Giáo trình công nghệ lọc dầu part 9
lượt xem 117
download
Công nghiệp dầu khí bao gồm các hoạt động khai thác, chiết tách, lọc, vận chuyển (thường bằng các tàu dầu và đường ống), và tiếp thị các sản phẩm dầu mỏ. Phần lớn các sản phẩm của ngành công nghiệp này là dầu nhiên liệu và xăng. Dầu mỏ là nguyên liệu thô dùng để sản xuất các sán phẩm hóa học như dược phẩm, dung môi, phân bón, thuốc trừ sâu và nhựa tổng hợp. Ngành công nghiệp này thường được chia thành các phần chính như: thượng nguồn và hạ nguồn. Ngoài ra còng có phần trung...
Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!
Nội dung Text: Giáo trình công nghệ lọc dầu part 9
- Merock tu n hoàn (VI). Dung d ch Merock cùng mercaptan ñư c l y ra t ñáy lò ph n ng 1 qua lò ph n ng 2, trong ñó nó ñư c tr n v i không khí, vào tháp phân riêng 3. T trên tháp phân riêng không khí dư ñư c l y ra, còn t ñáy – dung d ch Merock. T trên b l ng 4 disulfur ñư c l y ra, còn t ñáy – dung d ch Merock hoàn nguyên, ñư c tái s d ng trong lò ph n ng 1. Sơ ñ Merock 1- Lò ph n ng ñ lo i mercaptan; 2- lò ph n ng oxy hóa dung d ch Merock ñã s d ng; 3- tháp phân riêng; 4- b l ng ñ tách disulfur; 5- lò ph n ng ñ oxy hóa mercaptan thành disulfur; 6- b l ng ñ tách dung d ch Merock; 7,8 – máy bơm. I- Xăng lưu huỳnh; II- không khí; III- dung d ch Merock; IV-không khí dư; V-disulfur; VI-dung d ch merock tu n hoàn; VII- xăng s ch. Disulfur l i trong phân ño n s ch mà không làm gi m tính ng d ng c a nhiên li u. 5. Tách các h p ch t ch a lưu huỳnh V i m c ñích tách các h p ch t lưu huỳnh trong phân ño n nhiên li u nh n ñư c trong ch bi n d u lưu huỳnh. M t trong nh ng nhi m v trong làm s ch lưu huỳnh trong nhiên li u là c i thi n mùi c a s n ph m. V i m c ñích này có m t s phương pháp x lý, trư c tiên là làm s ch mercaptan trong xăng. Trong các quá trình này c n ph i ho c lo i mercaptan ra kh i nhiên li u ho c chuy n hóa nó thành ch t có mùi ít khó ch u hơn (như disulfur). Nhi u mercaptan ch a trong xăng có ph n ng y u và có th lo i ra b ng cách r a 162
- b ng dung d ch ki m trong nư c. ð hòa tan c a mercaptan trong dung d ch ki m có th tăng n u thêm axit h u cơ và các h p ch t khác. R a ki m là phương pháp ñơn gi n và có hi u qu ñ cao ñ làm s ch các ph n ño n nhiên li u. ð chuy n hóa mercaptan thành disulfur trong công nghi p hi n nay s d ng quá trình Merox (oxy hóa mercaptan). Hi n nay trong công nghi p ng d ng các công ngh x lý h p ch t lưu huỳnh v i xúc tác t ng c ñ nh c a Hãng Gulf như Gulf HDS, VOP-RCD, Chevron RDS Isomax và quá trình c a Shell; các quá trình v i xúc tác t ng sôi như H-Oil. Các quá trình nhóm th nh t ng d ng ñ x lý nhiên li u tương ñ i nh như mazut v i hàm lư ng lưu huỳnh 3 ÷ 5% (k.l.), dư i 90 ph n tri u niken và vanady. S n ph m ch a 0,6 ÷ 1% lưu huỳnh. Theo license c a Hãng Gulf sơ ñ công nghi p ñ u tiên ñư c xây d ng vào năm 1970 ñ x lý mazut t i nhà máy Nyppon Mining. Trong sơ ñ có hai lò ph n ng v i công su t t ng là 1,7 tri u t n/năm. Trong các lò ph n ng xúc tác ñư c x p thành l p và hydro l nh ñư c ñưa vào gi a các l p xúc tác ñ l y b t nhi t. Ho t ñ xúc tác ñư c duy trì nh gi nhi t ñ cao: ñ u chu kỳ là 360 C và cu i chu kỳ nhi t ñ cao hơn kho ng 60 ÷ 70oC. Hàm o lư ng lưu huỳnh sau khi x lý là 1% (k.l.), ñ ng th i cũng gi m hàm lư ng kim lo i và h p ch t nitơ. M t hãng khác c a Nh t Toa Oil ñã xây d ng sơ ñ công su t l n (3.300 m3/ngày) ñ hóa khí và lo i lưu huỳnh trong c n chân không hàm lư ng lưu huỳnh cao theo quá trình Flexcoking ñ thu ñư c nhiên li u ñ t lò ch a dư i 1% lưu huỳnh. M t sơ ñ công su t 43,5 ngàn m3/năm làm vi c theo hai giai ño n: trong giai ño n th nh t b ng quá trình c c hóa nguyên li u (gudron) thu ñư c gasoil và c c; trong giai ño n hai c c ñư c hóa khí và khí, gasoil thu ñư c t giai ño n I ñư c lo i lưu huỳnh. Trong quá trình này nh n ñư c hi u su t nhiên li u ñ t lò là 80%. Quá trình Flexcoking ñư c ng d ng ñ ch bi n nguyên li u không thu n l i nh t. ðưa gudron vào lò ph n ng, trong ñó nh chuy n ñ ng c a dòng khí xúc tác tr ng thái t ng sôi, c c ñư c gia nhi t trong thi t b gia nhi t, m t ph n c c ñư c ñưa ñi tu n hoàn cho lò ph n ng, ph n dư ñư c hóa khí b ng không khí và hơi trong thi t b khác. S li u v ch bi n gudron có nhi t ñ sôi ñ u 565oC, hàm lư ng lưu huỳnh 3,6% và kim lo i 890 ppm (ph n tri u) như sau: 163
- Hi u Hàm lư ng lưu huỳnh trong s n su t, ph m, % so v i t ng lưu huỳnh % k.l. trong nguyên li u Khí ñ n C4 13 25 Gasoil c c hóa, oC sôi ñ u ÷ 160 10 2 160 ÷ 524 44 38 Khí t khí hóa c c 32,5 35 Cc 1,5 - Trong gasoil c c hóa (160 ÷ 524oC) ch a 3,1% lưu huỳnh và dư i 5 ppm (ph n tri u) vanady; trong c c có < 2% lưu huỳnh và x p x 6% vanady. Bên c nh hydrodesulfur tr c ti p mazut có th ng d ng “h th ng gián ti p”, trong ñó mazut ñư c chưng c t chân không và distilat s n ph m ñư c lo i lưu huỳnh và tr n v i gudron. S n ph m cũng có th lo i asphaten và sau ñó lo i lưu huỳnh cho deasphantizat. Trong hydrodesulfur c a c deasphatizat và mazut vanady s c t m ch nhanh hơn h p ch t niken. Tăng ñ sâu lo i lưu huỳnh phân t lư ng c a s n ph m t o thành gi m và hàm lư ng phân ño n trên 350oC