[dinhtai32]

3. Xúc tác cho quá trình Hydrocracking:
Lịch sử phát triển xúc tác của Hydrocracking được khái lược như sau:
- Đầu tiên xúc tác được dùng là W/đất sét. Xúc tác này có hoạt tính tốt và sử dụng có hiệu quả trong quá trình hydro hóa xăng. Song có nhược điểm là rất nhanh bị mất hoạt tính khi có mặt của Nitơ.
- Năm 1937 hãng Esso chế tạo xúc tác sunfit W/đất sét có bổ sung HF.
- Năm 1939 để nhận được xăng có khả năng chống kích nổ cao, ở châu Âu đã dùng xúc tác hai chức năng: hydro hóa và cracking.
Ngày nay, chất xúc tác sử dụng cho quá trình Hydrocracking thông thường là tinh thể alumino silicat có mang các kim loại đất hiếm. Đây là xúc tác lưỡng chức, chức năng axít được tạo ra bởi thành phần alumino silicat, còn chức năng hydro hóa được tạo ra bởi các kim loại. Clor không yêu cầu phải đưa vào thành phần của xúc tác này. Các kim loại đất hiếm thường được sử dụng chủ yếu Pt, Ni–Mo, Ni–W.
Xúc tác cho quá trình Hydrocracking rất dễ bị đầu độc bởi các tác nhân có hại trong nguyên liệu, do đó phải xử lý nguyên liệu (hydrotreater) trước khi đưa vào quá trình này. Nếu trong nguyên liệu có một lượng lớn hydrosunfua thì xúc tác sẽ bị đầu độc bởi lưu huỳnh, amoniac sẽ làm giảm chức năng axít của xúc tác, chức năng hydro hóa của kim loại sẽ bị biến mất bởi các kim loại bẩn có trong nguyên liệu. Ngoài ra, nguyên liệu cần phải được loại trừ hơi ẩm, vì đây là tác nhân phá hủy cấu trúc tinh thể của chất xúc tác ở nhiệt độ cao.
Sau thời gian làm việc xúc tác có thể mất hoạt tính và cốc có thể hình thành ngay khi có mặt hydro, do đó cần phải tái sinh xúc tác sau một chu kỳ làm việc.
Khi xúc tác ở trạng thái cố định (fix bed) thì thường xảy ra sự ngưng tụ cốc và quá nhiệt cục bộ do việc tạo dòng kênh qua lớp xúc tác. Còn xúc tác tầng sôi có nhiều ưu điểm hơn về mặt truyền nhiệt và truyền khối.

Xúc tác

Hoạt độ (% thể tích) theo hiệu suất sản phẩm sôi đến 250oC

Ni (7%) trên đất sét + HF
NiS (7% Ni) trên đất sét + HF
NiS (6% Ni) trên Al2O3 – SiO3 tổng hợp
CoO (2%Co + 7% MoO3)
CoO (2%Co + 7%MoO3) trên Al2O3+ HF
Pt (0,21% Pt) trên SiO3 – Al2O3tổng hợp
Pd (0,21% Pd) trên SiO3 – Al2O3tổng hợp
Pd (0,5%) trên zeolite dạng axit
(Phản ứng thực hiện ở p=75at)

68

81

66

5

6

25

92

96