Chưng cất dầu thô áp suất thường: Đồ án tốt nghiệp

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

LỜI CẢM ƠN

Em xin chân thành cảm ơn TS. Lê Văn Hiếu người đã tận tình hướng dẫn giúp đỡ em về mặt kiến thức khoa học, với sự giúp đỡ ân cần và tận tính chỉ bảo của thầy đã giúp em hiểu được những vấn đề cần thiết và hoàn thành bản đồ án này đúng thời gian quy định.

Tuy nhiên với khối lượng công việc lớn hoàn thành trong thời gian có hạn nên em không thể tránh khỏi những sai sót và vướng mắc nhất định. Vậy em kính mong các thầy giáo, cô giáo chỉ bảo cho em.

Một lần nữa cho em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các thầy giáo, cô giáo trong Bộ môn Công nghệ Hữu cơ - Hoá dầu đã tạo điều kiện giúp đỡ em trong thời gian vừa qua.

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên

Nguyễn Anh Tuấn

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 1

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

MỤC LỤC

Trang 5 MỞ ĐẦU

Phần I

7 TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM

I. DẦU THÔ 7

1. Các đặc tính quan trọng của dầu thô 7

2. Thành phần hoá học 12

3. Phân loại dầu thô 15

II. XỬ LÝ DẦU THÔ TRƢỚC KHI CHƢNG CẤT 18

1. Tách tạp chất cơ học, nƣớc, muối lẫn trong dầu 19

III. CÁC PHƢƠNG PHÁP CHƢNG CẤT 22

1. Chƣng đơn giản 26

2. Chƣng phức tạp 27

IV. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG 31

1. Chế độ nhiệt của tháp chƣng luyện 31

2. Yếu tố áp suất của tháp chƣng luyện 34

3. Điều khiển, khống chế chế độ làm việc của tháp chƣng cất 34

V. SẢN PHẨM CỦA QUÁ TRÌNH CHƢNG CẤT 35

1. Phân loại khí hydrocacbon 36

2. Phân đoạn xăng 36

3. Phân đoạn kerosen 37

4. Phân đoạn diezen 37

5. Phân đoạn mazut 37

6. Phân đoan dầu nhờn 7. Phân đoạn gudron

38 38 PhÇn II

CÔNG NGHỆ CỦA QUÁ TRÌNH

I. PHÂN LOẠI SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ II. DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 39 39 41

1. Chọn chế độ công nghệ và sơ đồ công nghệ 41

2. Chọn sơ đồ công nghệ 42

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 2

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

3. Thuyết minh sơ đồ chƣng cất dầu loại hai tháp 44

4. Ƣu điểm của sơ đồ chƣng cất 2 tháp 44

III. THIẾT BỊ CHÍNH TRONG DÂY CHUYỀN 45

1. Tháp chƣng cất 45

2. Các loại tháp chƣng luyện 47

IV. THIẾT BỊ ĐUN NÓNG 51

1. Thiết bị đun nóng bằng lò ống 51

V. THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT 52

1. Loại vỏ bọc 52

2. Loại ống 53

Phần III

57 TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ

I. TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 57

I.1. Tại tháp tách sơ bộ 58

I. 2. Tại tháp tách phân đoạn 58

I.3. Tổng kết cân bằng vật chất 59

II. THIẾT LẬP ĐƢỜNG CÂN BẰNG (VE) CHO CÁC SẢN PHẨM

II.1. Đƣờng cân bằng (VE) sản phẩm xăng 60

II.2. Đƣờng cân bằng (VE) sản phẩm kerosen 62

II.3. Đƣờng cân bằng (VE) cho sản phẩm gazoil 63

III. XÁC ĐỊNH CÁC ĐẠI LƢỢNG TRUNG BÌNH CỦA SẢN PHẨM

III.1. Tỷ trọng trung bình 64

III.2. Xác định nhiệt độ sôi trung bình 65

III.3. Tính phân tử lƣợng trung bình của các sản phẩm 65

IV. TÍNH TIÊU HAO HƠI NƢỚC 66

IV.1. Tính tiêu hao hơi cho tháp phân đoạn 66

IV.2. Tính tiêu hao nƣớc cho các tháp tách 66

V. TÍNH CHẾ ĐỘ CỦA THÁP CHƢNG CẤT 67

V.1. Tính áp suất của tháp 67

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 3

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

V.2. Tính nhiệt độ của tháp 68

V.3. Tính chỉ số hồi lƣu đỉnh tháp 76

VI. TÍNH KÍCH THƢỚC CỦA THÁP CHƢNG CẤT 77

VI.1. Tính đƣờng kính tháp 77

VI.2. Tính chiều cao của tháp 79

VI.3. Tính số chóp và đƣờng kính chóp 79

Phần IV

81 Xây dựng

I. Xác định địa điểm xây dựng nhà máy 81

II. Các yêu cầu khi thiết kế xây dựng 82

III. Giải pháp thiết kế xây dựng 84

Phần V

88 TÍNH TOÁN KINH TẾ

I. Mục đích 88

II. Chế độ công tác của phân xƣởng 88

III. Nhu cầu về nguyên liệu và năng lƣợng 90

IV. Xác định nhu cầu công nhân cho phân xƣởng 91

V. Tính khấu hao cho phân xƣởng 93

VI. Chi phí khác cho 1 thùng sản phẩm 93

VII. Xác định hiệu quả kinh tế 94

Phần VI

96 AN toàn

I. An toàn lao động trong phân xƣởng chƣng cất khí quyển 96

II. Tự động hoá. 100

III. Một số dụng cụ tự động hoá 102

KẾT LUẬN

106

TÀI LIỆU THAM KHẢO

107

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 4

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

MỞ ĐẦU

Dầu mỏ đƣợc con ngƣời biết đến từ thời cổ xƣa, đến thế kỷ 18, dầu mỏ đƣợc sử dụng làm nhiên liệu để đốt cháy, thắp sáng. Sang thế kỷ19, dầu đƣợc coi nhƣ là nguồn nhiên liệu chính cho mọi phƣơng tiện giao thông và cho nền kinh tế quốc dân.

Hiện nay, dầu mỏ đã trở thành nguồn năng lƣợng quan trọng nhất của mọi quốc gia trên thế giới. Khoảng 65  70% năng lƣợng sử dụng đi từ dầu mỏ, chỉ có 20  22% năng lƣợng đi từ than, 5  6% từ năng lƣợng nƣớc và 8  12% từ năng lƣợng hạt nhân.

Bên cạnh đó hƣớng sử dụng mạnh mẽ và có hiệu quả nhất của dầu mỏ là làm nguyên liệu cho công nghiệp tổng hợp hoá dầu nhƣ: sản xuất cao su, chất dẻo, tơ sợi tổng hợp, các chất hoạt động bề mặt, phân bón, thậm chí cả protêin.

Ngoài các sản phẩm nhiên liệu và sản phẩm hoá học của dầu mỏ, các sản phẩm phi nhiên liệu nhƣ dầu mỡ bôi trơn, nhựa đƣờng, hắc ín... cũng là một phần quan trọng trong sự phát triển của công nghiệp. Nếu không có dầu mỡ bôi trơn thì không thể có công nghiệp động cơ, máy móc, là nền tảng của kinh tế xã hội.

Công nghiệp chế biến dầu phát triển mạnh là nhờ các đặc tính quý riêng của nguyên liệu dầu mỏ và nguyên liệu từ than hoặc các khoáng chất khác không thể có, đó là giá thành thấp, thuận tiện cho quá trình tự động hoá, dễ khống chế các điều kiện công nghệ và có công suất chế biến lớn, sản phẩm thu đƣợc có chất lƣợng cao, ít tạp chất và dễ tinh chế, dễ tạo ra nhiều chủng loại sản phẩm đáp ứng mọi nhu cầu của các ngành kinh tế quốc dân.

Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của công nghiệp dầu khí trên thế giới, dầu khí Việt Nam cũng đã đƣợc phát hiện từ những năm 1970 và đang trên đà phát triển. Chúng ta đã tìm ra nhiều mỏ chứa dầu trữ lƣợng tƣơng đối lớn nhƣ mỏ Bạch Hổ, Đại Hùng, mỏ Rồng vùng Nam Côn Sơn; các mỏ khí nhƣ Tiền Hải (Thái Bình), Lan Tây, Lan Đỏ... Đây là nguồn tài nguyên quí để giúp nƣớc ta có thể bƣớc vào kỷ nguyên mới của công nghệ dầu khí. Nhà máy lọc dầu số 1 Dung Quất

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 5

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

với công suất 6 triệu tấn/năm sắp hoàn thành để hoạt động và đang tiến hành phê chuẩn nhà máy lọc dầu số 2. Nhƣ vậy ngành công nghiệp chế biến dầu khí nƣớc ta đang bƣớc vào thời kỳ mới, thời kỳ mà cả nƣớc ta đang thực hiện mục tiêu công nghiệp hoá và hiện đại hoá.

Hiệu quả sử dụng dầu mỏ phụ thuộc vào chất lƣợng của các quá trình chế biến. Theo các chuyên gia về hoá dầu ở châu Âu, việc đƣa dầu mỏ qua các quá trình chế biến sẽ nâng cao đƣợc hiệu quả sử dụng của dầu mỏ lên 5 lần, và nhƣ vậy tiết kiệm đƣợc nguồn tài nguyên quý hiếm này.

Dầu mỏ là hỗn hợp rất phức tạp gồm hydrocacbon, khí thiên nhiên, khí dầu mỏ và các hợp chất khác nhƣ CO2, N2, H2S, N2, He, Ar... Dầu mỏ muốn sử dụng đƣợc thì phải tiến hành phân chia thành từng phân đoạn nhỏ. Sự phân chia đó dựa vào phƣơng pháp chƣng cất ở các khoảng nhiệt độ sôi khác nhau. Quá trình chƣng cất dầu là một quá trình vật lý phân chia dầu thô thành các thành phần gọi là các phân đoạn. Quá trình này đƣợc thực hiện bằng các biện pháp khác nhau nhằm để tách các cấu tử có trong dầu thô theo từng khoảng nhiệt độ sôi khác nhau mà không làm phân huỷ chúng. Tuỳ theo biện pháp tiến hành chƣng cất mà ngƣời ta phân chia quá trình chƣng cất thành chƣng đơn giản, chƣng phức tạp, chƣng cất nhờ cấu tử bay hơi hay chƣng cất trong chân không. Trong các nhà máy lọc dầu, phân xƣởng chƣng cất dầu thô cho phép ta thu đƣợc các phân đoạn dầu mỏ để chế biến tiếp theo.

Trong đồ án này sẽ tiến hành đề cập tới các vấn đề lý thuyết có liên quan. Trên cơ sở đó thiết kế và lựa chọn dây chuyền chƣng cất dầu thô nhiều phần nhẹ. Đồng thời xem xét để thiết kế dây mặt bằng phân xƣởng và vấn đề an toàn lao động.

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 6

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

Phần I

TỔNG QUAN LÝ THUYẾT

I. DẦU THÔ

Dầu mỏ là một nguyên liệu hydrocacbon có trong thiên nhiên, có thành phần hóa học rất phức tạp, có những đặc tính vật lý thay đổi trong giới hạn rất rộng nhƣ độ nhớt, màu sắc và tỷ trọng. Màu sắc của dầu mỏ nguyên khai có thể màu sáng cho đến nâu đen. Tỷ trọng có thể thay đổi từ 0,7  1, độ nhớt cũng thay đổi trong giới hạn từ 1  50 cst ở 200C.

Thành phần hoá học của dầu mỏ là một hỗn hợp phức tạp, gồm rất nhiều hydrocacbon. Các hydrocacbon thƣờng thuộc vào 3 họ: họ para-finic, họ naphtenic, họ aromatic hay còn gọi là hydrocacbon thơm.

Với mức độ phức tạp khác nhau, trong cấu trúc dầu mỏ đồng thời cũng có mặt hydrocacbon loại cấu trúc hỗn hợp của cả 3 loại trên. Trong dầu mỏ nguyên khai không có hydrocacbon họ olephinic và sự phân bố của các hydrocacbon kể trên trong dầu mỏ quyết định công nghệ chế biến, hiệu suất và chất lƣợng sản phẩm.

1. Các đặc tính vật lý quan trọng của dầu thô [1, 2].

a- Tỷ trọng :

Khối lƣợng riêng của dầu là khối lƣợng của 1 lít dầu tính bằng

kilôgam. Tỷ trọng của dầu là khối lƣợng của dầu so với khối lƣợng

của nƣớc ở cùng một thể tích và ở nhiệt độ xác định. Do vậy tỷ trọng

15,

20, d4

sẽ có giá trị đúng bằng khối lƣợng riêng khi coi khối lƣợng riêng của nƣớc ở 4oC bằng 1.Trong thực tế, tồn tại các hệ thống đo tỷ trọng sau : , ( hay theo đơn vị Anh Mỹ là Spgr 60/600F ); độ API d4

(API=141,5/s.g 600F/600F)- 131,5), trong đó chỉ số bên trên là nhiệt

độ của dầu trong lúc thử nghiệm còn chỉ số bên dƣới là nhiệt độ của

nƣớc khi thử nghiệm. Tỷ trọng của dầu dao động trong khoảng rộng,

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 7

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

tuỳ thuộc vào loại dầu và có trị số từ 0,8 đến 0,99. Tỷ trọng của dầu

rất quan trọng khi đánh giá chất lƣợng dầu thô. Sở dĩ nhƣ vậy vì tỷ

trọng có liên quan đến bản chất hoá học cũng nhƣ đặc tính phân bố các

phân đoạn trong dầu thô.

Dầu thô càng nhẹ tức có tỷ trọng thấp, càng mang đặc tính dầu

paraphinic, đồng thời tỷ lệ các phân đoạn nặng sẽ ít. Ngƣợc lại, dầu

càng nặng tức tỷ trọng cao, dầu thô càng mang đặc tính dầu aromatic

hoặc naphantenic, các phân đoạn nặng sẽ chiếm tỷ lệ cao. Sở dĩ nhƣ

vậy vì tỷ trọng hydrocacbon parafinic bao giờ cũng thấp hơn so với

naphtenic và aromatic khi chúng có cùng một số nguyên tử cacbon

trong phân tử. Mặt khác những phần không phải là hydrocacbon nhƣ

các chất nhựa, asphaten, các hợp chất chứa lƣu huỳnh, chứa Nitơ,chứa

kim loại lại thƣờng tập trung trong các phần nặng, các nhiệt độ sôi cao

vì vậy dầu thô có tỷ trọng cao, chất lƣợng càng giảm.

b- Độ nhớt của dầu và sản phẩm dầu :

Độ nhớt đặc trƣng cho tính lƣu biến của dầu cũng nhƣ ma sát

nội tại của dầu. Do vậy, độ nhớt cho phép đánh giá khả năng bơm vận

chuyển và chế biến dầu.

Quan trọng hơn, độ nhớt của sản phẩm đánh giá khả năng bôi

trơn, tạo mù sƣơng nhiên liệu khi phun vào động cơ, lò đốt. Độ nhớt

phụ thuộc vào nhiệt độ, khi nhiệt độ tăng, độ nhớt giảm. Có 2 loại độ

nhớt :

+ Độ nhớt động học (St hay cSt)

+ Độ nhớt quy ƣớc (độ nhớt biểu kiến) còn gọi là độ nhớt Engler (0E)

c - Thành phần phân đoạn :

Vì dầu mỏ là thành phần hỗn hợp của nhiều hydrocacbon, có

nhiệt độ sôi khác nhau, nên dầu mỏ không có một nhiệt độ sôi cố định

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 8

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

đặc trƣng nhƣ mọi đơn chất khác. Ở nhiệt độ nào cũng có những hợp

chất có nhiệt độ sôi tƣơng ứng thoát ra, và sự khác nhau của từng loại

dầu thô chính là sự khác nhau về lƣợng chất thoát ra ở các nhiệt độ

tƣơng ứng khi chƣng cất. Vì thế, để đặc trƣng cho từng loại dầu thô,

thƣờng đánh giá bằng đƣờng cong chƣng cất, nghĩa là các đƣờng cong

biểu diễn sự phân bố lƣợng các sản phẩm chƣng cất theo nhiệt độ sôi.

Những điều kiện chƣng cất khác nhau sẽ cho các đƣờng cong chƣng

cất khác nhau.

Đƣờng cong chƣng cất là đƣờng cong biểu diễn tƣơng quan giữa

thành phần cất và nhiệt độ sôi.

Để đặc trƣng cho từng loại dầu thô thƣờng xác định bằng 2

đƣờng cong chƣng cất sau :

* Đƣờng cong chƣng cất Engler :

Hay còn gọi là đƣờng cong chƣng cất đơn giản, hay là đƣờng

cong chƣng cất Engler. Các đặc tính bốc hơi của dầu mỏ đƣợc xác

định bằng cách chƣng đơn giản trong thiết bị chƣng kiêủ Engler

(chƣng cất dầu trong một bình cầu đơn giản, không có tinh luyện và

hồi lƣu) ở đó sự phân chia rất yếu thƣờng tƣơng ứng từ 1 2 đĩa lý

thuyết.

Đƣờng cong thu đƣợc qua quan hệ % thể tích chƣng cất đƣợc và

nhiệt độ chƣng cất. Đƣờng cong này cho biết sơ bộ và nhanh sự phân

bố các hợp chất có nhiệt độ sôi khác nhau trong dầu thô.

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44 9

1- Đƣờng cong Engler của

hỗn hợp 3 cấu tử

2- Đƣờng cong Engler của hỗn

hợp phức tạp

100%Vchƣng cất

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

Hình 1 : Đƣờng cong chƣng cất Engler

* Đường cong điểm sôi thực :

Đƣờng cong này còn gọi là đƣờng cong chƣng cất có tinh luyện.

Đƣờng cong chƣng cất nhận đƣợc khi chƣng cất dầu thô trong thiết bị

chƣng cất có trang bị phần tinh luyện và hồi lƣu, có khả năng phân

chia tƣơng ứng với số đĩa lý thuyết trên 10 với tỷ số hồi lƣu sản phẩm

khoảng 5. Về lý thuyết trong chƣng cất điểm sôi thực đã sử dụng hệ

chƣng cất có khả năng phân chia rất triệt để nhằm làm các cấu tử có

mặt trong hỗn hợp sẽ đƣợc phân chia riêng biệt ở chính nhiệt độ sôi

của từng cấu tử và với số lƣợng đúng bằng số lƣợng có trong hỗn hợp.

Đƣờng cong này phản ánh chính xác hơn sự phân bố từng hợp chất

theo nhiệt độ sôi thực của nó trong dầu thô.

chƣng cất

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

Hình 2. Đường cong điểm sôi thực của hỗn hợp 2 cấu tử A và B

1. Đƣờng cong điểm sôi thực lý thuyết .

2. Đƣờng cong điểm sôi thực thực tế.

Trên hình (2) trình bày đƣờng cong diểm sôi thực của hỗn hợp

hai cấu tử với thành phần 30% cấu tử A và 70% cấu tử B. Cấu tử A sôi

ở nhiệt độ tA và cấu tử B sôi ở nhiệt độ tB dƣới áp suất chung của hệ

khi chƣng cất .

Đƣờng biểu diễn bậc thang chính là đƣờng cong điểm sôi thực lý

thuyết, có nghĩa là sự phân chia thành 2 cấu tử. Ở đây đã thực hiện

một cách hoàn hảo. Còn đƣờng cong đứt khúc chính là đƣờng cong

điểm sôi thực trong thực tế. Vì sự phân chia thành hai cấu tử đã xảy ra

không thể nào hoàn toàn cả. Vì thông thƣờng chỉ sử dụng dụng cụ

chƣng cất với số đĩa lý thuyết từ 10-20 đĩa.

Đây là đƣờng cong rất quan trọng đƣợc sử dụng để đặc trƣng

cho từng loại dầu thô. Trên thực tế, không có loại dầu thô nào có

đƣờng cong chƣng cất điểm sôi thực giống nhau hoàn toàn cả.

Nói chung dầu thô có thể chia thành nhiều phân đoạn nhƣng

thƣờng phân chia 3 phân đoạn chính nhƣ sau: phân đoạn nhẹ, phân

đoạn trung bình và phân đoạn nặng.

Phân đoạn nhẹ: là phân đoạn bao gồm các hợp chất có khoảng sôi nằm trong nhiệt độ thƣờng đến 2000C, còn gọi là phân đoạn xăng

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

thô hay naphta. Phân đoạn này bao gồm những hydrocacbon chứa từ 5

đến 10 nguyên tử cacbon.

Ở phân đoạn này không có những hydrocacbon có cấu trúc bị lai

hoá, mà chỉ có các hydrocacbon thuần chủng mang đặc tính

paraphinic, naphtenic hoặc aromatic một cách rõ rệt. Phân đoạn này

đƣợc sử dụng chủ yếu để chế tạo xăng cho động cơ, chế tạo các dung

môi nhẹ, cũng nhƣ làm nguyên liệu hoá dầu để sản xuất nguyên liệu

cho công nghiệp tổng hợp hoá dầu nhờ vào các quá trình nhiệt phân,

reforming, đồng phân hoá, oxy hoá bộ phận.

Phân đoạn trung bình là phân đoạn có nhiệt độ sôi từ

2003500C ở đoạn này có chứa các hợp chất hydrocacbon từ 10-20

nguyên tử cacbon, với cấu trúc không còn thuần chủng, bị lai hoá bộ

phận. Phân đoạn này đƣợc sử dụng để chế tạo dầu hoả, nhiên liệu phản

lực, nhiên liệu diezel, cũng nhƣ làm nguyên liệu để sản xuất nhờ vào

quá trình biến đổi hoá học (cracking)

Phân đoạn nặng có nhiệt độ sôi trên 3500C là phân đoạn bao

gồm các hợp chất hydrocacbon có từ 20-50 nguyên tử các bon với cấu

trúc bị lai hoá rất phức tạp, đƣợc sử dụng để chế tạo các loại nhiên

liệu nặng nhƣ dầu FO (Fuel Oil), chế tạo nhớt (dầu nhờn) cho máy

móc cơ khí và động cơ, chế tạo nhựa đƣờng (bium) hoặc làm nguyên

liệu cho quá trình cracking hoặc hydrocracking.

2. Thành phần hoá học [2].

a) Hydrocacbon họ parafinic

Hydrocacbon họ parafinic trong dầu mỏ có từ Cl  C4 hoặc cao hơn. Nhƣng hydrocacbon họ parafinic từ Cl  C4 đều là ở thể khí nằm trong dầu mỏ dƣới dạng hoà tan trong dầu mỏ trƣớc khi đƣa vào các thiết bị chế biến dầu đều phải qua giai đoạn loại bỏ các khí này trong các thiết bị đặc biệt: Các thiết bị ổn định thành phần phân đoạn dầu

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

mỏ. Những hydrocacbon họ parafinic từ C5  C16 đều là những hydrocacbon ở dạng lỏng chúng nằm trong các phân đoạn xăng, phân đoạn kerosen, phân đoạn gazoil của dầu mỏ.

Về cấu trúc chúng có nhiều dạng đồng phân với mức độ phân nhánh khác nhau. Trong dầu mỏ có 2 loại parafin: n-parafin và izo- parafin. trong đó n-parafin chiếm đa số (25  30% thể tích), chúng có số nguyên tử cacbon từ C1  C45. Một điểm cần chú ý là các n-parafin có số cacbon  18, ở nhiệt độ thƣờng chúng đã là chất rắn. Chúng có thể hoà tan trong dầu hoặc tạo thành các tinh thể lơ lửng trong dầu. Nếu hàm lƣợng của các parafin rắn này cao, dầu có thể bị đông đặc lại gây khó khăn cho vấn đề vận chuyển. Do vậy, các chất parafin rắn có liên quan đến độ linh động của dầu mỏ. Hàm lƣợng chúng càng cao, nhiệt độ đông đặc của dầu càng lớn. Tuy nhiên, các parafin rắn tách từ dầu thô lại là nguyên liệu quý để tổng hợp hoá học, nhƣ để điều chế: chất tẩy rửa hỗn hợp, tơ sợi, phânbón, chất dẻo...