tăng. Hydrodesulfur distilat chân không ñ n hàm lư ng lưu huỳnh 0,2 ÷ 0,4% ñư c th c hi n 5 ÷ 10 MPa, xúc tác có tu i th trên 24 tháng. Hi u su t nhiên li u ch a 0,7% lưu huỳnh là 78%, chi phí xúc tác < 0,2kg/t n s n ph m. Nghiên c u cho th y áp su t th p lo i lưu huỳnh sâu ch y u nh hydrodesulfur hydrocarbon thơm, còn áp su t cao lưu huỳnh ñư c lo i ra không ch t các ch t thơm và nh a mà c t asphanten. Gi m áp su t chi phí hydro gi m, nhưng tu i th c a xúc tác không cao. Hãng UOP ñ xu t quá trình th c hi n trong lò ph n ng v i nhi u vùng khác nhau. Xúc tác ch a 4,1% k m và 10,4% kim lo i nhóm VI (như molibden) có m c gi m ho t ñ th p trong ch bi n nguyên li u c n lưu huỳnh cao. Do ñó các xúc tác truy n th ng như AKM và AHM ñư c s d ng trong giai ño n hai, còn xúc tác Zn-Mo ho c Bi-Mo trong giai ño n th nh t c a quá trình lo i lưu huỳnh hai giai ño n. 164
- 6. Tách hydrocarbon thơm ña vòng ngưng t ñ s n xu t d u gc D u bôi trơn ñư c ng d ng r ng rãi trong các lĩnh v c k thu t khác nhau. Hi n nay trên th gi i hàng năm s n xu t trên 30 tri u t n d u bôi trơn. M t trong nh ng xu hư ng phát tri n là tăng th i gian s d ng c a d u bôi trơn và gi m chi phí cho d ch v k thu t. Theo phương pháp làm s ch và tác ch t s d ng trong làm s ch d u bôi trơn ñư c chia thành nhóm axit-ki m, axit-ti p xúc, làm s ch l a ch n, làm s ch h p ph và d u bôi trơn c a các quá trình hydro hóa (làm s ch b ng b ng hydro, hydrocracking...). D u bôi trơn là h n h p hydrocarbon ch a 20 ÷ 60 nguyên t carbon có phân t lư ng 300 ÷ 750, sôi trong kho ng 300 ÷ 650oC. Quá trình cơ b n trong s n xu t d u bôi trơn là chưng c t mazut trong chân không, trong ñó thu ñư c distilat d u nh n và gudron. T t c các giai ño n ti p theo là lo i các nh a-asphanten, hydrocarbon thơm ña vòng v i m ch nhánh ng n, parafin phân t lư ng cao, các h p ch t lưu huỳnh, nitơ, h p ch t ch a oxy, là nh ng ch t làm x u tính ch t ng d ng c a d u bôi trơn, ra kh i các s n ph m này. Ph thu c vào thành ph n và tính ch t c a nguyên li u trong ñó có t i 80% s n ph m không mong mu n c n lo i b , do ñó nó ph i ñư c x lý b ng các phương pháp khác nhau và v i ñ sâu tách lo i khác nhau. Vi c l a ch n nguyên li u t i ưu và chi phí cho làm s ch quy t ñ nh các ch s k thu t – kinh t cơ b n trong s n xu t d u bôi trơn. Sau khi làm s ch ta nh n ñư c d u g c là thành ph n cơ b n ñ s n xu t d u bôi trơn thương ph m. D u thương ph m là h n h p pha tr n c a các thành ph n distilat, c n và thêm m t s ph gia. Trong distilat d u nh n và c n nh n ñư c trong chưng c t chân không mazut có ch a parafin (c u trúc th ng và nhánh); hydrocarbon naphten có các vòng năm và vòng sáu v i m ch nhánh parafin v i chi u dài khác nhau; các hydrocarbon thơm (ñơn và ña vòng) và hydrocarbon naphten - thơm v i nhánh parafin; ch t nh a - asphanten; các h p ch a lưu huỳnh, oxy và nitơ h u cơ. Lo i b parafin và hydrocarbon vòng v i m ch nhánh dài, k t tinh khi h nhi t ñ nh m thu ñư c d u bôi trơn có nhi t ñ ñông ñ c th p. Parafin so v i các hydrocarbon khác có ñ nh t cao nh t và tính nhi t nh t t t nh t và có ch 165
- s ñ nh t cao nh t. Do ñó khi lo i parafin s làm gi m tính ch t nhi t- nh t c a d u bôi trơn. Các hydrocarbon naphten-parafin trong d u bôi trơn chi m 50 ÷ 75% ph thu c vào ngu n nguyên li u. Naphten v i lư ng t i ưu là thành ph n mong mu n trong d u bôi trơn. Các hydrocarbon thơm h u như luôn có trong d u bôi trơn thành ph m. Lo i hydrocarbon thơm (ch y u là thơm ña vòng, m ch nhánh ng n) ra kh i d u bôi trơn nguyên li u trong các quá trình làm s ch l a ch n và làm s ch h p ph , ho c chuy n hóa chúng thành hydrocarbon naphten và parafin trong các quá trình hydro hóa. ð c ñi m c a hydrocarbon vòng (naphten và thơm) là có ñ nh t cao hơn nhi u so v i parafin, là ch s quy t ñ nh tính linh ñ ng c a d u bôi trơn nhi t ñ th p. Do ñó ñ thu ñư c d u bôi trơn có tính ch t nhi t ñ th p t t c n ph i lo i parafin r n và hydrocarbon thơm ña vòng m ch nhánh ng n (có ch s nh t th p). Nh ñó nh n ñư c d u có tính ch t nhi t-nh t t t (ch s nh t cao). Tuy nhiên lo i hoàn toàn các hydrocarbon này làm x u các tính ch t khác c a d u nh n, thí d ñ b n oxy hóa. ð sâu làm s ch t i ưu b ng dung môi l a ch n ph thu c vào thành ph n nguyên li u d u. Các ch t nh a-asphanten n m trong các phân ño n sôi cao và gudron là chính. Chúng thu c nhóm h p ch t ña vòng bên c nh carbon và hydro còn ch a oxy, lưu huỳnh, nitơ và ñôi khi c các kim lo i khác nhau. Các ch t nh a-asphanten là các ch t không mong mu n và ñư c lo i ra trong quá trình lo i asphanten (lư ng nh cũng ñư c lo i trong làm s ch b ng dung môi l a ch n và làm s ch h p ph ). Trong trư ng h p không lo i b hoàn toàn ch t nh a-asphanten hi u qu làm s ch b ng dung môi l a ch n gi m, b i c a dung môi so v i nguyên li u tăng, gây khó khăn trong h p ph và làm s ch b ng hydro d u bôi trơn, làm x u tính ch t ng d ng và s ti p nh n ph gia c a d u bôi trơn. 7. X lý b ng dung môi l a ch n ð làm s ch và phân tách nguyên li u d u ng d ng r ng rãi các quá trình d a trên s hòa tan các thành ph n c a nguyên li u trong các dung môi khác nhau. Trong làm s ch l a ch n tách các ch t không mong mu n, có nh hư ng x u ñ n tính ng d ng c a s n ph m d u ra kh i nguyên li u (nhiên 166
