoä trung bình khoaûng 27oC ñeán 28oC. Ñaëc ñieåm cuûa ñòa hình : Ñòa hình töông ñoái baèng phaúng, ñoä doác thaáp i < 1%, vaø ñoù laø ñieàu kieän toát nhaát ñeå xaây döïng nhaø maùy. Öu vaø nhöôïc ñieåm Dinh Coá Vuõng Taøu. Öu: Vuõng Taøu laø tænh troïng ñieåm veà kinh teá ôû phía Nam, ñöôïc chính phuû xaùc nhaän vaø taäp trung nhieàu ngaønh kinh teá troïng ñieåm: ñieän, khí, sôn ... Coù ñöôøng boä, ñöôøng thuyû cöïc kyø thuaän lôïi, cho söï phaùt trieån coâng nghieäp chuû choát . Ñaëc bieät taïi ñaây laø nôi gaàn nhaát vaän chuyeån khí nguyeân lieäu. Nhöôïc: Nhaø maùy gaàn khu daân cö, vaø vieäc giaûi phoùng maët baèng gaëp nhieàu khoù khaên. Do vaäy: Vieäc löïa choïn Dinh Coá laø nôi saûn xuaát BTX töø LPG laø phuø hôïp nhaát, coù ñöôïc thuaän lôïi veà vaän chuyeån, gaàn nguoàn nguyeân lieäu, ñoù laø öu ñieåm haøng ñaàu ñeå haï giaù thaønh, caïnh tranh phaùt trieån vaø toàn taïi. V.4. Caùc nguyeân taéc thieát keá xaây döïng: Vieäc xaây döïng caàn tuaân theo nguyeân taéc sau ñaây: Caàn boá trí caùc haïng muïc chính trong moät daây chuyeàn moät caùch hôïp lyù, ñeå thuaän lôïi cho hoaït ñoäng vaø vaän haønh. Boá trí caùc haïng muïc moät caùch hôïp lyù ñeå tieát kieäm dieän tích . Caùc coâng trình phuï trôï ñöôïc ñaët gaàn caùc coâng trình chính ñeå giaûm chi phí vaän chuyeån. Caùc coâng trình gaây oâ nhieãm, ñoäc haïi caàn neân ñaët xa khu haønh chính, vaø ôû cuoái höôùng gioù chuû ñaïo . Ñöôøng giao thoâng phaûi boá trí hôïp lyù, ñeå xe oâ toâ ra vaøo thuaän lôïi. V.4.a. Boá trí maët baèng nhaø maùy : Quùa trình Reforming xuùc taùc laø moät quaù trình saûn xuaát lieân tuïc. Trong quaù trình vaän haønh coù theå thaûi ra khí ñoäc vaø nöôùc oâ nhieãm. Toaøn boä daây chuyeàn ñeàu loä thieân. Vôùi quaù trình Reforming xuùc taùc cuûa quaù trình thôm hoaù töø LPG phaûi lieân heä chaët cheõ vôùi cheá bieán khí, craêc kinh ... V.4.b. Maët baèng phaân xöôûng : Caùc haïng muïc coâng trình trong phaân xöôûng Reforming cuûa quaù trình thôm hoaù töø LPG. STT Teân coâng trình Soá löôïng Kích thöôùc Dieän tích (m2) Daøi (m) Roäng (m) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 Loø taùi sinh xuùc taùc Thieát bò phaûn öùng Thieát bò trao ñoåi nhieät Thieát bò loïc taùch Thieát bò caát phaàn nheï Thieát bò ñoát gia nhieät Bôm vaø maùy neùn Trao ñoåi nhieät Thieát bò thu hoài khí Gia nhieät hoài löu ñaùy Traïm ñieän Nhaø saûn xuaát nöôùc Beå chöùa nöôùc Phoøng hoaù nghieäm Nhaø ñieàu khieån Nhaø cô khí Nhaø cöùu hoaû