intTypePromotion=3

Đề cương bài giảng Hóa học và công nghệ hóa dầu - ĐH Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên

Chia sẻ: Le Thanh Hai | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:151

0
64
lượt xem
6
download

Đề cương bài giảng Hóa học và công nghệ hóa dầu - ĐH Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

(NB) Đề cương bài giảng Hóa học và công nghệ hóa dầu - ĐH Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên giới thiệu đến các bạn những nội dung về: Thành phần hóa học và phân loại dầu mỏ, ứng dụng của các phân đoạn dầu mỏ, quá trình cracking, quá trình reforming, quá trình izome hóa

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Đề cương bài giảng Hóa học và công nghệ hóa dầu - ĐH Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN<br /> KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC & MÔI TRƯỜNG<br /> <br /> ĐỀ CƯƠNG BÀI GIẢNG<br /> HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HÓA DẦU<br /> ĐỀ CƯƠNG BÀI GIẢNG<br /> HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HÓA DẦU<br /> <br /> Hưng Yên 2011<br /> (Tài liệu lưu hành nội bộ)<br /> <br /> 1<br /> <br /> TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN<br /> KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC & MÔI TRƯỜNG<br /> <br /> ĐỀ CƯƠNG BÀI GIẢNG<br /> HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HÓA DẦU<br /> Người soạn: Phạm Thị Kim Thanh<br /> <br /> Hưng Yên, 2011<br /> 2<br /> <br /> PHẦN MỘT: DẦU THÔ<br /> CHƯƠNG 1: THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ PHÂN LOẠI DẦU MỎ<br /> 1.1. Nguồn gốc dầu mỏ và khí<br /> Khi xem xét về nguồn gốc của dầu mỏ và khí, người ta đã đưa ra nhiều giả thiết khác<br /> nhau, thậm chí là trái ngược nhau, nhưng chủ yếu người ta quan tâm đến hai giả thiết như<br /> sau: giả thiết về nguồn gốc vô cơ và giả thiết về nguồn gốc hữu cơ. Trong phần này ta sẽ<br /> tìm hiểu hai giả thiết này.<br /> 1.1.1. Nguồn gốc khoáng<br /> Theo giả thiết về nguồn gốc vô cơ thì dầu mỏ được hình thành từ các hợp chất vô<br /> cơ, cụ thể trong lòng đất có chứa các cacbua kim loại như Al4C3, CaC2 ... các chất này bị<br /> phân huỷ bởi nước để tạo ra CH4, C2H2 theo các phương trình phản ứng sau:<br /> Al4C3 + 12 H2O<br /> <br /> 4 Al(OH)3 + 3 CH4<br /> <br /> CaC2 + 2 H2O<br /> <br /> Ca(OH)2 + C2H2<br /> <br /> Các chất hữu cơ hình thành từ các phản ứng trên tiếp tục biến đổi dưới tác động của<br /> các yếu tố như nhiệt độ, áp suất cao và xúc tác là các khoáng sét có sản trong lòng đất để<br /> tạo nên dầu khí.<br /> Để chứng minh cho giả thiết này thì vao năm 1866, Berthelot đã tiến hành quá trình<br /> tổng hợp được các hợp chất hydrocacbon thơm từ axetylen ở nhiệt độ cao với sự có mặt<br /> của xúc tác, năm 1901, Sabatier và Sendereus tiến hành phản ứng hydro hoá axetylen<br /> trên xúc tác Niken và Sắt ở nhiệt độ trong khoảng 200 đến 300oC, đã thu được một<br /> loạt các hydrocacbon tương ứng như thành phần của dầu mỏ.