Các izo-parafin thƣờng chỉ nằm ở phần nhẹ và phần có nhiệt độ sôi trung bình của dầu. Chúng thƣờng có cấu trúc đơn giản: mạch chính dài, nhánh phụ ít và ngắn, nhánh phụ thƣờng là nhóm metyl. Các izo-parafin có số cacbon từ C5  C10 là các cấu tử rất quý trong phần nhẹ của dầu mỏ. Chúng làm tăng khả năng chống kích nổ của xăng. So với n-parafin thì izo-parafin có độ linh động cao hơn.

Thành phần và cấu trúc của các hydrocacbon họ parafinic này trong các phân đoạn của dầu mỏ quyết định rất nhiều đến hiệu suất và chất lƣợng của các sản phẩm thu đƣợc. Những hydrocacbon họ parafinic từ C17 trở lên có cấu trúc thẳng n-parafin, trong dầu mỏ là những hydro-cacbon rắn, chúng thƣờng nằm dƣới dạng các tinh thể lẫn lộn với các hợp chất khác trong dầu mỏ. Các parafin này có cấu trúc tinh thể dạng tấm hoặc dạng dài có nhiệt độ nóng chảy từ 40  700C chúng thƣờng có trong các phân đoạn dầu nhờn. Sự có mặt của các hydrocacbon parafinic loại này trong dầu mỏ tuỳ theo mức độ nhiều ít mà sẽ có ảnh hƣởng lớn nhỏ đến tính chất lƣu biến của dầu mỏ nguyên khai.

Các hydrocacbon parafinic trong dầu mỏ (dạng khí và lỏng) còn là một nguyên liệu ban đầu rất quí để tổng hợp hoá học, vì vậy thƣờng

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

sử dụng hoặc cả phân đoạn (phân đoạn khí và xăng hay còn gọi là naphta hoặc tách ra khỏi phân đoạn dƣới dạng các hydrocacbon riêng lẻ bằng cách chƣng cất, hấp thụ qua rây phân tử, kết tinh ở nhiệt độ thấp... Những parafin rắn thƣờng đƣợc tách ra sử dụng trong công nghiệp sản xuất giấy, nến, giấy cách điện...

b) Hydrocacbon họ naphtenic

Hydrocacbon họ naphtenic trong dầu mỏ là những hydrocacbon vòng no (xyclo parafin), thƣờng ở dạng vòng 5, 6 cạnh có thể ở dạng ngƣng tụ 2  3 vòng, với số vòng từ 1  4 là chủ yếu. Naphtenic là một trong số hydrocacbon phổ biến và quan trọng trong dầu mỏ. Hàm lƣợng của chúng có thể thay đổi từ 30  60% trọng lƣợng.

Hydrocacbon naphtenic là các thành phần rất quan trọng của nhiên liệu mô tơ và dầu nhờn. Các naphtenic một vòng làm cho xăng có chất lƣợng cao, những hydrocacbon naphtenic một vòng có mạch nhánh dài là thành phần rất tốt của dầu nhờn vì chúng có độ nhớt cao và độ nhớt ít thay đổi theo nhiệt độ. Đặc biệt, chúng là các cấu tử rất quý cho nhiên liệu phản lực, vì chúng cho nhiệt cháy cao, đồng thời giữ đƣợc tính linh động ở nhiệt độ thấp, điều này rất phù hợp khi động cơ phải làm việc ở nhiệt độ âm. Ngoài ra, những naphtenic nằm trong dầu mỏ còn là nguyên liệu quý để từ đó điều chế đƣợc các hydrocacbon thơm: benzen, toluen, xylen (BTX), là các chất khởi đầu

để điều chế tơ sợi tổng hợp và chất dẻo.

Hydrocacbon họ naphtenic là một thành phần quan trọng, hàm lƣợng, cấu trúc và sự phân bố của chúng trong các phân đoạn có ảnh hƣởng rất lớn đến hiệu suất và chất lƣợng sản phẩm thu đƣợc.

Mặt khác trong quá trình chế biến dầu mỏ để sản xuất nguyên liệu cơ sở cho tổng hợp hoá dầu thì các hydrocacbon naphtenic trong các phân đoạn nhẹ (phân đoạn xăng) có ý nghĩa quan trọng, quyết định hiệu suất các hydrocacbon thơm nhận đƣợc qua phản ứng khử hydro

naphten của quá trình reforming xúc tác.

c) Các hydrocacbon họ aromatic (hydrocacbon thơm)

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

Hydrocacbon họ aromatic trong dầu mỏ thƣờng chiếm lỷ lệ ít hơn hai loại trên khoảng 5  30%, chúng thƣờng là những loại vòng thơm. Ảnh hƣởng của hydrocacbon loại này trong thành phần các sản phẩm dầu mỏ thay đổi khác nhau. Loại hydrocacbon aromatic thƣờng gặp là loại một vòng và đồng đẳng của chúng (BTX...). Các chất này thƣờng nằm trong phần nhẹ và là cấu tử làm tăng khả năng chống kích nổ của xăng. Các chất ngƣng tụ 2, 3 hoặc 4 vòng thơm có mặt trong phần có nhiệt độ sôi trung bình và cao của dầu mỏ; hàm lƣợng các chất loại

này thƣờng ít hơn.

Trong thành phần cặn các loại dầu mỏ đều tập trung hydrocacbon loại thơm ngƣng tụ cao song ở đây cấu trúc đã bị lai hợp với các mức độ khác nhau giữa ba loại thơm  naphten  parafin.

Ngoài thành phần các hydrocacbon kể trên trong dầu mỏ bao giờ cũng chứa các hợp chất khác không phải hydrocacbon, ngoài hydro và cacbon trong phân tử của chúng có chứa các nguyên tố O, N, S và các kim loại. Đó là các hợp chất phi hydrocacbon trong đó đáng kể nhất là các hợp chất chứa S và nhựa asphanten.

d) Các hợp chất chứa lưu huỳnh

Các hợp chất chứa lƣu huỳnh của dầu mỏ có thể ở dạng khí hoà tan trong dầu (H2S) hoặc ở dạng lỏng phân bố hầu hết trong các phân đoạn dầu mỏ. Phân đoạn càng nặng các hợp chất chứa lƣu huỳnh càng nhiều so với các phân đoạn nhẹ. Các chất hữu cơ có chứa lƣu huỳnh là loại hợp chất phổ biến nhất, làm xấu đi chất lƣợng của dầu thô.

Ảnh hƣởng của các hợp chất chứa lƣu huỳnh chủ yếu gây ăn mòn thiết bị công nghệ khi chế biến, ăn mòn động cơ khi sử dụng, các sản phẩm chứa nhiều S gây ô nhiễm môi trƣờng. Vì vậy dầu mỏ chứa nhiều các hợp chất chứa lƣu huỳnh phải sử dụng nhiều quá trình công nghệ phụ thêm để làm sạch các sản phẩm cũng nhƣ sử dụng các thiết bị công nghệ với các vật liệu chịu ăn mòn (tháp chƣng sở khởi) do đó giá thành hạ các sản phẩm khi chế biến dầu mỏ nhiều S, rất nhiều sản phẩm cũng không đạt chất lƣợng mong muốn.

e) Các hợp chất nhựa  asphanten

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

Các hợp chất nhựa  asphanten thƣờng nằm trong phần cặn của dầu mỏ ở nhiệt độ sôi 3500C. Đó là những hợp chất hữu cơ có trọng lƣợng phân tử lớn, trong cấu trúc có cả vòng thơm, vòng asphanten, các mạch thẳng đính chung quanh đồng thời còn chứa các nguyên tố C, H, O, S, N dƣới dạng dị vòng hay dạng cầu nối. Hàm lƣợng và thành phần hoá học các chất này trong dầu mỏ quyết định đến việc chọn lựa các phƣơng pháp, đến hiệu suất và chất lƣợng sản phẩm.

Ngoài ra trong nhóm chất phi hydrocacbon của dầu mỏ cần phải kể đến các hợp chất chứa nitơ, oxy, các hợp chất cơ kim chứa kim loại nhƣ Ni, Fe, Cu...

Tất cả các hợp chất này đều gây cản trở cho việc chế biến dầu mỏ.

3. Phân loại dầu mỏ [2].

Nhƣ ta đã biết các loại dầu mỏ trên thế giới đều khác nhau về thành phần hoá học và đặc tính. Do đó để phân loại chúng thành từng nhóm có tính chất giống nhau rất khó. Trong dầu mỏ phần chủ yếu và quan trọng nhất quyết định các đặc tính cơ bản của dầu mỏ chính là phần các hợp chất hydrocacbon chứa trong đó. Cho nên dầu mỏ thông thƣờng đƣợc chia theo nhiều loại. Tuy nhiên bên cạnh hydrocacbon còn có những thành phần không phải hydrocacbon, tuy ít nhƣng chúng không kém phần quan trọng. Do đó chƣa có một sự phân loại bao trùm các tính chất khác nhau và vì vậy cho đến nay cũng chƣa có cách phân loại nào đƣợc hoàn hảo.

* Phân loại dầu mỏ theo họ hydrocacbon

Phân loại dầu mỏ theo họ hydrocacbon là phƣơng pháp phân loại thông dụng nhất. Theo cách phân loại này dầu mỏ nói chung sẽ mang đặc tính của loại hydrocacbon nào chiếm ƣu thế trong đó nhất. Nhƣ vậy trong dầu mỏ có 3 loại hydrocacbon chính: parafin, naphten và hydrocacbon thơm, có nghĩa là sẽ có 3 loại dầu mỏ tƣơng ứng là dầu mỏ parafinic, dầu mỏ naphtenic, dầu mỏ aromatic, nếu một trong từng loại trên lần lƣợt chiếm ƣu thế về số lƣợng trong dầu mỏ.

Dầu mỏ parafinic sẽ mang tính chất hoá học và vật lý đặc trƣng của các hydrocacbon họ parafinic, tƣơng tự dầu mỏ naphtenic sẽ mang

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

tính chất hoá học và vật lý đặc trƣng của hydrocacbon họ naphtenic. Dầu mỏ aromatic sẽ mang tính chất hoá học và vật lý đặc trƣng của hydrocacbon họ thơm.

Tuy nhiên trong phần nặng trên 3500C các hydrocacbon thƣờng không còn nằm ở dạng thuần chủng nữa mà bị hỗn hợp lẫn nhau, lai hoá lẫn nhau. Do đó để phân loại thƣờng phải xét sự phân bố từng họ hydrocacbon chỉ trong các phân đoạn chƣng cất. Trong thực tế những họ dầu thuần chủng rất ít gặp đặc biệt là họ dầu aromatic hầu nhƣ trên thế giới không có. Vì vậy những trƣờng hợp mà hydrocacbon trong đó chiếm tỷ lệ không chênh lệch nhau nhiều, dầu mỏ sẽ mang đặc tính hỗn hợp trung gian giữa những loại hydrocacbon đó.

Nhƣ vậy 3 họ dầu chính sẽ gặp những họ dầu hỗn hợp trung gian

giữa parafinic  naphtenic  aromatic.

Bằng cách nhƣ vậy rõ ràng dầu mỏ có thể phân thành các họ sau:

Có 3 họ chính:

+ Họ parafinic

+ Họ naphtenic

+ Họ aromatic

Có 6 họ dầu trung gian:

Họ naphteno  parafinic

Họ parafino  naphtenic

Họ aromato  naptenic

Họ naphteno  aromatic

Họ aromato  parafinic

Họ parafino  aromatic.

Có 6 loại dầu hỗn hợp:

Họ parafino  aromato  naphtenic

Họ aromato  parafino  naphtenic

Họ naphteno  parafino  aromatic

Họ parafino  naphteno  aromatic

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

Họ naphteno  aromato  parafinic

Họ aromato  naphteno  parafinic.

Trong thực tế, dầu họ aromatic, dầu họ aromato  parafinic, parafino  aromatic hầu nhƣ không có, còn những họ dầu hỗn hợp chiếm tỉ lệ cũng rất ít. Chủ yếu là các họ dầu trung gian.

Để có thể phân loại dầu mỏ theo họ hydrocacbon nhƣ trên có thể sử dụng phƣơng pháp phân tích xác định thành phần hoá học nhằm khảo sát sự phân bố hydrocacbon các loại khác nhau trong dầu mỏ.

Tuy nhiên, cách làm nhƣ vậy rất phức tạp. Ngày nay để đơn giản hoá việc phân loại, thƣờng sử dụng các thông số vật lý nhƣ đo tỷ trọng, nhiệt độ sôi v.v...

* Phân loại đầu mỏ theo hydrocacbon bằng cách đo tỷ trọng một

số phân đoạn chọn lựa.

Phƣơng pháp này thực hiện bằng cách đo tỷ trọng của 2 phân

đoạn dầu mỏ tách ra trong giới hạn sau:

 Phân đoạn 1: Bằng cách chƣng cất dầu mỏ áp suất thƣờng lấy ra

phân đoạn có giới hạn nhiệt độ sôi từ 250  2700C.

 Phân đoạn 2: Bằng cách chƣng cất phần còn lại trong chân không (ở 40 mmHg) lấy ra phân đoạn sôi ở 275  3000C ở áp suất chân không (tƣơng ứng 390  4150C ở áp suất thƣờng).

Căn cứ vào giá trị tỷ trọng đo của 2 phân đoạn và đối chiếu vào giới hạn quy định cho từng loại dầu trong bảng dƣới đây mà xếp dầu thuộc họ nào.

Họ dầu mỏ Phân đoạn 1 Phân đoạn 2

Họ parafinic  0,8251  0,8762

Họ parafino  trung gian  0,8251  0,8767  0,334

Họ trung gian  parafinic 0,8256  0,8597 < 0,8762

Họ trung gian 0,8256  0,8597 < 0,8767  0,9334

trung gian  0,8265  0,8597  0,9340

Họ naphtenic  0,8602 0,8767  0,9334

Họ naphteno  trung

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

gian  0,9304  0,8602

Họ naphtenic

II. XỬ LÝ DẦU THÔ TRƢỚC KHI CHƢNG CẤT [1].

Dầu thô đƣợc khai thác từ các mỏ dầu và chuyển vào các nhà máy chế biến. Trƣớc khi chế biến phải tiến hành làm ổn định dầu vì trong dầu còn chứa các khí hoà tan nhƣ khí đồng hành và các khí phi hydrocacbon. Khi dầu phun ra khỏi giếng khoan thì áp suất giảm, nhƣng dù sao vẫn còn lại một lƣợng nhất định lẫn vào trong dầu và phải tách tiếp trƣớc khi chế biến mục đích là hạ thấp áp suất hơi khi chƣng cất dầu thô và nhận thêm nguồn nguyên liệu cho chế biến dầu. Vì trong các khí hydrocacbon nhẹ từ Cl  C4 là nguồn nguyên liệu quý cho quá trình nhận olefin. Xử lý dầu thực chất là chƣng tách bớt phần nhẹ nhƣng để tránh bay hơi cả phần xăng, tốt nhất là tiến hành chƣng cất ở áp suất cao khi đó chỉ có các cấu tử nhẹ hơn C4 bay hơi, còn phần từ C5 trở lên vẫn còn lại trong dầu.

Muốn xử lý dầu thô trƣớc khi đƣa vào chƣng cất chúng ta phải

trải qua những bƣớc tách cơ bản

1. Tách tạp chất cơ học, nƣớc, muối lẫn trong dầu

Nƣớc lẫn trong dầu ở dƣới mỏ chỉ ở dạng tự do không có dạng nhũ tƣơng. Khi khai thác, bơm, phun dầu, các quá trình khuấy trộn thì nƣớc cùng với dầu và các tạp chất tạo thành ở dạng nhũ tƣơng.

Nƣớc nằm dƣới dạng nhũ tƣơng thì rất bền vững và rất khó tách.

Có 2 dạng nhũ tƣơng:

+ Dạng nhũ tƣơng nƣớc ở trong dầu

+ Dạng nhũ tƣơng dầu ở trong nƣớc

Lƣợng nƣớc ở trong dầu nhiều hay ít trong nhũ tƣơng dầu ở mỏ khai thác bằng cách nhìn màu sắc, qua thực nghiệm ngƣời ta kiểm tra thấy nếu dầu chứa 10% nƣớc thì màu cũng tƣơng tự dầu không chứa nƣớc. Nếu nhũ tƣơng dầu chứa 15  20% nƣớc, có màu ghi đến vàng, nhũ tƣơng chứa 25% nƣớc có màu vàng.

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

Dầu mỏ có lẫn nƣớc ở dạng nhũ tƣơng đƣa đi chế biến thì không thể đƣợc mà phải khử chúng ra khỏi dầu. Khử nƣớc và muối ra khỏi dầu đến giới hạn cho phép, cần tiến hành khử ngay ở nơi khai thác là tốt nhất.

Tiến hành tách nƣớc ở dạng nhũ tƣơng có 3 phƣơng pháp:

 Phƣơng pháp cơ học (lắng  lọc  ly tâm).

 Tách nhũ tƣơng nƣớc trong dầu bằng phƣơng pháp hoá học

 Tách bằng phƣơng pháp dùng điện trƣờng.

a) Tách bằng phương pháp cơ học (lắng  lọc  ly tâm)

Khi dầu và nƣớc trong dầu chƣa bị khuấy trộn mạnh và nƣớc lẫn trong dầu ở dạng tự do với hàm lƣợng lớn có thể gần 50% và cao hơn.

* Phương pháp lắng: phƣơng pháp này dùng khi dầu mới khai thác ở giếng khoan lên, dầu và nƣớc chƣa bị khuấy trộn nhiều nên nhũ tƣơng mới tạo ít và nhũ tƣơng chƣa bền vững, nƣớc ở dạng tự do còn tƣơng đối lớn. Dầu mỏ này ngƣời ta đƣa đi lắng, nhờ có tỷ trọng nƣớc nặng hơn dầu nƣớc sẽ đƣợc lắng sơ bộ và tháo ra ngoài.

Tốc độ lắng của các hạt nƣớc tính theo công thức Stockes nếu

kích thƣớc hạt lớn hơn 0,5 m.

(1)

Trong đó:

V: tốc độ lắng, cm/s

r: đƣờng kính của hạt, cm d1, d2: tỷ trọng nƣớc và dầu tƣơng ứng, g/cm3 g: gia tốc trọng trƣờng, cm/s2 : độ nhớt động học của hỗn hợp.

Từ công thức (1) ta thấy kích thƣớc hạt của pha phân tán càng nhỏ và tỷ trọng của nƣớc và dầu khác nhau càng ít. Độ nhớt của môi trƣờng càng lớn thì sự phân lớp và lắng càng xảy ra chậm.

Việc tách nƣớc và tạp chất thực hiện ở nơi khai thác thƣờng lắng

và gia nhiệt ở thiết bị đốt nóng.

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

Ở các nhà máy chế biến dầu tách nƣớc thƣờng gia nhiệt để lắng, khống chế nhiệt độ 120  1600C và p = 8  15at để cho nƣớc không bay hơi. Quá trình lắng thƣờng xảy ra trong thời gian 2  3 giờ.

* Phương pháp ly tâm: phƣơng pháp ly lâm tách nƣớc ra khỏi dầu nhờ tác dụng của lực ly tâm để tách riêng các chất lỏng có tỷ trọng khác nhau.

Giá trị lực ly tâm xác định theo phƣơng trình sau: f = K.m.r.n2

Trong đó:

m: khối lƣợng hạt nƣớc (g) r: bán kính quay (cm) n: số lƣợng vòng quay của máy ly tâm (phút).

Lực ly tâm và tốc độ tách nƣớc thay đổi tỷ lệ thuận với bán kính quay và tỷ lệ với bình phƣơng số vòng quay của rôto.Trong công nghiệp thƣờng dùng máy ly tâm có số vòng quay từ 3500  5000 vòng trong một phút. Số vòng quay càng lớn thì khả năng chế tạo thiết bị càng khó khăn và không thể chế tạo thiết bị với công suất lớn.

Nhƣợc điểm của phƣơng pháp này là công suất máy bé, khả năng phân chia không cao, vốn chi tiêu lớn vì vậy phƣơng pháp này không phổ biến trong công nghệ tách nƣớc và tạp chất.

* Phương pháp lọc: Là tách nƣớc ra khỏi dầu sử dụng khi mà hỗn hợp nhũ tƣơng dầu, nƣớc đã bị phá vỡ nhƣng nƣớc vẫn ở dạng lơ lửng trong dầu mà chƣa đƣợc lắng xuống đáy. Dùng phƣơng pháp này là nhờ lợi dụng tính chất thấm ƣớt chọn lọc của các chất lỏng khác nhau lên các chất lọc. Phƣơng pháp lọc đạt hiệu quả rất cao và có thể tách đồng thời cả nƣớc lẫn muối.

b) Tách nhũ tương nước trong dầu bằng phương pháp hoá học Bản chất của phƣơng pháp hoá học là cho thêm một chất hoạt

động bề mặt để phá nhũ tƣơng.

Khi các điều kiện thao tác nhƣ nhiệt độ, áp suất đƣợc chọn ở chế độ thích hợp thì hiệu quả của phƣơng pháp cũng rất cao nhƣng khó

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

khăn nhất là phải chọn đƣợc chất hoạt động bề mặt thích hợp không gây hậu quả khó khăn cho chế biến sau này cũng nhƣ không phân huỷ hay tạo môi trƣờng ăn mòn thiết bị.

c) Tách bằng phương pháp dùng điện trường Phƣơng pháp dùng điện trƣờng để phá nhũ, tách muối khỏi dầu là một phƣơng pháp hiện đại công suất lớn, quy mô công nghiệp và dễ tự động hoá nên các nhà máy chế biến dầu lớn đều áp dụng phƣơng pháp này.

Vì bản thân các tạp chất đã là các hạt dễ nhiễm điện tích nếu ta dùng lực điện trƣờng mạnh sẽ làm thay đổi điện tích, tạo điều kiện cho các hạt đông tụ hay phát triển làm cho kích thƣớc lớn lên do vậy chúng dễ tách ra khỏi dầu.

Sự tƣơng tác giữa điện trƣờng và các hạt làm cho các hạt tích điện lắng xuống. Nguyên tắc này đƣợc áp dụng để tách muối nƣớc ra khỏi dầu thô. Dầu thô đƣợc đốt nóng trong các thiết bị trao đổi nhiệt rồi trộn với một lƣợng nƣớc sạch để tạo thành nhũ tƣơng chứa muối. Lực hút giữa các hạt tích điện làm chúng lớn lên ngƣng tụ thành hạt có kích thƣớc lớn, chúng dễ tách thành lớp nƣớc nằm dƣới dầu. Trên thực tế ngƣời ta pha thêm nƣớc vào dầu một lƣợng từ 3  8% so với dầu thô và có thể pha thêm hoá chất rồi cho qua van tạo nhũ tƣơng sau khi qua thiết bị trao đổi nhiệt ở nhiệt độ từ 130  l500C muối trong dầu thô đƣợc chuyển vào nhũ tƣơng. Khi dẫn vào khoảng cách giữa hai điện cực có hiệu điện thế từ 20.000 vôn trở lên chúng tích điện vào nhau tăng dần kích thƣớc cuối cùng tách thành lớp nƣớc nằm ở dƣới dầu. Tránh sự bay hơi dầu do tiếp xúc ở nhiệt độ cao, áp suất ở trong thiết bị tách muối đƣợc giữ ở áp suất 9  12 kG/cm2, bộ phận an toàn đƣợc bố trí ngay trong thiết bị. Khi tách một bậc ngƣời ta có thể tách 90  95% muối, còn tách 2 bậc hiệu suất tách muối lên lới 99%. III. CÁC PHƢƠNG PHÁP CHƢNG CẤT [1].

