6

BI 1. VAI TR CA QU TRNH CRACKING XC TC

M bi: HD E1

Gii thiu

Yu cu v s lng v cht lng cc sn phm nh, nguyn liu cho

cc ngnh cng nghip ho hc l rt ln, nu ch chng ct trc tip t du

th th khng th p ng nhu cu. Do cracking xc tc ng vai tr quan

trng chuyn ho cc phn nng ca du thnh cc sn phm nh v to

nguyn liu cho ho du.

Mc tiu thc hin

Hc song bi ny hc sinh c kh nng:

- M t nhu cu v s lng v cht lng ca xng nhin liu

- M t qu trnh sn xut xng.

Ni dung

1.1. Nhu cu v s lng v cht lng ca xng nhin liu

1.1.1. Nhu cu tng s lng

Nhin liu sn xut t du m gm c:

- Nhin liu kh (FG)

- Xng t, xng my bay

- Nhin liu phn lc v du ha dn dng (Jet/Kero)

- Nhin liu Diezen (DO)

- Nhin liu cho cc l t cg nghip (FO)

Nhin liu cho giao thng vn ti c 2 loi chnh l xng t v nhin liu

iezen. S pht trin khng ngng ca nn kinh t th gii, nhin liu s

dng cho giao thng vn ti cng tng lin tc do yu cu v s lng

xng nhin liu cng tng ln dn n tng nhu cu du m. Trong bng.1.1.

cho thy nhu cu du m th gii t 19702020.

Bng 1.1. Tiu th du th gii 19902020 (International Energy Outlook)

Khu

vc

Nm D bo Tng TB

nm,%

1990 1995 1996 2000 2005 2010 215 2020

Cc nc cng nghip pht trin

Bc M 1050,6 1094,3 1128,3 1216,2 1305,9 1419,5 1491,5 1551,7 1,4

Ty u 664,4 724,4 733,4 733,8 744,8 766,3 781,8 739,7 0,3

Chu 319,3 359,7 364,1 395,1 413,2 442,3 473,2 505,2 1,4

Tng 2034,2 2178,2 2225,8 2340,0 2489,3 2628,1 2741,3 2850,8 1,1

ng u v Lin x (c)

7

Khu

vc

Nm D bo Tng TB

nm,%

1990 1995 1996 2000 2005 2010 215 2020

515,0 303,1 292,3 302,8 341,8 401,2 462,9 520,7 2,2

Cc nc ang pht trin

Chu 391,4 580,5 610,3 682,5 851,9 1023,5 1224,1 1474,4 3,8

Tr.

ng 175,1 210,6 215,4 225,8 255,1 288,0 324,0 366,0 2,2

Chu

Phi 108,2 118,2 123,1 159,1 188,7 210,9 236,6 262,9 3,2

Trung

NamM 175,1 200,4 205,1 266,8 316,3 175,4 437,2 505,2 3,8

Tng 849,8 1109,7 1153,9 1334,2 1611,9 1897,8 2221,8 2806,5 3,5

Tng

th gii 3399 3591 3672 3977 4443 4927 4526 5980 2,1

C cu nhin liu c sn xut t du m c th hin ttrong bng 1.2.

Bng 1.2. C cu sn phm nhin liu t du m c s dng Vit Nam

(19901998)

STT Loi sn phm t l

% khi lng

Nhin liu

1 Nhin liu kh (F.G),LPG 810

2 Xng t, xng my bay 2225

3 Nhin liu phn lc v du ha dn dng

(Jet/Kero) 1115

4 Nhin liu Diezen (D.O) 4045

5 Nhin liu cho cc l t cg nghip(F.O) 1520

Phi nhin liu

6 Du nhn 23

Bng 1.3. Tnh hnh tiu th sn phm du Vit Nam (19901998)