<br /> Cùng với nhiều phản ứng tương tự, giả thiết này đã thuyết phục được nhiều nhà khoa<br /> học trong một thời gian dài. Tuy nhiên, trong những hoạt động thực tiễn thì giả thiết này<br /> đã gặp phải khá nhiều vấn đề mà bản thân nó không thể giải thích được như:<br /> - Hàm lượng các hợp chất cacbua trong lòng đất thì khá hạn chế trong khi đó thì dầu<br /> mỏ ngày càng tìm được với số lượng rất lớn và hầu như có mặt khắp nơi.<br /> - Các phản ứng tạo hợp chất thơm và các hợp chất có thành phần tương tự như thành<br /> phần của dầu mỏ từ CH4 và C2H2 đòi hỏi có nhiệt độ cao trong khi đó thực tế nhiệt độ<br /> đạt được trong các mỏ dầu thì ít khi vượt quá 150 đến 200oC.<br /> - Bằng các phương pháp phân tích hiện đại, ngày nay người ta đã xác định được<br /> trong dầu thô có chứa các porphyrin là hợp chất có nhiều trong xác động thực vật.<br /> Chính những khuyết điểm trên mà giả thiết này ngày càng có ít người quan tâm và thay<br /> vào đó là giả thiết về nguồn gốc hữu cơ.<br /> 1.1.2. Nguồn gốc hữu cơ<br /> 3<br /> <br /> - Từ xác động thực vật, cuốn ra biển, sau hàng triệu năm lắng đọng xuống đáy biển, dưới<br /> tác dụng của vi khuẩn hiếu khí và vi khuẩn kị khí, chúng bị phân hủy:<br /> + Phần dễ bị phân hủy gồm albumin, hydratcacbon bị phân hủy trước, tạo chất dễ tan<br /> trong nước và khí. Nhưng chất này không tạo nên dầu khí.<br /> + phần khó phân hủy gồm: protein, chất béo, rượu cao, sáp, dầu, nhựa, lắng đọng tạo<br /> thành lớp trầm tích dưới đáy biển (là vật liệu hữu cơ đầu tiên của dầu khí), sau hàng triệu năm<br /> phân hủy thành các hydrocacbon ban đầu:<br /> <br /> - Lớp trầm tích (gọi là đá mẹ). Do áp suất ở đây cao nên chúng bị đẩy ra ngoài và buộc<br /> phải di cư đến nơi ở mới qua các tầng “đá chứa” thường có cấu trúc rỗng xốp. Sự di chuyển<br /> tiếp tục xảy ra đến khi chúng gặp điều kiện địa hình thuận lợi để có thể ở lại đáy và tích tụ<br /> thành mỏ dầu; đó là những cái “bẫy”, dầu có thể vào mà không ra được, có nghĩa là nơi đó<br /> phải có tầng đá chắn hoặc nút mối.<br /> + Trong quá trình di cư, tính chất và thành phần của dầu khí có biến đổi. Khi đi qua<br /> những lớp vật liệu xốp thì những hiện tượng vật lý như lọc, hấp thụ phân chia sắc ký hoặc<br /> hòa tan đều có khả năng xảy ra với các mức độ khác nhau. Kết quả của nó thường làm cho<br /> dầu nhẹ hơn, những hợp chất có cực bị hấp phụ mạnh được giữ lại trên đường di cư và do<br /> đó, nhựa asphalten sẽ giảm, còn khí sẽ càng giàu mêtan hơn. Đồng thời có sự tiếp xúc với<br /> oxi xảy ra quá trình oxi hóa, tạo thành các hợp chất chứa dị tố làm giảm chất lượng dầu mỏ.<br /> + Khi tích tụ trong các mỏ dầu: Nếu mỏ dầu kín thì quá trình biến đổi hầu như không xảy<br /> ra. Nếu có khe hở, lân CO2, H2O..... làm giảm chất lượng dầu mỏ.