Ý nghĩa của quá trình chƣng cất: Trong công nghiệp chế biến dầu, dầu thô sau khi đã qua xử lý nhƣ: tách nƣớc, muối và tạp chất cơ học đƣợc đƣa vào chƣng cất, các quá trình chƣng cất dầu ở áp suất khí quyển AD và chƣng cất chân không VD thuộc về nhóm các quá trình chế biến vật lý.

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

Chƣng cất ở áp suất khí quyển AD với nguyên liệu là dầu thô đôi khi còn gọi là CDU. Còn chƣng cất VD dùng nguyên liệu là cặn của quá trình chƣng cất AD. Trong thực tế đôi khi còn gọi là cặn chƣng cất. Tùy theo bản chất của nguyên liệu và mục đích của quá trình chúng ta áp dụng chƣng cất AD, VD hay kết hợp cả hai AD và VD. Các nhà máy hiện đại ngày nay luôn dùng loại hình công nghệ AVD. Khi áp dụng loại hình công nghệ AD chúng ta chỉ chƣng cất dầu thô để nhận các phân đoạn: xăng (naphata nhẹ, naphta nặng), phân đoạn kerosen, phân đoạn diezen và phần cặn còn lại sau khi chƣng cất. Nhƣ vậy tuỳ thuộc vào thành phần dầu mỏ nguyên liệu và mục đích chế biến mà ngƣời ta áp dụng một trong các loại hình công nghệ chƣng cất (hình 3: a, b, c, d).

III

VII

VIII

V 1 3

 Cơ sở lý thuyết của quá trình chƣng cất Quá trình chƣng cất dầu thô là một quá trình phân đoạn. Quá trình này đƣợc thực hiện bằng các biện pháp khác nhau nhằm tách các phần dầu theo nhiệt độ sôi của các cấu tử trong dầu mà không xảy ra sự phân huỷ. Hơi nhẹ bay lên và ngƣng tụ thành phần lỏng tuỳ theo biện pháp tiến hành chƣng cất mà ngƣời ta phân chia quá trình chƣng cất thành chƣng đơn giản, chƣng phức tạp, chƣng nhờ cấu tử bay hơi hay chƣng cất trong chân không.

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

1 3

VIII

XII

Hình 3.a)

VIII

1 3

XIII

1 3

XIV

1 3

V 1 3

XII

Hình 3.b)

III

Hình 3.c)

VIII

XIII

XIV

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

Hình 3.d)

Chú thích: 1. Thiết bị trao đổi nhiệt; 2. Lò đốt; 3. Làm lạnh; 4. Tháp chƣng cất; 5. Tháp tái sinh hơi; 6. Bể chứa; 7. Tháp chƣng cất chân không; I. Dầu thô; II.Xăng; III. Khí; IV. Xăng nặng; V. Hơi nƣớc; VI. Kerosen; VII. Gazoil nẹ; VIII. Gazoil nặng; IX. Cặn AD; X  XV. Dầu nhờn (các loại dầu nhờn).

Sản phẩm chƣng phần cất đƣợc

1 Thùng bay hơi dần dần

Dầu thô 2

a) Lò đốt nóng Sản phẩm đáy

Sản phẩm chƣng (lỏng)

1 Thùng bay hơi một lần

b) Dầu thô Lò đốt

Sản phẩm đáy (cặn)

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

Sản phẩm lỏng

Sản phẩm lỏng 3 3 1 Thùng bay hơi nhiều lần

Dầu thô

Lò đốt 2

Cặn đáy c) Lò đốt

Hình 4. Sơ đồ chưng cất dầu thô

1. Thùng; 2. Lò đốt nóng; 3. Thiết bị làm lạnh.

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

1. Chƣng đơn giản

Chƣng đơn giản là quá trình chƣng cất đƣợc tiến hành bằng cách bay hơi dần dần, một lần hay nhiều lần, một hỗn hợp chất lỏng cần chƣng đƣợc mô tả trên hình 4 (a, b, c).

a) Chưng cất bay hơi dần dần

Sơ đồ chƣng cất bay hơi dần dần đƣợc trình bày trên (hình 4a) gồm thiết bị đốt nóng liên tục, một hỗn hợp chất lỏng trong bình chƣng 1. Từ nhiệt độ thấp tới nhiệt độ sôi cuối khi liên tục tách hơi sản phẩm và ngƣng tụ hơi bay lên trong thiết bị ngƣng tụ 3 và thu sản phẩm lỏng trong bể chứa 4. Phƣơng pháp này thƣờng đƣợc áp dụng trong phòng thí nghiệm.

b) Chưng cất bằng cách bay hơi một lần

Sơ đồ chƣng cất bằng cách bay hơi một lần đƣợc trình bày trên (hình 4b), phƣơng pháp này còn gọi là phƣơng pháp bay hơi cân bằng. Phƣơng pháp này ngƣời ta tiến hành ở nhiệt độ nhất định cho trƣớc và áp suất cố định.

 Ƣu điểm của quá trình chƣng cất cho phép áp dụng trong điều kiện thực tế chƣng cất đầu, tuy với nhiệt độ chƣng bị giới hạn nhƣng vẫn cho phép nhận đƣợc một lƣợng phần cất lớn hơn.

 Nhƣợc điểm của phƣơng pháp là độ phân chia chƣa cao.

c) Chưng cất bằng cách bay hơi nhiều lần

Đây là quá trình gồm nhiều quá trình chƣng bay hơi một lần nối tiếp nhau ở nhiệt độ tăng dần hay ở áp suất thấp hơn đối với phần cặn (hình 4c) trình bày sơ đồ chƣng lần 2. Phần cặn của chƣng lần một là nguyên liệu cho chƣng lần hai, sau khi đƣợc đốt nóng đến nhiệt độ cao hơn từ đỉnh của thiết bị chƣng lần một ta nhận đƣợc sản phẩm đỉnh còn đáy chƣng lần 2 ta nhận đƣợc sản phẩm cặn.

Phƣơng pháp chƣng cất dầu bằng bay hơi một lần và bay hơi nhiều lần có ý nghĩa rất lớn trong thực tế công nghiệp chế biến dầu, ở đây các dây chuyền hoạt động liên tục. Quá trình bay hơi một lần đƣợc áp dụng khi đốt nóng dầu trong các thiết bị trao đổi nhiệt, trong lò ống

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

và quá trình tách rời pha hơi khỏi pha lỏng ở bộ phận cung cấp, phân phối của tháp tinh luyện.

Chƣng đơn giản nhất là với loại bay hơi một lần, không đạt đƣợc bộ phận phân chia cao khi cần phân chia rõ ràng các cấu tử thành phần của hỗn hợp chất lỏng ngƣời ta phải tiến hành chƣng cất có tinh luyện đó là chƣng phức tạp.

2. Chƣng phức tạp

a) Chưng cất có hồi lưu

Quá trình chƣng cất có hồi lƣu là một quá trình chƣng khi lấy một phần chất lỏng ngƣng tụ từ hơi tách ra cho quay lại tƣới vào dòng bay hơi lên nhờ có sự tiếp xúc đồng đều và thêm một lần nữa giữa pha lỏng và pha hơi mà pha hơi khi tách ra khỏi hệ thống lại đƣợc làm giàu thêm cấu tử nhẹ (có nhiệt độ sôi thấp hơn) so với khi không có hồi lƣu, nhờ vậy có sự phân chia cao hơn. Việc hồi lƣu lại chất lỏng đƣợc khống chế bằng bộ phận phân chia đặc biệt và đƣợc bố trí ở phía trên thiết bị chƣng.

b) Chưng cất có tinh luyện

Chƣng cất có tinh luyện còn cho độ phân chia cao hơn khi kết hợp với hồi lƣu. Cơ sở của quá trình tinh luyện là sự trao đổi chất nhiều lần về cả 2 phía giữa pha lỏng và pha hơi chuyển động ngƣợc chiều nhau. Quá trình này đƣợc thực hiện trong tháp linh luyện. Để đảm bảo sự tiếp xúc hoàn thiện hơn giữa pha hơi và pha lỏng trong tháp đƣợc trang bị các đĩa hay đệm. Độ phân chia một hỗn hợp các cấu tử trong tháp phụ thuộc vào số lần tiếp xúc giữa các pha vào lƣợng hồi lƣu ở mỗi đĩa và hồi lƣu ở đỉnh tháp.

Công nghệ hiện đại chƣng cất sơ khởi dầu thô dựa vào quá trình chƣng cất một lần và nhiều lần có tinh luyện xảy ra trong tháp chƣng cất phân loại trong tháp có bố trí các đĩa.

Sơ đồ nguyên lý làm việc của tháp chƣng cất.

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

Chất lỏng

Máng chảy chuyền Thân tháp

Hồi lƣu trung gian

Ln1

Vn+1

Tới tháp bay hơi phụ Đĩa chụp

Cửa tháo hồi lƣu

Hơi

Hình 5. Nguyên lý làm việc của các tầng đĩa trong tháp tinh luyện

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

Pha hơi Vn bay lên từ đĩa thứ n lên đĩa thứ n1 đƣợc liếp xúc với pha lỏng Ln-1 chảy từ đĩa n1 xuống, còn pha lỏng Ln từ đĩa n, chảy xuống đĩa phía dƣới n+1 lại tiếp xúc với pha hơi Vn+1 bay từ dƣới lên. Nhờ quá trình tiếp xúc nhƣ vậy mà quá trình trao đổi chất xảy ra tốt

hơn. Pha hơi bay lên ngày càng đƣợc làm giàu thêm cấu tử nhẹ, còn

pha lỏng chảy xuống phía dƣới ngày càng chứa nhiều cấu tử nặng. Số

lần tiếp xúc càng nhiều, sự trao đổi chất càng tăng và sự phân chia

càng tốt, hay nói cách khác, tháp có độ phân chia càng cao. Đĩa trên

cùng có hồi lƣu đỉnh, còn đĩa dƣới cùng có hồi lƣu đáy. Nhờ có hồi

lƣu đỉnh và đáy làm cho tháp hoạt động liên tục, ổn định và có khả

năng phân tách cao. Ngoài đỉnh và đáy ngƣời ta còn thiết kế hồi lƣu

trung gian bằng cách lấy sản phẩm lỏng ở cạnh sƣờn tháp cho qua trao

đổi nhiệt làm lạnh rồi quay lại tƣới vào tháp, còn khi lấy sản phẩm

cạnh sƣờn của tháp ngƣời ta trang bị thêm các bộ phận tách trung gian

cạnh sƣờn của tháp.

Nhƣ vậy theo chiều cao của tháp tinh luyện ta sẽ nhận đƣợc các

phân đoạn có giới hạn sôi khác nhau tùy thuộc vào chế độ công nghệ

chƣng cất dầu thô, nguyên liệu ban đầu.

c) Chưng cất chân không và chưng cất hơi nước

Gồm hỗn hợp các cấu tử có trong dầu thô thƣờng không bền, dễ

bị phân huỷ khi tăng nhiệt độ. Trong số các hợp chất dễ bị phân huỷ

nhiệt nhất là các hợp chất chứa lƣu huỳnh và các hợp chất cao phân tử

nhƣ nhựa... Các hợp chất parafin kém bền nhiệt hơn các hợp chất

naphten, và các naphten lại kém bền nhiệt hơn các hợp chất thơm. Độ

bền nhiệt của cấu tử tạo thành dầu không chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ

mà còn phụ thuộc cả vào thời gian tiếp xúc ở nhiệt độ đó. Trong thực

tế chƣng cất, đối với các phân đoạn có nhiệt độ sôi cao, ngƣời ta cần tránh sự phân huỷ nhiệt khi chúng đốt nóng. Tuỳ theo loại dầu thô, trong thực tế không nên đốt nóng quá 4200C với dầu không có hay chứa rất ít lƣu huỳnh, và không quá 320  3400C với dầu có và nhiều lƣu huỳnh.

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

Sự phân huỷ khi chƣng cất sẽ làm xấu đi các tính chất của sản

phẩm, nhƣ làm giảm độ nhớt và nhiệt độ bốc cháy cốc kín của chúng,

giảm độ bền oxy hoá.

Nhƣng quan trọng hơn là chúng gây nguy hiểm cho quá trình chƣng cất vì chúng tạo các hợp chất ăn mòn và làm tăng áp suất của tháp. Để giảm sự phân huỷ, thời gian lƣu của nguyên liệu ở nhiệt độ cao cũng cần phải hạn chế. Khi nhiệt độ sôi của hỗn hợp ở áp suất khí quyển cao hơn nhiệt độ phân huỷ nhiệt của chúng, ngƣời ta phải dùng chƣng cất chân không VD, hay chƣng cất với nƣớc để tránh sự phân huỷ nhiệt, chân không làm giảm nhiệt độ sôi, còn hơi nƣớc cũng có tác dụng làm giảm nhiệt độ sôi, giảm áp suất riêng phần của cấu tử hỗn hợp làm cho chúng sôi ở nhiệt độ thấp hơn. Hơi nƣớc đƣợc dùng ngay cả trong chƣng cất khí quyển. Khi tinh luyện, hơi nƣớc đƣợc dùng để tái bay hơi phân đoạn có nhiệt độ sôi thấp còn chứa trong mazut hay trong gudron, trong nguyên liệu và dầu nhờn. Kết hợp dùng chân không và hơi nƣớc khi chƣng cất phần cặn sẽ cho phép đảm bảo tách sâu hơn phân đoạn dầu nhờn.

Tuy nhiên tác dụng của hơi nƣớc làm tác nhân bay hơi còn bị hạn chế vì nhiệt độ bay hơi khác xa so với nhiệt độ đốt nóng chất lỏng. Vì thế nếu tăng lƣợng hơi nƣớc thì nhiệt độ và áp suất hơi bão hoà của dầu giảm xuống và sự tách hơi cũng giảm theo. Do vậy, lƣợng hơi nƣớc có hiệu quả tốt nhất chỉ trong khoảng từ 2  3% so với nguyên liệu đem chƣng cất khi mà số cấp tiếp xúc là 3 hoặc 4. Trong điều kiện nhƣ vậy lƣợng hơi dầu tách ra từ phân đoạn mazut đạt tới 14  23%.

Khi chƣng cất với hơi nƣớc số lƣợng phân đoạn tách ra đƣợc có

thể tính theo phƣơng trình sau:

Trong đó:

G và Z: số lƣợng hơi dầu tách đƣợc và lƣợng hơi nƣớc

Mf: phân tử lƣợng của hơi dầu

18: phân tử lƣợng của nƣớc

P: áp suất tổng cộng của hệ

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

Pf: áp suất riêng phần của dầu ở nhiệt độ chƣng.

Nhiệt độ hơi nƣớc cần phải không thấp hơn nhiệt độ của hơi dầu để tránh sản phẩm dầu ngậm nƣớc. Do vậy, ngƣời ta thƣờng dùng hơi nƣớc có nhiệt độ 380  4500C, áp suất hơi từ 0,2  0,5 MPa. Hơi nƣớc dùng trong công nghệ chƣng cất dầu có rất nhiều ƣu điểm: làm giảm áp suất hơi riêng phần của dầu, tăng cƣờng khuấy trộn chất lỏng tránh tích điện cục bộ, tăng diện tích bề mặt bay hơi do tạo thành các tia và bong bóng hơi. Ngƣời ta cũng dùng hơi nƣớc để tăng cƣờng đốt nóng cặn dầu trong lò ống khi chƣng cất chân không. Khi đó đạt mức độ bay hơi lớn cho nguyên liệu dầu, tránh sự tạo cốc trong các lò ống đốt nóng. Tiêu hao hơi nƣớc trong trƣờng hợp này vào khoảng 0,3  0,5% so với nguyên liệu.

IV. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG [1].

 Các thông số công nghệ ảnh hƣởng trực tiếp tới hiệu suất và chất lƣợng quá trình chƣng cất nhƣ nhiệt độ, áp suất, phƣơng pháp chƣng cất.

 Chế độ công nghệ chƣng cất phụ thuộc vào chất lƣợng dầu thô ban đầu, vào mục đích và yêu cầu của quá trình, chủng loại sản phẩm cần thu và phải có dây chuyền công nghệ hợp lý. Vì vậy khi thiết kế quá trình chƣng cất chúng ta phải xét kỹ và kết hợp đầy đủ tất cả các yếu tố để quá trình chƣng cất đạt hiệu quả kinh tế cao. Sơ đồ nguyên lý của tháp chƣng cất đƣợc trình bày trên hình 6. Các yếu tố ảnh hƣởng tới công nghệ chƣng cất dầu chính là yếu tố ảnh hƣởng tới quá trình làm việc của tháp chƣng cất.

1. Chế độ nhiệt của tháp chƣng luyện

- Nhiệt độ là một thông số quan trọng nhất của tháp chƣng, bằng cách thay đổi nhiệt của tháp sẽ điều chỉnh đƣợc chất lƣợng và hiệu suất của sản phẩm, chế độ nhiệt của tháp gồm: nhiệt độ của nguyên liệu vào tháp, nhiệt độ đỉnh tháp, nhiệt độ trong và đáy tháp.

- Nhiệt độ của nguyên liệu dầu thô vào tháp chƣng đƣợc khống chế tuỳ theo bản chất của loại dầu thô, mức độ cần phân chia sản

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

phẩm, áp suất trong tháp và lƣợng hơi nƣớc đƣa vào đáy tháp nhƣng phải tránh đƣợc sự phân huỷ nhiệt của nguyên liệu ở nhiệt độ cao, do vậy nhiệt độ lò ống đốt nóng phải đƣợc khống chế chặt chẽ.

 Nhiệt độ đáy tháp chƣng luyện phụ thuộc vào phƣơng pháp bay hơi và phần hồi lƣu đáy. Nếu bay hơi hồi lƣu đáy bằng một thiết bị đốt nóng riêng thì nhiệt độ đáy tháp sẽ ứng với nhiệt độ bốc hơi cân bằng ở áp suất tại đáy tháp. Nếu bốc hơi bằng cách dùng hơi nƣớc quá nhiệt thì nhiệt độ đáy tháp sẽ thấp hơn nhiệt độ vùng nạp liệu. Nhiệt độ đáy tháp phải chọn tối ƣu tránh sự phân huỷ các cấu tử nặng nhƣng phải đủ để tách hết hơi nhẹ khỏi phần cặn đáy.

 Nhiệt độ đỉnh tháp phải đƣợc khống chế nhằm đảm bảo sự bay hơi hoàn toàn sản phẩm đỉnh mà không gây ra sự cuốn theo các phần nặng. Muốn vậy ngƣời ta phải dùng hồi lƣu đỉnh tháp để tách xăng khỏi các phân đoạn khác. Nhiệt độ đỉnh tháp chƣng khi chƣng cất ở áp suất khí quyển cần giữ trong khoảng 100  1200C. Còn với tháp chƣng chân không khi P chƣng từ 10  70 mmHg thƣờng không quá 1200C để tách hết phần gazoil nhẹ còn lẫn trong nguyên liệu.

Dùng hồi lƣu sẽ tạo điều kiện phân chia tốt. Hồi lƣu đỉnh tháp

thƣờng có 2 dạng:

+ Hồi lƣu nóng đƣợc thực hiện bằng cách cho ngƣng tụ một phần hơi sản phẩm đỉnh ở nhiệt độ sôi của nó, sau đó cho tƣới trở lại đỉnh tháp. Nhƣ vậy chỉ cần cấp một lƣợng nhiệt đủ để bốc hơi. Tác nhân làm lạnh có thể dùng nƣớc hay chính sản phẩm lạnh, công thức của lƣợng nhiệt hồi lƣu nóng

Trong đó: Rn là lƣợng hồi lƣu nóng (kg/h)

Q là lƣợng nhiệt hồi lƣu cần lấy để bốc hơi (kcal/h)

L là lƣợng nhiệt ngƣng tụ của sản phẩm lỏng (kcal/h).

Do thiết bị lồi lƣu nóng khó lắp ráp và có nhiều khó khăn cho

việc vệ sinh, đặc biệt hiệu quả phân chia thấp nên ngày càng ít dùng.

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

+ Hồi lƣu nguội

Là loại đƣợc thực hiện bằng cách làm nguội và ngƣng tụ toàn bộ sản phẩm đỉnh rồi tƣới trở lại đỉnh tháp. Khi đó lƣợng nhiệt cần thiết để cấp cho phần lồi lƣu bao gồm nhiệt cần để đun nóng nó đến nhiệt độ sôi và lƣợng nhiệt cần để hoá hơi, do vậy hồi lƣu nguội tính bằng công thức:

Trong đó: Rng là lƣợng hồi lƣu nguội

Q là lƣợng nhiệt mà hồi lƣu cần

là hàm nhiệt của hơi

là lƣợng nhiệt của lỏng hồi lƣu

i là lƣợng nhiệt phần hơi cần

C là nhiệt dung của sản phẩm hồi lƣu t2, t1 là nhiệt độ của hơi và của lỏng tƣơng ứng.

Hồi lƣu nguội đƣợc sử dụng tƣơng đối rộng rãi vì lƣợng hồi lƣu thƣờng ít, làm tăng rõ ràng chất lƣợng mà không làm giảm nhiều năng suất của tháp chƣng. Ngoài hồi lƣu đỉnh, đáy ngƣời ta còn sử dụng hồi lƣu trung gian để tăng chất lƣợng của các sản phẩm cạnh sƣờn và điều chỉnh nhiệt độ trong tháp.

+ Hồi lƣu trung gian: Quá trình hồi lƣu trung gian thực hiện bằng cách lấy một phần sản phẩm lỏng nằm trên các đĩa có nhiệt độ t1 đƣa ra ngoài làm nhiệt độ t0 rồi tƣới hồi lƣu trở lại tháp. Khi đó chất lỏng hồi lƣu cần thu một lƣợng nhiệt để đun nóng từ nhiệt độ t0 đến tl.

Xác định lƣợng hồi lƣu trung gian theo công thức:

Trong đó: gtr: lƣợng nhiệt hồi lƣu lấy đi (kcal/h)

, : hàm lƣợng nhiệt của hồi lƣu ở pha lỏng ứng với

nhiệt độ t1 và t0 (kcal/kg)

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

Ƣu điểm: giảm lƣợng hơi đi ra ở đỉnh tháp, tận dụng đƣợc một lƣợng nhiệt thừa rất lớn của tháp chƣng để đun nóng nguyên liệu ban đầu tăng công suất làm việc của tháp.

Ngƣời ta thƣờng kết hợp hồi lƣu trung gian với hồi lƣu lạnh cho phép điều chỉnh chính xác nhiệt độ đỉnh tháp chƣng dẫn đến đảm bảo hiệu suất và chất lƣợng sản phẩm của quá trình.

2. Yếu tố áp suất của tháp chƣng luyện

Khi chƣng luyện dầu mỏ ở áp suất thƣờng, áp suất trong toàn tháp và ở mỗi tiết điện cũng khác nhau. Áp suất trong mỗi tiết diện của tháp chƣng luyện phụ thuộc vào lực thuỷ tĩnh khi hơi nƣớc đi qua các đĩa nghĩa là phụ thuộc vào số đĩa và cấu trúc đĩa, lƣu lƣợng riêng của chất lỏng và hơi. Thông thƣờng từ đĩa này sang đĩa khác áp suất giảm đi 5  10 mmHg từ dƣới lên, ở áp suất thấp qua mỗi đĩa giảm đi từ 1  3 mmHg.

Áp suất làm việc của tháp phụ thuộc vào nhiệt độ, bản chất của

nguyên liệu và áp suất riêng phần của từng cấu tử.

Áp suất hơi nƣớc đƣa vào cũng ảnh hƣởng đến áp suất chƣng của tháp. Nếu tháp chƣng luyện dùng hơi nƣớc trực tiếp cho vào đáy tháp thì hơi nƣớc làm giảm áp suất riêng phần của hơi sản phẩm dầu mỏ, cho phần chất lỏng bay hơi ở nhiệt độ thấp hơn. Lƣợng hơi nƣớc tiêu hao phụ thuộc vào áp suất chƣng của tháp và áp suất riêng phần của các sản phẩm dầu mỏ.

Lƣợng hơi nƣớc dùng cho tháp chƣng ở áp suất khí quyển khoảng

1,2  3,5% trọng lƣợng.

Khi chƣng cất ở áp suất chân không thì thƣờng tiến hành áp suất từ 10  70 mmHg. Độ chân không càng sâu càng cho phép chƣng sâu hơn, nhƣng nếu áp suất quá thấp sẽ khó chế tạo thiết bị với năng suất lớn.

3. Điều khiển, khống chế chế độ làm việc của tháp chƣng cất

Để có sự làm việc ổn định của tháp chƣng cất chúng ta phải thực

hiện các nguyên tắc sau:

+ Điều chỉnh áp suất trong tháp làm thay đổi điểm sôi của chất lỏng

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

+ Áp suất tăng lên thì chất lỏng sôi ở nhiệt độ cao hơn. Nếu áp suất tăng quá cao, lƣợng chất lỏng trong tháp sẽ nhiều dẫn đến hiện tƣợng sặc làm giảm hiệu quả phân chia.

+ Nếu các điều kiện khác trong tháp là cố định thì sản phẩm đỉnh, sản phẩm sƣờn và sản phẩm đáy sẽ trở nên nhẹ hơn nếu áp suất trong tháp tăng lên.

+ Nếu nhiệt độ cấp liệu vào tháp quá thấp, lƣợng hơi trên các khay đĩa sẽ nhỏ cho nên phần lỏng nhiều và chảy xuống phía dƣới vào bộ phận chƣng sẽ càng nhiều.

+ Nếu nhiệt độ của Repoiler quá thấp sẽ không tách hết phần nhẹ

trong cặn và làm tăng lƣợng cặn.

+ Nếu nhiệt độ đỉnh tháp quá cao, sản phẩm đỉnh nặng và có nhiều sản phẩm hơn so với thiết kế và ngƣợc lại nếu nhiệt độ đỉnh quá thấp thì sản phẩm đỉnh sẽ quá nhẹ và có ít sản phẩm.

+ Nhiệt độ cần thiết tách phân đoạn dầu thô sẽ cao hơn với dầu

thô loại nhẹ.

+ Chú ý nhất là nhiệt độ đỉnh tháp, tránh nhiệt độ quá cao mà nguyên nhân có thể do làm lạnh không đủ dẫn đến chế độ thay đổi hồi lƣu ảnh hƣởng đến chất lƣợng sản phẩm.

V. SẢN PHẨM CỦA QUÁ TRÌNH CHƢNG CẤT [1].

Khi tiến hành chƣng cất sơ bộ dầu mỏ chúng ta nhận đƣợc nhiều phân đoạn và sản phẩm dầu mỏ. Chúng đƣợc phân biệt với nhau bởi giới hạn nhiệt độ sôi hay nhiệt độ chƣng bởi thành phần hydrocacbon, độ nhớt, nhiệt độ chớp cháy, nhiệt độ động đặc và nhiều tính chất khác có liên quan đến việc sử dụng. Từ chƣng cất ta nhận đƣợc các sản phẩm sau:

 Phân đoạn khí hydrocacbon.

 Phân đoạn xăng còn có thể chia làm 2 phân đoạn: Xăng nhẹ chứa các cấu tử từ C5  C7 có nhiệt độ sôi dƣới 1100C. Xăng nặng chứa các cấu tử từ C7  C10 với nhiệt độ sôi 110  1800C.

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

 Phân đoạn kerosen có nhiệt độ sôi từ 180  2500C. Bao gồm các

cấu tử từ C11  C15.

 Phân đoạn gazoil nhẹ có khoảng nhiệt độ sôi 250  3500C bao

gồm các cấu tử từ C10  C20.

 Phân đoạn gazoil nặng hay còn gọi là phân đoạn dầu nhờn bao

gồm các cấu tử từ C21  C35.

 Phân đoạn cặn goudron có nhiệt độ sôi > 5000C bao gồm các

cấu tử từ C41 trở lên và có thể lên tới C50, C60.

1. Phân đoạn khí hydrocacbon

Khí hydrocacbon chủ yếu là C3  C4 tuỳ thuộc vào công nghệ chƣng cất phân đoạn C3  C4 nhận đƣợc là ở thể khí. Phân đoạn này thƣờng đƣợc dùng làm nguyên liệu cho quá trình chia khí để nhận các khí riêng biệt cho công nghệ chế biến tiếp theo thành những hoá chất cơ bản hay đƣợc dùng làm nhiên liệu dân dụng.

2. Phân đoạn xăng

Phân đoạn xăng thƣờng đƣợc sử dụng vào 3 mục đích chủ yếu

 Sản xuất nhiên liệu cho động cơ xăng

 Sản xuất nguyên liêu cho công nghiệp hoá dầu

 Sản xuất dung môi cho công nghiệp hoá học.

Trong thành phần nhiên liệu xăng nói chung đều có nhiều hydrocacbon, parafin và aromat chiếm ít hơn nghĩa là hàm lƣợng các cấu tử có trị số octan cao. Vì vậy phân đoạn xăng lấy trực tiếp từ dầu mỏ thƣờng không đáp ứng đƣợc yêu cầu về khả năng chống kích nổ khi ứng dụng làm nhiên liệu cho động cơ xăng, chúng có trị số octan rất thấp từ 30  60 trong khi yêu cầu trị số octan cho động cơ xăng phải trên 90. Vì vậy để có thể sử dụng đƣợc phải áp dụng các biện pháp nhằm nâng cao khả năng chống kích nổ của xăng (nâng cao trị số octan) lấy trực tiếp từ dầu mỏ.

Phân đoạn xăng còn đƣợc sử dụng vào mục đích sản xuất nguyên liệu cho hoá dầu, chủ yếu dùng để sản xuất các hydrocacbon thơm

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

(BTX) và dùng để sản xuất các hydrocacbon olefin nhẹ (etylen, propylen, butadien).

3. Phân đoạn kerosen

Nhiêu liệu dùng cho động cơ phản lực đƣợc chế tạo từ phân đoạn kerosen hoặc từ hỗn hợp giữa phân đoạn kerosen với phân đoạn xăng. Do đặc điểm cơ bản nhất của nhiên liệu dùng cho động cơ phản lực là làm sao có tốc độ cháy lớn, dễ dàng tự bốc cháy ở bất kỳ nhiệt độ và áp suất nào, cháy điều hoà không bị tắt trong dòng không khí có tốc độ xoáy lớn nghĩa là quá trình cháy phải có ngọn lửa ổn định. Để đáp ứng yêu cầu trên ngƣời ta thấy trong thành phần các hydrocacbon của phân đoạn kerosen thì các hydrocacbon naphten và parafin thích hợp với những đặc điểm của quá trình cháy trong động cơ phản lực nhất. Vì vậy phân đoạn kersen và phân đoạn xăng của dầu mỏ họ naphteno  parafin hoặc parafino  naphten là nguyên liệu tốt nhất để sản xuất nhiên liệu cho động cơ phản lực nếu hàm lƣợng lƣu huỳnh hoạt động lớn, ngƣời ta phải tiến hành làm sạch nhờ xử lý hydro.

Phân đoạn kerosen của dầu mỏ họ parafinic đƣợc sử dụng để sản xuất dầu hoả dân dụng mà không đòi hỏi quá trình biến đổi thành phần bằng các phƣơng pháp hoá học phức tạp vì nó đáp ứng đƣợc yêu cầu.

4. Phân đoạn diezen

Phân đoạn diezen là phân đoạn có nhiệt độ sôi từ 240  3600C dùng làm nguyên liệu diezen, khi nhận nguyên liệu này từ dầu mỏ có rất nhiều lƣu huỳnh cho nên ngƣời ta phải khử các hợp chất lƣu huỳnh bằng hydro hoá làm sạch.

Phân đoạn có nhiệt độ sôi từ 200  3000C, cao nhất là 3400C. Phân đoạn này từ dầu mỏ chứa rất nhiều hydrocacbon parafin cần phải tiến hành tách n-parafin. n-Parafin tách đƣợc sẽ dùng để sản xuất parafin lỏng.

5. Phân đoạn mazut

Đó là phân đoạn cặn chƣng cất khí quyển, phân đoạn này dùng làm nhiên liệu đốt lò cho các lò công nghiệp, lò phản ứng. Nó hay đƣợc sử dụng cho các quá trình chƣng cất chân không để nhận các cấu

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

tử dầu nhờn hay nhận nguyên liệu cho quá trình cracking xúc tác, cracking nhiệt và hydrocacking.

6. Phân đoạn dầu nhờn

Phân đoạn này có nhiệt độ từ 350  5000C, 350  5400C đƣợc gọi là gazoil chân không. Đó là nguyên liệu cho quá trình cracking xúc tác hay hydrocacking. Còn phân đoạn dầu nhờn có nhiệt độ sôi hẹp hơn từ 320  4000C, 300  4200C, 400  4500C đƣợc dùng làm nguyên liệu cho sản xuất dầu nhờn bôi trơn.

7. Phân đoạn gudron

Là sản phẩm cặn của quá trình chƣng cất chân không đƣợc dùng làm nguyên liệu cho quá trình cốc hoá để sản xuất cốc hoặc dùng để chế tạo bitum các loại khác nhau hoặc để chế tạo thêm phần dầu nhờn nặng.

* Trong các phân đoạn trên thì phân đoạn xăng, kerosen, diezen là những phân đoạn quan trọng, chúng đƣợc gọi là các sản phẩm trắng, vì chúng chƣa bị nhuốm màu. Phân đoạn mazut, dầu nhờn, gudron ngƣời ta gọi là sản phẩm đen.

Do vậy trong dầu mỏ loại nào có trữ lƣợng các sản phẩm trắng cao thì đó là loại dầu rất tốt cho quá trình chế biến thu các sản phẩm về nhiên liệu. Chính vì thế mà tiềm lƣợng sản phẩm trắng đƣợc xem là một trong những chỉ tiêu đánh giá chất lƣợng của dầu thô.

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

Phần II

CÔNG NGHỆ CỦA QUÁ TRÌNH

I. PHÂN LOẠI SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ

Các loại sơ đồ công nghệ chƣng luyện dầu mỏ ở áp suất thƣờng

gồm:

 Sơ đồ bốc hơi một lần và tinh luyện một lần trong cùng một

tháp chƣng luyện.

Xăng

Phân đoạn 1

Dầu thô Phân đoạn 2

Phân đoạn 3

Mazut

Hình 6

Loại sơ đồ này có ƣu điểm là sự bốc hơi đồng thời các phân đoạn sẽ giảm đƣợc nhiệt độ bốc hơi và nhiệt lƣợng đun nóng dầu trong lò. Thiết bị đơn giản gọn gàng, nhƣng lại có nhƣợc điểm: đối với dầu chứa nhiều khí hoà tan cũng nhƣ chứa nhiều phân đoạn nhẹ, nhiều tạp chất lƣu huỳnh thì gặp nhiều khó khăn trong quá trình chƣng cất, do áp suất trong các thiết bị trong sơ đồ đều lớn, nên thiết bị phải có độ bền lớn làm bằng vật liệu đắt tiền, đôi khi còn có hiện tƣợng nổ, hỏng thiết bị do áp suất trong tháp tăng đột ngột.

 Sơ đồ bốc hơi 2 lần và tinh luyện 2 lần trong 2 tháp nối tiếp

nhau.

Loại này có 2 sơ đồ: sơ đồ 1 (hình 7), sơ đồ 2 (hình 8).

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

Xăng Xăng nhẹ

Dầu nóng Phân đoạn 1

Phân đoạn 2

Mazut

Hình 7

Xăng

Dầu nóng Phân đoạn 1

Phân đoạn 2

Phân đoạn 3

Mazut

Hình 8

Thiết bị chƣng cất theo sơ đồ 1 gồm hai tháp nối tiếp nhau, quá trình bốc hơi hai lần và tinh luyện hai lần trong hai tháp nối tiếp nhau. Loại này thƣờng áp dụng để chế biến những loại dầu có chứa nhiều phân đoạn nhẹ, những hợp chất chứa lƣu huỳnh và nƣớc.

Nhờ các cấu tử nhẹ, nƣớc đƣợc tách ra sơ bộ ở tháp thứ nhất, nên trong các ống xoắn của lò và tháp thứ hai không có hiện tƣợng tăng áp suất đột ngột nhƣ trong sơ đồ trên. Mặt khác các hợp chất chứa lƣu huỳnh gây ăn mòn thiết bị đã đƣợc thoát ra ở đỉnh tháp thứ nhất. Do vậy trong tháp chƣng thứ hai không cần dùng vật liệu đắt tiền, có thể sử dụng thép thƣờng.

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

Những hydrocacbon nhẹ đƣợc loại ra ở tháp thứ nhất cho phép đun dầu làm việc với hệ số trao đổi nhiệt lớn, giảm đáng kể công suất cần thiết của lò đun dầu chính. Nhờ loại này loại bỏ đƣợc nƣớc ngay ở tháp thứ nhất nên tháp chính thứ hai làm việc hoàn toàn an toàn.

Nhƣợc điểm của sơ đồ này là phải đun nóng dầu trong lò với nhiệt độ cao hơn 5  100C so với sơ đồ trên. Có thể hạn chế hay khắc phục hiện tƣợng này bằng cách cho hơi nƣớc vào những ống cuối cùng của lò để giảm áp suất riêng phần của các hydrocacbon.

Sơ đồ 2 (hình 8) là hệ thống bốc hơi hai lần và tinh luyện một lần trong tháp chƣng luyện. Sơ đồ loại này ít phổ biến, ở sơ đồ này có sự tinh luyện phần nhẹ và phần nặng xảy ra đồng thời trong cùng mọt tháp chính thứ hai. Nhƣ vậy có phần nào giảm bớt nhiệt độ đun nóng dầu trong lò.

II. DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ [1].

1. Chọn chế độ công nghệ và sơ đồ công nghệ

Chƣng cất hoàn toàn phụ thuộc các đặc tính của nguyên liệu và

mục đích của quá trình chế biến.

Với dầu mỏ chứa lƣợng khí hoà tan bé từ 0,5  1,2%, trữ lƣợng xăng thấp từ (12  15% phân đoạn có nhiệt độ sôi đến 1800C) và hiệu suất các phân đoạn cho tới 3500C không lớn hơn 45% thì thuận tiện nhất và cũng phù hợp hơn cả là nên chọn sơ đồ chƣng cất AD với bay hơi một lần và một tháp chƣng cất.

Với dầu mỏ chứa nhiều phần nhẹ, tiềm lƣợng sản phẩm trắng cao (50  65%), chứa nhiều khí hoà tan > 12%, chứa nhiều phân đoạn xăng (20  30%) thì nên chọn sơ đồ chƣng cất AD với bay hơi hai lần. Lần 1 bay hơi sơ bộ nhẹ và tinh cất chúng ở tháp sơ bộ. Lần 2 là tinh cất phần dầu còn lại. Nhƣ vậy ở tháp chƣng sơ bộ ta tách đƣợc phần khí hoà tan và phân xăng có nhiệt độ sôi thấp ra khỏi dầu. Để ngƣng tụ hoàn toàn bay hơi lên ngƣời ta tiến hành chƣng cất ở áp suất cao hơn khoảng P = 0,35  1 MPa. Nhờ áp dụng chƣng hai lần mà ta có thể giảm đƣợc áp suất trong tháp thứ hai đến áp suất P = 0,14  0,16 MPa và nhận đƣợc từ dầu thô lƣợng sản phẩm trắng nhiều hơn.

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

2. Chọn sơ đồ công nghệ

Ta chọn sơ đồ công nghệ chƣng cất AD với bay hơi hai lần.

Ƣu điểm của loại sơ đồ này có hai cột chính là cột cất sơ bộ và

cột cất phân đoạn. Các hydrocacbon nhẹ đƣợc tách ra ở cột cất sơ bộ

nên cho phép đun dầu với hệ số trao đổi nhiệt lớn, giảm đáng kể công

suất cần thiết của lò đun dầu chính. Nƣớc đƣợc loại bỏ trƣớc khi đi

vào cột cất phân đoạn nên tháp chính thứ hai làm việc hoàn toàn an

toàn. Mặt khác những hợp chất lƣu huỳnh gây ăn mòn thiết bị đã đƣợc

tách ra ở đỉnh tháp sơ bộ nên trong tháp chƣng thứ hai không dùng vật

liệu đắt tiền, có thể dùng bằng thép thƣờng. Ngoài ra nó còn có ƣu

điểm riêng biệt có thể dùng cho một số mục đích đặc biệt.

Bên cạnh đó nó cũng có nhƣợc điểm là phân đoạn nặng, phân

đoạn nhẹ bốc hơi riêng rẽ nên phải đun nóng dầu trong lò với nhiệt độ

cao hơn khi dùng loại sơ đồ mà các phân đoạn cùng bốc hơi đồng thời.

Có thể khắc phục bằng cách dùng hơi nƣớc cho vào các ống cuối cùng

của lò đốt.

Việc chƣng cất dầu bằng áp suất thƣờng ta có hai loại hình chƣng

cất. Mà chƣng cất dầu muốn nhận đƣợc nhiều phần nhẹ ta chọn sơ đồ

chƣng cất loại hai tháp.

Sơ đồ chƣng cất ở áp suất thƣờng loại hai tháp dây chuyền công

nghệ bao gồm:

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. Bơm Tháp lắng làm sạch sơ bộ Thiết bị khử muối và nƣớc Thiết bị trao đổi nhiệt Thiết bị làm mát Thiết bị làm lạnh Tháp chƣng sơ bộ Lò ống Tháp chƣng cất chính Thiết bị tái sinh bay hơi Tháp khử butan (tháp ổn định) 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. Hơi nƣớc vào tháp Thiết bị làm lạnh ngƣng tụ Bể chứa sản phẩm khí C1, C2 Bể chứa sản phẩm khí C3, C4 Bể chứa xăng nhẹ Bể chứa xăng nặng Bể chứa kerosen Bể chứa gazoil nhẹ Bể chứa gazoil nặng Bể chứa dầu cặn Van.

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

5 1

6 1

8 1

9 1

0 2

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

ẹ h n ử t u ấ c u ề i h n ô h t u ầ d t ấ c g n ƣ h c ệ h g n g n ô c n ề y u h c y â D

.

1 2

ì

9 h n H

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

3. Thuyết minh sơ đồ chƣng cất dầu loại hai tháp

Dầu thô đƣợc bơm (1) qua thiết bị tách sơ bộ (2) để tách tạp chất, sau đó đƣợc bơm chuyển qua các thiết bị trao đổi nhiệt (4) rồi vào thiết bị khử nƣớc và muối (3).

Sau khi tách nƣớc và muối, dầu thô lại chuyển qua các thiết bị trao đổi nhiệt (4) để nâng nhiệt độ đến 200  2200C rồi đƣợc nạp vào tháp chƣng luyện (7), nhiệt độ đỉnh tháp là 800C1120Cvà nhiệt độ đáy tháp là từ 200  2200C, áp suất từ 3  5 at.

Với chế độ công nghệ nhƣ vậy ở tháp chƣng này chỉ nhằm tách phần khí hoà tan và một phần xăng nhẹ khỏi dầu thô, phần còn lại gọi là (sản phẩm đáy) đƣợc đƣa qua lò đốt (8) nâng nhiệt độ lên 320  3600C rồi đƣợc nạp vào tháp chƣng cất chính (9).

Ở tháp chƣng cất chính này, trên đỉnh tháp chƣng một phần cấu tử nhẹ bay lên qua thiết bị làm lạnh ngƣng tụ (13) rồi vào bể chứa (14). Ở đây một phần khí bay lên là khí C1, C2, một phần quay lại hồi lƣu đỉnh tháp, phần còn lại đƣợc trộn với khí và xăng tách ra ở tháp chƣng (7) rồi đi vào tháp khử butan (11), nhờ tháp khử butan (11) chúng ta phân chia đƣợc sản phẩm lỏng LPG và xăng nhẹ.

Bên cạnh tháp chƣng cất chính nhờ thiết bị tái bay hơi (10). Dƣới tháp bay hơi ngƣời ta cho hơi nƣớc đi vào để trộn lẫn với cấu tử nhẹ trong tháp rồi lƣu lại tháp (9), phần đáy tháp (10) tháo ra gọi là các phân đoạn nhƣ xăng nặng , kerosen, gazoil nhẹ, gazoil nặng. Sản phẩm đáy của tháp chƣng cất chính đƣợc tháo ra, vì sản phẩm đáy của tháp nhiệt độ còn cao cho nên phải qua các thiết bị làm lạnh để giảm nhiệt độ xuống trƣớc khi cho cặn vào bể chứa.

4. Ƣu điểm của sơ đồ chƣng cất 2 tháp

Ƣu điểm: Khí đƣợc tách riêng ở phần tháp sơ bộ, không sợ ăn

mòn ở tháp chƣng thứ hai và kinh tế hơn.

Dùng ít thép mà tháp chƣng cất chính đạt hiệu quả cao. Nhƣợc điểm: Nhiệt độ nóng hơn so với một tháp từ 10  150C. Để khắc phục nhƣợc điểm trên, các nhà công nghệ khắc phục

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

bằng cách phun hơi nƣớc vào ống xoắn ở cuối lò đốt nóng tránh hiện tƣợng phân huỷ.

III. THIẾT BỊ CHÍNH TRONG DÂY CHUYỀN

Thiết bị góp phần quan trọng nhất trong dây chuyền công nghệ

chƣng cất dầu mỏ thô bằng áp suất thƣờng là:

1. Tháp chƣng cất [1].

1. Nguyên liệu vào tháp

2. Bể chứa

3. Hồi lƣu vào tháp

4. Thiết bị ngƣng tụ và làm lạnh

5. Thân tháp chƣng cất

6. Các đĩa

7. Thiết bị đun sôi

8. Bể chứa cặn

9. Bể chứa sản phẩm đỉnh.

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

Hình 10. Sơ đồ nguyên lý làm việc của tháp chưng cất

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

2. Các loại tháp chƣng luyện [9].

a) Tháp đệm

III

1- Thành tháp

2- Bộ phận phân phối

chất lỏng hồi lƣu

3- Lớp đệm

4- Bộ phận phân phối

hơi

5- Vùng đệm có tấm

I chắn.