Tiu th sn

phm du,tn 1990 1995 1996 1997 1998

LPG 1.000 55.000 76.000 249.000 177.000

Xng 700.800 1.378.100 1.310.000 1.376.000 1.564.000

Du ha 229.000 260.000 324.000 269.000 300.000

Nhin liu Phn

lc 120.000 229.000 237.000 391.000 300.000

8

Nhin liu iezen 1.353.000 2.724.000 3.103.000 3.347.000 3.642.000

Nhin liu t l 568.000 891.000 1.072.000 961.000 1.321.000

Du nhn 65.210 122.000 142.000 155.000 167.000

Nha ng 36.000 104.000 163.000 142.000 155.000

Tng cc sn

phm du 3.072.000 5.763.000 6.427.000 6.890.000 7.626..000

Ngun: Statistic General Department, B Thng Mi,Tng cc Hi quan,

Kinh t Vit nam v Th gii(9899)

Vi nhng s liu c th nu trong bng 1.2, v 1.3.cho thy s gia tng

nhu cu v s lng cc sn phm du ni chung v xng t ni ring.

Vit nam nm 1990 mi ch s dng c 700.000 tn xng nhng n nm

1998 tiu th ti 1.564.000 tn.

1.1.2. Yu cu tng cht lng v cc cng ngh sn xut xng

Do s tin b ca cng nghip ch to t, tng cng sut ng c

ngi ta ch to cc ng c c t s nn ngy cng cao, cc loi xe i

c trc (1980) xe thng c t s nn t 78.Nhng ngy nay cc xe i

mi c sn xut c t s nn 910. Do s tng cht lng cc loi xe t

nn cng i hi cht lng xng nhin liu phi thay i cho ph hp.Nhng

loi xe i c c t s nn thp ch cn s dng loi xng c tr s ctan RON

8385. Cc loi xe i mi yu cu xng c tr s ctan RON 90, RON 92,

RON 95 v RON 98.

Xng chng ct trc tip t du m t v khi lng li cn km v

cht lng. Nhiu gii php cng ngh ra i nhm lm tng tr s cctan

RON nh cng ngh crackking, reforming, isome ha, alkyl ha.Ngoi ra cn

tm cc loi ph gia cho thm vo xng tng tr s ctan nh Tetra Etyl Ch,

MtylTerbutylEter(MTBE), vv..

Mt s qu trnh cng ngh nng cao c tr s c tan nhng cc

cht lm tng tr s ctan nh cc hp cht thm c bit l Benzen rt c hi

cho sc khe con ngi.

Tiu chun cho php hm lng Benzen trong xng trc cho php ti

5% th tch, nhng nay yu cu phi < 1% th tch. Cc loi ph gia cho

vo xng tng tr s ctan nh Tetra Etyl Ch, MBTE th hin nay cng

cm s dng nh xng ch, v MBTE cng ch s dng mt cch gii hn.

Cc cht gy nhim khng kh nh lu hynh cng yu cu phi gim

nhiu ch cho php lu hynh trong xng < 10 phn triu.

9

Nh vy cng ngh ch bin du m phi khng ngng pht trin gia

tng tha mn yu cu c v s lng v cht lng i vi xng nhin liu

p ng yu cu ca k thut i vi ng c v yu cu kht khe bo v

mi trng.

1.2.Cc phn on nng t du th, S cn thit phi c qu trnh

Cracking

1.2.1. Cc phn on nng t du th

Cc phn on nng c nhit si trn 360oC c trong phn cn cn li

ca chng ct kh quyn thng chim t l cao, trung bnh t 3070% ty

theo tng loi du nh, du nng khc nhau. Xem bng 1.4.

- Trong bng 1.4.cho thy 02 loi du:

- Du nh c t trng 35oAPI, du nng 25oAPI v thnh phn t nhin

ca du cho sn phm tng ng l kh, xng, cc phn on trung

bnh (diezen) v cc phn on nng. Tng ng c cu nhu cu sn

phm thc t yu cu th trng

Ta thy loi du nh c ti 68% cho xng v cc phn ct trung bnh

(diezen), ch c ~30% thuc phn on nng.Trong khi loi du nng th ch c

29% cho xng v cc phn ct trung bnh (diezen) v ti 70% thuc cc phn

on du nng.