- li u, d u nh n và các s n ph m khác). Các ch t không mong mu n g m hydrocarbon thơm ña vòng, hydrocarbon naphten-thơm v i m ch nhánh ng n, hydrocarbon không no, h p ch t lưu huỳnh, nitơ và nh a. Nguyên li u cho quá trình làm s ch l a ch n là distilat d u nh n và deasphantizat và các phân ño n nhiên li u diesel. Quá trình làm s ch l a ch n ñ c bi t có ý nghĩa ñ i v i làm s ch d u nh n, do nó làm tăng hai tính ch t s d ng quan tr ng c a d u nh n: ñ b n ch ng oxy hóa và tính ch t nhi t-nh t. S n ph m làm s ch (rafinat) có tr ng lư ng riêng, ñ nh t, ñ axit và ñ c bi t là ñ c c th p hơn so v i nguyên li u và nhi t ñ ñông ñ c cao hơn; trong s n ph m hàm lư ng h p ch t lưu huỳnh và ñ nhu m màu th p hơn. ð sâu làm s ch l a ch n và phân tách ch t mong mu n và không mong mu n ph thu c vào ñ l a ch n và kh năng hòa tan c a dung môi và b i h i lưu c a nó so v i nguyên li u, nhi t ñ làm s ch... ði u ki n tiên quy t c a làm s ch l a ch n là t n t i h hai pha - pha nh (dung d ch rafinat) và pha n ng (dung d ch chi t), nên gi i h n nhi t ñ trên c a quá trình làm s ch ñư c xác ñ nh b i nhi t ñ t i h n hòa tan (CTS), trên giá tr này b t c t l nào c a dung môi và s n ph m hòa tan t o thành h m t pha. L a ch n nhi t làm s ch d a vào nhi t ñ t i h n hòa tan và ti n hành làm s ch nhi t ñ dư i giá tr này 10 ÷ 15oC. Theo kh năng hòa tan hydrocarbon các dung môi h u cơ và vô cơ ñư c chia thành hai nhóm chính. Trong nhóm th nh t g m các dung môi, mà nhi t ñ thư ng có th tr n l n v i các ch t l ng c a nguyên li u m i t l , s hòa tan c a các ch t r n trong các dung môi này tuân theo qui lu t chung. Các dung môi này là h p ch t không phân c c - các hydrocarbon parafin l ng phân t lư ng th p, khí hóa l ng và h p ch t v i moment lư ng c c không l n - tetraclo carbon, etyl eter, cloroform... Dung môi nhóm th hai là các h p ch t có moment lư ng c c cao như phenol, phurphurol, xeton aliphatic, dietylenglicol... S hòa tan c a các thành ph n c a d u thô trong các dung môi này ph thu c vào t l c a chúng và nhi t ñ . Các dung môi có kh năng hòa tan khác nhau ñ i v i các ch t khác nhau trong d u nguyên li u, nên ñư c g i là dung môi l a ch n. ð hòa tan c a các thành ph n nguyên li u trong dung môi nhóm hai ph thu c vào thành ph n hóa h c và b n ch t c a dung môi. Khi ñi u ki n không 167
- thay ñ i các ch t phân c c trong nguyên li u (nh a và các ch t phi hydrocarbon khác) s hòa tan t t nh t. Các hydrocarbon c a nguyên li u là h p ch t không phân c c và hòa tan trong dung môi phân c c nh tương tác c a ph n lư ng c c c a phân t dung môi v i lư ng c c quán tính c a hydrocarbon. Bên c nh b n ch t hóa h c c u trúc phân t c a hydrocarbon cũng nh hư ng ñ n nhi t ñ t i h n hòa tan. Khi tăng s vòng trong hydrocarbon nhi t ñ t i h n hòa tan gi m m nh và tăng khi tăng chi u dài m ch alkyl. Nghĩa là, trong dung môi phân c c hydrocarbon thơm ña vòng s hòa tan trư c tiên. ð i v i naphten và parafin ch s này không l n do ñ phân c c c a các h p ch t này nh . Do ñó nhi t ñ xác ñ nh các hydrocarbon này hòa tan trong dung môi phân c c ch y u dư i nh hư ng c a l c phân tán. ð hòa tan c a các nguyên t trong d u nguyên li u nhóm hai ph thu c c vào b n ch t c a dung môi. Khi ñánh giá nh hư ng c a y u t này ñ n ñ hòa tan các ch t c n tính ñ n hai tính ch t c a dung môi: kh năng hòa tan và ñ l a ch n. Kh năng hòa tan là kh năng hòa tan hoàn toàn các ch t c n lo i ra. ð l a ch n c a dung môi ñ c trưng cho kh năng tách m t ch t này ra kh i các ch t khác trong nguyên li u.Thông thư ng, moment lư ng c c càng cao kh năng hòa tan càng cao. Các nhóm ch c có nh hư ng ñ n ñ l a ch n c a dung môi ñư c s p x p theo th t sau: NO2 > CN > CHO > COOH > OH > NH2. Trong công nghi p ñ tăng kh năng hòa tan thư ng s d ng các dung môi h u cơ không phân c c - benzen và toluen. Khi thêm chúng vào anhydrid, phurphurol, phenol, xeton làm tăng m nh kh năng hòa tan và gi m nhi t ñ t i h n hòa tan. Trong các hydrocarbon c a phân ño n d u nh n hydrocarbon r n nhóm parafin, naphten, thơm và naphten-thơm v i m ch alkyl th ng, dài ít hòa tan trong dung môi nh t. N u thêm vào dung môi benzen ho c toluen, có th ch n ñư c h n h p, trong ñó nhi t ñ xác ñ nh hydrocarbon trong d u nh n không b hòa tan còn t t c các hydrocarbon còn l i b hòa tan. Tăng chi u dài radical hydrocarbon trong phân t dung môi, ñ hòa tan t t c các h p ph n c a d u nh n tăng. Nhưng ñ hòa tan c a các ch t l ng tăng nhanh hơn nhi u so v i hydrocarbon r n, nghĩa là có th ñ t ñư c hòa tan hoàn toàn các ch t 168