I. Nguyên liệu

II. Sản phẩm đỉnh

III. Hồi lƣu đỉnh

IV. Hồi lƣu đáy

V. Sản phẩm đáy IV

Hình 11

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

Các đệm trong tháp là các vòng bằng gốm: Để bề mặt tiếp xúc phía trong vòng gốm ngƣời ta làm các tấm chắn, ngƣời ta xếp đệm trên các đĩa có hai loại lỗ khác nhau. Các lỗ nhỏ (phía dƣới) để chất lỏng đi qua và lỗ lớn (phía trên) để cho hơi đi qua. Nhƣợc điểm của loại đĩa này là: tiếp xúc giữa pha hơi và pha lỏng không tốt. Nhƣng khi dùng tháp có đƣờng kính nhỏ hơn 1 m, thì hiệu quả của tháp này không kém tháp đĩa chóp, vì vậy chúng thƣờng dùng để chƣng luyện gián đoạn với công suất thiết bị không lớn.

b) Tháp đĩa chụp

Loại đĩa này đƣợc sử dụng rộng rãi trong chƣng cất dầu mỏ và sản phẩm dầu mỏ. Các đĩa chụp có nhiều dạng khác nhau bởi cấu tạo của chụp và cấu tạo của bộ phận chảy chất lỏng.

Đĩa hình chóp là các đĩa kim loại mà trong đó có cấu tạo nhiều lỗ để cho hồi lƣu đi qua. Theo chu vi các lỗ ngƣời ta bố trí trong nhánh có độ cao xác định gọi là cốc, nhờ có ống nhánh này giữ mức chất lỏng xác định. Phía trên các ống nhánh là các chụp. Khoảng giữa ống nối và chụp có vùng không gian cho hơi đi qua, đi từ đĩa dƣới lên đĩa trên.

1- Tấm khay chứa chụp

3 2- Ống chảy truyền 4

3- Chụp 5

2 4- Ống nhánh 6 5- Lỗ chụp cho hơi qua

6- Không gian biên 7

1 8

7- Tấm chắn để giữ mức chất lỏng trên đĩa

8- Thành thép.

Hình 12

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

- Đĩa chụp hình máng:

Nguyên lý cấu tạo đĩa chụp:

1 2 4

5 3

6 2

Hình 13. Tháp đĩa chụp hình máng

1. Chụp; 2. Máng; 3. Tấm điều chỉnh chảy; 4. Tấm chảy; 5. Tíu chảy; 6. Vùng đƣợc

Mức chất lỏng ở các đĩa đƣợc giữ nhờ tấm chắn, phần chất lỏng

thừa qua tấm chắn sẽ theo ống chảy chuyền cho xuống đĩa dƣới.

Đĩa chụp hình máng có cấu tạo đơn giản và rất vệ sinh. Loại này có nhƣợc điểm cơ bản là diện tích sủi bọt bé (chỉ khoảng 30% diện tích của đĩa), điều đó làm tăng tốc độ hơi và tăg sự cuốn chất lỏng đi.

Đĩa chụp hình chữ S:

Hình 14.

2 1. Chụp hình chữ S

2. Ống chảy chuyền

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

Mức chất lỏng ở các đĩa đƣợc giữ nhờ tấm chắn, phần chất lỏng

thừa qua tấm chắn sẽ theo ống chảy chuyền cho xuống dƣới.

Loại đĩa hình chữ S dùng cho các tháp làm việc ở áp suất không lớn (nhƣ áp suất khí quyển). Công suất của các đĩa cao, cao hơn loại đĩa lòng máng là 20%.

Đĩa chụp supap:

Van đóng Van mở một nửa Van mở hết

Hình 15.

1. Van; 2.Quai kẹp

Loại này có hiệu quả làm việc tốt, khi mà tải trọng thay đổi theo

hơi và chất lỏng và phân loại này phân chia rất triệt để.

Đĩa supap khác với các đĩa khác là làm việc trong chế độ thay đổi

và có đặc tính động học.

Sự hoạt động của van phụ thuộc vào trọng tải của hơi từ dƣới lên

trên, hay chất lỏng từ trên xuống.

Đĩa sàng:

2 Hình 16.

1. Lớp chất lỏng 2. Các lỗ sàng

3. Ống chảy chuyền

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

Lớp chất lỏng một có chiều cao khoảng 25  30mm. Giữ ở trên các đĩa, hơi qua các lỗ sàng 2, và làm sủi bọt qua lớp chất lỏng, lớp chất lỏng trên đĩa mà dƣ thì chảy tho ống chảy chuyền 3 xuống dƣới. Loại đĩa này yêu cầu chế độ không đổi, vì rằng nhƣ khi giảm hiệu suất thiết bị sẽ làm giảm sự gặp nhau giữa dòng hơi và dòng lỏng, dò hết xuống, làm cho đĩa trở ra, khi tăng công suất thì làm tăng dòng hơi gặp nhau, và lƣợng lớn hơi, cấu tử nặng đi ra khỏi chất lỏng làm phá vỡ cân bằng trong tháp và làm giảm sự phân chia trong tháp. Nói chung có nhiều loại đĩa, nhƣng đƣợc sử dụng phổ biến nhất là loại đĩa chụp hình máng, đĩa chụp hình chữ S, đĩa chụp tròn, đĩa supap.

IV. THIẾT BỊ ĐUN NÓNG

1. Thiết bị đun nóng lò ống [8].

Cấu tạo lò:

Cấu tạo lò phụ thuộc vào dạng của nhiên liệu và phƣơng pháp

đốt, loại thƣờng gặp là loại ống.

Lò ống:

Hình 17.

1. Lò đốt

2. Phòng trộn

3. Cửa hút không khí

4. Quạt

5. Cửa

6. Phòng đặt thiết bị

truyền nhiệt

7. Thiết bị truyền nhiệt

8. Cửa ra

Hình trên là cơ sở cấu tạo của lò ống. Khói lò tạo thành trong lò đốt (1) do quá trình cháy nhiên liệu (rắn, lỏng hoặc khí). Khi vào phòng trộn (2) khói lò đƣợc giảm nhiệt độ nhờ không khí bị hút qua quạt (4) thổi vào cửa (3). Trong phòng (2) khói lò đi từ dƣới lên qua cửa (5) vào phòng (6), tiếp tục đi từ trên xuống rồi ra ngoài theo cửa

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

(8). Trong phòng (6) có đặt thiết bị truyền nhiệt loại ống (7). Khói lò đi ngoài ống có sản phẩm cần đun nóng đi ở phía trong.

V. THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT [8].

Thiết bị trao đổi nhiệt gián tiếp:

Dựa vào cấu tạo bề mặt truyền nhiệt, ta có thể chia thiết bị truyền

nhiệt gián tiếp thành các loại nhƣ sau: loại vỏ bọc, loại ống.

1. Loại vỏ bọc

Hình 19. Sơ đồ kết cấu của vỏ bọc

Hình 18. Thiết bị truyền nhiệt loại vỏ bọc ngoài ngoài làm việc ở áp suất cao

1. Thiết bị; 2. Vỏ bọc; 3. Mặt bích 1. Vỏ thiết bị; 2. Vỏ bọc ngoài

a) Vỏ bọc ngoài (2) bọc ghép chắc vào thiết bị (1) bằng mặt bích (3) hoặc hàn điện, giữa hai lớp vỏ tạo thành khoảng trống kín, chất tải nhiệt sẽ vào khoảng trống đó để đun nóng hoặc làm nguội.

Chiều cao của vỏ ngoài không đƣợc thấp hơn mức chất lỏng trong thiết bị, bề mặt truyền nhiệt không lớn quá 10 m2, áp suất làm việc của hơi đốt không quá 10 at.

Cấp nhiệt của chất tải nhiệt trong thiết bị, ta thƣờng đặt cánh

khuấy để tăng tốc độ tuần hoàn.

b) Khi cần làm việc ở áp suất cao thì vỏ ngoài có cấu tạo đặc biệt. Vỏ ngoài (2) làm tấm thép có khoét nhiều lỗ, các lỗ này hàn liền vào vỏ (1). Áp suất làm việc của loại này có thể đến 75 at.

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

2. Loại ống

Loại này bề mặt truyền nhiệt có dạng hình ống. Căn cứ vào tính

chất làm việc và cấu tạo của thiết bị có thể là:

 Kiểu ống xoắn

 Kiểu ống tƣới

 Kiểu ống lồng ống.

- Kiểu ống chùm.

a) Ống xoắn: thiết bị truyền nhiệt kiểu ống xoắn là một trong những loại thiết bị đơn giản nhất. Nó gồm các đoạn thẳng nối với nhau bằng khuỷu gọi là xoắn gấp khúc, hoặc các ống uốn cong theo trôn ốc gọi là xoắn ruột gà, khi làm việc một chất tải nhiệt đi ngoài ống eòn một chất tải nhiệt khác đi trong ống.

Ƣu điểm: Cơ chế đơn giản, có thể làm bằng các vật liệu chống ăn

mòn, dễ kiểm tra và sửa chữa.

Nhƣợc điểm: Cồng kềnh, hệ số truyền nhiệt nhỏ, hệ số cấp nhiệt phía ngoài bé, khó làm sạch phía trong ống, trợ lực thuỷ lực lớn hơn ống thẳng.

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

b) Loại ống tưới

Thiết bị trao đổi nhiệt loại tƣới.

Nƣớc 1

I 4

Nƣớc

Hình 20.

1- Máng tƣới; 2- Ống truyền nhiệt; 3- Khuỷu nối; 4- Máng chứa nƣớc.

Loại này thƣờng dùng để làm lạnh và ngƣng tụ, chất lỏng phun ở ngoài ống. Thƣờng là nƣớc tƣới ở ngoài ống chảy lần lƣợt từ trên xuống ống dƣới 3 rồi chảy vào máng chứa. Khi trao đổi nhiệt sẽ có một phần nƣớc bay hơi, khoảng 1  2% lƣợng nƣớc đƣa vào tƣới. Khi bay hơi nhƣ vậy nó sẽ lấy một phần nhiệt từ chất tải nhiệt nóng ở trong ống, do đó lƣợng nƣớc dùng làm nguội ở đây ít hơn so với các loại thiết bị làm nguội khác.

Ƣu điểm: Lƣợng nƣớc làm lạnh ít, cấu tạo đơn giản, dễ quan sát và làm sạch ở trong ống, khi nối ống bằng mặt bích thì làm sạch cũng dễ.

Nhƣợc điểm: Cồng kềnh, khi cung cấp nƣớc ít thì lƣợng nƣớc bay hơi tăng, do đó phải đặt chỗ thoáng nhƣng tránh gió. Khi lƣợng nƣớc quá ít thì các ống phía dƣới sẽ bị khô, làm giảm hiệu suất truyền nhiệt.

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

c) Ống lồng ống

Loại thiết bị truyền nhiệt ống lồng ống gồm nhiều đoạn nối tiếp

nhau, mỗi đoạn gồm có hai ống lồng vào nhau. Ống (1) của đoạn này

nối thông với ống trong của đoạn khác, và ống ngoài (2) của đoạn này

nối thông với ống ngoài của đoạn khác. Để dễ thay thế ngƣời ta nối

bằng ống khuỷu (3) và ống nối (4) có mặt bích.

Chất tải nhiệt (1) đi trong ống từ dƣới lên, còn chất tải nhiệt (2)

đi trong ống ngoài từ trên xuống. Khi năng suất lớn ta đặt nhiều dãy

làm việc song song.

Ƣu điểm của loại ống lồng ống là hệ số truyền nhiệt lớn vì ta có

thể tạo ra tốc độ lớn ở cả hai chất tải nhiệt, cấu tạo đơn giản; nhƣng có

nhƣợc điểm là cồng kềnh, giá thành cao vì tốn kém nhiều kim loại,

khó làm sạch khoảng trống giữa hai ống.

II 1 2 3

Hình 21.

1- Ống trong 2- Ống ngoài 3- Khuỷu nối 4- Máng chứa

nƣớc II 4

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

d. Thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm:

Hình 22. Cấu tạo trao đổi nhiệt ống chùm

1. Vỏ thiết bị 5. Ống nối

2. Lƣới ống 6. Tai đỡ

3. Ống truyền 7. Đinh bulông

4. Đáy thiết bị 8. Đệm

Nguyên tắc:

Thiết bị truyền nhiệt loại này đƣợc dùng phổ biến nhất trong công

nghiệp hoá chất, nó có ƣu điểm là cơ cấu gọn, chắc chắn, bề mặt

truyền nhiệt lớn.

Gồm có vỏ hình trụ (1) hai đầu hàn hai lƣới ống (2). Các ống

truyền nhiệt (3) đƣợc ghép chắc chắn, kín vào lƣới ống. Đáy và nắp

nối với vỏ (1) bằng mặt bích (4) có bulông (7) ghép chắc.

Trên vỏ, nắp và đáy có cửa (ống nối) để dẫn chất tải nhiệt, thiết bị

đƣợc đặt trên giá đỡ nhờ tai đỡ (6) hàn vào vỏ (1). Chất tải nhiệt (I) đi

vào đáy dƣới qua các ống lên trên và ta khỏi thiết bị. Còn chất tải

nhiệt (II) đi từ cửa trên của vỏ vào khoảng trống giữa ống và vỏ rồi ra

phía dƣới. Các ống lắp trên lƣới ống cần phải kín bằng cách hàn

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

Phần III

TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ

Các số liệu ban đầu

 Công nghệ: Chọn loại sơ đồ công nghệ chƣng cất 2 tháp

 Năng suất: 6,5 triệu tấn/năm (5,5 triệu tấn dầu thô Bạch Hổ và

1 triệu tấn dầu thô Trung Đông).

 Nguyên liệu:

Dầu thô Bạch Hổ : = 0,8319 (Kg/l)

Dầu thô Trung Đông : = 0,858 (Kg/l)

Sản phẩm theo % so với dầu thô: (lấy theo tài liệu tham khảo) [15, 19]

Dầu thô Trung Sản phẩm Dầu Bạch Hổ(%) Dầu hỗn hợp(%) Đông(%)

Gas 2,5 4,7 2,8

L.Naphta 3,8 8,6 4,5

H.Naphta 11,9 19,9 13,2

Kerosen 15,6 15,7 15,6

Gazoil 20,7 12,9 19,5

Mazul 45,5 38,2 44,4

I. TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT

 Theo số liệu thống kê hàng năm, số ngày nghỉ, tu sửa và bảo

dƣỡng là 40 ngày. Vậy số ngày làm việc trong 1 năm là:

365  40 = 325 (ngày)

Tính cân bằng vật chất của dây chuyền chƣng cất loại 2 tháp

(AD) năng suất 6,5 triệu tấn/năm.

Năng suất của dây chuyền làm trong một ngày là:

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

6.500.000 : 325 = 20.000 (tấn/ngày)

20.000 : 24 = 833,333 (tấn/giờ)

I.1. Tại tháp tách sơ bộ.

Giả sử tại tháp tách sơ bộ nguyên liệu sẽ bốc hơi toàn phần khí

với hiệu suất 2,8% và phân đoạn L. Naphta với hiệu suất 4,5%.

Năng suất các phân đoạn tính theo thành phần % của nguyên liệu.

Hiệu suất sản phẩm khí là 2,8%.

Lƣu lƣợng sản phẩm khí là:

= 182.000 (tấn/năm)

= 560 (tấn/ngày)

= 23,333 (tấn/giờ)

Hiệu suất sản phẩm L. Naphta là 4,5%.

Lƣu lƣợng sản phẩm L. naphta là:

= 292.500 (tấn/năm)

= 900 (tấn/ngày)

= 37,5 (tấn/giờ)

Lƣu lƣợng còn lại ở đáy tháp sơ bộ là:

6.500.000  (182.000 + 292.500) = 6.025.500 (tấn/năm)

I.2. Tại tháp tách phân đoạn.

Hiệu suất sản phẩm H. Naphta là 13,2%.

Lƣu lƣợng sản phẩm H. Naphta:

= 858.000 (tấn/năm)

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

= 2.640 (tấn/ngày)

= 110 (tấn/giờ)

Hiệu suất sản phẩm kerosen là 15,6%.

Lƣu lƣợng sản phẩm kerosen:

= 1.014.000 (tấn/năm)

= 3.120 (tấn/ngày)

= 130 (tấn/giờ)

Hiệu suất sản phẩm gazoil là 19,5%.

Lƣu lƣợng sản phẩm gazoil:

= 1.267.500 (tấn/năm)

= 3.900 (tấn/ngày)

= 162,5 (tấn/giờ)

Hiệu suất sản phẩm Mazut là 44,4%.

Lƣu lƣợng sản phẩmMazut:

= 2.886.000 (tấn/năm)

= 8.880 (tấn/ngày)

= 370 (tấn/giờ)

I.3.Tổng kết cân bằng vật chất:

+ Tổng Lƣu lƣợng vào: 6.500.000 (tấn/năm)

6.500.000 : 325 = 20.000 (tấn/ngày)

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

20.000 : 24 = 833,333 (tấn/giờ)

+ Tổng Lƣu lƣợng ra:

Tên phân đoạn Thành phần (%) Tấn/năm Tấn/ngày Tấn/giờ

2,8 182.000 560 23,333 Gas

4,5 292.500 900 37,5 L.Naphta

13,2 858.000 2.640 110 H.Naphta

15,6 1.014.000 3.120 130 Kerosen

19,5 1.267.500 3.900 162,5 Gazoil

44,4 2.886.000 8.880 370 Mazut

100 Tổng lƣu lƣợng ra 6.500.000 20.000 833,333

Vậy tổng lƣu lƣợng vào = tổng lƣu lƣợng ra.

II. THIẾT LẬP ĐƢỜNG CÂN BẰNG (VE) CHO CÁC SẢN

PHẨM

II.1. Đƣờng cân bằng (VE) sản phẩm xăng

Để xác định đƣờng cân bằng pha cho các sản phẩm ta sử dụng

phƣơng pháp Obradoikov và Smidovic. Coi áp suất của quá trình là 1

at và sử dụng công thức sau:

C = l.y + (1  l).x [35, 43 - 15]

Trong đó:

l: phân đoạn chƣng cất đến một nhiệt độ nào đó, trên đƣờng cân

bằng VE

C: phần trăm tƣơng ứng với cùng nhiệt độ trên, trên đƣờng

cong TBP

x: điểm đến của đƣờng cong VE biểu thị bằng phần trăm chƣng

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

cất tại cùng nhiệt độ trên TBP, hay nói cách khác là %

chƣng cất trên đƣờng cong TBP ứng với 0% chƣng cất trên

VE.

y: phần trăm chƣng cất trên TBP ứng với 100% chƣng cất trên

VE.

Cho một loạt giá trị của l tính đƣợc C và với số liệu này ta vẽ

đƣờng cong VE bằng phƣơng pháp Obradoikov và Smidovic theo đồ thị

số 23-44.

Các giá trị x, y đƣợc xác định tại giá trị nhiệt độ sôi ứng với 50%

thể tích của nguyên liệu theo đồ thị [23,44 - 5].

to = 350C t100 = 1700C

= = 1,35 [34, 43 - 5]

t50 = 108

Theo hình vẽ số 23 có x = 19

y = 69.

Thay các giá trị x, y vào công thức xác định C và cho giá trị l

thay đổi theo từng giá trị ta tìm đƣợc bảng số liệu sau:

0,0 0,05 0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

19 21,5 24

101 106 113 119 124 130

C 0CVE 71 74

Bảng 1. Bảng số liệu tính theo công thức C = l.y + (1  l).x

Từ bảng số liệu ta xây dựng đƣờng cân bằng VE của sản phẩm

xăng.

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

1 70

150

0C 170 o C

130

110

Xăng

% trọng lƣợng

50 0

100 1 00

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

Hình 23. Đường cân bằng VE của xăng

II.2. Đƣờng cân bằng của sản phẩm kerosen

to = 1700C t100 = 2840C

= = 1,14

t50 = 230

Từ giá trị độ dốc và t50% trên đồ thị của phƣơng pháp ta

tìm đƣợc các giá trị của x = 32, y = 63. {5}

Thay các giá trị x, y vào công thức xác định C và cho giá trị l

thay đổi theo từng giá trị ta tìm đƣợc bảng số liệu sau:

0,0 0,05

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6 0,7

0,8 0,9

33,55 34,9 38,0 41,3 43,4 47

53,7 56

59,2 63

213

216

219

222

226

230 233

236 239

242

C 32 0CVE 208 211

Bảng 2. Bảng số liệu tính theo công thức C = l.y + (1  l).x

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

Tõ b¶ng sè liÖu ta x©y dùng ® êng c©n b»ng VE

cña s¶n phÈm kerosen.

Hình 24. Đường cân bằng VE của kerosen

II.3. Đƣờng cân bằng của gazoil to = 2840C t100 = 3700C

= = 0,86

t50 = 319

Từ giá trị độ dốc và t50% trên đồ thị của phƣơng pháp ta

tìm đƣợc các giá trị của x = 33, y = 58.

Thay các giá trị x, y vào công thức xác định C và cho giá trị l

thay đổi theo từng giá trị ta tìm đƣợc bảng số liệu sau:

Bảng 3. Bảng số liệu tính theo công thức C =l.y + (1  l).x

l 0,0 0,05 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

C 33 34,2 35,5 48,5 40,5 43 45,5 48 50,5 53 55,5 58 0CVE 305 306 307 309 311 313 315 317 319 321 323 325

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

Từ bảng số liệu ta xây dựng đƣờng cân bằng VE của sản phẩm

gazoil.

Hình 25. Đường cân bằng VE của gazoil

III. XÁC ĐỊNH CÁC ĐẠI LƢỢNG TRUNG BÌNH CỦA SẢN

PHẨM

III.1. Tỷ trọng trung bình

Theo tài liệu tham khảo (Phạm Quang Dự  Vietso Petro Review) [15,19]

Tỷ trọng trung bình của L. naphta:

= 0,8088  = 0,8096 (kg/l)

Tỷ trọng trung bình của H. naphta:

= 0,7539  = 0,7547 (kg/l)

Tỷ trọng trung bình của kerosen:

= 0,7818  = 0,7826 (kg/l)

Tỷ trọng trung bình của gazoil:

= 0,8231  = 0,8239 (kg/l)

Tỷ trọng trung bình của mazut:

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

= 0,8828  = 0,8836 (kg/l)

III.2. Xác định nhiệt độ sôi trung bình

Nhiệt độ sôi trung bình theo thể tích đƣợc xác định theo công

thức:

(0C) [37,51-5] tmv =

 Nhiệt độ sôi trung bình theo thể tích của xăng:

= 1080C tmv =

Độ dốc của đƣờng cong:

= = 1,25 P10  90 =

Theo hình vẽ số 32,52-5 :

tmm = 108  14,5 = 93,5

 Nhiệt độ sôi trung bình theo thể tích của kerosen:

= 247,60C tmv =

Độ dốc của đƣờng cong:

= = 1,15 P10  90 =

tmm = 247,6  10,5 = 237,1

 Nhiệt độ sôi trung bình theo thể tích của gazoil:

= 319,80C tmv =

Độ dốc của đƣờng cong

= = 0,8 P10  90 =

tmm = 319,8  7 = 312,8

III.3. Tính phân tử lƣợng trung bình của các sản phẩm

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

trên đồ thị 33,53-5 ta xác định đƣợc phân Từ giá trị tmm và

tử lƣợng trung bình sau:

 Phân tử lƣợng trung bình của xăng : MX = 82

 Phân tử lƣợng trung bình của kerosen: MK = 100

 Phân tử lƣợng trung bình của gazoil : MG = 250.

IV. TÍNH TIÊU HAO HƠI NƢỚC.

IV.1. Tính tiêu hao hơi cho tháp phân đoạn.

Trong công nghiệp chế biến dầu lƣợng hơi nƣớc đƣợc dùng xả

vào đáy tháp thƣờng đƣợc chọn là 5% trọng lƣợng so với lƣu lƣợng

mazut thoát ra.

