Reforming xúc tác là gì? Vai trò và quy trình

Trong ngành công nghiệp lọc hóa dầu, reforming xúc tác là một quá trình quan trọng giúp nâng cao chất lượng và giá trị của các sản phẩm dầu mỏ. Cùng tìm hiểu về reforming xúc tác, vai trò và quy trình thực hiện quá trình này trong bài viết dưới đây của NSRP.

1. Reforming xúc tác là gì?

Reforming xúc tác (catalytic reforming) là một quá trình làm tăng chỉ số octane cho nguồn naphtha trong ngành lọc hóa dầu. Mục đích chính của quá trình này là cải thiện chất lượng của xăng, làm tăng chỉ số octane và sản xuất các sản phẩm hóa dầu như aromatics (benzene, toluene, xylene) – những nguyên liệu quan trọng cho ngành hóa chất.

Trong quá trình reforming, các phân tử hydrocarbon dài và phức tạp trong dầu mỏ sẽ được chuyển hóa thông qua phản ứng hóa học, thường dưới tác dụng của nhiệt độ cao và xúc tác đặc biệt, từ đó tạo ra các phân tử hydrocarbon mạch vòng . Quá trình này sử dụng một loại xúc tác đặc biệt (thường là platin hoặc hợp kim của platin), giúp tăng cường hiệu quả phản ứng và tiết kiệm năng lượng.

Reforming xúc tác là một quá trình quan trọng trong ngành công nghiệp lọc hóa dầu

2. Vai trò của reforming xúc tác

Reforming xúc tác có nhiều vai trò quan trọng trong ngành lọc hóa dầu:

• Tăng chỉ số octane của xăng: Quá trình reforming giúp biến đổi các phân tử hydrocarbon nặng, mạch thẳng có chỉ số octane thấp thành những phân tử mạch vòng (aromatic), nhẹ hơn với chỉ số octane cao hơn. Điều này giúp sản xuất xăng có chất lượng tốt hơn, đáp ứng yêu cầu khắt khe của các động cơ hiện đại, giúp tăng hiệu quả đốt cháy và giảm khí thải.
• Sản xuất các sản phẩm hóa dầu có giá trị cao: Quá trình reforming xúc tác còn tạo ra các aromatics, bao gồm benzene, toluene và xylene, những nguyên liệu quan trọng trong ngành hóa chất. Những sản phẩm này được sử dụng trong sản xuất nhựa, sợi tổng hợp, và các hợp chất hóa học khác.

3. Quy trình reforming xúc tác

Dưới đây là các bước chính trong quy trình reforming xúc tác:

Trộn naphtha với khí hydro

Naphtha (sản phẩm từ chưng cất dầu thô) được trộn với khí hydro và làm nóng trước khi đưa vào buồng phản ứng. Quá trình này giúp chuẩn bị cho các phản ứng hóa học diễn ra hiệu quả hơn trong các bước tiếp theo.

Phản ứng reforming trong reactor (lò phản ứng)

Naphtha được trộn với khí hydro và chuyển vào reactor, nơi xảy ra các phản ứng dưới tác dụng của xúc tác. Các hợp chất trong naphtha, đặc biệt là các hydrocarbon mạch thẳng, sẽ được chuyển hóa thành các hợp chất thơm mạch vòng (aromatics) như benzene, toluene và xylen, có chỉ số octane cao.

Tách khí giàu hydro

Sau khi phản ứng, hydro được sinh ra từ phản ứng đi ra từ reactor sẽ được làm nguội và chuyển vào một bình tách khí (flash drum) ở áp suất thấp để tách các khí giàu hydro. Các khí này sẽ được tái sử dụng trong quá trình tiếp theo để duy trì hiệu quả sản xuất.

Chuyển sản phẩm sang thiết bị tách, ổn định

Sản phẩm còn lại từ bộ tách (gọi là “sản phẩm đáy”) chứa nhiều thành phần hydrocarbon nhẹ và sản phẩm. Chúng sẽ được chuyển đến một thiết bị ổn định (debutanizer) để tách các phân đoạn nhẹ như butane, đồng thời thu được sản phẩm chính là reformate.

Sản phẩm reformate và các phân đoạn nhẹ

Sản phẩm reformate thu được từ bộ ổn định là xăng có chỉ số octane cao, có thể dùng trực tiếp hoặc để pha trộn vào các nhiên liệu khác, hoặc để tách tiếp thành các hydrocarbon thơm như bước bên dưới. Các phân đoạn butane và các hydrocarbon nhẹ hơn sẽ được gửi đến nhà máy khí bão hòa để xử lý thêm (thu hồi khí dầu mỏ hóa lỏng)

Chiết xuất các hợp chất chất thơm (aromatic)

Nếu cần, quy trình chiết xuất có thể được áp dụng tiếp theo để tách các hợp chất thơm trong xăng reformate như benzene, toluene và xylen. Những hóa chất này là nguyên liệu quan trọng trong sản xuất nhựa và các sản phẩm hóa dầu khác.

Cung cấp nguồn năng lượng và duy trì hiệu suất

Các bơm cấp và bơm hồi lưu trong quy trình reforming xúc tác được thiết kế để hoạt động liên tục, giúp duy trì sự ổn định và hiệu suất của quá trình trong thời gian dài (thường từ 3 năm trở lên).

Reforming xúc tác là một quá trình quan trọng trong ngành công nghiệp lọc hóa dầu, giúp tạo ra các sản phẩm nhiên liệu có chất lượng cao và cung cấp nguyên liệu cho ngành công nghiệp hóa chất.