<br /> - Các mỏ dầu càng sâu thì nhiệt độ và áp suất tăng (nhiệt độ ở các lớp trầm tích là 100200oC , p=200-1000at), hydrocacbon phân hủy chất có phân tử lượng nhỏ.<br /> Chất lượng dầu mỏ tăng khi thời gian, độ kín chìm càng sâu thì dầu mỏ chứa nhiều<br /> hydrocacbon phân tử lượng nhỏ và sâu hơn có thể tìm thấy khí.<br /> Bản chất: + dầu và khí đều có cùng nguồn gốc hưu cơ.<br /> + Ở đầu có dầu thì ở đó có khí<br /> + Cùng có khi có mỏ khí nằm riêng biệt (là do sự di cư)<br /> * Vi khuẩn hiếu khí: chỉ có thể mọc khi có mặt O2<br /> - Vi khuẩn kỵ khí (yếm khí): chỉ có thể mọc khi không có mặt O2.<br /> - Albumin: chất đạm tan trong nước và đông lại khi đun nóng (lòng trắng trứng).<br /> <br /> 1.2. Khái quát thành phần hóa học của dầu mỏ và khí<br /> Thành phần hoá học của dầu mỏ và khí nói chung rất phức tạp. Khi khảo sát thành phần<br /> dầu mỏ và khí của nhiều mỏ dầu trên thế giới, đều thấy không dầu nào giống hẳn dầu nào,<br /> 4<br /> <br /> có bao nhiêu mỏ dầu thì có bấy nhiêu loại dầu mỏ. Ngay trong bản thân một lỗ khoan, dầu<br /> mỏ lấy từ các tầng dầu khác nhau, cũng đều khác nhau.<br /> - Tuy vậy trong dầu mỏ đều có một điểm chung:<br /> + là thành phần chính: các hợp chất hydrocacbon (tức là chỉ có C và H trong phân tử)<br /> 60-90% KL. Thành phần hydrocacbon càng cao thì chất lượng dầu mỏ càng cao và<br /> ngược lại.<br /> + Phần còn lại là các hợp chất khác như các hợp chất của lưu huỳnh, nitơ, oxy, các hợp<br /> chất cơ kim, các chất nhựa và asphalten. Thành phần phi hydrocacbon càng thấp thì chất<br /> lượng dầu mỏ càng cao.<br /> -<br /> <br /> Trong khí, ngoài hydrocacbon còn có các khí trơ: N2, He, Ar, xe ….<br /> <br /> Các mỏ dầu trên thế giới rất khác nhau thành phần hóa học, rất gần nhau về thành phần<br /> nguyên tố: C (83-87%) và H (11-14%).<br /> <br /> 1.3. Thành phần hydrocacbon trong dầu mỏ<br /> -<br /> <br /> Là thành phần chính của dầu mỏ.<br /> <br /> -<br /> <br /> Có hầu hết các HDCB (trừ olefin): parafin (ankan), naphten (vòng no), aromat (hợp<br /> chất thơm), hỗn hợp naphten-aromat.<br /> <br /> 1.3.1. Hydrocacbon parafinic (ankan):<br /> - dạng phổ biến nhất.<br /> -<br /> <br /> dạng tồn tại: + khí: từ C1 -> C4<br /> + lỏng, rắn<br /> <br /> -<br /> <br /> phân loại: + n- parafin: từ C18<br /> + izo-parafin: ở phần nhẹ và phần có nhiệt độ sôi trung bình của dầu mỏ<br /> <br /> 1.3.2. Hydrocacbon naphten (vòng no)<br /> - có cấu trúc vòng 5,6 cạnh, có thể ở dạng ngưng tụ 2,3 vòng:<br /> Ví dụ:<br /> R<br /> <br /> (CH 2) 11 - CH 3<br /> <br /> R<br /> <br /> H3 C<br /> CH 3<br /> <br /> 1.3.3. Hydrocacbon aromatic (hợp chất thơm)<br /> - Cấu trúc:<br /> + Thường là loại 1 vòng và đồng đẳng của chúng: thường thuộc phần nhẹ<br /> + Loại 2, 3, 4 vòng thơm: thường thuộc phần có tos trung bình và cao của dầu mỏ<br /> -<br /> <br /> Ví dụ:<br /> BTx<br /> naphtalen<br /> <br /> antraxen<br /> <br /> diphenyl<br /> <br /> 5<br /> <br />

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản