1
Đồ án
Thiết kế dây chuyền chưng
cất dầu thô nhiều phần nhẹ
2
MỞ ĐẦU
Dầu mỏ dược tìm thấy vào năm 1859 tại Mỹ. Lúc bấy giờ lượng dầu
thô khai thác được còn rất ít, chỉ phục vụ cho mục đích đốt cháy và thắp
sáng. Nhưng chỉ một năm sau đó, không chỉ riêng ở Mỹ mà các nước khác
người ta cũng đã tìm thấy dầu. Từ đó sản lượng dầu được khai thác ngày
càng tăng lên rất nhanh. Đây là bước chuyển mình đi lên của nghành khai
thác và chế biến dầu mỏ.
Đến năm 1982 thế giới đã có 100 loại dầu mỏ khác nhau thuộc sở hữu của
48 quốc gia, trong đó có Việt Nam. Quốc gia có sản lượng dầu mỏ lớn nhất
là Arập xê út. Chiếm khoảng 26% tổng sản lượng dầu mỏ trên thế giới.
Ngành công nghiệp đầu do tăng trưởng nhanh đã trở thành ngành công
nghiệp mũi nhọn của hầu hết các quốc gia trên thế giới . Khoảng 65 70%
năng lượng sử dụng đi từ dầu mỏ, chỉ có 2022% năng lượng đi từ than,
56% từ năng lượng nước và 812% từ năng lượng hạt nhân.
Ngày nay trên 90% sản phẩm hữu cơ có nguồn gốc từ dầu khí vào mục
đích đốt cháy sẽ giảm dần. Do đó dầu khí trong tương lai vẫn chiếm giữ một
vị trí quan trọng trong lĩnh vực năng lượng và nguyên liệu hoá học mà
không có tài nguyên thiên nhiên nào có thể thay thế được. Bên cạnh đó
lượng sử dụng mạnh mẽ và có hiệu quả nhất của dầu mỏ là làm nguyên liệu
cho công nghiệp tổng hợp hoá dầu như : sản xuất cao su, vải, nhựa đến các
loại thuốc nhuộm, các hoá chất hoạt động bề mặt, phân bón.
Dầu mỏ là một hổn hợp rất phức tạp trong đó cả hàng trăm cấu tử khác
nhau. Mỗi loại dầu mỏ được đặc trưng bởi thành phần riêng song về bản chất
chúng đều có các hiđrocacbon là thành phần chính, các hiđrocacbon đó
3
chiếm 6090% trọng lượng trong dầu, còn lại là các chất oxy, lưu huỳnh,
nitơ, các phức chất cơ kim, nhựa, asphanten. Trong khí còn có các khí trơ
như : He, Ar, Xe, Nz….
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của công nghiệp dầu khí trên thế giới, dầu
khí Việt Nam cũng đã được phát hiện từ những năm 1970 và đang trên đà
phát triển.Chúng ta đã tìm ra nhiều mỏ trữ dầu với trữ lượng tương đối lớn
như mỏ Bạch Hổ, Đại Hùng, mỏ Rồng, mỏ Rạng Đông, các mỏ khí như Lan
Tây, Lan Đỏ…Đây là nguồn nhiên liệu quý để giúp nước ta có thể bước vào
kỷ nguyên mới của công nghệ dầu khí. Nhà máy số một Dung Quất với
công suất 6 triệu tấn /năm đang triển khai xây dựng để hoạt động và đang
tiến hành phê chuẩn nhà máy lọc dầu, số 2 Nghi Sơn- Thanh Hoá với công
suất 7 triệu tấn/năm.
Đối với Việt Nam dầu khí được coi là nghành công nghiệp hoá, hiện đại
hoá, tạo thế mạnh cho nền kinh tế quốc dân. Như vậy nghành công nghiệp
chế biến dầu khí nước ta đang bước vào thời kỳ mới, thời kỳ công nghiệp
hoá hiện đại hoá đất nước. Sự đóng góp của ngành dầu khí không chỉ mang
lại thế mạnh cho nền kinh tế nước nhà mà còn là nguồn động viên tinh thần
toàn đảng toàn dân ta và nhất là các thành viên đang làm việc trong ngành
dầu khí hăng hái lao dộng, sáng tạo góp phần xây dựng đất nước để sau này
vào thập niên tới sánh vai các nước tiên tiến trong khu vực và trên thế giới.
