Đồ án hóa dầu
“Nghiên cứu về nguyên
lý phép chưng cất”
SVTH:NguyễnChíTuân
GSVHD:Th.sLêThịMỹNhân 
Đồ án hóa dầu Nghiên cứu về nguyên lý phép chưng cất
GVHD: Th.s Lê Thị Mỹ Nhân SVTH: Nguyễn Chí Tuân
MỞ ĐẦU
Dầu mỏ được con người biết đến từ thời cổ xưa và công nghệ chế biến dầu mỏ
được xem như bắt đầu ra đời vào năm 1859 khi mà Edwis Drake (Mỹ) khai thác được
dầu thô, lúc bấy giờ lượng dầu thô khai thác được còn rất ít nó được sử dụng làm
nhiên liệu để đốt chảy thắp sáng. Thế kỷ 19 dầu được coi như nguồn tài nguyên cho
mọi phương tiện giao thông và cho nền kinh tế quốc dân.
Hiện nay dầu mỏ đã trở thành nguồn năng lượng quan trọng nhất của mọi quốc
gia trên thế giới. Khoảng 65 ÷ 75% năng lượng sử dụng từ dầu mỏ, chỉ có 20 ÷22%.
Dựa vào các quá trình chế biến như: Chưng cất, hydro crarking, reforming, ankil hoá,
đồng phân hoá, polyme hoá cho ra các sản phẩm xăng, nhiên liệu phản lực dầu mỏ bôi
trơn, có hiệu quả tối đa và một số sản phẩm Dầu khác như: sản phẩm năng lượng, phi
năng lượng, butan, cốc và khí lỏng dân dụng, làm khí đốt và nhiên liệu.
Ngày nay trên 90% sản phẩm hữu cơ có nguồn gốc từ dầu khí và tỷ lệ dầu khí
sử dụng vào mục đích năng lượng sẽ giảm dần do đó dầu khí trong một tương lai lâu
dài vẫn chiếm dữ một vị trí quan trọng trong lĩnh vực năng lượng và nguyên liệu hoá
học mà không có một tài nguyên thiên nhiên nào cạnh tranh nổi.
Dầu mỏ là hỗn hợp phức tạp trong đó có hàng trăm hợp chất khác nhau, nhưng
nguyên tố cơ bản chứa trong dầu khí phần lớn là hyđro cacbon chiếm từ 60 ÷ 90%
trọng lượng trong dầu, còn lại là các chất oxy, lưu huỳnh, nước, các phức chất cơ kim,
các chất nhựa, asphanten. Trong khí còn chứa các khí trơ như He, Ar, Xe….Dầu mỏ là
một hỗn hợp rất phức tạp gồm hyđro cacbon, khí thiênnhiên, khí dầu mỏ và các hợp
chất khác như CO2, N2, H2S, He….
Dầu mỏ muốn sử dụng được rộng rãi, chưng cất sơ khai dầu, chưng cất phân
đoạn. Các phân đoạn thu được phù hợp cho các phương pháp chế biến khác.
Đối với Việt Nam, coi dầu khí là ngành kinh tế mũi nhọn, là chỗ dựa cho ngành
công nghiệp hoá, hiện đại hoá, làm đà thúc đẩy cho nền kinh tế quốc dân. Đây là mũi
nhọn có tính chiến lược của Việt Nam, như vậy ngành công nghiệp dầu nước ta đang
bước vào thời kỳ mới, thời kỳ mà cả nước đang thực hiện mục tiêu công nghiệp hoá,
hiện đại hoá chắc chắn sự đóng góp của ngành dầu khí trong công cuộc công nghiệp
hoá đất nước sẽ có ý nghĩa không chỉ bằng những chỉ tiêu kinh tế cụ thể mà ngành
công chế biến nghiệp mọi nhọn này còn là nguồn động viên tinh thần của đảng, toàn
Đồ án hóa dầu Nghiên cứu về nguyên lý phép chưng cất
GVHD: Th.s Lê Thị Mỹ Nhân SVTH: Nguyễn Chí Tuân
dân và nhất là thành viên đang hoạt động trong ngành dầu khí, hăng hái lao động góp
phần xây dựng đất nước để sau vài thập niên tới sánh vai với các nước trong khu vực
và trên thế giới.
Đây không phải là vấn đề mới,trong thực tế đã có nhiều nhà nghiên cứu khoa
học đã đi sâu vào nghiên cứu nguyên lý phép chưng cất và được áp dụng vào thực tiễn
mang lại hiệu quả kinh tế rất cao trong quá trình sản xuất. Song vẫn còn tồn tại một số
hạn chế nhất định. Chính vì vậy tác giả chọn đề tài: “Nghiên cứu về nguyên lý phép
chưng cất”
Đồ án hóa dầu Nghiên cứu về nguyên lý phép chưng cất
GVHD: Th.s Lê Thị Mỹ Nhân SVTH: Nguyễn Chí Tuân
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1.1.1 Khái niệm
Chưng là phương pháp tách hổn hợp chất lỏng (cũng như các hổn hợp khí đã
hóa lỏng) thành những cấu tử riêng biệt, dựa trên độ bay hơi khác nhau của các cấu tử
trong hổn hợp.
