Đố án môn học Thiết kế tháp chưng cất dầu nặng Trung Đông MỞ ĐẦU Dầu mỏ là khoáng vật phong phú nhất trong tự nhiên, là một trong những nguyên liệu thô quan trọng nhất mà loài người có được và nó là m[.]
Đố án môn học Thiết kế tháp chưng cất dầu nặng Trung Đơng MỞ ĐẦU Dầu mỏ khống vật phong phú tự nhiên, ngun liệu thơ quan trọng mà lồi người có nguồn cung cấp hydrocacbon phong phú có tự nhiên Dầu mỏ người biết đến từ thời cổ xưa, đến kỷ XVIII dầu mỏ sử dụng làm nhiên liệu để đốt thắp sáng Sang kỷ XIX, dầu coi nguồn nhiên liệu cho phương tiện giao thông cho kinh tế Hiện nay, dầu mỏ trở thành nguồn lượng quan trọng quốc gia giới Khoảng 65 ÷ 70% lượng sử dụng từ dầu mỏ, 20 ÷ 22% từ than, ÷ 6% từ lượng nước ÷ 12% từ lượng hạt nhân Bên cạnh việc sử dụng dầu mỏ để chế biến thành dạng nhiên liệu hướng sử dụng mạnh mẽ hiệu dầu mỏ làm nguyên liệu cho công nghiệp tổng hợp hữu – hóa dầu như: sản xuất cao su, chất dẻo, tơ sợi tổng hợp, chất hoạt động bề mặt, phân bón… Ngành khai thác chế biến dầu khí ngành cơng nghiệp mũi nhọn, tương lai dài chiếm vị trí quan trọng lĩnh vực lượng nguyên liệu hố học mà khơng có tài ngun thiên nhiên thay Hiệu sử dụng dầu mỏ phụ thuộc vào chất lượng trình chế biến Theo chuyên gia hóa dầu Châu Âu, việc đưa dầu mỏ qua trình chế biến nâng cao hiệu sử dụng dầu mỏ lên lần, tiết kiệm nguồn tài nguyên quý giá Dầu mỏ hỗn hợp phức tạp gồm hydrocacbon, khí thiên nhiên, khí dầu mỏ hợp chất khác CO2, N2, H2, H2S, He, Ar, Ne… Dầu mỏ muốn sử dụng phải phân chia thành phân đoạn nhỏ Sự phân chia dựa vào phương pháp chưng cất để thu sản phẩm có nhiệt độ sơi khác Trong nhà máy lọc dầu, phân xưởng chưng cất dầu thô phân xưởng quan trọng, cho phép ta thu phân đoạn dầu mỏ để chế biến Đồ án đưa vấn đề lý thuyết liên quan thiết kế tháp chưng cất dầu thô với nguyên liệu dầu thô nặng Trung Đông GVHD: PGS.TS Lê Văn Hiếu Trang: SVTH: Nguyễn Văn Hon Đố án môn học Thiết kế tháp chưng cất dầu nặng Trung Đông MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU Phần I: TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH CHƯNG CẤT DẦU THƠ I Mục đích ý nghĩa q trình chưng cất dầu thô II Cơ sở lý thuyết q trình chưng cất dầu thơ II.1 Chưng cất đơn giản II.1.1 Chưng cất cách bay II.1.2 Chưng cất cách bay lần II.1.3 Chưng cất cách bay nhiều lần II.2 Chưng phức tạp II.2.1 Chưng cất có hồi lưu II.2.2 Chưng cất có tinh luyện II.3 Chưng cất chân khơng chưng cất nước III Công nghệ chưng cất dầu thô III.1 Các thông số công nghệ ảnh hưởng đến trình chưng cất III.1.1 Chế độ nhiệt tháp chưng luyện III.1.2 Áp suất tháp chưng III.2 Lựa chọn sơ đồ chế độ công nghệ trình chưng cất IV Sản phẩm trình chưng cất V Thiết bị sơ đồ chưng cất IV.1 Tháp chưng cất Các loại tháp thường sử dụng Nguyên lý làm việc tháp chưng cất V.2 Lò đốt V.3 Thiết bị trao đổi nhiệt Phần II: TÍNH TỐN CƠNG NGHỆ I Các số liệu dầu thô Trung Đông: II Phân chia phân đoạn