Hoäi tröôøng Nhaø aên Nhaø haønh chính Nhaø ñeå xe Beå chöùa nguyeân lieäu Thieát bò chöùa khí nhieân lieäu Thieát bò chöùa H2 Thieát bò chöùa RH nheï Thieát bò chöùa BTX Nhaø baûo veä Ñaát döï tröû Kho nhaäp nguyeân lieäu Kho xuaát saûn phaåm Nhaø y teá 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 6 2 2 2 2 4 2 1 1 1 12 12 12 12 12 8 8 8 8 8 6 12 9 12 12 12 24 24 24 12 30 30 8 8 8 20 6 30 15 15 15 12 12 12 12 12 8 8 8 8 8 6 9 6 9 9 12 9 12 12 9 12 30 8 8 8 20 6 30 15 15 12 144 144 144 144 144 64 64 64 64 64 36 108 54 108 108 144 216 288 288 108 360 5400 128 128 128 800 144 1800 225 225 180 Toång 12016 Toång dieän tích phaân xöôûng : F = 12016 . 4 = 48064 m2 . + Chieàu daøi phaân xöôûng: 240 m. + Chieàu roäng phaân xöôûng: 200 m. Chæ tieâu kinh teá kyû thuaät : Heä soá xaây döïng : KXD = [ ( A + B ) / F] . 100%. Vôùi: A: Dieän tích ñaát nhaø vaø coâng trình ( m2 ). B: Dieän tích kho baõi loä thieân ( m2 ). KXD = ( 12016 ) . 100 / ( 48064 ) = 25% Heä soá söû duïng : KSD = [( A + B + C ) / F ] . 100% . Trong ñoù : C : dieän tích ñaát chieám cuûa ñöôøng loä. C = 19226 m . Do ñoù : KSD = [ ( 12016 + 19226 ) / 48064] . 100 = 65% Chæ tieâu kinh teá kyû thuaät xaùc ñònh KSD ( [7 ] trang 15 ) thì hai chæ tieâu naøy thoaû maõn. CHÖÔNG VI: AN TOAØN LAO ÑOÄNG 1. An toaøn lao ñoäng trong phaân xöôûng saûn xuaát hôïp chaát thôm töø LPG. Trong quaù trình saûn xuaát caùc nhaø maùy hoaù chaát noùi chung vaø caùc nhaø maùy loïc daàu noùi rieâng, thì vaán ñeà an toaøn lao ñoäng vaø baûo veä moâi tröôøng, coù vai troø heát söùc quan troïng nhaèm caûi thieän ñieàu kieän laøm vieäc cuûa coâng nhaân, ñaûm baûo söùc khoeû, an toaøn coâng trình cho nhaø maùy. Ñeå ñaûm baûo an toaøn lao ñoäng ta phaûi naém ñöôïc caùc nguyeân nhaân gaây ra tai naïn, chaùy noå. Sau ñaây laø caùc nhoùm nguyeân nhaân chính gaây ra chaùy, noå. 1.a. Nguyeân nhaân do kyû thuaät: Nguyeân nhaân naøy phuï thuoäc chuû yeáu vaøo tình traïng maùy moùc, thieát bò ñöôøng oáng nôi laøm vieäc... bao goàm. Söï hoûng hoùc caùc maùy moùc chính vaø caùc duïng cuï, phuï tuøng. Söï roø ræ caùc ñöôøng oáng. Khoâng ñaûm baûo khoaûng caùch an toaøn giöõa caùc thieát bò maùy moùc. Thieáu raøo chaén, bao che. 1.b. Nguyeân nhaân do toå chöùc. Nguyeân nhaân naøy phuï thuoäc vaøo vieäc toå chöùc hoaëc giao nhaän coâng vieäc khoâng ñuùng quy ñònh, bao goàm. Vi phaïm nguyeân taéc quy trình kyû thuaät. Toå chöùc lao ñoäng vaø choã laøm vieäc khoâng ñuùng yeâu caàu. Giaùm saùt kyû thuaät khoâng ñuùng ngaønh ngheà, chuyeân moân. Ngöôøi lao ñoäng chöa naém vöõng ñöôïc ñieàu leä, quy taéc an toaøn lao ñoäng. 