Bng 1.4.Thnh phn t nhin chng ct trc tip t du m

Phn on sn phm Du nh

(35o API)

Du nng

(25oAPI)

Yu cu sn

phm ca th

trng

Nhin liu kh,% 02 01 510

Xng nhin liu,% 30 19 2530

Phn on chng ct trung

bnh(diezen),% 38 10 40

Phn on du nng,% 30 70 1520

Ngun: The fuels Quality Training Seminar on 2527 October 2003 Sydney,

Australia.

Bng1.5..Cc phn on t du th Bch H v i hng ca Vit nam

Phn on sn phm Du th Bch h Du th i

hng

Cc phn on Napta sn xut

xng nhin liu;

10

3570oC,%Khi lng

70140oC,%Khi lng

35190oC,%Khi lng

2,81

8,21

18,57

1,05

6,54

13,08

Cc phn on sn xut du ha v

nhin liu phn lc:

190230oC,%Khi lng

140260oC,%Khi lng

7,55

19,78

5,60

17,30

Cc phn on trung bnh sn xut

nhin liu diezen:

230360oC,%Khi lng

26,98

22,42

Cc phn on nng:

360540oC,%Khi lng

>540oC,%Khi lng

32,15

16,35

31,78

20,76

Ngun:International Symposium on Technology Transfer and Project

Implementation for Refining and Petrochemical Industries in Vitnam

1.2.2.S cn thit phi c qu trnh Cracking

- Nhu cu cc phn on nh v trung bnh sn xut xng, du ha,

nhin liu phn lc v iezen nhiu hn s lng hin c nu ch

chng ct trc tip t du th.

- Do nhu cu v nguyn liu cho ha du nh etylen, propylen, benzen,

toluen, xylen...

- Do yu cu cht lng xng phi c ch s c tan cao.

Nhng yu cu trn i hi phi c qu trnh cracking. Qu trnh cracking

bin i cc phn on nng thnh cc phn on nh gip ta tng hiu sut

v s lng cc sn phm nh, tng tr s ctan ca xng v to ngun

nguyn liu cho ha du.

T ban u, khi m ngi ta bit chng ct du m vi mc tiu l ly

du ha thp sng. Phn nh trong du m cha bit dng vo vic g.

Nhng khi c ng c t trong ra i, phn nh t du m c s dng

lm nhin liu v t loi xng nhin liu c ra i. S lng, chng loi

cc ng c t trong lin tc tng khng ngng cho ti ngy nay. Cc loi

ng c t trong s dng xng lm nhin liu chim t l ch yu l cc loi

xe t trong vn chuyn, c bit l cc loi xe hi c nhn.T l xng cho

ng c my bay th lin tc gim v khi ng c phn lc ra i, do c nhiu

u im nn ngnh hng khng chuyn sang s dng my bay phn lc

v dng phn on du ha sn xut nhin liu phn lc.

11

Phn nh chng ct trc tip t du th thng ch c khong t

1520% khi lng. Nhng nhu cu v xng t chim t 2530%. Vi s

tng lin tc cc loi xe s dng xng, mc d sn lng khai thc du th

cng tng ln nhanh chng nhng nu ch c cng ngh chng ct trc tip

du th th khng th p ng nhu cu v xng.

Cc phn on nh t du th c s dng sn xut xng, du ha,

nhin liu phn lc v nhin liu diezen. Cc phn on ny c nhit si

ti 350360oC. Trong cng nghip c thc hin chng ct iu kin p

sut kh quyn gi l(chng kh quyn).

Qu trnh cracking c thc hin i vi cc phn on nng c nhit

si trong khong 350540oC. Qu trnh cracking quyen thuc l crking xc

tac gi si FCC. Trng hp du th c t tp cht, loi du parafin c ch s

cc Conradson thp c th tin hnh cracking xc tc trc tip cn chng ct

kh quyn m khng cn qua chng ct chn khng c cc phn on

nng lm nguyn liu cho qu trnh cracking.