sản phẩm: III Vẽ đường cân VE cho sản phẩm: III.1 Đương cong VE xăng: III.2 Đường cong VE kerosen: III.3 Đường cong VE nhiên liệu diezel: IV Tính tính chất trung bình sản phẩm: IV.1 Tỉ trọng trung bình: IV.2 Tính nhiệt độ soi trung bình phân tử IV.3 Tính phân tử trọng trung bình sản phẩm V Tính lưu lượng GVHD: PGS.TS Lê Văn Hiếu Trang: SVTH: Nguyễn Văn Hon Đố án môn học Thiết kế tháp chưng cất dầu nặng Trung Đông V.1 Lưu lượng nguyên liệu ban đầu V.2 Tính lưu lượng sản phẩm nước VI Tính chế độ nhiệt tháp chưng phân đoạn VI.1 Xác định áp suất tháp VI.2 Xác định nhiệt độ tháp Nhiệt độ vùng nạp liệu Nhiệt độ đáy tháp Nhiệt độ đĩa lấy sản phẩm nhiên liệu diezel Nhiệt độ đĩa lấy kerosen Nhiệt độ đỉnh tháp Tính số hồi lưu đỉnh tháp VII Tính kích thước tháp chưng cất VII.1 Tính đường kính tháp VII.2 Tính chiều cao tháp VIII Tính số chốp đường kính chốp KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO GVHD: PGS.TS Lê Văn Hiếu Trang: SVTH: Nguyễn Văn Hon Đố án môn học Thiết kế tháp chưng cất dầu nặng Trung Đơng Phần I TỔNG QUAN VỀ Q TRÌNH CHƯNG CẤT DẦU THƠ Mục đích ý nghĩa q trình chưng cất dầu thơ Mục đích q trình chưng cất dầu thô chia dầu thô (là nguyên liệu ban đầu) I thành phân đoạn hẹp để tiện lợi cho trình chế biến sau, chẳng hạn trình cracking, reforming hay trình sản xuất dầu nhờn Trong cơng nghiệp chế biến dầu, dầu thô sau xử lý qua trình tách nước, muối tạp chất học đưa vào chưng cất Tùy theo chất ngun liệu mục đích q trình mà áp dụng chưng cất dầu áp suất khí AD (Atmospheric Distillation) hay chưng cất chân không VD (Vacuum Distillation) hay kết hợp công nghệ AD-VD gọi tắt AVD Với mục đích nhận phân đoạn xăng (naphta nhẹ, naphta nặng), phân đoạn kerosen, phân đoạn diezel (nhẹ, nặng) phần cặn lại sau chưng cất người ta sử dụng cơng nghệ AD Cịn muốn chưng cất sâu thêm phần cặn thô nhằm nhận phân đoạn gasoil chân không hay phân đoạn dầu nhờn người ta dùng chưng cất chân không VD Phân đoạn gasoil chân không nguyên liệu cho trình Cracking nhằm chế biến xăng có trị số octan cao Phân đoạn dầu nhờn dùng để chế tạo sản phẩm dầu mỡ bôi trơn, phân đoạn cặn gudron dùng để chế tạo bitum, nhựa đường hay làm nguyên liệu cho trình cốc hóa sản xuất cốc dầu mỏ Như tùy theo tính chất dầu thơ mục đích chế biến mà người ta áp dụng loại hình cơng nghệ chưng cất cho thích hợp II Cơ sở lý thuyết q trình chưng cất dầu thơ: Q trình chưng cất dầu thơ q trình phân đoạn Q trình thực biện pháp khác nhằm tách phần dầu theo nhiệt độ sôi cấu tử dầu mà không xảy phân huỷ Hơi nhẹ bay lên ngưng tụ thành phần lỏng Tùy theo biện pháp tiến hành chưng cất mà người ta phân chia trình thành chưng đơn giản, chưng phức tạp, chưng cất chân không chưng cất với nước II.1 Chưng cất đơn giản: Chưng đơn giản trình chưng cất tiến hành cách bay dần dần, lần hay nhiều lần, hỗn hợp chất lỏng cần chưng, hình (a, b, c) II.1.1 Chưng cất cách bay dần dần: GVHD: PGS.TS Lê Văn Hiếu Trang: SVTH: Nguyễn Văn Hon Đố án môn học Thiết kế tháp chưng cất dầu nặng Trung Đông Phương pháp thường áp dụng phịng thí nghiệm Sơ đồ chưng cất bay trình bày hình 2a gồm: thiết bị đốt nóng lên tục, hỗn hợp chất lỏng bình chưng từ nhiệt độ thấp tới nhiệt độ sôi cuối liên tục tách sản phẩm ngưng tụ bay lên thiết bị ngưng tụ thu sản phẩm lỏng bể chứa Hình 2a II.1.2 Chưng cất cách bay lần Phương pháp gọi phưng pháp bay cân Hỗn hợp chất lỏng I cho liên tục vào thiết bị đun sơi đốt nóng đến nhiệt độ xác định áp suất p cho trước Pha thu cho qua thiết bị ngưng tụ vào bể chứa 4, từ nhận phần cất II; pha lỏng lấy liên tục ta nhận phần cặn III I II III Hình 2b II.1.3 Chưng cất cách bay nhiều lần: Đây trình gồm nhiều trình chưng bay lần nối tiếp nhiệt độ tăng dần hay áp suất thấp phần cặn (hình 2c) Phần cặn chưng cất lần nguyên liệu cho chưng cất lần hai sau đốt nóng đến nhiệt độ cao Từ đỉnh thiết bị chưng lần ta nhận sản phẩm đỉnh, đáy chưng cất lần hai ta nhận sản phẩm cặn GVHD: PGS.TS Lê Văn Hiếu Trang: SVTH: Nguyễn Văn Hon Đố án môn học Thiết kế tháp chưng cất dầu nặng Trung Đông Chưng đơn giản, với loại bay lần khơng đạt độ phận phân chia cao Do cần phân chia rõ ràng cấu tử thành phần hợp chất lỏng, người ta phải tiến hành chưng cất có tinh luyện chưng phức tạp Hình 2c II.2 Chưng phức tạp : II.2.1 Chưng cất có hồi lưu: Quá trình chưng cất có hồi lưu q trình chưng lấy phần chất lỏng ngưng tụ từ tách cho quay lại tưới vào dòng bay lên Nhờ có tiếp xúc đồng thêm lần pha lỏng pha mà pha tách khỏi hệ thống lại làm giàu thêm cấu tử nhẹ (có nhiệt độ sơi thấp hơn) so với khơng có hồi lưu, nhờ có phân chia cao II.2.2 Chưng cất có tinh luyện: Chưng cất có tinh luyện cịn cho độ phân chia cao kết hợp với hồi lưu Cơ sở trình tinh luyện trao đổi chất nhiều lần hai phía pha lỏng pha chuyển động ngược chiều Quá trình thực phương pháp tinh luyện Để đảm bảo cho tiếp xúc hoàn thiện pha pha lỏng tháp trang bị đĩa hay đệm Độ phân chia hỗn hợp cấu tử tháp phụ thuộc vào số lần tiếp xúc pha (số đĩa lý thuyết) vào lượng hồi lưu đĩa hồi lưu đỉnh tháp Sơ đồ nguyên lý làm việc tháp chưng cất tinh luyện: Pha Vn bay lên từ đĩa n lên đĩa thứ n-1 tiếp xúc với pha lỏng L n-1 chảy từ đĩa n-1 xuống, pha lỏng Ln từ đĩa n, chảy xuống đĩa phía n+1 lại tiếp xúc với pha Vn+1 bay từ lên Nhờ trình tiếp xúc mà trình trao đổi chất xảy tốt Pha bay lên ngày làm giàu thêm nhiều cấu tử nhẹ, pha lỏng chảy xuống phía ngày chứa nhiều cấu tử nặng Số lần tiếp xúc GVHD: PGS.TS Lê Văn Hiếu Trang: SVTH: Nguyễn Văn Hon Đố án môn học Thiết kế tháp chưng cất dầu nặng Trung Đông nhiều, trao đổi chất ngày tăng phân chia ngày tốt, hay nói cách khác, tháp có độ phân chia cao Đĩa có hồi lưu đỉnh, cịn đĩa có hồi lưu đáy Nhờ có hồi lưu đỉnh đáy mà làm cho tháp hoạt động liên tục, ổn định có khả phân tách cao Ngồi đỉnh đáy người ta cịn thiết kế hồi lưu trung gian