Ảnh hưởng của tạp chất kim loại trong dầu thô đến tính chất, hoạt tính xúc tác FCC và giải pháp nhằm duy trì độ ổn định của phân xưởng FCC
Tóm tắt
Ảnh hưởng của kim loại Fe, Ca, Na, Ni và V trong dầu thô đến tính chất và hoạt tính của xúc tác FCC được nghiên cứu bằng thực nghiệm. Các mẫu xúc tác mới được tiến hành giảm hoạt tính theo phương pháp cấy kim loại tuần hoàn (CMD) với thành phần tạp chất kim loại trong dầu thô khác nhau. Xúc tác được đặc trưng bằng các phương pháp như hấp phụ N2, XRD, SEM, TPD-NH3 và được đánh giá hoạt tính bằng thiết bị SCT-MAT. Việc sử dụng các tiền chất kim loại Fe và Ca khác nhau (sắt clorua so với sắt naphthenate, calcium nitrate so với calcium naphthenate) để cấy lên xúc tác không ảnh hưởng nhiều đến hiệu quả hoạt động của xúc tác FCC. Fe làm tăng lượng khí khô tạo thành và giảm hiệu quả cracking trong khi Ca ảnh hưởng không nhiều đến tính chất và hoạt tính xúc tác. Tương tác giữa các kim loại Fe - Ca phá hủy cấu trúc zeolite nghiêm trọng hơn các tác động riêng lẻ của Fe hoặc Ca và làm giảm hoạt tính MAT. Sự xuất hiện của Na cũng phá hủy mạnh cấu trúc zeolite và làm giảm hiệu quả của xúc tác. Kết quả cho thấy Fe và Ca có xu hướng tích tụ trên bề mặt xúc tác. Như vậy, việc giả lập xúc tác cân bằng khi hàm lượng Fe, Ca cao trong dầu thô được thực hiện tốt hơn bằng phương pháp CMD. Nhóm tác giả cũng đề xuất một số giải pháp nhằm duy trì độ ổn định của phân xưởng FCC.
Các tài liệu tham khảo
2. V.Cadet, F.Raatz, J.Lynch, C.Marcilly. Nickel contamination of fluidised cracking catalysts: A model study. Applied Catalysis.
1991; 68 (1): p. 263 - 275.
3. Arthur.W.Chester. Studies on the metal poisoning and metal resistance of zeolitic cracking catalysts. Industrial & Engineering
Chemistry Research. 1987; 26 (5): p. 863 - 869.
4. Robert Pompe, Sven Järóasb, Nils-Gösta Vannerbergb. On the interaction of vanadium and nickel compounds with cracking catalyst. Applied Catalysis. 1984; 13 (1): p. 171 - 179.
5. E.Tangstad, T.Myrstad, A.I.Spjelkavik, M.Stöcker. Vanadium species and their effect on the catalytic behavior of an FCC catalyst. Applied Catalysis A: General. 2006; 299: p. 243 - 249.
6. E.Tangstad, A.Andersen, E.M.Myhrvold, T.Myrstad. Catalytic behaviour of nickel and iron metal contaminants of an FCC catalyst after oxidative and reductive thermal treatments. Applied Catalysis A: General. 2008; 346 (1 - 2): p. 194 - 199.
7. Lori T.Boock, Thomas F.Petti, John A.Rudesill. Contaminant-metal deactivation and metaldehydrogenation effects during cyclic propylene steaming of fluid catalytic cracking catalysts. Deactivation and testing of hydrocarbon-processing catalysts. American Chemical Society. 1996; 12: p. 171 - 183.
8. G.Yaluris, W.C.Cheng, M.Peters, L.T.McDowell, L.Hunt. Mechanism of fluid cracking catalysts deactivation by Fe. Studies in Surface Science and Catalysis, Elsevier. 2004; p. 139 - 163.
9. E.Rautiainen, Foskett. Control iron contamination in resid FCC: With new techniques, refiners can detect and recover from this poisoning. Hydrocarbon Processing. 2001.
10. Pat Salemo, Doc Kirchgessner, John Aikman. Combating the negative effects of iron in the FCCU at Philadelphia Energy Solutions Refining and Marketing, LLC. AFPM Annual Meeting. 13 - 15 March, 2016.
11. T.T.Nhu. FCC residue processing. Bayernoil Refinery Germany. 2013.
12. E.Rautiainen, Foskett. Control iron contamination in resid FCC. Hydrocarbon Processing. 2001.
13. Seiji Arakawa, Katsuhide Teshima, Mitsunori Watabe. Effect of iron compound accumulation on apparent bulk density and catalyst activity of FCC catalyst. Journal of the Japan Petroleum Institute. 2011; 54 (4): p. 258 - 265.
14. Trần Văn Trí, Nguyễn Hoài Thu, Nguyễn Hữu Lương, Lê Phúc Nguyên. Nghiên cứu phát triển phương pháp giảm hoạt tính xúc tác theo quy trình cấy kim loại tuần hoàn nhằm giả lập xúc tác cracking cân bằng của Nhà máy Lọc dầu Dung Quất. Tạp chí Dầu khí. 2015; 11: trang 35 - 42. 15. D.Wallenstein, D.Farmer, J.Knoell, C.M.Fougret, S.Brandt. Progress in the deactivation of metals
contaminated FCC catalysts by a novel catalyst metallation method. Applied Catalysis A: General. 2013; 462 - 463: p. 91 - 99.
16. D.R.Rainer, E.Rautiainen, P.Imhof. Novel lab-scale deactivation method for FCC catalyst: inducing realistic accessibility responses to iron poisoning. Applied Catalysis A: General. 2003; 249: p. 69 - 80.
17. Yannick Mathieu, Avelino Corma, Michaël Echard, Marc Bories. Single and combined Fluidized Catalytic Cracking (FCC) catalyst deactivation by iron and calcium metal - organic contaminants. Applied Catalysis A: General. 2014; 469: p. 451 - 465.
18. ASTM D5154-10. Standard test method for determining activity and selectivity of fluid catalytic cracking (FCC) catalysts by microactivity test. 2003.
19. Zhu Yuxia, Du Quansheng, Lin Wei, Tang Liwen, Long Jun. Studies of iron effects on FCC catalysts. Studies in surface science and catalysis. 2007; 166: p. 201 - 212.
1. Tác giả giao bản quyền bài viết (tác phẩm) cho Tạp chí Dầu khí, bao gồm quyền xuất bản, tái bản, bán và phân phối toàn bộ hoặc một phần tác phẩm trong các ấn bản điện tử và in của Tạp chí Dầu khí.
2. Bằng cách chuyển nhượng bản quyền này cho Tạp chí Dầu khí, việc sao chép, đăng hoặc sử dụng một phần hay toàn bộ tác phẩm nào của Tạp chí Dầu khí trên bất kỳ phương tiện nào phải trích dẫn đầy đủ, phù hợp về hình thức và nội dung như sau: tiêu đề của bài viết, tên tác giả, tên tạp chí, tập, số, năm, chủ sở hữu bản quyền theo quy định, số DOI. Liên kết đến bài viết cuối cùng được công bố trên trang web của Tạp chí Dầu khí được khuyến khích.