= 144.300 (tấn/năm)

= 444 (tấn/ngày)

= 18,5 (tấn/h)

= 1.027,778 (kmol/h)

IV.2. Tính tiêu hao nƣớc cho các tháp tách.

Lƣợng hơi nƣớc đƣợc dùng cho các tháp tách thƣờng đƣợc chọn

khoảng 2,5% so với lƣu lƣợng sản phẩm.

 Tại tháp lấy H. naphta:

= 21.450 (tấn/năm)

= 66 (tấn/ngày)

= 2,75 (tấn/h)

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

= 152,778 (kmol/h)

 Tại tháp lấy kerosen:

= 25.350 (tấn/năm)

= 78 (tấn/ngày)

= 3,25 ( tấn/h)

= 180,556 (kmol/h)

 Tại tháp lấy gazoil:

= 31.687,5 (tấn/năm)

= 97,5 (tấn/ngày)

= 4,062 (tấn/h)

= 225,694 (kmol/h)

Tổng lƣợng hơi nƣớc dùng trong các quá trình là:

1.027,778 + 152,778 + 180,556 + 225,694

= 1.586,806 (kmol/h)

Các thông số về hơi nƣớc:

áp suất: 10 at. nhiệt độ: 3300C.

V. TÍNH CHẾ ĐỘ CỦA THÁP CHƢNG CẤT

V.1. Tính áp suất của tháp.

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

V.1.1. Áp suất tại đỉnh tháp.

Do sự mất mát áp suất trên các đƣờng ống dẫn nên áp suất tại

đỉnh tháp thƣờng lớn hơn so với áp suất tại tháp tách khoảng 20%.

Chọn áp suất tại tháp tách là 760 mmHg.

Vậy áp suất tại đỉnh tháp là:

= 912 (mmHg) Pđỉnh = 760 +

V.1.2. Áp suất tại đĩa lấy kerosen.

Trong điều kiện chƣng cất dọc theo chiều cao của tháp đi từ trên

xuống dƣới áp suất tăng qua mỗi đĩa khoảng 58 mmHg.

Chọn số đĩa từ đĩa lấy H. naphta đến đĩa lấy kerosen là 10 đĩa.

Chọn áp suất thay đổi qua mỗi đĩa là 8 mmHg.

Khi đó áp suất tại đĩa lấy kerosen là :

Pkerosen = 912 + 8  10 = 992 (mmHg)

V.1.3. Áp suất tại đĩa lấy gazoil

Chọn số đĩa từ đĩa lấy kerosen đến đĩa lấy gazoil là 10 đĩa.

Pgazoil = 992 + 8  10 = 1.072 (mmHg)

V.1.4. Áp suất tại đĩa nạp liệu

Chọn số đĩa từ đĩa lấy gazoil đến đĩa nạp liệu là 10 đĩa.

Pnạp liệu = 1.072 + 8  10 = 1.152 (mmHg)

Chọn số đĩa từ nạp liệu đến đĩa cuối cùng là 25 đĩa.

Vậy tổng số đĩa là: 25 + 10 + 10 + 10 = 55 đĩa

V.2. Tính nhiệt độ của tháp

V.2.1. Nhiệt độ tại đĩa nạp nhiên liệu

Trong thực tế của quá trình chƣng cất có sự mất mát về áp suất và

do có cùng một lƣợng hơi nƣớc xả vào đáy tháp để làm giảm áp suất

riêng phần của các sản phẩm. Do đó nhiệt độ tại đĩa nạp liệu không

phải là nhiệt độ tại điểm cuối của các sản phẩm trắng trên đƣờng cong

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

VE mà phải hiệu chỉnh bởi áp suất riêng phần của các sản phẩm, đƣợc

tính theo định luật Dalton:

P = Pnạp liệu.Y

Trong đó: Pnạpliệu: áp suất tại đĩa nạp liệu

Y: phần mol của sản phẩm dầu.

mà Y = [39, 53-5]

Với mh, mK, mG, mhn là phần mol của các sản phẩm dầu và hơi

nƣớc.

Thay các giá trị vào ta đƣợc:

(kmol/h) mh =

(kmol/h) mk =

(kmol/h) mG =

mhn = 1.027,778 (kmol/h)

Y = (kmol/h)

Suy ra: P = Pnạp liệu.Y = 1.152  0,762 = 877,878 (mmHg)

Tại áp suất P = 877,878 (mmHg) và nhiệt độ cuối của các sản phẩm trắng trên đƣờng cong VE (t100% = 315,250C) theo biểu đồ AZNI [24, 45-5] ta tìm đƣợc nhiệt độ thực tại đĩa nạp liệu là tnạp liệu = 3460C.

V.2.2. Nhiệt độ tại đáy tháp

Nhiệt độ tại đáy tháp có thể chọn nhỏ hơn nhiệt độ tại đĩa nạp

liệu khoảng 10  200C. Chọn nhiệt độ tại đáy tháp là 3300C.

V.2.3. Nhiệt độ tại đỉnh tháp

 Sản phẩm lấy ra ở dạng lỏng, điểm sôi cuối của nhiên liệu

H. naphta trên đƣờng cong VE (t100% = 130,80C)

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

Giả sử chọn nhiệt độ tại đĩa lấy H.naphta là t0 = 1260C.

 Khi đó ta có cân bằng nhiệt lƣợng mà sản phẩm nhƣờng cho hồi

lƣu nhƣ sau:

Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5

: nhiệt dùng làm nguội H.naphta Q1 = g1.

: nhiệt làm nguội kerosen Q2 = g2.

: nhiệt làm nguội gazoil Q3 = g3.

: nhiệt làm nguội mazut Q4 = g4.

: nhiệt làm nguội hơi nƣớc. Q5 = g5.

Trong đó:

g1  g5 : lƣợng sản phẩm và hơi nƣớc tính theo (kg/h)

Q1  Q5 : lƣợng nhiệt các sản phẩm nhƣờng cho hồi lƣu

(kcal/h)

, : entanpi của sản phẩm ở dạng hơi tại nhiệt độ nạp liệu

và nhiệt độ lấy sản phẩm H. naphta (kcal/kg)

, : entanpi của sản phẩm ở dạng lỏng tại nhiệt độ nạp

liệu và nhiệt độ lấy sản phẩm H. naphta (kcal/kg)

: entanpi của hơi nƣớc tại nhiệt độ vào (kcal/kg).

Nhƣ vậy theo giá trị của d và nhiệt độ đã chọn theo bảng [75, 76,

77, 349 và 352 - 5] ta tìm đƣợc các entanpi của sản phẩm nhƣ sau:

= 590,26 (kJ/kg) = 140,97 (kcal/kg)

= 1.113,65 (kJ/kg) = 265,98 (kcal/kg)

= 359,76 (kJ/kg) = 94,75 (kcal/kg)

= 1.100,47 (kJ/kg) = 262,83 (kcal/kg)

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

= 663,45 (kJ/kg) = 158,46 (kcal/kg)

= 1.082,87 (kJ/kg) = 258,63 (kcal/kg)

= 795,74 (kJ/kg) = 190,05 (kcal/kg)

= 844,43 (kJ/kg) = 201,68 (kcal/kg)

= 2.725 (kJ/kg) = 650,97 (kcal/kg)

= 3.167 (kJ/kg) = 756,39 (kcal/kg)

Thay các giá trị vào biểu thức ta tính đƣợc:

Q1 = 110.103  (265,98  140,97) = 13.751.100 (kcal/h) Q2 = 130.103  (262,83  94,75) = 21.850.400 (kcal/h) Q3 = 162,5.103  (258,63  158,46) = 16.277.625 (kcal/h) Q4 = 370.103  (201,68  190,05) = 4.303.100 (kcal/h) Q5 = 18,5.103  (756,39  650,97) = 2.116.770 (kcal/h)

Vậy tổng nhiệt lƣợng nhƣờng cho hồi lƣu là:

Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 = 58.298.995 (kcal/h)

 Số mol của hồi lƣu đƣợc xác định theo công thức:

m = [41,56 - 5]

Trong đó: M: là phân tử trọng của hồi lƣu

Q: là lƣợng nhiệt mà hồi lƣu cần thu

l : ẩn nhiệt của hồi lƣu (với l = )

= 14,38 (kcal/kg)

Suy ra: l = 140,97  14,38 = 126,59 (kcal/kg)

m = = = 5.616,268 (kmol/h)

 Áp suất phần hơi:

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

P = PH.naphta

P = 912 x

= 794621 (mmHg)

Từ giá trị áp suất hơi P và nhiệt độ trên đồ thị AZNI ta tìm đƣợc nhiệt độ tại đĩa lấy H. naphta là t0 = 1270C. Với nhiệt độ giả thiết là 1260C có sai số là 10C, khoảng sai số này là chấp nhận đƣợc. Vậy nhiệt độ tại đĩa lấy H. naphta là t0 = 1270C.

V.2.4. Nhiệt độ tại đĩa lấy kerosen

 Sản phẩm lấy ra ở dạng lỏng, điểm sôi đầu của nhiên liệu

kerosen trên đƣờng cong VE (t0 = 2080C).

Giả sử chọn nhiệt độ tại đĩa lấy kerosen t0 = 1760C.

 Khi đó ta có cân bằng nhiệt lƣợng mà sản phẩm nhƣờng cho hồi

lƣu nhƣ sau:

Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5

: nhiệt dùng làm nguội H.naphta Q1 = g1.

: nhiệt dùng làm nguội kerosen Q2 = g2.

: nhiệt dùng làm nguội gazoil Q3 = g3.

: nhiệt dùng làm nguội mazut Q4 = g4.

: nhiệt dùng làm nguội hơi nƣớc. Q5 = g5.

Trong đó:

g1  g5 : lƣợng sản phẩm và hơi nƣớc tính theo (kg/h)

Q1  Q5 : lƣợng nhiệt các sản phẩm nhƣờng cho hồi lƣu

(kcal/h)

, : entanpi của sản phẩm ở dạng hơi tại nhiệt độ nạp liệu

và nhiệt độ lấy sản phẩm H. naphta (kcal/kg)

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

, : entanpi của sản phẩm ở dạng lỏng tại nhiệt độ nạp

liệu và nhiệt độ lấy sản phẩm H. naphta (kcal/kg)

: entanpi của hơi nƣớc tại nhiệt độ vào (kcal/kg).

Nhƣ vậy theo giá trị của d và nhiệt độ đã chọn theo bảng [75, 76,

77, 349 và 352 - 5] ta tìm đƣợc các entanpi của sản phẩm nhƣ sau:

= 692,92 (kJ/kg) = 165,49 (kcal/kg)

= 1.113,65 (kJ/kg) = 265,98 (kcal/kg)

= 359,76 (kJ/kg) = 94,75 (kcal/kg)

= 1.100,47 (kJ/kg) = 262,83 (kcal/kg)

= 663,45 (kJ/kg) = 158,46 (kcal/kg)

= 1.082,87 (kJ/kg) = 258,63 (kcal/kg)

= 795,74 (kJ/kg) = 190,05 (kcal/kg)

= 844,43 (kJ/kg) = 201,68 (kcal/kg)

= 2.828 (kJ/kg) = 675,57 (kcal/kg)

= 3.167 (kJ/kg) = 756,39 (kcal/kg)

Thay các giá trị vào biểu thức ta tính đƣợc:

Q1 = 110.103  (265,98  165,49) = 4.644.200 (kcal/h) Q2 = 130.103  (262,83  94,75) = 21.850.400 (kcal/h) Q3 = 162,5.103  (258,63  158,46) = 16.277.625 (kcal/h) Q4 = 370.103  (201,68  190,05) = 4.303.100 (kcal/h) Q5 = 18,5.103  (756,39  675,57) = 1495170 (kcal/h)

Vậy tổng nhiệt lƣợng nhƣờng cho hồi lƣu là:

Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 = 48.570.495 (kcal/h)

 Số mol của hồi lƣu đƣợc xác định theo công thức:

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

m =

Trong đó: M: là phân tử trọng của hồi lƣu

Q: là lƣợng nhiệt mà hồi lƣu cần thu

l : ẩn nhiệt của hồi lƣu (với l = )

= 163,33 (kcal/kg)

Suy ra: l = 163,33  94,57 = 68,63 (kcal/kg)

m = = = 7077,152 (kmol/h)

 Áp suất phần hơi:

P = Pkerosen

P = 992 x = 746,474 (mmHg)

0C, khoảng sai số này chấp nhận đƣợc. Vậy nhiệt độ tại đĩa lấy

Từ giá trị áp suất hơi P và nhiệt độ trên đồ thị AZNI ta tìm đƣợc nhiệt độ tại đĩa lấy kerosen là t0 = 1780C. Với nhiệt độ giả thiết là 1760C có sai số là 2

kerosen là t0 = 1780C.

V.2.5. Nhiệt độ tại đĩa lấy gazoil

 Sản phẩm lấy ra ở dạng lỏng, điểm sôi đầu của nhiên liệu gazoil

trên đƣờng cong VE (t0 = 3050C).

Giả sử chọn nhiệt độ tại đĩa lấy sản phẩm gazoil là t0 = 2800C.

 Khi đó ta có cân bằng nhiệt lƣợng mà sản phẩm nhƣờng cho hồi

lƣu nhƣ sau:

Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5

: nhiệt dùng làm nguội H.naphta Q1 = g1.

: nhiệt dùng làm nguội kerosen Q2 = g2.

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

: nhiệt dùng làm nguội gazoil Q3 = g3.

: nhiệt dùng làm nguội mazut Q4 = g4.

: nhiệt dùng làm nguội hơi nƣớc. Q5 = g5.

Trong đó:

g1  g5 : lƣợng sản phẩm và hơi nƣớc tính theo (kg/h)

Q1  Q5 : lƣợng nhiệt các sản phẩm nhƣờng cho hồi lƣu

(kcal/h)

, : entanpi của sản phẩm ở dạng hơi tại nhiệt độ nạp liệu

và nhiệt độ lấy sản phẩm H.naphta (kcal/kg)

, : entanpi của sản phẩm ở dạng lỏng tại nhiệt độ nạp

liệu và nhiệt độ lấy sản phẩm H.naphta (kcal/kg)

: entanpi của hơi nƣớc tại nhiệt độ vào (kcal/kg).

Nhƣ vậy theo giá trị của d và nhiệt độ đã chọn theo bảng [75, 76,

77, 349 và 352 - 5] ta tìm đƣợc các entanpi của sản phẩm nhƣ sau:

= 936,88 (kJ/kg) = 223,76 (kcal/kg)

= 1.113,65 (kJ/kg) = 265,98 (kcal/kg)

= 925,64 (kJ/kg) = 221,75 (kcal/kg)

= 1.100,47 (kJ/kg) = 262,83 (kcal/kg)

= 663,45 (kJ/kg) = 158,46 (kcal/kg)

= 1.082,87 (kJ/kg) = 258,63 (kcal/kg)

= 795,74 (kJ/kg) = 190,05 (kcal/kg)

= 844,43 (kJ/kg) = 201,68 (kcal/kg)

= 3.034 (kJ/kg) = 724,62 (kcal/kg)

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

= 3.167 (kJ/kg) = 756,39 (kcal/kg)

Thay các giá trị vào biểu thức ta tính đƣợc:

Q1 = 110.103  (265,98  223,76) = 4.644.200 (kcal/h) Q2 = 130.103  (262,83  221,75) = 5.340.400 (kcal/h) Q3 = 162,5.103  (258,63  158,46) = 16.277.625 (kcal/h) Q4 = 370.103  (201,68  190,05) = 4.303.100 (kcal/h) Q5 = 18,5.103  (756,39  724,62) = 587.745 (kcal/h)

Vậy tổng nhiệt lƣợng nhƣờng cho hồi lƣu là:

Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 = 31.153.070 (kcal/h)

 Số mol của hồi lƣu đƣợc xác định theo công thức:

m =

Trong đó: M: là phân tử trọng của hồi lƣu

Q: là lƣợng nhiệt mà hồi lƣu cần thu

l: ẩn nhiệt của hồi lƣu (với l = )

= 217,27 (kcal/kg)

Suy ra: l = 217,27  158,46 = 58,81 (kcal/kg)

m = = = 2.118,896 (kmol/h)

 Áp suất phần hơi:

P = Pgazoil

P = 1072 x = 598,275 (mmHg)

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

Từ giá trị áp suất hơi P và nhiệt độ trên đồ thị AZNI ta tìm đƣợc nhiệt độ tại đĩa lấy gazoil là t0 = 2780C. Với nhiệt độ giả thiết là 2800C có sai số là 20C, khoảng sai số này là chấp nhận đƣợc. Vậy nhiệt độ tại đĩa lấy gazoil là t0 = 2780C.

V.3. Tính chỉ số hồi lƣu đỉnh tháp.

Ta có:

R = = = 4,187

Lƣợng hồi lƣu M.m = 82  5616,268 = 460.533,976 (kg/h)

VI. TÍNH KÍCH THƢỚC CỦA THÁP CHƢNG CẤT

VI.1. Tính đƣờng kính tháp.

Đƣờng kính của tháp chƣng cất đƣợc xác định theo công thức:

D = (m) [47, 58 - 5]

S = (m2)

(m/s) [48, 58 - 5] Vmax cho phép =

Trong đó: dL: tỷ trọng của sản phẩm ở trạng thái lỏng

dV: tỷ trọng của sản phẩm ở trạng thái hơi.

S : tiết diện tháp (m )

Nhƣ vậy để xác định đƣợc đƣờng kính của tháp ta lần lƣợt xác

định các đại lƣợng có liên quan.

Chọn khoảng cách giữa hai đĩa là 0,75 m (750 mm) và độ đóng

thuỷ lực là 2,5. Theo biểu đồ [46, 78] ta tìm đƣợc hệ số C = 0,06.

Mặt khác ta có dl = 0,68 [theo tài liệu Các sản phẩm dầu mỏ và

hoá dầu].

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

Tỷ trọng của H. naphta ở trạng thái hơi đƣợc xác định theo công

thức:

[5] dV =

Trong đó:

: phân tử trọng trung bình

P: áp suất trên đĩa đầu tiên (at) R: hằng số khí R = 0,082 (L.at/g.0C) T: nhiệt độ (0K).

= [5]

= 74,2237

Vậy:

= = 2,723 (kg/m3) dV =

= 0,06 x = 0,946 (m/s) Vmax cho phép =

Lƣợng hồi lƣu lớn nhất:

V = [5]

Trong đó:

[5] n = VH. nƣớc + VH. naphta + VHL +

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

n = 1.586,806 + 1.341,463 + 7.077,152 + 7.071,152 x

n = 12.933,534

Suy ra:

V = = = 97,952 (m3/s)

S = = 103,544 (m2)

Suy ra: D = = 11,485 (m)

Quy chuẩn D = 12 (m)

VI.2. Tính chiều cao của tháp

Chiều cao của tháp cất đƣợc xác định theo công thức:

H = (N  2).h + 2a + b (m) [51, 59 - 5]

Trong đó:

H: chiều cao toàn tháp

h : khoảng cách giữa 2 đĩa (chọn h = 800 mm)

N: số đĩa trong tháp

a : chiều cao ở đỉnh tháp chọn bằng chiều cao đáy tháp

(chọn a = 4 m)

b: khoảng cách giữa đĩa tiếp liệu (chọn b = 3 m).

Chọn từ đỉnh đến đĩa lấy L.Naphta và H.Naphta là 10 đĩa, từ đĩa

lấy H.Naphta đến đĩa lấy kerosen là 9 đĩa ,từ đĩa lấy kerosen đến đĩa

lấy diezel là 9 đĩa, từ đĩa lấy diezel đến đĩa nạp liệu là 10 đĩa và từ đĩa

nạp liệu cho đến đĩa cuối cùng là 17 đĩa . Số đĩa trong tháp là 55 đĩa.

Vậy chiều cao của tháp là:

H = (55  2)  0,8 + 2  4 + 3 = 53,4 (m)

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

VI.3. Tính số chóp và đƣờng kính chóp

Trong quá trình chƣng cất thƣờng tổng tiết diện của ống hơi

chiếm khoảng 10% so với tổng tiết diện của tháp, chọn đƣờng kính

ống hơi dh = 250 mm khi đó số chóp trên đĩa đƣợc xác định theo công

thức:

n = 0,1 x = 0,1x = 210,057 (chóp) [II.236 - 6]

Chọn n= 210 (chóp)

Đƣờng kính chóp trên đĩa:

(II.236 - 6) dch =

= 360 (mm) dch =

Khoảng cách từ mặt đĩa đến chân chóp chọn bằng 25 mm.

Chiều cao chóp trên ống hơi bằng:

0,25.dh = 0,25  250 = 62,5 (mm)

Chọn bằng 65 mm.

Chiều dày chóp chọn bằng 3 mm.

Khoảng cách từ chân ống chảy chuyền đến đĩa là 150 mm.

Đƣờng kính ống chảy chuyền: dch = 600 mm.

Đƣờng kính ống nạp liệu: Dnl = 1,2 m (1 ống)

Đƣờng kính ống hồi lƣu đỉnh: Dđỉnh = 0,8 m (1 ống)

Đƣờng kính ống hồi H. naphta: DH.naphta = 0,8 m (1 ống)

Đƣờng kính ống hồi lƣu kerosen: Dkerosen = 0,8 m (1 ống)

Đƣờng kính ống hồi lƣu gazoil: Dgazoil = 0,8 m (1 ống)

Đƣờng kính ống dẫn sản phẩm đỉnh: Dd.đỉnh = 1,4 m (1 ống)

Đƣờng kính ống dẫn sản phẩm đáy: Dd.đáy = 1,4 m (1 ống).

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

Phần IV.

XÂY DỰNG

Muốn xây dựng một nhà máy công nghiệp thích hợp trƣớc hết

chúng ta cần phải xác định địa điểm xây dựng, trong đồ án này đƣợc

đặt tại khu Dung Quất-Quảng Ngãi ,sau đó mới thiết kế tổng mặt bằng

nhà máy.

I.XÁC ĐỊNH ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG NHÀ MÁY

I.1.Những cơ sở xác định địa điểm xây dựng .

* Địa điểm xây dựng phải đƣợc lựa chọn phù hợp với quy hoạch

lãnh thổ, quy hoạch vùng, quy hoạch của cụm chính quyền đã đƣợc các

cấp thẩm quyền duyệt. Tạo điều kiện phát huy tối đa công suất của nhà

máy và khả năng hợp tác sản xuất với các nhà máy lân cận.

* Phải gần nơi cung cấp nguồn nguyên liệu cho sản xuất và tiêu

thụ sản phẩm, gần nguồn cung cấp năng lƣợng nhiên liệu nhƣ : điện,

nƣớc, hơi... Hạn chế tối đa cho chí phí vận chuyển.

* Địa điểm xây dựng phải đảm bảo cho sự hoạt động liên tục của

nhà máy. Phù hợp và tận dụng tối đa hệ thống giao thông của quốc gia,

tận dụng tối đa hệ thống cung cấp điện, thông tin liên lạc, nếu địa

phƣơng cho cơ sở hạ tầng thích hợp thì cần phải xét đến khả năng xây

dựng trƣớc mắt cũng trong tƣơng lai.

* Khả năng nguồn cung cấp vật liệu, vật tƣ xây dựng, giảm chi

phí giá thành đầu tƣ xây dựng cơ bản, khả năng cung ứng công nhân

xây dựng cho nhà máy cũng nhƣ công nhân vận hành nhà máy sau này.

I.2.Đặc điểm của địa điểm xây dựng.

