[dinhtai32]

2. Các phản ứng hóa học:
2.1 Phản ứng mong muốn:
Phản ứng cracking và hydro hóa: Đây là hai phản ứng chính diễn ra trong quá trình Hydrocracking. Hai phản ứng mong muốn này có tác dụng tương hỗ lẫn nhau trong cùng một quá trình.
· Cracking alcan thành các phấn tử nhỏ hơn:
R-CH2-CH2-R’ + H2 RCH3 + R’CH3
·
Phản ứng Hydrocracking alkyl thơm:
·
Khử vòng naphten:

Đối với nguyên liệu nặng chứa nhiều vòng thơm, trong quá trình Hydrocracking, xảy ra phản ứng rất điển hình là phân chia thành các vòng nhỏ, hoặc tạo mạch nhánh, cấu trúc hở, là những cấu tử có trị số octan cao.
Phản ứng trên đã tạo ra etylbenzen, izo – hexan, đều là những cấu tử rất tốt cho xăng.
Ngoài các phản ứng trên còn các phản ứng làm bão hòa olefin và aromatic, phản ứng Hydrocracking làm sạch chất S, N, O trong nguyên liệu.
Phản ứng cracking sẽ tạo ra và cung cấp olefin cho quá trình hydro hoá và ngược lại. Phản ứng hydro hoá sẽ cung cấp nhiệt lượng cho quá trình cracking. Phản ứng tiến hành dưới áp suất hydro với mục đích no hóa các sản phẩm và tránh ngưng tụ tạo cốc làm giảm hoạt tính xúc tác. Tuy nhiên, nhiệt tỏa ra từ quá trình hydro hóa cao hơn so với nhiệt tỏa ra từ quá trình cracking, vì thế khi xem xét toàn bộ quá trình thì có thể xem Hydrocracking là phản ứng tỏa nhiệt vào khoảng 1 – 0,55 kcal/lít H2.

Loại phản ứng

Năng lượng hoạt hóa trung bình

Kcal/mol

Kcal/lít H2

A. Hydrocracking
- parafin
RH + H2 R’H + R”H
- naphten

- aromat

11 – 14

10 – 12

10 – 11

0,49 – 0,625

0,45 – 0,54

0,45 – 0,49

B. Hydro hóa:
- olefin
CnH2n + H2 CnH2n+2
- aromat

27 – 31

48 – 52

1,2 – 1,4

0,71 – 0,77

Hiệu ứng nhiệt của một số phản ứng

Phản ứng cracking chủ yếu diễn ra trên các hợp chất naphten được tạo ra từ quá trình hydro hóa các hợp chất aromatic.
Phản ứng isomer hoá: luôn diễn ra đồng hành cùng với phản ứng cracking. Trong đó quá trình isomer hoá xảy ra trước, sau đó các liên kết C-C sẽ bị bẻ gảy bởi quá trình cracking.
2.2 Các phản ứng không mong muốn:
Bên cạnh các phản ứng chính, với tác dụng của nhiệt độ và chất xúc tác, một số phản ứng khác sẽ diễn ra song song đồng thời như:


Hydro deankyl hoá Aromatic: đây là phản ứng cracking diễn ra trên các mạch nhánh của các hợp chất aromatic.

Phản ứng này sẽ làm tăng dòng sản phẩm khí, do đó nó sẽ làm giảm hiệu suất của sản phẩm chính.
Phản ứng HDS, HDN: các phản ứng này có tác dụng loại bỏ các chất bản như lưu huỳnh, nitơ, … nhưng lại làm tiêu hao lượng hydro trong quá trình. Tuy nhiên, lượng hydro trong nhà máy lọc dầu rất hạn chế, vì thế phản ứng này được xếp vào phản ứng không mong muốn.
H2 + S H2S H2 + N2 NH3
Phản ứng cốc hoá: Với sự hiện diện của hydro trong phản ứng đã làm giảm đáng kể phản ứng cốc hóa. Tuy nhiên với xúc tác axít mạnh, các phản ứng cốc hóa cũng được thúc đẩy mạnh hơn.