- l ng nhi t ñ th p, là ñi u ki n không thu n l i cho hòa tan ch t r n. Các dung môi này là xeton cao (metyl-n-propyl xeton, metylbutylxeton...). Tăng chi u dài radical hydrocarbon c a xeton l c lư ng c c c a dung môi tăng, do ñó không c n thêm benzen ho c toluen vào xeton phân t lư ng cao. Thêm dung môi th hai vào dung môi không phân c c, thí d propan hóa l ng, có th ñi u ch nh kh năng hòa tan c a dung môi th nh t. Thí d , thêm metan, etan và m t s alcohol khác vào propan kh năng hòa tan c a nó gi m. Butan, pentan, các ñ ng ñ ng c a metan, olefin và m t s dung môi phân c c làm tăng kh năng hòa tan c a propan. Các ph gia làm tăng kh năng hòa tan c a propan là phenol, crezol, furfurol và các dung môi khác. Như v y, s d ng dung môi h n h p ñ làm s ch và phân tách d u thô nguyên li u cho phép ñi u ch nh kh năng hòa tan và ñ l a ch n c a chúng . Có nhi u dung môi ñư c ng d ng trong th c t . Trong các sơ ñ làm s ch l a ch n hi n ñ i các dung môi ñư c s d ng chính là phenol, phurphurol và dung môi h n h p - h n h p phenol và phurphurol v i propan. Ưu th c a phenol so v i phurphurol là có kh năng hòa tan cao ñ i v i hydrocarbon thơm ña vòng, nh a và h p ch t lưu huỳnh, ñ c bi t quan tr ng trong làm s ch phân ño n sôi cao và c n. B i s c a phenol thư ng th p hơn phurphurol. Tuy nhiên phenol kém phurphurol v ñ l a ch n, d n t i v i chi phí như nhau hi u su t rafinat trong làm s ch b ng phurphurol cao hơn phenol. ð làm s ch phân ño n d u nh n và deasphatizat t d u lưu huỳnh phenol có ưu th hơn; phurphurol hi u qu hơn trong trư ng h p do nhi t ñ t i h n c a dung d ch v i nguyên li u (phân ño n sôi th p và phân ño n giàu hydrocarbon thơm) th p nên không th s d ng phenol. Dung môi h n h p s d ng trong trư ng h p ti n hành ñ ng th i quá trình deasphanten và làm s ch l a ch n. Phurphurol ñư c ng d ng ñ làm s ch distilat d u nh n và c n ñã lo i aspaten l y t chưng c t chân không d u có hàm lư ng nh a th p ho c trung bình. ðôi khi nó cũng ñư c s d ng ñ làm s ch nhiên li u diesel c t tr c ti p và gasoil c a crackinh xúc tác. Phurphurol có ñ hòa tan th p và ñ tăng ñ hòa tan c n tăng nhi t ñ . Làm s ch b ng phurphurol thư ng th c hi n nhi t ñ t 60 ñ n 150oC. Trong ñi u ki n này không g p khó khăn khi làm s ch nguyên li u có nhi t ñ ñông ñ c cao, làm tăng s ti p xúc và phân tách 169
- rafinat và ph n chi t. Có nư c trong phurphurol làm gi m kh năng hòa tan và ñ l a ch n c a nó, do ñó hàm lư ng nư c trong phurphurol không ñư c quá 1%. Khi làm s ch nhiên li u diesel có s d ng phurphurol khan c n ph i h nhi t ñ chi t do h có nhi t ñ t i h n hòa tan th p. S d ng phurphurol có ch a nư c không làm gi m hi u qu làm s ch, ñ ng th i, tăng nhi t ñ t i h n hòa tan, cho phép ti n hành làm s ch nhi t ñ 30 ÷ 50oC. B i c a phurphurol so v i nguyên li u ph thu c vào ñ nh t c a nguyên li u và hàm lư ng c a các ch t không mong mu n. Phenol ñư c s d ng làm dung môi l a ch n trong làm s ch distilat d u nh n và deasphantizat. Nó hòa tan t t hydrocarbon thơm m ch nhánh ng n, ñ c bi t là hydrocarbon ña vòng và nh a trong phân t giàu vòng thơm. H p ch t nitơ chuy n hoàn toàn sang ph n chi t. Ph thu c vào ch t lư ng nguyên li u và ñi u ki n làm s ch hàm lư ng lưu huỳnh sau khi làm s ch b ng phenol gi m 30 ÷ 50%. Do kh năng hòa tan c a phenol cao nhi t ñ t i h n hòa tan c a h n h p phenol v i nguyên li u tương ñ i th p, nên vi c ng d ng nó trong làm s ch distilat d u nh n có ñ nh t th p g p khó khăn, do nhi t ñ chi t th p b h n ch b i nhi t ñ k t tinh cao c a phenol. Trong các nhà máy kh năng hòa tan c a phenol gi m khi thêm nư c vào phenol và ñ l a ch n cũng gi m.Tăng ñ m c a phenol làm tăng lư ng rafinat nhưng ch t lư ng c a nó gi m. Thêm nư c vào phenol cũng làm gi m nhi t ñ nóng ch y c a nó. ð gi m kh năng hòa tan c a phenol cũng có th thêm các dung môi khác có kh năng hòa tan th p như etanol, etylen glicol..., nhưng phương pháp này không ng d ng trong công nghi p. Chi t nguyên li u b ng phenol ti n hành trong tháp ñ m, lư i ho c tháp mâm. ð tách các ch t không mong mu n t t hơn c n ph i ñi u ch nh chênh l ch nhi t ñ gi a ñ nh và ñáy tháp. Chênh l ch nhi t ñ này là 10 ÷ 15oC trong làm s ch phân ño n distilat và 15 ÷ 20oC khi làm s ch deasphantizat. Nhi t ñ chi t ph thu c vào nguyên li u và thư ng trong kho ng 45 ÷ 115oC. Chi phí phenol cho các nguyên li u khác nhau như sau: trong làm s ch phân ño n distilat b i phenol ñ i v i nguyên li u là 1,5÷2 : 1 (kh i lư ng), trong làm s ch deasphantizat là 2,5÷3,5 : 1. Khi ch bi n d u bôi trơn có ch 170
- s nh t cao b i phenol so v i nguyên li u ñ t 2,5÷3,5 : 1 ñ i v i nguyên li u distilat và 3,5÷4,5 : 1 cho nguyên li u c n. Làm s ch nguyên li u d u b ng dung môi l a ch n g m: chi t các thành ph n c a nguyên li u b ng dung môi, t o h hai pha trong thi t b ho t ñ liên t c, hoàn nguyên liên t c dung môi t dung d ch rafinat và dung d ch chi t b ng cách nung nóng, chưng c t dung môi ra kh i dung d ch, làm khan nư c dung d ch. Sơ ñ nguyên t c h làm s ch l a ch n. 1- Tháp chi t; 2,5 – lò nung ñ gia nhi t rafinat và dung d ch chi t; 3,4- tháp chưng c t dung môi t dung d ch rafinat; 6,7- tháp chưng c t dung môi t dung d ch chi t; 8- tháp c t dung môi t nư c; 9- b ch a dung môi. I- Nguyên li u; II- rafinat; III- ph n chi t; IV- dung môi khan; V- h n h p nư c và dung môi; VI- nư c; VII- hơi nư c. Nguyên li u I ñư c x lý b ng dung môi trong tháp chi t 1. Dung d ch rafinat ñư c gia nhi t trong lò nung 2 và trong tháp 3 ph n l n lư ng dung môi khan ñư c tách ra kh i rafinat; ph n dung môi còn l i trong h n h p v i nư c ñư c c t ti p trong tháp bay hơi 4. Dung d ch chi t ñư c gia nhi t trong lò nung 5. Ph n l n dung môi ñư c c t ra kh i ph n chi t trong tháp bay hơi 6, ph n còn l i - c t ra trong tháp bay hơi 7, t tháp này thu ñư c d ch chi t III. Dung môi khan t ñ nh tháp 3 và 6 sau khi ñư c ngưng t ñi vào b ch a 9, t ñó nó l i ñư c ñưa vào tháp chi t 1. Trong các tháp 4 và 7 dung môi 171