1.c. Nguyeân nhaân do veä sinh: Moâi tröôøng khoâng khí bò oâ nhieãm. Coâng taùc chieáu saùng vaø thoâng gioù khoâng ñöôïc toát. Tieáng oàn vaø chaán ñoäng maïnh. Vi phaïm ñieàu leä veä sinh caù nhaân. 2. Nhöõng yeâu caàu veà phoøng choáng chaùy noå: Nhö chuùng ta ñaõ bieát, nguyeân lieäu cuõng nhö saûn phaåm quaù trình, Reforming xuùc taùc ñeàu deã bò chaùy noå. Vì vaäy vaán ñeà quan taâm laø phoøng choáng chaùy noå. Döôùi ñaây laø nhöõng yeâu caàu veà chaùy noå: 2.a. Phoøng choáng chaùy: Phoøng choáng chaùy phaûi thöïc hieän caùc bieän phaùp sau ñaây: Ngaên ngöøa nhöõng khaû naêng taïo ra moâi tröôøng chaùy. Ngaên ngöøa nhöõng khaû naêng xuaát hieän nhöõng nguoàn chaùy trong moâi tröôøng coù theå chaùy ñöôïc. Duy trì aùp suaát cuûa moâi tröôøng thaáp hôn aùp suaát cho pheùp lôùn nhaát coù theå chaùy ñöôïc. 2.b. Ngaên ngöøa khaû naêng xuaát hieän nhöõng nguoàn gaây chaùy: Ñeå ngaên ngöøa khaû naêng xuaát hieän xuaát hieän nhöõng nguoàn gaây chaùy, trong moâi tröôøng chaùy phaûi tuaân theo nhöõng quy taéc veà: Noàng ñoä cho pheùp cuûa caùc chaát chaùy ôû daïng khí, hôi hoaëc daïng lô löûng trong khoâng khí. Noùi caùch khaùc thì phaûi tieán haønh quaù trình ngoaøi giôùi haïn chaùy noå cuûa hoãn hôïp hydrocacbon vôùi khoâng khí vaø oxy. Noàng ñoä caàn thieát cuûa caùc chaát giaûm ñoä nhaïy trong chaát chaùy noå ôû daïng khí, hôi hoaëc loûng. Tính deã chaùy cuûa caùc chaát, vaät lieäu thieát bò vaø keát caáu. 2.c Ngaên ngöøa khhaû naêng xuaát hieän nhöõng nguoàn chaùy: + Tuaân theo nhöõng quy ñònh veà söû duïng, vaän haønh vaø baûo quaûn maùy moùc, thieát bò cuõng nhö vaät lieäu vaø caùc saûn phaåm khoù coù theå laø nguoàn chaùy trong moâi tröôøng chaùy. + Söû duïng thieát bò ñieän phuø hôïp vôùi loaïi gian phoøng söû duïng ñieän vaø caùc thieát bò beân ngoaøi phuø hôïp vôùi nhoùm vaø haïng cuûa caùc hoãn hôïp nguy hieåm chaùy noå . + AÙp duïng quy trình coâng ngheä vaø söû duïng thieát bò baûo ñaûm khoâng phaùt sinh ra tia löûa ñieän. + Coù bieän phaùp choáng seùt, noái ñaát cho nhaø xöôûng, thieát bò. + Quy ñònh nhieät ñoä nung noùng cho pheùp lôùn nhaát cuûa beà maët thieát bò, saûn phaåm vaø beà maët tieáp xuùc vôùi moâi tröôøng chaùy. + Söû duïng nhöõng thieát bò khoâng phaùt ra tia löûa ñieän khi laøm vieäc vôùi nhöõng chaát deã chaùy noå. + Loaïi tröø nhöõng ñieàu kieän coù theå daãn ñeán töï chaùy do nhieät ñoä, do taùc duïng hoaù hoïc vaø do vi sinh vaät ñoái vôùi caùc vaät lieäu vaø keát caáu cuûa cô sôû saûn xuaát. 