cách lấy sản phẩm lỏng cạnh sườn tháp cho qua trao đổi nhiệt làm lạnh quay lại tưới vào tháp Như theo chiều cao tháp tinh luyện ta nhận phân đoạn có giới hạn sơi khác tuỳ thuộc vào chế độ công nghệ chưng cất ngun liệu dầu thơ ban đầu Hình: Sơ đồ ngun lý làm việc tháp chưng luyên GVHD: PGS.TS Lê Văn Hiếu Trang: SVTH: Nguyễn Văn Hon Đố án môn học Thiết kế tháp chưng cất dầu nặng Trung Đông II.3 Chưng cất chân không chưng cất nước : Hỗn hợp cấu tử có dầu thô thường không bền, dễ bị phân huỷ tăng nhiệt độ Trong số hợp chất dễ bị phân hủy hợp chất chứa lưu huỳnh hợp chất cao phân tử nhựa Các hợp chất parafin bền nhiệt hợp chất naphten naphten lại bền hợp chất thơm Độ bền nhiệt cấu tử tạo thành dầu không phụ thuộc vào nhiệt độ mà phụ thuộc thời gian tiếp xúc nhiệt độ Sự phân huỷ chưng cất làm xấu tính chất sản phẩm, làm giảm độ nhớt nhiệt độ chớp cháy chúng, giảm độ bền oxi hoá Nhưng quan trọng chúng gây nên nguy hiểm cho trình chưng cất, chúng tạo thành tạp chất ăn mòn làm tăng áp suất tháp Khi nhiệt độ sôi hỗn hợp áp suất khí cao nhiệt độ phân huỷ nhiệt chúng, người ta phải chưng cất chân không VD hay chưng cất với nước để tránh phân huỷ nhiệt Chân không làm giảm nhiệt độ sơi, cịn nước có tác dụng làm giảm nhiệt độ sôi tức giảm áp suất riêng phần cấu tử hỗn hợp làm cho chúng sôi nhiệt độ thấp Tóm lai: Cơ sở trình chưng cất trình phân chia vật lý dầu thô thành thành phần hay phân đoạn, dựa vào nhiệt độ sôi khác cấu tử có dầu thơ Q trình khơng sử dụng xúc tác III Công nghệ chưng cất dầu thô: III.1 Các thông số công nghệ ảnh hưởng đến trình chưng cất: Các thơng số cơng nghệ có ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất chất lượng trình chưng cất nhiệt độ, áp suất phương pháp chưng cất Chế độ công nghệ chưng cất phụ thuộc vào chất lượng dầu thô ban đầu mục đích, u cầu q trình vào chủng loại sản phẩm cần thu, phải có dây chuyền cơng nghệ hợp lý Vì thiết kế trình chưng cất cần phải xét kỹ kết hợp đầy đủ yếu tố để trình chưng cất đạt hiệu cao III.1.1 Chế độ nhiệt tháp chưng luyện Chế độ thông số quan trọng tháp chưng cách thay đổi chế độ nhiệt tháp điều chỉnh chất lượng hiệu suất sản phẩm chế độ nhiệt tháp gồm nhiệt độ nguyên liệu vào tháp, nhiệt độ đỉnh tháp, nhiệt độ tháp nhiệt độ đáy tháp Nhiệt độ nguyên liệu (dầu thô) vào tháp chưng phụ thuộc vào chất loại dầu thô, mức độ phân tách sản phẩm áp suất tháp lượng nước đưa vào đáy tháp, chủ yếu phải tránh phân huỷ nhiệt nguyên liệu nhiệt GVHD: PGS.TS Lê Văn Hiếu Trang: SVTH: Nguyễn Văn Hon Đố án môn học Thiết kế tháp chưng cất dầu nặng Trung Đông độ cao Nếu dầu thô loại dầu nặng mức độ phân chia lấy sản phẩm nhiệt độ ngun liệu vào tháp chưng luyện không cần cao Trong thực tế sản phẩm chưng cất áp suất khí quyển, nhiệt độ nguyên liệu vào tháp chưng luyện thường giới hạn 320 ÷ 3600C cịn nhiệt độ nguyên liệu mazut vào tháp chưng áp suất chân khơng thường khoảng 400 ÷ 