- Địa điểm xây dựng nhà máy lọc dầu tại Dung Quất -Quảng

Ngãi. Phân xƣởng chƣng cất dầu thô ở áp suất thƣờng đƣợc xây dựng

trong nhà máy lọc dầu .

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

- Đặc diểm của khu vực Quảng Ngãi :

+Nền kinh tế nhìn chung chƣa phát triển ,các ngành dịch

vụ,thƣơng mại chƣa mạnh.

+Khí hậu: Một năm thƣờng có hai mùa là mùa khô và mùa mƣa.

Khí hậu nói chung không ôn hoà .

+Địa hình: Độ dốc nhỏ hơn 1%, không nằm trong các mỏ khoáng

sản, có độ chịu nén tốt.

-Ƣu điểm : Dung Quất nói riêng và Quảng Ngãi nói chung nằm

trong vùng trọng điểm phát triển kinh tế khu công nghệ cao, phía bắc

giáp với khu kinh tế mở Chu Lai. Thuận lợi về giao thông đƣờng bộ,

đƣờng thuỷ và đƣờng hàng không.

- Nhƣợc điểm : Xa nguồn nguyên liệu, khí hậu khắc nghiệt,

thƣờng có bảo lũ.

*Kết luận :

Mặc dù còn nhiều điểm chƣa phù hợp khi chọn Dung Quất làm

địa điểm xây dựng nhà máy lọc dầu. Tuy nhiên nếu xét một cách tổng

thể thì cũng có nhiều thuận lợi nhƣ : nằm trong khu quy hoạch phát

triển khu công nghiệp, có cảng nƣớc sâu , có sân bay...

II. CÁC YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ XÂY DỰNG

- Xây dựng phải tuân theo những yêu cầu sau :

+ Việc bố trí các hạng mục chính trong dây chuyền một cách

thích hợp dể đảm bảo các hạng mục đó hoạt động thuận tiện và hợp lý

nhất.

+ Khi bố trí các công trình trên mặt bằng cần phải dự kiến trứoc

hạng mục sẽ xây dựng ở giai đoạn sau tạo điều kiện cho việc mở rộng

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

sản xuất. Tránh gây ảnh hƣởng đến sẩn xuất khi cần mở rộng và

không đặt các đƣờng ống đi quá xa.

+ Các công trình phụ trợ cần đặt gần các công trình chính và cuói

hƣớng gió ít ngƣời qua lại.

+ Các công trình phụ trợ cần đặt gần các công trình chính để giảm

chi phí vận chuyển.

+ Các công trình độc hại nên bố trí riêng biệt xa các công trình

chính và cuối hƣóng gió, ít ngƣời qua lại.

+ Trạm biến thế điện nên đặt gần nơi sử dụng điện nhiều nhất

nhƣ: máy bơm ,máy nén.

+ Đƣờng giao thông trong nhà máy phải đảm bảo chiều cao, chiều

rộng để xe ô to và con ngƣời qua lại.

+ Phải có vùng cây xanh bảo vệ quanh nhà máy.

+ Đảm bảo mỹ quan nhà máy .

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

III. GIẢI PHÁP THIẾT KẾ XÂY DỰNG

III.1.Sơ đồ khối biễu diễn dây chuyền trong phân xƣởng.

III.2. Đặc điểm của phân xƣởng sản xuất :

Phân xƣởng nằm trong nhà máy có quy mô sản xuất rộng lớn. Vì

vậy phân xƣởng chƣng cất dầu thô là một mắt xích quan trọng nhất của

nhà máy chế biến dầu, nhƣ vậy để đảm bảo cho quá trình đƣợc hoạt

động liên tục đòi hỏi phân xƣởng phải đủ rộng, khu chứa nguyên liệu

và sản phẩm phải lớn để cung cấp cho nhà máy đƣợc hoạt động theo

dây chuyền, liên kết chặt chẽ với các phân xƣởng khác để cung cấp

nguyên liệu để đảm bảo cho nhà máy hoạt động.

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

Đặc thù của phân xƣởng là các thiết bị hoạt động hầu nhƣ ở nhiệt

độ cao và áp suất cao, nên dễ gây ra hiện tƣợng cháy nổ trong nhà

máy, do đó khi bố trí mặt bằng phân xƣởng cần chú ý đến các biện

pháp an toàn cháy nổ trong phân xƣởng, các thiết bị chính đặt cách

nhau 20m đủ để bố hệ thống các đƣờng ống và các hệ thống tự động

hoá điều khiển an toàn và lƣu thông thuận lợi.

Động cơ yêu cầu về công nghệ nên hầu hết các thiết bị của phân

xƣởng đƣợc bố trí lộ thiên ngoài trời. Khi bố trí cần chú ý đến hƣớng

gió, các khu sản xuất có nhiệt độ cao càng bố trí ở cuối hƣớng gió chủ

đạo tránh hƣớng gió mang nhiệt cao bay sang các khu dễ gây cháy nổ

nhƣ kho nguyên liệu và sản phẩm. Ngoài ra, phòng chữa cháy trong

phân xƣởng cũng là một biện pháp rất quan trọng, do đó khi bố trí mặt

bằng cần bố trí hệ thống chữa cháy cho phân xƣởng, nhà chữa cháy

phải bố trí gần nơi có thể xảy ra cháy nổ và thuận tiện, dễ thấy, dễ lấy,

đƣờng giao thông đủ rộng để 3 xe có thể tránh nhau đƣợc (10m), hạn

chế đƣờng đi lại trong khu sản xuất, các đƣờng ống dẫn đi qua đƣờng

giao thông chính phải đƣợc bố trí chìm dƣới mặt đất, trong khu sản

xuất chính các đƣờng ống dẫn phải đƣợc bố trí ở trên cao (2,5m) đảm

bảo cho công nhân qua lại, tránh không cho các va chạm không cần

thiết xảy ra.

III.3. Bố trí mặt bằng phân xƣởng :

Diện tích ban đầu của nhà máy khoảng 150 ha, diện tích dành cho

phân xƣởng chƣng cất khí quyển khoảng 11,02 ha. Trong đó diện tích

dành cho sản xuất là 50%, diện tích dành cho dự trữ là 30% còn lại

dành cho trồng cây xanh và các hạng mục khác.

Căn cứ theo dây chuyền sản xuất và đặc thù của phân xƣởng

chƣng cất dầu thô mà chia mặt bằng thành 4 khu nhƣ sau :

- Khu trƣớc nhà máy

- Khu sản xuất chính

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

- Các công trình phụ trợ

- Giao thông và kho bãi

Khu trƣớc nhà máy gồm nhà hành chính, khu sinh hoạt giải trí và

mỹ quan của nhà máy.

Khu sản xuất chính gồm khu chƣng cất dầu thô, các thiết bị lọc,

lắng, trao đổi nhiệt và làm lạnh...

Khu phụ trợ gồm nhà điều khiển trung tâm, nhà thí nghiệm, xƣởng

cơ khí cơ điện, dịch vụ kỹ thuật...

Đƣơng giao thông đƣợc bố trí trong nhà máy đủ rộng đƣợc nối liền

với các phân xƣởng khác để lƣu thông vận chuyển tốt việc mua bán sản

phẩm cũng nhƣ nhu cầu phát triển của nhà máy đồng thời thuận lợi cho

phòng chữa cháy.

Việc phân vùng khu sản xuất nhƣ vậy giúp cho ta theo dõi chặt chẽ

các quá trình hoạt động sản xuất của công đoạn trong phân xƣởng, phù hợp

với nhà máy có những công đoạn khác nhau, đảm bảo đƣợc vệ sinh công

nghiệp và dễ dàng xử lý khi có sự cố xảy đồng thời cũng thuận lợi cho việc

phát triển của nhà máy sau này, phù hợp với khí hậu ở nƣớc ta.

III.4.Tính toán các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật cơ bản .

- Chiều dài phân xƣởng : 380 m

- Chiều rộng phân xƣởng : 290 m

- Tổng diện tích phân xƣởng (F) : 110200 m

- Diện tích chiếm đất của nhà và công trình : 28556 m

- Diện tích sân bê tông (B) : 10.000 m

- Diện tích chiếm đất của đƣờng giao thông, hệ thống đƣờng ống

vận chuyển vật chất ,rãnh thoát nƣớc, vĩa hè và đất dự trữ (C): 28.000m

Chỉ tiêu kinh tế về thiết kế xây dựng :

% Hệ số xây dựng : Kxây dựng =

% Hệ số sử dụng : Ksử dụng =

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

- Theo TCVN thì các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật xây dựng Kxây dựng ,Ksử dụng

của phân xƣởng chung cất dầu thô áp suất thƣờng thì hoàn toàn thoả mãn

và đảm bảo yêu cầu.

Bảng số liệu các công trình trong phân xƣởng :

TT

Tên công trình

Dài (m)

Rộng (m)

Diện tích (m3)

1 Phòng bảo vệ 6x4 6x4 144

2 Hội trƣờng 24 12 288

3 Nhà để xe 24 12 288

4 Nhà hảnh chính 24 12 288

5 Nhà ăn 18 12 216

6 Cứu hoả 12 10 120

7 Xƣởng cơ khí 18 12 216

8 Nhà thí nghiệm 12 10 120

9 Nhà điều khiển 12 10 120

10 Nhà vệ sinh 12 9 108

11 Trạm điện 12 8 96

12 Bơm và nén 18 12 216

13 Thiết bị lắng 14 14 196

14 Thiết bị lọc 12 8 96

15 Lò đốt 12 8 96

16 Tháp chƣng sơ bộ 12 12 144

17 Tháp chƣng phân đoạn 14 14 196

18 Tháp tách cạnh sƣờn 14 14 196

19 Tháp ổn định 14 14 196

20 Nhà xử lý nƣớc thải 20 12 240

21 Trao đổi nhiệt 12 10 120

22 Làm lạnh 12 10 120

23 Bể chứa nguyên liệu 50x4 50x4 10.000

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

TT

Tên công trình

Dài (m)

Rộng (m)

Diện tích (m3)

24 Bể xăng 40x4 40x4 6.400

25 Bể gazoil 40x2 40x2 3.200

26 Bể kerosen 40x2 40x2 3.200

27 Bể chứa cặn 40x1 40x1 1.600

28556 Tổng diện tích

Phần V

TÍNH TOÁN KINH TẾ

I. MỤC ĐÍCH.

Tính toán kinh tế là phần quan trọng trong thiết kế xây dựng nhà

máy. Nó quyết định phƣơng án thiết kế có đƣa vào sản xuất hay

không.

Một phƣơng án đƣợc thiết kế tối ƣu phải đảm bảo trình độ kỹ

thuật, sản xuất sản phẩm, đồng thời mang lại hiệu quả kinh tế cho nhà

sản xuất.

Tính toán kinh tế là tính hiệu quả kinh tế của phƣơng án thiết kế. Nếu

vấn đề kinh tế đƣợc thoả mãn thì bản thiết kế đƣợc đƣa vào sản xuất khi đó

ta sẽ biết đƣợc vốn đầu tƣ cho nhà máy, biết đƣợc lợi nhuận mà nhà máy

thu đƣợc hàng năm và thời gian thu hồi vốn của dự án.

II. CHẾ ĐỘ CÔNG TÁC CỦA PHÂN XƢỞNG

Số ngày làm việc trong năm là 325 ngày, còn 40 ngày là thời gian

bảo dƣỡng và sửa chữa thiết bị.

Lƣợng sản phẩm thu đƣợc trong năm tính theo đơn vị thùng (1

thùng = 150 lít).

Ta tính các hệ số quy đổi giữa thùng và tấn nhƣ sau:

* Đối với sản phẩm khí:

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

Dựa theo sản phẩm gas đang lƣu hành ngoài thị trƣờng, một bình

gas 20 lít sẽ chứa đƣợc 12 kg gas.

Vậy khí = 12 / 20 = 0,6.

1 thùng 150 lít sẽ chứa đƣợc:

150  0,6 = 90 kg khí.

1000 kg khí sẽ chứa đƣợc trong:

1000 / 90 = 11,1 thùng.

Vậy 182.000 tấn khí sẽ chứa đƣợc trong

182.000  11,1 = 2.020.200 (thùng)

* Đối với sản phẩm xăng nhẹ: = 0,68

1 thùng 150 lít sẽ chứa đƣợc:

150  0,68 = 102 kg xăng nhẹ.

1 tấn xăng nhẹ sẽ chứa đƣợc trong:

1000 / 102 = 9,8 thùng.

Vậy 292.500 tấn sẽ chứa đƣợc trong

292.500  9,8 = 2.866.500( thùng)

* Đối với sản phẩm xăng nặng: = 0,75

1 thùng 150 lít sẽ chứa đƣợc:

150  0,75 = 112,5 kg xăng nặng.

1 tấn xăng nặng sẽ chứa đƣợc trong:

1000 / 112,5 = 8,9 thùng.

Vậy 858.000 tấn sẽ chứa đƣợc trong

858.000  8,9 = 7.636.200 (thùng)

* Đối với sản phẩm kerosen: = 0,78

1 thùng 150 lít sẽ chứa đƣợc:

150  0,78 = 117 kg kerosen.

1 tấn kerosen sẽ chứa đƣợc trong:

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

1000 / 117 = 8,5 thùng.

Vậy 1.014.000 tấn kerosen sẽ chứa đƣợc trong

1.014.000  8,5 = 8.619.000 thùng

* Đối với sản phẩm gazoil nhẹ: = 0,82

1 thùng 150 lít sẽ chứa đƣợc:

150  0,82 = 123 kg gazoil nhẹ.

1 tấn gazoil sẽ chứa đƣợc trong:

1000 / 123 = 8,1 thùng.

Vậy 1.267.500 tấn sẽ chứa đƣợc trong

1.267.500  8,1 = 10.266.750 thùng

* Đối với sản phẩm mazut: = 0,87

1 thùng 150 lít sẽ chứa đƣợc:

150  0,87 = 130,5 kg mazut.

1 tấn mazut sẽ chứa đƣợc trong:

1000 / 130,5 = 7,7 thùng.

Vậy 2.886.000 tấn sẽ chứa đƣợc trong

2.886.000  7,7 = 22.222.200 thùng

Dựa vào các số liệu tính toán trên ta có đƣợc bảng sau:

Tên sản phẩm Tấn/ năm Thùng/năm Thùng/giờ

Khí 182.000 2.020.200 259

Xăng nhẹ 292.500 2.866.500 267,5

Xăng nặng 858.000 7.636.200 979

Kerosen 1.014.000 8.619.000 1.105

1.267.500 10.266.750 1.316,25 Gazoil

2.886.000 22.222.200 2.849 Mazut

6.500.000 53.630.850 6.896,971 Tổng

III. NHU CẦU VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ NĂNG LƢỢNG

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

Chi phí nguyên liệu và năng lƣợng cho 1 tấn sản phẩm.

1. Nguyên liệu

Ta có nguyên liệu là dầu thô nhiều cấu tử nhẹ : = 0,91

1 thùng 150 lít chứa đƣợc

150  0,91 = 136,5 kg nguyên liệu

1 tấn nguyên liệu chứa đƣợc trong

1000 / 136,5 = 7,33 thùng

6.500.000 tấn / năm sẽ chứa đƣợc trong

6.500.000  7,33 = 47.645.000 (thùng)

Hệ số tiêu hao nguyên liệu cho một thùng sản phẩm là 1,003

( Đơn giá 23 USD /thùng)

47.645.000 x 23 = 1.095.835.000 (USD/năm) Hơi nƣớc: 4,5 m3/thùng sản phẩm . 47.645.000 x 4,5 = 214.402.500 (m3/năm) Nƣớc: 0,8 m3/thùng sản phẩm . 0,8 x 47.645.000 = 38.116.000 (m3năm)

2. Nhu cầu về năng lƣợng

Điện: 0,9 kWh/thùng sản phẩm .

0,9 x 47.645.000 = 38.116.000 (kwh/năm)

Nhiên liệu đốt: 0,1 tấn/thùng sản phẩm.

0,1 x 47.645.000 = 4.764.500 (tấn/năm )

Đơn

Hệ số tiêu hao cho

Đơn giá

Thành tiền

TT Tên nguyên liệu

vị

1 thùng sản phẩm

(USD)

Cặn dầu

thùng

Bảng tính chi phí cho nguyên liệu và năng lƣợng:

Hơi nƣớc

1 1,003 23 23,069

Nƣớc

2 4,5 0,07 0,315

Điện

kWh

3 0,8 0,05 0,004

4 0,9 0,07 0,063

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Năng lƣợng

tấn

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

Tổng chi phí nguyên liệu và năng lƣợng cho 1 thùng sản phẩm

5 52,75 0,07 3,693

27,144

IV. XÁC ĐỊNH NHU CẦU CÔNG NHÂN CHO PHÂN XƢỞNG

Công nhân phục vụ cho phân xƣởng

Thợ điện : 3 ngƣời

Thợ cơ khí : 3 ngƣời

Công nhân trên dây chuyền : 24 ngƣời

Số cán bộ quản lý phân xƣởng

Hành chính : 2 ngƣời

Cán bộ kỹ thuật : 2 ngƣời

Giám đốc : 1 ngƣời

Phó giám đốc : 2 ngƣời

Tổng số lao động trong phân xƣởng : 37 ngƣời

Bảng tính lƣơng cho công nhân:

TT Nơi làm việc Số Lƣơng 1 tháng Lƣơng toàn Lƣơng/năm

ngƣời (USD) bộ(USD) (USD)

1 Bơm + máy nén 6 150 900 10.800

Thiết bị nhiệt 6 150 2 900 10.800

Thiết bị chính 12 150 3 1800 21.600

3 180 Thợ điện 4 540 6.480

3 180 Thợ cơ khí 5 540 6.480

2 160 Hành chính 6 320 3.840

2 210 Kỹ thuật 7 420 5.040

1 230 Quản đốc 8 230 2760

2 225 Phó quản đốc 9 450 5.400

10 Tổng chi phí tiền lƣơng cho lao động 73.200

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

Nhà máy sản xuất liên tục 24 h/ngày vì vậy tổng chi phí tiền

lƣơng cho lao động là:

73.200  3 = 219.600 (USD/năm)

Ngoài ra còn trích theo quỹ lƣơng 19% cho bảo hiểm xã hội là:

219.600  0,19 = 41.724 (USD/năm)

Tổng số tiền trả cho công nhân

219.600 + 41.724 = 261.324 (USD/năm)

Chi phí tiền lƣơng cho công nhân trên 1 thùng sản phẩm là:

= 0,0048 (USD/thùng sản phẩm )

V. TÍNH KHẤU HAO CHO PHÂN XƢỞNG

* Vốn đầu tƣ cho xây dựng: Vxd = 50.000.000 USD

* Vốn đầu tƣ cho thiết bị: Vtb = 400.000.000 USD

* Các chi phí khác lấy bằng 5% tổng vốn đầu tƣ:

Vđt = Vxd + Vthiết bị + 0,05.Vđt

= Vđt =

= 473684210,5

* Tính chi phí khấu hao cơ bản:

Nhà sản xuất có thời gian khấu hao là 20 năm, do đó mức khấu

hao theo tài sản là:

Mức khấu hao là: = 2.500.000 (USD/năm)

Thiết bị có thời gian làm việc chung là 20 năm, do đó mức khấu

hao trong 1 năm là:

= 20.000.000 (USD/năm)

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

Khấu hao sửa chữa lấy 5% khấu hao cơ bản:

Mức khấu hao là 0,05(2.500.000+20.000.000) = 1.125.000

(USD/năm)

Tổng mức khấu hao trong 1 năm là:

2.500.000 + 20.000.000 + 1125000 = 23.625.000

(USD/năm)

Mức khấu hao trên 1 thùng sản phẩm là:

=0,44 (USD/thùng sản phẩm )

VI. CHI PHÍ KHÁC CHO 1 THÙNG SẢN PHẨM

+ Chi phí khác cho phân xƣởng lấy 2% chi phí sản xuất (CPSX)

CPSX = 0,02  CPSX + Kh.hao + T.lƣơng + T.C.P.NL & NLG

CPSX = 0,02  CPSX + 0,44 + 0,0048 + 27,144

 CPSX = 28,152 (USD/thùng)

Các chi phí là: 28,152  0,02 = 0,563 (USD/thùng sản phẩm).

+ Chi phí cho quản lý doanh nghiệp và chi phí bán hàng 2% giá

thành toàn bộ (GTTB)

GTTB = 0,02  GTTB + CPSX

GTTB = CPSX / (1  0,02) = 28,152 / 0,98 = 28,723

(USD/thùng )

Chi phí cho quản lý doanh nghiệp và bán hàng là:

CPDN&BH = 0,02  28,723 = 0,575 (USD/thùng sản phẩm)

Bảng tính các khoản chi phí cho 1 thùng sản phẩm.

S Chi phí cho 1 thùng T Khoản mục sản phẩm (USD) T

1 Nguyên liệu + năng luợng 27,144

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

2 Chi phí cho nhân công 0,0048

3 Khấu hao 0,44

4 Chi phí chung phân xƣởng 0,563

5 Chi phí quản lý doanh nghiệp và bán hàng 0,575

Tổng các chi phí cho 1 thùng sản phẩm 28,727

Tổng chi phí trong 1 năm sản xuất của phân xƣởng là:

28,727  53.630.850 = 1.540.642.702 (USD/năm)

VII. XÁC ĐỊNH HIỆU QUẢ KINH TẾ

Ở nƣớc ta, từ trƣớc đến nay các sản phẩm xăng dầu đều nhập từ

nƣớc ngoài về, ngoài tiền công vận chuyển còn có thuế xuất nhập

khẩu, chính vì vậy giá thành của sản phẩm rất cao. Nếu ta sản xuất

đƣợc thì giá thành của sản phẩm xăng dầu sẽ hạ thấp và có thể chấp

nhận lƣu thông ngoài thị trƣờng.

Bảng quy định giá bán các sản phẩm của phân xƣởng

Đơn giá cho 1 Lƣợng sản phẩm Tên sản Doanh thu trong thùng sản thu đƣợc trong 1 STT phẩm 1 năm (USD) phẩm (USD) năm (thùng)

1 Khí 30 2.020.200 60.606.000

2 Xăng nhẹ 38 2.866.500 108.927.000

3 Xăng nặng 37,5 7.636.200 286.357.500

4 Kerosen 36,5 8.619.000 314.593.500

5 Gazoil 35 10.266.750 359.336.250

6 Mazut 33 22.222.200 733.332.600

Tổng doanh thu phân xƣởng trong 1 năm 1.863.152.850

+ Lợi nhuận phân xƣởng:

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

Lợi nhuận phân xƣởng (LN) = Doanh thu (DT)  Tổng chi phí (TCP) 

Thuế (T)

Trong đó thuế lấy 5% giá sản phẩm (GB)

LN = DT  TCP  0,05  GB

LN = 1.863.152.850  1.540.642.702  0,05  1.863.152.850

LN = 229.352.505,5 (USD/năm)

+ Doanh lợi của vốn đầu tƣ:

DL = LN / Vsx

Vsx = TCP + Vđt = 1.540.642.702 + 473684210,5

= 2.014.326.912,5 (USD/năm)

DL = = = 0,114

+ Thời gian thu hồi vốn:

=  8 TTHV =

Vậy thời gian thu hồi vốn của phƣơng án là 8 năm .

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

Phần VI

AN TOÀN

Nền công nghiệp hóa dầu nói chung là rất độc hại. Vì vậy quá

trình lao động sản xuất ở phân xƣởng có nhiều yếu tố gây ảnh hƣởng

tới những ngƣời lao động trực tiếp cũng nhƣ gián tiếp và môi trƣờng

xung quanh, để đảm bảo và thực hiện tốt quy trình lao động ta cần chú

ý đến các yêu cầu sau:

I. AN TOÀN LAO ĐỘNG TRONG PHÂN XƢỞNG CHƢNG CẤT KHÍ

QUYỂN.

Trong quá trình thiết kế sản xuất thì khâu an toàn lao động có vai

trò rất quan trọng nhằm cải thiện đƣợc điều kiện làm việc của công

nhân, đảm bảo sức khoẻ an toàn cho công nhân làm việc trong nhà

máy. Vì vậy ngay từ đầu thiết kế xây dựng phân xƣởng cần phải có

những giải pháp bố trí hợp lý, huấn luyện tuyên truyền nhiều những

pháp chế của nhà nƣớc. Nhƣ vậy để hoàn thiện tốt nhất cần phải đảm

bảo những yêu cầu sau :

I.1. Yêu cầu về phòng cháy chữa cháy :

- Thƣờng xuyên thực hiện các công tác giáo dục an toàn lao động

đến quần chúng công nhân lao động trong phân xƣởng, thực hiện

những quy định chung của nhà máy, tiến hành kiểm tra định kỳ thực

hiện thao tác an toàn lao động trong sản xuất.

- Khi thiết kế bố trí mặt bằng phân xƣởng cần phải hợp lý, thực

hiện các biện pháp an toàn.

- Các thiết bị phải đảm bảo an toàn cháy nổ tuyệt đối, không cho

có hiện tƣợng rò rỉ hơi sản phẩm ra ngoài, khi thiết kế cần chọn những

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

vật liệu có khả năng chống cháy nổ cao để thay thế những vật liệu ở

những nơi có thể xảy ra cháy nổ.

- Phải có hệ thống tự động hoá an toàn lao động và báo động kịp

thời khi có hiện tƣợng cháy nổ xảy ra.

- Bố trí các máy móc thiết bị phải thoáng, các đƣờng ống dẫn

trong nhà máy phải đảm bảo, hạn chế khả năng các đƣờng ống chồng

chéo lên nhau, những ống bắt qua đƣờng giao thông chính không đƣợc

nổi lên, các đƣờng ống trong khu sản xuất phải bố trí trên cao đảm bảo

cho công nhân qua lại tránh va trạm cần thiết.

- Khu chứa nguyên liệu và sản phẩm phải có tƣờng bao che chắn

để đề phòng khi có sự cố dầu bị rò rỉ ra ngoài, phải tránh các khả năng

phát sinh nguồn lửa mồi cháy (nhiệt, bậc lửa, cấm hút thuốc trong

phân xƣởng,…).

- Bố trí hệ thống tự động hoá cho các thiết bị dễ sinh ra hiện

tƣợng cháy nổ đảm bảo an toàn, các hệ thống cấp điện cho các thiết bị

tự động phải tuyệt đối an toàn không có hiện tƣợng chập mạch làm

phát sinh tia lửa điện.

- Vận hành các thiết bị phải theo đúng thao tác kỹ thuật, đúng quy

trình công nghệ khi khởi động cũng nhƣ khi tắt hoạt động, làm việc

phải tuân theo các quy định chặt chẽ.

- Trong trƣờng hợp phải sửa chữa các thiết bị có chứa hơi sản

phẩm dễ gây cháy nổ thì cần phải dùng khí trơ để thổi vào thiết bị để

đuổi hết các hơi sản phẩm ra ngoài, lƣu ý nếu sửa chữa bằng hàn phải

khẳng định trong thiết bị an toàn hết khí cháy nổ.

- Giảm thấp nhất nồng độ các chất cháy nổ trong khu sản xuất,

đối với cháy nổ trong xăng dầu (nhất là xăng có thể bắt nhiệt ngay cả

ở nhiệt độ thƣờng). Đây là một vấn đề đƣợc quan tâm nhất hiện nay để

bảo vệ tính mạng con ngƣời và tài sản của nhà máy.

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

- Trong phân xƣởng phải có đội ngũ phòng cháy thƣờng trực

24/24 giờ với đầy đủ trang thiết bị hiện đại, thuận tiện.

- Các tiêu lệnh về phòng cháy chữa cháy phải tuân theo đầy đủ để

phòng khi có các sự cố xảy ra, xử lý kịp thời.

- Bố trí dụng cụ, thiết bị chữa cháy tại chỗ các thiết bị dễ gây

cháy nổ (tháp cất, thiết bị lọc,..) kịp thời khi có hiện tƣợng.

Tóm lại trong nhà máy chƣng cất dầu thô cần phải trang bị đầy đủ

các trang thiết bị phòng cháy chữa cháy hiện đại : chăn cứu hoả, bình

bọt, cát, xe cứu hoả. Tất cả các thiết bị phải đặt đúng nơi, đúng quy

định dễ thấy dễ lấy, bể chứa cát phải xây dựng gần nơi các thiết bị gây

cháy nổ, khi có sự cố các thiết bị phải đƣợc thao tác đúng kỹ thuật và

kịp thời, đƣờng đi lại trong khu sản xuất phải thuận tiện dễ dàng cho

các xe cứu hỏa đi lại. Các thiết bị phải đƣợc bảo dƣỡng đúng định kỳ,

theo dõi chặt chẽ chế độ công nghệ của nhà máy. Các bể chứa cần phải

nối đất tránh, đề phòng khi xăng dầu bơm chuyển bị tích điện tích, sét

đánh nhà máy sẽ xảy ra cháy nổ.

Trong quá trình sản xuất phải đảm bảo an toàn các thiết bị áp lực,

hệ thống điện phải đƣợc thiết kế an toàn hạn chế tối đa các nguy cơ

gây ra sự cố, thiết bị phải có hệ thống bảo hiểm, phải có che chắn.

Trang thiết bị phòng hộ lao động cho công nhân lao động trong phân

xƣởng.

I.2. Trang bị phòng hộ lao động :

Những công nhân làm việc trong nhà máy phải đƣợc học tập các

thao tác phòng chữa cháy, phải có kiến thức bảo vệ thân thể và môi

trƣờng không gây độc hại.

Trong nhà máy tuyệt đối không dùng lửa, tránh các va chạm cần

thiết để gây ra các tia lửa điện, trong sửa chữa hạn chế việc sử dụng

100

nguồn điện cao áp.

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

Trong công tác bảo quản các bể chứa, nếu phải làm việc trong bể

phải đảm bảo hút hết các hơi độc của khí sản phẩm trong bể, công

nhân làm việc trực tiếp phải đƣợc trang bị các thiết bị phòng hộ lao

động : quần áo, mặt nạ, găng tay, ủng tránh các hơi độc bám vào

ngƣời qua da, các trang bị phòng hộ lao động phải đƣợc cất giữ tại nơi

làm việc không đƣợc mang ra ngoài. Đối với các quá trình có phát

sinh hơi độc lớn cần bố trí hệ thống tự động hoá trong sản xuất, giảm

bớt lƣợng công nhân cần thiết, bảo vệ sức khoẻ cho công nhân đồng

thời nâng cao hiệu quả kinh tế.

Kiểm tra sức khoẻ định kỳ cho công nhân, phát hiện những bệnh

phổ biến để phòng chống, đảm bảo chế độ lao động cho mọi ngƣời

theo quy định của nhà nƣớc.

Nghiêm cấm việc sử dụng xăng dầu để rửa tay chân, cọ quần áo,

vì chúng có tác hại lớn đối với sức khoẻ con ngƣời, trong xăng dầu

chủ yếu là các hydrocacbon mà đặc biệt là các hydrocacbon thơm gây

độc lớn.

Xăng dầu là các hydrocacbon dễ bay hơi, hơi xăng dầu sẽ gây ô

nhiễm môi trƣờng do đó việc xử lý hơi xăng dầu cũng là một nhiệm vụ

hết sức quan trọng của nhà máy.

I.3. Yêu cầu đối với vệ sinh môi trƣờng.

Đối với mặt bằng phân xƣởng phải chọn tƣơng đối bằng phẳng,

có độ dốc tiêu thoát nƣớc tốt, vùng quy hoạch nhất thiết phải đƣợc

nghiên cứu trƣớc các biện pháp tránh các chất độc hại thải ra, tránh

gây ra các tác hại về vệ sinh môi trƣờng, đồng thời phòng ngừa cháy

nổ gây ra.

Vị trí nhà máy phải có khoảng cách an toàn tới khu dân cƣ, đồng

thời phát triển liên hợp với các nhà máy khác cũng phải sử dụng hợp

lý hệ thống giao thông quốc gia, các phân xƣởng thoát hơi bụi độc hại

101

ra ngoài cần bố trí cuối hƣớng gió chủ đạo đồng thời cần lƣu ý đến

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

cƣờng độ gió, là nhà máy chế biến dầu nên chất thải ra không tránh

khỏi những ảnh hƣởng đến vệ sinh môi trƣờng. Vậy để đảm bảo môi

trƣờng sinh thái trƣớc khi thải ra ngoài cần phải xử lý chất thải.

Nƣớc thải sinh hoạt cũng rất nguy hiểm, do vậy cần phải xử lý

làm sạch nƣớc trƣớc khi thải ra ngoài sông, hồ. Nƣớc thải sản xuất sau

khi làm nguội các thiết bị trao đổi nhiệt, lƣợng nƣớc ngƣng mặc dù

tiếp xúc trực tiếp hay không trực tiếp với các hơi độc cũng phải tiến

hành xử lý.

II. TỰ ĐỘNG HOÁ :

Tự động điều chỉnh là quá trình ứng dụng các dụng cụ, các thiết

bị và các máy móc tự động điều khiển vào quá trình công nghệ. Những

phƣơng tiện kỹ thuật này cho phép thực hiện những quá trình công

nghệ theo một chƣơng trình tiêu chuẩn dã đƣợc tạo dựng phù hợp với

công nghệ, đảm bảo cho máy móc thiết bị hoạt động theo chế độ tối ƣu

nhất, việc tự động hoá không chỉ làm đơn giản các thao tác sản xuất,

tránh đƣợc nhầm lẫn, tăng năng suất lao động và cho phép giảm số

lƣợng công nhân và còn có biện pháp hữu hiệu trong an toàn lao động.

Trong phân xƣởng chƣng cất dầu thô ở áp suất thƣờng thì các

thiết bị nhƣ: thiết bị lọc, các tháp đều hoạt động ở nhiệt độ cao và áp

suất lớn nên dễ gây ra hiện tƣợng cháy nổ. Nhiệt độ cao nhất trong phân xƣởng lên đến gần 4000C ở tháp chƣng phân đoạn và áp suất cũng đạt tới 15kg/cm2 ở thiết bị lọc điện và tách muối khoáng trong

dầu, ngoài ra các hơi sản phẩm của quá trình là các hydrocacbon, và

các khí lẫn bay ra rất độc hại cho sức khoẻ công nhân lao động. Do đó

đòi hỏi cần phải nghiêm ngặt về việc an toàn công nghệ cũng nhƣ các

yêu cầu về sức khoẻ cho công nhân.

Để đảm bảo các yêu cầu trên thì việc sử dụng hệ thống tự động đo

lƣờng và các biện pháp tự động hoá trong sản xuất không chỉ là một

102

vấn đề cần thiết mà còn có tính chất bắt buộc đối với công nghệ này.

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

Trong khi hoạt động chỉ một thiết bị không ổn định thì chế độ công

nghệ của cả dây chuyền bị phá vỡ, trong nhiều trƣờng hợp phải ngừng

hoạt động của cả dây chuyền để sửa chữa cho dù chỉ một thiết bị. Nhƣ

vậy từ các đặc điểm đã cho thấy đo lƣờng tự động hoá và tự động hoá

trong dây chuyền công nghệ là một vấn đề hết sức quan trọng. Nó

không chỉ tăng năng suất của công nghệ, công suất của thiết bị mà là

cơ sở để vận hành công nghệ tối ƣu nhất tăng hiệu quả thu hồi sản

phẩm đồng thời giảm đáng kể các chi phí khác, đảm bảo an toàn cho

nhà máy sản xuất, nhờ có tự động hoá mà những nơi có thể xảy ra các

hiện tƣợng cháy nổ hay rò rỉ hơi sản phẩm độc hại ra ngoài đƣợc điều

khiển tự động, tự động kiểm tra tránh đƣợc việc sử dụng công nhân.

Tự động hoá đảm bảo các thao tác điều khiển các thiết bị công

nghệ một cách chính xác tránh đƣợc các sự cố xảy ra trong thao tác

điều khiển, tự động báo động khi có sự cố xảy ra.

Các kí hiệu thƣờng dùng trong tự động hoá

t0 - Dụng cụ đo áp suất

- Dụng cụ đo nhiệt

- Dụng cụ đo lƣu lƣợng

- Dụng cụ đo nhiệt độ hiển thị tại trung tâm điều khiển

- Dụng cụ đo nhiệt độ truyền xa tại trung tâm điều khiển

LRA

- Thiết bị đo áp suất tự động điều chỉnh (van an toàn) z - Bộ điều chỉnh mức chất lỏng tự ghi có báo động khí cụ lắp

tại trung tâm điều khiển

PIR

- Bộ điều chỉnh áp suất tự ghi và hiển thị, khí cụ lắp tại

trung tâm điều khiển Cơ cấu điều chỉnh

103

Cơ cấu chấp hành

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

Tự động mở khi mất tín hiệu

Tự động đóng khi mất tín hiệu

Giữ nguyên

Hệ thống tự động điều chỉnh bao gồm đối tƣợng điều chỉnh (ĐT)

và bộ điều chỉnh (BĐC). Bộ điều chỉnh có thể bao gồm bộ cảm biến và

bộ khuếch đại.

Bộ cảm biến dùng để phản ánh sự sai lệch các thông số điều chỉnh

so với giá trị cho trƣớc và biến đổi thành tín hiệu.

Bộ khuếch đại làm nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu của bộ cảm biến

đến giá trị có thể điều chỉnh cơ quan điều khiển (CQĐK), cơ quan này

tác động lên đối tƣợng nhằm xoá đi độ sai lệch của các thông số điều

chỉnh.

Mạch điều chỉnh đƣợc khép kín nhờ quan hệ ngƣợc tử đối tƣợng

đến bộ điều chỉnh. Quan hệ này đƣợc gọi là hồi tiếp chính.

III.MỘT SỐ DẠNG TỰ ĐỘNG [18].

* Tự động kiểm tra và tự động bảo vệ

Tự động kiểm tra các thông số công nghệ (nhiệt độ, áp suất, lƣu

lƣợng, nồng độ,...), kiểm tra các thông số công nghệ đó có thay đổi

hay không ? Nếu có thì cảnh báo chỉ thị ghi lại giá trị thay đổi đó.

Có thể biểu diễn sơ đồ tự động kiểm tra và tự động điều chỉnh nhƣ

104

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

1. Đối tƣợng điều chỉnh

2. Cảm biến đối tƣợng

3. Bộ khuếch đại

4. Yếu tố nhiễu.

5. Cơ cấu chấp hành

5.1 Cảnh báo

5.2Chỉ thị bằng kim loại hoặc bằng số

5.3 Ghi lại sự thay đổi

5.4 Phân loại

* Dạng tự động điều khiển :

Sơ đồ cấu trúc :

1. Đối tƣợng điều khiển.

2. Cảm biến đối tƣợng

3. Bộ khuếch đại

105

4. Yếu tố nhiễu.

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

5. Bộ đặc cho phép ta đặc tín hiệu điều khiển, nó là một tổ

chức các tác động có định hƣớng điều khiển tự động.

* Dạng tự động điều chỉnh

Sơ đồ cấu trúc

1. Đối tƣợng điều chỉnh

2. Cảm biến đối tƣợng

3. Bộ khuếch đại

4. Nguồn cung cấp năng lƣợng

5. Bộ đặc

6. Bộ so sánh

7. Cơ cấu chấp hành

III.1. Cấu tạo của một số thiết bị tự động.

a. Bộ cảm biến áp suất

Trong các bộ điều chỉnh thƣờng sử dụng bộ cảm ứng áp suất kiểu

màng, hộp xếp, piston, ống cong đàn hồi...Việc chọn bộ cảm ứng áp

suất phụ thuộc vào việc cảm ứng điều chỉnh và độ chính xác theo yêu

Z

cầu.

P Bộ cảm ứng suất

Kiểu pittông

106

Kiểu màng

Z

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

b. Bộ cảm ứng nhiệt độ :

Hoạt động của bộ cảm ứng nhiệt độ dựa trên nguyên lý giãn nở

nhiệt, mối quan hệ giữa nhiệt độ của chất khí và áp suất hơi bão hoà

107

của nó trong hệ kín dựa trên nguyên lý nhiệt điện trở.

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Z

Cảm ứng nhiệt độ kiểu màng

Cảm ứng nhiệt độ kiểu hộp xếp

Z

Cảm ứng nhiệt độ kiểu thanh lƣỡng kim giãn nở

c. Bộ cảm ứng mức đo chất lỏng :

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

Mức các chất lỏng có thể đo đƣợc bằng nhiều cách khác nhau

Z

Kiểu phao

Kiểu màng

108

nhƣng phƣơng pháp đơn giản và có độ chính xác cao là đo bằng phao.

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

KẾT LUẬN

Sau một thời gian làm việc tìm hiểu và nghiên cứu tài liệu, em đã

hoàn thành bản đồ án thiết kế với sự giúp đỡ của giáo viên hƣớng dẫn:

TS. Lê Văn Hiếu.

Phân xƣởng chƣng cất dầu thô có vai trò quan trọng trong nhà

máy chế biến dầu, nó cho phép ta nhận đƣợc các phân đoạn nhiên liệu

và cặn mazut. Muốn thiết kế đƣợc dây chuyền tốt phải nghiên cứu kỹ

lƣỡng các lý thuyết liên quan nhƣ bản chất của dầu thô, các phƣơng

pháp chƣng cất, yếu tố ảnh hƣởng, các loại sơ đồ chƣng cất, thiết kế

xây dựng,an toàn lao động... Với dầu thô có nhiều phần nhẹ thiết kế

dây chuyền chƣng cất với loại hai tháp chƣng là tốt nhất.

Đƣợc tham gia thiết kế những dây chuyền công nghệ sản xuất

hiện đại phục vụ cho ngành tổng hợp hữu cơ hoá dầu, một ƣớc muốn

của sinh viên công nghệ hoá học.

Sau này ra thực tế nếu đƣợc tham gia công tác, chúng em nguyện

phát huy hết khả năng của mình cùng với sự nỗ lực chung của ngành

để biến nguồn tài nguyên phong phú thành những sản phẩm có giá trị

góp phần xây dựng đất nƣớc. Vậy em rất mong sự chỉ bảo của các thầy

cô để đồ án của em đƣợc hoàn thiện hơn.

Em xin chân thành cảm ơn thầy TS. Lê Văn Hiếu đã trực tiếp

hƣớng dẫn em làm đề tài này. Em cũng xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc

đến các thầy cô giáo dẫn xuất nhiệt tình giúp đỡ em trong quá trình

học tập cũng nhƣ khi thực hiện đề tài.

Hà Nội ngày 30 tháng 5 năm 2004.

Sinh Viên:

109

Nguyên Anh Tuấn

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Lê Văn Hiếu. Công nghệ chế biến dầu mỏ; Nhà xuất bản Khoa

học và Kỹ thuật Hà Nội; 2000.

2. PGS. TS. Đinh Thị Ngọ. Hoá học dầu mỏ; Trƣờng Đại học Bách

khoa Hà Nội; 1999.

3. Trần Mạnh Trí. Dầu khí và dầu khí ở Việt Nam; Nhà xuất bản

Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội; 1996.

4. Võ Thị Liên, Lê Văn Hiếu. Công nghệ chế biến dầu khí; Trƣờng

Đại học Bách khoa Hà Nội; 1982.

5. Bộ môn Nhiên liệu. Giáo trình tính toán công nghệ các quá trình

chế biến dầu mỏ; Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội; 1972.

6. Vũ Tam Huề, Nguyễn Phƣơng Tùng. Hƣớng dẫn sử dụng Nhiên

liệu - Dầu - Mỡ; Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội,

2000.

7. Kiều Đình Kiểm. Các sản phẩm dầu mỏ và hoá dầu. Nhà xuất bản

Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội, 2000.

8. Nguyễn Trọng Khuông, Đinh Trọng Xoan, Đỗ Văn Đài, Nguyễn

Bin, Phạm Xuân Toản, Đinh Văn Huỳnh, Trần Xoa. Sổ tay quá

trình và thiết bị công nghệ hoá chất; tập I. Nhà xuất bản Khoa học

và Kỹ thuật Hà Nội; 1992.

9. Nguyễn Bin, Đỗ Văn Đài, Lê Nguyên Dƣơng, Đinh Văn Huỳnh,

Nguyễn Trọng Khuông, Phan Văn Thơm, Phạm Xuân Toản, Trần

Xoa. Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hoá chất; tập II. Nhà

xuất bản Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội; 1999.

10. Trần Mạnh Trí. Hoá học dầu mỏ và khí; Trƣờng Đại học Bách

110

khoa Hà Nội; 1980.

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp Chƣng cất dầu thô áp suất thƣờng

11. PGS. Ngô Bình, TS. Phùng Ngọc Thạch, Nguyễn Mạnh Hậu, Phan

Đình Tính. Cơ sở xây dựng nhà công nghiệp. Trƣờng Đại học Bách

khoa Hà Nội, Bộ môn Xây dựng công nghiệp; 1997.

12. Trƣơng Đình Hợi. Đặc tính dầu mỏ Việt Nam. Tập nội san Hội

nghị Khoa học dầu khí, 1997.

13. Klaus Hoppe. Thiết kế các loại tháp đĩa. Xuất bản năm 1967.

14. .Jonh Campell .Gas conditioning Ang processing-Volum 1

15. Nelson petroleum pefinery Engnery ,New york Tornto London.

1958

16. Ngành dầu khí 20 năm xây dựng và tƣơng lai phát triển; 1997

17. Hƣớng dẫn thiết kế quá trình chế biến dầu mỏ trƣờng ĐHBK-HN

1975

18. PGS. PTS. Nguyễn Minh Huệ: Bài giảng về Đo lƣợng tự động

Trƣờng-ĐHBK-HN.

111

19. Phạm Quang Dự - Vietso Petro Review - 1992.

Nguyễn Anh Tuấn Lớp Hóa Dầu QN-K44

Đồ án tốt nghiệp: Chưng cất dầu thô áp suất thường

Chủ đề:

KẾT LUẬN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Phần I

Phần II

ẹ h n ử t u ấ c u ề i h n ô h t u ầ d t ấ c g n ƣ h c ệ h g n g n ô c n ề y u h c y â D

.

ì

9 h n H

Phần III

Phần IV.

XÂY DỰNG

I.XÁC ĐỊNH ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG NHÀ MÁY

II. CÁC YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ XÂY DỰNG

TT

Tên công trình

Dài (m)

Rộng (m)

Diện tích (m3)

TT

Tên công trình

Dài (m)

Rộng (m)

Diện tích (m3)

Phần V

Phần VI

AN TOÀN

I. AN TOÀN LAO ĐỘNG TRONG PHÂN XƢỞNG CHƢNG CẤT KHÍ

QUYỂN.

II. TỰ ĐỘNG HOÁ :

III.MỘT SỐ DẠNG TỰ ĐỘNG [18].

KẾT LUẬN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tài liệu liên quan

Tài liêu mới

AI tóm tắt

Giới thiệu tài liệu

Đối tượng sử dụng

Từ khoá chính

Nội dung tóm tắt

Hỗ trợ

Phương thức thanh toán

Theo dõi chúng tôi