3.Nhöõng bieän phaùp toå chöùc ñeå ñaûm baûo an toaøn chaùy noå: Ñeå ñaûm baûo an toaøn chaùy noå caàn thöïc hieän nhöõng bieän phaùp sau ñaây: + Tröôùc khi giao vieäc caàn toå chöùc cho coâng nhaân vaø nhöõng ngöôøi lieân quan hoïc taäp veà coâng taùc an toaøn chaùy noå. Ñoái vôùi nhöõng tröôøng hôïp lao ñoäng trong moâi tröôøng ñaëc bieät nguy hieåm veà chaùy noå thì caùn boä vaø coâng nhaân caàn ñöôïc caáp giaáy chöùng nhaän ñònh kyø kieåm tra laïi. + Moãi phaân xöôûng, xí nghieäp phaûi xaây döïng caùc tieâu chuaån quy phaïm, noäi quy an toaøn phoøng vaø chöõa chaùy thích hôïp. + Ñònh kyø toå chöùc kieåm tra vieäc thöïc hieän caùc quy ñònh veà phoøng chaùy, chöõa chaùy vaø baûo quaûn caùc phöông tieän phoøng chöõa chaùy. + Trang bò phöông tieän phoøng chaùy, chöõa chaùy vaø saép xeáp thôøi gian taäp döôït cho caùn boä coâng nhaân vaø ñoäi chöõa chaùy. + Xaây döïng caùc phöông aùn chöõa chaùy cuï theå, coù keá hoaïch phaân coâng cho töøng ngöôøi, töøng boä phaän. + Caùch ly moâi tröôøng chaùy vôùi caùc nguoàn gaây chaùy phaûi ñöôïc thöïc hieän baèng caùc bieän phaùp sau ñaây: -Cô khí hoaù, töï ñoäng hoaù caùc quaù trình coâng ngheä coù lieân quan ñeán söï vaän chuyeån caùc chaát deã chaùy. - Ñaët caùc thieát bò nguy hieåm veà chaùy noå ôû nôi rieâng bieät hoaëc ngoaøi trôøi. -Söû duïng nhöõng thieát bò saûn xuaát, bao bì kín cho nhöõng chaát deã chaùy noå. - Söû duïng nhöõng ngaên, khoaûng , buoàn caùch ly, cho nhöõng quaù trình deã chaùy noå. Beân caïnh nhöõng tai naïn coù theå xaûy ra do chaùy noå, thì coøn moät vaán ñeà caàn ñöôïc quan taâm ñoù laø ( ñoäc tính cuûa caùc hoaù chaát vaø caùch phoøng choáng ). Nhö chuùng ta ñaõ bieát haàu heát caùc hoaù chaát, trong nhöõng ñieàu kieän nhaát ñònh seõ gaây taùc haïi ñeán cô theå con ngöôøi. Coù theå phaân chia caùc nhoùm hoaù chaát nhö sau: + nhoùm 1: Goàm nhöõng chaát coù taùc duïng laøm chaùy hoaëc kích thích chuû yeáu leân da vaø nieâm maïc nhö: amoâniaêc, voâi... + nhoùm 2: Goàm caùc hoaù chaát kích thích chöùc naêng hoâ haáp. Nhöõng chaát tan ñöôïc trong nöôùc: NH3, Cl2, SO2... + Nhoùm 3: Nhöõng chaát gaây ñoäc haïi cho maùu, laøm bieán ñoäng maïch maùu, tuyû xöông, laøm giaûm caùc quaù trình sinh baïch caàu nhö: benzen, toluen, xylen... Nhöõng chaát laøm bieàn ñoåi hoàng caàu thaønh nhöõng saéc toá bình thöôøng