- ñư c bay hơi hoàn toàn ra kh i rafinat và ph n chi t nh hơi nư c. H n h p hơi dung môi và nư c thoát ra t ñ nh tháp ñư c ñưa vào c m làm khan, trong ñó dung môi ñư c tách ra kh i nư c. Dung môi khô IV ñi vào b ch a 9, nư c VI vào kênh ho c vào thi t b x lý hơi ñ s n xu t hơi và l i quay v tháp bay hơi. 8. Tách sáp (Dewax) M t trong các yêu c u ñ i v i s n ph m là ñ linh ñ ng c a nó nhi t ñ th p. S m t linh ñ ng c a nhiên li u và d u nh n ñư c gi i thích là do kh năng k t tinh c a các hydrocarbon r n (parafin và serezin) trong dung d ch phân ño n d u nhi t ñ th p, t o thành h c u trúc, liên k t v i pha l ng. ð thu ñư c d u nh n có nhi t ñ ñông ñ c th p trong công ngh s n xu t ñã s d ng công ño n lo i sáp (deparafin) v i m c ñích là lo i hydrocarbon r n. Các hydrocabon r n cũng là nguyên li u ñ s n xu t parafin, serezin và nhi u s n ph m có ng d ng r ng rãi. Thành ph n hóa h c c a hydrocarbon r n ph thu c vào gi i h n nhi t ñ sôi c a phân ño n. Trong các phân ño n d u nh n nhi t ñ sôi th p có ch a các parafin r n c u trúc th ng. Tăng gi i h n sôi hàm lư ng n-alkan gi m, còn hàm lư ng isoparafin và hydrocarbon vòng, ñ c bi t là naphten tăng. Thành ph n chính c a các hydrocarbon r n (serezin) t p trung trong c n chưng c t mazut, là naphten v i m ch nhánh có c u trúc phân nhánh và lư ng nh parafin và hydrocarbon thơm v i m ch alkyl dài. Tăng nhi t ñ sôi c a phân ño n hàm lư ng hydrocarbon r n tăng và nhi t ñ nóng ch y tăng. B n ch t c a quá trình lo i sáp là tách hydrocarbon r n ra kh i pha l ng, ñ i v i quá trình này hình d ng và kích thư c tinh th ñóng vai trò quan tr ng. Tinh th parafin l n nh t và có c u trúc l p. Naphten và ñ c bi t là hydrocarbon thơm có tinh th kích thư c nh và có s m t hình thoi nh . Lo i sáp có th th c hi n b ng m t s phương pháp: k t tinh hydrocarbon r n nh làm l nh; k t tinh hydrocarbon r n khi làm l nh dung d ch c a nguyên li u trong dung môi l a ch n; t o ph c v i carbamid; chuy n hóa xúc tác hydrocarbon r n thành s n ph m nhi t ñ ñông ñ c th p; h p ph phân tách nguyên li u thành các ch t có nhi t ñ ñông ñ c cao và th p; tác d ng sinh h c. Phương pháp ñư c s d ng r ng rãi nh t là s d ng dung môi l a 172
- ch n; phương pháp ít s d ng hơn là quá trình lo i sáp b ng carbamid, ng d ng ch y u ñ gi m nhi t ñ ñông ñ c distilat nhiên li u diesel. 8.1 Lo i sáp b ng cách k t tinh có s d ng dung môi Quá trình này d a vào ñ hòa tan khác nhau c a hydrocarbon r n và l ng trong m t s dung môi nhi t ñ th p và có th ng d ng cho nguyên li u d u nh n v i thành ph n phân ño n b t kỳ. Hydrocarbon r n c a phân ño n d u nh n hòa tan gi i h n trong dung môi phân c c và không phân c c. S hòa tan c a các hydrocarbon này trong dung môi tuân theo qui lu t chung c a s hòa tan c a ch t r n trong ch t l ng và ñư c ñ c trưng b i nh ng tính ch t sau: ñ hòa tan hydrocarbon r n gi m khi kh i lư ng riêng và nhi t ñ sôi c a phân ño n tăng; ñ i v i các phân ño n sôi trong cùng m t kho ng nhi t ñ ñ hòa tan c a hydrocarbon r n c a cùng m t dãy ñ ng ñ ng gi m khi phân t lư ng tăng; ñ hòa tan c a hydrocarbon r n tăng khi tăng nhi t ñ . ð hòa tan c a hydrocarbon trong dung môi phân c c ph thu c vào kh năng phân c c c a phân t c a chúng. Do kh năng phân c c c a các phân t th p nên moment lư ng c c c m ng c a các hydrocarbon r n không l n, do ñó s hòa tan c a chúng trong dung môi phân c c di n ra dư i tác d ng c a l c phân tán là chính. ð hòa tan c a các ch t còn l i trong phân ño n d u nh n là do tương tác c a l c c m ng và ñ nh hư ng qui ñ nh, tuy nhiên tác d ng c a l c phân c c cao hơn, nên ngay nhi t ñ th p các ch t này n m l i trong tr ng thái dung d ch. H nhi t ñ nh hư ng c a l c phân tán y u d n, trong khi ñó nh hư ng c a l c phân c c m nh lên; d n ñ n nhi t ñ ñ th p hydrocarbon r n tách ra kh i dung d ch và nh có m ch parafin dài nó g n như k t tinh. Quá trình lo i sáp có s d ng dung môi l a ch n ti n hành liên t c và g m các giai ño n sau: − Tr n nguyên li u v i dung môi − X lý nhi t h n h p − Làm l nh d n dung d ch thu ñư c ñ n nhi t ñ cho trư c; tách tinh th hydrocarbon r n ra kh i dung d ch − Tách pha l ng - l ng − Thu h i dung môi t dung d ch d u nh n lo i parafin và sáp. 173