Công nghiệp chế biến dầu phát triển mạnh là nhờ các đặc tính quý riêng
mà các dạng nhiên liệu khác như than hoặc các khoáng chất khác không thể
có, đó là giá thành thấp, dể vận chuyển và bảo quản, dễ hiện đại hoá và tự
động hoá trong sử dụng, ít tạp chất và có nhiệt năng cao, dể tạo ra loại sản
phẩm đáp ứng mọi nhu cầu của các nghành kinh tế quốc dân.
4
Hiệu quả sử dụng dầu mỏ phụ thuộc vào chất lượng của quá
trình chế biến. Theo các chuyên gia về hoá dầu của châu âu, việc đưa dầu
mỏ qua các quá trình chế biến sẽ nâng cao được hiệu quả sử dụng lên 5 lần,
và như vậy tiết kiệm được nguồn tài nguyên quý hiếm này.
Dầu mỏ là hỗn hợp rất phức tạp gồm hiđrocacbon,khí thiên nhiên,khí
dầu mỏ và các tạp chhất khác như CO2 ,H2S, N2 …..Dầu mỏ muốn sử dụng
được thì phải tiến hành phân chia thành từng phân đoạn. Mỗi thành phần
phân đoạn cho ta biết dược loại sản phẩm thu và khối lượng của chúng. Quá
trình chưng cất dầu thô là một quá trình vật lý phân chia dầu thô thành các
phan đoạn. Quá trình này được thực hiện bằng các phương pháp khác nhau
nhằm tách các cấu tử có trong dầu thô theo từng khoảng thời gian khác nhau
mà không làm phân huỷ chúng. Tuỳ theo biện pháp chưng cất mà ta chia quá
trình chưng cất thành chưng đơn giản, chưng phức tạp chưng cất nhờ cấu tử
bay hơi hay chưng cất trong chân không. Trong các nhà máy lọc dầu, phân
xưởng chưng cất dầu thô cho phép ta có thể thu được các phân đoạn dầu mỏ
để thực hiện các quá trình tiếp theo.
Trong đồ án này đề cập đến các vấn đề lý thuyết có liên quan, trên cơ sở
đó thiết kế dây chuyền chưng cất dầu thô nhiều phần nhẹ. Đồng thời xem xét
thiết kế mặt bằng phân xưởng và vấn đề an toàn lao động.
5
PHẦN I: TỔNG QUAN
I. XỬ LÝ DẦU THÔ TRƯỚC KHI CHƯNG CẤT
Dầu thô được khai thác từ các mỏ dầu và chuyển vào các nhà máy chế
biến. Trước khi chế biến phải tiến hành làm ổn định dầu vì trong dầu còn
chứa các khí hoà tan như khí đồng hành và các khí hiđrocacbon. Khi phun
dầu ra khỏi giếng khoan thì áp suất giảm, nhưng dù sao vẫn con lại một
lượng nhất định lẫn vào trong dầu và phải tách tiếp trước khi chế biến mục
đích là hạ thấp áp suất hơi khi chưng cất dầu thô và nhận thêm nguồn
nguyên liệu cho chế biến dầu. Vì trong các khí hiđrocacbon nhẹ từ C1C4 là
nguồn nguyên liệu quý cho quá trình nhận olefin. Xử lý dầu thực chất là
chưng tách bớt phần nhẹ nhưng để tránh bay hơi cả phần xăng, tốt nhất là
tiến hành chưng cất ở áp suất cao khi đó chỉ có các cấu tử nhẹ hơn C4 bay
hơi , còn phần tử C5 trở lên vẩn còn lại trong dầu.
Muốn xử lý dầu thô trước khi đưa vào chưng cất chúng ta phải trải
qua những bước tách cơ bản.
1. Tách tạp chất cơ học, nước , muối lẫn trong dầu
Nước lẫn trong dầu ở dưới dạng mỏ chỉ ở dạng tự do không có dạng nhũ
tương. Khi khai thác, bơm, phun dầu, các quá trình khuấy trộn thì nước cùng
với dầu và các tạp chất tạo thành nhũ tương.
Nước nằm dưới dạng nhũ tương thì rất bền vững và khó tách. Có 2
dạng nhũ tương :
+ Dạng nhũ tương nước ở trong dầu.