nhö caùc Amin, CO, C6H5NO2... + Nhoùm 4: Caùc chaát ñoäc cho heä thaàn kinh nhö: xaêng, H2S, anilin, benzen... * Qua quaù trình nguyeân cöùu, ngöôøi ta ñeà ra caùc phöông phaùp phoøng traùnh nhö sau: + Trong quaù trình saûn xuaát phaûi chuù yù ñaåm baûo an toaøn, cho caùc khaâu ñaëc bieät laø thaùo, naïp saûn phaåm, loïc, saáy, nghieàn... Laø nhöõng khaâu coâng nhaân thöôøng phaûi tieáp xuùc thöôøng xuyeân. + Duy truyø ñoä chaân khoâng trong saûn xuaát. + Thay nhöõng chaát ñoäc trong nhöõng quaù trình baèng nhöõng chaát ít ñoäc haïi hôn neáu coù theå. + Töï ñoäng hoaù, baùn töï ñoäng nhöõng quaù trình söû duïng hoaù chaát ñoäc haïi. + Beân caïnh nhöõng bieän phaùp kyû thuaät thì ngöôøi lao ñoäng caàn ñöôïc hoïc taäp veà an toaøn vaø phaûi yù thöùc töï giaùc cao. 4. Yeâu caàu ñoái vôùi baûo veä moâi tröôøng: Maët baèng nhaø maùy phaûi choïn töông ñoái baèng phaúng, coù heä thoáng thoaùt nöôùc, vaø söû lyù nöôùc thaûi toát. Ñaët nhaø maùy caùch khu daân cö moät caùch an toaøn, cuoái höôùng gioù vaø troàng nhieàu caây xanh quanh nhaø maùy. Coâng taùc chieáu saùng toát vaø ñaûm baûo moâi tröôøng thoâng thoaùng cho coâng nhaân laøm vieäc. KEÁT LUAÄN Sau moät thôøi gian laøm vieäc khaån tröông, em ñaõ hoaøn thaønh veà cô baûn ñoà aùn moân hoïc vôùi ñeà taøi ( Toång hôïp caùc chaát thôm töø LPG ), qua quaù trình laøm ñoà aùn em ruùt ra moät soá nhaän xeùt sau: Caùc hydrocacbon thôm ñaëc bieät BTX laø hôïp chaát trung gian quan troïng trong coâng nghieäp toång hôïp höõu cô vaø hoaù daàu, töø caùc hôïp chaát naøy saûn xuaát ra haøng loaït caùc hôïp chaát khaùc. Ngaøy nay quaù trình toång hôïp caùc hôïp chaát hydrocacbon thôm chuû yeáu ñi töø nguyeân lieäu daàu moû baèng quaù trình Reforming xuùc taùc, trong ñoù quaù trình ñi töø nguyeân lieäu LPG môùi chæ baét ñaàu nhöõng naêm 1990, nhöng coù toác ñoä phaùt trieån raát nhanh, do nguyeân lieäu LPG raát doài daøo vaø phong phuù. Saûn phaåm hydrocacbon thôm nhaän ñöôïc coù phaåm chaát toát. Söï phaùt hieän ra caùc xuùc taùc môùi coù theå laøm thay ñoåi veà coâng ngheä saûn xuaát, naâng cao ñöôïc hieäu suaát quaù trình, ñoàng thôøi môû roäng nguoàn nguyeân lieäu cho quaù trình saûn xuaát. Trong ñoà aùn naøy em löïa choïn coâng ngheä toái öu ñeå thu ñöôïc hieäu suaát hydrocacbon thôm laø cao nhaát, töø nguoàn nguyeân lieäu laø LPG. Trong ñoà aùn naøy ñaõ tính toaùn ñöôïc nhöõng vaán ñeà chính cuûa quaù trình nhö: caân baèng vaät chaát, caân baèng naêng löôïng, kích thöôùc