- Sơ ñ c m lo i sáp có s d ng dung môi l a ch n 1- Máy tr n; 2- thi t b gia nhi t b ng hơi; 3- máy l nh b ng nư c; 4- tháp k t tinh; 5- tháp k t tinh b ng amoniac; 6- máy l c chân không; 7- tách dung môi ra kh i dung d ch d u nh n lo i sáp; 8- tách dung môi ra kh i sáp. I- Nguyên li u; II- dung môi; III- dung d ch nguyên li u; IV- nhũ tương hydrocarbon r n; V- dung d ch d u nh n lo i sáp; VI- dung d ch sáp; VII- d u nh n lo i sáp; VIII- hydrocarbon r n (sáp). Nguyên li u I và dung môi v i t l cho trư c tr n l n nhau trong trong thi t b tr n 1 và ñư c x lý nhi t trong thi t b gia nhi t b ng hơi 2. N u nhi t ñ nguyên li u n p vào sơ ñ cao hơn 60oC thì không c n x lý nhi t. Ti p theo dung d ch nguyên li u III ñư c làm l nh trư c tiên trong máy làm l nh b ng nư c 3, sau ñó trong tháp k t tinh 4, trong ñó ch t làm l nh là dung d ch d u nh n tách sáp (filtrat) V và trong tháp k t tinh b ng amoniac 5 v i ch t làm l nh là amoniac. N u nhi t ñ sau khi làm l nh c n th p hơn -30oC thì s d ng ch t làm l nh là etan. Nhũ tương l nh c a hydrocarbon r n trong dung d ch d u nh n IV qua b ch a (không th hi n trong hình) vào máy l c 6 ñ tách pha r n ra kh i pha l ng. C n hydrocarbon n ng trên lư i l c ñư c r a b ng dung môi l nh II và ñi vào vít tr n, trong ñó cũng b sung m t lư ng dung môi II ñ t o kh năng tr n c n. Nh l c nh n ñư c dung d ch d u lo i sáp V, có ch a 75 ÷ 80% dung môi, và dung d ch hydrocacn r n VI v i hàm lư ng d u nh n nh . C hai dung d ch ñư c ñưa vào tháp ph c h i dung môi 7 và 8. 174
- D u nh n lo i sáp sau khi thu h i dung môi VII ñư c ñưa ñi làm s ch, còn sáp r n ñư c ch bi n ti p ñ s n xu t parafin và serezin. Dung môi hoàn nguyên quay tr l i tr n v i nguyên li u, r a c n, và m t lư ng nh ñưa vào vít tr n. Ph thu c vào thành ph n phân lo i và thành ph n phân ño n c a nguyên li u dung môi có th ñư c ñưa vào tr n ñ ng th i ho c theo t ng li u nh ng v trí xác ñ nh d c theo ñư ng làm l nh nguyên li u. 8.2 Quá trình lo i sáp b ng dung môi làm làm l nh Trong ph n l n các sơ ñ lo i sáp và tách d u s d ng amoniac và propan làm ch t làm l nh. Sơ ñ nguyên t c tách sáp l nh s d ng amoniac làm ch t làm l nh ñư c th hi n trong sơ ñ sau: Sơ ñ nguyên t c tách sáp và tách d u l nh v i ch t làm l nh amoniac. 1- Tháp k t tinh; 2- thùng tr ; 3- tháp tách l ng; 4- máy làm l nh; 5- bình ch a; 6- thùng trung gian; 7- tách d u; 8- máy nén. I- Amoniac hơi; II- amoniac l ng; III- nư c. Hơi amoniac tách ra t tháp k t tinh 1, qua thùng tr 2 ñi vào tháp tách l ng 3, sau ñó nén b c I trong máy nén hai b c 8 và dư i áp su t 0,25 ÷ 0,3 MPa ñư c ñưa vào thùng trung gian 6, trong ñó nó ñư c làm l nh nh bay hơi amoniac l ng II ñ n t bình ch a 5. T thùng trung gian 6 hơi amoniac ñư c ñưa vào bình áp su t cao c a máy nén 8, trong ñó nó ñư c nén ñ n áp su t ngưng t (1 ÷ 1,2 MPa). Sau ñó qua tháp tách d u 7, hơi vào máy làm l nh d ng ng ñ ng 4. 175
- Amoniac ngưng t II ch y vào thùng ch a 5, t ñó vào thùng trung gian, trong ñó h nhi t ñ t 34 ÷ 36oC (nhi t ñ ngưng t ) xu ng ñ n 0 ÷ 5oC nh bay hơi amoniac ch a trong thùng. Amoniac ñã làm l nh ñi vào bình tr 2 và sau ñó vào thùng k t tinh 1, trong ñó nh bay hơi amoniac nhũ tương hydrocarbon r n trong d u nh n ñư c làm l nh. Amoniac l ng t thùng trung gian 6 n p vào thùng tr 2 qua van ñi u ch nh m c. Nhi t ñ h n h p l nh t i c a ra kh i tháp k t tinh ñư c ñi u ch nh nh van g n trên ñư ng x hơi amoniac t thùng tr . 8.3 Lo i sáp trong dung d ch xeton - dung môi aromat Trong công nghi p các quá trình lo i sáp trong dung d ch xeton phân t lư ng th p (metyletylxeton ho c aceton) trong h n h p v i benzen và toluen ñư c ng d ng r ng rãi nh t và trong th i gian sau này ch s d ng toluen. m t s nơi s d ng metylisobutylxeton. Vi c s d ng h n h p dung môi v i kh năng hòa tan khác nhau ñ i v i hydrocarbon l ng và r n nh thay ñ i t l xeton và aromat trong h n h p, có th lo i sáp nguyên li u v i ñ nh t và thành ph n phân ño n b t kỳ nhi t ñ quá trình khác nhau và thu ñư c d u nh n có nhi t ñ ñông ñ c bi n thiên r ng. Hi n nay quá trình này ñư c ti n hành theo h hai b c, trong ñó sáp ñư c r a trong quá trình l c b c hai nhi t ñ cao hơn. V i sơ ñ như v y có th tăng hi u su t d u nh n lo i sáp và t c ñ l c huy n phù, gi m hàm lư ng d u nh n trong sáp so v i quá trình m t b c. Sơ ñ g m hai c m công ngh : k t tinh, l c và thu h i dung môi t dung d ch d u nh n tách sáp và sáp. Nhi t ñ l c ph thu c vào nhi t ñ ñông ñ c yêu c u ñ i v i d u nh n s n ph m và tính ch t c a dung môi, c th là kh năng hòa tan và ñ l a ch n c a nó. Dư i ñây d n ra nhi t ñ l c (oC) huy n phù c a nguyên li u distilat ñ s n xu t d u nh n lo i sáp v i nhi t ñ ñông ñ c t -15 ñ n -20oC. b cl c I II Aceton-toluen t -25 ñ n -28 t -15 ñ n -16 Metyletylxeton (MEX)-toluen t -22 ñ n -23 t -12 ñ n -13 176
- Trong quá trình l c v i l c b nư c ñá và sáp bít kín, do ñó nó ñư c r a b ng dung môi nóng theo chu kỳ. Thu h i dung môi t dung d ch d u nh n lo i sáp ti n hành trong 4 b c, còn t dung d ch sáp - ba b c. 8.4 Lo i sáp trong dung d ch propan Trong quá trình lo i sáp trong dung d ch propan hóa l ng có hai phương án làm l nh dung d ch nguyên li u: ch t làm l nh thư ng ñư c s d ng trong giai ño n làm l nh cu i - amoniac và nh bay hơi t dung d ch c a chính propan trong thi t b ñ ng ho c n m ngang ho t ñ ng luân phiên. T c ñ làm l nh c a dung d ch ñư c ñi u ch nh b ng t c ñ gi m áp su t. Do ñó, trong thi t b s bay hơi c a propan ph thu c vào vi c x hơi propan, ñ th c hi n trong sơ ñ s d ng máy nén khí. B i c a propan so v i nguyên li u ñư c gi c ñ nh nh b sung liên t c propan ñ bù vào lư ng bay hơi ho c thêm propan l nh vào giai ño n làm l nh cu i cùng. Ưu ñi m cơ b n c a quá trình này là ñơn gi n và kinh t , do propan