4400C Nhiệt độ đáy tháp chưng luyện phụ thuộc vào phương pháp bay phần hồi lưu đáy Nếu bay từ phần hồi lưu đáy thiết bị đốt nóng riêng biệ, nhiệt độ tối ưu, tránh phân huỷ cấu tử nặng, phải đủ để tách hết nhẹ khỏi phần cặn đáy Nhiệt độ đỉnh tháp khống chế nhằm đảm bảo bay hoàn toàn sản phẩm đỉnh Nhiệt độ đỉnh tháp chưng luyện áp suất khí để tách khỏi phân đoạn khác cần giữ khoảng 100 ÷ 70mmHg thường nhiệt độ khơng 120 0C để tách hết phần gasal nhẹ lẫn nguyên liệu Để đảm bảo chế độ nhiệt tháp tạo điều kiện phân tách tốt q trình chưng luyện hồn thiện phải có hồi lưu Hồi lưu đỉnh tháp có hai dạng: Hồi lưu nóng hội lưu nguội - Hồi lưu nóng: Quá trình hồi lưu nóng thực cách cho ngưng tụ phần sản phẩm đỉnh nhiệt độ sơi nó, sau tưới trở lại đỉnh tháp, chung cần lượng nhiệt để bốc hơi, tác nhan làm lạnh dùng nước hay sản phẩm lạnh t2 t0 t1 Hình 7: Hồi lưu nóng Tháp chưng Thiết bị ngưng tụ GVHD: PGS.TS Lê Văn Hiếu Trang: SVTH: Nguyễn Văn Hon Đố án môn học Thiết kế tháp chưng cất dầu nặng Trung Đơng Lượng hồi lưu nóng tính theo cơng thức sau: Rn = Q i Rn: Lượng hồi lưu nóng, kg/h Q: Nhiệt lượng hồi lưu cần lấy để bốc hơi, Kcal/h I: Nhiệt ngưng tụ sản phẩm lỏng Kcal/kg Do thiết bị hồi lưu nóng khó lắp ráp gặp nhiều khó khăn cho việc vệ sinh đặc biệt công suất tháp lớn, nên loại ngày phổ biến bị hạn chế - Hồi lưu nguội: Quá trình hồi lưu nguội thực cách cho ngưng tụ phần sản phẩm đỉnh tưới trở lại tháp ngưng lượng nhiệt cần thiết để cấp cho phần hồi lưu bao gồm nhiệt cần để đung nóng đến nhiệt độ sơi nhiệt lượng để hố 2 t1 t0 Hình 8: Hồi lưu nguội Tháp chưng Ngưng tụ - làm lạnh Bể chứa hồi lưu Lượng hồi lưu ngược tính theo cơng thức R ng Q Q = q t1h − q th2 i + ( t − t1 ) C Rng: Lượng hồi lưu ngược Q: Lượng nhiệt hồi lưu cần GVHD: PGS.TS Lê Văn Hiếu Trang: 10 SVTH: Nguyễn Văn Hon Đố án môn học Thiết kế tháp chưng cất dầu nặng Trung Đông qht1: hàm nhiệt qht2: Lượng hồi lưu lỏng hồi lưu i: Nhiệt lượng phần cần t1,t2: Nhiệt độ lỏng tương ứng Từ công thức ta thấy lượng hồi vào tháp (t 1) thấp, thường nhiệt độ hồi lưu t1 tưới vào tháp khoảng 30 ÷ 400C Ngồi sử dụng hồi đỉnh đáy người ta sử dụng hồi lưu trung gian Hơi sản phẩm t1 t0 Hỡnh 9: Hồi lưu trung gian Tháp chưng Thiết bị trao đổi Bơm Quá trình hồi lưu trung gian thực cách lấy sản phẩm lỏng nằm đĩa có nhiệt độ kì t đưa làm lạnh đến t tưới vào hồi lưu lại tháp chất lỏng hồi lưu cần thu nhiệt lượng để đung nóng từ nhiệt độ t đến t2 Xác định lượng hội lưu trung gian qua công thức R tg Q q − q tt t t2 Q: lượng hồi lưu lấy di kcal/h qtt2, qtt0: hàm lượng nhiệt hồi lưu pha lỏng ứng với nhiệt độ t t0 kcal/kg GVHD: PGS.TS Lê Văn Hiếu Trang: 11 SVTH: Nguyễn Văn Hon Đố án môn học Thiết kế tháp chưng cất dầu nặng Trung Đông Hồi lưu trung gian có nhiều ưu điểm; giảm lượng hồi lưu đỉnh tháp, tận dụng lượng nhiệt thừa lớn tháp để đun nóng nguyên liệu ban đầu, tăng công suất làm việc tháp