cô baûn cuûa thieát bò trong sô ñoà coâng ngheä. Baøi vieát khoâng theå traùnh khoûi sai soùt trong vieäc trình baøy mong coù söï ñoùng goáp cuûa coâ giaùo vaø caùc baïn. TAØI LIEÄU THAM KHAÛO Nguyeãn Thò Minh Hieàn “ Cheá bieán khí töï nhieân vaø khí ñoàng haønh “ Tröôøng Ñaïi hoïc Baùch Khoa Haø Noäi, xuaát baûn naêm 200. Ñinh Thò Ngoï “ Hoaù hoïc daàu moû “Tröôøng Ñaïi hoïc Baùch Khoa Haø Noäi, xuaát baûn naêm 1999. Leâ Vaên Hieáu “ Coâng ngheä cheá bieán daàu moû “ Nhaø xuaát baûn khoa hoïc vaø kyõ thuaät Haø Noâò, 2000. Traàn Maïnh Trí “ Daàu moû vaø daàu khí ôû Vieät Nam “. Nhaø xuaát baûn thaønh phoá Hoà Chí Minh, 1999. Kieàu Ñình Kieåm “ Caùc saûn phaåm daàu moû vaø hoaù daàu “Nhaø xuaát baûn khoa hoïc vaø kyõ thuaät Haø Noâò, 1999. Phan Minh Taân “ Toång hôïp höõu cô vaø hoaù daàu “, taäp 1. Tröôøng Ñaïi hoïc Baùch Khoa thaønh phoá Hoà Chí Minh, 1996. “ Soå tay quaù trình vaø thieát bò coâng ngheä hoaù chaát “ taäp 1, Boä moân quaù trình vaø thieát bò hoaù chaát. Nhaø xuaát baûn khoa hoïc vaø kyõ thuaät Haø Noâò,1978. “ Soå tay quaù trình vaø thieát bò coâng ngheä hoaù chaát “ taäp 2, Boä moân quaù trình vaø thieát bò hoaù chaát. Nhaø xuaát baûn khoa hoïc vaø kyõ thuaät Haø Noâò,1999. “ Soå tay toùm taét caùc ñaïi löôïng vaät lyù “. Boä moân hoaù lyù Tröôøng Ñaïi hoïc Baùch Khoa thaønh phoá Hoà Chí Minh, 1983. “ Hoaù hoïc höõu cô “. Nhaø xuaát baûn khoa hoïc vaø kyõ thuaät. Soå tay kyõ sö hoaù chaát. “ Aromatics manufacture derivatives “. 1968 by Marshall sitting. “ Handbook of petrochemicals and processes “. GMargaret Well BSC, FPRI, 1991. “ Handbook of petroleum refining processes “. Boston. Mc Graw – Hill,1997. M.Gisnet and N.SGnep and F.Alrio “ Aromatization of short chain alkanes on zeolit catalysts “. Appl. Catal. A,1992, vol 89, pp130. Hydrocacbon processing, march 1995, pp 100. Hydrocacbon processing, march 2001, pp 84. W.J.H.Dehetog, G.F.Fromen,” Catalytic rout for aromatics production from LPG “. Appl.Catal.A,1999, vol189, pp 63 – 75. Boä moân nhieân lieäu – tính toaùn caùc coâng ngheä caùc quaù trình cheá bieán daàu moû Tröôøng Ñaïi hoïc Baùch Khoa Haø Noäi, xuaát baûn naêm 1972.. VN.Erikh,M.G.Rasina,M.G.Rudin. “ The chimistry and technology of petroleum and gas “. Mirpubishers Moscow, 1990. Kinh teá “ Quaûn lyù doanh nghieäp”, tuû saùch KHKT Ñaïi hoïc Baùch Khoa Haø Noäi,PTS. Ngoâ Traàn AÙnh. Cô sôû xaây döïng nhaø coâng nghieäp, Nhaø xuaát baûn khoa hoïc kyõ thuaät. MUÏC LUÏC Trang ._.