ñ ng th i là dung môi và ch t làm l nh. Ngoài ra, hơi propan còn ñư c s d ng ñ th i c n trong máy l c. ði u này cho phép b ng d n khí trơ trong sơ ñ . Trong quá trình lo i sáp b ng propan nh ñ nh t c a dung d ch nh nhi t ñ th p, nên t c ñ làm l nh cao hơn nhi u so v i khi s d ng xeton. Trong quá trình làm l nh, ñ c bi t ñ i v i nguyên li u c n, s k t tinh hydrocarbon r n và ch t nh a di n ra ñ ng th i d n t i t o thành tinh th l n, cho t c ñ l c nhanh - ñ t 600-1.000 kg/(m2.gi ) theo nguyên li u, tính trên toàn b b m t l c. Lo i parafin nguyên li u distilat có t c ñ l c gi m 10 ÷ 15 l n do t o thành hydrocarbon r n c u trúc tinh th nh . Có th tăng hi u qu c a quá trình trong trư ng h p này b ng cách thêm m t s ph gia ñ t o thành tinh th l n hơn. Do propan có ñ hòa tan cao nên b i c a nó so v i nguyên li u không l n - t 0,8:1 ñ n 2:1 (th tích). Trong khi ñó ñ hòa tan c a hydrocarbon r n trong propan cao ñòi h i nhi t ñ deparafin th p ñ có th tách hoàn toàn các thành ph n k t tinh. 8.5 Lo i sáp trong dung d ch dicloetan-metylenclorua 177
- Quá trình này có tên g i là Di-Me, ñư c ng d ng ñ s n xu t d u nh n và lo i distilat và c n có nhi t ñ ñông ñ c th p. Dung môi ñư c dùng là dicloetan (50 ÷ 70%) ch t tr l ng hydrocarbon r n và metylen clorua (50 ÷ 30%) - là dung môi cho d u nh n. Khi ng d ng dung môi này lo i sáp ti n hành nhi t ñ làm l nh cu i và l c g n v i nhi t ñ ñông ñ c parafin c a d u nh n, do ñó ti t ki m ñư c ch t làm l nh. B i chung c a dung môi so v i nguyên li u là 1:3 - 1:5 (t.t.). Lo i sáp m t b c có th thu ñư c d u nh n có nhi t ñ ñông ñ c -20oC và parafin v i hàm lư ng d u nh n 2 ÷ 6% (k.l.). Khi sơ ñ ho t ñ ng theo h l c hai b c cho phép thu ñư c parafin có hàm lư ng d u nh n dư i 2%. M t trong nh ng ưu ñi m c a quá trình là t c ñ l c huy n phù c a hydrocarbon r n cao - ñ n 200 kg/(m2.h) theo nguyên li u trên toàn b b m t máy l c. Dung môi không t o thành h n h p n và không ph i là ch t d cháy, do ñó trong sơ ñ không có h th ng c p khí trơ. Như c ñi m c a quá trình này là dung môi không b n nhi t 130 ÷ 140oC, t o thành các s n ph m ăn mòn. Deparafin trong dung môi dicloetan - metylenclorur cũng ñư c ti n hành trong sơ ñ như c a quá trình lo i sáp s d ng dung môi xeton-dung môi aromat. 8.6 Lo i sáp sâu (nhi t ñ th p) Deparafin sâu ng d ng ñ s n xu t d u nh n nh t th p, nhi t ñ ñông ñ c th p. Quá trình này ti n hành trong dung d ch xeton-toluen nhi t ñ làm -62 ÷ -64oC. Nhi t ñ làm l nh th p như v y l nh cu i và l c huy n phù không th có ñư c n u s d ng ch t làm l nh là amoniac, do ñó trong quá trình lo i sáp sâu trong giai ño n làm l nh cu i s d ng ch t làm l nh là etan hóa l ng. Deparafin sâu ch ti n hành v i nguyên li u là rafinat c a phân ño n d u nh n sôi th p, hydrocarbon r n c a nó ch y u là n-alkan, t o thành tinh th l n, cho phép l c hoàn toàn pha r n ra kh i pha l ng và thu ñư c d u nh n có nhi t ñ ñông ñ c t -45 ñ n -55oC. K t qu c a quá trình này là ch s v ch t lư ng d u nh n lo i sáp thay ñ i m nh hơn so v i lo i sáp thông thư ng. Deparafin sâu thư ng ñư c ti n hành l c hai b c, ñôi khi l c ba b c, cho phép tăng nhi t ñ l c. 178
- 9. Tách asphalten Trong c n chưng c t d u (gudron, ph n cô ñ c, semigudron) bên c nh hydrocabon phân t lư ng cao còn ch a hàm lư ng l n ch t nh a-asphaten. Nhi u trong s các hydrocarbon k trên là thành ph n không mong mu n cho d u nh n, do ñó nhi m v là ph i làm s ch các phân ño n d u này. Hi u qu làm s ch c n d u kh i ch t nh a b ng dung môi l a ch n ñơn ch t là không cao ngay c khi b i s dung môi cao. ði u này có th ñư c gi i thích là do không ph i t t c các thành ph n c a nh a hòa tan t t trong dung môi l a ch n. V cơ b n các ch t nh a-asphanten hòa tan ho c phân tán trong nguyên li u có th ñư c lo i ra b ng cách x lý c n b ng axit sulfuric, cũng như alkan phân t lư ng th p hóa l ng. Phương pháp lo i asphaten b ng axit sulfuric, ñ c bi t khi k t h p v i làm s ch ti p xúc b ng ñ t sét ti p theo, phù h p ñ s n xu t d u nh c n t ph n cô d u thô ít nh a. Tuy nhiên, do chi phí axit sulfuric cao và t o thành lư ng l n axit gudron khó s d ng khi n cho phương pháp này kém hi u qu . Quá trình tách asphaten gudron và ph n cô b ng alkan phân t lư ng th p hóa l ng ñư c ng d ng trong s n xu t không ch d u nh n nh t cao, mà c nguyên li u cho crackinh xúc tác và hydrocracking. Dung môi ñư c dùng r ng rãi là propan hóa l ng, ñ c bi t trong s n xu t d u nh n, nhưng trong m t s nhà máy cũng s d ng h n h p propan-butan. Vi n d u khí Bacu ñã ñ xu t quá trình tách asphanten b ng phân ño n xăng v i tên g i “quá trình Doben”. nhi t ñ g n v i nhi t ñ t i h n c a propan (96,8oC), ñ hòa tan c a các ph n trong nguyên li u d u nh n gi m. ði u này di n ra là do khi nhi t ñ dung d ch g n t i vùng tr ng thái t i h n c a dung môi thì kh i lư ng riêng c a nó gi m m nh, d n t i tăng m nh th tích mol. Ch s này ñ i v i hydrocarbon phân t lư ng cao thay ñ i ít. Do l c kéo gi a các phân t dung môi và hydrocarbon gi m làm gi m ñ hòa tan. ð hòa tan c a hydrocarbon c a nguyên li u d u nh n trong propan trong vùng nhi t ñ cao (75 ÷ 90oC) gi m khi kh i lư ng riêng và phân t lư ng tăng. Nh a và ñ c bi t là asphaten là nh ng ch t hòa tan kém nh t trong propan l ng; trên cơ s này ñã s d ng propan làm dung môi cho quá trình tách asphaten. Khi ti p t c tăng nhi t ñ các hydrocarbon ña vòng phân t 179