III.1.2 Áp suất tháp chưng Khi chưng dầu mỏ áp suất khí quyển, áp suất tuyệt đối tháp thường cao chút so với áp suất khí quyển, tương ứgn với việc tăng hay giảm nhiệt độ sản phẩm lấy khỏi tháp Khi chưng cất mazut tháp chưng chân khơng thường tiến hành áp suất từ 10 ÷ 17 mmHg Áp suất làm việc tháp chưng phụ vào nhiệt độ, chất nguyên liệu áp suất riêng phần tưng cấu trúc tháp Lượng nước tiêu hao cho tháp áp suất khí khoảng 1,2 ÷ 3,5% trọng lượng, tháp chưng áp suất chân không khoảng ÷ trọng lượng khác so với nguyên liệu III.2 Lựa chọn sơ đồ chế độ công nghệ trình chưng cất: Việc lựa chọn sơ đồ chế độ công nghệ chưng cất phụ thuộc vào đặc tính nguyên liệu mục đích q trình chưng cất Với dầu mỏ chứa lượng khí hồ tan bé từ 0,5 ÷ 1,2%, trữ lượng xăng thấp từ (12 ÷ 15% phân đoạn có nhiệt độ sôi đến 180 0C) hiệu suất phân đoạn 350 C khơng lớn 45% thuận tiện phù hợp nên chọn sơ đồ chưng cất AD với bay lần tháp chưng cất Với dầu mỏ chứa nhiều phần nhẹ, tiềm lượng sản phẩm trắng cao (5060%), chứa nhiều khí hịa tan(>1,2%), chứa nhiều phân đoạn xăng (20-30%) nên chọn sơ đồ chưng cất AD với bay hai lần Lần tiến hành bay sơ phần nhẹ tinh cất chúng tháp sơ Còn lần hai tiến hành tinh cất phần dầu lại Như tháp tinh cất sơ ta tách phần khí hịa tan xăng có nhiệt độ sơi thấp Để ngưng tụ hồn toàn bay lên người ta phải tiến hành chưng cất áp suất cao (0,35-1,0Mpa) Nhờ áp dụng chưng cất hai lần mà ta giảm áp suất tháp thứ hai đến 0,14-0,16Mpa, nhận từ dầu thô lượng sản phẩm trắng cao Chọn dây chuyền công nghệ: GVHD: PGS.TS Lê Văn Hiếu Trang: 12 SVTH: Nguyễn Văn Hon Đố án môn học Thiết kế tháp chưng cất dầu nặng Trung Đông Dầu thơ Trung Đơng loại dầu nặng lượng khí hồ tan lượng xăng thấp nên ta chọn sơ đồ chưng cất sơ đồ chưng cất AD với bay lần tháp tinh cất Ưu điểm: Q trình làm việc sơ đồ cơng nghệ bốc đồng thời phân đoạn nhẹ nặng góp phần làm giảm nhiệt độ bốc nhiệt lượng đốt nóng dầu lị, q trình chưng cất cho phép áp dụng điều kiện thực tế chưng cất dầu thiết bị loại có cấu tạo đơn giản, gọn, tốn Nhược điểm: Đối với loại dầu chứa nhiều phân đoạn nhẹ nhiều tạp chất lưu huỳnh, nước gặp khó khăn áp dụng loại hình cơng nghệ chưng cất Khó khăn áp suất thiết bị lớn, cần phải có độ bền lớn, tốn nhiên liệu, đắt tiền, cấu tạo thiết bị phức tạp để tránh gây nổ áp suất cao Do sơ đồ cơng nghệ chọn cho trình chưng cất loại dầu chứa phần nhẹ ( khơng q ÷10%) nước lưu huỳnh IV Sản phẩm trình chưng cất: Khi tiến hành chưng cất sơ khởi dầu mỏ, nhận nhiều phân đoạn sản phẩm dầu Chúng phân biệt với giới hạn nhiệt độ sôi (hay khoảng nhiệt độ chưng), thành phần hydrocacbon nhiều tính chất khác IV.1 Phân đoạn khí hydrocacbon Khí hydrocacbon thu chủ yếu C3, C4 thể khí hay nén hóa lỏng tùy thuộc vào cơng nghệ chưng cất Phân đoạn thường dùng làm nguyên liệu cho cơng nghiệp tổng hợp hố dầu dùng làm nhiên liệu dân dụng IV.2 Phân đoạn xăng Gồm có phân đoạn xăng nhẹ xăng nặng Phân đoạn xăng nhẹ chủ yếu C 5, C6 có nhiệt độ sơi từ 30 ÷ 350C đến 85 ÷ 950C Phân đoạn xăng nặng gồm cấu tử từ C7 trở lên có nhiệt độ sơi từ 95 ÷ 1800C Phân đoạn xăng dùng làm nguyờn liệu cho quỏ trỡnh isome húa, reforming xỳc tỏc dựng làm dung mụi cho cụng nghiệp trớch ly dầu, pha chế mỹ phẩm IV.3 Phân đoạn kerosen: GVHD: PGS.TS Lê Văn Hiếu Trang: 13 SVTH: Nguyễn Văn Hon Đố án môn học Thiết kế tháp chưng cất dầu nặng Trung Đông Phân đoạn kerosen có nhiệt độ sơi khoảng 120 ÷ 2400C dùng làm nhiên liệu cho động phản lực Phân đoạn cũn gọi dầu lửa dùng để thắp sáng, sưởi ấm Nhiên liệu dùng cho động phản lực chế tạo từ phân đoạn kerosen Do đặc điểm nhiên liệu đùng cho động phản lực có tốc độ cháy lớn, dễ dàng tự bốc cháy nhiệt độ áp suất qui định, cháy điều hồ khơng bị tắt dũng khụng khớ cú tốc độ xoáy lớn nghĩa trình cháy phải có lửa ổn định Để đáp ứng yêu cầu thành phần kerosen phải chứa nhiều cấu tử hydrocacbon naphtenic parafinic Vì dầu mỏ họ naphteno-parafinic parafino-naphatenic nguyên liệu tốt để sản xuất nhiên liệu phản lực IV.4 phân đoạn gasoil nhẹ: Hay gọi phân đoạn diezel, có khoảng nhiệt độ sơi từ 140 ÷ 3600C (3800C), chứa hydrocacbon có số cacbon từ C 16 ÷ C20, C21 Phân đoạn dùng làm nhiên liệu cho động diezel nhiên nhiên liệu có chứa nhiều lưu huỳnh nên cần phải hydro hoá làm IV.5 Phân đoạn gasoil nặng: ÷ Hay cịn gọi phân đoạn dầu nhờn, có khoảng nhiệt độ sôi từ 350 0C 5000C, chứa cỏc hydorocacbon từ C21 ÷ C35 lên tới C40 Phân đoạn dùng để sản xuất dầu nhờn sản xuất sản phẩm trắng xăng, kerosen diesel IV.6 Phân đoạn gudron: Gudron phần cũn lại sau tách phân đoạn kể có nhiệt độ sơi lớn 5000C, gồm hydrocacbon có số nguyên tử cacbon lớn C 41, giới hạn cuối cựng cú thể lờn tới C80 Thành phần phân đoạn phức tạp chia thành ba nhóm : nhóm chất dầu, nhóm chất nhưa, nhóm chất asphanten Phân đoạn dùng để sản xuất bitum dùng làm nhiên liệu đốt lị V Thiết bị sơ đồ chưng cất: Các thiết bị góp phần quan trọng dây chuyền chưng cất là: IV.1 Tháp chưng cất: Nhiệm vụ phân chia dầu thô thành phân đoạn hẹp để tiện lợi cho trình chế biến sau, chẳng hạn trình cracking, reforming hay trình sản xuất dầu nhờn GVHD: PGS.TS Lê Văn Hiếu Trang: 14 SVTH: Nguyễn Văn Hon Đố án môn học Thiết kế tháp chưng cất dầu nặng Trung Đông Các loại tháp thường sử dụng: - Tháp đệm: Trong tháp đệm người ta bố trí ngăn có chứa đệm hình vành khun hình trụ có chắn để tăng diện tích bề mặt tiếp xúc pha pha lỏng Nhược điểm tháp đệm trình tiếp xúc pha lỏng pha khơng tốt, khơng đồng tồn đệm theo diện tích tiết diện ngang tháp Nhưng tháp đệm có đường kính nhỏ 1m tháp đệm có hiệu tương đương loại tháp khác Vì tháp đệm hay dùng dây chuyền có cơng suất thấp, dễ chế tạo vốn đầu tư không cao - Tháp với loại đĩa chụp: Loại tháp sử dụng phổ biến công nghiệp chưng cất dầu mỏ phân đoạn dầu Các đĩa chụp có nhiều loại, chúng khác cấu tạo hình dạng chụp nhằm