Khi chưng ta thu được nhiều sản phẩm. Thường hổn hợp có bao nhiêu cấu tử thì
có bấy nhiêu sản phẩm. Đối với hổn hợp gồm hai cấu tử sản phẩm sẽ thu được:
Sản phẩm đỉnh: gồm cấu tử dễ bay hơi và một phần cấu tử khó bay hơi.
Sản phẩm đáy gồm chủ yếu cấu tử khó bay hơi và một phần cấu tử dễ bay hơi.
Thường để thu được sản phẩm đỉnh tinh khiết tiến hành chưng nhiều lần –
chưng luyện.
Vậy “Chưng cất là quá trình tách một dung dịch bằng cách đun sôi nó, rồi
ngưng tụ hơi bay ra để được 2 phần: Phần nhẹ là distillat có nhiệt độ sôi thấp, chứa
nhiều chất dễ sôi, còn phần nặng còn lại là cặn chưng cất (redue)”.
1.1.2. Lịch sử phát triển
Loài người từ xa xưa đã biết áp dụng nguyên lý phép chưng cất vào trong đời
sống của mình như: chưng cất,chưng cất rượu,....Đối với dầu khí con người biết sử
dụng dầu khí đã hàng nghìn năm về trước do sự bắt cháy của dòng khí tự nhiên phụt
lên theo các khe nứt của mặt đất.
Người Trung Hoa đã dùng khí tự nhiên làm khí đốt vào thế kỷ thứ ba, nhưng kỷ
nguyên dầu khí thực sự chỉ bắt đầu ở thế kỷ 19. Xưởng chưng cất dầu thô đầu tiên trên
thế gới xuất hiện ở Capcado (Liên Xô cũ) vào năm 1821 những năm 1859 được coi là
năm khởi đầu của kỷ nguyên dầu khí do khai thác được mỏ dầu Titusville (Pensylvania
ở Mỹ) cũng như việc xây dựng nhà máy đầu tiên ở đó vao năm 1890.
Ngày nay, ngành công nghiệp chế biến không ngừng được phát triển với những
trang thiết bị, máy móc hiện đại. Đặc biệt là thiết bị của quá trình chưng cất dầu thô.
Từ những công cụ, thiết bị đơn giản đem lại hiệu suất kinh tế không cao đã được thay
đổi bằng những thiết bị hiện đại.
Đồ án hóa dầu Nghiên cứu về nguyên lý phép chưng cất
GVHD: Th.s Lê Thị Mỹ Nhân SVTH: Nguyễn Chí Tuân
1.1.3. Phân loại chưng cất
a. Phân loại theo áp suất làm việc:
Áp suất thấp
Áp suất thường
Áp suất cao
b. Phân loại theo nguyên lý làm việc:
Chưng cất đơn giản
Chưng bằng hơi nước trực tiếp
Chưng cất
Chưng chân không
c. Phân loại theo phương pháp cấp nhiệt ở đáy tháp:
Cấp nhiệt trực tiếp
Cấp nhiệt gián tiếp
1.2. ÁP SUẤT HƠI
1.2.1. Hiện tượng bay hơi
Mọi chất lỏng (dung dịch, nguyên chất) đều bay hơi. Chỉ có các phân tử ở bề
mặt chất lỏng (mặt thoáng) có năng lượng vượt trội sẽ bay hơi. Trong giai đoạn đầu,
tốc độ bay hơi luôn lớn hơn tốc độ ngưng tụ, sau một thời gian, một lượng phân tử hơi
trong không khí đạt cực đại thì tốc độ bay hơi và tốc độ ngưng tụ bằng nhau. Lúc đó,
coi như sự bay hơi không xảy ra nữa (thực tế vẫn xảy ra sự bay hơi).
Cần chú ý là hơi và khí về bản chất vật lý là giống nhau, nhưng chỉ gọi là khí khi chất
đó ở thể khí trong điều kiện thường như: O2, CO2,..., còn hơi là chất có liên quan ở thể
lỏng trong điều kienj thường như: H2O, C2H5OH,...
1.2.2. Áp suất hơi bão hòa
Sự bay hơi và sự ngưng tụ tất yếu sẽ dẫn đến một trạng thái mà ở đó, tốc độ bay
hơi và tốc độ ngưng tụ sẽ bằng nhau gọi là trạng thái cân bằng.
Rõ ràng, áp suất hơi lúc đó trở nên không đổi và đạt cực đạt. Áp suất đó được
gọi là áp suất hơi bão hòa của chất lỏng. Vậy: áp suất hơi bão hòa của một chất lỏng là
áp suất hơi riêng phần được gây ra bởi các phân tử hơi từ chất lỏng đó tồn tại trên mặt