1.2.3. Sn xut xng t v xng my bay

Xng t v xng my bay u l nhin liu cho ng c t trong (c

bugi nh la). Ngoi t du lch, xng cn c dng cho cc xe ti, tu

thuyn. Xng my bay l loi khc vi xng t.Thnh phn v c tnh ca

hai loi ny c khc nhau. Loi xng my bay tiu th ngy cng t v chuyn

sang dng loi ng c phn lc dng loi nhin liu l du ha phn lc.

c trng th hin cht lng quan trng i vi xng cc loi l: bc hi,

ng cong chng ct tiu chun, tr s ctan v n nh ha hc.

bc hi c o p sut bo ha (phng php Reid), v ng

cong chng ct tiu chun(ASTM D86).Tr s ctan th hin tnh chng kch

n ca nhin liu i vi ng c c o bng loi ng c tiu chun l

my o tr s ctan. Thnh phn ca xng l hn hp cc loi hydrocacbon t

C4 n C10, C11 v c khong nhit t 40180oC.

Xng c sn xut qua

pha trn t nhiu cu t ca cc qu trnh cng ngh khc nhau nh:

- Phn on chng ct trc tip t du

- Qu trnh cracking nhit, cracking xc tc

- Qu trnh reforming xc tc,

- Qu trnh alkyl ha, Izome ha,

- Qu trnh hydrocracking

- Butan.

12

Xng t c cc loi khc nhau ty theo loi ng c, cc quy nh theo

tiu chun ca tng quc gia, tng khu vc lin quan n cc vn an ton

cho sc khe, mi trng v iu kin a l ca tng khu vc. ng c my

bay hat ng trong iu kin khc nghit hn so vi t do cht lng

xng my bay cn c s m bo nghim ngt. ng c my bay khi lm vic

c 2 qu trnh: Qu trnhh ct cnh s dng cng sut ti a, lng xng

trong hn hp ha kh cng tng ti a (hn hp giu). Trong khi bay ng c

c khi gim cng sut lng xng trong hn hp ha kh cng gim theo (hn

hp ngho).

Ch s ctan ca xng my bay bng hoc ln hn 100. Trng hp tr

s c tan trong hn hp giu cn gi l tr s ctan phm . Ngi ta biu th

tr s ctan ca xng my bay bng phn s, trong t s l tr s ctan cn

mu s l tr s phm .

Xng my bay c khong nhit chng ct 30170oC, khng cha

butan nh trong xng t v butan c bc hi cao, d to cc nt hi trong

ng dn nhin liu gy tc xng. Trong xng my bay thnh phn

hydrocacbon nParafin v lfin v Benzen (Benzen c nhit ng c l

6oC),cn c gii hn thp trong thnh phn. Nparafin c kh nng kt tinh,

lfin d to keo, benzen d ng c lm tc ng dn, v phin lc xng

khi my bay bay cao nhit xung rt thp. Tiu chun i vi xng my

bay quy nh im kt tinh, ng c phi thp hn 60oC.

Nh vy xng t v xng my bay hin nay thc cht c sn xut

qua qu trnh pha trn cc cu t ca cc qu trnh cng ngh khc nhau theo

yu cu tiu chun c quy nh c th.

1.3. Cu hi

1. Nhng phn on chng ct c bn t du m sn xut cc loi nhin

liu l phn on no?, khong nnhit si ca cc phn on ?

2. Cho bit t l cc loi nhin liu c s dng trong thc t?, Xng cho

ng c t trong?, nhin liu cho ng c diezen?.

3. Tnh hnh tiu th nhin liu Vit nam hin nay th no?.

4. Ti sao trong cng ngh lc du phi tin hnh qu trnh cracking?

5. Xng t v xng my bay c g khc nhau?.