- lư ng cao, các hydrocarbon ít vòng v i m ch alkyl dài l i trong dung d ch. ð hòa tan c a các hydrocarbon ña vòng và nh a nhi t ñ g n v i nhi t ñ t i h n c a propan g n ñ n 0, còn ñ hòa tan c a hydrocarbon naphten và hydrocarbon thơm nh ti p t c gi m. S ph thu c này c a kh năng hòa tan c a propan vào nhi t ñ (trong vùng g n v i nhi t ñ t i h n c a propan) quan sát th y áp su t ng v i áp su t bão hòa c a hơi propan nhi t ñ xác ñ nh. Vi c t o áp su t cao hơn áp su t hơi bão hòa c a propan d n t i tăng kh i lư ng riêng và kh năng hòa tan c a nó. Do ñó, n u hai nhi t ñ kh i lư ng riêng c a propan như nhau (thí d , 409 kg/m3), hi u su t và tính ch t c a các hydrocarbon hòa tan trong propan như nhau. Thông thư ng quá trình tách asphanten th c hi n áp su t cao hơn ñôi chút so v i áp su t hơi bão hòa c a propan hóa l ng. Tr n ph n cô v i propan (ho c butan), các li u lư ng ñ u tiên c a nó hòa tan hoàn toàn trong ph n cô. Lư ng dung môi c n ñ bão hòa nguyên li u ph thu c vào thành ph n nguyên li u và nhi t ñ . Trong nguyên li u ch a càng nhi u ch t nh a- asphanten và hydrocarbon phân t lư ng cao thì lư ng dung môi c n thi t cho bão hòa càng th p. Nhi t ñ càng th p, chi phí dung môi cho t o h n h p bão hòa càng cao. Khi ti p t c thêm propan ( nhi t ñ h n h p c ñ nh) t o thành pha th hai g m propan và hydrocarbon hòa tan. Như trên ñã nói, nhi t ñ g n v i nhi t ñ t i h n, propan hòa tan m t lư ng h n ch hydrocarbon. Dung d ch bão hòa hydrocarbon trong propan t o thành b ng cách này (l p trên) cân b ng v i dung d ch bitum bão hòa (l p dư i). ð phân tách t t nguyên li u trong hai pha (d u nh n và bitum) b i propan so v i nguyên li u tương ñ i cao - không th p hơn 3 ph n th tích propan và 1 ph n th tích nguyên li u. Do hòa tan c a hydrocarbon phân t lư ng cao trong propan l ng gi i h n, ñ tách các thành ph n mong mu n ra kh i nguyên li u c n dư nhi u dung môi. ð ng th i cũng c n ti n hành tách naphten nhi t ñ cao khi ñ hòa tan c a hydrocarbon trong propan gi m. ðây là ñ c ñi m c a propan so v i nhi u dung môi khác (phenol, furfurol và các ch t khác). nhi t ñ ôn hòa (40 ÷ 70oC) khi tăng b i propan ch t lư ng s n ph n lo i asphanten (deasphantizat) tăng, nhưng hi u su t gi m. Sau khi ñ t ñư c ñ hòa loãng t i ưu hi u su t deasphantizat tăng, nhưng ch t lư ng gi m. 180
- nhi t ñ r t g n v i nhi t ñ t i h n c a propan không có ñư c b i t i ưu c a propan v i nguyên li u; chi phí propan tăng. B i c n thi t c a propan ñ i v i k t t a các ch t nh a- asphanten ph thu c vào n ng ñ hydrocarbon mong mu n trong nguyên li u. ð i v i nguyên li u ít nh a có hàm lư ng parafin-d u nh n cao c n có b i propan cao hơn so v i nguyên li u giàu nh a- asphanten. Thí d , lo i asphanten trong ph n cô c a d u ít nh a t l t i ưu propan : nguyên li u là 8:1 (theo th tích), còn khi lo i asphanten trong gudron d u nhi u nh a c n t l 4 : 1. ði u ki n khác không kém ph n quan tr ng là nhi t ñ quá trình lo i asphanten. Nên ti n hành quá trình vùng nhi t ñ tương ñ i th p, kho ng 50 ÷ 85oC, do dư i 40 ÷ 50oC nh a trung hòa hòa tan trong propan tuy không nhi u, nhi t ñ 90oC, g n v i nhi t ñ t i h n c a propan (96,8oC), nhi u hydrocarbon mong mu n không hòa tan trong nó và b tách ra cùng v i nh a. Thông s chính c a quá trình lo i asphanten không ch là nhi t ñ , áp su t và b i propan so v i nguyên li u, mà c d ng dung môi và ñ s ch c a nó. Butan có ñ l a ch n th p hơn propan nhưng cao hơn etan. Metan và etan làm cho hơi propan khó cô ñ ng trong máy l nh. V i n ng ñ etan trong dung môi không ñáng k quá trình lo i asphanten di n ra áp su t quá cao, do ñó trong propan k thu t ch a không quá 7% (k.l.) các hydrocarbon khác cùng dãy, trong ñó không quá 3% etan. S hi n di n c a propylen và butylen cũng không mong mu n, do chúng làm tăng ñ hòa tan nh a và hydrocarbon thơm ña vòng. Hi u qu lo i asphanten cũng ph thu c vào m c ñ lo i phân ño n d u nh n trong chưng c t chân không mazut - ch a trong phân ño n gudron ñ n 500oC. Như trên ñã th y, phân ño n phân t lư ng th p c a deasphantizat hòa tan trong propan nhi u hơn phân ño n phân t lư ng cao vùng nhi t ñ g n v i nhi t ñ t i h n. Ngoài ra, do nh hư ng c a l c phân tán các phân ño n phân t lư ng th p ho t ñ ng như dung môi trung gian, làm tăng ñ hòa tan c a các phân ño n sôi cao và nh a trong propan. ði u này khi n cho vi c phân tách chúng s khó hơn. Nguyên li u v i thành ph n phân ño n r ng tách asphanten kém hơn nguyên li u ñã lo i phân ño n nh . Lo i asphanten d u nhi u d u nh n, nh n ñư c t nguyên li u cô ñ c (không có phân ño n dư i 500oC), có ñ c c và ñ màu th p hơn deasphantizat v i phân ño n sôi th p. 181
CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD
Chịu trách nhiệm nội dung:
Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA
LIÊN HỆ
Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM
Hotline: 093 303 0098
Email: support@tailieu.vn