tăng cường tiếp xúc pha tháp - Tháp với đĩa lòng máng, đĩa lưới hay đĩa sàng: Loại tháp thích hợp cho chưng cất cặn nặng hay sản phẩm có độ nhớt cao Với đồ án em chon tháp chưng cất tháp loại đĩa chup GVHD: PGS.TS Lê Văn Hiếu Trang: 15 SVTH: Nguyễn Văn Hon Đố án môn học Thiết kế tháp chưng cất dầu nặng Trung Đông Tải FULL (36 trang): https://bit.ly/3A7jusr Dự phịng: fb.com/TaiHo123doc.net Hình : Sơ đồ nguyên lý làm việc tháp chưng cất loại đĩa có kênh chảy truyền Thiết bị ngưng tụ làm lạnh Dòng hồi lưu vào tháp Bể chứa sản phẩm đỉnh GVHD: PGS.TS Lê Văn Hiếu Trang: 16 SVTH: Nguyễn Văn Hon Đố án môn học 10 Thiết kế tháp chưng cất dầu nặng Trung Đông Thân tháp Nguyên liệu vào tháp Kênh chảy truyền Đĩa Dòng hồi lưu đáy tháp Dịng sản phẩm đáy Thiết bị đun sơi Nguyên lý làm việc tháp chưng cất: Nhiệt cung cấp cho tháp từ thiết bị gia nhiệt đáy tháp Nguyên liệu gia nhiệt trước sau đưa vào tháp qua cửa nạp liệu Nguyên liệu gia nhiệt lên đến nhiệt độ phần nhẹ bay lên đĩa phía qua lổ đĩa, tiếp xúc với lỏng đĩa Qua trình tiếp xúc mà trình trao đổi chất sảy Trên đĩa phần ngưng tụ thành lỏng nhiệt độ lỏng đĩa thấp hơn, lượng lỏng xuống đĩa qua kênh chảy tràn Lượng đĩa tiếp tục chui qua lổ đĩa lên đĩa tiếp theo, tương tự trình đổi chất lỏng sảy Một phần cấu tử nặng ngưng tụ thành lỏng Nên lên cao phần nhẹ tăng phần nặng ít, sản phẩm tinh khiết Lượng đĩa ngưng tụ thành lỏng nhờ thiết bị ngưng tụ đỉnh tháp Một phần sản phẩm lỏng đưa hồi lưu lại đĩa tháp, để trì tình truyền chất đĩa phía cửa tiếp liệu Phần cặn đáy tháp, phần đưa qua thiết bị gia nhiệt hồi lưu lại đáy tháp, để trì trình truyền chất cho đĩa phía cửa nạp liệu V.2 Lò đốt: Là nguồn cấp nhiệt quan trọng cho tháp chưng cất Trong cơng nghiệp lọc hố dầu dùng phổ biến loại lò đốt vỏ bọc với lớp vật liệu cách nhiệt Lị đốt có nhiều loại người ta phân làm nhiều loại khác dựa vào mục đích sử dụng hay theo hình dạng cấu trúc chúng Loại lị có ống sử dụng cho nhiều mục đích đốt, sấy lị, phản ứng cracking tuỳ theo yêu cầu trình V.2.1 Cấu trúc lò ống: Lò ống cấu tạo phần - Phần xạ nhiệt: phần quan trọng lò đốt gọi buồng đốt, nhiên liệu đốt cháy trực tiếp để tạo lửa Phần xạ nhiệt độ cao so GVHD: PGS.TS Lê Văn Hiếu Trang: 17 SVTH: Nguyễn Văn Hon 3839655 ... án môn học Thiết kế tháp chưng cất dầu nặng Trung Đông Dầu thô Trung Đơng loại dầu nặng lượng khí hồ tan lượng xăng thấp nên ta chọn sơ đồ chưng cất sơ đồ chưng cất AD với bay lần tháp tinh cất. .. môn học Thiết kế tháp chưng cất dầu nặng Trung Đông Phần I TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH CHƯNG CẤT DẦU THƠ Mục đích ý nghĩa q trình chưng cất dầu thơ Mục đích q trình chưng cất dầu thô chia dầu thô (là...Đố án môn học Thiết kế tháp chưng cất dầu nặng Trung Đông MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU Phần I: TỔNG QUAN VỀ Q TRÌNH CHƯNG CẤT DẦU THƠ I Mục đích ý nghĩa q trình chưng cất dầu thơ II Cơ sở