Tiến Sĩ Nghiên cứu khôi phục xúc tác FCC thải, sử dụng cho quá trình cracking dầu nhờn thải thu nhiên liệu

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ, HÌNH VẼ .
MỞ ĐẦU . 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN LÝ THUYẾT . 2
1.1. TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH CRACKING XÚC TÁC . 2
1.1.1. Cơ chế phản ứng cracking xúc tác . 2
1.1.2. Các phản ứng xảy ra trong quá trình cracking xúc tác 4
1.1.3. Thành phần xúc tác FCC 5
1.1.4. Sản phẩm của quá trình cracking xúc tác . 7
1.2. TỔNG QUAN VỀ XÚC TÁC FCC THẢI . 8
1.2.1. Các nguyên nhân gây mất hoạt tính xúc tác FCC 8
1.2.2. Tình hình nghiên cứu ứng dụng xúc tác FCC thải trên thế giới 9
1.2.3. Tình hình nghiên cứu ứng dụng xúc tác FCC thải ở Việt Nam . 16
1.3. CÁC VẬT LIỆU CÓ TÍNH AXIT SỬ DỤNG ĐỂ BIẾN TÍNH XÚC TÁC FCC
THẢI . 17
1.3.1. Nhôm oxyt (γ-Al 2 O 3 ) . 17
1.3.2. Zeolit ZSM-5 . 19
1.3.3. Zeolit Y 20
1.4. TỔNG QUAN VỀ DẦU NHỜN THẢI . 22
1.4.1. Phân loại dầu nhờn và dầu nhờn thải . 22
1.4.2. Thành phần hóa học của dầu nhờn . 24
1.4.3. Nguyên nhân làm thay đổi tính chất dầu nhờn 28
1.4.4. Tình hình nghiên cứu ứng dụng dầu nhờn thải trên thế giới và Việt Nam 29
CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33
2.1. NGHIÊN CỨU TÁI SINH XÚC TÁC FCC THẢI . 33
2.1.1. Quy trình đốt cốc . 33
2.1.2. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đốt cốc . 33
2.2. ĐIỀU CHẾ CÁC HỢP PHẦN XÚC TÁC CÓ TÍNH AXIT, LÀM TÁC NHÂN
BIẾN TÍNH FCC THẢI 33
2.2.1. Tổng hợp γ-Al 2 O 3 33
2.2.2. Tổng hợp zeolit HZSM-5 . 33
2.2.3. Tổng hợp zeolit HY . 35
2.3. NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH XÚC TÁC FCC THẢI ĐÃ TÁI SINH . 35
2.3.1. Nghiên cứu biến tính bằng các vật liệu có tính axit cao 35
2.3.2. Nghiên cứu biến tính bằng vật liệu có tính axit thấp hơn 35
2.3.3. Nghiên cứu tạo hạt xúc tác . 35
2.4. NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH CRACKING DẦU NHỜN THẢI SỬ DỤNG XÚC
TÁC FCC–TS ĐÃ BIẾN TÍNH . 36 2.4.1. Xử lý sơ bộ dầu nhờn thải để làm nguyên liệu 36
2.4.2. Cracking dầu nhờn thải trong pha lỏng 36
2.4.3. Cracking dầu nhờn thải trong pha hơi . 38
2.5. CÁC PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ ĐẶC TRƯNG XÚC TÁC 38
2.5.1. Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM) 38
2.5.2. Phương pháp nhiễu xạ rơnghen (XRD) . 38
2.5.3. Phương pháp nhả hấp phụ amoniac theo chương trình nhiệt độ (TPD-NH 3 ) 39
2.5.4. Phương pháp đẳng nhiệt hấp phụ - nhả hấp phụ nitơ (BET) . 40
2.5.5. Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) 40
2.5.6. Phương pháp phổ tán sắc năng lượng tia X (EDX) . 41
2.5.7. Phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại (IR) 41
2.5.8. Phương pháp phân tích nhiệt (TG/DTA) . 41
2.5.9. Phương pháp tán xạ laze 41
2.5.10. Phương pháp cộng hưởng từ hạt nhân rắn (MAS-NMR) 41
2.5.11. Xác định độ bền nén của xúc tác . 42
2.6. XÁC ĐỊNH TÍNH CHẤT HÓA LÝ, CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CỦA NGUYÊN
LIỆU VÀ SẢN PHẨM TRONG QUÁ TRÌNH CRACKING DNT 43
2.6.1. Chưng cất tách sản phẩm của quá trình cracking pha lỏng 43
2.6.2. Phân tích sản phẩm khí từ quá trình cracking pha lỏng . 43
2.6.3. Phân tích sản phẩm của quá trình cracking pha hơi bằng sắc ký khí GC-MS . 44
2.6.4. Xác định đường cong chưng cất Engler . 44
2.6.5. Xác định hàm lượng nhựa thực tế 45
2.6.6. Xác định hàm lượng lưu huỳnh . 45
2.6.7. Xác định tỷ trọng . 46
2.6.8. Xác định nhiệt độ chớp cháy . 46
2.6.9. Xác định chiều cao ngọn lửa không khói . 46
2.6.10. Xác định ăn mòn tấm đồng 46
2.6.11. Xác định độ nhớt động học 47
2.6.12. Xác định trị số xetan 47
2.6.13. Xác định hàm lượng cặn cacbon 47
2.6.14. Xác định điểm đông đặc 48
2.6.15. Xác định hàm lượng tro . 48
2.6.16. Xác định hàm lượng nước 48
2.6.17. Xác định tạp chất dạng hạt . 48
2.6.18. Xác định áp suất hơi bão hòa . 49
2.6.19. Xác định độ ổn định oxy hóa . 49
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 50
3.1. NGHIÊN CỨU KHÔI PHỤC XÚC TÁC FCC THẢI 50
3.1.1. Xác định các đặc trưng hóa lý của xúc tác FCC thải . 50
3.1.2. Nghiên cứu quá trình đốt cốc xúc tác FCC thải . 57
3.1.3. Tổng hợp các vật liệu có tính axit, làm tác nhân biến tính FCC-TS 64 3.1.4. Nghiên cứu biến tính xúc tác FCC-TS bằng các vật liệu có tính axit 79
3.1.5. Nghiên cứu tạo hạt và xác định độ bền cơ học của xúc tác . 87
3.2. NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH CRACKING DẦU NHỜN THẢI (DNT) SỬ
DỤNG XÚC TÁC FCC–TS ĐÃ BIẾN TÍNH 89
3.2.1. Xử lý sơ bộ dầu nhờn thải để làm nguyên liệu 89
3.2.2. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cracking DNT trong pha lỏng thu
nhiên liệu 91
3.3.3. Xác định tính chất hóa lý và chỉ tiêu kỹ thuật của sản phẩm lỏng trong quá trình
cracking DNT 97
3.3.4. Xác định khả năng tạo sản phẩm lỏng trên một đơn vị xúc tác . 109
3.3.5. Tách và phân tích sản phẩm khí trong quá trình cracking DNT 110
3.3.6. Cracking dầu nhờn thải trong pha hơi . 110
KẾT LUẬN 113
CÁC ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN 115
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 116
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 126
PHỤ LỤC . 127